Расчет бурового вертлюга
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ный изгиб по формуле Ляме.
гдеR2 - радиус закругления, R2 = 0,125 м;
R1 - радиус изгиба, R1 = 0,275 м;
qII - интенсивность давления,
где С - диаметр зева крюка под вертлюг, С = 0,3 м [4], ? = 90,
Для расчета сечения III - III надо знать диаметр d, который равен диаметру пальца штропа. В пальце штропа возникают напряжения среза по двум площадкам на двух ветвях штропа:
гдеFп - площадь поперечного сечения пальца, м2;
п - диаметр пальца штропа, м, dп = 0,1 м,
Проушина штропа в сечении III - III рассчитывается на условный изгиб по формуле Ляме. Находим интенсивность давления в сечении III - III
где d = dП - диаметр пальца, dП = 0,1 м;
b - ширина штропа, b = 0,1 м,
где D - диаметр проушины, D = 0,33 м,
Кроме того, проушину штропа необходимо проверить на растяжение в сечении IV - IV:
3.3 Расчет подшипника
При расчете подшипника сначала определяют эквивалентную нагрузку Ра, действующую на главную опору вертлюга:
для упорных однорядных подшипников
Ра = FaтАвfd ,
где Fa - постоянная по величине и направлению осевая нагрузка, Н;
fd - коэффициент, учитывающий безопасность и надёжность работы, то есть коэффициент динамического напряжения
d = kТ тАв kб тАв kК тАв kЭ ,
где kТ - температурный коэффициент (kТ=1 при t?1000C, kТ=1,005 при t=1250C);
kб - коэффициент безопасности, kб =1,41,8 (для обеспечения показателя вероятности безопасности P(t)=0,92-0,94 при Lh = 3000 ч);
kК - кинематический коэффициент для упорных подшипников при осевой нагрузке, kК = 1;
kЭ - коэффициент эквивалентной нагрузки, kЭ =0,7.
fd = 1 тАв 1,5 тАв 1 тАв 0,7 = 1,05.
Динамическую нагрузку, действующую на ствол вертлюга в процессе бурения скважины при вращении колонны, можно приравнять к Pbd:
где ?Р - плотность бурового раствора, ?в = 1100 кг/м3;
?Т - плотность материала бурильной колонны, ?Т = 7850 кг/м3;
li - длина трубы одинакового веса, li = 4700 м;
qi - вес одного метра трубы с учетом веса высаженной части с замком,
qi = 300 Н/м;
GKi - вес прочих элементов, составляющих бурильную колонну, Н, (длина 300 м, удельный вес 1780 Н/м);
PD - расчетная нагрузка на долото, PD = 310000 Н;
PР - расчетное давление жидкости, PР = 20000 Па;
f - площадь поперечного сечения отверстия ствола вертлюга:
где dB - диаметр отверстия ствола вертлюга, dB = 0,075 м,
Ра = 1,9 тАв 1,05 = 1,995 МН.
Суммарное число оборотов, которое может сделать подшипник главной опоры за весь срок службы при расчетной нагрузке:
где L10 - суммарное число оборотов, об; Са - динамическая грузоподъёмность, Са = 3,51 МН (упорный конический роликоподшипник серии 889752); ? - показатель степени, для роликоподшипников .
Долговечность подшипника определяется как:
где n - расчетная частота вращения вертлюга, n = 100 об/мин,
4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И СМАЗКА ВЕРТЛЮГОВ
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 подвешиваю