11 Дәріс. Пневмосоққыштармен бұрғылау

Айналсоқ бұрғылаудың басқа түрі – пневмосоққышты бұрғылау. Пневмосоққышпен бұрғылау котегориясы V – XI дейін қатты және өте қатты тау жыныстарын бұрғылауда қолданылады.

Бұрғылау тереңдігі компрессордың жұмыстың қысымына немесе ұңғымаға жақын су көздерінің болуына байланысты.

Бұл әдіспен ұңғыны бұрғылау колонкалық немесе толық забойға бұрғылау жүргізуге болады.

Бұл бұрғылау әдісінің артықшылықтары:

- бұрғылаудың жоғары механикалық жылдамдығы. Кейбір жағдайларда механикалық бұрғылау жылдамдығы барлық тәсілден 8 – 9 есе, алмаспен бұрғылаудан 2 – 3 есе жоғары болады.

- Жуу сұйығының жұмылып кететін аймақтарын бұрғылау мүмкіндігі.

- Сулы коллекторлардың ластанбауы.

- Су жетізуге, басының ертіндісін жасауға кететін шығындардың болмауы.

- Жуу жүйесінің және зумфтың қажет болмауы.

- Бұрғылау бригадасының санитарлы – гигиенасының жұмыс істеуінің жақсаруы әсіресе қыс кезінде.

Барлық қолданылатын гидросоққыштар және олар қолдану аймағына байланысты тау – кен және барлау болып бөлінеді. Тау – кен пневмоқосқыштары негізінен суға бұрғылауда, жарылғыштың және т.б.ұңғымалар бұрғылауда қолданылады. Ал барлау пневмосоққыштары колонкалық тәсілмен бұрғылауға арналған.

Кең қолданылатын пневмосоққыштардың техникалық көрсеткіштері 13 – кестеде келтірілген.

13 –кесте.Пневмосоққыштардың техникалық көрсеткіштері.

Көрсеткіштер	Пневмосоққыш маркасы
	М 32 К	МП - 3	П - 125	РП - 130	РП - 111	РП – 94
1.Пневмосоққыш диаметрі	135	90	110	130	111	94
2.Пневмосоққыш ұзындығы	515	380	566	1027	982	958
3.Бұрғылау диаметрі, мм	155	105	125	132,152	113	96

13 кестенің жалғасы

4.Минутына соққылау саны	1900	1600	1250	900 - 1100	1650 2000	1500 1800
5.Бір соққының энергиясы, кгм	14,0	8,5	15,0	25 – 30	14 – 16	9 - 10
6.Қосылған ауа шығыны,м3 /мин	9,7	4,2	7,0	10 - 12	7,0	5,0
7.Қысылған ауаның номиналды қысымы, кгс / см2	5 - 6	5 - 6	5 - 6	6 - 7	6 - 7	6 - 7

Тау – кен және барлау пневмосоққышының жұмыс істеу принципі мен конструкциясының жұмыс істеу принципі мен конструкциясын қарастырайық.

М 32 К және МП – 3 пневмосоққыштары СССР. АН Сібірдегі тау – кен бөлігінде шығарылды, толық забойлы бұрғылауға арналған. Аталған екі пневмосоққыштардың жұмыс істеу тәртіптері бірдей.

К онстукциясы Пневмосоққыш тұрқы 8.( 16 – сурет ) қалың қабырғалы цилиндрден тұрады. онда жұмыстық камераға ауа жеткізуге, забойдан шлам шығаруға арналған тесіктер бар. Сыртқы каналдары болып цилиндрмен 6 жабылған. Тұрық ішінде бояк 7 және клопандық корап 7 қақпақ 5 бар. Осы бөлшектер арасында клапан 4 орналасқан. Ол жоғары – төмен қозғалыс кезінде ортаңғы тесік ашылып – жабылып тұрады. Клопандық қорап жоғары қақпағымен аудармамен 1 тығындауыш пен 2 бірге жоғары көтеріледі. Аударма бұрғылау құбырымен конустық бұрандамен байланысады. Пневмосоққыш төменгі бөлігінде қашау 10 орналасқан, ол тұрқыға шпонка арқылы байланысады. Шпонка штлинт арқылы ұстағышынан тұрады.

16-сурет. М32К (МП-3) пневмосоққышы: 1-аударма; 2-нығыздама; 3- клапан қорабы; 4-клапан; 5- клапан қорабының қақпағы; 6-цилиндр; 7-ұрғыш; 8- корпус; 9- шпонка; 10- қашау.

Жұмыс істеу принципі. Пневмосоққыш келесідей жұмыс істейді. Қысылған ауа бұрғылау құбырлары арқылы аудармаға 1 түседі және содан кейін клапанды қорапқа 3 өтеді.

“а” каналдары бойынша “б” сақиналы клапанды 3 камераға түседі. Содан соң ауа клапонның үстімен клапонды қораптың ортаңғы тесігіне түседі және одан кейін “г” каналымен байланысқан “в” сақиналы камераға өтеді. Осы канал және “и” тесігі бойынша ауа пневмосоққыштың төменгі камерасына (ұрғыш астына) түседі. Бұл жерде ауа жиналып ұрғышты жоғары көтеретін көтергіш күш тудырады. Бұл кезде пневмосоққыштың “д” жоғары камерасынан “е” тесіктері “ж” каналы және “л” тесігі арқылы ұңғы түбіне шығады. Ұрғыш көтеріле өзінің қапталдық бетімен “е” тесіктерін жабады және “з” тесіктерін ашады. Ұрғыш көтерілген сайын жоғары камерадағы ауа қысылады және оның қысымы клапонды қораптың қақпағының орталық тесігі арқылы клапонға беріледі. Бұл кезде төменгі камера ашылған “з” тесіктері арқылы құбыр сырты кеңістігімен төмен қысымды зона арқылы байланысады және ондағы қысым төмендейді, сонымен қатар осы камерамен байланысқан қуыстарда да, “и”, “в” каналдарында да және клапонды қораптың орталық тесігінде де қысым төмендейді.

Сонымен бұл сәтте клапанастында оның үстіндегі қысымнан асып түсетін қысым туындайды және клапонды қораптағы орталық тесікті жаба және қорап қақпағына “д” жоғары камераға тесікті аша отырып клапон жоғары жағдайға шығады. Осы қысымның әсерінен ұрғыш төмен жылжиды. Ұрғыштың жылдамдығы жоғарлаған сайын жоғары камерада толтыру үрдісінің баяулылығы есебінен қысым төмендейді. Төменгі шетімен “з” тесігін өтіп ұрғыш төменгі камерадағы ауаны қыса бастайды. Қысым “и,г,в” каналдарымен клапонға беріледі. “е” тесіктері, ашылғаннан кейін клапон төменгі жағдайға келеді, ал ұрғыш қашаудың артынан соғады.

П-125 пневмосоққышы Неппигормаш институтының ИПД СОАН СССР қосыла отырып ойлап жасалған. Тұтас бұрғылау үшін арналған.

Конструкциясы П-125 конструктивтік сұлбасы 17 суретте көрсетілген. Пневмосоққыштың тұрқы бұранда арқылы төменгі аударма және ниппельмен қосылады. Ниппель және аударма арасына құбыр тәрізді, золотниктің жоғарғы жағы бекітіледі. Золотник өзінің төменгі бөлігімен ұрғыштың орталық тесігіне енеді. Ұрғыштың соққыш басы, төменгі аударманың орталық тесігіне еніп қашаудың артына соққы береді. Аударманың орталық тесігі айналасында бітеу тесіктер тесіледі, олар сақиналы арықшаларымен байланысады. Қашаудың орталық тесігі бар және пневмосоққышқа шариктердің көмегімен бекітіледі. Мұндай қосылыс сипонкалық қосылысқа қарағанда тиімдірек.

Жұмыс істеу принципі. Пневмосоққыш келесідей жұмыс істейді. Қысылған ауа аудармаға және құбыр тәрізді золотниктіктің орталық каналына түседі. Ол жерден қабырғадағы тесігі арқылы “б” ұрғышының сақиналық арықшасына өтеді және одан арғарай “в” тесігі және каналы арқылы пневмосоққыштың “з” төменгі камерасына түседі. Ұрғышқа әсер ететін көтергіш күшті төменгі камерада жиналып жатқан ауа “а” жоғарғы камерасынан “д” каналы және “е,и” тесіктері арқылы құбыр сырты кеңістігіне шығады.

Ұрғыш, жоғары көтеріле отырып құбыр тәрізді золотниктің шетінде орналастырылған. Поршен ұрғыш басының “и” өстік каналына кіреді және жабады, ал золотниктегі қапталды тесіктер ұрғыштың “ж” орталық камерасында орналасатын жағдай қабылдайды. Осы камераға түскен ауа бұл жерден пневмосоққыштың “а” жоғарғы камерасына өтеді. Бұл кезде “з” төменгі камерасы құбыр сырты кеңістігімен байланысады. Өйткені ұрғыштың басы көтеріле отырып “к” бітеу тесіктері және осы тесіктерді байланыстыратын “л” арықшасы арқылы “з” камерасынан қашау артының өстік каналына шығу тесігі ашылады. “а” жоғары камерасынан түсетін ауаның әсерінен ұрғыш жұмыс қадамын жасайды коронканың артын соғады, содан соң ұрғыш қозғалысының циклі қайталанады.

РП-130 пневмосоққышы

РП-130 барлама пневмосоққышы орталық ғылыми зерттеу,тау кен барлау институтында игерілген. Сақиналы калонкалармен және тұтас түпті қашаулармен барлау үшін арналған. Пневмосоққыш (18-сурет) ауа таралуының клапонды сұлбасын пайдаланады. Ол құрамында ауыспалы клапоны клапонды қораптың тұрқынан стержені бар клапон қақпағына, құбыршадан тұратын ауа таралтқыш құрылғыдан және ұрғыштан вкладыштері бар цилиндрден, төменгі стаканнан тостен және шлешті төлкеден тұратын соққыш тараптан құралған.

Ұрғыш цилиндр қуысын жоғарғы және төменгі камераға бөледі. Төменгі камерада ауа бергіш құбыршаның ішкі бөлшектері, клапон қақпағы, клапон тұрқы және ұрғыш тұрқы орналасқан.

Ауа таратқыш және ұрғыш құрылғының барлық бөлшкетері тұрықпен біріктірілген. Бір жағынан муфта, екінші жағынан жоғары аударма бұрандалған. Жоғарғы аударма мен клапон қақпағы арасында резина амортизаторлар орнатылған.

Пневмосоққыштың қуыстарына су және шламның кіруін жабу үшін тұрықтан және қалқыма стаканнан тұратын кері клапон ойластырылған.

Пневмосоққыштарды тасмалдағанда бұрандаларды қорғау үшін және оларды пайдалануды ыңғайландыру үшін жоғары және төменгі аудармаларға сақтандырғыш тығын және сақтандырғыш қақпа кигізілген.

Колонкалық құбыр немесе қашау төменгі аудармаға бұрандалады.

Жұмыс істеу принципі.

Пневмосоққыш келесідей жұмыс істейді. 18 суретте пневмосоққыштың бөлшектері бастапқы жағдайда (жұмысқа кірісу алдында) орналасқан. Ұрғыш төменгі жағдайда орналасқан және төспен түйіседі.

17 сурет. П-125 пневмосоққышы. 1-аударма, 2-ниппель, 3-құбырлық золотник, 4-корпус, 5-ұрғыш, 6- төменгі аударма, 7-цилиндр, 8-қашау.

