Монтаж и эксплуатация Вертлюга БУ-75БР

В связи с  тем, что ствол вертлюга и верхний  переводник ведущей трубы имеют внутренние резьбы, для их соединения используется переводник ниппельного типа. С целью предотвращения самоотвинчивания при вращении долота ствол вертлюга, переводники и верхний конец ведущей трубы имеют левую резьбу. Следует помнить, что нижний переводник ведущей трубы и все другие соединения бурильной колонны имеют правую резьбу, совпадающую с направлением вращения долота.

Корпус вертлюга закрывается верхней и нижней крышками с центральными отверстиями  для выводных концов ствола. Крышки крепятся к корпусу ввертными болтами. Верхняя крышка снабжена стойками и вторым фланцем, на котором укреплён отвод для соединения вертлюга с буровым шлангом. Из отвода промывочная жидкость поступает в проходное отверстие ствола через промежуточное устройство.

Полость между  корпусом и крышками и стволом  вертлюга заполняется жидким маслом для смазки основного и нижнего  радиального подшипников. Стакан ствола образует отдельную масляную ванну  для смазки вспомогательного и верхнего радиального подшипников. Масло заливается через отверстия в верхней крышке корпуса. Для слива отработанного масла предусмотрено отверстие в нижней крышке корпуса. Уровень масла проверяется контрольной пробкой, навинченной в корпус вертлюга. Масляные отверстия закрываются резьбовыми пробками.

Разработаны различные  конструкции устройств для соединения отвода со стволом. Быстросъёмное соединение отвода со стволом состоит из свободно плавающей напорной трубы, манжетных  уплотнений для герметизации прокачиваемой  жидкости и накидных гаек, навернутых на ствол и втулку, зажатую крепёжными болтами между отводом и фланцем крышки вертлюга. Свободно плавающая напорная труба позволяет обеспечить быструю замену уплотнений и самой трубы, изнашиваемых абразивными частицами, содержащимися в промывочной жидкости. Для этого необходимо отвернуть накидные гайки и, вытащив весь узел, заменить его новым или заблаговременно отремонтированным.

Каждая эластичная самоуплотняющаяся манжета, уплотняющая  зазор между корпусом и трубой, размещается в индивидуальной камере, образуемой дистанционными кольцами. Камеры ограничивают деформации манжет под действием давления раствора. Верхняя манжета служит для удержания консистентной смазки, периодически закачиваемой ручным насосом через пресс-масленку в манжетные камеры для снижения трения и износа. Это уплотнение надежно работает при рабочих давлениях 35 МПа; испытательное давление 55 МПа. Практикой установлено, что оптимальным является наличие трёх рабочих манжет, так как применение большого числа манжет не увеличивает срок службы уплотнения, а ведет к перегреву вследствие плохого теплоотвода и чем больше поверхность соприкосновения, тем быстрее идёт износ, а надёжность не повышается. Манжеты изготовляются из маслостойких резин с твёрдостью по прибору ТИР 76-86, резиноасбестовых композиций или пластмасс полиуретановой группы. Для изготовления напорных труб используют бесшовные трубные заготовки из низколегированных цементуемых конструкционных сталей по ГОСТ 4543-81 (12ХН2А, 20ХН3А и др.). Напорные трубы подвергают термохимической обработке для создания по наружной поверхности износостойкого слоя твердостью 52-62 HRC на глубину 1,5-3,0 мм. В некоторых вертлюгах применяют трубы из конструкционных среднеуглеродистых сталей. Наружную поверхность напорных труб подвергают высокоточной механической обработке, для уменьшения шероховатости практикуется полирование или выглаживание роликами. Долговечность напорного сальника зависит от давления уплотняемого раствора, его плотности, концентрации, абразивных частиц в нём и от частоты вращения ствола. Экспериментально установлено, что долговечность при давлении 16 МПа и плотности раствора 1200 кг/м³ находится в пределах от 3∙10⁵ до 6∙10⁵ при частоте вращения ствола 70-200 об/мин. Сальники, удерживающие жидкую смазку в ванне корпуса вертлюга, имеют уплотняющие элементы – эластичные манжеты одностороннего действия. Уплотнительные кольца изготавливают из маслотеплостойких резин или пластмасс. Для повышения усилия обжатия применяют уплотняющие кольца с тороидальными пружинами. Между манжетами иногда устанавливают металлическое дистанционное кольцо для улучшения теплоотвода. Масляные сальники вертлюгов работают в относительно благоприятных условиях - при давлении, практически равном атмосферному. Скорость скольжения до уплотняемой поверхности обычно не превышает 3 м/с.

 

3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ  И СМАЗКА ВЕРТЛЮГА БУ-75БР

 

Перед началом  и во время эксплуатации необходимо проверить все крепления, а также  состояние переводника и ствола вертлюга (наружный осмотр). Ствол вертлюга должен вращаться от усилия одного рабочего, приложенного к ключу с плечом 1 м.

