Конструкция ротора Р-700

1.2 Конструкция ротора Р-700

В буровых установках для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения используются роторы, неподвижно устанавливаемые над устьем скважины. По конструктивной схеме они напоминают конический редуктор, ведомый вал которого выполнен в виде вертикального полого цилиндра. Типовая конструкция ротора состоит из станины 9 и стола 2, приводимого во вращение от быстроходного вала 7 при помощи конических шестерни 10 и колеса 6. Межосевой угол передачи составляет 90°.

Рисунок 1- Буровой ротор Р - 700

Станина ротора в большинстве случаев выполняется литой из конструкционных нелегированных сталей. Форма и геометрические размеры ее определяются конструктивными, эксплуатационными, технологическими и эстетическими требованиями. В станине имеются горизонтальная и вертикальная расточки для размещения быстроходного вала и стола ротора. Толщина ее стенок 15--30 мм. Следует иметь в виду, что увеличение толщины стенок приводит к неоднородности микроструктуры металла из-за возрастающей разности скоростей охлаждения сердцевины и поверхностного слоя отливки. Поэтому для получения качественные отливок толщина стенок станины ротора выбирается с yчетом требований технологии литейного производства. Необходимую прочность и жесткость придают ребра на внутренних стенках станины. В основании ее имеются отверстия для стропов, используемых для перемещения ротора в подвешенном состоянии.

Стол 2 ротора представляет собой полую стальную отливку) с наружным диском, прикрывающим вертикальную расточку станины. В верхней части он имеет квадратное углубление для разъемного вкладыша (втулки) 4. В свою очередь, вкладыши имеют квадратное углубление для зажима 5, переходящее в конус. бурении во вкладыши вставляются квадратные либо роликовые зажимы ведущей трубы, а при спуско-подъемных операциях -- клинья, удерживающие колонну труб над ротором. Разъемная конструкция вкладышей и зажимов обеспечивает установку их в ротор в тех случаях, когда его отверстие занято трубой. Втулки и зажимы удерживаются в роторе при помощи поворотных защелок. Между зажимом и ведущей трубой возникает трение скольжения, вызывающее износповерхностей их контакта. При использовании роликовых зажимов ведущая труба перекатывается по роликам, установленным на подшипниках качения, и благодаря этому ее износ значительно снижается.

Стол ротора с напрессованным коническим колесом устанавливается в вертикальной расточке станины на основной 3 и вспомогательной 12 опорах. В качестве опор используются упорно-радиальные шариковые подшипники, которые вследствие зеркального расположения и осевой затяжки способны воспринимать двусторонние осевые нагрузки.

На основную опору действуют собственный вес стола ротора и колонны труб, удерживаемой им при спуско-подъемных операциях. В процессе бурения скважины бурильная колонна подвешивается к вертлюгу и на основную опору действуют собственный вес стола и силы трения, возникающие в результате скольжения ведущей трубы относительно зажимов 5 ротора. Подшипники и стол ротора вращаются при роторном бурении и остаются неподвижными при спуско-подъемных операциях и бурении забойными двигателями, если не учитывать их вращения при периодическом проворачивании бурильной колонны с целью предупреждения прихватов.

На вспомогательную опору действуют усилие от предварительного осевого натяга подшипника и случайные нагрузки от трения и ударов, возникающие при подъеме труб, долота и другого инструмента в результате их раскачивания и смещения относительно оси стола ротора. Важное значение для нормальной работы ротора имеет осевой предварительный натяг вспомогательного подшипника. Правильно выбранный натяг обеспечивает плотное прилегание шариков к беговым дорожкам, уменьшает износ поверхностей качения, повышает долговечность и нагружаемость подшипников, предупреждает вращение шариков под действием гироскопических моментов и благодаря этому снижает коэффициент трения.

Чрезмерный натяг столь же опасен, как и недостаточный, так как вызывает защемление шариков, перегрузку поверхностей качения и повышенное тепловыделение. Натяг подшипника основной опоры создается собственным весом стола ротора, а осевое его положение регулируется стальными прокладками 13, установленными под нижним кольцом основной опоры. Осевой натяг вспомогательного подшипника регулируется прокладками, которые устанавливаются между нижним торцом стола ротора и фланцем 11, соединяемыми болтами.

Вследствие неизбежной несоосности центрирующих поверхностей стола и станины ротора шарики могут сместиться от оси симметрии беговых дорожек и в результате этого нарушится правильная работа подшипников. Для устранения несоосности центрируется одно кольцо подшипника, а другое свободно перемещается по радиусу. Под действием нагрузки свободное кольцо самоцентрируется относительно шариков и благодаря этому обеспечивается равномерное нагружение шариков, способствующее увеличению долговечности подшипника. Обычно свободное кольцо подшипника устанавливается в станине ротора.

Упорно-радиальные шариковые подшипники выбираются по диаметру проходного отверстия стола ротора. Нагрузочная способность подшипников заданного диаметра и типа зависит от их серии. В основной опоре стола ротора используются подшипники с шариками диаметром 63,5--101,6 мм, а во вспомогательной опоре -- подшипники более легких серий с шариками диаметром 38,1--47,6 мм.

