
книги из ГПНТБ / Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении
..pdfс дизельным приводами и передвижным стеллажом СП-300А для комплекта труб, сменного оборудования и материалов.
Мачта выполнена в виде пространственной четырехгранной фермы из газовых труб по ГОСТ 3262—62.
Мачта (рис. 51) состоит из стрелы 2, основания 8, двух регули ровочных домкратов 1, боковой опоры 19, опорной сошки 17 с регу лировочными винтами и задней опоры 16, поддерживающей стрелу мачты в транспортпом положении.
На стреле мачты смонтированы свечеприемник 12, кронблок 10, лестница 11 с ограждением 3, рабочая площадка 5 и переходная площадка 9.
Свечеприемник имеет переменную глубину кармана, что облег чает производство спуско-подъемных операций при бурении наклон ных скважин. Четыре ролика на кронблоке позволяют создать на конструкцию мачты симметричную нагрузку при закреплении не подвижного конца талевой оснастки на полу буровой вышки.
Конструкция кронблочной рамы дает возможность раздвигать ветви рабочего каната на расстоянии, соответствующие требованиям различных буровых станков.
Мачта оснащена лестницей тоннельного типа, которая соединя ется с рабочей площадкой переходом. Наклон мачты при бурении наклонных скважин осуществляется в поперечной плоскости буро вого корпуса одновременным вращением регулировочных винтов домкратов и винтов опорной сошки.
Для придания большей устойчивости буровой установке при наклонном бурении предусмотрены два домкрата 20, расположенные в плоскости боковой опоры мачты. Для этой же цели использованы четыре канатные растяжки 4. Задняя опора мачты выполнена «ка чающейся», т. е. при трапспортном положеппи мачты она занимает наклонное положение, а в рабочем положении поднимается почти вертикально канатом 22, соединяющим заднюю опору со стрелой мачты.
Для увеличения маневренности буровой установки верхняя секция стрелы мачты в транспортном положении может поворачи ваться вокруг шарнира 6, при этом свечеприемник и рабочая пло щадка откидываются на шарнирах. При наклонном бурении для на правления полуавтоматического элеватора на стреле мачты монти руется направляющий трос и каретка.
При монтаже сначала монтируется основание мачты и регули ровочные домкраты, верхняя плоскость рамы основания устанавли вается в горизонтальном положении. Далее устанавливается боко вая опора 19 с распорками 7, при этом необходимо обеспечить, чтобы оси шаровых опор находились в одной вертикальной плоскости с осями соответствующих фланцев на раме основания. Стрела мачты
2 собирается из трех секций на земле, шарнирами |
21 соединяется |
|
с основанием мачты и укладывается на вспомогательные |
козлы. |
|
После этого монтируется задняя опора, а затем |
опорная |
сошка. |
При этом шаровые опоры должны иметь люфт. |
|
|
Для подъема стрелы в рабочее положение грузоподъемная укосппа 15 устанавливается в вертикальное положение, канат 14 за крепляется за крюк трактора, который останавливается по линии подъема не ближе чем иа 25 м от опоры мачты. Далее стрела мачты поднимается в рабочее положение плавным движением трактора вперед.
Для того чтобы при переходе стрелы мачты через центр тяжести не произошло удара по фланцам, с противоположной стороны мачта придерживается тросом при помощи трактора, автомашины или специальной лебедки. После подъема мачты в рабочее положение (фланцы стрелы мачты и опоры стягиваются болтами) грузоподъем ная укосина открепляется от стрелы мачты, на канате 13 отводится в сторону и кладется иа крышу бурового корпуса. Для фиксации мачты в заданном положении домкраты устанавливаются в «распор» п закрепляются контргайками.
