ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ВЫХОДА ИЗ СТРОЯ ИЗДЕЛИЯ «ВЕРТЛЮГ»

Изделие «Вертлюг» один из важнейших элементов буровой установки, он предназначен для вращения буровой колоны и подачи промывочной жидкости в подвешенную к вертлюгу вращающуюся колонну при ремонтных работах на нефтяных и газовых месторождениях [1].

Рисунок 1. Конструкция вертлюга:

1 – штроп; 2 – отвод; 3 – быстросменное уплотнение; 4 – крышка; 5 – верхнее уплотнение; 6 – радиальный подшипник; 7 – упорный подшипник; 8 – ствол; 9 –  ось; 10 – основной упорный подшипник; 11 – корпус; 12 – радиальный подшипник; 13 – нижнее уплотнение; 14 – переводник.

Основные технические характеристики:

1. Расчетная грузоподъемность, ton (т);
2. Рабочее давление, ps1 (Мпа);
3. Условный проходной диаметр (ствола, бокового отвода), мм;
4. Частота вращения ствола, сек ^-1 (об/мин);
5. Присоединительная резьба (ствола, бокового отвода) , in;
6. Габаритные размеры (высота, ширина бокового отвода, ширина по оси пальцев), мм;
7. Масса, id (кг), не более.

Основные условия эксплуатации:

1. Температурный диапазон окружающей среды;
2. Изделие «Вертлюг» должен эксплуатироваться с соблюдением «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности» и правил, изложенных в эксплуатационных документах
3. Не допускается эксплуатация изделия «Вертлюг» при превышении грузоподъемности и давления жидкости, а также при не герметичности уплотнительных соединений.
4. Поперечные габариты не должны препятствовать его свободному перемещению вдоль вышки при наращивании бурильной колонны и спуско-подъемных операциях;
5. Быстроизнашиваемые узлы и детали должны быть удобными для быстрой замены в промысловых условиях;
6. Подвод и распределение масла должны обеспечить эффективную смазку и охлаждение трущихся деталей вертлюга;
7. Устройство для соединения с талевым блоком должно быть надежным и удобным для быстрого отвода и выноса вертлюга из шурфа.

Работоспособность вертлюга зависит от надежности уплотнений, применяемых в его подвижных и неподвижных соединениях [3]. Наиболее ответственными являются уплотнения грязевой трубы, которые служат для предотвращения утечки промывочной жидкости, нагнетаемой под высоким давлением. Скольжение вызывает износ контактируемых поверхностей, ускоряемый абразивным воздействием промывочного раствора. Поэтому нижнее уплотнение грязевой трубы имеет многорядную конструкцию, благодаря которой повышаются его надежность и долговечность. Негерметичность грязевого узла приводит к попаданию в масло промывочной жидкости и загрязняет его. Попадающие примеси могут плохо сказаться на свойствах масла и в целом на работоспособности изделия.

Так же одним из критериев работоспособности является - вращение ствола в корпусе. Оно должно быть плавным и без заеданий.

Одна из важных причин заклинивая вращения ствола - тепловое расширение. Tепло, выделяемое при работе подшипника, отводится в масло, в корпус подшипника, ствол, корпус вертлюга и внешнюю среду. При нагреве детали расширяются. Для того, чтобы не произошло заклинивание при работе вертлюга имеется тепловой зазор, регулируемый комплектом компенсаторов.

Так же одним важных эксплуатационных показателей является температурный диапазон. Диапазон температур - это исходные данные, в которых должна обеспечиваться работоспособность изделия в целом. Рабочая среда вертлюга – масло. Оно заливается в корпус изделия через отверстие в крыши до определенного уровня. Масло обеспечивает работу подшипников, защищает детали от перегрева и уменьшает трение между ними. Правильный выбор масла продлевает работоспособность изделия.

При понижений температуры вязкость любого масла уменьшается, ухудшает текучесть и прокачиваемость. При высоких температурах масло не должно иметь очень малую вязкость, чтобы поддерживать необходимое давление в системе и надежно создавать смазывающую пленку между трущимися деталями. Для увеличения температурного диапазона работы данного изделия необходимо подобрать другое масло.

Таблица 1.

Наиболее частые причины выхода из строя вертлюга

Подшипниковый узел является основным и наиболее нагруженным узлом вертлюга, который чаще всего выходит из строя. Как показывают исследования, значительная часть дефектов подшипников связана с проблемами их смазывания и охлаждения, неправильным монтажом, разрушением уплотнений, усталостным разрушением.

Список литературы:

1. Булатов А.И., Проселков Ю.М., Шаманов С.А. Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин: Учеб, для вузов. - М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2003. - 1007 с.: ил
2. http://www.studmed.ru
3. https://studfiles.net