Труборазворот PT-100

16.09.2020

СКБ ВПО «Союзгеотехника» Министерства геологии бывш. СССР разработало и испытало новый труборазворот PT-100, предназначенный для навинчивания и развинчивания бурильных труб муфтово-замкового и ниппельного соединения диаметром 33,5 и 42 мм при производстве спуско-подъемных операции.

Труборазворот РТ-100 является одним из узлов средств механизации буровой установки УКБ-50/100, совместно с которой испытывался в производственных условиях и был принят для серийного производства.

В конструкции труборазворота РТ-100 предусмотрены устройства, обеспечивающие нормальную работу в комплекте с различными полуавтоматическими элеваторами и позволяющие устанавливать механизм под различными углами к горизонту (90—70°) для бурения как вертикальных, так и наклонных скважин.

На рис. 6 представлен общий вид труборазворота РТ-100, основными узлами и деталями которого являются вращатель 1, рама 2, гидромотор 3, вилка ведущая 4, вилка подкладная 5, устройство для изменения угла наклона механизма 6 и кожух с корпусом маховика 7.

Вращатель (рис. 7) представляет собой двухступенчатый редуктор с двумя цилиндрическими парами шестерен, расположенными в стальном корпусе 20 и приводимыми во вращение от гидромотора Г-15-21.

В корпусе 12 размещен маховик, состоящий из полумуфты 8, маховика-полумуфты 13 и текстолитового сухаря 9. В отверстие полумуфты входит вал гидромотора и с помощью шпонки соединяется с полумуфтой. Гидромотор крепится болтами к крышке 7. Маховик-полумуфта соединяется с валом-шестерней 17 с помощью конусного отверстия и шпонки 14. Закрепляется маховик-полумуфта на валу-шестерне стопорной шайбой 11 и винтом 10. Кроме этого па валу-шестерне 17 закреплен второй маховик 18, наружная поверхность которого оснащена винтовым пазом с левой и правой нарезкой.

Суммарное усилие, развиваемое маховиками, обеспечивает необходимый момент для навинчивания и развинчивания резьбовых соединений. Вместе с этим обеспечиваются более благоприятные условия работы вала-шестерни в момент передачи максимального момента.

Вал-шестерня 17 выполнен таким образом, что он позволяет, по желанию потребителя, крепить корпус маховика 12 к нижнему торцу корпуса вращателя 20. Чтобы масло не вытекало из корпуса вращателя, втулка 16 оснащается манжетой 15.

Ведомая шестерня 21 второй пары редуктора закрепляется на водиле 1. К основанию 4 крепится болтами 5 опора 2. Опора снабжена выступами, служащими упорами для подкладной вилки. В одном из упоров предусмотрено отверстие для установки масленки б, осуществляющей смазку солидолом манжетного уплотнения 3. Другая масленка установлена па верхнем торце корпуса вращателя под диском водила. Для обслуживания масленки в диске водила сделано окно (см. рис. 6).

С целью снижения возможности попадания промывочной жидкости в корпус вращателя, на диске водила выполнены лабиринтные уплотнения.

На верхней плоскости корпуса 20 для заливки автола 10 имеется резьбовое отверстие, в которое устанавливается масло-указатель. Для слива масла служат две пробки 19, установленные в нижней части корпуса вращателя.

Нижний торец основания 4 оснащен резьбовыми отверстиями для соединения с кольцом рамы.

Ведущая вилка (рис. 8) представляет собой сварную конструкцию, состоящую из корпуса, двух штифтов и двух сухарей.

На верхней плоскости корпуса в специальные отверстия, по обе стороны паза, сажаются штифты и привариваются к корпусу. К нижней плоскости корпуса по обе стороны паза привариваются два сухаря со скосами в сторону штифтов. В собранном виде ведущая вилка имеет размер от нижнего торца сухарей до верхнего торца штифтов на 8—10 мм больше, чем высота прорези в соответствующих замковых или ниппельных соединениях. В то же время размер от наклонного торца сухаря до верхнего торца штифта выполнен на 5—7 мм меньше, чем высота прорези в соответствующих замковых или ниппельных соединениях.

Ведущая вилка заводится в прорезь замкового соединения следующим образом. Передняя часть вилки наклоняется так, чтобы скос сухаря принял горизонтальное положение, и заводится в прорезь замкового соединения до упора радиусной части паза вилки в цилиндрическую часть замкового соединения. Под действием силы тяжести вилка займет горизонтальное положение.

При этом штифты вилки должны касаться цилиндрической части замкового соединения, что обеспечивает самозапирание ведущей вилки и предотвращает самопроизвольное отсоединение ее от замкового соединения в процессе работы, особенно при бурении наклонных скважин.

Применение подобных ведущих вилок позволяет повысить безопасные условия работы, снизить массу и повысить надежность вилки, так как в процессе навинчивания-развинчивания вилка не перемещается по прорези в замковом соединении и не изменяет геометрию разложения сил, действующих на вилку.

Подкладная вилка (рис. 9) представляет собой сварную конструкцию, состоящую из корпуса и ручки.