Мачта переводится в транспортное положение в порядке, обрат ном подъему.
|
|
|
Техническая |
характеристика |
мачты |
|
|
|||
Тпп |
конструкции |
|
|
|
|
трубчатая, |
четы- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
рехграннная |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ферма |
|
Высота от пола буровой до |
осп |
кронблока, |
м |
18 |
|
|||||
Грузоподъемность, |
т |
|
|
|
|
|
|
|||
|
па |
крюке |
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
па |
кронблоке |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
стрелы |
укоспны |
|
|
|
|
3 |
|
||
Талевая |
оснастка . |
. • |
|
|
1 X 1 |
или |
2 X 1 |
|||
Угол наклона ствола |
мачты |
к горизонту, град |
90—75 |
|
||||||
Вес |
мачты, кг |
|
|
|
|
|
2000 |
|
||
Высота |
установки |
в |
транспортном положе |
|
|
|||||
нии, |
м |
|
|
|
|
|
|
4,3 |
|
|
Длина установки в транспортном |
положении, |
|
|
|||||||
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
Удельное давление |
на грунт, кгс/см2 . . . . |
|
0,3 |
|
||||||
Способ |
транспортировки |
|
|
без |
разборки, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
одним |
плл |
двумя |
|
|
|
|
|
|
|
|
тракторами |
Т-100 |
|
|
|
Б у р о в о й |
к о р п у с |
|
|
|
||||
Тип |
конструкции |
|
|
|
|
деревянный, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
крупнопанель |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
ный, |
разборный, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
на металлических |
||
Габаритные |
размеры, |
мм: |
|
|
|
санях |
|
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
длпна |
|
|
|
|
|
|
7400 |
|
|
|
ширина |
|
|
|
|
|
|
4000 |
|
|
|
высота |
|
|
|
|
|
2000-f-2300 |
|||
Ширина |
колеи саней, |
м |
|
|
|
2,2 |
|
|||
Вес |
корпуса, |
кг |
|
|
|
|
|
4500 |
|
Оснащенность оборудования: буровой станок ЗИФ-650А, СБА500 и СБА-800; буровой насос ЗИФ-Р 200/40; НГР-250/50; свече-
9* |
131 |
разворот ПО-49А, РТ-1200; генератор для привода штангоразворота
иосвещеиия; полуавтоматический элеватор — любого типа.
Буровая мачта МНБ-650. Буровая мачта МНБ-650 разработана Оренбургским геологическим управлением.
Мачта предназначена для подъема, спуска и поддержания па весу колонны бурильных и обсадных труб при бурении вертикаль ных п наклонных геологоразведочных скважин алмазными корон ками глубиной до 800—900 м и твердосплавными коронками до глубины 650 м.
Металлическая А-образная мачта (рис. 52) — это конструкция, состоящая из двух сходящихся у кронблока стрел, каждая из ко торых собирается из двух труб (6 и 11 — левая стрела, 10 ж 16 — правая стрела) разных диаметров (219 и 245 мм) и представляющая собой телескопическую пару. Каждая стрела имеет узел телескопи ческого соединения, предназначенный для жесткого фиксирования с одновременным центрпрованием труб. Правая стрела в верхней части жестко соединена с рамой кронблока, левая стрела соединена шарнирно. Нижние части стрел мачты шарнирами опираются на две серьги 4 и 21, сваренные из труб, которые в свою очередь через шарниры наклона мачты 3 я 22 опираются па две опоры 2 и 23,
жестко смонтированные |
па сварном |
металлическом осиовашга 1. |
Для поддержания пакета |
бурильных |
свечей применяется замкну |
тый О-образный свечеприемник 8, который является связью между стрелами, увеличивающей общую жесткость мачты.
|
Подъем спаренных стрел мачты при переводе ее в рабочее поло |
|
жение п опускание стрел при переводе ее в транспортное |
положение |
|
производится через систему блоков и две А-образные |
стрелы I S |
|
и |
20 прп помощи трактора с тяговым усилием па крюке не менее |
|
5 |
тс. |
|
Прп бурении наклонных скважин применяется гибкая направля ющая, позволяющая при спуско-подъемных операциях использо вать полуавтоматические элеваторы. Степень натяжения направля ющей осуществляется натяжным устройством, представляющим собой винтовую пару с рукояткой и роликом, который устанавлива ется так, чтобы натянутый направляющий канат был параллелен оси скважины.
