Основные составные элементы талевой системы.
В процессе проводки скважины подъёмная система выполняет различные операции. В одном случае она служит для проведения спуско-подъёмных операций (СПО) с целью замены изношенного долота, спуска, подъёма и удержания на весу бурильных колонн при отборе керна или других работах на скважине, а также для спуска обсадных труб. В других случаях обеспечивает создание на крюке необходимого усилия для извлечения из скважины прихваченной бурильной колонны или при авариях с ней. Для обеспечения высокой эффективности при этих разнообразных работах, подъёмная система имеет два вида скоростей подъёмного крюка – техническую для СПО и технологическую для остальных операций.
В связи с изменением веса бурильной колонны при подъёме, для обеспечения минимума затрат времени подъёмная система должна обладать способностью изменять скорость подъёма в соответствии с нагрузкой. Она также служит для удержания бурильной колонны, опущенной в скважину в процессе бурения.
Подъёмная система установки представляет собой полиспастный механизм, состоящий из кронблока, талевого (подвижного) блока, стального каната, являющегося гибкой связью между буровой лебёдкой, и механизмом крепления неподвижного конца каната. Кронблок устанавливается на верхней площадке буровой вышки. К талевому блоку присоединяется крюк, на котором подвешивается на штропах элеватор для труб или вертлюг.
В настоящее время талевый блок и подъёмный крюк во многих случаях объедиянют в один механизм – кронблок.
Механизм закрепления неподвижного конца талевого каната и гидравлический индикатор веса, назначение и устройство.
Неподвижный конец каната крепится к полу буровой при помощи механизма, который также предназначен для периодического перепуска каната с целью повышения его срока службы. Механизм состоит из литого стального корпуса, в отверстия кронштейна закреплена ось, на которой на двухрядном коническом подшипнике вмонтирован консольный рычаг. На этой оси также на двухрядном коническом подшипнике установлен барабан, на который навивается неподвижный конец каната.
После навивки на барабан, канат при помощи фиксатора соединяется с консольным рычагом, на противоположном конце которого – сжимное устройство талевого каната. Между проушинами консольного рычага и корпуса находится датчик усилия действующего в канате. Механизм рассчитан на канат диаметром до 30 мм и растяжением до 450 Кн. Канат пропускается следующим образом: отпускают болты зажимного устройства и подают запасную часть каната, а ведущий его конец наматывают на барабан лебёдки. После перепуска требуемой длины каната болты вновь затягивают и регулировочным винтом настраивают положение консольного рычага
Вертлюг, назначение, устройство и эксплуатация.
Вертлюг – промежуточное звено между поступательно перемещающимся талевым блоком с крюком, буровым рукавом и вращающейся бурильной колонной, которая при помощи замковой резьбы соединяется через ведущую трубу со стволом вертлюга. Для обеспечения подачи бурового раствора или газа перемещающийся вертлюг соединен с напорной линией при помощи гибкого бурового рукава, один конец которого крепится к отводу вертлюга, а второй – к стояку на высоте чуть большей половины его длины.
Вертлюг обеспечивает возможность свободного вращения бурильной колонны при невращающихся корпусе и талевой системе. Он подвешен на её крюке и выполняет функции сальника для подачи внутрь вращающейся колонны бурового раствора, закачиваемого насосами по гибкому рукаву.
На рисунке показана принципиальная схема вертлюга для бурения глубоких скважин. Основная вращающаяся его деталь – полый ствол 1, воспринимающий вес бурильной колонны. Ствол смонтирован в корпусе 3 на радиальных 4 и 7 и упорных 5 и 6 подшипниках, снабжён фланцем, передающим вес колонны через главную опору 5 на корпус 3, подвешенный к крюку на штропе 12. Опоры ствола фиксируют его положение в корпусе, препятствуют осевым, вертикальным и радиальным перемещениям, и обеспечивают устойчивое положение и легкость вращения.
Вес корпуса вертлюга со шлангом, осевые толчки и удары колонны снизу вверх воспринимаются вспомогательной опорой 6. Ствол вертлюга – ведомый элемент системы. При принятом в бурении нормальном направлении вращения бурильной колонны (по часовой стрелке, если смотреть сверху на ротор) ствол и все детали, связанные с ним, во избежание самоотвинчивания, имеют левые резьбы.
Штроп 12 крепится к корпусу на осях 16, смонтированных в приливах корпуса. Приливы имеют форму карманов, которые ограничивают угол поворота штропа (40°) для установки его в положение, удобное для захвата крюком, когда вертлюг с ведущей трубой находится в шурфе.
К крышке корпуса 15 прикреплён отвод 13, к которому присоединяется буровой рукав 14. Буровой раствор поступает из рукава через отвод в присоединённую к нему напорную трубу 9, из которой он попадает во внутренний канал ствола вертлюга. Зазор между корпусом напорного сальника 10 и напорной трубой 9 уплотнён сальником 11, обеспечивающим герметичность при больших рабочих давлениях бурового раствора.
