Буровой станок зиф-650 м.

Вращатель бурового станка является основным рабочим механизмом, выполняющим технологические операции при бурении. По типу вращателя буровые станки разделяются на шпиндельные и роторные.

Лебедка служит для спуска в скважину и подъема из нее бурового инструмента и обсадных труб.

Регулирование давления на забой скважины и скорости подачи бурового снаряда осуществляется механизмом подачи бурового станка.

Коробка передач служит для передачи крутящего момента вращателю через муфту. Коробка передач обеспечивает несколько частот вращения при бурении и скоростей подъема бурового инструмента.

Аппаратура комплексного контроля позволяет получить сведения об изменениях нагрузочных характеристик работающего оборудования по явлениям, происходящим в скважине, и на основании полученных данных оперативно управлять процессом.

С помощью приборов измеряется и регистрируется нагрузка на породоразрушающий инструмент, крутящий момент, частота вращения, интервал бурения, скорость навивки и усилия каната, расход промывочной жидкости и др. Приборы иногда оснащаются предупредительной звуковой и световой сигнализацией.

По конструкции механизмов подачи шпиндельные станки разделяются на станки с подачей: дифференциальной и гидравлической, рычажной и рычажно-дифференциальной. Преимущественно применяются шпиндельные станки с гидравлической системой подачи.

У шпиндельных станков вращение и подача бурильной колонны осуществляется с помощью шпинделя. Верхний конец колонны бурильных труб закрепляется в зажимных патронах пустотелого вала-шпинделя и перемещается вместе с ним. Шпиндельные станки обеспечивают проходку скважины в различных направлениях.

В станках роторного типа вращение бурового снаряда производится с помощью ведущей трубы многогранного сечения. Подача бурового снаряда осуществляется при помощи лебедки. Станки с гидравлической подачей обеспечивают бурение скважин глубиной от 25 до 3000 м.

Гидравлическая подача обладает следующими достоинствами:

1. Обеспечивает возможность с необходимой точностью регулировать осевую нагрузку на породоразрушающий инструмент.

2. Позволяет производить главную подачу бурового снаряда с требуемой скоростью.

3. Позволяет определить массу заряда в скважине.

4. Может быть использована как гидравлический домкрат при извлечении труб или ликвидации аварий.

5. Значительно облегчает труд обслуживающего персонала.

Насосы для промывки скважин

Колонковое бурение, в основном, производится с промывкой скважин технической водой или глинистым раствором. Насосы для геологоразведочного бурения должны быть просты по конструкции, надежны в эксплуатации, легко транспортабельны и рассчитаны на перекачку вязкой жидкости, содержащей значительное количество абразивных частиц песка.

В настоящее время при колонковом бурении применяются два типа насосов: поршневые двойного действия, двухцилиндровые и плунжерные одинарного действия, двух- и трехцилиндровые.

Поршневые насосы называют насосами двойного действия, так как при ходе поршня в какую-либо сторону производится нагнетание жидкости, находящейся с одной стороны поршня, и всасывание с другой.

Плунжерные насосы - одинарного действия, так как во время прямого хода плунжера происходит нагнетание, а при обратном ходе - всасывание.

Схема работы насоса.

Трансмиссионный вал, соединенный клиноременной передачей с двигателем передает вращение от привода на коренной вал, который через кривошип и шатун 5 приводит в возвратно-поступательное движение крейцкопф. Крейцкопф соединен штоком 3 с поршнем 2. Поршень перемещается в цилиндре 1, нижняя часть которого имеет всасывающие клапаны 6, а верхняя - нагнетательные клапаны 7. Через всасывающий шланг 8, заканчивающийся храпком с клапаном 9, всасывающие камеры насоса соединены с приемным резервуаром. Нагнетательные камеры насоса соединены с циркуляционной системой через трубопровод 11. Воздушный клапан 10 служит для сглаживания неравномерности подачи жидкости в нагнетательный трубопровод. При ходе поршня влево левый всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный - открывается. Находящаяся в цилиндре 1 жидкость перемещается в нагнетательную магистраль. Одновременно с правой стороны создается вакуум, жидкость же открывает правый всасывающий клапан и заполняет полость цилиндра. При ходе поршня вправо слева от него происходит всасывание, а справа нагнетание. Давление жидкости в магистрали нагнетательной определяется по манометру 13. Насос должен развивать такое давление, чтобы преодолеть сопротивление потока жидкости в бурильных трубах, соединениях бурильных труб, колонковом наборе, кольцевом зазоре между стенками скважины и бурильными трубами, нагнетательном шланге, обвязке и сальнике. Кроме того, должна быть возможность создания дополнительного давления на 30-50% выше требуемого на случай аварии и осложнений в скважине. Если давление в системе превышает величину, на которую рассчитан насос, то срезается шпилька 15 предохранительного клапана 14, и жидкость через отводной шланг 12 направляется в отстойник.

