1.2. Главные направления современного бурового машиностроения

Современное буровое машиностроение характеризуется следующими главнейшими направлениями: высокая производительность, механизация и автоматизация, надежность, стандартизация, специализация и унификация, агрегатность, увеличение агрегатной мощности, минимальный вес машин, техническая эстетика и техника безопасности, непрерывное совершенствование машин при эксплуатации.

1.2.1. Производительность труда

Создаваемые конструкторами машины должны обеспечивать большую производительность по сравнению с существующими. Различают следующие основные направления в повышении производительности машин: увеличение скорости выполнения рабочих процессов и непрерывность технологических процессов.

Скорости бурения разведочных скважин значительно возросли. Это произошло за счет применения рациональных породоразрушающих инструментов, а также в результате использования оптимальных режимов бурения (частота вращения бурового снаряда, осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент, качества и количества промывочной жидкости).

У первых буровых станков для колонкового бурения частота вращения составляла 60 – 200 мин^-1, в то время как современные буровые станки позволяют вращать породоразрушающий инструмент с частотой 500 – 800 мин^-1, а при бурении алмазными коронками 2000 – 3000 мин^-1.

Применение различных частот вращения породоразрушающего инструмента, как известно, зависит от геолого-технических условий бурения и глубины скважины.

Возросла и нагрузка на породоразрушающий инструмент: в колонковом бурении при применении твердосплавного породоразрушающего инструмента диаметром 76 – 93 мм она достигает 15 – 25 кН.

Известно, что в повышении производительности бурения важную роль играет очистка забоя скважины от выбуренной породы. В связи с этим возросла и скорость движения восходящего потока промывочной жидкости: при колонковом бурении в настоящее время она достигла 0,5 – 0,8 м/с, а в глубоком разведочном бурении она составила 1,2 – 1,6 м/с.

Одним из условий увеличения скорости выполнения технологических процессов (бурении скважины) является сокращение времени на операции, связанными с монтажно-демонтажными работами, спуском и подъемом инструмента, геофизическими исследованиями в скважинах и др. Применение самоходных буровых установок позволило сократить длительность монтажно-демонтажных работ до нескольких часов; монтажные работы в глубоком бурении сократились с 2 – 3 месяцев до 2 – 3 суток.

Непрерывность технологических процессов. Конструкторские особенности машин, наличие вспомогательных операций и ряд других факторов придают технологическим процессам прерывистый характер течения. Несомненно, это касается и процесса бурения скважин.

Конструкция машины должна удовлетворять принципам научной организации труда, физиологическим и психологическим особенностям обслуживающего персонала.

Значительное влияние на непрерывность протекания рабочих процессов оказывают вспомогательные операции, причем по затратам времени они могут превышать основные технологические процессы. В связи с этим на стадии проектирования бурового оборудования следует уделить особое внимание возможности сокращения непроизводительных затрат.