10.1 Екі поршеньді бұрғылау сораптары
Екі жақты әсерлі бұрғылау сорабының кинематикалық сұлбасы 10.1-суретте, ал түйіндердің орналасуы 10.2-суретте келтірілген.
10.1-сурет. Екіжақты әсерлі бұрғылау сорабының кинематикалық сұлбасы
1 – қозғалтқыш шкиві; 2 – сыналы белдік; 3 – трансмиссиялық білік; 4 – экцентрик; 5 – тісті беріліс; 6 – сырғақ; 7 – қабылдаушы компенсатор; 8 – айдау клапаны; 9 –поршень; 10 – гидравликалық қорапша; 11 – қабылдаушы клапан; 12 – айдау желісі компенсаторы.
Бұл бұрғылау сораптары көлденең поршенді, екі цилиндрлі, екі жақты әсерлі, ортақ жақтауда жинақталған гидравликалық және жетекші бөліктен тұратын қондырғы.
10.2-сурет. Екіжақты әсерлі бұрғылау сорабы
1 – поршень; 2 – цилиндрлі төлке; 3 – цилиндр қақпағы; 4 – тіректік стақан; 5 – айдаушы клапан; 6 – клапан қорапшасының тұрқысы; 7 – штоктың жалғамасы; 8 – шток; 9 – штоқтың сальникті тығыздаушысы; 10 – сорап тұрқы; 11 – трансмиссиялық білік; 12 –негізгі білік; 13 – шатун басы; 14 – шатун; 15 – сырғақ; 16 – сырғақтың бағыттаушылары.
У8-6М сорабының гидравликалық бөлігі келесі негізгі түйіндерден тұрады: болаттан құйылған, төменгі бөлігінен өзара қабылдау қорапшасымен байланысқан екі гидравликалық қорапшадан, ал жоғарғы бөлігінде пневматикалық компенсаторлар блогының тұғырымен жалғанған екі болат гидравликалық қорапшадан тұрады. Сораптың қабылдау қорапшасы сораптық құбырды сорушы клапанмен жалғайды (10.3 - сурет).
10.3-сурет. Жинақтағы сорап клапаны
1 – төлке; 2 – серіппе; 3 – клапан тарелкасы; 4 – ершік.
Гидравликалық қорапшалардың ішінде ішкі диаметрі сораптың берілісімен қажетті қысымға байланысты таңдалынатын ауыспалы цилиндрлік төлкелер орналасады (10.4, 10.5-сурет). Төлкелердің сыртқы өлшемдері барлығында бірдей болып келеді.
10.4-сурет. У8-6М сорабының цилиндрлік төлкесі
10.5-сурет. У8-6М сорабының цилиндрлік төлкелерінің тығыздағышы
Төлкелердің қолданыс мерзімін ұзарту үшін, олардың ішкі беті термиялық өңдеуден өтеді. Сораптың цилиндрлі төлкелері цилиндр төлкесінің 1 белдемесі мен стакан 4 арасында болат сақинамен 3 бөлінген екі араласқан тығыздаманы 2 орнату арқылы тығындалады (10.5-сурет). Сақинаның ішкі және сыртқы диаметрлерінде жону тесіктері орналасқан. Тығыздаулары тозған жағдайда ерiтiндi гидравликалық қораптағы арнайы саңылау арқылы сыртқа шығуы керек. Бұл жағдай цилиндрлiк тығыздалудың ақаулығы жайлы сигнал болып табылады. Цилиндрлi төлкелер гайкаларды 8 тарту арқылы стақан 5 және қақпақтың 7 көмегімен нығыздалады. Цилиндрлiк қақпақ өздiгiнен тығыздалатын манжеттер 6, 9 көмегiмен нығыздалады. Цилиндрлiк төлкелердің нығыздағышын 2 тығыздау болт 10 арқылы жүзеге асады.
Цилиндрлік төлкелерде поршендер орналасады (10.6-сурет). Поршень конусты, жонып өңделген, сонымен қатар оған вулканизацияланған екі резиналы көмкермесі бар өзекшеден тұрады. Поршень 13 штоктың жонылған ұшына 14 отырғызылады және оған гайка 12 мен контргайка 11 көмегімен бекітіледі (10.5 сурет). Штоктың (10.7 сурет) бұрандалық ұшы сырғақ тұрқына бұрап кіргізілген штоктың жалғамасымен (16.8-сурет) байланысқан.
10.6-сурет. Сорап поршені
1 – өзекше; 2 – тығыздағыш
10.7-сурет. Сорап поршенінің штогы
10.8-сурет. Сорап сырғағының штогы
Сораптың эксцентрлі бiлiгiнiң айналуы кезінде, поршеньнің штоктары шатундар арқылы алға-артқа жылжымалы қозғалыстар жасайды. Штоктардың тозуға тұрақтылығын ұлғайту үшiн олардың жұмыс бетi шынықтырады. Тығыздағыш (10.9-сурет) тұрқыдан 4, бағыттаушы төлкеден 6, тіректік резеңкелі сақинадан 3, төрт тығыздағыш резеңкелі сақиналардан 5, тіректік сақинадан 1 және екінші бағыттаушы төлкеден 2 тұрады. Бағыттаушы төлке және тіректік сақина капролиттен жасалынады. Тіректік сақинаны қысатын төлке 7 фланец 9 арқылы қысылады. Тығыздау сораптың жұмыс iстемейтiн кезінде гайкалар 10 шпилькалар 8 көмегімен жасалады. Штоктар тығыздағыштары ұзақ уақытқа жарамдылығын ұлғайту үшiн майланып және сұйық майлармен салқындатылады. Май сораптар арқылы штоктарға беріледі.
