3. Электромагнитті тежегіштер

Бұрғылау шығырларында қолданылатын электромагнитті тежегіштер индукционды және ұнтақты болып бөлінеді.

Индукционды тежегіш ішкі цилиндрлі бетінде қоздыру орамы 2 орналасқан тұрқыдан 1 тұарды. Тұрқының ішнде мойынтіректерде 6 фланецті муфта 7 арқылы білігі шығырдың көтеру білігемен жалғанатын зәкір 5 айналады. Зәкір 4 суытуышы судың циркуляциясына арналған сақиналы өту тесігі 3 бар цилиндрлі денені білдіреді. Тұрақты тоқты қосқан кезде зәкірде электроқозғалтушы күшті пайда болдыратын магнитті өріс пайда болады. Зәкірдің магнитті өріспен әсерлесу нәтижесінде тежеу моменті пайда болады. Ол шығырдың айналуына қарсы әсер етеді. Түсірілетін жүктің кинетикалық энергиясы зәкірмен жұтылып оның қызуын тудырады. Қызу температурасын төмендету және қоздыру орамының қалыпты жұмысын қамтамасыз ету үшін электромагнитті тежегіштер ауалы және сулы суытумен жабдықталады.

Ұнтақты тежегіштер индукциондыдан станина мен зәкірдің арасындағы қуыс қуыстың магнитті өтімділігін және нәтижесінде пайда болатын тежеу моментінің өсін тудыратын ферромагнитті ұнтақпен толтырылған. Бұдан басқа, станина мен тежеу зәкрінің арасында механикалық байланыс пайда болып, осыған байланысты айналу жиілігі тежеу моментінің мәніне әсер етпейді. Электромагнитті тежеулердің механикалық сиапттамалары тежеу моментінің берілген қоздырудаға айналу жиілігіне тәуелділігін көрсетеді. Суретте 1 және 2 қисықтары (ТЭП-7500 және ТЭП-4500) ұнтақты, ал 3 – индукционды (ЭМТ-4500) тежегіштің сипаттамаларын білдіреді. Ұнтақты тежегішке қарағанда индукиционды тежегіш айналу жиілігіне тәуелді. Салыстыру үшін суретте 4 қисығы көсетілген. Ол гидродинамикалық тежегіштің момент өзгерісін сипаттайды. Суретте көрсетілгендей, n=0 болғанда, индукционды және гидродинамикалық тежегіштердің моменті нольге тең.

1-тұрқы; 2-қоздыру орамы; 3-зәкірдің сақиналы өту тесігі;

4-зәкір; 5-зәкір білігі; 6-білік мойынтірегі; 7-фланецті муфта.

Ұсынылатын әдебиеттер: нег. 1. [220-233], қос. [290-328]

Бақылау сұрақтары:

1. Тежеу шкивтерінің өлшемдері?

2. Фрикционды төсемелрдің материалы?

3. Бұрғылау шығырларының тежеу жүйесінің құрылғысы?

4. Жылулық баланстың теңдеуі?

5. Гидродинамикалық тежегіштің құрылғысы?

6. Электромагнитті тежегіштің құрылғысы?

7. Гидродинамикалық тежегіштің арналуы?

8. Гидродинамикалық және таспалы тежегіштердің бірге жұмыс істеуі?

Дәріс 8 бұрғылау сораптары

Бұрғы сораптары ұңғыға қысым мен жуу сұйығын айдау үшін қолданылады. Бұрғылау жұмыстарында тек горизонтал, жетекті, поршенді сораптар қолданылады.