Конические роликоподшипники, обладающие по сравнению с шариковыми более высокой несущей способностью, в опорах стола ротора используются в редких случаях. Это обусловлено сравнительно высокой их стоимостью и повышенной чувствительностью к перекосам, вызывающим резкое снижение срока их службы. Относительное положение основной и вспомогательной опор ротора может быть иным.

Например, в роторе УР-760 вспомогательная опора устанавливается над основной.

Быстроходный вал с конической шестерней, закрепленной шпонкой, монтируется в стакане 8 и в собранном виде устанавливается в горизонтальную расточку станины. Стакан предохраняет станину от вмятин, образующихся при установке подшипников и их проворачивании под нагрузкой.

Консольное расположение шестерни на быстроходном валу удобно для компоновки и сборки ротора. Однако при этом возрастают требования к жесткости вала, так как вследствие его деформации нарушается равномерное распределение контактных давлений в зацеплении шестерни и колеса, что приводит к снижению их долговечности.

В этом отношении благоприятнее располагать шестерню между двумя опорами. Однако, учитывая удобство монтажа и ремонта, быстроходные валы во всех конструкциях роторов изготовляются с консольным расположением шестерни. При этом для снижения изгибающего момента шестерня максимально приближена к опоре вала. На наружном конце быстроходного вала установлена цепная звездочка 15либо карданная муфта. Для безопасности и удобства обслуживания ротор закрывается крышкой 1.

При бурении забойными двигателями стол ротора стопорится и благодаря этому предотвращается вращение бурильной колонны под действием реактивного крутящего момента. Стопорение осуществляется фиксатором, который входит в радиальные пазы 14 диска стола ротора.

Рисунок 2 - Быстроходный вал ротора в сборе

Следует иметь в виду, что в конических подшипниках ролики, действуя подобно лопастям центробежного насоса, нагнетают масло в полость между подшипником и крышкой, что приводит к дополнительной его утечке через уплотнение вала.

Для предохранения подшипников от перегрева вследствие затруднительной циркуляции масла, находящегося в карманах, образованных подшипниками и уплотнениями крышек, в нижней части стакана имеются продольные каналы 19 для выхода масла в масляную ванну стакана.

Центральная масляная ванна, образованная между станиной и столом ротора, заправляется жидким маслом через заливное отверстие, которое закрывается пробкой с жезловым указателем уровня масла. Для предохранения центральной масляной ванны от попадания промывочного раствора, разливаемого при спуско-подъемных операциях, между станиной и столом ротора имеются кольцевые лабиринтные уплотнения. Коническая зубчатая пара и подшипники стола смазываются разбрызгиванием масла, захватываемого шестерней при вращении. В связи с этим уровень масла в центральной ванне должен быть выше нижнего контура шестерни.

Смена масла производится после бурения каждой скважины и не реже чем через 2--3 мес. Для слива отработанного масла в основании корпуса имеются сливные пробки. Перед заливкой свежего масла ванну необходимо промыть керосином. В тех случаях, когда вспомогательный подшипник располагается над зубчатым колесом, смазывать его разбрызгиванием затруднительно. В роторах такой конструкции для смазывания вспомогательного подшипника используют пластичное масло, заправляемое ручным насосом через пружинную масленку.

Быстроходный вал 6 монтируется в стакане 7 на спаренных радиально-упорных конических роликоподшипниках 5, расположенных со стороны шестерни 1, и на радиальном роликовом подшипнике 9, установленном на противоположном конце вала. Конические подшипники обладают высокой жесткостью в радиальном и осевом направлениях.

Зеркальное расположение конических подшипников обеспечивает точную двустороннюю фиксацию вала, необходимую для надежной и бесшумной работы передачи. Роликовый подшипник -- плавающий и обеспечивает осевое перемещение вала при тепловой деформации.

В фиксирующей опоре внутренние кольца подшипников закреплены между за плечиком вала и маслоразбрызгивающим кольцом 4, которое упирается в торец шестерни. Наружные кольца подшипников 5 и 9 закреплены между внутренним 3 и наружным 11 фланцами стакана при помощи металлических прокладок и дистанционной втулки 8 Внутреннее кольцо роликового подшипника крепится между за плечиком вала и кольцом 10, затянутым торцовым фланцем 16 через промежуточные детали 13, 14, 15 и дистанционное кольцо 17.

Осевые зазоры подшипников регулируются дистанционными втулками 8, 14 и с помощью набора металлических прокладок 18, установленных между стаканом и его фланцами Осевой зазор подшипников, контролируемый по осевому смещению вала относительно стакана, должен быть в пределах устраняющих защемление и обеспечивающих равномерное распределение нагрузки между роликами.

Надежная и бесшумная работа конической пары обеспечивается при правильном контакте зубьев, достигаемом совмещением вершин начальных конусов колеса 2 и шестерни 1. Зацепление регулируется путем изменения осевого положения шестерни с помощью металлических прокладок 18, выполненных в виде полуколец с прорезями для болтов Благодаря этому прокладки устанавливаются без разборки уплотняемых деталей путем незначительного отвинчивания болтов 12, достаточного для прохода прокладок

Правильность регулировки зацепления обычно контролируется по пятну контакта зубьев При сборке роторов пользуются менее точным, но более простым способом контроля -- по плавности вращения стола ротора при проворачивании быстроходного вала усилием рук рабочего.

