Файл: Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин 210301. 090. 000 Пз.docx

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСТЕТ»

Высшая Инженерная Школа

Кафедра: Машины и оборудование

нефтяной и газовой

промышленности

Защита К защите

Оценка Дата

Подпись Подпись

ВЕРТЛЮГ БУРОВОЙ С ЗАДАННОЙ УВ- 320МА С ЗАДАННОЙ СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКОЙ НА СТВОЛ 3,8 МН

Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине

«Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин»

210301.090.000 ПЗ

Разработала: студент группы

ЭОПб-19-1

Мустивко Д.Г.

Руководитель:

Захаров И.В.

Тюмень, 2022



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................5

1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ БУРОВЫХ ВЕРТЛЮГОВ......6

1.1. Назначение и требования, предъявляемые к вертлюгам...........................7

1.2. Классификация и технические характеристики вертлюгов.....................7

1.3. Вертлюги российского производства.........................................................8

1.5. Описание конструкции вертлюга..............................................................15

1.6.Корпус и штроп...........................................................................................17

1.7. Ствол вертлюга...........................................................................................19

1.8.Верхняя,нижняя крышки и отвод..............................................................21

1.9.Узел быстросъемного уплотнения.............................................................23

1.10. Основная опора вертлюга.........................................................................24

---

2. РАСЧЕТЫ БУРОВОГО ВЕРТЛЮГА..............................................................25

2.1 Расчет ствола вертлюга на статическую прочность и сопротивление усталости...............................................................................................................25

2.2Расчет подшипника основной опоры вертлюга........................................ 33

2.3Расчет штропа.............................................................................................34

3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ВЕРТЛЮГОВ............................38

3.1. Подготовка нового вертлюга к эксплуатации.........................................39

3.2. Эксплуатация и смазка вертлюгов............................................................40

3.3. Ремонт вертлюгов.....................................................................................41

3.4. Текущий осмотр и подготовка к дальнейшей работе.............................42

3.5. Проверка технического состояния........................................................... 43

3.6. Техническое обслуживание......................................................................44

3.7. Общие указания по обслуживанию вертлюгов..................................... 45

3.8. Порядок технического обслуживания.....................................................45

3.9. Указания по текущему ремонту..............................................................46

3.10. Проверка работоспособности.................................................................46

3.11. Хранение...................................................................................................47

3.12. Замена уплотнения....................................................................................48

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..................................................49

ВВЕДЕНИЕ

Цель курсовой работы:

Освоить навыки практического применения полученных знаний общетехнических и специальных дисциплин для решения конкретных технических задач по расчету, конструированию и эксплуатации бурового оборудования, а также подготовить студента к решению более сложных задач при выполнении выпускной квалификационной работы.

Основные задачи курсового проектирования:

1. 
   Приобрести опыт конструирования, работы с научно – технической литературой, справочными пособиями, нормативно – технической документацией, стандартами, руководящими материалами и другой документацией.
   
2. 
   Углубить и обобщить знания, полученные студентом на лекциях, практических и лабораторных занятиях, в период производственных практик.
   
3. 
   Развить навыки самостоятельного творчества студента при решении технических задач (выбор методики расчета, конструирование узлов и деталей машин, разработка новых конструкций и т.п.), проведение простейших исследований и использование их результатов для решения практических задач.
   

---

---

1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ БУРОВЫХ ВЕРТЛЮГОВ

1.1. Назначение и требования, предъявляемые к вертлюгам
Вертлюг является промежуточным звеном между вращающейся поступательно движущейся бурильной колонной и невращающимися движущимися только поступательно частями талевой системы и бурового (напорного) рукава[1]. Вертлюг - это промежуточное звено между бурильной колонной и буровым шлангом; является как бы пятой, обеспечивающей вращение колонны труб на весу.

Вертлюг буровой установки имеет два назначения:

1) служит устройством для ввода промывочной жидкости в колонну вращающихся труб под высоким давлением;

2) удерживает на весу колонну бурильных труб при бурении.

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.

Конструкция вертлюгов должна удовлетворять следующим требованиям:

1. обеспечение прочности несущих деталей, исключающей разрушение или пластические деформации при максимальных нагрузках;

2. долговечность и безотказность работы в процессе бурения скважины;

3. достаточную жесткость корпуса, обеспечивающую хорошее центрирование ствола и работоспособность подшипников;

4. герметичность напорного сальника, предотвращающего утечки бурового раствора между вращающимся стволом и напорной трубой;

5. герметичность масляных сальников, предотвращающих утечки масла из масляной ванны корпуса.
Параметрами вертлюга являются:

1. наибольшая допускаемая нагрузка (статическая) на ствол вертлюга, МН;

2. допускаемая нагрузка при частоте вращения ствола 100 об/мин, МН;

3. динамическая грузоподъемность основной опоры, МН;

4. наибольшее давление бурового раствора, при котором сохраняется прочность деталей проточной части и герметичность уплотнения высокого давления, МПа;

5. наибольшая допускаемая частота вращения ствола, об/мин;

---

6. диаметр канала ствола для прохода бурового раствора, мм;

7. условная глубина бурения, м;

8. масса и габариты: масса сухого вертлюга, кг; вместимость масляной ванны, л; высота (без диаметра штропа), м.
1.2. Классификация и технические характеристики вертлюгов

Основным критерием при классификации вертлюгов является их грузоподьемность[2]. В соответствии с российским ГОСТ 25316-82, вертлюги по грузоподъемности должны соответствовать одному из значений ряда: 40, 63, 100, 200, 320, 500, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200, 4000, 5000, 8000 кН. Для бурения скважин на нефть и газ используются вертлюги грузоподъемностью от 1250 до 8000 кН.

1.3. Вертлюги российского производства:

Вертлюги, применяемые для глубокого бурения скважин на нефть и газ, по грузоподъемности делятся на 6 классов, хотя Буровые установки (БУ) выпускаются 11-ти классов. Значительное снижение классов вертлюгов связано с тем, что их легко можно заменить в процессе бурения скважин.

В России производство буровых вертлюгов ведут «Уралмаш НГО Холдинг», ЗАО НПП «РосНефтеГазИнструмент»

На заводе Уралмаш НГО Холдинг выпускаются вертлюги повышенной грузоподъемности от 1600 до 5000 кН. Также по специальному заказу выпускаются вертлюги грузоподъемностью 8000 кН. Вертлюги выпускаемые на Уралмаш НГО Холдинг обладая высокой грузоподъемностью, отвечают высоким требованиям по надежности за счет следующих конструктивных решений:

1. основная опора - упорный подшипник с коническими роликами -увеличивает ресурс работы вертлюга до капитального ремонта;

2. отвод из высоколегированной стали повышенной стойкости к воздействию промывочной жидкости при высоких давлениях;

3. конструкция нижней части корпуса вертлюга гарантирует надежную герметизацию масляной ванны;

4. в быстроразъёмном уплотнении рабочая поверхность трубы в месте контакта с манжетами упрочена плазменным напылением;

5. срок службы манжет увеличен за счёт попеременного их включения во вращение либо одновременного включения со скоростью вращения в 2 раза меньше, чем скорость вращения ствола вертлюга.

Техническая характеристика вертлюгов производимых на заводе Уралмаш НГО Холдинг приведена в таблице 1.2.

ЗАО НПП «РосНефтеГазИнструмент» выпускает буровые вертлюги ВБ - высоко нагруженная конструкция, удерживающая на весу вращающийся бурильный̆ инструмент, с одновременным подводом промывочной̆ жидкости в колонну труб при бурении скважин.

---