Бұрылау сораптарына қойылатын негізгі талаптар:

• сораптың берілісі ұңғыны тиімді жуумен қамтамасыз ететіндей шекте реттелген болуы керек;

• сораптың қуаты ұңғыны және түпкі гидравликалық қозғалтқыштың жетегін жууға жеткілікті болуы керек;

• жуу сұйығының сораптан шығу жылдамдығы бұрғылауда қиындықтар тудыратын, қосымша энергетикалық шығындар мен қажу салдарынан бұзылатын инерционды күштер мен қысым бүлкілін жою үшін тепе-теңдікті ұстауы керек;

• сораптар құрамында абразивті майлары бар тоттануға бейім әр түрлі тығыздықтағы жуу ерітінділерімен жұмыс істеуге жабдықталған болуы керек;

• жуу ерітіндісімен жанасатын тораптары мен бөлшектерінің ұзақмерзімділігі жеткілікті және істен шыққан жағдайда оңай және тез ауыстыруға жабдықталған болуы керек;

• ірі габаритті тораптары мен бөлшектері жөндеу және техникалық қызмет көрсету кезінде сенімді орналастарумен жабдықталған болуы керек;

• жетекті бөлігінің тораптары мен бөлшектері жуу ерітіндісінен қорғалған болуы және тексеру мен техникалық қызмет көрсетуге қолайлы болуы керек;

• сораптар жинақты түрде тасмалдауға жабдықталған болуы керек;

• сорап конструкциясы сорапты агрегаттың қозғалтқышының оң және сол жағына орналасу мүмкіндігі болуы керек;

• сораптардың сенімділігі мен ұзақмерзімділігі олардың экономиялығы мен пайдалану қауіпсіздігімен сәйкес болуы керек.

Терең бұрғылауда екі әрекетті 2 поршенді сораптар – дуплекс және бір әрекетті 3 поршенді – тримплекс сораптары қолданады.

Дуплекс сораптарда поршеннің бір жүрісі кезінде сұйықтықты айдаушы коллекторға айдау және қабылдаушы коллектордан поршень мен цилиндрлі төлкенің жасайтын аумағына соруы жүрелі.

1,2 – айдаушы клапандар; 3,4 – сорушы клапандар; 5,6 – сол жақ және оң жақ аумақтар; 7 – шток

«Дуплекс» сорабының жұмыс істеу сұлбасы

1 - айдаушы клапан; 2 – сорушы клапан; 3 - поршень; 4 -шток; 5 - жұмыс камерасы

«Тримплекс» сорабының жұмыс істеу сұлбасы

Дуплекс сораптарының жұмыс істеу принципі келесідей: поршеннің оңнан сол жаққа клапан 4 арқылы қозғалысы кезінде оу жақтағы аумаққа сұйықтың сорылуы болады және бір уақытта клапан 1 арқылы сол жақтағы аумақтан сұйықтықтың айдаушы колллекторға айдалуы болады. Кейін қарай жүрісі кезінде клапандар 1 және 4 жабылып, 2 мен 3 клапандары ашылады, солар арқылы сұйықтықты сору және айдау болады.

6 аумағынан айдағыш манифлоьдке берілетін сұйықтық мөлшері 5 аумағынан берілетінге қарағанда поршень штогының көлеміне кіші (V1>V2), сондықтан сұйықтықтың біркелкі берілуі болмайды. Біркелкілікті ұстап тұру үшін сораптың айдаушы коллекторында пневмокомпенсатор орналасқан.

Дуплекс сораптарында әрбір «төлке-поршень» цилиндрлі жұбына 4 клпан орнатылады, олардың екеуі сорушы және екеуі айдаушы.

Тримплекс сораптарында поршеньнің бір жүрісі кезінде соуршы коллектордан сору немесе айдаушы коллекторға айдау жүзеге асады. Дуплекс сораптарынан айырмашылығы триплекс сораптары манифольдке сұйықтықты тек бір жұмыс камерасынан 5 айдайды және әрбір цилиндрлі жұпта бір айдашы және екі сорушы клпан болады. Сонымен қатар поршеннің 3 құрылымы дуплекс сорабының поршендерінен айрықша, штокты 4 тығыздаушы түйін болмайды, сондықтан триплекс сораптарының штоктары дуплекске қарағанда тозуға аз ұшырайды.

Триплекс сораптарының жоғарғы тезжүргіштігіне байланысты тіреу сораптарын қолдану, жетекші бөлікке қызмет көрсету сапасын жақсарту, сонымен қатар поршень-цилиндрлі төлке жұбының құрылымын, ең бастысы клапанды түйіндердің құрылмын жақсарту керек болды.