На верхней плоскости вилки имеется П-образный выступ с упорами в передней части. На нижней плоскости вилки имеется цилиндрическая поверхность с заходным конусом.

Подкладную вилку заводят в нижнюю прорезь муфты так, чтобы нижняя плоскость конуса скользила по нижней плоскости прорези муфты до упора в ее цилиндрическую часть. В таком положении подкладная вилка вместе со свечой опускается на опору и заходный конус центрирует и фиксирует подкладную вилку в отверстии труборазворота. Плоскости прорезей муфты замка не должны находиться на упорных выступах вилки.

Упоры на подкладных вилках обеспечивают более точную центрацию бурильной свечи по оси труборазворота, исключают возможность перемещения замкового соединения по поверхности вилки, что значительно повысит надежность их работы безопасные условия проведения спуско-подъемных операции, так как при перемещении бурильной трубы к краю прорези вилки возникает опасность соскальзывания бурильной колонны с подкладной вилки.

Невозможность перемещения замкового соединения по поверхности подкладной вилки позволила уменьшить длину ведущей вулки и создать достаточные зазоры между рукояткой ведущей вилки и приводом труборазворота, обеспечивающие нормальные условия работы.

П-образный выступ, размещенный на верхней плоскости вилки, позволяет использовать для проведения спускоподъемных операции любой известный полуавтоматический элеватор.

Труборазворот устанавливают на устье скважины на весь период бурения. Вертикальная ось отверстия в корпусе вращателя должна совпадать с осью шпинделя стайка. Продольную ось труборазворота располагают параллельно передней плоскости станка.

Для проведения наклонного бурения вращатель труборазворота поворачивают на необходимый угол с помощью устройства 5 (см. рис. 6). При демонтаже и разборке механизма необходимо помнить (см. рис. 7): 1) извлечение водила 1 следует производить совместно со стаканом и манжетой. В противном случае может быть повреждена манжета; 2) прежде чем снимать маховик-полумуфту 13 с вала-шестерни 17, необходимо извлечь полумуфту 8, текстолитовый сухарь 9 и вывинтить стопорный винт 10. Съем маховика-полумуфты с конической части вала-шестерни производят специальным съемником, входящим в комплект поставки труборазворота РТ-100.

Уход за труборазворотом РТ-100 сводится к следующему:

- систематически наблюдают за поддержанием уровня масла во вращателе. По мере его загрязнения, но не реже одного раза в три месяца меняют масло. Перед заменой масла промывают масляную ванну керосином, вращая водило вращателя. Уровень масла должен быть в пределах между верхней и нижней чертой маслоуказателя. Во вращатель заливают автол 10 в количестве 4,5 кг;

- манжеты смазывают солидолом УС-1 через масленки один раз в три дня;

- постоянно поддерживают механизм в чистоте, после каждой операции спуска-подъема механизм снаружи и кольцевой зазор между опорой с выступами и корпусом водила обмывают водой из шланга;

- профилактический осмотр производят не реже одного раза в год. Для этого полностью разбирают вращатель, проверяют состояние манжетных уплотнении, втулок, прокладок подшипников и т. п. В случае необходимости заменяют пришедшие в негодность детали, затем промывают все детали и собирают вращатель. При сборке смазывают манжетные уплотнения и лабиринты и регулируют подшипники.


С целью определения фактического крутящего момента, развиваемого труборазворотом PT-100, были проведены экспериментальные работы, которые выполнялись по следующей методике.

На муфте замкового (ниппельного) соединения вместо лисок, предназначенных для соединения с кольцевым элеватором, выполнялась кольцевая проточка. На цилиндрическую поверхность проточки методом точечной сварки крепились два (четыре) тензодатчика. Для тарирования тензодатчика использовался метод электрического шунта.

Кроме того, тарировка тензодатчиков проводилась при помощи непосредственного нагружения ниппеля крутящим моментом с записью контрольных ступеней напряжения при помощи осциллографа. По формуле определялся масштаб записи
Труборазворот PT-100

где М — масштаб записи; P — нагрузка; А — амплитуда отклонения луча осциллографа.

Величина крутящего момента, развиваемого труборазворотом, при разных углах разгона водила определялась при следующих условиях.

Обычным способом производилось навинчивание ниппеля на муфту. После этого довинчивалось резьбовое соединение при установке угла разгона водила 90, 180 и 270°. После каждой операции сборки резьбового соединения производилось развинчивание. Замеры величины крутящего момента производились как с сухими резьбовыми поверхностями, так и со смазанными и загрязненными поверхностями резьбы.

Эксперименты показали, что развинчивание резьбовых соединений во всех случаях производится после одного удара водила с углом разгона 180—270°.

Величина максимального крутящего момента, необходимого для отвинчивания, не превышает 182 кгс*м.

По предварительным данным (обработка материалов не закончена), также можно сделать вывод, что для отвинчивания ниппельного резьбового соединения требуется крутящий момент на 20—25 % меньше затрачиваемого при навинчивании этого резьбового соединения.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна