Глава XVIII

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БУРОВЫМИ УСТАНОВКАМИ

§ 1. Функции, классификация и общие требования

Системы управления буровых установок обеспечивают взаимо­действие, маневренность всех механизмов и выполняют следующие функции:

1. пуск и остановку двигателей;

1. включение и выключение трансмиссий, блокирующих дви­ гатели и передающих мощность на буровые насосы, ротор или лебедку;

3} включение и выключение буровых насосов, лебедки, ротора, механизма подачи, регулирующего тормоза (гидравлического или электрического) и других устройств;

4. изменение скорости вращения барабана лебедки и ротора;

5. торможение и растормаживание барабана лебедки;

4. включение и выключение устройств для свинчивания и отвинчивания бурильных труб;

5. управление работой клиньев и других механизмов при от­ винчивании и установке бурильных свечей в магазин в процессе спуска и подъема колонны;

6. включение и выключение компрессора, вспомогательной лебедки или насоса, осветительной установки, устройств для очистки и приготовления промывочной жидкости и других вспо­ могательных механизмов.

Управление почти всеми устройствами осуществляется с поста бурильщика или у места их включения.

В соответствии с выполняемыми функциями цепи управления подразделяются на независимые и взаимосвязанные.

Независимые ^!цепи применяются в тех случаях, когда осуще­ствляется управление устройством, не связанным с другим.

Сблокированные системы управления применяются, когда недопустимо одновременное включение нескольких движений, например одновременное включение прямого и обратного

421

вращения барабана лебедки или ротора и т. д. Включение ле­бедки, насосов, ротора выполняется независимо.

По роду управления системы классифицируются па механиче­ские, пневматические, электрические, гидравлические и комбини­рованные.

В связи со сложностью и многообразием функций, выполня­емых механизмами для обеспечения маневренности, быстроты и удобства манипулирования, в буровых установках применяются комбинированные системы управления, позволяющие наиболее полно удовлетворить все требования.

От степени совершенства системы управления зависит вспомо­гательное время и эти качества оцениваются следующим:

1. быстротой и мягкостью управления;

2. удобством манипулирования;

3. легкостью управления.

Быстрое утомление рабочего снижает производительность. Усилие, затрачиваемое рабочим на манипуляции часто управля­емыми рычагами, обычно бывает не более 30—50 н, тормозной рукоятки не более 350 ?t, ножных педалей и редко переключа­емых рычагов не более 100—200 н. Давление на рукоятки, кроме тормозной, обычно осуществляется в течение нескольких секунд и неутомительно для бурильщика.

Рукоятки и педали располагают так, чтобы ими было удобно пользоваться без изменения рабочей позы и места бурильщика. Практикой установлено, что наиболее удобны рукоятки с 40— 50-Л1М шариком на конце, конические и фасонные рукоятки диа­метром около 30 мм и длиной не менее 90 мм.

Механизмы управления и пульт бурильщика располагают так, чтобы бурильщик хорошо видел движение крюка, место его оста­новки как вверху, тат-; и при посадке на ротор, а также чтобы обес­печивались наблюдение за правильностью движения каната и хороший обзор пространства буровой, мостков, вышки и магазина для свечей.

На рис. XVII1-1 показано месторасположение поста буриль­щика и его рабочая поза во время бурения при местном управле­нии лебедкой.

В буровых установках с лебедками, расположенными под по­лом буровой, пост бурильщика размещают на полу буровой с ди­станционным управлением лебедкой и всеми устройствами.

Чет к ость и м н е м о н и ч н о с т ь управления. При перемещении рычага величина его хода должна быть строго ограничена и каждому положению рукоятки должна соответство­вать вполне определенная функция.

Под м н е м о н и ч н о с т ь ю управления понимают такое расположение рычагов и устройство пульта управления, при котором рабочий освобождается от излишнего напряжения памяти. Рабочий не должен вспоминать, где находится тот или иной рычаг управления, в какую сторону и на какое расстояние следует его

повернуть, чтобы произвести требуемое изменение подачи инстру­мента, скорости подъема или спуска крюка, скорости вращения двигателей, ротора и т. д.

Мнемоничность управления достигается согласованием напра­вления движения руки с тем или иным движением механизмов. Тормозной рычаг движется сверху вниз, поэтому для остановки механизмов вертикально расположенные рычаги должны также перемещаться вниз, а при включении — вверх. При горизонтально расположенных рычагах включение, требующее усилия рабочего, осуществляют «па себя», а выключение «от себя».

Рис. XVII1-1. Пост бурильщика.

Штурвалы при включении вращают «от себя», а при остановке «на себя» по часовой стрелке.

Педальное управление осуществляется только эпизодически. Время выдержки ноги на педали не должно быть более 3 сек, Нажатие педали вниз соответствует включенному состоянию меха­низма, педаль, отпущенная вверх, — выключенному.

При кнопочном управлении верхняя кнопка соответствует положению «пуск», нижняя «стоп».

Устройство для управления при групповом приводе двигате­лями внутреннего сгорания располагают на пульте управления слева направо или сверху вниз, в порядке их номеров. Первым считается двигатель или механизм, ближе расположенный к бу­рильщику. Первым считается также основной механизм, вторым — запасной или вспомогательный. Пульты управления снабжаются табличками и указателями направления движения каждого рычага или штурвала и выполняемой им функции. Надписи должны быть четкими, короткими, легко читаемыми на расстоянии вытянутой

423

руки. Располагают надписи так, чтобы бурильщик, не отрываясь от своего поста, мог быстро найти нужную надпись.

Число рычагов управления делается минимальным, так как запомнить расположение рычагов я кнопок управления тем труд­нее, и затрата времени на переключение тем больше, чем их больше. Уменьшать количество рычагов управления целесообразно лишь до известного предела, определяемого тем, чтобы в одном и том же рычаге не было сосредоточено более четырех одноименных функций.

Надежность и безопасность управления. Система управления буровой установкой требует надежности, безотказности и безопасности работы в любых условиях. Пульт и системы управления ничем не защищены от дождя, снега и пыли, поэтому все части системы должны быть герметичны.

Система управления выполняется так, чтобы обеспечивалась автоматическая блокировка, исключающая ошибочное включение скоростей, или автоматическое отключение лебедки при опасных положениях талевого блока или чрезмерных перегрузках двига­телей.

Тормозная рукоятка снабжается устройствами, исключающими возможность обратных ударов при переходе от торможения подве­шенной колонны к ее подъему. Рукоятки управления располагают на расстоянии от поверхностей кожухов и друг от друга с тем, что­бы предохранить руки рабочего от увечья. При слишком тесном расположении рычагов имеется опасность непроизвольного пере­ключения какого-либо механизма.

При расположении рычагов вблизи вращающихся или движу­щихся частей механизмов подходы к ним ограждают. Пульт упра­вления и все надписи на нем хорошо освещают. Пульт управления снабжают сигнальным устройством для оповещения о пуске или остановке всей установки или ее отдельных цепей.

Системы управления буровой установкой выполняется безопас­ными в отношении пожара.

Рычаги и тяги управления защищают так, чтобы их нельзя было повредить во время перевозок.