6.2. Тәлдік арқанның шығыр барабанына оратылуы кинематикасы және бұрғылау қондырғысының көтергіш бөлігіндегі оның динамикалық жүктемелері

Ұңғымалардың тереңдіктерінің артуымен бірге көтеріп-түсіру операцияларына кететін уақытты азайту мәселесі өзекті мәселелердің біріне айналуда. Жобаланған және жаңа бұрғылау қондырғыларында бұл мәселе негізгі көтерліп жетек қуатын өсу есебінде көтеру жылдамдығын арттыру жолымен және қосалқы жұмыстарды автоматтандыру мен механикаландыру арқылы шешілуде. Бірақ көтеру жылдамдығының өсуі ротордан бұрғылау құбырларын қармау кезеңіндегі динамикалық жүктемелердің артуына алып келеді. Соңғылары барабанға арқанның көп қабатты (қатпарлы) етіліп орамдалу кинематикасы себебінен болады.

Арқанның көп қабатты орамдалу кинематикасының бұрғылау қондырғыларының көтергіш кешендерінің жүктелу элементтерінің динамикалық жүктелуіне әсер етуін илюстрациялау үшін 6.8 және 6.9-суретте көтеру оциллограммасы берілген, ал 6.10-суретте бұрғылау свечасы биіктігіне бұрғылау тізбектерінің түсірілу оцилограммасы берілген. 6.8 және 6.10-суреттер оцилограммалары Арал СГ-1 ұңғымаларын Уралмаш-3Д қондырғыларымен бұрғылауда алынған.

6.8-сурет Арал-Соредегі СГ-1 ұңғымасындағы «Уралмаш-3Д» бұрғылау құрылғысының жүктелген тәлдік блоктың көтерілу оциллограммасы, бұрғылау тізбегінің ұзындығы: а – 720м, б –1728м, в –2880м, г –3600 м.

6.9-сурет. Бір свеча биіктігіне көтеру үрдісінің оциллограммасы, бұрғылау тізбегінің салмағы 150m (I-V – арқан қабаттары)

6.10-сурет. «Уралмаш-3Д» қондырғысында диаметрі 114м, ұзындығы 720м бұрғылау тізбегін түсіру оциллограммасы. Свеча ұзындығы 36м. Түсіру гидротежегішпен орындалады.

6 .9-суретте бір свеча биіктігіне салмағы 150т бұрғылау тізбегінің көтеру үрдісінің оцилограммасы берілген. Ұңғыма түбі 5860 м. Оциллограмма Баку қаласында 100в ұңғыманы БУ-300Э бұрғылау қондырғысымен 7000м тереңдікке дейін бұрғылау барысында алынған. Оциллограммада келесідей параметрлер тіркелді: қозғалмайтын соңындағы күші Р_ик, барабанның айналу жылдамдығы және барабанның әр айналым уақыты. 6.9-суреттен арқанның ең жоғары тербелу амплитудасы қозғалмайтын бөліктің орташа күшінен 36,5% жететінін, ал динамикалық коэффициент 1,16 тең.

Орнатылған қозғалыстағы (6.8-6.10-суреттерде берілген) тербелмелі үрдісті көптеген оциллограммада жүргізілген талдаулары келесілерді көрсетті:

1. Жылжымайтын соңында күштің тербелу жиілігі тартқыш соңдарының арқанның барабанға көп қабатты етіліп оралуында (қабат саны үштен көп) секунд ішінде барабан білігінің айналу санына тең.

2. Күштің тербелу амплитудасы барабандағы оратылған арқан санының өсуімен бірге өседі және бір қабаттың айналуында тұрақты болады.

3. Әр қабаттың оратылуында ең жоғарғы амплитуда арқанның бір қабаттан екіншісіне ауысуында – жоғарыдағысына ауысуында пайда болады.

4. Көтерілетін жүктің азаюымен бірге тербеліс амплитудасы өседі.

5. Жетек қуаты артуымен бірге тербеліс амплитудасы өседі.

Тербеліс күшінің біршама ауытқуы және беріктілік шегінен асып кеткен жағдайда қажу факторларының жиналуына алып келеді, ал бұл өз кезегінде барлық элементтерінің - әсіресе тәлдік арқанның жұмыс қабілеттілігін төмендетеді.