1.3.4 Ротор

Параметры ротора определяют исходя из конструкции скважины, компоновки бурильной колонны и требований, предъявляемых технологиями бурения и крепления скважины.

К основным параметрам ротора относятся: диаметр проходного отверстия в столе ротора; допускаемая статическая нагрузка на стол;

частота вращения стола ротора; мощность на столе ротора; максимальный момент на столе ротора; передаточное число зубчатой пары; базовое расстояние (расстояние от середины цепного колеса до центра стола ротора)

Диаметр походного отверстия в столе ротора должен быть достаточным долот и обсадных труб. Для этого необходимо, чтобы отверстие в столе ротора было больше долота при под направление:

D = Dд.н + d;

(20)

где D – диаметр проходного отверстия в столе ротора, принимается равным 460, 560, 700, 950, 1250 мм;

D_д.н – диаметр долота при бурении под направление скважины, мм;

d – диаметральный зазор, необходимый для свободного прохода долота d = 20…50 мм.

Таблица 3 - Диаметры направлений и диаметры долот для бурения скважины под направление

Глубина скважины, м	< 3000	3000…5000	5000…8000
Диаметр направления, мм	325…426	426…525	525…580
Диаметр долота, мм	394…540	490…640	590…705

Проходное отверстие вкладыша стола ротора должно быть достаточным для прохода бурильной колонны при спуско-подъемных операциях.

При наибольшем диаметре замков бурильных труб отверстие вкладышей стола роторов всех типоразмеров принимают равным 255 мм.

Паспортное значение допускаемой статической нагрузки на стол ротора должно быть не менее значения допускаемой нагрузки на крюк.

Допускаемая статическая нагрузка на стол ротора, как правило, не превышает статической грузоподъемности подшипника основной опоры стола ротора:

Q_ст.р = Q_кр.доп

Частота вращения стола ротора выбирается в соответствии с требованиями технологии бурения скважины. Наибольшая частота вращения стола ротора ограничивается критической частотой вращения буровых долот:

n_max < 250

Расчет основных параметров произведем по формулам В.А. Авакова.

Частота вращения стола ротора в зависимости от глубины бурения:

n = 200 - 150α;

(21)

где α – коэффициент глубины, расчет выполняется при α, равном 0, 1.

Бурение глубокозалегающих твердых пород проводится при частоте вращения n_т.с = 50 .

Мощность на столе ротора определяется затратами мощности на холостое вращение бурильной колонны, вращение долота и разрушение породы на забое.

Мощность на столе ротора, кВт:

N = 38,8Lк(0,89 + );

(22)

где L_к – конечная глубина скважины, км;

α – коэффициент глубины, расчет производится при 0, α = 1.

Максимальный момент на столе ротора:

M_{p max} = М_{α = 1}К_п;

М_{α = 1} = M_{p max};

где К_п – коэффициент перегрузки по моменту, К_п = 1,25.

Момент на столе ротора в зависимости по глубины бурения:

М = 4Lк(0,4 + 0,6α);

(23)

Для роторов Р-560 и Р-700 базовое расстояние составляет 1,353 м, придаточное число зубчатой пары – 3,61.

При D_д = 850 мм.

D = 850 + 50 = 900 мм.

Выбираем ротор Р-700. Частота вращения в зависимости от глубины бурения (L_к = 3015 м), об/мин.

При α = 0, L = 0, n_{α = 0} = 200;

α = , L = 1005, n_α=1/3 = 150;

α = , L = 2010, n_α=2/3 = 100;

α = 1, L_к = 3015, n_α=1 = 50.

Мощность в зависимости от глубины бурения, кВт:

N_{α = 0} = 98,25;

N_α=1/3 = 134,68;

N_α=2/3 = 98,25;

N _α=1 = 63,69.

Мощность в зависимости от глубины бурения, кН м:

M _{α = 0} = 4,8;

M _α=1/3 = 7;

M _α=2/3 = 9,1;

M _α=1 = 12.