Ремонт бурового верглюга
Одним из основных улов бурового оборудования является вертлюг. Этот элемент несет на себе наибольшую нагрузку в процессе бурения. От его надежности зависит безотказная работа всей буровой установки.
Вертлюг является промежуточным звеном между поступательно перемещающимся талевым блоком с крюком, буровым рукавом и вращающейся бурильной колонной, которая при помощи замковой резьбы соединена со стволом вертлюга.
Содержимое работы — 1 файл
работа.doc
Прокладка верхней крышки корпуса одновременно используется для регулирования осевого натяга вспомогательного упорного подшипника.
В осевом направлении манжета фиксируется шайбой 6, которая крепится к крышке болтами 5. Уплотнительное круглое кольцо 2 предотвращает просачивание масла между стволом вертлюга и втулкой. Для уменьшения трения в местах сопряжения со втулкой манжеты смазываются пластичным маслом через масленку 7. При заметном износе втулка заменяется новой. Аналогичные манжеты установлены между стволом и верхней крышкой корпуса вертлюга.
Плоские стыки между корпусом вертлюга и его крышками уплотняются листовыми прокладками из картона. Прокладка верхней крышки корпуса одновременно используется для регулирования осевого натяга вспомогательного упорного подшипника.
Прокладка между крышкой и отводом вертлюга, работающая под давлением промывочной жидкости, изготовляется из прорезиненной ткани. Прокладки затягиваются болтами, используемыми для крепления стыкуемых деталей вертлюга.
Допускаемая статическая нагрузка – постоянная осевая нагрузка, которую может выдержать вертлюг без разрушения при невращающемся стволе. Уровень осевых нагрузок, действующих на ствол вертлюга, зависит от глубины бурения и достигает наибольших значений при подъеме прихваченной бурильной колонны либо при расхаживании обсадной колонны с циркуляцией бурового раствора. При этом в целях безопасности наибольший уровень действующих нагрузок не должен превышать допускаемой нагрузки на крюке, принятой для буровой установки соответствующего класса. Поэтому допускаемая статическая нагрузка вертлюга должна быть не менее допускаемой нагрузки на крюке буровой установки.
Максимальное давление прокачиваемой жидкости определяются исходя из режима промывки скважины. Его значение должно быть не менее наибольшего давления насосов, используемых в буровой установке соответствующего класса.
Диаметр проходного отверстия ствола оказывает двоякое воздействие на работу вертлюга. С его увеличением снижается скорость течения промывочной жидкости, поэтому уменьшаются гидравлические потери и износ внутренней поверхности ствола. Одновременно с диаметром проходного отверстия возрастает наружный диаметр ствола, в результате чего увеличивается скорость скольжения и износ ствола и его уплотнения. Поэтому чрезмерное увеличение проходного отверстия ствола нежелательно. На основе опыта конструирования и эксплуатации вертлюгов диаметр проходного отверстия ствола принимается равным 75 мм. Внутренний диаметр напорной трубы равен диаметру проходного отверстия ствола вертлюга.
В зависимости от грузоподъемности используют различные конструкции вертлюгов.
В вертлюгах малой грузоподъемности возможно применение двухопорной конструкции с радиально-упорными подшипниками в качестве основной и вспомогательной опор. При проектировании вертлюгов средней грузоподъемности возможно применение трёхопорной конструкции. В качестве основной опоры используют упорно-радиальный подшипник, в качестве вспомогательной – упорный подшипник, а радиальный подшипник выступает как центрирующий. В этом случае основная опора дополнительно выполняет функцию второго центрирующего подшипника. Для снижения нагрузок на основную опору целесообразно в качестве основной опоры применять упорный роликовый подшипник, а функцию центрирования ствола передать вспомогательному радиально-упорному подшипнику с установкой одного радиального центрирующего подшипника. При нагрузках менее 75 тонн удаётся конструктивно решить главную опору с шариковыми подшипниками, обеспечив достаточную её долговечность.
2 СТРУКТУРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА БУРОВОГО ВЕРТЛЮГА
Вертлюг меняют, если резьба переводника забита, резьбовое соединение переводника и ствола пропускает раствор, а в стволе обнаружены трещины или ствол не проворачивается. Заедание ствола может быть вызвано разрушением одной из опор вертлюга. Ствол исправного вертлюга должен свободно проворачиваться от усилия одного рабочего, приложенного к ключу с плечом в 1 м. Тугое вращение является следствием неправильно отрегулированного осевого зазора между основным и упорным подшипником при сборке. Во время бурения нельзя допускать утечку промывочной жидкости через грязевой сальник.
Если происходит утечка, меняют манжеты и одновременно контролируют состояние грязевой трубы. В случае значительного износа она должна быть заменена. Надежность крепления отвода к крышке, крышки и нижнего фланца к корпусу должна периодически проверяться. В случае появления утечки между грязевой трубой и отводом подтягивают гайки, а если это не дает результата, меняют прокладку. При смене прокладок необходимо одновременно проверять состояние отвода. В случае значительного износа стенок отвод следует заменить.
Контроль за состоянием смазки и вертлюга должен производиться не реже одного раза в смену.
