Механизмы для вращения долота
Назначение и устройство ротора.
Ротор предназначен для передачи вращения бурильной колонны при роторном бурении и восприятии реактивного крутящего момента колонны, создаваемого забойными двигателями при турбинном и электробурении. Реактивный момент воспринимается квадратными вкладышами, надетыми на ведущую трубу, а также специальным стопорным устройством в столе ротора, при включении которого вращение стола становятся невозможным. Бурильные трубы, находящиеся в стволе скважины, заторможены в роторном столе, а вал забойного двигателя вместе с долотом продолжает вращаться.
Ротор служит для удержания на весу колонны бурильных и обсадных труб. Он используется при ловильных и каротажных работах. Привод его осуществляется через буровую лебедку цепной или карданной передачей от коробки перемены передач (КПП), а также в отдельных случаях от индивидуального привода.
Ротор представляет собой зубчатый редуктор, ведомое коническое колесо которого насажено на втулку, соединенную со столом. Вертикальная ось стола расположена по оси скважины, Диаметр отверстия в роторе выбирают в зависимости от наибольшего размера пропускаемых через него обсадных или бурильных труб, турбобура или долота. Следует учитывать, что при бурении долотом большим, чем диаметр отверстия в роторе, долото может быть навинчено на колонну труб или на вал турбобура снизу под ротором. Диаметр стола зависит от размеров ротора и устанавливаемых на него клиновых захватов элеваторов; величина его обычно составляет 500-1000 мм.
Для удобства работ часть стола ротора сверху закрывают неподвижным заграждением. Роторы должны обеспечивать надежную работу на всем диапазоне рабочих чисел оборотов и передачу требуемой мощности и крутящего момента. Прочность ротора и опоры его стола должны быть достаточными, чтобы воспринимать наибольший вес колонны бурильных и обсадных труб, устанавливаемых на ротор.
Конструкция ротора должна допускать привод от карданного вала и от цепной передачи, обеспечивать достаточную герметичность и предохранение механизмов от попадания промывочной жидкости, грязи и пр. Вес ротора и его конфигурация должны допускать транспортировку при помощи транспортных средств и волоком в пределах промысла. Объем масляной ванны ротора должен быть достаточным не только для обеспечения надежной смазки трущихся деталей, но и для отвода тепла, выделяемого при работе.
Рабочее направление вращения стола ротора всегда должно быть по часовой стрелке, если смотреть сверху, однако конструкция ротора должна допускать и обратное вращение, применяемое при ловильных и других работах. В главной опоре, воспринимающей осевую статическую и рабочую нагрузки, возникающие при установке колонны на стол ротора и от трения ведущей штанги – квадрата о вкладыши при подаче инструмента, применяют радиально-упорные шариковые или конические подшипники качения.
Во вспомогательной опоре, воспринимающей радиальные нагрузки от зубчатой передачи и удары вверх при бурении и подъеме инструмента, применяют либо радиально-упорные подшипники качения, либо подшипники скольжения с упорным буртом. Большинство конструкций роторов изготовляют с приводом стола непосредственно конической передачей.