Насосы оборудуются резинотканевыми напорными и всасывающими рукавами с металлическими спиралями.

Наибольшее распространение при геологоразведочном бурении имеют всасывающие рукава с внутренним диаметром 75-100 мм и напорными рукавами с внутренним диаметром 38 мм. На всасывающем рукаве укреплен храпок с клапаном. Для подачи жидкости из напорного шланга в бурильную колонну его присоединяют к буровому сальнику. Сальник состоит из подвижного узла, соединенного с вращающейся при бурении бурильной колонной, и неподвижного, к которому присоединяется нагнетательный шланг. Уплотняющие устройства сальников не должны пропускать промывочную жидкость.

Силовой привод буровых установок

Для колонкового бурения в качестве силового привода применяются электрические двигатели и двигатели внутреннего сгорания. Достоинствами электропривода являются простота обслуживания, высокая экономичность, возможность реверсирования и применения индивидуальных приводов отдельных механизмов бурового агрегата.

Для привода буровых станков рекомендуется применять асинхронные двигатели переменного тока напряжением 220/380 В. На буровых вышках разрешается применять магнитные пускатели или пакетные выключатели закрытого типа. Запрещается применение открытых рубильников.

У пусковых устройств электрооборудования должны быть установлены изолирующие подставки. Металлические части электроустановок и механизмов, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, должны быть тщательно заземлены.

Двигатели внутреннего сгорания применяются для привода буровых установок на поисковых работах при предварительной разведке или при бурении одиночных скважин. Передвижные станки приводятся только от двигателей внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания можно разделить на три группы:

1. Карбюраторные, работающие на бензине или лигроине,

2. Дизельные, работающие на дизельном топливе,

3. Калоризаторные, работающие на сырой нефти.

Достоинствами двигателей внутреннего сгорания являются их независимость от внешних источников энергии и относительно экономичное потребление топлива.

Недостатками двигателей внутреннего сгорания являются их недолговечность, необходимость применения коробки скоростей для регулирования величины крутящего момента и реверсирования.

Дизельные двигатели применяются для привода буровых агрегатов, генераторов переменного и постоянного тока и различного вспомогательного оборудования.

Буровые вышки

Для бурения скважин стационарными буровыми агрегатами необходимо сооружение буровой вышки, состоящей из собственно вышки и бурового здания.

Вышка служит для спуска в скважину и извлечения из нее с помощью грузоподъемных механизмов бурового снаряда, обсадных труб и размещения поднятых свечей.

В буровом здании размещается буровой агрегат, оно предназначается также для защиты рабочих и механизмов от атмосферных явлений.

Буровые вышки могут быть деревянными из бревен и досок и металлическими из труб и уголкового проката.

Буровая вышка пирамидальной формы, имеющая в основной конструкции три или четыре опоры, называется башенной вышкой. Собственно вышка состоит из верхнего и нижнего оснований, опор, поясов и раскосов.

Основными параметрами вышки являются ее высота, размеры нижнего и верхнего оснований, высота расположения рабочего полка и грузоподъемность копра.

Грузоподъемность вышек должна не менее чем в 1,5 раза превышать максимально возможную в процессе эксплуатации нагрузку от веса бурового снаряда или колонны обсадных труб. Высота вышки определяется длиной свечи. При колонковом бурении обычно применяют вышку, пользуясь следующими данными:

Глубина скважины, м	100-150	150-400	400-800	800 и более
Длина свечи, м	6	9	12-13,5	18
Высота вышки, м	9-10	12-13	15-18	22-26

Различают трехопорные и четырехопорные вышки. Трехопорные вышки (треноги) применяют для бурения наклонных и вертикальных скважин глубиной до 100-200 м.

Четырехопорные вышки имеют большую устойчивость и грузоподъемность, чем трехопорные, и применяются при бурении глубоких вертикальных скважин.

Металлические вышки более быстро собираются и разбираются, имеют длительный срок службы. Монтаж металлических вышек может осуществляться последовательным соединением деталей конструкции вышки, наращиваемых снизу вверх, или сборкой в горизонтальном положении с последующим подъемом. Вышку поднимают трактором или лебедкой. При этом используют специальные приспособления: стрелы, козлы, канаты, лебедки и др. Для обеспечения устойчивости вышки высотой более 12 м ее следует укреплять прочными растяжными канатами со стяжными муфтами.

По ровной поверхности буровые вышки можно передвигать в неразобранном виде. Для этого нижние рамные брусья изготовляют в форме полозьев. Трасса передвижения вышки должна быть намечена заранее и не должна иметь резких переходов от спуска к подъему и наоборот.

Применяют также передвижные буровые установки с металлическими магмами.

Лекция 5