Роторная система бурового оборудования позволяет бурильной колонне и буровому долоту вращаться, тем самым проникая в пласты земли и буря скважину. Она в основном состоит из поворотный стол, устройство верхнего привода, буровая колонна, буровое долото и соответствующие системы управления. Ниже приведено подробное введение для вас:

Ⅰ. Основные компоненты

• Источник питания: обеспечивает питание для роторной системы. Обычно используются дизельные двигатели и электродвигатели. Крупномасштабные буровые платформы могут использовать несколько дизельных двигателей или электродвигателей, работающих совместно, чтобы удовлетворить потребности в мощности в различных условиях бурения.
• Трансмиссионное устройство: включает в себя зубчатую передачу, цепную передачу, гидравлическую передачу и другие устройства. Его функция заключается в передаче мощности источника питания на буровую колонну, так что буровая колонна приводит в движение буровое долото. Например, в В системе роторного стола мощность передается от источника питания к роторному столу через зубчатую передачу, а затем роторный стол приводит в движение ведущую трубу; в системе верхнего привода мощность передается непосредственно к верхний привод устройство в верхней части бурильной колонны посредством гидравлических или электрических трансмиссионных устройств.
• Бурильная колонна: состоит из бурильных труб, утяжеленных бурильных труб и т. д. и является важным компонентом, соединяющим буровую коронку и поверхностное оборудование. Она передает вращательную мощность с поверхности на буровую коронку на дне скважины. В то же время, во время процесса бурения, она также играет роль транспортировки бурового раствора и поддержки буровой коронки.
• Буровое долото: это инструмент, который напрямую воздействует на породу. В зависимости от различных геологических условий и требований к бурению существуют различные типы, такие как шарошечные долота, долота PDC (поликристаллические алмазные компактные) и т. д. Буровое долото с помощью различных режущих структур вращается и режет породу под приводом бурильной колонны, образуя ствол скважины.

Ⅱ. Поворотный стол

• Структура: в основном состоит из приводного устройства, поворотного стола, главного подшипника, звездочки, тормозного устройства и т. д. Приводное устройство обычно использует электродвигатель или гидравлический двигатель и передает мощность на поворотный стол через звездочку и цепь. Главный подшипник поддерживает поворотный стол, позволяя ему вращаться плавно. Тормозное устройство используется для остановки вращения поворотного стола при необходимости.
• Принцип работы: приводное устройство обеспечивает питание, вращает поворотный стол через звездочку и цепь. На поворотном столе имеются квадратные втулки, а келли вставляется в квадратные втулки. Когда поворотный стол вращается, келли заставляет бурильную колонну и буровое долото вращаться вместе, тем самым достигая цели разрушения породы.
• Сценарии применения: Широко используется в различных типах наземных и морских буровых платформ. Это широко используемый вращающийся компонент в традиционном буровом оборудовании, особенно показывающий хорошую применимость при бурении некоторых мелких и среднеглубоких скважин.

Ⅲ. Устройство верхнего привода

• Структура: Обычно состоит из a буровой вращающийся вертлюг, электродвигатель, редуктор, главный вал, система балансировки и т. д. Вертлюг обеспечивает проход для бурового раствора высокого давления для бурильной колонны. Электродвигатель служит источником питания и передает мощность на главный вал через редуктор, а главный вал приводит бурильную колонну во вращение. Система балансировки используется для балансировки веса верхнего приводного устройства и снижения нагрузки на вышку.
• Принцип работы: Электродвигатель приводит в действие редуктор, а выходной вал редуктора соединен с главным валом, приводя во вращение главный вал, а затем приводя во вращение бурильную колонну и буровое долото, соединенное под главным валом. В то же время буровой раствор поступает внутрь бурильной колонны через вертлюг и выбрасывается из бурового долота, реализуя функции циркуляции и переноса шлама буровым раствором.
• Сценарии применения: Широко используется при бурении глубоких скважин, сверхглубоких скважин и сложных пластов. Может повысить эффективность бурения и сократить время на сборку бурильных труб. Особенно подходит для ситуаций, когда требуется частое спускоподъемное устройство бурильной колонны и контроль сложных траекторий ствола скважины.