Межремонтный цикл для вертлюгов составляет 9 месяцев, а межремонтный период — 3 месяцев. Средний и капитальный ремонты осуществляются в мастерских. Разборка вертлюга ведется в такой последовательности: отвинчивают переводник; очищают, обмывают снаружи корпус вертлюга и спускают в шурф; сливают масло; отвинчивают гайки и снимают горловину; отвинчивают и снимают нажимную гайку грязевого сальника; вынимают грязевую трубу манжеты, распорную пружину, кольцо и грундбуксу; отвинчивают контргайки, гайки и снимают крышку корпуса; вывинчивают нажимную гайку и снимают верхний масляный сальник; вынимают из корпуса ствол, предварительно отвинтив винты плиты основной опоры; поднимают вертлюг из шурфа, кладут на бок, отвинчивают и снимают нижний сальник; выпрессовывают нижнюю втулку корпуса. Следующей операцией будет демонтаж подшипников со ствола вертлюга.
Для снятия нижнего радиального и упорного подшипников, а также основной опоры необходимо ослабить контргайку и отвинтить установочную гайку. Снятие верхнего радиального подшипника не представляет труда.
Изношенные роликоподшипники заменяют новыми. Перед их напрессовкой необходимо проверить диаметры посадочных отверстий в расточках корпуса вертлюга и крышки, а также диаметры посадочных шеек на стволе вертлюга. Замеренные диаметры должны соответствовать размерам, указанным в чертежах. Перед посадкой на ствол подшипники нагревают в масляной ванне до температуры 80—90° С. При смене основного упорного подшипника с коническими роликами и шарового подшипника необходимо проверить опорные поверхности на грибовидном фланце ствола вертлюга и плите основной опоры. Неровности и задиры должны быть зашабрены. Торцовая вибрация опорной поверхности ствола относительно посадочной поверхности под конусную шайбу основной опоры должна быть не более 0,05 мм. Конусные ролики комплектуются по размерам.
3. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ДЛЯ СДАЧИ ОБОРУДОВАНИЯ В РЕМОНТ
К подготовительным работам относится слив масла, топлива и жидкостей из рабочих полостей, а также предварительная очистка, осмотр и мойка оборудования. Неокрашенные поверхности должны быть покрыты консервирующей смазкой.
В масляных ваннах некоторых машин находится значительное количество масла, чтобы сохранить его для повторного использования после регенерации, а также чтобы избежать загрязнения рабочих площадок, масло надо сливать на специальной площадке, имеющей емкости для раздельного сбора.
Необходимость предварительной очистки оборудования перед отправкой в ремонт обусловливается условиями его эксплуатации. Большинство оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи работает под открытым небом. Кроме того, это оборудование покрыто довольно толстым слоем песка, бурового раствора и нефти. Предварительная очистка выполняется металлическими щетками, ручными или приводными скребками.
После предварительной очистки проводится внешний осмотр оборудования с целью обнаружения трещин, пробоин, изломов и Других дефектов, При необходимости производят мойку оборудования.
Оборудование или отдельные агрегаты, отправляемые в ремонт, должны быть полностью укомплектованы. Запрещается подмена пригодных для дальнейшей эксплуатации деталей изношенными или снятыми с другого оборудования. К оборудованию, направляемому в ремонт, должны быть приложены:
1) заводской паспорт, содержащий данные по эксплуатации и ремонту, с указанием вида ремонта, времени его выполнения и краткого содержания, а также сведения о деталях и сборочных единицах, заменяемых в процессе эксплуатации и ремонта, и данные об отработанном времени и объеме выполненных работ;
2) акт о техническом состоянии оборудования, а в случае аварийного выхода из строя дополнительно акт об аварии.
По результатам приемки оборудования в ремонт составляется приемо-сдаточный акт.
4 ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ И КОНТРОЛЬ ДЕТАЛЕЙ
При текущем ремонте вертлюгов выполняют следующие работы. Частично разбирают вертлюг, заменяют поврежденные неосновные детали (отвод, нажимные гайки сальников, крепежные детали и др.), заменяют внутреннюю трубу, ремонтируют переводник, проверяют резьбовые соединения, заменяют смазку.
При капитальном ремонте производят полную разборку вертлюга. Перед разборкой из вертлюга вывинчивают нижнюю прокладку и сливают масло.
Вертлюг разбирают в следующей последовательности. Снимают корпус нижнего масляного сальника; вывинчивают из корпуса вертлюга четыре пробки и корончатые гайки; устанавливают вертлюг в специальное приспособление; вывинчивают зажимную гайку сальника внутренней трубы и вынимают внутреннюю трубу, сальники и пружину. Далее отвинчивают корпус верхнего масленого сальника, снимают крышку вертлюга, затем с помощью специального колпачка, ввинчиваемого в верхний конец ствола. Вынимают подъемным краном ствол из корпуса. После этого приступают к разборке ствола; отвинчивают стопор и установочную гайку основного опорного подшипника; снимают внутреннюю обойму направляющего подшипника, вспомогательный упорный шариковый подшипник, детали основной опоры; в последнюю очередь снимают внутреннюю обойму верхнего центрирующего подшипника. Затем выпресовывают нижнюю втулку корпуса вертлюга и втулки из крышки. Вынимают сальниковые уплотнения из нижнего и верхнего масляных сальников.
После разборки вертлюга все его детали промывают, контролируют в соответствии с техническими условиями на разбраковку деталей при ремонте вертлюга и составляют дефектовочную ведомость.
При ремонте ствола производят восстановление смятой или забитой конической резьбы, ремонт внутренней резьбы под нажимную гайку манжетного сальника, а также поверхности ствола в месте резьбы верхнего и нижнего масляных сальников. Коническую резьбу ствола восстанавливают подрезкой торца ствола и нарезанием новой резьбы.
