Превентор вращающийся ПВ-320-200. Првентор ПВ-307-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

В дипломном проекте на базе известных технических, конструктивных и организационных решений был решен комплекс задач по разработке системы смазки шевронного уплотнения путем установки подпружиненного плунжера.
В проекте была раскрыта конструкция, особенности работы и особенности ремонта вращающегося превентора, полностью рассчитан основные узлы оборудования.
В расчетной части было рассчитано и подобрано буровой станок а также основные узлы превентора.
Разработанные рекомендации по проведению монтажных работ ПВО.
Экономическая часть включает расчет экономического эффекта от внедрения технического предложения.
В процессе работы над темой дипломного проекта разработан технологический процесс изготовления ствола.
В разделах “Охрана труда” и ”Охрана окружающей среды” разработанный комплекс мероприятий на предотвращение аварий, профессиональных заболеваний и загрязнений окружающей среды.
Превентор универсальный вращающийся предназначен для герметизации бурового инструмента с обеспечением вращения колонн бурильных труб, подачи инструмента на забой, выполнение СПО под давлением в среде буровых растворов, пенных систем, газа, нефти, а также полного перекрытия устья скважины при отсутствии в ней инструмента.
Использование универсального вращающегося превентора позволяет повысить безопасность проведения буровых работ, улучшить систему защиты окружающей среды. Универсальный вращающийся превентор соединяет в одном агрегате функции двух - универсального кольцевого превентора и роторного герметизатора.
Простота конструкции облегчает при необходимости замену деталей и основных уплотнителей.
Вращающийся превентор состоит из корпуса, съемного патрона с уплотнителем, вкладышей под рабочие трубы, пульта пневматического управления и ручного управления штоком пневмоцилиндра.
Корпус 7 превентора сварно-литой конструкции. В нижней части он имеет присоединительный фланец, который соединяет его из плашечным или универсальным превентором, или прямо с фланцем колонной головки. Боковой отвод корпуса служит для присоединения к системе циркуляции бурового раствора или газообразного агента.
Патрон состоит из корпуса 4, ствола 6 и двух шиннопневматических муфт 2. В корпусе патрона ствол установлен в двух радиальных 3 и одному рьяному 5 роликоподшипниках. В нижней части ствола закрепленный уплотнитель 9. Набор азбестографитовых манжет 8 предотвращает попадание глинистого раствора или другого продукта в подшипники. Манжеты смазываются через специальную масленку.
Корпус, закрепленный в верхней части ствола при помощи двух полуколец и винтов, имеет гнездо для вкладышей 1, что передают вращение от рабочей трубы стволу. Смазывание подшипников и трущихся деталей обеспечивается вращением ствола. В полость, образованную корпусом патрона и стволом, заливается индустриальное масло.
Уплотнитель 9 предназначен для герметизации рабочей бурильной трубы или замкового соединения. Уплотнители выполняют переменными, в зависимости от размера бурильных труб и квадратной штанги. Превентор разрабатывают для трех размеров бурильного инструмента, в соответствии с этими размерами превентор комплектуется тремя переменными уплотнителями.
Уплотнитель состоит из металлического основания и резины, привулканизированной к основанию. В верхней части основания уплотнителя имеются три паза байонетного соединения. Уплотнитель своим основанием насаждается на ствол к упора зубам, возвращается к соединению отверстий и закрепляется шплинтовочным болтом. Ствол и уплотнитель уплотняют резиновой У-образною манжетой, зафиксированной от выпадения пружинным кольцом.
Шиннопневматические муфты (ШПМ) соединяют вращающийся ствол с неподвижным корпусом патрона для установки и выдержки патрона из корпуса превентора, а также для правильной ориентации квадрата рабочей трубы в уплотнителе с квадратной поверхностью, которая уплотняется, при наращивании колонны и замене уплотнителя.
Патрон устанавливают в корпусе превентора с помощью байонетного соединения и фиксируют неподвижным упором, уваренным в корпус, и штоком пневмоцилиндра 10.
При отсутствии воздуха в воздушной системе патрон освобождают вручную. При вращении маховика по часовой стрелке шток пневмоцилиндра выходит из зацепления с патроном, что потом вытягивают.
Вращающийся превентор монтируется с плашечными превенторами. Корпус превентора необходимо устанавливать так, чтобы пазы его байонетного соединения были равнобежные или перпендикулярные мосткам буровой.
Пульт управления и ручное управление монтируют неподалеку от пульта бурильщика. Для обеспечения нормальной работы уплотнителя вращающегося превентора необходимо ставить кольцо, которое центрирует, при установке платковых превенторов.
Техническая характеристика превентора ПВ-230 х 320 БР-1
Диаметр проходного отверстия, мм :
корпуса  230
ствола  158
бокового отвода  150
Давление, кгс/см2:
рабочее  320
экзаменационное  640
допустимое при максимальной частоте вращение (об/мин) .... 80
Диаметр переменных уплотнителей под трубы и квадратные штанги, мм...114,89,73
Максимальная частота вращения вала,(о/хв) ....100
Максимальный диаметр патрона, мм  510
Габаритные размеры мм :
высота  1525
ширина  680
длина  875
Масса, кг  1312

Основным недостатком вращающихся превенторов является быстрый износ шевронного уплотнения, которое обеспечивает герметичность между вращающимся стволом и неподвижным корпусом при работе устройства в условиях влияния абразивной промывной жидкости, которая циркулирует под высоким давлением. Для уменьшения износа в узел шевронного уплотнения должна постоянно поступать смазка.