Ⅳ. Буровая колонна

• Структура: в основном состоит из бурильная трубас, воротник бураs, тяжелые бурильные трубы и т. д. Бурильная труба является основным компонентом бурильной колонны, обычно изготавливается из высокопрочных стальных труб и используется для соединения буровой коронки и оборудования устья скважины, передачи крутящего момента и бурового раствора. Утяжеленная бурильная труба расположена в нижней части бурильной колонны, близко к буровой коронке. Она имеет относительно большой вес и используется для приложения давления бурения к буровой коронке, чтобы гарантировать, что буровая коронка может эффективно разрушать породу. Тяжелая бурильная труба используется между бурильной трубой и утяжеленной бурильной трубой для регулировки веса и жесткости бурильной колонны.
• Принцип работы: В роторной системе бурильная колонна вращается вместе с вращением роторного стола или верхнего привода, передавая крутящий момент от устья скважины к буровому долоту, позволяя буровому долоту резать породу. В то же время внутренняя часть бурильной колонны является проходом для бурового раствора. Буровой раствор течет вниз изнутри бурильной колонны под действием насоса и после выброса из бурового долота переносит шлам обратно к устью скважины.
• Сценарии применения: Применимо к различным средам буровых работ. Бурильные колонны незаменимы для буровых работ от неглубоких скважин до глубоких скважин, а также от наземных до морских буровых платформ. Различные глубины скважин, условия пласта и требования к процессу бурения потребуют выбора бурильных колонн с различными спецификациями и материалами.

Ⅴ. Сверло

• Структура: Структура различается в зависимости от различных типов. Обычное шарошечное долото состоит из шарошек, ножек, подшипников и т. д. На шарошках имеются зубья, и порода разрезается посредством качения шарошек и разрушающего действия зубьев. Долото PDC использует алмазные компактные пластины в качестве режущих элементов, которые закреплены на корпусе долота.
• Принцип работы: Во время вращения шарошечного долота, конусы катятся и входят в контакт с поверхностью породы, а зубья производят удар и выдавливание на породу, заставляя породу разрушаться. Долото PDC использует высокую твердость и износостойкость алмазных компактных пластин для разрушения породы путем резки и имеет относительно высокую эффективность бурения.
• Сценарии применения: Шарошечное долото подходит для пород различной твердости, особенно хорошо работает в твердых и абразивных породах. Долото PDC имеет очевидные преимущества в мягких и среднетвердых породах и может обеспечить быстрое бурение.

Ⅵ. Система управления роторной системой

• Структура: включает в себя пульт управления работой, датчики, контроллер и т. д. Пульт управления работой — это интерфейс для операторов для управления роторной системой. Он оснащен различными кнопками, ручками и экраном дисплея, которые используются для установки таких параметров, как скорость вращения и крутящий момент. Датчики распределены по различным ключевым частям роторной системы, таким как электродвигатель, коробка передач, бурильная колонна и т. д., и используются для мониторинга рабочего состояния системы в реальном времени, такого как скорость вращения, крутящий момент, температура и т. д. Контроллер точно управляет каждым компонентом роторной системы в соответствии с настройками оператора и информацией, возвращаемой датчиками.
• Принцип работы: Оператор устанавливает рабочие параметры роторной системы через пульт управления работой. Контроллер, в соответствии с этими установленными значениями и фактическими данными о работе, полученными от датчиков, регулирует скорость вращения электродвигателя, управляет пуском и остановкой тормозного устройства и т. д., чтобы роторная система работала в установленном рабочем состоянии. Например, когда датчик обнаруживает, что крутящий момент бурильной колонны слишком велик, контроллер автоматически снижает скорость вращения электродвигателя, чтобы предотвратить повреждение бурильной колонны из-за перегрузки.
• Сценарии применения: В различных буровых работах система управления играет жизненно важную роль. Она может обеспечить безопасную и эффективную работу роторной системы и адаптироваться к различным требованиям процесса бурения и изменениям в условиях пласта.

Ⅶ. Распространенные неисправности роторной системы бурового оборудования и способы их устранения:

Неисправности поворотного стола

• Поворотный стол вращается негибко или происходит заклинивание

• Причины: Изношен или поврежден главный подшипник поворотного стола, что приводит к увеличению сопротивления вращению; цепь слишком натянута или изношена звездочка, что влияет на передачу мощности; между поворотным столом и основанием застрял посторонний предмет; зазор между квадратной втулкой и ведущей трубой слишком мал или износ неравномерный.
• Решения: проверьте главный подшипник и замените его вовремя, если он изношен или поврежден; отрегулируйте натяжение цепи, проверьте состояние износа звездочки и замените звездочку при необходимости; удалите посторонние предметы между поворотным кругом и основанием; проверьте соответствие квадратной втулки и ведущей трубы, отрегулируйте зазор или замените изношенные детали.

