5.3. Күш берілістері мен агрегаттары

Күш беретін (қуат) беріліс қозғалтқыштардан қуатты шығырға, сорғыштарға, роторға және бұрғылау қондырғысының басқа да тұтынушыларына беруге арналған құрылғылар болып табылады.

Негізгі жетектің күш беретін берілісі мынандай функцияларды орныдайды:

• бұрғылау шығыры мен роторға әсер ететін падаланулық жүктелудің өзгеруіне сәйкес момент пен айналу жиілігін реттеу;

• бұрғылау сорғышы поршендерінің жүріс сандарын керек берілу мен қысымға байланысты реттеу;

• топтық және көп моторлы жетекте қозғалтқыштар қуатын қосу;

• топтық жетекті бұрғылау қондырғыларында қуатты шығыр, сорғыштар мен ротор арасында тарату;

• жабық қосу және қозғалтқыштарды шектен тыс артық жүктелгенде қорғау;

• жылу қозғалтқыштарынан жетектелетін шығыр мен ротордың айналу бағытын өзгерту.

Бұрғылау қондырғыларының жетектерінде механикалық, гидравликалық, электрлік және пневматикалық берілістер пайдаланылады, олар берілетін айналу моментінің түрлендірілу тәсілімен ажыратылады. Әдетте, гидравликалық және электрлік берілістер механикалықпен бірігіп гидромеханикалық және электромеханикалық берілістер құрап пайдаланылады.

Механикалық берілістер ең қарапайым және пайдалануға сенімді, айналу жиілігі сатысы өзгертілуімен және беріліс сандарына тәуелді емес салыстырмалы жоғары ПӘК ерекшеленеді.

Бұрғылау қондырғыларының жетектерінде механикалық берілістердің мынандай түрлері қолданылады: төмендеткіш тісті редукторлар, қосу және таратқыш шынжырлы редукторлар, сыналы белдікті және карданды берілістер, шынжырлы және тісті беріліс алмастыру қораптары, құрсаулық– пневматикалық муфталар және пайдаланылатын қозғалтқыштарына, жетек қызметі мен орналасуына байланысты таңдайтын басқа да құрылғылар.

Электрлі жетекті бұрғылау қондырғыларында механикалық берілістер қысқарады және осыған байланысты жетек қарапайымдау және тығыздау болады. Айналу бағытын өзгерту электр қозғалтқыштарымен істелінетіндіктен жетекте қарсы жүруге арналған тісті жұп жоқ.

Механикалық берілістер санының қысқаруына байланысты көтеру механизмі жетегінің ПӘК Уралмашзауыттың мәліметі бойынша дизельді бұрғылау қондырғыларында 0,64– тен электрлі де 0,83– ке дейін көтерілді, сәйкесінше бұрғылау сорғыштарында жетегінің ПӘК 0,79 және 0,92– ні құрайды.

Механикалық берілістердің негізгі кемшіліктеріне айналу жиілігінің сатылы өзгерілуі жатады. Берілісті жұмыс жүктелінуіне сәйкес таңдау бұрғышының мамандығына тәуелді, сондықтан қозғалтқыш жұмысының ең тиімді ережесіне сәйкес келмеуі де мүмкін.

Гидромеханикалық берілістерде механикалық беріліс гидродинамикалық үйлестірілген. Бұрғылау қондырғыларында көбінесе гидротрансформатор қолданылады, ал олардың ішінде бұрғылау жағдайларына ең сәйкестері комплекстісі.

Гидротрансформаторлардың гидромуфталардан айырмашылығы, олардың жұмыс қуысында турбиналық Т және сорғыштық Н дөңгелектерден басқа реактор Р деп аталатын қозғалмайтын қалақты аппарат бар.

Гидротрансформатордың конструктивті схемасы

18-і сурет: 1-турбина, 2-сорғыш, 3-реактор, 4-еркін жүріс муфтасы

Гидротрансформатордағы моменттің өзгерілуі реактор қалақтарының сорғыштан турбинаға келетін сұйық ағасының жылдамдығы мен бағытына әсеріне байланысты істелінеді. Реактордағы гидравликалық шығынның көптігіне байланысты ең жетілген гидротрансформаторлардың ПӘК 0,8…0,92 – ден көп емес, гидромуфталарда ол 0,94…0,98 құрайды.