Для контроля уровня масла в ванне отвинчивают  пробку со стержнем, конец которого на длине 45 мм окрашен белой краской. В пределах окрашенной части указателя  и должен находиться уровень масла. Если масло загрязнено, то его следует слить, промыть ванну керосином или газойлем, затем бензином или минеральным маслом веретенным, нагретым до 60-80 °С, и налить новое. При утечке масла из ванны через нижнее уплотнение необходимо сменить манжеты и севанитовое уплотнение, набить густой смазкой полость установки севанитового уплотнения, полости корпуса уплотнения и нажимной гайкой. Во время бурения обслуживающий персонал обязан строго следить за состоянием масла и его уровнем в ванне. Полную проверку проводят не реже сроков, указанных в карте смазки. Состояние смазки вертлюга следует проверять в каждую вахту, нельзя допускать нагрева вертлюга выше 70 °С. Если уплотнение внутренней трубы пропускает промывочный раствор, то манжеты уплотнения надо сменить и развинтить нажимную гайку с помощью ключа до отказа.

При смене манжеты  одновременно проверяют состояние  внутренней трубы. Если при этом обнаружат  значительную сработку, задиры или  промывы, то внутреннюю трубу также  надо заменить. Резьбовое соединение переводника и ствола не должно пропускать раствор. В противном случае вертлюг надо заменить. Прокладка между внутренней трубой и отводом не должна пропускать глинистый раствор. При обнаружении течи необходимо подтянуть гайки или сменить прокладку. Во втором случае надо одновременно проверить состояние отвода между стволом и внутренней трубой. Если обнаружится большой износ стенок, то отвод заменяют новым. Во время каждой вахты следует проверять общее состояние вертлюга - затяжку гаек, исправность всех деталей. Вертлюги транспортируются в частичной упаковке или без неё. Перед пуском в эксплуатацию с них удаляется консервационная смазка и проверяется стопорением всей крепёжной системы. Уход за вертлюгами в процессе эксплуатации заключается в доливке или смене смазки и в наблюдении за сальниковыми уплотнениями. Перед началом эксплуатации после проверки штропа вертлюг подвешивают на крюк и убеждаются в подвижности вращения его ствола, который должен проворачиваться усилием одного рабочего, приложенного к ключу с плечом рычага не более 1 м. Если никаких дефектов не обнаруживают, то смазывают резьбу на элеваторе и свинчивают их. Во избежание порчи резьба вначале свинчивается вручную, после крепится машинным ключом. Затем напорный рукав присоединяется к приемному патрубку и производится опрессовка. Почти во всех современных вертлюгах применяется комбинированная смазка – барботажная жидким маслом или размещением их масляной ванне главной опоры и подшипников, расположенных в нижней части вертлюга, и местная универсальной среднеплавкой смазкой подшипников и других элементов, расположенных в верхней части. Жидкая смазка заливается в картер вертлюга до определённого уровня, универсальная подаётся к местам смазки через пресс-масленки. При загрязнении смазка заменяется, но не реже, чем после 2-2,5 тыс. часов работы. При этом корпус вертлюга промывается керосином или газойлем, а затем бензином или нагретым до 80 - 100 ºС веретенным маслом. При утечке через нижний сальник его меняют и смазывают консистентной смазкой. Вытекание промывочной жидкости через верхний сальник может происходить в результате износа сальниковых манжет или промыва напорной трубы сальника. Небольшие утечки через набивные сальники устраняются их натяжкой. При износе напорной трубы и манжетных сальников их заменяют новыми.

От правильной эксплуатации вертлюга и бурового рукава во многом зависит длительность безотказной работы буровой установки в процессе бурения скважины.

Перед пуском вертлюга в эксплуатацию необходимо проверить:

крепление рукава к отводу и отвода к крышке, крепление напорного сальника;

состояние присоединительных  резьб ствола вертлюга и предохранительного переводника; резьбы не должны иметь  повреждений;

легкость вращения ствола вертлюга, который должен вращаться  от усилия, приложенного одним рабочим  к ключу с плечом 1 м;

уровень масла  в корпусе и в случае необходимости  долить в соответствии с инструкцией.

Новый вертлюг  должен быть предварительно обкатан  при небольшой нагрузке в течение 1—1,5 ч. При обкатке нагрузку следует  повышать постепенно, пока оператор не убедится, что вертлюг работает исправно.