Триплек сораптары НИИтежмаш (Ресей) көрсеткіштеріне қарағанда, дуплекс сораптарына қарағанда бірталай артықшылықтарға ие, триплекс сорабында сондай қуатта мыналар азаяды:

• масса мен габаритті өлшемдер 1,4-1,5 есеге;

• біркелкі берілмеу 2 есе, қысымдыкі 5-6 есеге;

• алмастырылатын бөлшектер 1,3-1,4 есе, ал олардың массасы 1,5-2,5 есеге.

Осыларға байланысты соңғы жылдары бұрғылаудың триплекс сораптарына көшірілуі байқалады.

Өндіріс көлемінің кеңеюі мен құрылымдардың жетілдірілуі триплекс сораптарының бағасының төмендеуіне алып келді. Сондықтан триплекс сораптары дуплекс сораптарын біртіндеп ығыстыруда.

Отандық және шет елдік өндірістегі тримпелкс бұрғылау сораптарының гидравликалық бөліктері үлкен айырмашылыққа ие.

Бұрғылау сораптарының құрылғысы

Бұрғылау сорабы І гидравликалық блоктан және пісірілген рамада орналасқан ІІ жетекші блоктан тұрады.

Бұрғылау сорабының гидравликалық бөлігі тұрқылы және ауыспалы бөлшектерден тұрады:

Тұрқылыға жататындар:

-қақпақтары бар гидроқораптар;

-айдағыш және қабылдаушы коллектор.

Алмастырылатындарға жататындар:

-цилиндрлі төлкелер;

-поршеньдер;

-сорушы және айдаушы клапандар;

-қозғалмалы және қозғалмайтын бөліктердің тығыздағыштары.

Дуплекс сораптарында гидравликалық бөлік жетекші блоктын станинасымен шпилькалар 7 арқылы қосылған екі гидроқораптан 2 тұрады. Гидроқораптар өзара қабылдаушы 1 және айдағыш 2 коллеторларымен жалғанады. Гидроқораптар цилиндрлі төлкелерге арналған жазық ойықтары және айдаушы клпандарға арналған тік ұялары бар көміртекті болаттан құймалар болып келеді.

1 – гидравликалық блок; 2 – станина; 3 – шток; 4 – сырғыманың бағыттаушысы; 5 – трансмиссиялы білік; 6 – шпилькалар; 7 – вентиляциялы қақпақ; 8 – станина қақпағы; 9 – түбірлі білік; 10 – шатунды механизм; 11 – бұрандалар; 12 – пісірілген рама; 13 - ысырма

I

II

«Дуплекс» бұрғылау сорабының құрылымы

Жалпы клпан үсті аумақ 4 арқылы айдалатын сұйықтық пошеньді және штокты камералардан айдағыш коллекторға 3 бағытталады.

Сораптың сорушы және айдашы клапандары өзара алмастырыла алады. Айдағыш коллекторда пневматикалық компенсатор орналасады. Қабылдаушы коллектор сорушы клапандармен бірге гидроқораптың жақтаулы кірмелеріне жалғанады. Жуушы сұйықтықтың қозғалысына қатысты клапандарды бір секцияда бірінің үстіне бірін осьтес етіп орналастырған сұлба ең жақсы болып табылады. Ол тура ағуды, гидравликалық кедергінің ең аз мөлшерін, өлу аумақтың ең кіші көлемін қамтамасыз етеді.

1-қабылдаушы коллектор;

2-гидроқорап (екеу); 3-айдағыш коллектор;

4-клапан үсті аумағы;

5-айдағыш клапандар;

6-станина;

7-шпилькалар;

8-контрбұранда;

9-шағылдырғыш диск; 10-ысырма штогі;

11-поршень штогі;

12-цилиндрлі төлке;

13-поршень.

Қабылдаушы және айдағыш коллекторлар құймалы немесе пірілмелі-құймалы болат құрылымға ие және манифольдтің айдаушы келте құбырын жалғайды. Цилиндрлі төлкелер бұрғылау сораптарының габариттері және металл сыйымдылығы бойынша ең ірі ауыстырылатын бөлшегі болып табылады. Олардың құрылымдық жасалуы, ұзындығы, сыртқы және ішкі диаметрлері салалық стандарттармен регламенттеледі.

