книги из ГПНТБ / Денисов П.Г. Сооружение буровых учеб. пособие

системы первого варианта являются блок очистных устройств, про­ межуточный блок, подпорный блок и комплекс механизмов для при­ готовления раствора из порошкообразных материалов. Во втором варианте циркуляционная система дополняется установкой для

•отделения утяжелителя от раствора (регенерация утяжелителя), дозировочной емкостью для хранения химических реагентов, пере­ движным насосом и вагонеткой для вывоза шлама.

Блок очистных устройств состоит из прямоугольной емкости и установленных на ней сдвоенного вибросита, гидроциклонного нескоотделителя и вакуумного дегазатора. В промежуточный блок

Рис. 68. Циркуляционная система ЦС125БЭ.

входит прямоугольная емкость со встроенным желобом и всасыва­ ющим коллектором. На подпорном блоке установлен центробежный насос типа ВШН-150.

Устье скважины соединяют с блоком очистных устройств трубой на быстросъемных соединениях, позволяющих компенсировать угло­ вые и линейные неточности монтажа. Каждый блок связан двумя патрубками. Подпорный блок объединяют гибкими рукавами со всасывающими трубопроводами буровых насосов, в которые раствор подается центробежным насосом.

Все блоки соединены между собой вспомогательным нагнетатель­ ным трубопроводом для подачи раствора в перемешивающие гидра­ влические устройства в емкостях и перекачки раствора из одной емкости в другую.

Механизмы для приготовления буровых растворов и их монтаж

Для приготовления, химической обработки и утяжеления буро­ вых растворов используют следующие механизмы: глиномешалки, фрезерно-струйные мельницы, гидромешалки и гидросмесители.

150

В глиномешалке и фрезерно-струйной мельнице осуществляется механическое перемешивание воды с комовой или порошкообразной глиной и химическими реагентами, а в гидромешалке и гидросмеси­ теле — гидравлическое.

Г л и н о м е ш а л к а типа МГ2-4 состоит из сварного барабана овального сечения, смонтированного на раме, одно из днищ его съем­ ное и соединяется со стенками болтами. Внутри барабана на подшип­

На одних концах валов посажены зубчатые колеса, находящиеся между собой в зацеплении. Привод валов осуществляется от элек­ тродвигателя плоскоременной передачей через ведомый шкив и рас­ положенную на одном с ним валу шестерню.

Вода, глина и другие компоненты подаются в барабан через загрузочный люк, в верхней части которого имеется решетка. Кон­ струкция глиномешалки позволяет непрерывно или периодически выпускать жидкость через спускной клапан, расположенный в ниж­ ней части барабана. Параметры приготовляемого раствора регули­ руют соответствующими пропорциями компонентов, подаваемых в барабан.

Монтируют глиномешалку обычно на блочном основании вместе с приводом и укрытием около вышки. Высота основания зависит от того, куда будут сливать готовый раствор — в амбар или металли­ ческие емкости, или в желобную систему буровой. Это позволяет очистить приготовленный раствор от посторонних примесей или от нерастворенных кусков глины перед сливом его в приемные емкости, а также создает возможность приготовления химических реагентов в глиномешалке и дозированного спуска их в циркулирующий поток раствора.

От сливного люка глиномешалки до желобной системы устана­ вливают желоб с уклоном в сторону слива раствора. К загрузоч­ ному люку глиномешалки сооружают наклонный трап шириной 2—2,5 м и длиной 8—10 м в зависимости от высоты установки глино­ мешалки.

Для механизированной загрузки глиномешалки глиной и хими­ ческими реагентами монтируют специальное загрузочное устройство, состоящее из тележки и рельсового пути, проложенного от склада глины и химических реагентов по трапу к загрузочному люку. В качестве привода для тележки используют отдельно установлен­ ный электродвигатель с редуктором и барабаном для троса или электродвигатель глиномешалки. В последнем случае понижающим редуктором служит редуктор глиномешалки: плоскоременная пере­ дача и зубчатая пара. Для этого на торце одного рабочего вала глиномешалки укрепляют шинно-пневматическую муфту ШПМ-ЗОО с барабаном для троса. От барабана трос пропускают через напра­ вляющие ролики и соединяют с загрузочной тележкой.

К загрузочному люку глиномешалки подводят водопровод и устанавливают задвижку.

151

Ф р е з е р н о - с т р у й н а я м е л ь н и ц а типа ФСМ-7, ФСМ-3 (рис. 69) в отличие от глиномешалки имеет большую произ­ водительность и может работать непрерывно с одновременной за­ грузкой ее компонентами раствора.

