Бұрғылау роторын есептеу

Кіріспе
1. Жобаның мақсаты және бастапқы мәліметтер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
2. Бұрғылау қондырғы роторының міндеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
3. Ротор конструкциясының қысқаша мәліметтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
4. Ротордың кинематикалық сұлбасын таңдау және негіздеу ... ... ... ... ... ..9
5. Ротордың негізгі элементтерінің геометриялық және беріктік есебі ... ...9
Ротордың бұрыштық редуктордың геметриялық есебі ... ... ... ... ... ... ... 9
Ротордың бұрыштық редуктордың беріктік есебі ... ... ... ... ... ... ... ... ..14
6. Конусты бұрыштық редуктордың ілінісудегі күштемені есептеу ... ... .15
7. Подшипниктерді таңдау және кірістегі білігінің диамеетрін есептеу...17
8. Кіріс білігінің беріктікке нақты есебі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
9. Ротордың негізгі тірегін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 21
10. Ротордың негізгі габариттік өлшемдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24

Қорытынды

Пайдаланған әдебиеттер тізімі.

Ротор бұрғылау тізбегіне бұрғылау кезінде айналым беру, ал көтеріп – түсіру кезінде оны ұстап тұру үшін қолданылады. Ротор тігінен ілінген бұрғылау құбырлары тізбегіне трансмиссия білігінен айналым беретінредуктор. Ротор станинасы бұрғылау, көтеріп – түсіру жұмыстары барысында барлық салмақты қабылдап, тұғырға береді. Станинаның ішкі қуысы май ваннасы сияқты. Ротор білігінің сыртқы шетінде шынжырлы дөңгелек немесе кардан білігінің жарты муфтасыорналасуы мүмкін. Ротор столы тербелмелі подшипниктермен айналады. Бұрғы қашауын ашқанда және бұрғылау тізбегін турбобурға реактивтік моменті әсерінен сақтандыруды ротор тикпен немесе тоқтатқыш механизммен табылады. Ротордың орталық тесігінен бұрғылау үшін қолданылатын ең үлкен диаметрлі құбыр өтуі керек. Ротор екі түрлі:
1) негізгі тіреуі төменде;
2) негізгі тіреуі жоғарыда.

1. В.А. Лесяцкий, А.Л.Ильский «Буровые машины и механизмы» М.: Недра, 1980г.
2. И.Д. Рементов, «Машинные механизмы» М.: Машиностроение, 1981г.
3. Г.Д. Поляков, Е.С. Булгаков, Л.А. Шумов Проектирование, расчёт и эксплуатация буровых установок» М.: Недра, 1983г.
4. А.С. Латыпов, «Проектирование буровых вращателей», Методическое руководство. Алма – Ата: издательство КазПТИ, 1981г.
5. В.А. Акурьев «Справочник инженера – конструктора». Том 1 М.: Машиностроение, 1979г.
6. Подшипники качения, каталог – справочник. М.: издательство НИИАВТОПРС, 1972г.

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

КУРСТЫҚ ЖОБА
Тақырыбы: Бұрғылау роторын есептеу

Мазмұны

Кіріспе
1. Жобаның мақсаты және бастапқы
мәліметтер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ..4
2. Бұрғылау қондырғы роторының
міндеті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
3. Ротор конструкциясының қысқаша
мәліметтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
4. Ротордың кинематикалық сұлбасын таңдау және
негіздеу ... ... ... ... ... ..9
5. Ротордың негізгі элементтерінің геометриялық және беріктік
есебі ... ...9
Ротордың бұрыштық редуктордың геметриялық
есебі ... ... ... ... ... ... ... 9
Ротордың бұрыштық редуктордың беріктік
есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... 14
6. Конусты бұрыштық редуктордың ілінісудегі күштемені есептеу ... ... .15
7. Подшипниктерді таңдау және кірістегі білігінің диамеетрін есептеу...17
8. Кіріс білігінің беріктікке нақты
есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..19
9. Ротордың негізгі тірегін
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
21
10. Ротордың негізгі габариттік
өлшемдері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ..24

Қорытынды

Пайдаланған әдебиеттер тізімі.

