книги из ГПНТБ / Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении

На основании проведенных исследований комплекса механизмов КМ-2 были сделаны следующие выводы.

1. Схема работы с двумя элеваторами, обеспечивающая ускорение проведения спуско-подъемиых операций в результате совмещения во времени подъема бурильной колонны со спуском порожнего элеватора и спуска бурильной колонны с подъемом порожнего эле­ ватора, работоспособна.

2. Кронблок маятникового типа обеспечивает перенос свечи к штангоприемнику, подъем бурильпой колонны с одновременным опусканием порожнего элеватора, спуск бурильной колонны в сква­ жину с одновременным подъемом порожнего элеватора на второй и третьей скоростях станка ЗИФ-1200А.

Конструкция кронблока рекомендуется для использования в даль­ нейших разработках.

3. Тросоукладчик работоспособен, обеспечивает нормальную укладку каната на барабан и рекомендуется для использования

вдальнейших разработках.

4.Элеватор позволяет проводить спуск и подъем бурильной ко­ лонны как в режиме «раздельное управление», так и в автоматическом режиме. Элеватор может быть принят за основу при дальнейшем проектировании.

5.Вращающиеся металлические протекторные кольца износо­ устойчивы и надежно предохраняют замок от истирания.

6.Для сокращения количества реверсов электродвигателя необ­

ходимо использовать компенсаторы на неподвижном конце каната.

7.При дальнейшей доработке комплекса механизмов следует предусмотреть направляющие, обеспечивающие уменьшение ампли­ туды колебания талевых блоков при проведении спуско-подъемных операций на высоких скоростях.

8.В связи с тем что исследования показали хорошие результаты при работе с верховым рабочим, целесообразно, не дожидаясь окон­

чательной доводки всего комплекса механизмов КМ-2, приступить к разработке средств механизации, позволяющих ускорить спускоподъемные операции при сохранении верхового рабочего:

Г л а в а V I I I

МЕХАНИЗАЦИЯ I I АВТОМАТИЗАЦИЯ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИИ ЗА РУБЕЖОМ

МЕ Х АН И З А ЦИЯ В БУРОВЫХ УСТАНОВКАХ

Фирма «Шрамм» (США) выпускает самоходные буровые установки для проходки вертикальных геологоразведочных, гидрогеологиче­ ских, сейсмических и взрывных скважин. Касаясь конструктивных особенностей оборудования фирмы, следует отметить широкое исполь­ зование подвижного вращателя. В некоторых установках для облег­ чения и ускорения спуско-подъемных операций предусмотрены вертикальные магазины для нескольких свечей длиной 6—8 м.

Фирма «Рейч» (США) выпускает буровое оборудование для про­ ходки вертикальных и наклонных взрывных скважин на глубину до 38—50 м, а также для проходки гидрогеологических и разведочных скважин па глубину 300—500 м. В установках Т-650, Т-750 фирмы широко механизированы трудоемкие вспомогательные операции, навинчивание и развинчивание бурильных труб, подвод и отвод бурильных труб от устья скважины и укладка их в кассеты. Навин­ чивание н развинчивание труб осуществляются вращателем уста­ новки, для перемещения бурильных труб от кассеты к устью сква­ жины и обратно используется в з^становках для бурения на глубину до 50 м вертикальный барабан-кассета. При бурешш на большие глубины применяются гидравлический свечеукладчик маятникового типа, грз'зоподъемная стрела н таль для перемещения бурильной трубы из горизонтальной кассеты иа ось скважины.

Автоматический свечеукладчик, згстаиавливаемый па самоходпых установках, выполнен в виде отводного рычага, который воздействует на бурильнз'їо трз'бу, установленную на наклонную подставку вдоль борта автомашины. Отводной рычаг приводится в движение сжатым воздухом. Поэтому трубоукладчик можно смонтировать иа любой самоходной буровой застановіте, где имеются пневматические тормоза.

Использование свечеукладчика позволяет сократить затраты вре­ мени на спзг ско-подъемные операции и облегчить труд буровой бригады, так как помощнику бурильщика не нужно отходить от устья скважины для укладки свечи на стеллажи.