Она состоит из корпуса 1, смонтированного на раме и вращающе­ гося от электродвигателя ротора 3 со сменными лопастями 4, который является основным рабочим органом мельницы. В верхней части корпус имеет загрузочный бункер 9 с двумя щелевыми насад-

в бункер. В нижней части корпуса установлена сменная дисперги­ рующая рифленая плита 2, прилегающая с небольшим зазором к ротору, которая способствует измельчению твердых компонентов раствора. На уровне с ротором расположены сливной лоток 5 и ре­ шетка 6 для фильтрации готового раствора.

К боковой стенке загрузочного бункера шарнирно присоединена предохранительная плита 10, предназначенная для предотвращения поломок ротора при попадании в мельницу камней и металлических предметов. Сближение плиты с ротором регулируется упорной штангой 1 2 и втулкой 14, жестко связанных между собой предохра­ нительным сменным штифтом 13. При попадании между ротором и плитой твердых предметов срезается предохранительный штифт. Плита вращается на шарнире, отходит к задней стенке корпуса мельницы, а посторонние предметы проваливаются в ловушку 15, закрытую снизу откидной крышкой 16 с резиновым уплотнением. Открывается крышка затвором 11.

Фрезерно-струйная мельница 7 монтируется обычно около желобной системы 5 на санном основании вместе с приводом (рис. 70).

152

Около мельницы располагается емкость 2, которая соединяется с желобной системой — желобом 3. На емкости устанавливается центро­ бежный шламовый насос 1, всасывающая линия которого опускается в емкость, а нагнетательная линия 9 соединяется с мельницей и желобной системой. На нагнетательной линии находятся две задвижки 4, которые служат для регулировки подачи раствора в мельницу или желобную систему. В желобе имеется съемная перегородка 10, которая изменяет направление движения раствора. Подвод воды в мельницу осуществляется по водопроводу 6. Для подачи в мель­ ницу глины или химических реагентов монтируют загрузочное устройство 8 — транспортер, глинотаску и др.

Для приготовления раствора в мельницу подаются вода и глина, готовый раствор поступает в емкость и перекачивается насосом в желобную систему.

Для изменения параметров циркулирующего раствора перекры­ вают перегородку 10 и раствор подается в емкость, а из емкости насосом в мельницу, в которую одновременно загружают химические реагенты, глину или утяжелители. Обработанный в мельнице рас­ твор возвращают в емкость, а при доведении раствора до необхо­ димых параметров открывают вторую задвижку на выкидной линии насоса, и раствор направляется в желобную систему.

в основном для приготовления бурового раствора из комовой глины гидромониторным способом. Они состоят из установленного на сан­ ном основании металлического корпуса, выполненного в виде полу­ цилиндрической емкости с небольшими прямыми участками боковых стенок. Сверху корпуса помещен трубопровод с несколькими отво­ дами и гидромониторными сменными насадками. В нижней части корпуса имеются два патрубка для присоединения всасывающей ли­ нии насоса и слива готового раствора в приемные емкост'й. Приго­ товление раствора осуществляется при помощи бурового насоса, оединенного с гидромешалкой.

Монтируют гидромешалку на деревянном фундаменте на сво­ бодной площадке у насосной группы буровой. К трубопроводу с гид­ ромониторными насадками присоединяют нагнетательную Линию бурового насоса, а к патрубку корпуса — всасывающую линию.

Для загрузки гидромешалки к ее корпусу сбоку устанавливают наклонный мост. Глину загружают в большинстве случаев бульдо­ зером.

Г и д р о с м е с и т е л ь эжекторного типа ГДМ-1 применяется для приготовления бурового раствора из порошкообразных глин, а также для его обработки и утяжеления. Гидросмеситель состоит из конусного бункера, внизу которого установлена смесительная камера со штуцером, и закрытого цилиндрического резервуара,

153

в верхней части которого имеется сливной патрубок. Бункер и резер­ вуар смонтированы на одной раме. Смесительная камера бункера соединяется с нижней частью резервуара патрубком, расположен­ ным по касательной к внутренней поверхности резервуара.

