Расчет параметров буровых роторов

Пример 12.21. Определить потребляемую мощность для привода бурового ротора при глубине скважины 3500м, если известно, что нафузка на долото D=0,394 м при бурении в породах средней твердости, Р_д=150 кН; при бурении используется изношенное долото; ρ_пж=1500 кг/м3; d_бт=0,127м; n=150 мин1; u_р=3,61.

Решение. Для расчета N_хв воспользуемся формулой (8.6)

N_хв= 13,5 ·10^-8·3500·0,127²·150^1,5·0,394^0,5·1,5·10⁴=131,8 кВт.

Мощность на вращение долота по формуле (8.12)

N_д=2,6 ·1,5·10^-5 ·150 ·394^0,4 ·150^1,3=43,1 кВт,

где с - 2,6·1,5 для пород средней твёрдости и изношенных долот. Тогда по формуле (12.117)

Расчет показывает, что без учета диаметра проходного отверстия с столе ротора может быть использован ротор Р-460 ВЗБТ.

Пример 12.22 .Найти расчетное осевое усилие, действующее на главную опору стола, и долговечность главной опоры ротора Р-560 при глубине скважины 4000 м, если известно, что на вращение бурильной колонны с частотой n=50 мин-1 необходима мощность N_p=300 кВт. Вес бурильной колонны Q_б.к= 1,6 МН, вес стола ротора с вкладышами G=20 кН; диаметр конического колеса d₂=0,975 м, угол наклона зубьев β=30°, угол зацепления я=20°; шариковая опора с подшипником № 91682/750х со статической грузоподъемностью C_оа=4,1 МН и динамической грузоподъемностью С_а =0,444 МН.

Решение. Расчетный крутящий момент на столе ротора

М_р=300/5,25=57 кНм,

где ω=3,14·5030=5,25 с-1.

Усилие, действующее в зацеплении по формуле (12.120)

Р=2·57/0,975=117 кН.

Расчетная радиальная нафузка на опору В

 F_p=P=117kH.

Осевое усилие на опору В при R₁=0,3 м и R₁=0,1 м, создаваемое трением ведущей трубы, из выражения

N_т=57·0,3/0,1=171 кН.

Осевое усилие на колесо по формуле (12.122)

Расчетное осевое усилие на опору В по формуле (12.125)

F_а=20+l71+116=307.

Расчетная нагрузка на главную опору В ротора из уравнения (12.124) при k_б=2 и k_э=0,6

Р_п=(0.35·117+0,57·307)2·0,6=260 кН=0,26МН.

Долговечность подшипника главной опоры

Коэффициент запаса статической грузоподъемности

По существующим нормам долговечность главной опоры ротора должна быть не менее 3000ч, а запас прочности опоры по статической нагрузке не менее 2,5. Расчет показывает, что ротор обеспечивает достаточный запас при принятой нагрузке, но не обеспечивает необходимой долговечности.