ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ - Применение и значение вертлюга

Параметрами вертлюга являются:

    - условный диапазон глубин бурения скважин, для которого предназначен данный типоразмер вертлюга; - наибольшая допускаемая статическая нагрузка на невращающийся ствол; - длительная динамическая нагрузка на вращающийся ствол; - максимальное давление бурового раствора, при котором длительное время сохраняется герметичность уплотняющего устройства высокого давления; - наибольшая допустимая частота вращения ствола; диаметр канала ствола для прохода бурового раствора; - масса и габариты.

Допускаемая статическая нагрузка -- постоянная осевая нагрузка, которую может выдержать вертлюг без разрушения при не вращающемся стволе. Уровень осевых нагрузок, действующих на ствол вертлюга, зависит от глубины бурения и достигает наибольших значений при подъеме прихваченной бурильной колонны либо при расхаживании обсадной колонны с циркуляцией бурового раствора. При этом в целях безопасности наибольший уровень действующих нагрузок не должен превышать допускаемой нагрузки на крюке, принятой для буровой установки соответствующего класса. Поэтому допускаемая статическая нагрузка вертлюга должна быть не менее допускаемой нагрузки на крюке буровой установки.

Динамическая нагрузка установлена исходя из условия обеспечения расчетного ресурса основной опоры вертлюга при вращении с частотой 100 об/мин в течение 3000 ч. Основная опора вертлюга вращается с подвешенной к нему бурильной колонной, масса которой возрастает по мере углубления скважины и зависит от применяемых труб. Согласно этому динамическая нагрузка на вертлюг рассчитывается по наиболее тяжелой бурильной колонне, используемой при бурении скважин заданной глубины. Исходя из общепринятой методики расчета подшипников динамическую нагрузку на вертлюг GБк, соответствующую весу бурильной колонны при частоте вращения 100 об/мин и ресурсе 3000 ч, определяются по формуле

GБк = С/1,9, где С - динамическая нагрузка на подшипник вертлюга, кН.

Максимальное давление прокачиваемой жидкости определяют исходя из режима промывки скважины. Его значение должно быть не менее наибольшего давления насосов, используемых в буровой установке соответствующего класса.

Диаметр проходного отверстия ствола оказывает двоякое воздействие на работу вертлюга. С его увеличением снижается скорость течения промывочной жидкости, поэтому уменьшаются гидравлические потери и износ внутренней поверхности ствола. Одновременно с диаметром проходного отверстия возрастает наружный диаметр ствола, в результате чего увеличивается скорость скольжения и износ ствола и его уплотнения. Поэтому чрезмерное увеличение проходного отверстия ствола нежелательно. На основе опыта конструирования и эксплуатации вертлюгов диаметр проходного отверстия ствола принимается равным 75 мм. Внутренний диаметр напорной трубы равен диаметру проходного отверстия ствола вертлюга.

Параметры вертлюга должны отвечать требованиям бурения и промывки скважин и одновременно соответствовать аналогичным параметрам подъемного механизма и буровых насосов.

Основные параметры вертлюгов ОАО "Уралмашзавод" приведены в табл. 1.

Таблица 1

Похожие статьи




ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ - Применение и значение вертлюга

Предыдущая | Следующая