1.3 Монтаж ротора

Надежная работа ротора во многом зависит от правильности его монтажа и эксплуатации. Обычно ротор устанавливают в пазах вышечного основания. Горизонтальность стола следует выверять по уровню. Центр проходного отверстия должен строго совпадать с геометрической осью скважины.

При монтаже ротора с приводом от лебедки цепной передачей необходимо обращать внимание на то, чтобы ведущее колесо на валу лебедки и ведомое цепное колесо на ведущем валу ротора находились в одной плоскости без перекоса. Параллельное смещение допустимо не более чем 0,5 мм на 1 м длины межцентрового расстояния. Целесообразно между корпусом ротора и рамой лебедки устанавливать специальную распорную балку, которая не позволила бы ротору разворачиваться от натяжения приводной цепи.

Расстояние от выходного фланца превентора или обсадной колонны до нижнего торца втулки стола ротора должно быть не менее 600 мм. При монтаже ротора необходимо проверить наличие и качество смазки в его корпусе. Затем следует вручную проверить стол ротора на несколько оборотов. Стол должен проворачиваться усилием одного рабочего: если стол свободно вращается(без заеданий),то его надо проверить на холостое вращение от силового привода в течение 15-20 мин, наблюдая за плавностью работы и температурой.

Ротор для бурения скважин с несущей и вспомогательной опорами, отличающийся тем, что в качестве несущей применена нижняя шариковая опора.

Данное изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и служит для передачи вращательного движения колонне бурильных труб в процессе проводки скважин и для статического удержания бурильных труб на весу при спуско-подъемных операциях.

Известен буровой ротор, содержащий станину, стол опоры уплотнения и стопорное устройство.

Однако такой ротор обладает тем недостатком, что сборка вспомогательной опоры и систем уплотнения производится снизу при перевернутой станине.

Известен буровой ротор содержащий станину, стол опоры, ведущий вал, подшипниковые узлы, торцовые уплотнения и стопорное устройство. Но такая конструкция ротора не обеспечивает точности сборки и соосности осей вращения ротора относительно оси привода и центра вышки.

Задачи -- обеспечение монтажа и демонтажа ротора.

Это достигается тем, что станина выполнена из основания и установочного кольца, которое расположено между опорами стола ротора с возможностью фиксацией стопорным устройством.

На стол 1 ротора запрессовывается венец конической передачи 2, и в промежутке свободных колец основной 3 и вспомогательной4 опоры собирается установочное кольцо 5, на которое в свою очередь собираются направляющие штифты 6, пружина 7 и нажимное кольцо 8 торцового уплотнения с одетым на него неподвижным резиновым уплотнением 9. После этого на стол 1 надевается подвижное кольцо 10 торцового уплотнения масляной ванны ротора, которое после установки необходимого гарантийного зазора между взаимнодвижущимися элементами затягивается болтами 11 и фиксируется при помощи фигурной шайбы 12.

На боковой поверхности станины 13 на равных расстояниях диаметрально противоположно просверлены отверстия с резьбой, в которые ввинчиваются стопорные болты 14 с контргайкой 15.

В предлагаемой конструкции крепление собранного стола в станине ротора производится следующим образом.

После измерения величины фактически полученных размеров А и Б определяется необходимая толщина набора регулируемых стальных прокладок 16, компенсирующих накопленные погрешности изготовления взаимосопряженных деталей ротора.

Собранный стол ротора с набором прокладок16 вставляется в расточку станины 13 до у пораторца свободного кольца основной опоры в опорную поверхность станины.

При этом канавка, нарезанная на наружной поверхности установочного кольца 5, располагается напротив стопорных болтов 14, в ввинченных в станину 13.

Следовательно, довинчиванием стопорных болтов 14 до упора в канавку установочного кольца 5 и закреплением их контргайками 15 обеспечивается надежное крепление стола в станине ротора. При этом свободные кольца основной 3 и вспомогательной 4 опор относительно станины становятся неподвижными (частью самой станины), а внутренние кольца совместно со столом ротора могут совершать свободное вращательное движение. Таким образом, ротор готов к работе.

При профилактическом ремонте или осмотре для разборки ротора следует освободить контргайки 15 и отвинтить стопорные болты 14 на величину, равную глубине канавки на установочном кольце 5, и снять стол ротора со станины без освобождения ее от основания буровой установки и без необходимости каких либо перекантовок.

Ротор состоит из станины 1, стола 2 ротора с коническим колесом 3, ведущего вала 4 с шестерней 5, верхней 6 и нижней 7 опор стола 2 ротора, масляной ванны 8 и подшипников 9.

В столе 2 ротора выполнено эксцентрично отверстие 10 со сферической боковой поверхностью 11. В отверстие 10 помещен вкладыш 12, состоящий из двух половинок 13 и 14. Разъемный вкладыш 12 имеет боковую поверхность 11 отверстия 10. Внутри разъемного вкладыша 12 вмонтирован узел зажима бурового става 16.

1.4 Эксплуатация роторов

- Работу клиньев без нагрузки.

