Для чего нужен ротор на буровой
Ротор
Ротор – один из важнейших компонентов буровой установки.
Выполняет множество различных функций в зависимости от конкретного типа проводимых буровых работ.
Так, при роторном бурении скважин этот элемент выполняет ключевую функцию – обеспечение передачи движения вращения колонне бурильных труб и породоразрушающему инструменту.
При использовании турбинного метода бурения скважин, а также в условиях применения электробуров ротор обеспечивает возможность периодически проворачивать трубы.
Кроме того, ротор предотвращает поворот труб в противоположную сторону относительно направления вращения породоразрушающего инструмента при турбинном типе бурения.
Применение ротора при бурении скважин забойными двигателями связано с необходимостью восприятия возникающего реактивного момента.
Кроме упомянутых выше случаев ротор буровой установки обеспечивает возможность проведения спуско-подъемных операций, удерживая на весу колонну труб (бурильных или обсадных).
Также ротор применяется при проведении мероприятий по ликвидации аварийных ситуаций, в ходе операций по свинчиванию и развинчиванию труб, при проведении замены бурового инструмента.
Конструктивно ротор буровой установки представляет собой неподвижный массивный корпус, выполненный из стали и оснащенный мощным опорным подшипником, на котором вращается стол ротора.
Этот корпус обеспечивает восприятие и передачу всех возникающих в ходе проведения работ нагрузок на раму.
Через парные конические шестерни осуществляется передача вращения с приводного вала, размещенного в горизонтальной плоскости, непосредственно на стол ротора, расположенного вертикально.
Зубчатая пара (коническая шестерня вала и зубчатый венец стола), а также подшипники расположены в так называемой герметичной масляной ванне, которая обеспечивает снижение износа элементов.
Физическое расположение ротора буровой установки зависит, прежде всего, от ее типа.
На устройствах, предназначенных для бурения скважин большой глубины, ротор устанавливается в основании установки.
В буровых установках на самоходном шасси установка ротора производится на задних частях рамы.
Технические характеристики ротора буровой установки включают такие параметры как диаметр отверстия в столе, допустимая статическая нагрузка на стол и максимальная частота его вращения, а также статический крутящий момент.
Кроме того, важным параметром является масса устройства, которая учитывается без учета массы вкладыша.
Назначение, устройство и принцип работы ротора бурильной установки. Основные параметры
Буровой ротор предназначен для выполнения следующих операций:
— вращения поступательно движущейся бурильной колонны в процессе проходки скважины роторным способом;
— восприятия реактивного крутящего момента и обеспечения продольной подачи бурильной колонны при использовании забойных двигателей;
— удержания бурильной или обсадной колонны труб над устьем скважины при наращивании и спуско-подъемных операциях;
— проворачивания инструмента при ловильных работах и других осложнениях, встречающихся в процессах бурения и крепления скважины.
Роторы относятся к числу основных механизмов буровой установки и различаются по диаметру проходного отверстия, мощности и допускаемой статической нагрузке. По конструктивному исполнению роторы делятся на неподвижные и перемещающиеся возвратно-поступательно относительно устья скважины в вертикальном направлении.
РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ Параметры ротора определяют исходя из конструкции скважины, компоновки бурильной колонны и требований, предъявляемых технологиями бурения и крепления скважин.
Диаметр проходного отверстия в столе ротора должен быть достаточным для спуска долот и обсадных труб, используемых при бурении и креплении скважины. Для этого необходимо, чтобы отверстие в столе ротора было больше диаметра долота при бурении под направление: D=Dдн+δ,
где D—диаметр проходного отверстия в столе ротора; Dдн— диаметр долота при бурении под направление скважины; б— диаметральный зазор, необходимый для свободного прохода долота (6=30—50мм).
Допускаемая статическая нагрузка на стол ротора должна быть достаточной для удержания в неподвижном состоянии наиболее тяжелой обсадной колонны, применяемой в заданном диапазоне глубин бурения.
