Опорно-поворотные устройства для роторных буровых установок: рассчитаны на реакцию крутящего момента, ударные нагрузки и условия грунта

Случай нагрузки при бурении: подача, обратный ход и реакция крутящего момента сходятся в одном узле

Современные роторные буровые установки сочетают значительный крутящий момент роторной головы с усилиями подачи, извлечения и обсадки. Эти опубликованные характеристики машины нельзя напрямую перенести на опорно-поворотное устройство в виде одного простого каталожного значения. Равные и противоположно направленные конструктивные реакции проходят через мачту, основание мачты, верхнюю раму и гусеничную базу, а их влияние на поворотное соединение зависит от геометрии, рабочего радиуса, зацепления инструмента, противовеса, системы подачи и реакции грунта.

Опорно-поворотное устройство не является подшипником роторной головы. Его задача состоит в соединении и вращении всей верхней части машины при восприятии осевой нагрузки, радиальной нагрузки и опрокидывающего момента, возникающих при буровых и погрузочно-разгрузочных операциях. Поэтому прямой перенос значения крутящего момента роторной головы в расчет поворотного кольца не является корректным методом подбора.

Поворот на малые углы концентрирует работу в одних и тех же секторах

Бурение штангой Kelly создает повторяющийся цикл: бурение, извлечение ковша или шнека, поворот на ограниченный угол, выгрузка грунта, обратный поворот и повторение. Машина может выполнять множество частичных поворотов без равномерного распределения работы по всей окружности. Поэтому контакты дорожки качения, поверхности зубьев и смазка наиболее интенсивно нагружаются в одних и тех же рабочих секторах.

Такой режим делает важной равномерность по всей окружности. Твердость дорожки качения и эффективная глубина закаленного слоя должны контролироваться по всему кольцу, а переходная зона индукционной закалки должна быть промаркирована и расположена в соответствии с монтажным чертежом OEM. Люфт поворотного привода и соосность зацепления также должны оставаться стабильными, поскольку каждая остановка и реверс ускоряют всю верхнюю поворотную часть.

• Равномерность дорожки каченияПроверяйте твердость, эффективную глубину закаленного слоя и зазор в соответствии с согласованным планом контроля, а не только в одном удобном угловом положении.
• Контроль люфтаУстанавливайте люфт зубчатого зацепления в требуемом опорном положении и повторно проверяйте его после крепления подшипника болтами к фактической конструкции машины.
• Распределение смазкиВыполняйте смазывание при повороте в пределах доступного диапазона, чтобы свежая смазка поступала в рабочие сектора и можно было контролировать выход смазки через уплотнения.

Внутреннее зацепление широко применяется на машинах на гусеничном ходу, поскольку шестерня и зона зацепления могут располагаться внутри центральной рамы. Однорядная серия 013/014 с внутренним зацеплением является отправной точкой для некоторых небольших и средних машин. Более высокие комбинированные нагрузки могут потребовать двухрядных шариковых конструкций 023/024 или трехрядных роликовых конструкций 133/134. Наружное зацепление остается подходящим решением там, где этого требует компоновка привода OEM.

Жесткость гусеничной рамы: хороший подшипник не исправит деформированную посадочную поверхность

Роторные буровые установки работают на временных подъездных дорогах, настилах, уплотненной насыпке и грунте, несущая способность которого может изменяться в течение смены. Центральная рама гусеничного хода может испытывать кручение и локальные изменения опоры, в то время как высокая мачта усиливает небольшие угловые изменения до значительных опрокидывающих воздействий.

Поворотное кольцо предполагает, что верхняя и нижняя монтажные конструкции обеспечивают плоские и достаточно жесткие интерфейсы. Если какая-либо из конструкций деформируется сверх подтвержденного допуска, нагрузка на тела качения концентрируется на коротком участке дорожки качения, нагрузки на болты становятся неравномерными, а крутящий момент поворота возрастает. Более сильная затяжка монтажных болтов не исправит эту геометрию; она может притянуть кольца к деформированной посадке и вызвать повреждения уже с первого рабочего цикла.

Грязь, бентонит и абразивный грунт делают уплотнение частью спецификации

Фундаментное оборудование работает в грунте, воде, бентонитовом растворе, цементной пыли и выбуренном грунте. Прямая мойка под давлением в зазоре подшипника, поврежденные кромки уплотнений, заблокированные линии смазки и недоступные пресс-масленки являются реальными рисками, которые необходимо учитывать в компоновке машины и плане технического обслуживания.