Кіріспе

Ротор бұрғылау тізбегіне бұрғылау кезінде айналым беру, ал көтеріп –
түсіру кезінде оны ұстап тұру үшін қолданылады. Ротор тігінен ілінген
бұрғылау құбырлары тізбегіне трансмиссия білігінен айналым
беретінредуктор. Ротор станинасы бұрғылау, көтеріп – түсіру жұмыстары
барысында барлық салмақты қабылдап, тұғырға береді. Станинаның ішкі қуысы
май ваннасы сияқты. Ротор білігінің сыртқы шетінде шынжырлы дөңгелек
немесе кардан білігінің жарты муфтасыорналасуы мүмкін. Ротор столы
тербелмелі подшипниктермен айналады. Бұрғы қашауын ашқанда және бұрғылау
тізбегін турбобурға реактивтік моменті әсерінен сақтандыруды ротор тикпен
немесе тоқтатқыш механизммен табылады. Ротордың орталық тесігінен
бұрғылау үшін қолданылатын ең үлкен диаметрлі құбыр өтуі керек. Ротор екі
түрлі:
1) негізгі тіреуі төменде;
2) негізгі тіреуі жоғарыда.
Роторлардың техникалық сипаттамалары 1 – кестеде берілген.

1. Роторды жобалау есебіне тапсырма

N = 90 квт.
Q = 200 кн.
nmax = 250 айнмин.
nmin =75 айнмин.
Dпр = 200 мм.

N – келтірілген қуат
Q – қабылданған өстік жүктеме
nmax – шығыңқы біліктің максимальды айналыс саны
nmin – шығыңқы біліктің минимальды айналыс саны
Dпр – ротордың құбыр өтетін саңылау диаметрі.

Ротордың техникалық сипаттамалары.

Параметрлер Р-450 Р-560-418 Р-560 У7- 760 УР-760
Ротор столына 750 2500 3200 4000 4000
түсірілетін тұрақты
шектік салмақ, кН
Ең жоғарғы берілетін 147 257 367,5 367,5 367,5
қуат, квт
Ротор столының ең 450 560 560 760 760
жоғарғы айналымы,
айнмин
Өлшемдері, мм 2310 2310 2620 1840
Ұзындығы 2115 1356 1625 1880 820
Ені 1775 775 750 800 8500
Биіктігі 765
Салмағы 2828 4000 5800 10700 8500

2. Бұрғылау колоннасы роторының қызметі.

Ротор айналу моментін бұрғылау колоннасына роторлы бұрғылау тәсілі
қолданылған кезде беру үшін немесе түптік қозғалтқыштарды қолдану кезінде
пайда болатын колоннаның реактивті айналу моментін қабылдау үшін арналған.
Реактивті момент жетекші құбырға кигізілген квадратты сыналармен және
қосқан кезде столдың айналуына мүмкіндік бермейтін (арнайы тежегіш
құрылғымен) ротор оқпанында орналасқан арнайы тежегіш құрылғымен
қабылданады. Осының нәтижесінде ұңғы ішіндегі бұрғылау колоннасы ротор
столында тежеледі, ол түптік қозғалқыштың білігі қашаумен бірге забойдағы
тау жынысын бұзып айнала береді. Сонымен қатар, ротор көтеріп – түсіру
операциялары және бұрғылау құбырының айналуын қажет ететін ұстау, т.б.
жұмыстары кезінде бұрғылау және шегендеу құбырларын ұстап тұру үшін
арналған.
Ротор жетегі шынжырлы немесе карданды берілістің көмегімен бұрғы
шығыры арқылы іске асады.
Осы жобада ротор жетегінің бірінші сұлбасы қолданылады.

