книги из ГПНТБ / Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении

Впоследние годы Уральским, Иркутским и Ухтинским терри­ ториальными геологическими управлениями, а также СКВ Мини­ стерства геологии СССР разработаны полуавтоматические элеваторы, позволяющие производить спуско-подъемные операции без наго­ ловников, либо с использованием быстросъемных стержневых и шарнирных муфт.

В1967—1968 гг. в Белгородской экспедиции геологического

управления Центральных районов, в Прокопьевской, Киселевской и Шуштуленской партиях Западно-Сибирского геологического упра­ вления проводились сравнительные испытания полуавтоматических элеваторов «Воркутинец-50», «Урал-2» и ПЭШ-5.

Элеваторы «Воркутинец-50» были изготовлены ремонтно-мехаии- ческимп мастерскими Воркутинской комплексной экспедиции, эле­ ваторы «Урал-2» — Центральными механическими мастерскими Уральского геологического управления, элеваторы ПЭШ-5 — цен­ тральными ремонтно-механическими мастерскими Иркутского геоло­ гического управления.

Одновременно с целью получения сравнительных технико-эконо­ мических показателей проводилась эксплуатация серийно выпуска­ емого элеватора МЗ-50-80 конструкции СКВ Министерства геологии

СССР.

Условия бурения скважин в этих партиях приводятся в табл. 10.

Т а б л п ц а 10

Разбуриваемые горные породы представлены алевролитами, пес­ чаниками, пластами каменного угля, суглинками, песками, глинами, известняками, сланцами и железистыми кварцитами.

В качестве промывочной жидкости применялся глинистый раствор следующих параметров:

Повышенная вязкость глинистого раствора способствовала образо­

подъемных операций свечей бурильных труб не требуется примене­ ние съемных наголовников, вследствие чего исключается возможность травмирования обслуживающего персонала в случае падения наголов­ ников с верхнего конца свечи; уменьшаются затраты времени на спуско-подъемиые операции за счет исключения времени па надева­ ние и снятие наголовпика; облегчается труд помощника бурового мастера при спуске и подъеме бурильной колонны; снижается метал­ лоемкость комплекта элеватора, уменьшается стоимость изготовле­ ния комплекта элеватора.

Вместе с тем элеваторы ПЭШ-5, «Воркутинец-50» и «Урал-2»

всравнении с серийным элеватором МЗ-50-80 имеют ряд недостатков:

1)относительная сложность конструкции, требующая более точ­ ного изготовления деталей и более тщательного ухода при эксплуа­

тации элеватора (чистка при загрязнении и смазка); 2) меньшая эксплуатационная надежность, которая проявляется

при использовании глинистого раствора повышенной вязкости, пони­ жении температуры воздуха и износе деталей подхватно-копиру- ющей системы элеваторов; при этом происходит подхват бурильных

труб элеватором за промежуточные муфтово-замковые соединения, проскальзывание элеватора относительно кольцевой проточки па муфте верхнего замка; неотсоединение элеватора от свечи при уста­ новке ее на подсвечник, самопроизвольное отсоединение элеватора от колонны бурильных труб, приводящее при спуске или подъеме

кпадению бурового снаряда в скважину;

3)невозможность применения элеваторов при работе с буриль­ ными трубами, оснащенными резиновыми протекторными кольцами.

Кроме того, для работы с этими элеваторами требуется специаль­ ная подкладная вилка к механизму развинчивания бурильных труб,

амуфты бурильных замков должны иметь кольцевую проточку.

Несмотря на отмеченные недостатки, конструкция элеватора, не требующая применения наголовников, является наиболее прогрес­ сивной.

Сравнение эксплуатационных качеств элеваторов позволило уста­ новить следующее.

1.Элеватор ПЭШ-5 не может эксплуатироваться с применением глинистых растворов. Шариковый захватный орган элеватора засо­ ряется и заклнпивается, вызывая подхваты под промежуточные муфты, и не срабатывает при прохождении через кольцевую проточку замка.

2.Элеватор «Воркутинец-50» более громоздок, чем элеватор . «Урал-2». За ним требуется более внимательный уход — не защищен от загрязнения и воздействия ударных нагрузок. Подхватно-копиру- ющая система элеватора работает несинхронно, а соединение деталей между собой ненадежно, что вызывает частые поломки, устранение которых возможно только в механических мастерских. Выступающие за габаритные размеры корпуса рычаги копиров и затвора обламы­ ваются от ударов и могут служить причиной травмирования и под­ хвата свечей труб под муфты и промежуточные замки.

3.Конструкция элеватора «Урал-2» в сравнении с конструкцией элеватора «Воркутинец-50» имеет следующие преимущества: а) боль­ шая надежность в эксплуатации в связи с синхронностью работы кулачков (единый копир); б) компактность конструкции; в) лучшая

защита деталей подхватно-копирующей системы от загрязнения и воздействия ударных нагрузок; г) большое удобство при падевашга элеватора на свечу при спуске бзфовой колонны в скважину (наличие самофиксирующихся подпружиненных створок).

