Требования к конструкции верхнего привода
Верхний силовой привод должен быть совместим со средствами механизации спуско-подъемных операций. Управление исполнительными механизмами и приводом силового блока должно осуществляться с пульта управления, расположенного компактно с пультами управления другим оборудованием буровой установки (лебедкой, автоматическим ключом и др.). Элементы верхнего привода (направляющие балки, модуль исполнительных механизмов и т.д.) не должны создавать помех для ведения других технологических операций. Грузоподъемность верхнего привода должны соответствовать грузоподъемности буровой установки. Конструкция верхнего привода должна предусматривать наличие системы противофонтанной арматуры, датчиков положения исполнительных механизмов, скорости вращения стволовой части и момента вращения.
Устройство системы верхнего привода
Подвижная часть СВП (рис. 8.12) состоит из вертлюга-редуктора (1), который на специальных штропах (2) подвешен на траверсе талевого блока (3). На верхней крышке вертлюга-редуктора установлен взрывозащищенный электродвигатель постоянного тока (4) в вертикальном фланцевом исполнении, с видом взрывозащиты «продувка под избыточным давлением». Причем забор и выброс продуваемого воздуха происходят из взрывобезопасной зоны. Один конец электродвигателя через эластичную муфту соединен с быстроходным валом двухступенчатого односкоростного редуктора. На другом конце вала установлен диско-колодочный тормоз (5). К корпусу вертлюга-редуктора крепится специальная рама (6), через которую блоком роликов (7) передается крутящий момент на направляющие (14) и с них – на вышку. Между талевым блоком и вертлюгом редуктором установлена система разгрузки резьбы (8), обеспечивающая автоматический вывод резьбовой части ниппеля замка бурильной трубы из муфты при развинчивании и ход ниппеля при свинчивании замка. При этом исключается повреждение резьбы.
|
|
|
На рисунке 8.13 представлена конструкция верхнего привода зарубежного производителя – фирмы Bentec.
Рис. 8.12. Схема верхнего привода: 1 – вертлюг-редуктор; 2 – штропы вертлюга-редуктора; 3 – талевая система; 4 – электродвигатель постоянного тока; 5 – диско-колодочный тормоз; 6 – рама с роликами (каретка); 7 – блок роликов; 8 – система разгрузки резьбы; 9 – трубный манипулятор; 10 – вертлюжная головка; 11 – штропы элеватора; 12 – гидроцилиндры отвода штропов элеватора; 13 – трубный зажим; 14 – направляющие мачты; 15 – гидроцилиндр управления трубным зажимом; 16 – гидродвигатель; 17 – траверса вертлюжной головки; 18 – элеватор; 19 – шаровой кран; 20 – ниппель; 21 – стопорное устройство; 28 – клиновой захват
|
|
|
Рис. 8.13. Верхний привод Bentec
Устройство узлов верхнего привода
Трубный манипулятор (9) (рис. 8.12)состоит из вертлюжной головки(10),передающей гидравлическую жидкость с невращающегося корпуса на вращающуюся часть трубного манипулятора, двух штропов (11) под элеватор, подвешенных в проушинах траверсы вертлюжной головки, двух гидроцилиндров (12) системы отвода штропов, стопорного устройства (21) и трубного зажима (13). Трубный манипулятор под действием зубчатой пары с приводом от гидромотора (16) может разворачивать элеватор в нужную сторону: на мостки, на шурф для наращивания или в любую другую сторону при необходимости. Трубный зажим служит для захвата и удержания от вращения верхней муфты трубы во время свинчивания (развинчивания) с ней ствола вертлюга. Между ниппелем и стволом вертлюга навернут ручной шаровой кран (19) для неоперативного перекрытия внутреннего отверстия ствола вертлюга. Для оперативного перекрытия отверстия ствола вертлюга перед отводом установлен внутренний превентор (механизированный двойной шаровой кран), который одновременно служит для удержания остатков промывочной жидкости после отвинчивания бурильной колонны. Детально конструкция трубного манипулятора представлена на рисунке 26.16.
|
|
|
Вертлюжная головка (10) (рис. 8.12)служит для передачи рабочейжидкости от невращающейся части системы верхнего привода на вращающуюся часть и позволяет не отсоединять гидравлические линии, когда трубный манипулятор вращается с бурильной колонной при бурении, при проработке скважины или позиционировании механизма отклонения штропов. Невращающаяся часть вертлюжной головки представляет собой втулку, запрессованную в корпус вертлюга-редуктора, две полувтулки, опору и втулку. Вращающейся частью вертлюжной головки является траверса с подвешенными на ее боковых рогах штропами элеватора. Для фиксации трубного манипулятора в исходном положении при бурении, а при необходимости и в других промежуточных положениях, установлен стопорный механизм (13) с приводом от гидроцилиндра.