3. Ротор құрылысына қысқаша шолу

Ротор келесідей негізгі түйіндерден (1 – сурет) тұрады. Ішіне
ротордың барлық дерлік элементтері монтаждалған станина 7; ал болат құйылма
болып табылады. Тек қана қақапақ 1 пен бұрғы шығырының білігінен айналу
моментін беру қызметін атқаратын шынжырлы дөңгелектер 9 станинаның ішкі
кеңістігінен тыс жерде орналасқан. Станина конустық бұрыштық ротордың және
ротор столы тіректерінің май ваннасы қызметін де атқарады.
Ротордың негізгі айналатын бөлігі болып ротор столы 2 табылады. Ол
вкладыштар 4 және қысқыштар 5 арқылы жетекші құбыр мен оған жалғанған
бұрғылау колоннасын айналдырады. Ротор столы екі тірекке негізгі 3 және
көмекші 4 монтаждалады.
Негізігі тірек 3 ұңғыға түсірілген колонна салмағынан болатын осьтік
статикалық жүктемелерді және әсер ететін динамикалық жүктемелер – айналу
моментін беруден болатын радиалды және осьтік (ротор столының салмағынан
және жетекші құбырды төмен түсіру кезіндегі оның квладыштарға үйкелу
күшімен) жүктемелерді қабылдайды.
Столдың көмекші тірегі конустық тісті берілістің жұмыс істеу кезінде
пайда болатын радиалды жүктемелерді және бұрғылау немесе колоннаны көтеру
кезінде пайда болатын осьтік жүктемелерді қабылдау қызметін атқарады.
Столдың жоғарғы жағында бұрғы ерітідісінің енуіне және столдың
айналуы кезінде ротордан майдың шығуына кедергі болатын станина мен стол
арасында тығыздалғыштар болады.
Жетекші білік станинада екі роликті подшипниктерде орналасқан.
Біліктің бір жағына конустық шестерня, ал екінші жағына, станинаның
сыртында орналасқан шынжырлы дөңгелек кигізілген. Шынжырлы дөңгелек
шығырдың жұлдызшасымен шынжыр арқылы жалғанған.
Бұрғы қондырғыларының кейбір конструкцияларында (мысалы, УБР – ЗАМ,
ТБА – 15В) ротор білігі жетекпен карданды білік арқылы қосылған. Бұл
жағдайды шынжырлы дөңгелек орнына ротор білігінде кардан муфтасы
монтаждалады.
Жоғарғы қақпақ көтеріп – түсіру операциялары кезінде жұмыс жасауға
ыңғайлы және станинаның ішкі бөлігін ластанудан сақтайтын алаң болып
табылады.
Кронштейн көтеріп – түсіру операциялары кезінде ротор тесігіне
сыналарды көтеру және түсіру механизмін жалғау үшін арналған.
Екі жартыдан тұратын сыналар ротор столының өту тесігін жабады.
Көтеріп – түсіру операциялары кезінде сыналар сынаға, ал бұрғылау кезінде –
жетекші құбырдың квадратты қысқыштарына салынады. Соңғылары, әдетте,
жетекші құбырларда болттармен қатырылады және онымен бірге вкладыш тесігіне
түсіріледі.
Тежегіш құрылғы ротор столын тежеу үшін арналған. Тежегіш құрылғыны
басқару тұтқасы стол қақпағының оны зақымданудан қорғайтын арнайы бөлігінде
орналасқан.
Көтеріп – түсіру операциялары кезінде процестерді механикаландыру
және жұмыстардың жұмысын жеңілдету үшін қазіргі кездегі роторлар
пневматикалық сыналар жиынтығымен жабдықталады.
Әртүрлі роторлардың негізгі параметрлері 1 – кестеде келтірілген.

1 – кесте. Роторлардың негізгі параметрлері.
Параметрлер Р -560 УТ – 520 - 3 УТ – 560 – 6 УТ – 760
Бакинез
Столға түсетін
максималды статикалық 1,6 2,0 3,2 4,0
жүктеме, МН

Бұрғылау колоннасы-ның
максимальды салмағы, квт1,0 1,3 2,0 3,0

Максимальды берілетін
қуат, квт 260 400 360 600

Ротор столының
максималды айналу
жиілігі, айнмин 320 300 250 230

Столдың өту тесігі, мм
560 520 560 760
Конустық берілістердің
тістер саны
жетекші шестерня
тәжді дөңгелек 21 18 18 23
58 58 65 72
Столың центрнен шыржырлы
дөңгелектің орта
жазықтығына дейінгі 1370 1370 1370 1050
қашықтық

Беріліс қатынасы
2,76 3,22 1,51 3,13
Негізгі тірек – диаметрі
75 мм шарлар саны 26 25 31 36

Көмекші тірек – диаметрі
50 мм шарлар саны
26 24 36 36
Габариттік өлшемдері:
Ұзындығы, мм
Ені, мм
Биіктігі, мм 2310 2250 2270 1750
1350 1400 1610 1200
Салмағы, т 775 750 750 750

4 4,8 6,6 5,9

Ротор столындағы тесік диаметрі қашаудың өту өлшемін анықтайды
және ротордың негізгі өлшемдерін сипаттайды.
Максималды мүмкін жүктеме ротордың жүктемелі мүмкіндіктерін
анықтаймыз.
Ротордың өзара ауысымдылығын қамтамасыз ететін жалғағыш өлшемдері;
- базалық қашықтық А – ротор өсінен шынжырлы дөңгелектің орта
жазықтығына дейін;
- шынжырлы дөңгелек отырғызылатын жетекті білік соңының диаметрі;
- ротор столындағы тесік диаметрі До
- жетекші құбыр үшін сыналар мен қысқыштардың жалғау
өлшемдері;
- бұрғылау және шегендеу құбырлары үшін сыналардың жалғау
өлшемдері.

Жоғарыда көрсетілген жалғау өлшемдері әр түрлі роторлар үшін олардың
өзара ауысымдылығы бойынша нормаланған.
Жеке жетектері бар роторлар кездеседі, бірақ олар сирек қолданылады.

4. Роторлардың кинематикалық сұлбасын таңдау және дәлелдеу.

Ротордың қондырғының бұрғы шығырынан жетекші кинематикалық сұлбасын
қабылдаймыз.