При ремонте внутреннюю трубу желательно заменить новой. При незначительном износе поверхность внутренней трубы восстанавливают наплавкой изношенной части с последующей обработкой поверхности. Ствол, штроп и пальцы проходят ультразвуковую дефектоскопию. Эти детали не должны иметь дефектов, снижающих их прочность. На поверхности штропа в плоскости опасного сечения допускается углубление от износа до 3 мм на ширине 10 мм. Заваривание изношенной поверхности не допускается.
Изношенные роликоподшипники заменяют новыми. Перед их напресовкой необходимо проверить диаметры посадочных отверстий в расточках корпуса вертлюга и крышки, а также диаметры посадочных шеек на стволе вертлюга. Фактические значения диаметров должны соответствовать размерам, указанным на чертежах. Перед посадкой на ствол подшипники нагревают в масленой ванне до температуры 80-90°С. При замене основного упорного подшипника с коническими роликами и шарового подшипника необходимо проверить опорные поверхности на грибовидном фланце ствола вертлюга и плите основной опоры. Неровности и задиры должны быть зашабрены. Торцевое биение опорной поверхности ствола относительно посадной поверхности под конусную шайбу основной опоры должно быть не более 0,05 мм. Конусные ролики комплектуются по размерам. Гнезда сепаратора основной опоры зачищаются от заусенцев. Торцовое биение опорной поверхности собранной основной опоры не должно превышать 0,05 мм. Верхнюю конусную шайбу опоры перед посадкой на ствол нагревают, в масле до 80-90°С. Нижнюю втулку корпуса запрессовывают на место и пришабривают по стволу.
5. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ
Выбор способа восстановления поверхностей деталей определяется:
а) характером дефекта;
б) материалом детали;
в) особенностями ее конструкции и технологии изготовления;
г) условиями работы.
На выбор способа восстановления существенное влияние оказывают технико- экономические показатели, которые определяются:
а) производительностью процесса ремонта детали;
б) стоимостью применяемых материалов и оборудования;
в) серийностью ремонтного производства, степенью повышения долговечности детали в результате ремонта;
Источник
Вертлюг буровой установки. Разборка и сборка вертлюгов
2.5. Натурные образцы вертлюгов В-50 (с нижним и верхним расположением напорного уплотнения).
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
3.1. Ознакомление с руководством и плакатами.
3.2. Разборка вертлюга.
3.3. Описание порядка операций при разборке вертлюга.
3.4. Измерение основных размеров ствола напорной трубы» корпуса.
3.5. Сборка вертлюга.
3.6. Оформление отчета.
4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
4.1. Кратко описать назначение, конструкцию вертлюга, дать классификацию разбираемых вертлюгов.
4.2. Нарисовать схемы основных деталей ствола, напорной трубы, корпуса.
4.3. Описать порядок операций при разборке вертлюга.
5. ВЕРТЛЮГ БУРОВОЙ
Вертлюг буровой установки имеет два назначения:
I) служит устройством для ввода промывочной жидкости в колонну вращающихся труб под высоким давлением;
2) удерживает на весу колонну бурильных труб при бурении.
Вертлюг — это промежуточное звено между бурильной колонной и буровым шлангом; является как бы пятой, обеспечивающей вращение колонны труб на весу.
Вертлюг подвешивается на крюке и перемещается во время бурения скважин вертикально на длину ведущей трубы (6 — 18 м). К стволу вертлюга присоединяют на левой резьбе ведущую трубу бурильной колонны. Промывочная жидкость подводится к вертлюгу гибким буровым шлангом, который одним концом прикрепляют к соединительному патрубку вертлюга, а другим — к стояку на высоте несколько меньше длины шланга.
Вертлюги классифицируются по следующим признакам:
— по допустимой нагрузке;
— по количеству опор (2. 4 подшипника);
— по расположению главной опоры (с верхним, нижним промежуточным);
— по расположению напорного уплотнения (с верхним и нижним).
5.3. Конструкция вертлюга.
Вертлюг (рисунок 1) состоит из корпуса со штоком 12, воспринимающим нагрузки от веса бурильной колонны и передающим их на крюк подъемной системы. В корпусе вертлюга монтируется пята — главная опора 3, обеспечивая свободное вращение отвода 2 с бурильной колонной, а также уплотнительное устройство высокого давления 6, обеспечивающее ввод промывочной жидкости внутрь бурильной колонны.
Детали вертлюгов можно подразделить на две группы: невращающиеся, связанные с корпусом вертлюга; вращающиеся, связанные со стволом вертлюга и бурильной колонной. Корпус вертлюга представляет собой стальную отливку в виде стакана с двумя внешними карманами для пальцев штропа и центральной расточкой для ствола и деталей. Корпус отливается из стали марки 35Л и проходит индивидуальные испытания механических свойств. При механической обработке особое внимание уделяется соблюдению соосностей и взаимной перпендикулярности расточек.
Карманы — приливы ограничивают перемещение штропа и устанавливают его в положение, удобное для захвата крюком, когда вертлюг с ведущей трубой находятся в шурфе.
Внутренняя полость корпуса служит масляной ванной. Для устранения течи масла в отверстия для пальцев штропа изнутри корпуса вваривают заглушки.
К крышке корпуса прикреплен отвод с фланцем 13, к которому присоединяется гибкий напорный шланг. Промывочная жидкость поступает из шланга через напорную трубу 5 в полость вращающегося ствола. Зазор между отверстием стволе и напорной трубой герметизируют напорным уплотнением 6.