- Уровень и качество смазки в роторе, а также смазку трущихся поверхностей клиньев.

- Состояние и надежность крепления гаек, шпилек и пробок. В процессе эксплуатации ротора перед началом и во время работы каждой вахты производят следующее:

1. Проверяют надежность крепления всех узлов, при этом особое внимание обращают на крепление клиньев к направляющим и плашек к клиньям (выпадение последних может привести к аварии).

2. Промывают поверхность стола ротора во избежание попадания грязи в масляные ванны.

3. Следят за уровнем и качеством смазки в роторе.

4. Регулярно смазывают трущиеся поверхности и заменяют смазку согласно карте сказки.

5. Следят, чтобы через уплотнение ведущего вала не протекало масло.

6. Следят за состоянием подшипников. В случае повышения температуры подшипников свыше 70 °С прекращают работу и устраняют причины перегрева подшипников

7. Следят за исправностью стопорного устройства и защелок.

При выявлении неисправностей или поломок ротора необходимо прекратить работу и произвести ремонт.

Таблица 2. Возможные дефекты при работе ротора и способы их устранения

Таблица 3. Карта смазки роторов

1.5 Пневматические клиновые захваты (ПКР)

Пневматические клиновые захваты предназначены для удерживания бурильной колонны при спуско-подъемных операциях и обсадной колонны при креплении скважины. Причем клиновые захваты держат колонну непосредственно за цилиндрическую поверхность трубы. Клиновой захват не рассчитан и не может применяться для вращения колонны бурильных труб в процессе бурения.

Все роторы Уралмашзавода оснащаются пневматическим клиновым захватом. Он состоит из захватной части, в которую входят клинья, плашки и подъемные траверсы, вмонтированные в стол ротора, и приводной, состоящей из пневматического цилиндра с рычажной системой, укрепленной на станине ротора.

Пневматический клиновой захват рассчитан на работу с бурильными, обсадными и утяжеленными трубами в пределах размера и грузоподъемности ротора. В тех случаях, когда масса бурильной колонны значительна и колонну нельзя удержать клиновыми захватами за счет сжатия трубы клиньями, используют специальные подкладные клинья, удерживающие колонну за буртик муфты замкового соединения труб.

При спуске обсадных колонн большого диаметра не всегда можно применять клиновые захваты, в таких случаях используют обычный элеватор и подкладные кольца, на которые он опирается.

Пневматический клиновой захват сблокирован приводом ротора таким образом, что при поднятом клиновом захвате исключается возможность вращения стола ротора. Пневматические клиновые захваты, применяющиеся в роторах Уралмашзавода, имеют различные проходные отверстия в столе.

По конструкции они аналогичны и отличаются только размерами, определяющимися массой и диаметрами бурильной и обсадной колонн, а также размерами ротора.

1.6 Пневматический клиновой захват ПКР-560

Пневматический клиновой захват ПКР-560 входит в комплект буровых установок типа БУ-200, предназначенных для бурения скважин на глубину 3000, 4000, 5000, 6500 м, так как им оснащают все роторы Р-700. Пневматический клиновой (рис. 3) захват состоит:

Рисунок 3 - ПКР-560

Укрепленной в столе ротора втулки 5, в которой установлены и укреплены два вкладыша 4. Каждый вкладыш имеет два прямоугольных наклонных паза, в которых перемещаются клинья 2 с укрепленными на них плашками 7. Плашки выполнены из стали 12ХМ3А, со стороны прилегания к поверхности трубы имеют рифленье (зубья), которые цементируются на глубину 1,5-2,0 мм и закаливаются на твердость HRC<55. Сердцевина имеет твердость HRC>27-35.

Каждый клин соединен рычагом 3 с траверсой 1, укрепленной на каждой стойке 6. Стойки в нижней части соединены с кольцевой рамкой 8, в которой помещаются два ролика 9 подъемного вилкообразного рычага 10. Рычаг, укрепленный на кронштейне, установленном на станине 12, соединен со штоком пневматического цилиндра 11. Цилиндром управляют педальным краном, установленным у пульта бурильщика. Рычаг 10 при помощи роликов 9, вращающихся на подшипниках качения кольцевой рамы 8, вертикальных стоек 6 и траверс 1 поднимает клинья 2 в верхнее крайнее положение. Клинья 2, поднимаясь, скользят по наклонным пазам во вкладышах и освобождают ранее зажатую трубу.

Для работы с обычным или роликовым зажимом под ведущую трубу, а при работе с пневмоклиньями в кольцевую заточку вкладышей 4 устанавливают центратор 13 для направления соединительных муфт свечи. Рычаг 10, перемещаясь вниз, позволяет кольцевой раме, вертикальными стойками, траверсам и клиньям под действием собственной силы тяжести и нагрузки от пневмоцилиндра опускаться.

Клинья, перемещаясь по наклонным плоскостям, автоматически зажимают трубу. Степень зажатия трубы клиновым захватом определяется массой опускающейся колонны. Во время бурения траверсы 1 с клиньями 2 убирают, стойки 6 с кольцевой рамой 8 перемещаются в крайнее нижнее положение. В конусную расточку втулки 4 устанавливают зажим под ведущую трубу (квадратную штангу).