Гидротрансформатордың түрлендіру қасиеттері мен гидромуфтаның жоғары ПӘК – і комплексті гидротрансформаторда белгілі дәрежеде біріктірілген. Оның конструкциялық ерекшелігі реактордың корпуспен еркін жүрісті муфтамен (ЕЖМ) жалғасқанында. Көп жүктелгенде, турбинадағы момент М_Т сорғыштағы моментпен М_Н көп болғанда, реакторда пайда болған момент М_Р ЕЖМ– сын сыналайды да реакторда тоқтатады.

Жүктеліну азайғанда, турбинадағы момент М_Т сорғыштағы моментпен М_Н аз немесе тең болғанда, ЕЖМ сымдай босатылады, онда реактор сорғыш бағытымен айналып жұмыс сұйығының ағысына әсер етпейді. Сөйтіп, комплекстік гидротрансформатор және гидромуфта ережелерінде жұмыс істей алады.

Бұрғылау қондырғыларының жетегінде гидротрансформаторлар көбінесе дизельмен тіркесіп пайдаланылады. Дизель мен гидротрансформатор бір блокта бірлесіп дизель – гидравликалық агрегат құрайды.

Комплексті гидротрансформаторлар дизель жетектеріне жаңа қасиеттер мен мүмкіндіктер қатарын береді. Дизель гидравликалық агрегатта шығу (турбиналық) біліктің айналу жиілігі п_Т тежеу ережесінде нульден бастап бос жүріс ержесінде ең көп мәніне дейін өзгерді. (дизельдің практикада өзгерісінің айналу жиілігінде п_Д). Шығу білігіндегі айналдыру моменті М_Т тежеу ережесінде ең көбінен бос жүріс ережесінде ең азына дейін жатық төмендейді. Моменттің өзгеру (трансформациялық) коэффициенті K=6 – дан гидротрансформатордан ПӘК 0,7 тең жағдайында K=3,2…0,4 – ке дейін азаяды. Момент пен айналу жиілігінің сатысыз өзгерілуі бұрғылау шығыры жетегіндегі дизельдің қуатын толығырақ пайдалануға мүмкіндік береді және қармақ жүктелінуіне байланысты көтеру жылдамдығының автоматты өзгерілуін қамтамасыз етеді. Бірақ гидротрансформаторлардың ПӘК – нің практикада жарамды мәндері аймағында өзгеру коэффициентінің шектелінуіне байланысты олар бұрғылау қондырғысының жетектерінде өз бетімен пайдаланылмайды және механикалық беріліс алмастыру қорабымен толықтырылады.

Бұрғылау сорғыштары жетегінен гидравликалық берілістер жуу ертіндісін айналдыру жүйеісндегі гидравликалық кедергілер өзгергенде қысым мен берілістің автоматты өзгерілуін қамтамасыз етеді. Гидротрансформатордың турбиналық доңғалақтың аз айналу жиілігінде көп айналу моментін туғызу мүмкіндігі жүктелген сорғышты қосуға жағдай жасайды.

Ротор жетегінде гидромеханикалық күш берілісі механикалық берілісінен салыстырғанда бұрғылаудың қолайлы ережісін және бұрғылау құбырларынан болатын апаттарды төмендеуді қамтамасыз етеді.

Гидротрансформаторды дұрыс іріктеп алу дизельдің тұрып қалуы мен көп жүктелу мүмкіндігінен жояды, оның қызмет мерзіміне жоғарылауға мүмкіндік туғызады. Гидротрансформатордың сорғыштық пен турбиналық доңғалақтары арасындағы жұмыс сұйығы қозғалтқыш бұрғылауының теңселуін тоқтатады, шу мен дірілдер деңгейін төмендетуге мүмкіндік береді.

Гидротрансформатордың арқасында параллель жұмысты дизельдердің үйлестірілуі жақсартады, олардың қосынды қуатын толығырақ пайдалау мүмкін болады.

Алайда гидромеханикалық берілістер механикалықтармен салыстырғанда гидротрансформатордағы қуат шығырына байланысты анағұрлым төмен ПӘК– ті. Тіпті ПӘК– тің жоғары мәндер ережелерінде де бұл шығындар 20…25 құрайды, бұрғылау қондырғысы жетегінің отын шығыны тиімділігі едәуір нашарлатады, қуат шығырына байланысты гидротрансформатордың қызуы жұмыс сұйығы үшін радиатор талап етеді, ол гидромеханикалық берілістің конструкциясын және пайдалануын күрделілейді.