Ствол — является основной вращающейся деталью вертлюга, воспринимающей силу тяжести бурильной колонны. Полый ствол снабжен грибовидным фланцем, передающим силы тяжести колонны через главный опорный подшипник 3 на корпус и далее на крюк. Ствол во избежание самоотвинчивания имеет левую коническую резьбу 10.
Ствол вертлюга отковывают из легированной стали марки 38ХГН. Ствол с подшипниками 3 и 4, дистанционными кольцами и втулками собирают и регулируют отдельно от корпуса и вставляют в него в сборе.
В верхней части ствол имеет расточку для установки напорной трубы и манжетного уплотнения 6.
Напорная труба 5 является деталью, истираемой снаружи манжетами напорного уплотнения, а изнутри промывочной жидкостью. Фланец напорной трубы зажимается между верхним торцом крышки вертлюга и отводным патрубком 13. Трубу изготовляют из стали марки 40СХ.
Отводной патрубок13 приспособлен для фланцевого присоединения гибких шлангов. Все отводы подвергают испытанию в течение 5 минут на внутреннее давление, МПа, равное рабочему (17. 25 МПа).
Источник
Ремонт и эксплуатация нефтепромыслового оборудования
Талевая система любой буровой установки включает в себя кронблок, талевый канат, талевый блок и крюк.
Кронблок является неподвижным узлом талевой системы и предназначен для поддержания на весу талевого блока, крюка и под- вешенного на нем груза.
Талевый блок (рис. 5) является подвижной частью талевой сис- темы и состоит из двух щек 1 и 10, соединенных между собой верх-
ним щитом 9 и нижним щитом 14. В щеках закреплена ось 4, на кото- рой установлены канатные блоки 8, посаженные на роликоподшипни-
ки 5, разделенные кольцами 6, 3 и 11. Смазка к подшипникам подает- ся через масленки 12 по каналам в оси. Ось 4 с одной стороны упира- ется выступом в щеку, а с другой закреплена гайкой 13, которая сто- порится шайбой. От проворота ось удерживается штифтом 2. На серь- гу 15 подвешивается крюк. Она соединена со щеками при помощи пальцев 16, а щеки между собой скрепляются болтами 17. Канатные ролики закрываются откидными кожухами 7, которые предназначены для исключения соскакивания каната.
Рис. 5. Талевый блок:
1, 10 – щеки; 2 – штифт; 3, 6, 11 – кольца; 4 – ось; 5 – роликоподшипники; 7 – откидные кожухи; 8 – канатный блок; 9 – верхний щит; 12 – масленки; 13 – гайка; 14 – нижний щит; 15 – серьга; 16 – палец; 17 – болт
Рекомендуемые файлы
При их эксплуатации следят за надежностью крепления деталей и своевременной смазкой, которая осуществляется согласно карте смазки один раз в неделю. Состояние подшипников контролируется вращением канатных блоков, которые должны вращаться свободно, без заедания и шума, не задевая кожухи. Если подшипники при рабо-
те нагреваются свыше 70
°C , необходимо промыть их при помощи
ручного насоса керосином, дизельным топливом или бензином, а за-
тем веретенным маслом, подогретым до 80–100
°C . После этого под-
шипник набивают универсальной среднеплавкой смазкой. Шум в подшипниках при вращении свидетельствует об износе подшипни-
ков, а заедание канатных блоков вызвано поломкой подшипников. В обоих случаях подшипники подлежат замене.
Канатные блоки обычно отливаются из стали 35Л. Поверхности канавок закаливаются и шлифуются. Трение каната вызывает износ
канавок, причем более интенсивно изнашиваются блоки, располо- женные ближе к ходовому концу. Для равномерного распределения износа и увеличения срока службы всего узла неразрезную ось или
ось секции блоков поворачивают на 180
°C . Можно менять секции
местами при трехопорной конструкции. Для этого талевый блок кла- дут на пол буровой, снимают канат, изменяют положение осей с бло-
ками, после чего вновь производят оснастку. Износ ручья вызывает углубление и уменьшение диаметра канавки блока и контролируется
проходным и непроходным калибрами. Блоки, в канавки которых проходит непроходной калибр, или имеющие забоины и вмятины на поверхности ручья, подлежат замене и восстановлению в ремонтной
Ремонт таких кронблоков и талевых блоков производится в мас- терских.
Кронблок разбирают в следующем порядке: открепляют и сни- мают кожух, расшплинтовывают и отвинчивают гайки опор, снимают крышки опор и ось с роликами, отвинчивают стопорные винты за- порной втулки и снимают канатные блоки с подшипниками, затем
выпрессовывают подшипники из ступиц. Отремонтированный кронб-
лок собирают в обратном порядке. Выработка в щеках талевых бло- ков восстанавливается наплавкой.
Вмятины в кожухах кронблоков и талевых блоков выправляют- ся после нагрева газовой горелкой, а надрывы заваривают. Места сварки зачищают абразивным кругом и закрашивают.