попарно по диагонали прямоугольника и имеют длину хода 5,8 м. Диагонально расположенные пары цилиндров приводят в движение платформы нижнего и верхнего гидроподъемников. Перемещения верхней и нижней платформ перекрывают друг друга в средней части направляющей фермы.

Платформа подъемников перемещается последовательно, с плав­ ным переходом от одного цикла подъема к следующему, в результате чего бурильная колонна находится в непрерывном движении вверх.

На верхней платформе установлен силовой вертлюг, приводимый во вращение специальным насосом. Реактивный момент силового вертлюга воспринимается направляющей фермой, по которой сколь­ зит верхняя платформа с вертлюгом.

Направляющая ферма с подъемной стрелой состоит из нижней и верхней ферм. Нижняя часть направляющей фермы высотой 13,1 м, напоминающая обычные мачты, несет только боковые нагрузки. На ней размещаются две направляющие в виде вертикальных пазов, которыми она воспринимает усилие кручения и горизонтальные со­ ставляющие усилия, передаваемого от захватов гидроподъемника. Верхняя часть фермы представляет собой кран, длина стрелы кото­ рого составляет 10,1 м. На стреле установлены шкивы для пенько­ вого (легости) и тартального канатов.

Механизмы для проведения операций с трубами в процессе спуска и подъема бурильной колонны состоят из клииовых захватов, уста­ навливаемых в полу буровой и в платформе нижнего подъемника; механизма свинчивания и развинчивания, элеватора и механизма для отвода отвинченных труб в сторону, смонтированного на верхнем подъемнике.

Стеллажи для укладки труб вынесепы из буровой и установлены на земле. Трубы при помощи трубоукладчика укладываются на гори­ зонтально установленные стеллажи.

Трубоукладывающий механизм представляет собой шарнирный

отвинченную бурильную свечу и передает ее трубоукладывающему механизму, который укладывает бурильную свечу на стеллажи.

Насосно-силовая группа включает несколько отдельных блоков, состоящих из двигателей, непосредственно соединенных с маслонасосами переменной производительности. Все блоки (кроме одного) объединяются одним манифольдом и подсоединяются к подъемнику. Свободный блок служит для привода вспомогательных механизмов. Блоки устанавливаются на салазках или на прицепах. В процессе бурения свободный блок служит для привода силового верт­ люга.

Буровые насосы установлены диафрагменные с гидравлическим приводом от масляных насосов. Диафрагменные насосы имеют одну или несколько камер, каждая из которых разделяется гибкой диа­ фрагмой. Масло в камеры подается поочередно, вытесняя из нее про­ мывочную жидкость.

В последние годы с связи с широким внедрением алмазного буре­ ния геологические организации начали применять различные сред­ ства, снижающие вибрацию бурового снаряда.

Наиболее эффективными средствами являются антивибрационная смазка и эмульсионные растворы. Использование смазки или эмуль­ сионных растворов при алмазном бурении позволяет значительно снизить вибрации бурильной колонны, повысить проходку на ко­ ронку (на 20 — 30%), снизить расход алмазов и уменьшить затраты мощности на вращение бурильной колонны.

Вместе с тем применение этих эффективных средств вызывает необ­ ходимость дополнительных работ, часто весьма трудоемких. Так, большие затраты времени и труда требуются для приготовления смазки и нанесения ее на бурильную колонну. В практике работ смазка чаще всего наносится ручным способом или путем заливки ее через устье скважины. Последний метод можно применять при статическом уровне жидкости в скважине на небольшой глубине. Кроме того, используются стаканы различных конструкций со смазкой, через кото­ рые проходит колонна бурильных труб при спуске. Этот способ наи­ более широко распространен, однако, он вызывает необходимость некоторого замедления скорости спуска бурильной колонны. Рядом геологических организаций (Уральским территориальным геологи­ ческим управлением и др.) предпринимались попытки с помощью приспособлений типа форсунок разбрызгивать смазку на колонну при спуске. Однако такие приспособления оказались малоэффек­ тивными.