1. Схема уплотненияОпределите губчатое уплотнение, защитное кольцо-отражатель или лабиринтную схему в соответствии с фактическими условиями воздействия и методом мойки.
2. Доступ для смазкиРазмещайте пресс-масленки так, чтобы они оставались доступными после установки мачты, шлангов и верхней поворотной части.
3. Выбор смазочного материалаИспользуйте смазку, одобренную для рабочей температуры, воздействия воды, загрязнения и рабочего цикла.
4. Выход смазки наружуСвежая смазка должна достигать дорожки качения и выводить влагу или мелкие частицы наружу в предусмотренных зонах уплотнений.
5. Защита при транспортировкеЗащищайте открытые зубья, обработанные поверхности и уплотнения во время транспортировки, хранения и обращения на площадке.

Смазка с водной эмульсией, металлические частицы, неравномерный выход смазки или внезапное изменение расхода смазки должны стать основанием для проверки уплотнений, линий смазки, состояния дорожки качения и зубчатого зацепления, а не просто для добавления большего количества смазки.

Конфигурация машины важнее названия модели

Одна модель базовой машины может предлагаться с бурением Kelly, непрерывным шнеком, инструментами полного вытеснения, двухроторными системами, обсадным оборудованием, различными системами подачи, удлинителями мачты и пакетами противовесов. Эти опции изменяют массу машины, рабочий радиус, усилие извлечения и конструктивные реакции. Поэтому две установки с одним и тем же обозначением модели могут требовать разной проверки подшипника.

1. Идентификация машиныПроизводитель, модель, серийный номер и год выпуска.
2. Рабочая конфигурацияМачта, штанга Kelly или шнек, роторная голова, система подачи, обсадное оборудование и противовес.
3. Определяющие нагрузкиОсевая нагрузка, радиальная нагрузка и опрокидывающий момент в поворотном соединении для режимов бурения, обратного хода, срыва и поворота либо лист расчетных случаев нагружения OEM.
4. Интерфейс подшипникаВысоты колец, центрирующие диаметры, болтовые окружности, количество отверстий и тип отверстий.
5. Данные зубчатого зацепленияВнутреннее или наружное зацепление, модуль, число зубьев, угол давления, целевое значение люфта и объем закалки.
6. Условия эксплуатации и техническое обслуживаниеТемпература, воздействие бурового раствора или пыли, схема уплотнения и система смазки.
7. ДокументацияСертификаты на материалы, отчеты по размерам и зазорам, записи по твердости или глубине закаленного слоя, НК и прослеживаемость, требуемые проектом.

Для европейских программ EN 16228 представляет собой контекст безопасности на уровне машины для бурового и фундаментного оборудования. Документы по подшипнику поддерживают технический файл машины, однако сам подшипник не сертифицирует всю установку по этому стандарту.

Замена поворотного кольца роторной буровой установки

Проекты замены часто начинаются с машины, которая еще работает, но показывает увеличивающийся наклон, неравномерное вращение, аномальное давление в поворотном приводе или металлические частицы в смазке. Для идентификации требуется больше, чем модель установки, поскольку навесное оборудование и производственные ревизии могут менять как нагрузки, так и интерфейсы. Отправьте маркировку старого кольца, размеры верхней и нижней болтовых окружностей, высоты колец, число зубьев и модуль, а также четкие фотографии зубчатого венца, уплотнений и монтажных поверхностей через канал запроса предложения.

История отказа является частью спецификации. Ранний износ зубчатого венца может указывать на ошибку люфта или монтажную деформацию; повреждение уплотнений может указывать на мойку под давлением или недоступные точки смазки; смещение болтов может указывать на потерю предварительного натяга или податливую посадку. Если установка была модернизирована более тяжелой роторной головой, более длинной штангой Kelly, обсадной системой или дополнительным противовесом, замену следует проверять по текущей конфигурации, а не только по исходной заводской записи.

MERYDOM публикует информацию о производстве, производственных возможностях, контрольных возможностях, системе прослеживаемости и данных квалификации поставщиков, чтобы покупатели фундаментного оборудования могли проверить обработку, закалку, контроль и процесс идентификации до размещения заказа.