Буровые крюки и крюкоблоки служат для поддержания на весу бурильной колонны с вертлюгом во время бурения, для подвешива- ния с помощью штропов и элеватора обсадных и бурильных колонн при СПО, а также для выполнения вспомогательных работ в процессе бурения и монтажно-демонтажных работ. По конструкции крюки бы- вают однорогими, двурогими и трехрогими. По способу изготовления крюки делятся на литые, кованные и составные. Последние (рис. 6) наиболее просты в изготовлении. Крюк 1 выполнен из стальных пла- стин, вырезанных из листового проката высоколегированной стали и соединенных между собой заклепками. В расточенное в пластинах крюка отверстие запрессована ось 22, образующая со скобами 21 и осью крепления скоб 2 боковые рога для подвески штропов. Скобы предохраняют штропы от соскакивания во время работы. Пластинча- тый крюк шарнирно соединен со стволом 11 пальцем 19. Ствол через гайку 12, стакан 14 и подшипник 15 опирается на траверсу 18. Стакан снабжен легкоуправляемым стопором проворота 6 с пружиной 7. Ша- ровой упорный подшипник состоит из верхнего 1 и нижнего коль- ца 8. Элементами качения являются шарики 9. Защелка зева крюка, снабженного подушкой 2, выполняется достаточно длинной для об- легчения захвата хомута вертлюга и исключения его выпадения при работе. Защелка состоит из корпуса 4, стопора 5 и пружины 3. При полной нагрузке ствол своим фланцем садится на площадку стакана, сжимая пружину 13. Усилие пружины достаточно для подъема свечи с элеватором и штропами на высоту, несколько большую, чем длина замковой резьбы, что значительно ускоряет операцию подъема, так как при этом после отвинчивания не требуется поднимать лебедкой свечу для установки ее в магазин. Крюк подвешивается к талевому блоку при помощи штропа 16, который соединен с траверсой крюка осями 17. В крюкоблоках крюк присоединяется непосредственно к талевому блоку, образуя с ним одно целое. Ствол и гайка крюка за- крыты сверху колпаком для защиты полости стана от грязи и влаги. Защелка зева крюка закрывается автоматически давлением штропа вертлюга. Для открытия защелки необходимо ослабить стопор в зеве и потянуть за кольцо. При свинчивании и развинчивании ствол крюка должен вращаться. Для освобождения стопора 6 надо потянуть за петлю и повернуть ее на 90º.
Рис. 6. Буровой крюк:
1 – крюк; 2 – подушка защелки; 3 – пружина защелки; 4 – корпус защелки;
5 – стопор защелки; 6 – стопор стакана; 7 – пружина стакана; 8 – нижнее кольцо упорного шарового подшипника; 9 – шарики подшипника; 10 – верхнее кольцо подшипника; 11 – ствол; 12 – гайка; 13 – пружина; 14 – стакан; 15 – подшип- ник; 16 – штропы; 17 – ось; 18 – траверса; 19 – палец; 20 – ось крепления скоб; 21 – скобы; 22 – ось.
Во время эксплуатации периодически смазывают упорный под- шипник, оси штропа и палец крюка согласно карте смазки. Проверка технического состояния заключается в контроле легкости вращения крюка вокруг вертикальной оси и легкости качения штропа. Неис- правным крюком работать запрещается. Наиболее частыми неполад- ками являются ослабление или поломка пружины ствола крюка, за- щелки и стопора, что требует их замены. Погнутые или поломанные стопоры тоже заменяются новыми. Продолжительность ремонтного
цикла для крюков составляет 36 месяцев, а межремонтных периодов 9 месяцев при сроке службы равным 9 годам.
При среднем ремонте крюки разбирают и подвергают тщатель- ному контролю детали.
Для определения состояния пружины замеряют ее длину. Ос- лабленные пружины заменяют новыми. Изношенные поверхности бе-
говых дорожек радиально-упорного подшипника шлифуют и прове-
ряют шаблоном. Шары с дефектами на поверхности заменяют, а ос- тальные комплектуются так, чтобы их диаметры не отличались более чем на 0,02 мм. Особое внимание уделяют контролю ствола крюка, резьба которого должна быть в исправном состоянии, а тело без уста- лостных трещин. Последние могут быть обнаружены с помощью маг- нитной порошковой дефектоскопии. Метод основан на способности ферромагнитных частиц, находящихся в магнитном поле, ориентиро- ваться в направление поля и скапливаться в местах наибольшей плотности магнитного потока. Стволы крюка и резьбовой конец на- магничивается с помощью электромагнита и поливают раствором магнитной суспензии (25–30 г магнитной окиси железа на 1 л кероси- на или трансформаторного масла). В трещине, где имеется поток рас- сеяния, образуется хорошо видимая линия скопления частиц порош- ка. Такой ствол заменяют новым. При капитальном ремонте крюков штроп снимается с осей для проверки износа сопряженных поверхно- стей. В случае ослабления крепления пластин крюка они могут быть переклепаны. Подушка с выработкой глубже 3 мм заменяется или восстанавливается наплавкой.
Вертлюг соединяет невращающуюся талевую систему с вра-
щающейся колонной бурильных труб, обеспечивая свободное ее вра- щение и подачу в нее под давлением промывочной жидкости через шланговое соединение.
Вертлюг (рис. 7) подвешивается на крюке штропом 2, который соединяется с корпусом 16 при помощи пальцев 17. Глинистый рас- твор из нагнетательного рукава через подвод 1 и грязевую трубу 6 попадает в ствол 19, к которому в нижней части через переводник 31 присоединяется на резьбе ведущая штанга. Через ведущую штангу и ствол вес бурильной колонны передается на основную опору 20, пли- ту опоры 21 и корпус вертлюга.