2. Роликовый зажим

Во время бурения вращение и момент кручения от стола ротора передаются ведущей трубе (квадратной штанге) через зажимы, устанавливаемые в конусную расточку втулки, вмонтированной в стол ротора.

Наиболее широко применяют зажимы, состоящие из двух половин и имеющие отверстие квадратного сечения, в котором перемещается (скользит) ведущая труба. С ротором обычно поставляют зажимы, имеющие квадратное отверстие под ведущую трубу, размером 101, 127 и 152 мм. Работа таких зажимов характеризуется значительным трением, возникающим между соприкасающимися поверхностями зажима и ведущей трубы. Трение приводит к быстрому износу плоскостей зажимов и ведущей трубы (квадратной штанги). Поэтому возникает необходимость постоянно снабжать буровую запасными зажимами и даже заменять квадратную штангу.

Для устранения этих недостатков целесообразно заменить обычный конусный зажим на роликовый, в котором плоскости ведущей трубы (квадратной штанги) в момент перемещения не скользят, а катятся по роликам роликового зажима. Такая конструкция передачи крутящего момента от стола бурильной колонне практически исключает износ квадратной штанги и роликов, имеющих закаленную поверхность.

Преимущества роликового зажима, по сравнению с обычным, заключается в том, что расстояние между роликами и отверстием под ведущую трубу регулируется не заменой зажима, а поворотом оси роликов и установкой их в том же гнездо квадратного сечения. Цифры осей роликов имеют прямоугольное сечение, причем относительно оси вращения ролика боковые поверхности (параллельные плоскостям квадратной штанги) этих цапф смещаются неодинаково.

При установке размера под штангу необходимо, чтобы цифры, выбитые на цапфах, были одинаковыми на всех установленных роликах. Оси роликов имеют отверстие для подводки смазки к подшипникам через масленки, установленные с торца цапф.

3. Ремонт ротора

Опытным путем установлено, что при правильной эксплуатации ремонтный цикл работы ротора составляет 3840 маш.-ч. а межремонтный период - 480 маш.-ч. При турбинном бурении указанные сроки могут быть увеличены почти вдвое. Капитальный ремонт ротора предусматривает его разборку, контроль и замену изношенных деталей и узлов. Перед разборкой из масляных ванн сливают масло. Ротор с нижним расположением главной опоры разбирают в рабочем положении. Ротор с верхним расположением главной опоры необходимо перевернуть столом вниз, предварительно стопоря последний защелкой и вынимая вкладыши 5. Затем отвинчивают гайку крепления стола16ротора, освобождая шпонку, препятствующую самоотвинчиванию гайки стола во время работы.

После отвинчивания гайки снимают нижний вспомогательный упорный подшипник, и ротор вновь поворачивают столом вверх. Отвинчивая гайки 24, снимают крышку стола ротора 26 и вынимают стол ротора вместе с венцом3и кольцом главной опоры 4. Отвинчивая гайки шпилек 12, извлекают быстроходный вал в сборе со стаканом из горловины станины. Затем вынимают шары, сепаратор и нижнее кольцо главной опоры. В случае износа со стола ротора снимают верхнее кольцо главной опоры, а из станины извлекают внутреннее кольцо 7 нижней опоры. Разборку быстроходного вала начинают со стягивания цепного колеса с помощью съемника. Для замены подшипников отвинчивают контргайку и гайку, отгибая усик стопорной шайбы. Снимают болты подшипников с помощью съемника, извлекают вал вместе с конической шестерней. При необходимости восстановления или замены вала шестерня может быть снята с него при помощи винтовой стяжки или пресса, так как она сопряжена с валом неподвижной посадкой.

Полная разборка осуществляется при капитальном ремонте.

Изношенные детали заменяют новыми или восстановленными, а также ремонтируют стол и станину ротора. Ремонт стола ротора обычно связан с восстановлением электродуговой сваркой лабиринтных уплотнений и резьбы под гайку.

При работе ротора под действием динамических нагрузок изнашиваются посадочные поверхности в горловине. Вследствие этого нарушается сопряжение осей зубчатой передачи, что приводит к неправильной работе шестерен, появлению шума, толчков, уларов в передаче и износу зубьев. Износ устраняют металлизацией посадочных поверхностей с последующей расточкой. Может быть также применен метод ремонтных размеров, когда отверстия растачивают на больший диаметр, что требует изготовления нового стакана подшипника быстроходного вала. Иногда износ компенсируют методом дополнительных деталей, т. е. в отверстия горловины вставляют гильзы, а затем растачивают их под посадочный размер стакана. Трещины в стакане заваривают и испытывают станину на герметичность.

При капитальном ремонте особое внимание должно быть уделено подшипникам. Вследствие износа опор стола увеличивается осевой люфт, и стол при работе начинает вибрировать. Демонтированные детали опор осматривают и измеряют. При наличии задиров на поверхности беговых дорожек кольца протачивают и шлифуют. Кольца с трещинами заменяют новыми. Каждый шар опоры осматривают и замеряют. Изношенные шары заменяют новыми, диаметры шаров в комплекте не должны отличаться более чем на 0,02 мм. При сборке ротора необходимо получить осевой люфт, равный 0,3 мм.

