Грузоподъемное, насосное, энергетическое и компрессорное оборудование для бурения, Грузоподъемное оборудование в бурении. Состав, назначение - Буровые установки

При бурении инженерно-геологических скважин применяется широкий комплекс грузоподъемного, насосного, энергетического и компрессорного оборудования. Привести подробные справочные данные по всему оборудованию не представляется возможным. Поэтому в настоящем разделе будут представлены только выборочные сведения по наиболее часто употребляемому оборудованию, причем такому, которое используется непосредственно при буровых работах.

Грузоподъемное оборудование в бурении. Состав, назначение

Грузоподъемное оборудование в бурении применяется для выполнения операций по наращиванию бурильной колонны, ее спуску и подъему, а также операций с обсадной колонной.

Основным показателем характеристики грузоподъемного оборудования в бурении служит его грузоподъемность, которая должна соответствовать максимальной грузоподъемности лебедки бурового станка на прямом канате с увеличением на кратность применяемой талевой системы.

К грузоподъемному оборудованию, применяемому в бурении, относятся:Вышки и мачты, Лебедки, канаты, элеваторы, фарштули, вертлюги-сальники и др.

Буровые вышки и мачты.

Буровая вышка предназначена для подъема и спуска бурильной колонны и обсадных труб в скважину, удержания бурильной колонны на весу во время бурения, а также для размещения в ней талевой системы, бурильных труб и части оборудования, необходимого для осуществления процесса бурения.

Буровые вышки, применяемые на изысканиях, подразделяются на деревянные и металлические. Чаще всего используют деревянные треноги, реже обшитые и необшитые деревянные четырехногие вышки.

Буровые мачты представляют собой неразборные, складывающиеся или разборные металлоконструкции, используемые при бурении скважин и монтируемые отдельно от бурового станка. Собственно мачта состоит из несущего ствола, на котором монтируется кронблок. B самоходных буровых установках для уменьшения продольных размеров применяют складывающиеся или телескопические конструкции мачт буровых. Для подъема и укладки ствола в положение транспортировки используются гидроцилиндры, лебедки и другие вспомогательные механизмы. B отличие от буровых вышек мачты буровые имеют не четыре, a одну или две опоры, выполняют также функции свечеприемника и направляющей в установках c подвижным вращателем и позволяют бурить наклонные скважины за счет отклонения мачты от вертикальной оси.

Кронблоки и талевые блоки.

Кронблок - неподвижная часть талевой системы, монтируемая в верхней части вышки или мачты. Имеет несколько свободно вращающихся на осях канатных роликов, воспринимающих нагрузку от талевого блока. Талевый блок - подвижная часть талевой системы, с которой соединяется колонна бурильных труб. Он подвешивается к кронблоку на талевом канате и соединяется с бурильными или обсадными трубами с помощью Вертлюжной скобы, крюка или элеватора.

Лебедки.

Буровую лебедку применяют для спуска и подъема бурильной колонны, спуска обсадных колонн, удержания на весу неподвижной бурильной колонны или медленного спускания (подачи) ее в процессе бурения. Запрещается работать без приспособления для правильного наматывания талевого каната на барабан лебедки.

Лебедки, при производстве бурения скважин, являются неотъемлемыми узлами буровых станков и установок. И только в отдельных случаях бурение производится с помощью стационарных отдельно поставляемых лебедок. Наибольшим распространением на изысканиях пользуются две фрикционные лебедки Т-109 и Т-136.

Элеваторы и фартшули.

Элеваторы и фарштули предназначены для осуществления спуска и подъема бурильных труб из скважины. Элеватор служит для захвата и удержания на весу колонны бурильных (обсадных) труб. Элеватор при помощи штропов подвешивается к подъемному крюку. Существует несколько типов элеваторов разной конструкции, грузоподъемности, степени автоматизации при эксплуатации и т. д. Серийно выпускаются неавтоматические элеваторы с кольцевым фиксатором, предназначенные для работы с бурильными трубами геологоразведочного сортамента. Элеваторы изготавливаются в 2-х исполнениях: с серьгой штампованной, цельнозамкнутой и серьгой в виде проушины. Фарштули Подхватывают колонну бурильных труб (свечу) под муфту замка. Используются для спуска и подъема бурового снаряда на длину ведущей трубы без отсоединения бурового сальника с упором в замок или переходник.

Вертлюг-сальник является соединительным звеном между талевой системой и бурильной колонной, подвешенной к вращающейся части вертлюга. Посредством его подается промывочная жидкость из неподвижного нагнетательного шланга во вращающуюся колонну бурильных труб. С помощью вертлюга-сальника снаряд может удерживаться в подвешенном состоянии при перекреплении зажимного патрона вращателя бурового станка. Все вертлюги имеют принципиально общую конструкцию. Вертлюг состоит из двух узлов - системы вращающихся и невращающихся деталей. Для соединения с бурильным инструментом на нижний конец ствола вертлюга навинчивается переводник с левой резьбой.