Поршень цилиндрлі төлкенің тесігін тығыз жабады, және ось бағытымен қозғала отырып, айдалатын сұйықтыққа артық қысымды береді. Бұрғыла сораптарының поршеньдері резеңкелі-металды құрылымға ие және болат өзек пен резеңкелі өздігінен тығыздалатын манжеттерден тұрады. Өзектер поршеньді штокпен қосатын конусты немесе цилиндрлі тесіктермен жабдықталған.

1-болат өзек;

2-ішкі тығыздағыш;

3-шайба;

4-суытуышы майлашуы сұйықтықтың поршеньмен төлкенің арасына түсуі үшін доға тәріздес шықпалары бар тығыздаушы манжет.

Тримплекс сорабының поршені

Цилиндрлі төлкелерді негізінен феррохромды құймадан ортадан тепкіш құюдан жасайды. Сонымен қатар, брлық шлак пен газ көпршіктері толығымен жіберілуге түсуі керек. Олай болмағанда төлкенін тозуы тездетеді. Төлкелердің ортақ сипаттық белгісі олардың жұмыс бетінің жоғары беріктігі болып табылады. Олардың беті коррозия қаупі жоғары аймақтарда арнайы қабатпен жабылады.

Бұрғылау сорабының цилиндрлі төлкесі

1-бұранда; 2-қақпақ; 3-винт; 4-манжет; 5-тіреу сақинасы; 6,8-цилиндрлі төлкенің тығыздағыш манжеттері; 7-аралық төлке; 9-айырғыш сақиналар; 10-цилиндрлі төлке; 11- айырғыш стакан; 12-төлке; 13-қосымша манжет; 14-фланецті төлке; 15-шпилькалар.

Бұрғылау сорабының бекіту және тығыздау түйіні

Бұрғылау сорабының сорушы және айдаушы клапандары өзара алмастырылады және олар серіппе 11, қақпақ 8, тіреу винтпен бірге клапанды қорапты 9 құрайтын тәрелке тоқымынан 4 бірге тұрады. Клапанды қораптың қосылатын өлшемдері ОСТ-26-02-1129-75 регламенттеледі. Клапанның тоқымы мен тәрелкесі 45˚ немесе 60˚ конусты бұрышы болады, беттің кедір-бұдырлығы R =1,25 мкм жоғары емес және беріктігі HRC 48 – 50 төмен емес.

1-тоқым; 2-металл құрсау; 3-резеңкелі ман-жет;4-тәрелке; 5-тәрелкенің бағыттаушы штогі; 6-резеңкелі төлке; 7-манжет; 8-қақпақ; 9-тіреу винті; 10-фланец; 11-серіппе; 12-серіппелі сақина; 13-айқастырма; 14- резеңкелі төлке; 15-гидроқорап

1-тарелке;

2 –резеңкелі сақиналы тығыздағыш;

3-бұранда;

4 -тоқым;

5-айқастырма; 6-серіппе;

7- тәрелкенің бағыттаушы штогі

Жинақталған клапанды қорап Клапанды түйін

Клапанды көтеру биіктігі жуу сұйықтығының тығыздығы мен газға қаныққандығына, сораптың берілісіне байланысты және клапан қақпағындағы жоғарғы бағыттаушшы штоктың тәрелкесінің беттік егелуінің тереңдігімен шектеледі.

Клапанның жұмысына серіппенің дұрыс таңдалуы үлкен әсер етеді. Ол сораптың жүрісі кезінде көтерілу биіктігіне әсер етеді.

Поршенді сораптың жылдамжүрісінің өсуіне байланысты оның серіппелер биік болуы керек. Айдағыш клапандағы серіппенің қатаңдығының азаюы цилиндрдің ПӘК-ін 3%-ға азайтады. Серіппе клапанның көтерілу биіктігін қуыстағы сұйықтық қозғалысының жалдамдығы 8-10 м/с аспаған кезде шектеу және тәрелкенің клапан тоқымына тәрелке астындағы суды жоғарыдағы қысым төмендегіден үлкен болатындай етіп ығыстырып, 0,43 м/с отырғызылу жылдамдығымен түсіруі керек.