Напорный сальник 11 во время роторного бурения эксплуатируется в тяжёлых условиях, срок его службы (50-100 ч) во много раз меньше, чем остальных деталей вертлюга, поэтому он выполняется быстросменным. В верхней и нижней частях корпуса вертлюга для уплотнения зазора между корпусом и вращающимся стволом устанавливают самоуплотняющиеся манжетные сальники 2 и 8, которые предохраняют от вытекания масла из корпуса и попадания в него снаружи влаги и грязи.
В вертлюгах есть устройства для заливки, спуска масла и контроля его уровня, а также сапун для уравновешивания с атмосферным давлением паров внутри корпуса, создающегося при нагреве в процессе работы. Это устройство не пропускает масло при транспортировке вертлюга в горизонтальном положении.
Типоразмер вертлюга определяется динамической нагрузкой, которую он может воспринимать в процессе вращения бурильной колонны, допустимой статической нагрузкой и частотой вращения, предельным рабочим давлением прокачиваемого бурового раствора, массой и габаритными размерами. Каждый вертлюг имеет стандартную левую коническую замковую резьбу для присоединения к ведущей трубе двух-трёх размеров. Корпус вертлюга выполняется обтекаемой формы для того, чтобы он не цеплялся за детали вышки при перемещениях.
Вертлюги приспособлены к транспортировке любыми транспортными средствами без упаковки.
Ротор, назначение, устройство и эксплуатация.
Пневматические клинья ПКР, назначение, устройство и эксплуатация
Буровые насосы, назначение и устройство. Типы применяемых насосов.
Буровой насос устроен из пары основ. Это неотъемлемые части одного механизма, которые обеспечивают правильную работу насоса. На общей раме собрана трансмиссионная часть насоса, но она взаимодействует и с гидравлической. В трансмиссионную часть входит корпус, оснащённый узлами смазочной системы, редуктора, распределительного блока, кривошипно-ползунного механизма, трансмиссионного вала и приводного шкива.
В гидравлическую же часть входит гидравлический блок с входными и выходными клапанами, расположенными попарно, цилиндропоршневой группы, блока охлаждения группы цилиндров и поршней, пневмокомпенсатора и конечно предохранительного клапана.
Общий принцип действия любого бурового насоса заключается в следующем – через трансмиссию двигателя к коренному валу, который снабжён кривошипным механизмом с шатунами, соединёнными крейцкопфом, передаётся вращательное движение. Кривошипный механизм и шатуны, делают вращательное движение вала, возвратно-поступательными движениями крейцкопфа, а также штока и поршня. Двигаясь в цилиндре, поршень, благодаря клапанам, образует давление, под которым всасывается буровая жидкость. При этом, когда происходит движение влево, закрывается всасывающий клапан, но затем при повышении давления в трубопроводе, то клапан открывается и раствор выходит. Затем процесс повторяется снова и снова.
Вибросита. Назначение, устройство и принцип работы
В виброситах шлам от бурового раствора отделяется с помощью просеивающего устройства. Применяются одноярусные сдвоенные вибросита СВ-2, СВ-2Б и одноярусные двухсеточные вибросита ВС-1
Его основные элементы следующие: поддон для сбора очищенного раствора 7, приёмник с распределителем потока 2, вибрирующая рама 5 с сеткой 4, вибратор 3, амортизаторы 6.
Циркуляционная система назначения основные узлы.
Механизмы циркуляционных системы обеспечивают трёхступенчатую очистку бурового раствора. Из скважины раствор поступает на вибросито в первую ступень грубой очистки и собирается в отстойнике ёмкости, где осаждается грубодисперсный песок. Из отстойника раствор проходит в отсек циркуляционной системы и подаётся центробежным шламовым насосом в дегазатор при необходимости дегазации раствора, а затем – в пескоотделитель, где проходит вторую ступень очистки от породы размером до 0,074-0,08 мм. После этого раствор подаётся в илоотделитель – третью ступень очистки, где удаляются частицы породы до 0,03 мм. Песок и ил сбрасываются в ёмкость, откуда подаётся в центрифугу для дополнительного отделения раствора от породы. Очищенный раствор из третьей ступени поступает в приёмные ёмкости – в приёмный блок буровых насосов для подачи его в скважину.
Гидроциклоны. Назначение, устройство и принцип работы.
Гидроциклон
Гидроциклон состоит из стального цилиндрического корпуса 1 с тангенциальным патрубком, к которому крепится резиновое сопло и подсоединяется подающая труба. Внутри корпуса вставлен и закреплён цельнолитой полый резиновый конус 3, к нижней части которого присоединена сменная песковая насадка 4. В верхней крышке корпуса на фланце установлена сливная насадка 5 с патрубком 2, служащим для присоединения отводов в коллектор, по которому выходит очищенный раствор.
Шинно-пневматическая муфта. Назначение и устройство.
Обжимная ШПМ (см. рисунок) состоит из резинового баллона 3 с ниппелем 5, который закрепляется на стальном ободе 4 гайкой. Ниппель нужен для подвода сжатого воздуха. К внутренней цилиндрической поверхности баллона прикреплены металлические колодки с прикреплёнными фрикционными накладками 1. Колодки крепятся с помощью гладких шпилек, пропущенных через отверстия в протекторной части баллона и прошплинтованных по бокам проволокой.