При меньшем люфте ротор будет нагреваться, а при большем - стол будет вибрировать относительно станины, что вызывает динамические нагрузки в опорах и их разрушение. При износе подшипников быстроходного вала возникает большой радиальный люфт, что сказывается на работе зубчатого зацепления и цепной передачи. Изношенные подшипники подлежат замене.

Перед установкой новых подшипников вал проверяют в центрах на биение посадочных поверхностей относительно оси вала. Замеряя фактические размеры посадочных поверхностей, подбирают новые подшипники качения с тем, чтобы гарантировать напряженную посадку. Верхние обоймы подшипников должны сопрягаться со стаканом на посадке скольжения. Новый подшипник нагревают в масле до температуры 80-90°С и быстро надевают на вал. Необходимо следить за тем, чтобы внутренняя обойма плотно прилегала к торцу уступа на валу. К дефектам вала можно отнести износ шпоночного паза. Наличие углового люфта цепного колеса привода ротора из-за смятия шпонки или кромок шпоночных пазов вала и ступицы колеса вызывает удары приводной цепи и даже разрыв ее. Изношенное шпоночное соединение должно быть восстановлено одним из рассмотренных выше способов.

Передача больших крутящих моментов ротором приводит к износу конической передачи. Резкий стук и толчки во время работы являются следствием повышенного износа или поломки зубьев. Контроль следует начинать с малой шестерни. При износе зуба по толщине на 10-12% модуля, что определяется зубомером, а также при поломке зубьев шестерню заменяют новой, подбирая ее по венцу ротора. Для посадки на вал шестерню нагревают до 100-120 ⁰С. Венец при ремонте не разбирают, так как он сопряжен со столом горячей посадкой.

Ремонт сводится к протачиванию поверхностей зубьев по наружному конусу и к подрезке торцов, Выработка по толщине зуба компенсируется толщиной зуба малой шестерни. При поломке зубьев венец заменяют новым. При этом старый венец срезают автогенной горелкой. В собранной конической передаче боковой зазор должен находиться в пределах, оговоренных техническими требованиями.

Зазор регулируют прокладками в вертикальном направлении под основную опору стола, в горизонтальном - под фланец стакана быстроходного вала. Правильность сборки конической пары контролируют проверкой на краску. Площадь касания зубьев должна быть не менее 50% длины зуба и не менее 30% его высоты. Перед окончательной сборкой ротора внутренние поверхности станины и кожуха окрашивают светлой маслостойкой эмалью. Сборку производят в порядке, обратном разборке. Стол собранного ротора должен свободно проворачиваться от усилия 120 150 11, приложенного к цепному колесу. Вкладыши должны свободно устанавливаться в гнездах при любом повороте их вокруг оси стола. Поверхность вкладыша не должна выступать над поверхностью стола более, чем на 2мм. После внешнего осмотра, контрольных обмеров и опробования вручную ротор заправляют смазкой и подвергают обкатке на стенде.

По окончании стендового испытания масло из ванн удаляют, а ротор промывают. Наружные необработанные поверхности ротора окрашивают эмалью в два слоя. На окрашенных поверхностях эмаль должна лежать сплошным гладким и ровным слоем без пятен, морщин, пузырей и загрязнений.

4. Экономическая часть

Для сохранения нормальной работоспособности бурового оборудования и нефтепромыслового оборудования применяют систему планово-предупредительных ремонтов (ППР). ППР представляет собой совокупность организационно-технических мероприятий по уходу, надзору и ремонту, проводимых в плановом порядке. Благодаря такой системе заранее планируется остановка машин на ремонт по графику, подготавливаются запасные части, материалы и т.д.

Система ППР технологического оборудования характеризуется следующими основными особенностями:

1. Оборудование ремонтируется в плановом порядке, через определённое число отработанных машиной часов или в соответствии с установленной нормой отработки в календарных днях.

2. Определённое число последовательно чередующихся плановых ремонтов соответствующего вида образуют периодически повторяющиеся ремонтный цикл.

3. Каждый плановый периодический ремонт осуществляется в объёме восполняющий тот износ оборудования, который является результатом его эксплуатации в предшествовавший ремонту период. Он должен обеспечить нормальную работу оборудования до следующего планового ремонта, срок которого наступит через установленный промежуток времени.

4. Между ППР каждая машина систематически подвергается техническим осмотрам (ТО), в процессе которого устраняют мелкие дефекты, производят регулировку, очистку и смазку механизма, а также определяют номенклатуру деталей, которые должны быть подготовлены для замены износившихся

Система ППР в зависимости от объёма и сложности ремонтных работ предусматривает проведение текущего и капитального ремонта.

Текущий ремонт (ТР) - это минимальный по объёму плановый ремонт, с помощью которого оборудование поддерживается в работоспособном состоянии. Он выполняется не посредственно на месте установки оборудования.

При текущем ремонте проверяют состояние оборудования, заменяют быстро изнашивающиеся детали, меняют при необходимости смазки и устраняют дефекты, не требующие разборки сложных узлов оборудования. Те неисправности оборудования, которые не могут быть устранены силами службы технического обслуживания, устраняют выездные ремонтные бригады.