Система отклонения штропов (рис. 8.15)предназначена для отвода иподвода элеватора к центру скважины. Система отклонения штропов представляет собой штропы, подвешенные на боковых рогах траверсы. К штропам с помощью полухомутов на шарнирном подшипнике крепятся гидроцилиндры отклонения штропов. Верхней частью штоковые концы гидроцилиндров шарнирно соединены с кронштейнами, которые посредством болтовых соединений жестко закреплены к стенке траверсы.
|
|
|
Трубный зажим обеспечивает удержание верхней муфты бурильнойколонны при раскреплении (докреплении) замкового соединения. Он состоит из гидроцилиндра, челюсти-захвата, тяги, рамки, ствола, центратора.
Трубный зажим нужен для захвата и удержания от вращения верхней муфты трубы во время свинчивания/развинчивания с ней ствола вертлюга. Между ниппелем и стволом вертлюга навернут ручной шаровой кран для неоперативного перекрытия внутреннего отверстия ствола вертлюга. Для оперативного перекрытия отверстия ствола вертлюга перед отводом установлен внутренний превентор (двойной шаровой кран), который также служит для удержания остатков промывочной жидкости после отвинчивания бурильной колонны.
Рис. 8.16. Трубный манипулятор: 1 – механизм наклона штроп; 2 – встроенный противовыбросовый клапан ручного управления; 3 – узел предохранительного зажима крутящего момента; 4 – штропы элеватора; 5 – элеватор; 6 – исполнительный механизм дистанционно управляемого противовыбросового клапана; 7 – вращающийся адаптер штроп
Верхний привод перемещается вертикально по направляющему рельсу на каретке (рис. 8.16), крепящейся к основному корпусу. Направляющий рельс с узлами крепления предназначен для обеспечения направленного перемещения вертлюга, восприятия реактивного момента с силовых элементов исполнительных механизмов и передачу его на металлоконструкцию вышки.
Рис. 8.15. Система отклонения штропов: 1 – палец ; 2 – защелка; 3 – штроп; 4 – элеватор; 5 – зажим; 6 – узел кривошипа наклона штропов
Направляющий рельс –сборно-разборная конструкция,состоящая из девятичастей последовательно соединенных между собой. Длина направляющей рельсы отличается в зависимости от проекта привязки к буровой установке. Каждая секция представляет собой металлоконструкцию замкнутого квадратного профиля размером 300х300 с фланцами по торцам.
Каждая секция имеет гребень с отверстиями, к которому крепится подвес, обеспечивающий проведение погрузочно-разгрузочных работ, а также работ по стыковке, сборке и монтажу направляющей секций к мачте буровой установки.
Встроенный противовыбросовый клапан управления (рисунок 8.17) расположенный в трубном манипуляторе, является предохранительной шаровой задвижкой внутреннего открытия. Нижний второй клапан ручного управления используют при контроле скважины. Верхний встроенный противовыбросовый клапан дистанционного управления открывается и закрывается при работе хомута и гидравлического цилиндра, управляемых с панели бурильщика при помощи электромагнитного клапана. Кожух вращается одновременно с корпусом клапана и поднимается вверх и вниз, приводя в действие небольшие рычаги, расположенные с каждой стороны штока клапана. Цилиндр через невращающееся приводное кольцо инициирует вращение кожуха. Гидравлический цилиндр крепится к раме гашения крутящего момента. Опциональный нижний клапан является задвижкой аналогичного типа, за исключением того, что он должен открываться и закрываться вручную, при помощи ключа.
Рис. 8.16. Каретка и направляющий рельс
Оба клапана могут быть в любой момент задействованы при присоединении верхнего привода к бурильной свече. Нижний клапан может быть отделен от верхнего клапана с помощью буровых ключей, после отвода рамы гашения крутящего момента. После отделения нижнего клапана становится возможным отвода всей системы верхнего привода, что обеспечит достаточно пространства для монтажа переходников и задвижек, необходимых для осуществления действия по контролю скважины. После отделения при помощи обычных буровых ключей нижнего клапана от верхнего на верхнем приводе, нижний клапан остается подсоединенным к бурильной свече с целью контроля скважины. В комплект поставки входит переходник- крестовина, обеспечивающий подсоединение свечи к нижнему клапану.
Верхний встроенный противовыбросовый клапан дистанционного управления открывается и закрывается управлением с панели бурильщика с помощью двухпозиционного переключателя. При переключении гидроцилиндр, с помощью невращающегося рычажного механизма, прикрепленного к раме гашения крутящего момента, выдвигает корпус приводного устройства вверх и вниз. Этот рычажный механизм приводит в действие небольшие кривошип, расположенный с обеих сторон штока клапана, который открывает и закрывает верхний встроенный противовыбросовый клапан. Оба клапана могут быть отсоединены и спущены в скважину.
Рис. 8.17. Встроенные противовыбросовые клапаны
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 1927; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!