Для увеличения устойчивости мачты применяются четыре тро совых растяжки 12. Натяжение растяжек регулируется стяжными муфтами. При бурении вертикальных скважин, а также при подъеме и опускании стрел мачты шарниры наклона мачты 3 и 22 стопорятся двумя фиксаторами. Во избежание сдвига основания при подъеме и опускании стрел мачты трактором на жесткий буксир основания устанавливается сошник.
Буровая мачта МНБ-650 комплектуется утепленным буровым корпусом, в котором размещается все необходимое буровое обо рудование. Перед монтажом буровой мачты планируется пло щадка на новой точке и мачта устанавливается по азимуту скважины.
Рпс. 52. |
Буровая мачта |
МНБ-650. |
|
|
1 — основание; г — опора левая; |
з, 22 — шарнирный |
узел; 4 — серьга левая; |
5 — |
палец |
серьги; 6 — труба нижняя левая; |
7 — домкрат винтовой; 8 — свечеприемник; |
9 — |
узел |
телескопического соединения; 10 — труба верхняя правая; 11 — труба верхняя левая; 12 —
растяжки; 13 — кронблок; |
14 |
— тоннельная лестница; 15 |
— хомут; 16 — труба нижняя |
|
правая; 17, 19 — канат; |
18 — |
стрела подъема верхняя; |
20 — стрела подъема ниж |
|
няя; |
21 |
— |
серьга правая; 23 — опора правая. |
Для приведения буровой мачты МНБ-650 из транспортного положення в рабочее освобождается хомут 15, закрепляющий спа ренные и сложепные по длине стрелы мачты в серповидном седле опоры стрел, ослабляются шлицевые гайки узла телескопического соединения стрел (на 2,5—3 нитки по резьбе), устанавливается ры- чажно-захватное приспособление (если оно было снято) и выдвига ется верхняя часть стрел с кропблоком до срабатывания упоров
пдвух собачек, предохраняющих от полного выдвижения верхней части стрел. Под раму кронблока подводится опора, нижний конец которой опирается на автомобильный домкрат. С помощью домкрата
попоры кронблок поднимается на 15—20 мм с целью выбирания провисания стрелы мачты. После этого «собачка» на рычажио-за- хватном приспособлении перебрасывается п производится обратная подача верхней части стрел (до контактирования торцов верхних труб с упорами). На верхней и нижней горизонтально расположен ных стрелах фиксирующие кольца по скошенным пазам надвига ются па упоры и поджимаются натяжными винтами. Отпущенные шлпцевые гайкп закрепляются натяжными внптамп, поджимаются фиксирующие кольца, которые затем законтриваются. К верхней части стрелы мачты 10 монтируются два кронштейна, к которым прикрепляются две секции тоннельной лестницы. На буксир санейоснования устанавливается сошник, опускаемый затем в проделан ное углубление в грунте. Проверяется надежность крепления ка натов, правильность выполненной оснастки для подъема стрел мачты. После этого конец каната падежпо прикрепляется к трактору (с тя говым усилием на крюке не менее 5 тс).
Плавным движением трактора (без рывков) на первой скорости поднимаются спаренные стрелы мачты до положения, когда оси стрел образуют угол около 6° к вертикали. В этом положении мачта расчаливается растяжками.
Пальцами диаметром 18 мм раскрепляются стрелы между собой (во избежание паденпя пальцы должны быть закреплены на цепочках к стреле). Левая стрела отводится влево и двумя пальцами скрепля ется с левой серьгой. Свечеприемник прикрепляется двумя хому тами к правой стреле и производится талевая оснастка.
Наклон мачты МНБ-650 на заданный угол бурения создают два винтовых домкрата 7, для чего расшплинтовываются п выбиваются нижние пальцы у фиксаторов, нижние части фиксаторов выводятся из проушин, оттягиваются нижние части подкосов-домкратов н свин чиваются с винтов. После этого ослабляются две растяжки со сто роны, противоположной стороне наклона, навинчиваются домкраты на винты и одновременно устанавливается и натягивается направляющая.