18 сурет. РП-130 пневмосоққышы: 1-сақтандыру тығыны, 2- аударма, 3-стержень, 4-клапан қақпағы, 5-нығыздамалар, 6-клапан, 7- клапан қорабының тұрқы, 8-вкладыш, 9-құбырша, 10-пневмосоққыш түрқы, 11- цилиндр, 12-ұрғыш, 13-тқменгі стакан, 14-төс, 15-шлицті муфта, 16-шлицті төлке, 17- аударма, 18-кері клапанның стаканы, 19- кері клапанның тұрқы, 20- сақтандыру қақпағы.

Пневмосоққыштың “В” жоғарғы камерасы құбыр сырты кеңістігімен (төмен қысымды зона) “Г” шығыс терезелері, цилиндр және тұрық арасындағы сақиналы тесік, сонымен қатар төлке мен төменгі аудармадағы “Ж” тесігі арқылы байланысады.

Қысылған ауа пневмосоққышқа түсе төмен қысымды зонаға, яғни жоғары камераға өтеді және “Б” каналын жаба және “А” каналын аша клапонның оң канатын төмен түседі. Ашылған канал арқылы ауа құбыршамен ұрғыштың өстік тесігіне өтеді, ал ол жақтан қиғаш тесіктер бойымен пневмосоққыштың “Е” төменгі камерасына өтеді. Төменгі камера толған сайын поршен – ұрғышқа қысым жоғарлайды және ол “Г” терезесін өзінің қаптал беттерімен жаба отырыпжоғарға қарай жылжиды.Ұрғыштың төменгі камераға түсетін ауаның әсерінен көтерілуі “Д” терезелерінің ашылғанына дейін болады. “Е” төменгі камерасындағы қысым күрт төмендейді, бірақ термин өзінің қозғалысын энергия бойынша қозғалысын жалғастыра береді, жоғарғы камерадағы ауаны сығады. Осының нәтижесінде жоғарғы камерадағы қысым және белгілі бір уақытта бұл қысым пневмосоққыш арқылы айдалатын, ауа ағынының қысымынан асып түседі, осыған байланысты клапон “Б” клапоннын ашады және “А” каналын, жауып орнын ауыстырады. Ауа енді “В” жоғарғы камерасына түсе бастайды. Оның қысымының нәтижесінде ұрғыш өзінің кері қадамын аяқтап өзінің жұмысшы қадамымен бастайды. Поршеннің төмен қозғалысының аяғында “Д” терезелері жабылып және “Г” терезелері ашылады. Жоғары камерадағы қысым төмендейді, ал төмендегі камерадағы қысым жоғарлайды. Клапон өзінің бастапқы жағдайына түсіп “Б” каналын жауып және “Е” төменгі камерасына “А” каналын ашады. Содан соң төс соққы алғаннан кейін “бос жүріс – жұмысшы жүріс” циклі қайталанады.

Ұрғыш орын ауыстырғанда пайда болатын өстік дірілдер амортизаторлармен қабылданады.

Стержень мен вкладыштың болуы ұңғы тереңдігіне байланысты пневмосоққыштың жоғарғы және төменгі камераларының көлемін өзгертуге мүмкіндік береді. Пневмосоққыштың конструкциясы жұмыс істемей қалған машинада ұңғы түбін үрлеу үшін ауа беруді жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Пневмосоққышты өшіру келесі ретпен жүргізіледі. Бұрғылау құбырларының тізбегін көтереді. Пневмосоққыштың шицті бөлімі ағытылады-шицті төлке, шицті муфта бойымен 20-25мм түседі. Төлкемен бірге төс те түседі, төменгі қозғалмайтын стакандағы тесіктерді ашады. Бұл тесіктер төменгі камераны ауаны бөлетін сақиналы тесіктермен қосады. Соның нәтижесінде камераның екеуі де ашылып пневмосоққыштың жұмысы тоқталады.