Рис. 7. Вертлюг:
1 – подвод; 2 – штроп; 3 – болты; 4 – гайка; 5 – крышка; 6 – грязевая труба;
7 – нажимная гайка; 8 – масленка грязевого сальника; 9 – втулка грязевого
сальника; 10 – самоуплотняющиеся манжеты грязевого сальника; 11 – корпус
масляного сальника; 12 – самоуплотняющиеся манжеты масляного сальника;
13 – втулка масляного сальника; 14, 15 – шпильки; 16 – корпус; 17 – палец;
18 – роликовый подшипник; 19 – ствол; 20 – основная опора; 21 – плита опоры;
22 – шариковый упорный подшипник; 23 – опора шарикового подшипника;
24 – установочная гайка; 25 – установочные винты; 26 – втулка; 27 – болты;
28 – сальник; 29 – специальные винты; 30 – пробка для слива масла;
31 – переводник; 32 – грундбукса грязевого сальника; 33 – пробка для залива
масла; 34 – пружина грязевого сальника; 35 – поджимное кольцо
Над опорным подшипником и ниже на стволе вертлюга уста- новлены два роликовых подшипника 18, обеспечивающих центровку ствола при вращении. Между опорой основного конического ролико- подшипника и нижним центрирующим роликоподшипником установ- лен упорный шариковый подшипник 22 с опорой 23, который в отли- чие от главной опоры воспринимает осевые нагрузки, действующие вверх.
Внутренняя полость корпуса вертлюга является масляной ван- ной для всех подшипников, что обеспечивает их работоспособность. Упорный шариковый подшипник и внутреннее кольцо нижнего цен- трирующего подшипника укреплены специальной установочной гай- кой 24, выполненной в виде втулки, навинчивающейся на ствол верт- люга, и предохраняемой от проворота установочными винтами 25. В целях устранения течи масла ствол в корпусе уплотняется втулкой 26 и сальником 28, который крепится болтами 27. Между неподвиж- ной грязевой трубой 6 и вращающейся верхней частью ствола верт- люга установлены самоуплотняющиеся манжеты 1 грязевого саль- ника, который состоит из грундбуксы 32, пружины 34, кольца под- жимного 35, нажимной гайки 7, втулки 9 и масленки 8. Масло, нахо- дящееся в корпусе вертлюга, предохраняется от загрязнения верхним масляным сальником, который состоит из корпуса 11, самоуплот- няющихся манжет 12 и втулки 13. Крышка 5 соединяется с корпусом вертлюга шпильками 15. На ней расположен верхний масляный саль- ник. Крышка служит для крепления грязевой трубы 6 и отвода 1 бол- тами 3 и гайками 4. Плита основой опоры стопорится в корпусе спе- циальными винтами 29. Пробка 33 служит для залива и замера уровня масла, а пробка 3 – для слива масла из корпуса.
Надежность и долговечность работы узлов и деталей вертлюга во многом зависит от смазки. Полная утечка масла из ванны корпуса может привести к выходу из строя основного упорного роликопод- шипника. Смазка всех точек вертлюга, а также заливка и смена масла в ванне, должны производиться в полном соответствии с указаниями в карте смазки.
Смазку меняют в среднем через 3 месяца. Уровень масла прове- ряют с помощью пробки со стрежнем, конец которого окрашен белой краской на определенной длине. Уровень масла должен находиться в пределах крашенной части указателя. Когда стержень не достает до масла, его доливают. Если замечено, что масло загрязнено, его необ- ходимо слить, а ванну промыть керосином, затем еще раз веретенным
маслом, нагретым до 80–100
°C . Необходимо следить, чтобы темпе-
ратура корпуса вертлюга не поднималась выше 70
°C , так как при бо-
лее высокой температуре масло теряет свои смазывающие свойства.
Вертлюг меняют, если резьба переводника забита, резьбовое со- единение переводника и ствола пропускает раствор, а в стволе обна- ружены трещины или ствол не проворачивается. Заедание ствола мо- жет быть вызвано разрушением одной из опор вертлюга. Ствол ис- правного вертлюга должен свободно проворачиваться от усилия од- ного рабочего, приложенного к ключу с плечом в 1 м.
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта — 2 Свойства определённого интеграла.
Если происходит утечка, меняют манжеты и одновременно кон-
тролируют состояние грязевой трубы. В случае значительного износа она должна быть заменена. Надежность крепления отвода к крышке, крышки и нижнего фланца к корпусу должна периодически прове- ряться. В случае проявления утечки между грязевой трубой и отводом подтягивают гайки, а если это не дает результата, меняют прокладку. При смене прокладок необходимо одновременно проверять состояние отвода.
Контроль за состоянием смазки и вертлюга должен произво- диться не реже 1 раза в смену.
Средний и капитальный ремонты осуществляются в мастерских. Разборка вертлюга ведется в такой последовательности: отвинчивают переводник, очищают, обмывают снаружи корпус вертлюга и спус- кают в шурф; сливают масло; отвинчивают гайки и снимают горлови- ну; отвинчивают и снимают нажимную гайку грязевого сальника; вы- нимают грязевую трубу манжеты, распорную пружину, кольцо и грундбуксу; отвинчивают контргайки, гайки и снимают крышку кор- пуса; вывинчивают нажимную гайку и снимают верхний масляный сальник; вынимают из корпуса ствол, предварительно отвинтив винты плиты основной опоры; поднимают вертлюг из шурфа, кладут на бок, отвинчивают и снимают нижний сальник; выпрессовывают нижнюю втулку корпуса. Следующей операцией будет демонтаж подшипников со ствола вертлюга.