Исходя из рассмотренных условий, можно записать: Gmax
Мощность ротора должна быть достаточной для вращения бурильной колонны, долота и разрушения забоя скважины: N=(Nхв+Nд)/ h
где Nxв — мощность на холостое вращение бурильной колонны; Nд—мощность на вращение долота и разрушение забоя; η— к. п. д., учитывающий потери в трущихся деталях ротора.
Мощность на холостое вращение бурильной колонны (момент, передаваемый долоту, равен нулю) расходуется на преодоление сопротивлений вращению, возникающих в системе бурильная колонна—скважина.
Мощность, расходуемая на вращение долота и разрушение забоя скважины, рассчитывается по формуле Nд=μ0PnRcp
Максимальный вращающий момент (в кН-м) определяют по мощности и минимальной частоте вращения стола ротора:Mmax=N η/nmin
где N—мощность ротора, кВт; nmin — минимальная частота вращения, об/мин.
Ротор буровой установки
Ротор буровой установки – одна из важнейших компонент устройства. Он выполняет множество различных функций в зависимости от конкретного типа проводимых буровых работ.
Так, при роторном бурении скважин этот элемент выполняет ключевую функцию, а именно – обеспечение передачи движения вращения колонне бурильных труб и породоразрушающему инструменту. При использовании турбинного метода бурения скважин, а также в условиях применения электробуров ротор обеспечивает возможность периодически проворачивать трубы. Кроме того, ротор предотвращает поворот труб в противоположную сторону относительно направления вращения породоразрушающего инструмента при турбинном типе бурения. Применение ротора при бурении скважин забойными двигателями связано с необходимостью восприятия возникающего реактивного момента.
Кроме упомянутых выше случаев ротор буровой установки обеспечивает возможность проведения спуско-подъемных операций, удерживая на весу колонну труб (бурильных или обсадных). Также ротор применяется при проведении мероприятий по ликвидации аварийных ситуаций, в ходе операций по свинчиванию и развинчиванию труб, при проведении замены бурового инструмента.
Конструктивно ротор буровой установки представляет собой неподвижный массивный корпус, выполненный из стали и оснащенный мощным опорным подшипником, на котором вращается стол ротора. Этот корпус обеспечивает восприятие и передачу всех возникающих в ходе проведения работ нагрузок на раму. Через парные конические шестерни осуществляется передача вращения с приводного вала, размещенного в горизонтальной плоскости, непосредственно на стол ротора, расположенного вертикально. Зубчатая пара (коническая шестерня вала и зубчатый венец стола), а также подшипники расположены в так называемой герметичной масляной ванне, которая обеспечивает снижение износа элементов.
Физическое расположение ротора буровой установки зависит, прежде всего, от ее типа. На устройствах, предназначенных для бурения скважин большой глубины, ротор устанавливается в основании установки. В буровых установках на самоходном шасси установка ротора производится на задних частях рамы.
Технические характеристики ротора буровой установки включают такие параметры как диаметр отверстия в столе, допустимая статическая нагрузка на стол и максимальная частота его вращения, а также статический крутящий момент. Кроме того, важным параметром является масса устройства, которая учитывается без учета массы вкладыша.
Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:
Роторы
Ротор нужен для осуществления вращения бурильной колонны (подвешенной), а так же при бурении забойными двигателями с помощью ротора осущес
ИА Neftegaz.RU. Роторы
Ротор нужен для осуществления вращения бурильной колонны (подвешенной), он также необходим при бурении забойными двигателями (с его помощью осуществляется восприятие реактивного крутящего момента) и при проворачивании инструмента в ходе ловильных работ. Роторы также эффективны при поддержании обсадных труб или бурильных колонн на весу.
Роторы выглядят как конический редуктор с зубцами. Коническое колесо аппарата соединено со столом и насажено на втулку, а ось стола расположена по оси скважины. Ротор так же используют для свинчивания и развинчивания труб.