Монтируют гидросмеситель на фундаменте на свободной пло­ щадке. Смесительная камера соединяется с нагнетательной линией одного бурового насоса, а сливной патрубок резервуара — с прием­ ной емкостью. Для загрузки бункера глиной или утяжелителем над ним сооружают площадку, к которой приставляется наклонный трап. Площадка и трап могут сооружаться на одном основании, и на этом же основании под площадкой монтируют гидросмеситель. Глину или утяжелитель можно загружать при помощи бульдозера.

Механизмы для очистки бурового раствора и их монтаж

При высоких скоростях бурения и большой производительности буровых насосов в желобной системе не достигается полной очистки раствора от выбуренной породы. Мелкие ее фракции опять попадают в насосы и нагнетаются в скважину, что приводит к преждевремен­ ному износу гидравлической части насосов и ухудшению условия работы турбобуров и долот.

Для очистки буровых растворов применяют следующие меха­ низмы: ситоконвейеры, вибросита, ситогидроциклонные установки.

Для разгазирования раствора с целью восстановления его удель­ ного веса применяют вакуумные дегазаторы.

С и т о к о н в е й е р СКРТ650 (рис. 71) состоит из рамы 1, двух обрезиненных барабанов 2, на которых натянута бесконечная сетка 6, приемного желоба 3, гидравлического колеса 7 и рас­ положенного между сеткой корыта 5 для очищенного рас­ твора.

На гидравлическом колесе и переднем барабане имеются шкивы 8 и 9, на которые перекрестно натягивается клиновидный ремень. В верхней части сетка поддерживается от прогибания валиками 4. Сетка натягивается винтами 10, соединенными с задним барабаном и рамой.

Для обмыва сетки в нижней ее части на раме установлен трубо­ провод с краном 11 для подвода воды.

Принцип работы ситоконвейера заключается в следующем: движущийся по приемному желобу раствор приводит во вращение гидравлическое колесо, а вместе с ней передний барабан и сетку. Очищенный через сетку раствор попадает в корыто и отводится в желобную систему, а выбуренная порода вращающейся сеткой сбрасывается в шламовый амбар.

Монтируют ситоконвейер в начале желобной системы на расстоя­ нии 5—7 м от вышки на специальном основании вместе с укрытием. Устье скважины с ситоконвейером соединяют желобом, а корыто — с желобной системой. Около ситоконвейера для его обслуживания сооружается настил.

154

С д в о е н н о е в и б р а ц и о н н о е с и т о СВ-2, СВС-2 (рис. 72) состоит из двух секций 1 ж 2, смонтированных на общей опорной раме 3.

В каждой секции для встряхивания сетки установлен вибратор 4 на вибрирующую раму 5. Вибрирующая часть секции (вибратор, вибрирующая рама и сетка) монтируется на рессорах 6, прикреплен­ ных к раме. Сито имеет один общий приемный желоб 7, который

разветвляется на обе секции. В желобе находятся две заслонки для включения и отключения секции сита и два шибера 8 для равномер­ ного распределения раствора по сетке.

Электродвигатели привода устанавливают на специальные рамы 9 и 10, прикрепленные к стойкам над приемным желобом. Изменение частоты колебаний сетки регулируется при помощи ступенчатого шкива 11.

Каждая секция имеет ванну для очищенного раствора. Ванны соединены между собой желобом.

Для периодической промывки сеток от шлама имеется промы­ вочная система 12, состоящая из вентиля, шланга и сопла. При про­ мывке вода направляется в шламовый амбар путем перестановки

155

/?,

I t f i t

заслонки желобной системы. Сито монтируют в начале желобной системы буровой на выровненной площадке. Высота установки сита зависит от высоты вышечного основания. Устьевой желоб скважины соединяют с приемным желобом сита, а отводной лоток ванны — с желобной системой. Соединения сита с устьевым желобом и желоб­ ной системой устраивают гибкими-с целью предот­ вращения передачи вибра­ ции желобам. К промы­ вочному устройству сита подключается водопровод.

Для обслуживания си­ та вокруг него сооружают площадку и переходы к желобпой системе.

При подключении элек­ тродвигателей следят за движением верхних ветвей приводных ремней, кото­ рое должно быть направ­ лено в сторону вибратора.

Си т о г и д р о ц и к ­

ло н н ы е у с т а н о в -

ки 4СГУ-1 и 4СГУ-2

различаются количеством вибросит, гидроциклонов и насосных уста­ новок. В ситогидроциклонную установку (рис. 73) входит приемный желоб 2, спаренное вибросито 3 и пескоотделитель 4 (гидроциклон­ ная установка), смонтированные на общей раме с емкостью 1. Песко­ отделитель состоит из батареи (четырех) гидроциклонов с кресто­ виной и питающими патрубками, вертикального шламового насоса 5, емкости и соединительной трубы 6 между насосом и гидроциклонами.