Жетекші блок трансмиссионды біліктен, түбірлі біліктен және шатунды механизмнен тұрады.

Трансмиссионды білік айналдыру моментін сораптың түбірлі білігіне беру үшін арналған және ұштары сораптың жетегінде таңдалған беріліске байланысты сыналы-белбеулі шкив немесе шынжырлы дөңгелекті орнатуда қолданылады. Құрауды және бұзуды оңайлату үшін шкивтердің бұрандалармен тартылатын бөлінген ступицасы бар. консольдерге түсірілетін жүктемелер әсерінен иілулердің себебінен қисаюдың болуы мүмкіндігінен, сонымен қатар технологиялық қателерге байланысты трансмиссия білігін сфералы екі қатарлы мойынтіректерге орнатады.

Эксцентрлі түбірлі білік құрамалы құрылымға ие. Тісті дөңгелектің дәл остік фиксациясы үшін түбірлі білік станинаның ойықтары мен сораптың қақпағында орналасқан өтпелі гильзаларға отырғызылған жұпталған конусты радиалды-тіреу мойынтіректеріне тіреледі. Мойынтіректердің сыртқы сақиналары көлденең қозғалмауы үшін гильзаның шеттеріне бұрандамен бекітілген қақпақтармен ұсталады. Мойынтіректердің сыртқы сақиналарының тартылуы қақпақ пен гильза бетінің арасына орантылған өлшемді төсемелермен реттеледі. Мойынтіректердің ішкі сақианлары біліктің шеттеріне бұрандамен бекітілетін шайбамен тартылады. Біліктің осьтік орны гильзаның станинаның ойықтары мен сораптың қақпағына тірелетін сыртқы сақиналы шықпалары арқылы фиксацияланады.

1-роликті мойынтірек; 2,10,13-үш эксцентрик;

3-стакан;

4,6-мойынтіректер;

5- тура (түбірлі) білік;

7-трасмиссионды білік;

8-шестерня;

9-сақиналы секторлар;

11-тісті тәж;

12-құймалы шеңбер;

14-шатун мойынының қанатшалары.

Бұрғылау сорабының трансмиссионды бөлігі

Ресейде жасалған бұрғылау сораптарының негізгі техникалық сипаттамалары

Параметрлер	БрН-1	НБТ- 600	У8-6МА2	У8-7МА2	УНБТ-800	УНБТ-950	УНБТ- 1180
Сораптың қуаты, кВт	365	600	585	850	800	950	1180
Сораптың пайдалы қуаты, кВт	330	540	500	710	.720	855	1160
Поршень саны	2	3	2	3	3	3	3
1 мин поршеннің қос жүрісінің максимал саны	72	135	66	66	135	125	125
Поршень жүрісі, мм	300	250	400	400	250	290	290
Цилиндрлі төлкелердің ішкі диаметрі, мм: - ең үлкені - ең кішісі	180 130	180 120	200 130	200 140	180 130	180 140	180 140
Беріліс, дм3/с: - ең үлкені - ең кішісі	34,8 16,4	42,9 19,1	50,9 18,9	50,9 22,7	41,4 22,4	46,0 28,8	46,0 28,8
Қысым, МПа: - ең жоғарғы - ең төменгі	9,8 20	11,3 25	9,6 25	14,2 32	17 32	19 32	24 40
Трансмиссиялы біліктің максимал айналу жиілігі, айн/мин	330	425	325	337	412	566	566
Поршень штогінің диаметрі, мм	65	65	80	80	70	60	60
Сорап өлшемдері, мм : - ұзындығы - ені - биіктігі	4160 2430 2710	4460 2720 1640	5000 3000 3240	5340 3340 3400	4470 2980 2200	5550 3250 3250	5550 5400 3400
Шкивпен бірге сораптың массасы, тн	13,2	19	27,7	37,3	22,4	22,7	23,5