В период эксплуатации надо периодически проверять температуру  корпуса вертлюга (на ощупь при  спуске вертлюга) и состояние масла  в корпусе. Если масло загрязнено и вертлюг нагревается выше 70 °С, то масло следует слить, ванну корпуса промыть керосином или чистым веретенным маслом, нагретым до 80—100 °С, после чего залить свежее масло и заправить консистентной смазкой. При пропуске масла нижним сальником надо зашприцевать консистентную смазку, если течь масла не прекратится, то сменить манжету сальника. При пропусках бурового раствора напорным сальником необходимо закачать консистентную смазку, остановив прокачку раствора, если течь не прекратится, заменить сальник исправным, который должен быть заранее подготовлен. При пропусках бурового раствора в присоединительных резьбах ствола и предохранительного переводника заменить переводник или вертлюг. Ежедневно проверять затяжку крепежных деталей. Вертлюг необходимо смазывать в соответствии с заводской инструкцией. В таблице 2 приведена примерная карта смазки вертлюга.

Общее состояние  вертлюга и бурового рукава проверяют  ежедневно. Если обнаруживают неисправность, ее необходимо немедленно устранить. При  невозможности устранения неисправности  буровой вертлюг направляют на ремонт, а рукав заменяют новым.

 

Таблица 2. Карта смазки вертлюга

Место смазки	Период смазки		Рекомендации
	зима	лето
Все ролико- и  шарико-подшипники опор вертлюга	Масло цилиндровое 11 (ОСТ 380187—75)	Масло авиаци- оное МС-14 21793— (ГОСТ 76)		Масло заливать через отверстие в крышке. Верхний и нижний уровни контролировать стержнем. Смена масла через 3 мес, пополнение по мере надобности
Пальцы штропа, нижнее и верхнее уплотнение и  напорный сальник	Смазка универсальная, сред- неплавкая УС-3 (ГОСТ 1033— 79)	То же		Смазывать ручным насосом через пружинные масленки 1 раз в смену по 20—50 г

 

При транспортировке  вертлюга отверстия в переводнике  ствола и отводе должны быть закрыты  пробками во избежание попадания  внутрь отверстий грязи и посторонних  предметов. Замковая резьба переводника должна быть защищена от повреждений предохранительным переводником.

Буровые рукава при перевозках следует оберегать  от повреждений. Хранить рукава длительное время необходимо в темном и прохладном помещении. Длительное пребывание рукава на солнечном свете или при низких температурах приводит к его преждевременному старению.

 

 

Заключение

 

Так как вертлюг  является, одним из важнейших компонентов буровой установки, который отвечает за выполнение принципиальных функций в процессе бурения, таких как подвод в буровую колонну жидкости, а также обеспечение долоту беспрепятственного вращения. От вертлюга, от его надежности и долговечности, будет зависеть вся работа буровой установки. Если он низкого качества, то о безотказной работе речи уже идти не будет и, наоборот, если данный элемент является продуктом высококлассного производства от надежного производителя, то буровая установка будет работать долго и эффективно.

Высокие требования надежности реализованы в следующих  конструкторских решениях:

— в качестве основной опоры применен упорный подшипник с коническими роликами, позволяющий увеличить ресурс работы вертлюга до капитального ремонта;

— отвод из высоколегированной стали обладает повышенной стойкостью к воздействию промывочной жидкости при высоких давлениях;

— конструкция  нижней части корпуса вертлюга гарантирует  надежную герметизацию масляной ванны;

— быстроразъемное  уплотнение включает в себя трубу, рабочая  поверхность которой в месте  контакта с манжетами упрочнена  плазменным напылением;

— долговечность манжет увеличена за счет попеременного их включения во вращение, либо одновременного включения со скоростью вращения в 2 раза меньше, чем скорости вращения ствола вертлюга.

 

Список использованной литературы

 

1. Алексеевский Г.В. Буровые установки Уралмашзавода. – М.: Недра, 1981. – 528 с.
2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: т. 1. – М.: Машиностроение, 1982. – 736 с.
3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: т. 2. – М.: Машиностроение, 1982. – 584 с.
4. Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы: учебник для вузов. – М.: Недра, 1988. – 501 с.
5. Бочарников В.Ф., Чижиков Ю.Н. Методические указания по курсовому проектированию для студентов специальности 170200 "Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов". – Тюмень, ТюмИИ, 1991. - 31 с.
6. Ильский А.Л., Миронов Ю.В., Чернобыльский А.Г. Расчет и конструирование бурового оборудования: учебное пособие для вузов. – М.: Недра, 1985. – 452 с.
7. Калмыков Н.Н., Стефанов Ю.А., Яковлев А.И. Буровая техника и технология за рубежом. – М.: Недра, 1968. – 318 с.
8. Поляков В.П., Смирнов В.Н., Константинов А.А. Буровые установки завода Баррикады. – М.: Недра, 1972. – 288 с.
9. Северинчик Н.А. Машины и оборудование для бурения скважин. – М.: Недра, 1986. – 368 с.

Размещено на Allbest.ru