ПНЕВМАТИЧНИЙ КЛИНОВИЙ ЗАХОПЛЕННЯ
Пневматичний клиновий захват (рис. 6.2) складається з втулки5,двох конічних вкладишів4,клинів2з плашками9.Втулка і вкладиші нерухомі щодо столу, а клини з плашками можуть переміщатися по похилих пазах вкладишів. При переміщенні вниз клини ковзають по похилих паз вкладишів і зближуються в радіальному напрямку. Під дією радіального зусилля, що виникає в клинах від своєї ваги колони, плашки затискають трубу і колона утримується в роторі. Для звільнення затиснутої труби клини переміщаються вгору одночасно з колоною труб, що піднімається гаком.
Привід клинового захоплення здійснюється за допомогою пневматичного циліндраІ, закріпленого на кронштейні станини12ротора. Шток пневматичного циліндра з'єднується з коротким плечем важеля10.Довге плече важеля на кінці має вилкоподібну форму і надівається на ролики8кільцевої рами
7з якої з'єднуються стійки6,втулки, що переміщаються у вертикальних напрямних пазах 5. Верхні кінці стійок укріплені в траверсі1,яка важелями3з'єднується з клинами2 .
Під дією стисненого повітря, що подається в поршневу порожнину пневмоциліндра, шток поршня повертає важіль проти годинникової стрілки. При цьому кільцева рама 7 разом зі стійками6,траверсою1та важелями3переміщається вгору і піднімає клини2.Зворотне переміщення клинів здійснюється при подачі стисненого повітря в штокову порожнину пневмоциліндра і повороті важеля10за годинниковою стрілкою. Важелі3забезпечують переміщення клинів у радіальному напрямку при підйомі та опусканні клинів. Співвідношення плечей важеля10вибирається залежновід ходу поршня пневмоциліндра та необхідної висоти підйому клинів.
Вага бурильної колони, що утримується клиновим захопленням, обмежується контактним тиском між плашками і тілом труби. Для зниження контактних тисків користуються подовженими клинами і спеціальними плашками, що охоплюють трубу з мінімальним зазором між поздовжніми торцями. У деяких конструкціях замість трьох використовується шість клинів, що сприяє рівномірному розподілу контактних тисків. Пневматичний клиновий захоплення зблокований з приводом ротора так, що при піднятому клиновому захопленні виключається можливість обертання ротора. Під час буріння клини з траверсою забираються і замінюються затискачем під провідну трубу, а стійки з кільцевою рамою опускаються в нижнє нижнє положення. Управління пневматичним клиновим захопленням здійснюється педальним краном, встановленим у пульта бурильника.
Рис.6.2. Пневматичний клиновий захват ПКР560.
Контрольні питання до гол. 6.
Призначення та схема ротора.
Основні параметри, що характеризують ротор.
Навантаження, що діють головну опору ротора.
Підшипники головних опор роторів та їх конструкція.
Конічні зубчасті передачі із косим зубом.
Основні правила монтажу та експлуатації роторів.
ВЕРТЛЮГ.
Вертлюг призначений для підведення бурового розчину в бурильну колону, що обертається. У процесі буріння вертлюг підвішується до автоматичного елеватора або гака талевого механізму і за допомогою гнучкого шланга з'єднується зі стояком напірного трубопроводу бурових насосів. При цьому провідна труба бурильної колони з'єднується за допомогою різьблення з стволом, що обертається.вертлюга, з прохідним отвором для бурового розчину. Під час спуско-підйомних операцій вертлюг з провідною трубою та гнучким шлангом відводиться в шурф та від'єднується від талевого блоку. При бурінні забійними двигунами вертлюг використовується для періодичних провертань бурильної колони з метою запобігання прихвату.
У процесі експлуатації вертлюг зазнає статичних осьових навантажень від дії ваги бурильної колони і динамічних навантажень, що створюються поздовжніми коливаннями долота і пульсацією промивної рідини. Деталі вертлюга, що контактують із розчином, піддаються абразивному зносу. Зносостійкість деталей, що труться, вертлюга знижується в результаті нагрівання при терті.
До вертлюг висуваються такі основні вимоги:
поперечні габарити не повинні перешкоджати його вільному переміщенню вздовж вежі при нарощуванні бурильної колони та спуско-підйомних операціях;
вузли, що швидко зношуються, і деталі повинні бути зручними для швидкої заміни в промислових умовах;
підведення та розподіл олії повинні забезпечити ефективне мастило і охолодження тертьових деталей вертлюга;
пристрій для з'єднання з таловим блоком має бути надійним та зручним для швидкого відведення та винесення вертлюга із шурфу.
КОНСТРУКЦІЯ ВЕРТЛЮГА.
Корпус4вертлюга (Рис.7.1)виготовляється з вуглецевої або низьколегованої сталі і є порожнім виливком із зовнішніми бічними кишенями для штропу
12за допомогою якого вертлюг підвішується до гака талевого механізму. Штроп має дугоподібну форму та круглий поперечний переріз. Він виготовляється методом вільного кування з легованих сталей марок 40ХН, 38ХГН, ЗОХГСА.