Для приведения мачты в транспортное положение свечеприемник освобождается от бурильных свечей, мачта выводится в вертикаль ное положение при помощи подкосов-домкратов с обязательной страховкой растяжками. При помощи двух фиксаторов мачта за крепляется в вертикальном положении. Свечеприемник освобожда ется от правой стрелы и опускается вниз, проверяется оснастка
т
полиспаста стрелы подъема, выводится канат и надежно прикрепля ется к трактору. Движением трактора на одной из низших передач канат натягивается и надежно затормаживается. Затем дверцы люка бурового корпуса открываются, освобождается соединение нижней части левой стрелы 6 и плавно опускается нижняя часть стрелы до вертикального положения прп поддержке заранее закреп ленной веревкой. РІспользуя привязанную веревку, подводится левая стрела к правой и закрепляется двумя пальцами.
Домкраты устанавливаются в положение, при котором исключено задевание ими за люк при опускании стрел, освобождаются рас тяжки от якорей и плавным движением трактора (тяговое усилие на крюке должно быть не менее 5 тс) в сторону мачты на низшей передаче стрелы опускаются до горизонтального положения. После этого снимаются две секции тоннельной лестницы с верхней части правой стрелы 10. Ослабляются две шлицевые гайки (па 2,5—3 нитки по резьбе) и освобождаются шесть упоров (по три па каждой стреле). Прп помощи рычажно-захватного приспособления до от каза вдвигаются верхние части стрел в нижние и затягиваются шлицевымп гайками.
На небольшие расстояния (до 300 м) -в условиях ровной мест ности (отсутствие боковых уклонов свыше 3°) мачта может перево зиться без опускания стрел. Стрелы должны быть установлены в вертикальное положение и закреплены двумя фиксаторами. При этом обязательна страховка двумя тракторами за растяжки (стра хующие тракторы должны находиться от мачты не менее 30 м).
Перевозка мачты на расстояние до 4 км допускается с опущен ными в горизонтальное положение стрелами без снятия двух верх них секций лестниц и без складывания стрел по длине. При этом необходимо снижать скорость движения до минимума на неровно стях почвы, вызывающих колебания стрелы.
При перевозке на расстояние более 4 км (на санях и иа трайллере) мачту необходимо полностью привести в транспортное положение.
При |
ограничении |
высоты |
(наличие линий |
электропередач и |
||
др.) стрелы |
подъема 18 и 20 опускаются. |
|
|
|||
|
|
Техническая характеристика мачты |
|
|
||
Грузоподъемность, |
т |
|
|
|
||
|
на крюке |
|
|
|
10 |
|
|
па кронблоке |
|
|
|
20 |
|
Угол бурения скважпн к горизонту, град |
|
75—90 |
||||
Высота мачты, м |
|
|
|
|
||
|
от пола до осп кроиблока |
|
18 |
|||
|
в транспортном положении |
|
4,52 |
|||
Размеры |
бурового корпуса, |
м |
|
7X4,6 |
||
Размеры |
основания, |
м |
|
|
8,3X4,6 |
|
Вес мачты без бурового корпуса и оборудования, т |
. . |
6 |
||||
В |
том числе: |
|
|
|
|
|
|
санп-осповаппе с опорами, серьгами и стрелами |
|
||||
|
подъема |
|
|
|
3,20 |
|
|
стрелы мачты |
с кропблоком |
|
1,76 |
||
|
подкосы-домкраты |
|
|
0,32 |
Буровая мачта БМ-2. Буровая мачта БМ-2 высотой Н-32 (рис. 50) предназначена для подъема н спуска бурильного или аварийного инструмента п обсадных труб при разведочном бурении вертикальпых скважин глубиной до 2000 м, а также для размещения и укры тия буровой бригады и оборудования. Ствол мачты 3 состоит из пространственной четырехгранной фермы 1100 X 1400 мм, опира ющейся на А-образный портал 8. Для применения бурильных труб
Аз
Рнс. 53. Мачта БМ-2.