Элеваторы для подъема бурильных труб, подразделяются на кольцевые - работы с верховым рабочим, и полуавтоматические, при которых верхового рабочего не требуется.

Полуавтоматические элеваторы. Элеватор ЭН-12,5 (рис.9,а) (вместо МЗ-80-2) имеет упор в специальный наголовник, надеваемый на верхний конец скобы сбоку в прорезь замка. Элеватор состоит из корпуса, затвора, серьги, держателя и подвески. При спуске свечи элеватор надевают снизу сбоку, закрывают защелку и лебедкой станка поднимают по трубе вверх до упора в наголовник. Свеча на элеваторе перемещается с подсвечника и после соединения с колонной спускается в скважину. Свеча фиксируется на подкладной вилке, элеватор и наголовник снимаются.

При подъеме свечи затвор с элеватора снимают. Заводят его сбоку трубы наголовник, поднимают свечу и перемещают ее на подсвечник. При спуске элеватора конец свечи скользит по отражателю, элеватор отклоняется в сторону скрытого зева и выходит из контакта с трубой. Элеватор спускают вниз за следующей свечой.

Полуавтоматический элеватор ЭН2-20(рис.9,б) предназначен для работы с бурильной колонной комплексов КССК-76, ЛБТН-54 и СБМТ-50 с пользованием наголовников различных конструкций. Он используется при бурении установками УКБ-7, УКБ-8 и ЗИФ-1200МР.

Наголовники(рис.9,г)имеют с трубой резьбовое соединение с фиксацией резьбы в виде пружинной шайбы (Р-70/110, Р-70/90) для КССК или подпружиненного эксцентрика (рис.9,д), который расклинивается о внутреннюю поверхность трубы (04.200 ССК). Запоры резьбы предназначены для исключения разворота наголовника в момент упругого раскручивания каната лебедки при подъеме колонны. Наголовник для элеватора ЭН-12,5 (МЗ-50-80) безрезьбовой. Он надевается сбоку на прорезь в замке и фиксируется стержнем (рис.9,е).

Типоразмер наголовника при поставке полуавтоматического элеватора определяется заказчиком в зависимости от типа бурильной колонны.

Известны полуавтоматические элеваторы, работающие без наголовников, однако в этом случае на замках бурильных труб требуется выполнение дополнительных конструктивных элементов в виде круговых проточек или буртов. Эти элеваторы более сложны по устройству. Элеваторы Э-18/50 (рис.9,в) для труб диаметром 50 мм муфтово-замкового соединения имеют упор двумя кулачками в кольцевую проточку на муфте замка трубы. Положение кулачков управляется упором, который скользит по трубе. При выходе копира на верхний конец свечи кулачки выходят из корпуса и упираются в бурт кольцевой проточки, (элеваторы имеют управляемые створки для перекрытия зева в корпусе.

Кольцевой элеватор состоит из серьги, корпуса с прорезью стопорного кольца. Элеватор одевают прорезью (зевом) в проточки замка и фиксируют сверху кольцом.

На полатях используют элеватор, встроенный во вращатель. Этот элеватор передает крутящий момент при бурении, но после развинчивания трубы и ее подъема, возможен поворот трубы в элеваторе при укладке на полати.

Элеватор-фарштуль используется для спуска или подъема бурового снаряда на длину ведущей трубы без отсоединения бурового сальника с упором в замок или переходник. На буровых установках с подвижным вращателем подъем инструмента может выполняться с помощью вращателя.

Вертлюжная пробка (рис.9, е, г) применяется для перемещения свечей из горизонтального положения в вертикальное при спуске в скважину и обратно. Она используется также для перемещения утяжеленных бурильных труб, наружный диаметр которых не соответствует диаметру бурильного замкамежду стволом и корпусом. Узел выполнен с возможностью его подтяжки без разборки вертлюга-сальника. В зависимости от частоты вращения ствола корпус заполняется жидкой или консистентной смазкой. Обязательным требованием при эксплуатации является фиксирование корпуса вертлюга-сальника для предотвращения закручивания рукава в случае заклинивания корпуса на стволе из-за излома подшипников, замерзания уплотнения или его перетяжки.

Буровые сальники (рис.10, а-в) не имеют грузоподъемной серьги, и их устройство не рассчитано на восприятие значительных нагрузок от веса колонны. Перемещение сальника с ведущей трубой или с буровой колонной лебедкой выполняется элеватором-фарштулем под бурт специального переходника ниже сальника.