На висаджених кінцях штропу розточуються отвори дляпальців 7, що з'єднують штроп із корпусом вертлюга. Пальці встановлюються в горизонтальних розточках кишень і корпусу і оберігаються від випадання і проворотів стопорною планкою 8, 4, яка входить у торцевий паз пальця і приварюється до корпусу вертлюга. При відведенні провідної труби в шурф штроп вертлюга відхиляється від вертикалі і займає положення, зручне для роз'єднання та з'єднання його з гаком талевого механізму.
Кут повороту штропу обмежується стінками кишень корпусу вертлюга і вбирається у 45°. Пальці штропу мають мастильні канавки та отвори з різьбленням для пружинних маслянок. Різьблення мастильних отворів використовується для загвинчування рим-болтів, за допомогою яких проводиться розпресування пальців вертлюга.
У корпусі вертлюга на завзятих і радіальних підшипниках обертається стовбур5з перекладачем1для з'єднання вертлюга з провідною трубою бурильної колони. Стовбур являє собою сталевий циліндр з центральним прохідним отвором для промивної рідини і із зовнішнім фланцем для завзятих підшипників. Стовбур обертається з частотою бурового ротора і відчуває навантаження, створювані бурильною колоною і рідиною, що промиває, нагнітається в свердловину. У порівнянні з іншими несучими вузлами та деталями стовбур вертлюга найбільш навантажений. Це висуває підвищені вимоги до його міцності. Стовбури вертлюгів виготовляють із фасонних поковок, одержуваних методом вільного кування. Завдяки застосуванню таких заготовок знижуються витрати матеріалу та витрати на механічну обробку. Для стволів використовують сталі марок 40Х, 40ХН, 38ХГН, що набувають в результаті кування більш досконалу кристалічну структуру та підвищені механічні властивості.
Осьове положення стовбура вертлюга фіксується завзятими підшипниками6та9.Основнаопора ствола - підшипник6,навантажуваний вагою ствола і бурильної колони, коли вертлюг за допомогою штропу утримується у підвішеному стані. Допоміжною опорою стовбура є підшипник9,навантажуваний власною вагою корпусу та інших деталей, що не обертаються, коли вертлюг спирається на стовбур, а штроп вертлюга знаходиться у вільному стані. Це відбувається при встановленні вертлюга з провідною трубою в шурф і в процесі буріння свердловини, коли внаслідок недостатньої ваги бурильної колони навантаження на долото доповнюють вагою вертлюга. Для
Мал. 7.1.Вертлюг УВ-250.
центрування роликів щодо ствола підшипник6забезпечений внутрішнім сепаратором. Зовнішній сепаратор захищає ролики від усунення під дією відцентрових сил. У менш навантаженій допоміжній опорі використовується кульковий упорний підшипник. Ствол центрується в корпусі радіальними роликовими підшипниками3і10.Упорні підшипники центруються по кільцю, встановленому на стволі. Друге кільце є вільним і завдяки цьому самоцентрується щодо тіл кочення підшипника.
Осьове положення стовбура та натяг підшипників9 і 10регулюються прокладками між корпусом4та кришкою14вертлюга. Осьовий натяг нижнього радіального підшипника регулюється настановною втулкою, нагвинченою на стовбур вертлюга і запобігає відгвинчування стопорними гвинтами. Зовнішнє кільце підшипника утримується пружинним стопором, встановленим у кільцевому пазі корпусу. Для з'єднання вертлюга з провідною трубою бурильної колони використовується змінний ніпельний перекладач1,що оберігає різьблення стовбура від зносу та механічних пошкоджень. У зв'язку з тим, що стовбур вертлюга і верхній перекладач провідної труби маютьвнутрішні різьблення, для їх з'єднання використовується перекладач ніпельного типу. З метою запобігання самовідгвинчування при обертанні долота стовбур вертлюга, перекладачі та верхній кінець провідної труби мають ліве різьблення. Слід нагадати, що нижній перекладач провідної труби та всі інші з'єднання бурильної колони мають праве різьблення, що збігається з напрямком обертання долота.
Корпус вертлюга закривається верхньою14і нижньою2кришками з центральними отворами для вивідних кінців ствола. Кришки кріпляться до корпусу крутими болтами. Верхня кришка забезпечена стійками та другим фланцем, на якому укріплений відвід11для з'єднання вертлюга з буровим шлангом. З відведення промивна рідина надходить у прохідний отвір ствола через проміжний пристрій 13. Корпус вертлюга заповнюється рідким маслом для змащування основного та нижнього радіального підшипників. Склянка 15 ствола утворює окрему масляну ванну для змащування допоміжного та верхнього радіального підшипників. Олія заливається через отвір у верхній кришці корпусу. Для зливу відпрацьованої олії передбачено отвір у нижній кришці корпусу. Рівень олії перевіряється контрольною пробкою, нагвинченою в корпус вертлюга. Олійні отвори закриваються різьбовими пробками.