Изношенные роликоподшипники заменяют новыми. Перед их запрессовкой необходимо проверить диаметры посадочных отверстий в расточках корпуса вертлюга и крышки, а также диаметры посадоч- ных шеек на стволе вертлюга. Замеренные диаметры должны соот- ветствовать размерам, указанным в чертежах. Перед посадкой на ствол подшипников с коническими роликами и шарового подшипни-
ка необходимо проверить опорные поверхности на грибовидном фланце ствола вертлюга в плите основной опоры. Неровности и зади- ры должны быть зашабрены. Торцовая вибрация опорной поверхно- сти ствола относительно посадочной поверхности под конусную шайбу основной опоры должна быть не более 0,05 мм. Конусные ро- лики комплектуются по размерам.
Источник
Лекция № 4. Эксплуатация вращательного комплекса буровой установки
Надежная и длительная работа вертлюгов (рис. 18) может быть обеспечена при условии правильной их эксплуатации.
Перед началом эксплуатации вертлюга на новой буровой проверяют следующее.
v Плавность вращения ствола. Ствол должен вращаться от усилия, приложенного одним рабочим к рукоятке ключа длиной в 1 м. Если ствол не вращается, то необходимо ослабить усилие затяжки уплотнения внутренней трубы. Если и после этого ствол не проворачивается, то вертлюг должен быть заменен.
v Состояние ствола и переводника путем внешнего осмотра. В случае обнаружения трещин, износа или повреждений резьбы вертлюг отправляют в ремонт.
v Надежность крепления горловины, крышки вертлюга и нижнего фланца; при этом обращают особое внимание на крепления гаек во избежание самоотвинчивания.
v Состояние штропов путем внешнего осмотра, а также вращения на пальцах.
v Уровень и качество масла в вертикальном положении вертлюга. При необходимости масло добавляют или заменяют свежим.
v Состояние нижнего уплотнения. При утечке масла через уплотнение заменяют асбографитовые манжеты и севанитовые кольца. Полость севанитового уплотнения набивается густой смазкой.
v Наличие смазки в пальцах штропа.
В процессе эксплуатации вертлюга перед началом и во время работы каждой вахты необходимо выполнять следующие работы по уходу за вертлюгом:
ü проверять надежность крепления всех узлов;
ü проверять состояние масла и его уровень в ванне;
ü следить за состоянием подшипников и в случае повышения температуры подшипников выше 70 °С прекратить работу и установить причину;
ü следить за состоянием уплотнения и в случае появления течи через уплотнение прекратить работу и устранить дефекты, так как в процессе работы при неисправном уплотнении может промыть внутреннюю трубу и ствол вертлюга;
ü следить за состоянием переводника и при появлении течи промывочной жидкости через соединение переводника со стволом или через ведущую трубу останавить работу и подтянуть резьбовое соединение;
ü следить за состоянием нижнего уплотнения; смазывать вертлюг в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Детали вертлюга изнашиваются под действием абразивосодержащего бурового раствора и высоких динамических нагрузок.
При текущем ремонте вертлюгов выполняют следующие работы. Частично разбирают вертлюг, заменяют поврежденные неосновные детали (отвод, нажимные гайки сальников, крепежные детали и др.), заменяют внутреннюю трубу, ремонтируют переводник, проверяют резьбовые соединения, заменяют смазку.
1 — горловина; 2 — внутренняя труба; 3 — крышка; 4 — уплотнение; 5 штроп; 6 —корпус; 7 — палец; 8, 12 — радиальные роликовые подшипники; 9 — основной упорный конический роликовый подшипник; 10 — опорная плита; 11 — вспомогательный упорный подшипник; 13 — уплотнение, 14 — ствол вертлюга; 15 – переводник.
Источник
Назначение и конструкция бурового вертлюга
На сегодняшний день наиболее предпочтительным методом бурения скважин является горизонтально направленное бурение. Данный метод позволяет с максимально незначительными разрушениями и с максимальной эффективностью производить прокладку инженерных коммуникаций.
Буровой вертлюг для малогабаритной установки
Кроме того, возможно более щадящее проделывает дорожных «проколов» и бурение скважин с заданными характеристиками (вплоть до сантиметра!). Одним из важнейших узлов данного метода можно назвать буровой вертлюг, разбираться в принципах работы которого необходимо всем, кто собирается бурить скважину.
1 Общие сведения и назначение
Эксплуатационный вертлюг (или устройство любого другого вида), это наиболее важный исполнительный орган буровой установки. Он предназначен для присоединения талевой системы к основанию бурильной колонны. По сути, данное устройство является соединительным звеном, выполненным по шарнирному типу. Оно предназначено для того, чтобы удерживать на весу всю буровую колонну.
Это нужно для того, чтобы буровая колонна могла свободно вращаться в скважине при выполнении буровых работ, а также для того, чтобы в бурильные трубы можно было под давлением подавать промывочный раствор, как при спокойном положении бурильных труб, так и при их вращении.
Вертлюг для малогабаритной буровой установки во время работы цепляют к штропам элеватора, в иных, более редких случаях, к талевому крюку, а к их вращающемуся основанию присоединяют внутрискважинное устройство. Помимо функции перекачки бурового раствора, вертлюг имеет еще и специальное отверстие для промывочных жидкостей, а специальный прочный отвод вертлюга стыкуют гибким шлангом к стояку так называемого напорного трубопровода буровой установки.