Роторы могут различаться по диаметру проходного отверстия, по мощности и по допускаемой статистической нагрузке
Известна классификация по конструкторской характеристике : роторы неподвижные и перемещающиеся возвратно-поступательно относительно устья скважины. Перемещение происходит в вертикальном направлении.
цепных, карданных и зубчатых передач от буровой лебедки
индивидуального двигателя
коробки смены передач
Привод ротора обусловливает различное изменение скоростей и моментов вращения.
Оно может быть:
ступенчатым
непрерывно-ступенчатым
непрерывным
В буровых установках привод ротора управляется с помощью цепной трансмиссии от лебедки или КПП карданной передачи. При установке лебедки ниже пола буровой управление осуществляется дополнительной трансмиссией от лебедки.
Состав роторной установки:
В табл. 30 приведена техническая характеристика роторов, изготавливаемых ВЗБТ и ПО «Уралмаш».
На рисунке показан ротор Р-560.
На сегодняшний день активно эксплуатируются следующие модификации роторов ПО «Уралмаш»: Р-700, Р-950 и Р-1260
Для них характерны следующие конструкторские новшества:
надежное лабиринтное уплотнение масляной ванны (это повышает эксплуатационный срок зубцов ротора и основной опоры стола)
стопорное устройство способно фиксировать стол (это также это повышает эксплуатационный срок зубцов ротора, продлевает срок службы опор)
зубчатые колеса характеризуются повышенной точностью и плавностью зацепления
Роторные буровые установки
В процессе строительства крупных объектов промышленного назначения, а также во время возведения частных домов на слабой почве прибегают к использованию свайных оснований. Ключевая их особенность – способность передавать нагрузку от высотных сооружений на устойчивые слои грунта.
Для изготовления таких фундаментов применяются буронабивные сваи, глубина погружения которых может достигать 75-ти метров. В России максимальная глубина погружения свай составляет обычно 48 метров, чего вполне достаточно для того, чтобы конструкция получилась прочной и надежной. Буронабивные сваи являются в некоторых случаях единственно возможным вариантом строительства на скальных почвах.
Несмотря на то, что технология использования свай применяется давно, выбор методики их устройства требует проведения предварительной георазведки и тщательных изысканий. Что касается оборудования, применяемого для устройства свай, то чаще всего для этого привлекают роторные буровые установки. О том, что они собой представляют, пойдет речь в нашем сегодняшнем материале.
Роторные буровые. Назначение и принцип действия
Роторное бурение – это технология, используемая не только во время монтажа буронабивных свай. Она является распространенным методом устройства скважин для любой среды. В частности, именно ротор представляет собой основу оборудования для подготовки разведывательных и эксплуатационных свай под добычу нефти и газа. Он используется на установках, грузоподъемность которых варьируется в пределах от 10-ти до 500 тонн. Глубина скважин, которые можно пробурить благодаря роторному буровому станку, составляет 100-15 тыс. метров.
Основывается бурение на передаче вращательного усилия на буровую колонну от поверхностного ротора с периодическим проворачиванием инструмента. Такое оборудование незаменимо и при необходимости удержания колонны труб, которые могут быть как обсадными, так и бурильными, в процессе выполнения спускоподъемных операций. Ротор представляет собой редуктор, вращение от которого передается на колонну вертикальных труб посредством вала трансмиссий, установленного горизонтально.
Между собой роторы различаются с точки зрения мощности, максимально выдерживаемой статистической нагрузки, а также в плане диаметра проходного отверстия. Если говорить о конструкции, то в этой связи оборудование подразделяют на две больших группы:
За приведение ротора в действие отвечают передачи от лебедки, отдельно взятый мотор или коробка передач. Изменение скорости вращения зависит от того, какой привод лежит в основе работы устройства. С целью восприятия реактивного крутящего момента производители оснащают роторы специальными стопорными механизмами, которые монтируются на столе либо на быстроходном валу.