После производства 16 250 циклов спуско-подъемов бурильных свечей образцом № 6 элеватора «Урал-2» была проведена техническая экспертиза, в результате которой установлено следующее.

1. В корпусе элеватора не обнаружено видимых деформаций и трещин, наружная поверхность подвергнута незначительному износу, размер нижней конусной фаски проходного отверстия уве­ личился с 15 X 30 до 23 X 30°, торцовая часть имеет забоины глу­ биной до 3 мм.

2. Шлицевые вилки в местах посадки в отверстие корпуса имели овальный износ по наружному диаметру (до 0,25 мм).

3. Подхваты в посадочном отверстии имели выработку по диа­ метру и шлицам до 0,2 мм.

4.Створки зева корпуса и копир были изношены до 7 и 4 мм соот­ ветственно, вследствие чего их пришлось заменить.

5.Траверса имела овальный износ отверстий, служащих для со­ единения с пальцами хвостовиков. Одно плечо траверсы деформиро­ вано.

6.Тяга копира заменена в связи с продольным изгибом.

7.Головки винтов крепления крышки к корпусу элеватора смяты. Остальные детали

IIый износ до 1,7 мм, соответственно изнашивались отверстия проушин до 0,35 мм, отверстия для защелки до 0,35 мм, место перехода проход­

3. Створка зева корпуса элеватора изнашивалась по площади контакта с поверхностью свечи до 1 мм, отверстия крепления створки увеличились с 10 до 15,3 мм, зуб замка имел износ в виде впадины до 3. мм.

4. Рычаг левого и правого кулачков деформировался в местах приварки к цапфе кулачка и заменен новым.

колонны, время, затрачиваемое на спуск и подъем одной бурильной свечи, а также время на производство-спуско-подъема 1 м бурильной свечи в сравнении с нормативным временем, установленным ЕНВ.

Среднее улучшенное время на выполнение отдельных операций определялось по методике Башинского. Сводные результаты хроиометражных наблюдений приведены в табл. 15—17.

Анализируя данные, приведенные в табл. 15—17, следует отме­ тить, что при производстве работ в осенне-зимний период наилучшие результаты были получены при работе кольцевым элеватором (с вер­ ховым рабочим) и элеватором МЗ-50-80. Из испытываемых элеваторов «Воркутинец-50» и «Урал-2» лучшие показатели имели «Урал-2».

Общее время на производство спуско-подъема одной свечи буриль­ ных трз^б длиной 14,1 м составляет: по элеватору «Воркутииец-50» 138,7 с, по элеватору «Урал-2» 105,8 с, по элеватору МЗ-50-80 90,4 с. Фактически затраченное время на производство спуско-подъемных операций элеватором «Урал-2» составляет 82,4% от нормативного времени, в то время как по элеватору «Воркутинец-50» оно составляет 109,2% (см. табл. 17). Экономия времени на цикл спуско-подъема одпой свечи, полученная при работе с элеватором «Урал-2» по сравне­ нию с элеватором «Воркутинец-50», составляет 32,9 с.

В Западно-Сибирском геологическом управлении при проведении испытаний в весенне-летний период были получены следующие ре­ зультаты. Общее время на производство спуско-подъема одной свечи бурильных труб длиной 14,1 м составляет: по элеватору «Воркути­ нец-50» 91,0 с, по элеватору «Урал-2» 67,0 с, по элеватору МЗ-50-80 82,82 с. Фактически затраченное время на производство спуско-подъ­ емных операций элеватором «Урал-2» составляет 52,8% от норматив­ ного времени, элеватором «Воркугпнец-50» 72,1% и элеватором МЗ-50-80 66,7%.

Экономия времени на цикл спуско-подъема одной свечи, получен­ ная при работе с элеватором «Урал-2» по сравнению с элеватором «Воркутинец-50», составляет 24,0 с и с элеватором МЗ-50-80 15,8 с.

Наименьшие затраты времени на производство спуско-подъемных операций имеет элеватор «Урал-2».

Однако такая значительная разница в затратах времени при работе различными типами полуавтоматических элеваторов не может счи­ таться нормальной и может быть объяснена тем, что элеваторы испытывалпсь на разных скважинах, геолого-технические условия которых были неодинаковыми.

Более точно разницу отражают затраты времени на выполнение операций, зависящих от конструкции элеватора. К таким операциям следует отнести: надевание элеватора на свечу, подъем элеватора по свече, снятие элеватора со свечи, снятие наголовника со свечи (при спуске бурильной колонны в скважину); надевание наголовника и элеватора на свечу (при подъеме бурильной колонны из скважины).

Сравнение выявленных достоинств и недостатков конструкций элеваторов, а также анализ затрат времени на производство спускоподъемных операций позволяют сделать вывод, что лучшие технико-

Затраты времени при спуске бурильной колонны

Затраты времени при подъеме бурильной колонны