к меню ↑
1.1 Виды и отличия
Всего существует три основных вида вертлюгов. Каждый из видов предназначен для определенных условий, и, в зависимости от необходимых условий, делятся вертлюги на следующие виды:
- Бентонитовый (или же промывочный).
Бентонитовый буровой вертлюг
Предназначение данного вида вертлюга — перекачка бурового раствора. Промывочная жидкость проходит под давлением во вращающуюся колонну трубы бурильного аппарата, а также проходит в забой скважины через описываемый бентонитовый вертлюг.
Кроме того, промывочный бентонитовый вертлюг применяют и для промывки песчаных пробок во время проведения ремонтных работ на эксплуатируемой скважине. Промывочные бентонитовые вертлюги различаются по усилиям, которые они могут передавать сквозь свой корпус: 20 тонн, 30 тонн, 50 тонн и так далее.
Данный вид вертлюга применяют уже на завершающейся, последней стадии бурильных работ. Силовой вертлюг оборудован верхним приводом и верхним вращателем, благодаря которым во время проведения бурильных работ вертлюг берет на себя функции ротора.
Помимо этого вертлюг имеет и несколько дополнительных областей применения: в виде крюка и механических ключей. Отличия между силовыми вертлюгами заключаются в усилии, которые они производят через тело (корпус) вертлюга, а также по типу стыковочного элемента (как пример — «проушина-вилка»).
Этот вертлюг удерживается на весу и представляет собой вращающийся прибор для проведения буровых работ, который содействует параллельному вращению колонны всей буровой трубы и перекачке промывочной жидкости в момент проведения бурильных работ.
Буровой вертлюг для крупногабаритной установки ГНБ
Предпочтительно применять данный вид вертлюга при произведении подземного ремонта. Схема эксплуатационного вертлюга достаточно проста: он представлен в виде соединения двух частей, одна из которых строго фиксированный корпус, а вторая часть представляет собой вращающийся ствол.
2 Устройство и конструкция
Все виды описываемых устройств имеют корпус, а также пустотелый шпиндель и сравнительно небольшие подшипники. Сам корпус вертлюга выглядит как стальная обтекаемая отливка, что с помощью шарнира присоединена к так называемой «серьге».
Эксплуатационные и промывочные виды вертлюгов имеют на своем корпусе еще и отвод, на котором держится промывочный шланг. Вращающийся ствол эксплуатационного или промывочного вертлюга соединен с ведущей трубой бурильной установки посредством резьбы.
Специфика конструкции вертлюгов всех типов заключается в том, что у них отсутствуют функционально независимые центральные узлы. В целом, конструкция вертлюга — это обычный литой корпус, изготовленный из стали, с двумя карманами для состыковки так называемых «штроп».
Внутренняя часть корпуса, его полость, разделяется по высоте горизонтальной перемычкой, служащей опорной поверхностью опоры аппаратного ствола. Для усиления внутренней части корпуса вертлюга присутствуют вертикальные ребра жесткости.
2.1 Эксплуатационные особенности
По сути, вертлюг это попросту прочный узел, который изначально рассчитан на предельно долгий срок эксплуатации с переменными, нестабильными, нагрузками. Он способен сохранять герметичность при предельно большом давлении, которое непременно возникает в циркуляционной системе при бурении.
Вертлюг для установки ГНБ
Вертлюг обязательно должен быть способен выдерживать большие статические перегрузки по оси, которые получаются за счет работы бурильной колонны. Более того, он должен быть способен выдерживать и динамические нагрузки, которые возникают от продольных колебаний работающего при бурении долота, а также при пульсации бурового раствора.
Важно помнить, что абразивному износу помимо всего прочего подвергаются и внутренние детали вертлюга, за счет соприкосновения с бурильным раствором.
Поэтому для успешного, эффективного и, что еще важнее, результативного бурения необходимо соответствие характеристик вертлюга с эксплуатационными требованиями. Проще говоря, вертлюг должен отвечать следующим базовым и важнейшим характеристикам:
- Поперечный габарит никоим образом не должен препятствовать свободному передвижению по бурильной вышке при проведении подъемно-спусковых операций на работающей бурильной колонне, а также при ее последующем наращивании (если такое применяется);
- Узел соединения с фиксирующим талевым блоком должен быть надежным и, что еще важнее, удобным для отвода и последующего выноса вертлюга из произведенной скважины;
- Техническое масло должно всегда подводиться и затем распределятся строго равномерно, для обеспечения достаточным количеством смазки и охлаждения всех внутренних и поверхностных деталей вертлюга при трении;
- Замена узлов и деталей вертлюга, которые всегда подвержены быстрому, но постепенному износу, должна происходить удобно и сравнительно быстро, что способствует лучшему выполнению промысловых операций.
Важно понимать, что вертлюг, как уже писалось выше, это один из самых важнейших узлов всей бурильной установки, который отвечает за абсолютно все этапы произведения и обустройства скважины.
Именно от долговечно и надежности в эксплуатации вертлюга зависит не только успешность всей проводимой работы на бурильной установке, но и окончательное качество сделанной работы. Поэтому правильно подобранный вертлюг — это залог нужного и успешного конечного результата всей работы на бурильной установке по производству и обустройству скважины.
При неправильно подобранном устройстве, или при использовании некачественного устройства, возможно не только ухудшение и торможение работы, но и аварийные ситуации на строительной площадке.
к меню ↑
Источник