1 — кронблок мачты; г — оттяжка; з — ствол мачты; 4 — верхние полати; 5 —
поддерживаюпщй
канат; |
в — канатная |
|||
петля; |
7 |
— |
укосина; |
|
S — портал; |
|
9 — |
||
подкос; |
10 |
— |
основа |
|
ние; |
11 |
— |
нижние |
|
полати; |
|
12 |
— |
оття |
жки |
мачты; |
13, |
||
14 — оттяжки |
крон- |
|||
блока. |
|
нескольких диаметров мачта имеет полати 4 я 11, расположенные на высоте 23,2 м для свечей длиной 24,6 м и на высоте 17,3 м для свечей длиной 18,5 м. Чтобы обеспечить возможность передачи на мачту только центрально сжимающих нагрузок, применяется кронблок мачты 1 качающего типа, уравновешенный 4-мя канат ными оттяжками 13 и 14.
Для придания мачте устойчивого положения служат подкосы 9. Портал, подкосы и буровое здание мачты опираются на металличе ское разборное основание 10, заменяющее собой бетонный фунда-
мент. С целью увеличения расстояния между талевым блоком и пе
редней гранью мачты последняя наклонена иа 1° 30' |
к |
вертикали. |
Центрирование мачты относительно оси скважины |
и |
придание |
ей необходимого угла наклона в процессе бурения осуществляются |
регулировочными винтами подкосов. До высоты 8,5 м мачта имеет лестницу маршевого типа, идущую вдоль опоры портала. Сообщение с полатями осуществляется при помощи лестниц тоннельного типа, расположенных внутри центрального ствола мачты и имеющих через каждые 3—4 м переходные площадки с закрывающимися люками.
Центральный ствол, подкосы, портал и основание мачты разби раются на отдельные транспортабельные блоки весом не более 1000 кг.
Перед сборкой мачты подготовляется горизонтальная площадка размером 15 X 25 м. При слабом грунте (с допустимой удельной нагрузкой меньше 2 кгс/см2 ) под основание мачты укладываются деревянные брусья.
Мачта собирается автокраном. На собранном основании 10 монтируется портал 8, к которому последовательно присоединяются секции ствола мачты 3. Затем к нему присоединяется кроиблок 1, верхние 4 и нижние полати 11, оттяжки 12 и оттяжки кронблока 13 и 14. Одновременно монтируется подкос 9, который расчаливается специальными распорками. После этого мачта оснащается монтаж ной стрелой, канатной петлей и подъемным канатом. Поднимается
иопускается мачта тремя тракторами с помощью падающей стрелы
итрехструнного полиспаста.
Крепление подкосов к основанию, а также расчалпвание кронблока, центрирование ствола мачты и расчаливание его оттяжками производится после подъема ствола мачты.
К преимуществам мачты следует отнести:, возможность полной сборки на земле без применения специальных подъемных п монтаж ных лестниц, хорошая просматриваемость ствола мачты с пульта управления лебедкой. Помимо этого конструкция мачты позволяет использовать при работе комбинированную бурильную колонку из труб диаметром 50; 63,5 и 73 мм, длиной свечи 18,5—24,0 м.
Наряду с этим мачта имеет и недостатки: громоздкость и большой вес основания, неудачная конструкция полатей, затрудняющих монтаж и перевозку, сложность схемы подъема и опускания мачты, значительные колебания ствола мачты во время сщ^ско-подъемных операций.