Перечень ремонтных работ при текущем ремонте определяются классификатором ремонта. После ремонта проверяют работу оборудования, регулируют узлы и механизмы.

Капитальный ремонт (КР) - наиболее сложный и трудоёмкий вид планового ремонта, при котором производят полную замену оборудования с последующим ремонтом или заменой всех изношенных узлов или деталей, а также работы входящие в объём текущего ремонта. В результате капитального ремонта полностью восстанавливается техническая характеристика оборудования.

Внеплановый ремонт - ремонт вызванный аварией оборудования или непредусмотренный планом. При надлежащей организации системы ППР внеплановые ремонты не требуются.

Для бурового оборудования и эксплуатационного оборудования устанавливают следующие виды ТО:

1. После завершения монтажа оборудования до начала его эксплуатации производят проверку всех соединений, внешний осмотр, а также проверку работоспособности оборудования и приборов.

2. При кратковременных остановках, если по количеству отработанных часов оборудование не подлежит более сложному ТО, производят внешний осмотр и устраняют неисправности, замеченные обслуживающим персоналом.

3. При периодических ТО выполняют следующие работы: промывку фильтров, смену смазки, замену ШПМ и т.д.

Межремонтный период (МРП) - это период работы оборудования между двумя очередными плановыми ремонтами.

Правильно организованный ТО оборудования значительно сокращает его простой из-за поломок и выхода из строя узлов и деталей, увеличивает межремонтный период.

Межремонтный цикл (МРЦ) - период работы оборудования между двумя капитальными ремонтами.

Структура ремонтного цикла представляет собой схему чередования видов ремонта различающихся по объёму работ, проводимых в определённой последовательности через определённые промежутки времени на всём протяжении ремонтного цикла. К3ТК - между капитальными ремонтами 3 текущих ремонта.

Физический износ машины - это результат разрушения различных её элементов в связи, с чем машины перестают удовлетворять предъявляемые к ней требования.

Моральный износ называется уменьшение стоимости действующей техники под влиянием технического прогресса. Различают две формы морального износа:

- утрата действующей стоимости по мере того, как машины такой же конструкции начинают воспроизводиться дешевле;

- обесценивание действующей техники вследствие появления более совершенных конструкций машин.

По мере эксплуатации и ремонта для каждого вида оборудования наступает такой момент, когда в результате физического и морального износа его эксплуатация и ремонт становится невозможной и экономически невыгодными.

Независимо от вида ремонта (текущий, капитальный) и его способа (обезличенный, крупно-узловой, не обезличенный) процесс восстановления оборудования состоит из ряда основных технологических операций:

1) подготовка оборудования к ремонту (отсоединения оборудования от электропитания, топливные систему и водоснабжения); Опорожнение картеров, мойка;

2) Демонтаж всей машины или разборка ее отдельных блоков и узлов;

3) Мойка узлов и деталей машины;

4) Контроль степени износа и классификация деталей на группы (I группа - детали не требующие ремонта, II группа - детали подлежащие восстановлению, III группа - детали направляемые в утиль)

5) Восстановление изношенных деталей и замена деталей ушедших в утиль запасными частями

6) Сборка оборудования

7) Отбраковка оборудования, испытание оборудования для оценки качества проведённого ремонта

8) Покраска оборудования.

Исходные данные для составления сметы затрат

Таблица 4 - Исходные данные для расчета

Цель проводимых расчётов:

1. Составить смету, на основании которой будет известна стоимость капитального ремонта бурового оборудования.

2. Доказать, что капитальный ремонт является более экономически целесообразным, чем покупка нового оборудования.

Количество ремонтов, которое предстоит провести в планируемом периоде, рассчитывается на основе длительности ремонтного цикла и межремонтного периода с применением следующих формул:

Т_кр = , (1)

где Ткр - продолжительность межремонтного цикла по календарного времени, месяц;

МРЦ - Длительность межремонтного цикла, час;

Ки - коэффициент использования по машинному времени, доли ед. (0,62)

Кk - коэффициент использования по календарному времени, ед. (0, 75)

720 - количество часов в месяц

Т_кр= 7200/(0, 62 * 0,75 * 720)= 22 месяца.

Результат расчёта показывает, что между двумя капитальными ремонтами проходит 22 месяца.

Т_тр = , (2)

Ттр - продолжительность межремонтного периода, мес.

МРП - длительность межремонтного периода, часы

Ки - коэффициент использования по машинному времени, доли ед. ( 0,62)

Кk - коэффициент использования по календарному времени, ед. ( 0, 75)

720 - количество часов в месяц

Ттр = МРП/(Ки * Кк * 720) = 2

Продолжительность между текущими ремонтами составит 2 месяца.

На основании выполненного расчёта построим график ППР.

Таблица 5 - График ППР

На основании составленного графика ППР структура ремонтного цикла имеет следующий вид:

- К7ТК. Это означает, что между двумя капитальными ремонтами следует проводить 7 текущих ремонтов с продолжительностью меж ремонтного периода 2 месяца.

Таблица 6 - Трудоёмкость (затраты времени) по виду ремонтных работ.

Общая трудоёмкость капитального ремонта составляет 2 990 чел.- час.