Для исключения риска преждевременного выхода деталей из строя вследствие трения все подвижные элементы принудительно смазываются. На рынок оборудование поступает в двух вариантах исполнения – с так называемым ПКР (пневматическим клиновым захватом) или без него. Захват используется для фиксации труб.
Говоря конкретнее о сфере применения установок, ставших предметом нашего разговора, необходимо упомянуть, что они привлекаются для достижения следующих целей:
Бурение скважин роторной буровой установкой может выполняться на любой почве, независимо от ее качества – мерзлой, скалистой, песчаной, болотистой и пр. Также немаловажным фактом является то, что работать подобное оборудование способно даже при неблагоприятных погодных условиях.
Принцип действия оборудования сводится к тому, что сам процесс бурения представляет собой последовательное и непрерывное разрушение почвы на месте выполнения работ с параллельной транспортировкой этой почвы на-гора. Вращение рабочих механизмов осуществляется одновременно с эвакуацией отработанного грунта, которая выполняется наиболее оптимальным из перечисленных ниже способов:
Важно обратить внимание на то, что применение для промывки скважин воды и сжатого воздуха, помимо всего прочего, способствует охлаждению буровой установки, а это положительно сказывается на увеличении срока ее эксплуатации.
Конструкция бурильного оборудования
В состав роторной буровой установки входят следующие узлы и детали:
Отдельного внимания заслуживает тот факт, что роторные буровые установки могут быть как стационарными, так и передвижными, мобильными, транспортируемыми на объект с помощью железнодорожных платформ либо автомобильных прицепов.
Обсадные трубы
При бурении скважин в обводненной и неустойчивой почве используют обсадные трубы. Они необходимы для того, чтобы стенки скважины не осыпались. Как правило, в таких случаях применяют специальные установки под названием «Штанга Келли». Это наиболее распространенный сухой метод бурения с применением роторных установок.
Используют его преимущественно для монтажа буронабивных свай в неустойчивой или скальной почве, при этом для ее извлечения привлекают керн-буры, шнеки и прочие аналогичные инструменты. Буровой инструмент устанавливается на штангу Келли – телескопическую трубу, благодаря которой становится возможным бурение на большую глубину.
Вообще без обсадных труб невозможно представить строительство скважин и обустройство месторождений полезных ископаемых. Их помещают в скважину, тем самым предотвращая осыпание породы. Трубы либо вкручиваются друг в дружку, либо скрепляются муфтами, образовывая некое подобие колонны на всей глубине работы.
Промывочная жидкость
Во время бурения роторными установками в скважине происходит непрерывная циркуляция жидкости. Ранее считалось, что она необходима исключительно для вымывания из полости скважины отработанного грунта. Сегодня промывочную жидкость или буровой раствор относят к ключевым факторам, от которых зависит эффективность процесса бурения. Она не только устраняет шлам, но и выполняет ряд других важнейших функций, позволяющих завершить процесс работы и достичь требуемого уровня ее эффективности:
Роторные установки для бурения: достоинства и недостатки
К преимуществам роторных буровых установок относится их высокая эффективность, маневренность, огромные экономические и практические выгоды применения. Так, применение такого оборудования позволяет бурить скважины на большую глубину, независимо от твердости породы. Также немаловажным плюсом является скорость работы и сравнительно невысокие затраты на обеспечение возможности бурения.
Как уже говорилось выше, использовать буры можно при любой погоде в разных климатических условиях. Если возникает необходимость в обустройстве свай под строительство высотки в городской черте, такая технология является единственно возможной благодаря минимальному, по сравнению с другими способами бурения, уровню шума.
Что касается недостатков, то их не так уж и много:
Заключение
Как видим, эффективность и значение роторных буровых установок сложно переоценить. Их активно привлекают для бурения скважин в различных отраслях промышленности и народного хозяйства, а в современном строительстве подобное оборудование и вовсе незаменимо.
Если планируется возведение высотного сооружения на слабых грунтах, только путем использования технологии роторного бурения становится возможным воплощение в реальность разработанного архитекторами проекта.