Буровой раствор по приемному желобу направляется на вибро­ сито и через него попадает в емкость, из которой шламовым насосом подается в батарею из четырех гидроциклонов, где он окончательно

157

очищается от мелких фракций. Из сливных патрубков гидроцикло­ нов раствор попадает в отсек емкости, который соединен с основной емкостью окном. Из отсека раствор поступает через отводной люк в желобную систему.

Внутренняя часть рамы гидроциклонов выполнена в виде лотка с наклонным дном, куда поступает шлам из песковых насадок и от­ водится в шламовый амбар. Гидроциклон имеет цилиндрический корпус с конической нижней частью, где установлена сливная на­ садка.

Питающие патрубки приварены к корпусу по касательной, по­ этому раствор, попадая в корпус гидроциклона, получает враща­ тельное движение. Мелкие фракции центробежными силами прижи­ маются к корпусу гидроциклона, и по его стенке опускаются в конус II сливные насадки. Очищенный раствор по отводному патрубку, который установлен в центре корпуса, направляется в отсек емкости. Труба 6 соединяет напорный патрубок насоса с крестовиной батареи гидроциклонов.

Ситогидроциклонную установку монтируют на фундаменте из брусьев или на металлическом основании около вышечного основа­ ния в начале желобной системы. Приемный желоб установки соеди­ няют с устьем скважины, а отводной люк — с желобной системой.

Вокруг передней и боковой сторон установки строят настил для обслуживания механизмов. Между гидроциклонной установкой и основанием вышки вдоль желоба на уровне его дна сооружают помост, с наружной стороны которого устанавливают перила. При работе в зимних условиях для гидроциклонной установки делают укрытие.

В а к у у м н ы й д е г а з а т о р типа ДВС-2К предназначен для дегазации вспенивающегося бурового раствора или удаления из него газа, попавшего в раствор при прохождении газоносных горизонтов, с целью восстановления удельного веса раствора. Дега­ затор (рис. 74) состоит из цилиндрической камеры 7, разделенной на две одинаковые части водокольцевого вакуумного насоса ВВН12 и клапана-разрядника 2. Каждая часть цилиндрической камеры имеет вертикальные дегазационные камеры 3, йнутри которых установлены специальные конусы и тарелки, где происходит дегазация раствора в вакуумной среде во время всасывания его через приемные кла­ паны 4. Цилиндрическая камера смонтирована на емкости, которая разделена на две части — приемную и выкидную. Приемная часть емкости соединяется с выкидной специальным окном с заслонкой для пропуска части жидкости из выкидной в приемную с целью предотвращения оголения всасывающих патрубков 5 при настройке дегазатора на большую производительность, чем производительность буровых насосов.

Бсасывающие патрубки опущены в приемную часть емкости и имеют на концах резиновые мембраны, управляемые подпружинен­ ным золотниковым механизмом. Переключение золотника происхо­ дит под влиянием образующего в патрубке вакуума, воздействующего

158

на резиновую мембрану, которая скреплена со штоком золотника. Регулированием затяжки пружины золотникового механизма можно менять момент открытия приемных клапанов и тем самым изменять режим дегазации по вакууму. Клапан закрывается автоматически, что предохраняет от опорожнения всасывающую трубу в момент слива дегазированного раствора из камеры.

В выкидную емкость опущены выкидные патрубки 6, которые имеют клапаны со свободной подвеской, открывающиеся и закры­ вающиеся автоматически в зависимости от направления потока жидкости.

Вся система управления дегазатором питается от вакуумного насоса через ресивер, который укреплен на газоотводящей трубе, соединяющей насос с клапаном-разрядником. В ресивере постоянно поддерживается вакуум.

Дегазатор работает следующим образом. При запуске насоса клапан-разрядник находится в одном из крайних положений. В этом случае одна из дегазационных камер подключена к вакуумному на­ сосу, а вторая сообщена с атмосферой. Работающий насос создает в первой камере вакуум, при этом выкидной клапан закрывается под действием атмосферного давления, а всасывающий клапан закры­ вается штоком мембраны под действием вакуума в камере. В момент достижения в камере дегазатора вакуума, заданного режимом дега­ зации, мембрана золотникового механизма преодолевает сопротивле­ ние пружин и перемещается в другое крайнее положение, увлекая

159