Сальники СА-В и СВ имеют узел уплотнения в виде манжет или набивки. В сальнике ИС-05 применено торцевое уплотнение из малоизнашиваемых элементов. Сальник ИС-05 предназначен для использования на легких буровых станках с подвижным вращателем (АБ-2, АБ-5) и рассчитан на сравнительно малые расходы промывочной жидкости, имеет небольшие размеры.

Рис..9. Полуавтоматические элеваторы и наголовники к ним.

А - элеватор ЭН-12.5 грузоподъемностью 12,5 тс; б-элеватор ЭН2-20 грузоподъемность;.; 32 тс; в-элеватор Э18/50 для работы без наголовников; г-наголовник (Р-70/110, Р-70-90) с пружинной шайбой для элеватора ЭН2-20; д - наголовник для труб ССК с эксцентриком; е - наголовник для элеватора.

Рис. 10. Сальники и вертлюги-сальники.

А - сальник буровой СА-В; б-сальник проходной для работы с ССК; в - сальник СВ; г - вертлюг-сальник ВС 12,5/20; д - вертлюг-сальник БИ249-248.000.

Канаты.

Стальные канаты на изысканиях используют для самых различных работ. При бурении скважин их применяют для спускоподъемных операций. Канаты для буровых установок обычно бывают свиты из шести прядей вокруг одного центрального сердечника. Для изготовления талевых канатов используется высокоуглеродистая и высокомарганцовистая канатная проволока. Канаты изготавливаются с металлическим сердечником, органическим трехпрядным сердечником, пластмассовым стержневым сердечником. Канаты с металлическим сердечником обладают повышенным разрывным усилием и высокой поперечной жесткостью, благодаря которой возрастает их сопротивляемость раздавливанию. Различают два основных типа свивки канатов: Прямой, при котором проволоки в прядях и пряди в канате свиты в одном направлении, и Крестовый, при котором проволоки в прядях и пряди в канате свиты в противоположных направлениях. Направление свивки может быть правое и левое. На буровых установках применяют канаты в основном типов ТК 6 ? 37 (6 - число прядей в канате, 37 - число проволок в одной пряди) и ТК 6 ?19 С органическим сердечником, причем предпочтение отдают первому типу канатов, отличающимся большой гибкостью вследствие меньших диаметров проволок, входящих в прядь. Соединение каната с подъемным инструментом должно производиться с помощью коуша и не менее 3-х винтовых зажимов. На все канаты должны быть сертификаты завода-изготовителя.

В буровых установках применяются нераскручивающиеся канаты, у которых проволоки и пряди каната освобождены от внутренних напряжений, так как они по сравнению с обыкновенными канатами обладают большой гибкостью, усталостной прочностью и меньшим стремлением к вибрации и вращению вокруг своей оси. Наружный слой проволок в прядях имеет больший диаметр, что предохраняет канат от быстрого износа, а внутренний слой сделан из проволок меньшего диаметра, что придает канату большую гибкость.

Буровые крюки.

Буровые крюки изготавливают в виде отдельных крюков или крюков соединенных с талевым блоком (крюкоблоки). Они служат для подвешивания при помощи штропов с элеватором бурильной и обсадной колонн в процессе спускоподъемных работ, в процессе бурения для подвешивания вертлюга с бурильной колонной, а также для подъема, спуска и подтаскивания грузов при буровых и монтажно-демонтажных работах. По конструкции крюки бывают одно-, двух и трехрогие. По способу изготовления крюки бывают кованными, составными пластинчатыми и литыми.

Штропы бурильные являются соединяющим звеном между буровым крюком и элеватором, на котором подвешивается буровой инструмент или колонна обсадных труб. Штропы бывают грузоподъемностью 0,25 (25); 0,50 (50); 0,75 (75); 1,25 (125); 2,00 (200) и 3,00 (300) МН (т). По конструкции штропы бывают двух типов: одно - или двухструнные. Штропы изготавливают цельнокатаными, цельноковаными, а иногда сварными, нормальной (ШБА) и укороченной (ШБУ) длины.

Для производства спускоподъемных операций должны применяться серийно выпускаемые заводами-изготовителями грузоподъемные принадлежности (вертлюги-амортизаторы, вертлюги-сальники, элеваторы, пробки вертлюжные, кронблоки, направляющие ролики и др.), имеющие разрешение на применение от Ростехнадзора РФ. В процессе эксплуатации, а также после ремонта грузоподъемные принадлежности испытывают на грузоподъемность, но не реже одного раза в год. Ежемесячно должны подвергаться осмотру технической службой предприятия: элеватор, наголовник и другие грузоподъемные принадлежности. При обнаружении трещин и других дефектов, снижающих прочность изделия, последние должны быть изъяты из эксплуатации.

Грузоподъемное, насосное, энергетическое и компрессорное оборудование для бурения, Грузоподъемное оборудование в бурении. Состав, назначение - Буровые установки

Грузоподъемное оборудование в бурении. Состав, назначение

Похожие статьи