Расчет фонда оплаты труда рабочих

На основании трудоёмкости выполняемых работ можно провести расчёт затрат на заработную плату рабочих.

Таблица 7 - Численной и квалификационный состав ремонтной бригады.

МРОТ = 5205 руб. Часовая тарифная ставка 1 разряда:

ЧТС1 = 5205/(20*8)=32,53 руб./час

ЧТС2 = ЧТС1 * Тк (тарифный коэффициент = 1,08) = 32,53*1,08 = 35,13 руб./час

ЧТС3 = ЧТС1 * 1,19 = 38,71 руб./час

ЧТС4 = ЧТС1 * 1,34 = 43,59 руб./час

ЧТС5 = ЧТС1 * 1,54 = 50,09 руб./час

ЧТС6 = ЧТС1 * 1,8 = 58,55 руб./час

Расчет заработной платы зависит от трудоёмкости ремонта, численного и квалификационного состава бригады ремонтных рабочих.

Основной фонд заработной платы определяется по формуле:

З_осн = (З_т + П) + К_р + К_сн, (3)

З_осн основной фонд работной платы рабочей бригады

З_т - тарифная заработная плата

П- премия рабочих, руб.;

К_р - коэффициент районных надбавок

К_сн - коэффициент северных надбавок, руб.;

Тарифный фонд заработная плата определяется по формуле:

З_т = Т_з * С_т, (4)

З_т - тарифная заработная плата, руб.

Т_з - трудоёмкость ремонта, руб.

С_т - средняя тарифная ставка, руб.

Средняя тарифная ставка рассчитывается по формуле:

С_т = , (5)

где, Сn - часовая тарифная ставка соответствующая разрядам, руб./час.

n - число рабочих с соответствующим разрядом.

С_т = = 66,74149 руб./чел.

Тарифный план заработной платы:

З_т = Тз / Ст = 598/66,74149 =39 911,41 руб.

Премия составляет 50% от тарифного фонда оплаты труда и рассчитывается по формуле:

П = = = 19955,705 руб.

К_р = = = 17960,1345 руб.

Выплаты по северным коэффициентом:

К_сн = = = 29933,5575 руб.

Основной фонд заработной платы состоит из:

- тарифный фонд заработная плата

- премия

- районный коэффициент

Основная заработная плата определяется по формуле:

З_осн = З_т + П + К_р + К_сн

З_осн - основной фонд заработная плата

З_т - тарифный фонд заработная плата

П - премии, руб.

К_р - выплаты по районному коэффициенту.

К_сн - выплаты по северным надбавкам

З_осн = 39911,41 + 19955,705 + 17960,1345 + 29933,5575 = 107760,807 руб.

Дополнительная заработная плата - это оплата за неотработанное время (отпуск, больничные листы, неявки разрешённые законом)

Для того чтобы определить эффективный фонд рабочего времени и дни неявок, необходимо составить баланс рабочего времени.

Таблица 8 - Баланс готового фонда рабочего времени 1 рабочего.

Номинальный фонд времени определятся путём вычитания из календарного фонда времени выходных и праздничных дней.

Эффективный фонд рабочего времени

Годовой фонд рабочего времени в году рассчитывается путём перемножения эффективного фонда рабочего времени на продолжительность рабочей смены (8 часовая).

З_доп = х руб.

Общий фонд заработная плата складывается из основного фонда и дополнительного фонда:

З_общ = З_осн + З_доп = 107760,807 + = 133900,8047 руб.

Из общего фонда заработной платы предприятие обязано отчислять 34% во, вне бюджетные фонды (пенсионный фонд, фонд обязательного мед страхования, фонд занятости).

Представим состав общих затрат предприятия на оплаты труда рабочих в таблице:

Таблица 9 - Затраты на оплату труда рабочих

Расход и стоимость основных материалов, затрачиваемых в ходе проведения капитального ремонта бурового оборудования, представим в виде таблицы.

Таблица 10 - Затраты основных материалов.

Норма расходного материала определяется по отраслевым нормативам. Количество расходуемого материала рассчитывается по формуле:

K = , кг (7)

Где К - количество расходуемого материала, кг

Т - трудоёмкость выполнения ремонта, чел./час.

N_р - норма расходуемого материала на 100 чел./час., кг./100 чел./час.

Например:

Количество расходуемой стали средне сортовой составит:

K_с = = 351,5 кг.

K_тс = = 351,5 кг.

K_ч = = 45,695 кг.

K_э = = 42,18 кг.

K_трд = = 351,5 кг.

K_б = = 105,45 кг.

K_бр = = 210,9 кг.

K_тл = = 105,45 кг.

K_тм = = 52,725 кг.

K_па = = 7,03 кг.

K_пм = = 17,575кг.

K_сл = = 3,515 кг.

Стоимость материала определяется произведением стоимости единицы материала на расходуемое количество. На основании проведённых расчетов таблицы 10 установлено что общий сумма затрат на основные материалы составляет 82683,6965 руб.

Таблица 11 - Затраты вспомогательных материалов.

Стоимость материала определяется произведением стоимости единицы материала на расходуемое количество. На основании проведённых расчетов таблицы 8 установлено что общий сумма затрат на основные материалы составляет 45 592,46 руб.