Приготовление эмульсионных растворов связано также со значи­ тельными затратами ручного труда на размешивание смеси эмульсола

спромывочным раствором.

Всвязи с этим в ряде геологических организаций разработаны различные приспособления, позволяющие механизировать эти ра­ боты и облегчить труд буровой бригады. Ниже приведено описание установок, разработанных в производственных геологических орга­ низациях.

У С Т А Н О В КА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ СМАЗКИ Н А БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ

Установка УНС-1 разработана Оренбургским геологическим управлением. Схема установки приведена на рис. 81 . Принцип ра­ боты и устройство установки УНС-1 заключается в следующем.

Готовая смазка заливается в бак 1, расположенный в резервуаре с теплообменной жидкостью 5. Антивибрационная смазка подается под давлением по трубопроводу в кольцевую насадку 10, которая уста­ новлена на кондукторе скважины и через радиалыю расположенные отверстия попадает на поверхность снаряда, проходящего при спуске внутри кольцевой насадки.

Рпс. 81. Схема установки для нанесення смазки на бурильные трубы.

1 — бак со смазкой; 2 — фильтры; 3 — электродвигатель; 4 — шестеренчатый насос; 5 — бак с теплообменной жидкостью; 6 — центробежный водяной насос; 7 — электронагреватель­ ные элементы; 8 — кран регулировочный; 9 — трубопровод двойной; ю — кольцевая на­

садка; 11 — полость насадки.

Для подогрева смазки трубопровод размещается внутри трубы большого диаметра 9, по которой циркулирует подогретая теплообменная жидкость. Смазка нагнетается масляным шестеренчатым насосом 4, приводящимся в движение от электродвигателя 3. Теплообменная жидкость нагнетается водяным центробежным насосом 6, а подогревается электронагревательными элементами 7, расположен­ ными в нижней части резервуара

За 30—40 мии до начала ианесения смазки иа колонну бурильных труб включаются электронагреватели установки. При температуре теплообменной жидкости до 80° С включается центробежный насос 6 и жидкость, циркулируя по замкнутой системе, подогревает трубо­ провод и кольцевую насадку. После прогревания в течение 5 мин включается шестеренчатый насос 4. Кран 8 при этом перекрыт. На кране 8 смонтирован указатель расхода смазки. Буровой мастер устанавливает указатель расхода в нужное положение и открывает

кран, после чего подогретая смазка под давлением через радиальные отверстия насадки наносится на поверхиость бурильных труб, спус­ каемых в скважину. При остановке спуска кран 8 перекрывается. Открывая и закрывая кран 8, можно наносить смазку поясами в тре­ буемых местах. Кран располагается у рабочего места, с расчетом удоб­ ного пользования им.

Кольцевая насадка 10 имеет смеииые кольца и может быть исполь­

в эксплуатации. В последующем для улучшения работы в резервуаре теплообменника были установлены тепловые реле для автоматиче­ ского поддержания температуры жидкости теплоносителя в диапазоне

Красноярским геологическим управлением разработано приспо­ собление, механизирующее процесс нанесения смазки (рис. 82). Механизм состоит из рамы 2, электродвигателя 2, полужесткой муфты 3, шестеренчатого насоса 4 с заборным фильтром 5, подводящего шланга 6, регулировочного крана 7, манометра 8, нагнетательного шланга 9 и стакана 10. Смазка заполняет емкость 11 и нагревается нагревателем 12 через воду, которая заливается в трубку 13 емкостей 14 и 15, соединенных менаду собой водоподводящими трубками 16 и 17; на механизме нанесения смазки имеется пульт управления 18, на котором располагается пакетник для включения и выключения электродвигателя и включатель для включения нагревателя.

Принцип работы механизма заключается в следующем: смазка нагревается до температуры 60—70° С. При включении электродвига­ теля 2 насос 4 забирает смазку через фильтр 5, где она очищается от посторонних примесей, и направляет ее к регулировочному крану 7. В зависимости от расхода часть смазки через кран идет на слив, а другая часть, которая контролируется манометром 8, идет по нагнетательному шлангу 9 в стакан 10. Стакан 10 имеет две форсунки