Шығыр білігінен шынжырлы беріліс көмегімен жетекті білікпен қатаң
байланысқан шынжырлы дөңгелектің айналуы іске асырылады. Жетекті білік,
сыртқы сақиналары ротор тұрқымен қатаң байланысқан подшипниктерде айналады.
Біліктің қарама – қарсы соңында, конустық тәжбен ілініске түсетін шестерня
бар. Соңғысы столдың цилиндрлік бөлігіне тығыздалған, осының арқасында
шестерня және тәжді дөңгелек ілініске түскен кезде, вертикаль жазықтықта
шестерняның айналуын столдың горизонталь айналуына айналдыратын бұрыштық
редуктор түзеді.
Столдың ішкі қуысына жетекші құбырдың квадратты қысқыштарымен өзара
байланысқа түсетін сыналарды монтаждағанда, соңғысы айналу моментін ұңғыға
түсірілген бұрғылау колоннасына беріп, айнала бастайды.

5.Ротордың негізгі элементтерінің геометриялық және беріктік есебі.
5.1. Ротордың бұрыштық редукторының геометриялық есебі.

Ротордың бұрыштық редукторының геометриялық өлшемдерін анық-тау үшін
ең алдымен тәжді дөңгелектің сыртқы бөлгіш диаметрі de2 анықталады:

,
(1)

мұнда: До – ротор столының өту тесігінің диаметрі, тапсырма бойынша
До=200мм.
Онда de2=2∙200=400мм

Тәжді дөңгелектің тістер саны келесі формула бойынша анықталады:

(2)

мұнда: mte – тісті дөңгелектің сақиналы модулі;
mte – ротордың бұрыштық редукторы үшін ұсынылатын
шамасы:
mte = 12÷16мм mte –16мм деп қабылдап, (2) – формулаға
қоямыз:

Формулаға қоямыз:

Ротор үшін бұрыштық редуктордың беріліс қатынасы мынаған тең:

(3)

; болғандықтан, мұнда z1 келесі формула бойынша анықталады:

(4)

ip=2,5 деп қабылдап және оны (3) формулаға қоямыз:

Тістер ұзындығын табу үшін, алдымен сыртқы конустық қашықтық Re
анықталады;

мұндағы:
онда:

сәйкес шамаларды (4) формулаға қоямыз;

Тістер ұзындығы төмендегі қатынастан анықталады [3]

(5)

Re=216мм екенін ескерсек, (5) формуладан

b=64мм деп қабылдаймыз.

Тісті іліністің қалыпты модулін mn төмендегі формула бойынша
анықтаймыз:

(6)

Сәйкес мәндерді (6) формулаға қоямыз:

Орташа конустың қашықтықты Rm төмендегі қатынастан анықтаймыз:

(7)

және бұрыштары (3 - сурет) келесі формула бойынша
анықталады:

(8)

(9)

Шестерняның сыртқы бөлгіш диаметрі (2) – ге байланысты
болғандықтан, сәйкес мәндерді (8) бен (9) – ға қоя отырып, төмендегіні
аламыз;

Тексеру:
Тәжді дөңгелек пен шестерняның ені (қалыңдығы) шамамен b=64мм тең деп
алынады.

2. Ротордың бұрыштық редуктордың беріктік есебі.

Есептеудің алдында келесі шамаларды анықтаймыз:
- ротор столының минималды айналу жиілігіндегі тәжді дөңгелектің
бұрыштық айналу жылдамдығы, ωк;
- дөңгелектегі айналу моменті, Мкр;
- тәжді дөңгелектің қуаты, Np;
- іліністердің жұмыс істеу уақыты.

Тәжді дөңгелектің минималды айналу жиілігіндегі nmin бұрыштық айналу
жылдамдығы мынаған тең:

(10)

тапсырма бойынша nmin=75 айнмин онда,

Тәжді дөңгелектегі қуат мынаған тең:

(11)

мұнда; NB – ротордың кіріс білігіндегі қуат:
тапсырма бойынша NB=90кВт.
η – берілістің ПӘК – і, η=97

Онда тәжді дөңгелектегі қуат мынаған тең

Дөңгелектегі айналу моменті Мкр мынаған тең:

(12)

Сәйкес мәндерді (12) – ге қойып, төмендегіні аламыз:

Іліністің жұмыс істеу мерзімін Т=10000 деп қабылдаймыз.

1. Тістер бетінің шаршап тозуын есептеу.

1. Тістер бетінің НВ беріктігі НВ350 деп болжанады.
2. НВ350 болғанда, жүктеменің концентрация коэффициенті Ккц=1,6
3. Ротор столының бірінші айналу жиілігіндегі есептік айналу
жылдамдығы анықталады:

(13)

мұнда: nmin – ротор столының айналу жиілігі (бірінші жылдамдықта
nmin=75айнмин)
Сәйкес мәндерді (13) ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.