НБТ-600 бұрғылау сорабының жалпы көрінісі

Шатун түбірлі біліктен қозғалысты ысырмаға береді және көміртекті болат маркісінен құйылған немесе қапталған үлкен және кіші мойындары қарама-қарсы орналасқан өзек болып келеді. Шатунның кіші мойыны ысырманың білікшесімен инелі мойынтірекпен жалғанады. Поршень жүрісінің ұзындығының аздығына байланысты бір әсерлі сораптың эксцентрик диаметрі мен шатунының ұзындығы қос әсерлі сораптыкіне қарағанда кіші болады. Жетекші блоктың қозғалмалы бөлшектері мен түйіндері май сорабы және май ваннасына түсіру арқылы майланады. Шатунның кіші мойыны ысырма тұрқысымен көрші ысырманың білікшесі арқылы жалғанады.

Ысырма болат тұрқыдан және шойын қаптамалардан тұрады.

Сораптың станинасы сораптың май ваннасынан айналмалы тісті дөңгелектерден шашырайтын май жиналтын майұстағышпен жабдықталған. Майұстағыштан май радилды және бойлы арналар арқылы қаптамалардың үйкелетін беттері мен ысырманың білікшесіне қарай ағады.

Пневмокомпенсаторлар

Пневмокомпенсаторлар сораптағы поршеньдердің жылдамдықтарының әрт үрліліген байланысты сұйықтың әркелкі берілуі тербелістен туатын қысым пульсациясын теңестіру үшін арналған.

Пневмокомпенсатор сығылған ауа немесе азотпен толтырылған жабық ыдыс болып келеді. Сұйықты беру кезінде газдың көлемі азайып, нәтижесінде газдың бастапқы қысымы сораптың жұмыс қысымына дейін өседі. Сораптың жұмыс кезінде пневмокомпенсатордағы газ көлемі периодты түрде сорап берілісінің бір қосжүрісі кезіндегі аралықта ауысып отырады.

Пневмокомпенсаторлардың бітеулі типтегі диафрагмалы, шартәріздес (сфералы), пошенді түрлері сериялы өндірісте шығыралады.

1-вентиль;

2-қақпақтың металл тұрқысы;

3-ауалы қақпақ; 4-сақтандырушы клапан; 5-тұрқы;

6-қақпақша;

7-жоғарғы қысым шлангісі

Бітеулі типті пневмокомпенсатор

Тұрқыда үстінен резеңке баллон киілетін үш перфорацияланған құбыры болады. әрбір қақпақтың ауалық бөлігі 17 дм³. Сығылған ауаны шығару үшін қақпақтың жоғарғы жағында тығындар болады. Әрбір қақпақтың тұрқысында манометрі бар ветиль болады. осы құрылғылар арқылы қақпақтар газбен толтырылады. Қақпақтың аумағына оны толтырмастан бұрын 100-150 см³ су құяды. Бұл қақапақ аумағының сенімді саңылаусыздануын қамтамасыз етеді.

1-айдағыш коллектордың фланеці; 2-штуцер; 3-вентиль; 4-манометр; 5-қақпақ; 6-диск; 7-диафрагма; 8-метал шайба; 9-тұрқы; 10-шпилькалар.

Шартәріздес диафрагмалы пневмокомпенсатор

Диафрагмалы пневмокомпенсаторлар бұрғылау тәжірибесінде кеңінен қолданылады. Бұрғылау сораптарында ПК-70-250 және ПК-70-320 диафрагмалы пневмокомпенсаторлары қолданылады. Олардың көлемі сәйкесінше 70 дм³, және қысымдары 25 және 32 МПа құрайды.

Бітеулі типті пневмокомпенсатор

Әдебиет: нег. 1.

Бақылау сұрақтары:

1. Берілісті реттеудің қандай тәсілдері болуы мүмкін, олардың артықшылықтары мен кемшіліктері?

2. Бұрғылау тереңдігіне байланысты бұрғылау сорап қондырғысының қуатын қалай қолдану тиімді?

3. Бұрғыла сораптарының монтаждауына қандай талаптар қойылады?

4. Бұрғылау сораптарын техникалық пайдалану талаптары?