Нам известен превентор фирмы "Shaffer", в котором для смазки предусмотрены автономные устройства, которые позволяют осуществлять постоянную подачу смазывания в уплотнение с помощью пневмопривода. Недостатком этого превентора является зависимость подачи смазывания от действий оператора, а также необходимость наличия дополнительного источника энергии, что не всегда возможно в условиях бурения и капитального ремонта скважин.
Известен также вращающийся превентор, в котором узел смазывания шевронного уплотнения выполнен в виде подпружиненного плунжера, установленного в стенке корпуса превентора, работа которого регулируется скоростью вращения ствола превентора. Недостатком этого устройства является отсутствие системы автоматического регулирования производительности насоса, который может привести к росту давления к величине, способной разрушить действующую систему.
Целью нашего усовершенствования является повышение надежности в работе превентора и увеличение срока его службы.
Наша цель достигается тем, что в превенторе, что содержит основание, на котором установлены пустой корпус, что вращается ствол с уплотняющим элементом и узлом вращения, шевронное уплотнение с полостью и систему смазывания шевронного уплотнения в виде подпружиненного плунжера, размещенного в стенке корпуса с возможностью взаимодействия с кулачком натиска, установленным на вращающемся стволе, плунжер выполнен ступенчатым с внутренней полостью и радиальными каналами, в стенке корпуса имеются каналы для сообщения полости подплунжера с полостью шевронного уплотнения.
На рисунке 4.1 представлен вращающийся превентор. Превентор состоит из основания 1, корпуса 2, узла вращения 3, шевронного уплотнения 4, что вращается ствола 5 с уплотняющим элементом 6. В корпусе установлен насос плунжера со ступенчатым плунжером 7, что имеет внутреннюю полость 8, который пыджимаэться пружиной 9. Перед входом в полость 8 плунжера установлен нагнетательный клапан 10. В верхней части полости плунжера выполнены радиальные каналы 11, что сообщают внутреннюю полость плунжера с полостью корпуса Насос плунжера соединен с масляной емкостью через всасывательный клапан 14. На оборотном стволе 5 установленная планшайба с кулачком 15, что взаимодействует с плунжером с помощью рычага 16 с роликом 17.
При вращении ствола 5 кулачок 15 планшайбы через ролик 17 и рычаг 16 нажимает на плунжер, что, двигая вниз, сжимает пружину 9. Клапан 10 открывается, порция масла приходит во внутреннюю полость 8, откуда через радиальные каналы 11 - в полость корпуса насоса 12. Ход плунжера наверх осуществляется под действием пружины 9, при этом масло из полости насоса 12 выдавливается в каналы 13 и дальше к шевронному уплотнению 4 с давлением, равным отношению силы упругости пружины к разнице площадей ступеней плунжера. При поступи плунжера наверх клапан 14 открывается и новая порция масла приходит из емкости в насос плунжера.
В случае снижения пропускной способности узла шевронного уплотнения 4 давление масла в полости насоса 12 растет к пределу, ограниченного твердостью пружины 9. При этом плунжер под действием растущего сопротивления замедляет свое движение наверх и к моменту подхода кулачка 15 планшайбы не займет верхнего крайнего положения. Чем больше сопротивление, тем меньший ход делает плунжер и тем меньше производительность насоса. Таким способом происходит автоматическое регулирование производительности насоса, который предотвращает рост давления к критической величине Предлагаемая конструкция обеспечивает постоянное смазывание шевронного уплотнения в автоматическом режиме, позволяет согласовать количество подаваного смазочного материала с пропускной способностью шевронного уплотнения и скоростью обращения ствола превентора и обеспечивать нормальную работу системы смазывания без предохранительного клапана, который увеличивает срок службы превентора к капитальному ремонту и повышает надежность его в работе.
В данном дипломном проекте было систему смазки шевронного уплотнения. Было рассчитанные и подобранные основные параметры вращающегося превентора. Так за прототип был взят превентор ПВ320*200.
В дипломном проекте было также рассмотрено организация работ из монтажа и демонтажа противовыбросового оборудования.
Также, на основании анализа условий труда обслуживающего персонала, были разработаны основные мероприятия по охране труда. В частности, было посчитанное освещение устья скважины.
Проанализировав характеристики вредных веществ, которые загрязняют естественную среду, намечены предупредительные мероприятия относительно предотвращения загрязнения а также ликвидации последствий загрязнения.
В экономической части произведен учет экономический эффект от внедрения данного усовершенствования.
Вообще, я считаю что разработанное техническое решение отвечает всим требованиям и способно полностью выполнять все те функции, которые он должен выполнять.
Предлагаемая конструкция обеспечивает постоянное смазывание шевронного уплотнения в автоматическом режиме, позволяет согласовать количество подаваного смазочного материала с пропускной способностью шевронного уплотнения и скоростью обращения ствола превентора и обеспечивать нормальную работу системы смазывания без предохранительного клапана, который увеличивает срок службы превентора к капитальному ремонту и повышает надежность его в работе