|
Техническая |
характеристика мачты |
|
|
|
Грузоподъемность, |
т |
|
|
|
|
на |
кровблоке |
|
|
|
|
на |
крюке |
|
|
. 0 |
0 |
Талевая |
оснастка |
|
|
1X2, |
2 X 3 , |
|
|
|
|
3 X 4 |
|
Количество полатей |
|
|
2 |
|
|
Высота мачты, м: |
|
|
|
|
|
общая |
|
|
34,6 |
||
от основания |
до оси |
роликов кронблока . |
32 |
Высота до полатей от основания, м |
|
|
|
|||||
до |
первых |
|
|
|
|
17,2 |
|
|
до |
вторых |
|
|
|
|
23,3 |
|
|
Размеры |
поперечного |
|
сечения |
основного ствола |
|
|
||
мачты, |
м |
|
|
|
|
|
1,1X1,4 |
|
Размеры |
основания, |
м: |
|
|
|
|
|
|
ширина |
|
|
|
|
7,4 |
|
||
длина |
|
|
|
|
|
13,0 |
|
|
высота |
основания |
под станочный блок . . . |
0,9 |
|
||||
высота |
основания |
под мачту н |
подкосы . . . |
0,7 |
|
|||
Вес, кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
мачты |
в сборе |
|
|
|
|
12000 |
||
металлического |
основания |
|
|
9000 |
* |
|||
общин |
вес буровой мачты |
(без |
оборудования) |
21000 |
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ВЫШКОСТРОЕНИИ ЗА РУБЕЖОМ
В последние годы в США и Англии наблюдается тенденция к максимально возможной замене копров облегченными мачтами для бурения как вертикальных, так и наклонных скважин. Большое внимание уделяется вышкостроению для проведения скважин в труд нодоступных районах. В связи с этим практикуется расчленение конструкций на мелкие узлы, размеры и вес которых позволяют перевозить пх не только на автомашинах и вездеходах, по и грузо выми самолетами и вертолетами. Вес копров и мачт облегчается за счет применения легированных сталей. В табл. 20 приведены основные параметры таких вышек.
типо |
|
Размер |
|
Высота, |
стороны |
||
размер |
|||
м |
основания, |
||
вышки |
|
м |
10 |
24,4 |
0,1 |
11 |
26,5 |
6,1 |
12 |
28,7 |
7,3 |
16 |
37,2 |
7,3 |
|
|
Т а б л и ц а 20 |
|
Размер |
Максимальная |
нагрузка, тс |
|
стороны |
|||
|
|
||
верхней |
|
|
|
рамы, |
Сталь A T M - A 7 |
Сталь А ТМ-А-94 |
|
м |
|||
|
|
||
1,67 |
3 9 - 5 7 |
147—198 |
|
1,67 |
3 9 - 5 7 |
147—198 |
|
1,67 |
3 9 - 5 7 |
181—243 |
|
1,67 |
84—111 |
2 6 2 - 3 6 2 |
Мелкоблочное исполнение конструкций вышек и мачт и исполь зование легких прочных сплавов являются основными прогрессив ными направлениями в современном вышкостроении за рубежом.
Для бурения скважин глубиной 1500—2000 м в основном при меняются вышки и мачты с широкой базой основных опор, жесткой металлоконструкцией фермы мачт, большой безопасной рабочей площадью у основания, полной просматриваемостыо рабочего про странства бурильщиком и верховым рабочим.
Для бурения скважин малых глубин за рубежом используются самоходные буровые установки или передвижные буровые агрегаты,
* В том числе под станочный блок 2730 кг.
смонтированные наавтоприцепах. Те и другие снабжены телескопи ческими или складными мачтами. Мачты поднимаются и опускаются гидравлическими цилиндрами и реже рычажными домкратами. Мачты позволяют бурить как вертикальные, так и наклонные сква жины. При конструировании мачт наблюдается тенденция исключить
в-в
Li
Рис. 54. Буровая установка фпрмы «Лонгнр» США.
операцию по центровке мачты после ее установки в рабочее поло жение.
В буровой установке фирмы «Лонгир» (рис. 54) станок вместе с двигателем монтируется на раме поперек одноосного прицепа. Между передней стенкой станины станка и вращателем имеется поворотная плита, которая с корпусом вращателя крепится к ста нине Т-образными болтами, заключенными в кольцевой паз, что