• Утечка масла из роторного стола

• Причины: Уплотнения состарились или повреждены, что приводит к утечке смазочного масла; уровень масла в масляной ванне слишком высок, и смазочное масло выливается из уплотнений; соединение масляной трубы ослаблено или повреждено, что приводит к утечке масла.
• Решения: Замените старые или поврежденные уплотнения; проверьте уровень масла в масляной ванне и отрегулируйте его до нужной высоты; затяните соединение масляной трубы и своевременно замените соединение, если оно повреждено.

Неисправности верхнего приводного устройства

• Неисправности двигателя верхнего привода

• Причины: Двигатель перегружен или перегрет, что приводит к перегоранию обмотки двигателя; поврежден подшипник двигателя, что вызывает вибрацию и шум двигателя; имеются неисправности в системе электрического управления, такие как неисправности контакторов, короткие замыкания в линии и т. д., влияющие на нормальную работу двигателя.
• Решения: Проверьте состояние нагрузки двигателя, избегайте работы с перегрузками и улучшите условия отвода тепла двигателя; замените поврежденный подшипник двигателя; проверьте электрическую систему управления и отремонтируйте или замените неисправные контакторы, линии и другие компоненты.

• Верхний приводной шарнир пропускает воду

• Причины: Уплотнения вертлюга изношены или состарены, что приводит к утечке бурового раствора; промывочная труба изношена, что влияет на эффект уплотнения; соединительная часть между центральной трубой и трубой S-образного типа ослаблена или уплотнение повреждено.
• Решения: Замените уплотнения поворотного соединения; проверьте состояние износа промывочной трубы и своевременно замените ее; затяните соединительную часть между центральной трубой и трубой S-образного типа и замените уплотнение, если оно повреждено.

Неисправности бурильной колонны

• Разрыв бурильной трубы

• Причины: Бурильная труба используется в течение длительного времени, и усталостные повреждения накапливаются; Бурильная труба подвергается чрезмерному крутящему моменту, растягивающему или изгибающему усилию в процессе бурения; имеются дефекты материала бурильной трубы или проблемы с качеством обработки.
• Решения: Регулярно проводить дефектоскопию бурильных труб, своевременно находить и заменять бурильные трубы с усталостными повреждениями; оптимизировать параметры бурения, чтобы избежать чрезмерных нагрузок на бурильные трубы; строго контролировать качество закупаемых бурильных труб и выбирать высококачественные бурильные трубы.

• Застревание бурильной колонны

• Причины: Неудовлетворительные эксплуатационные характеристики бурового раствора, большие фильтрационные потери, на стенке ствола скважины образуется толстая глинистая корка, что приводит к увеличению трения между бурильной колонной и глинистой коркой; траектория ствола скважины неровная, имеются места с большой интенсивностью искривления ствола скважины, что приводит к локальной концентрации напряжений в бурильной колонне; бурильная колонна остается неподвижной в течение длительного времени, и между бурильной колонной и стенкой ствола скважины происходит сцепление.
• Решения: Отрегулируйте производительность бурового раствора, сократите фильтрационные потери и улучшите качество глинистой корки; оптимизируйте траекторию ствола скважины и уменьшите интенсивность искривления ствола скважины; регулярно перемещайте бурильную колонну, чтобы избежать длительного простоя.

Неисправности сверла

• Сверло изнашивается слишком быстро

• Причины: Буровое долото выбрано неправильно и не подходит для текущих условий пласта; параметры бурения не являются обоснованными, например, чрезмерное давление бурения и слишком высокая скорость вращения; эксплуатационные характеристики бурового раствора неудовлетворительны, а смазочное и охлаждающее действие на буровое долото неудовлетворительное.
• Решения: выбрать подходящий тип бурового долота в соответствии с литологией пласта; оптимизировать параметры бурения и разумно отрегулировать давление бурения и скорость вращения; улучшить характеристики бурового раствора и усилить его смазывающее и охлаждающее действие.

• Налипание сальника на сверло

• Причины: Вязкость и предел текучести бурового раствора слишком высоки, шлам трудно выводится, и он прилипает к буровому долоту; отверстия для воды в буровом долоте заблокированы, вытеснение бурового раствора недостаточно, и буровое долото не может быть эффективно очищено; литология пласта склонна к водопоглощению и набуханию, и образуется глинистая корка, которая прилипает к буровому долоту.
• Решения: Отрегулируйте вязкость и предел текучести бурового раствора, чтобы улучшить его способность выносить шлам; проверьте водопропускные отверстия бурового долота, очистите засоры и обеспечьте нормальное перемещение бурового раствора; для пластов, склонных к водопоглощению и набуханию, добавьте противонабухающие вещества и другие обрабатывающие вещества, чтобы улучшить условия пласта.