Сорап жетегі трансмиссиялық бiлiктен iске асады. Гидравликалық қорап пен тұрқы өздiгiнен тығыздалатын тығыздағыш манжеттер және резеңке сақина көмегімен жалғанады. Бұрғылау ерітіндісінің бұрғылау сорабының жетек бөлігіне құйылуын болдырмау үшін, арнайы тығыздағыш құрылымы жасалған. Манжеттер штоктың жалғамаларын қысады және жетекші бөлiкке бұрғылау сұйығының кiріп кетуіне мүмкiндік бермейдi.
10.9-сурет. Сорап штогының тығыздамасы
Сораптың жетектік бөлігі: негізгі білік түйіндерінен (10.10-сурет), трансмиссиялық біліктен (10.11-сурет), және құйылған шойын станинада орналасқан сырғақтан (10.12-сурет) тұрады.
Негізгі білік (10.10-сурет) пісіріле-құйылған конструкцияда жасалған және екі эксцентриктен 2, тісті тәжден 1, біліктен 3 тұрады.
10.10-сурет. Негізгі біліктің түйіні.
Тісті тәж 1 эксцентрикте 2 сығымдап орнатылған. Бiлiк төрт конустық мойынтiректерде 4, стақандарда 6 орнатылған. Мойынтіректерді реттеу төсемдер 5 арқылы жүргізіледі. Мойынтіректер серiппелi тавотницалармен майланады. Негізгі біліктің эксцентриктері бірбіріне қатысты 900 бұрышқа ығысқан және эксцентритеті 200мм тең. Эксцентрикте 2 екі конустық роликті мойынтіректер 7 отырғызылған. Эксцентритет поршеннің 400 мм ұзындыққа жүрісін қамтамасыз етеді.
Трансмиссиялық бiлiк негізгі бiлiкті қисықтiстегершік 5 көмегiмен айналмалы қозғалысқа келтіреді (10.11 сурет). Тістегершік екi қатарлы сфералық роликтi мойынтіректерде орналасқан білікпен бірге орындалған. Резина сақиналар 2 көмегiмен мойынтіректер стақанының қақпақшасына тығыздалады. Арнайы тығыздағыш 6 мойынтіректердегі майдың ағып кетуін болдырмайды. Консистенттi май мойынтіректерге серiппелi тавотницалармен 1 өтеді. Жылжымалы мойынтіректің жылулық ұлғайуды теңгеру мүмкіндігі бар.
10.11-сурет. Трансмиссиялық білік
Шкив бiлiк ұшында шпонкалармен және екi тартушы болттармен бекiтіледi. 10.12-суретте шатунның сақинасы бойынша сырғақтың көлденең қимасы көрсетiлген.
Шатунның жетекші бастары конустық эксцентриктерде бекітілген роликті мойынтіректерде орналасқан. Шатунның 3 кіші бастары сырғақпен 1 цилиндірлік саусақшамен 2 сырғанау мойынтіректері 5 арқылы байланысқан. Мойынтіректер 5 шатунның кіші басындағы саңылау арқылы майланады. Май камерасы сырғақтың үстiндегі станинаның тұрқысына бекiтіледі. Сырғақтың тұрқы 35Л маркалы болаттан жасалады. Шойын жапсырма 4 сырғақтың ауыспалы бөлшегі болып табылады. Сырғақ тұрқының бағыттаушы жапсырмалары камерадан өз ағысымен келетін маймен майланады. Бұл камераға май тiстi берiлiстен шашырату жолымен беріледі. Май деңгейін бақылауы үшiн май көрсеткiштері, майдың ағып кетуі үшін, арнайы бұрандалы диаметрі 75 мм саңылаулар қарастырылған.
10.12-сурет. Сырғақ
Қыс кезінде майды жылыту үшін, станина ваннасына жылытқыш орнатылуы мүмкін. Сораптың станинасы оның рамасына сегiз жерден болттармен бекiтіледi. Сораптың астыңғы тірегі тасымалдауға ыңғайлы болу үшiн шана түрiнде орындалған.
Сораптың пневмокомпенсатор бөлігі (10.13 сурет) айдау желісіндегі қысым мөлшерінің тербелiс шамасын төмендетуге арналған. Ол бөлгiші бар үш ауa қалпағы 3 орнатылатын тұрқыдан 5 тұрады. Әрбiр ауа қалпағы бөлiгiнiң көлемi 17 дм3.
10.13-сурет. Сораптың пневмокомпенсаторлық бөлігі
Ауa қалпағы газ қысымын бақылайтын құралмен 2, сақтандыру клапанымен 4 жабдықталған және жанжағынан тесiлген құбыр мен резеңке баллонынан тұрады. Қалпақтың тұрқы жан-жағынан тесiлген құбыр фланеціне тіреліп, пневмокомпенсатор бөлігі тұрқысына шпилькалармен бекітіледі. Гайкаларды қысудың нәтижесiнде резина баллонның фланеці сығылады және баллондардың және қалпақтардың арасындағы қуыс тығыз бекiтіледi. Қалпақтың жоғарғы бөлiгiндегi газды немесе сығылған ауаны шығаруға арналған тығын 13 бар. Әрбiр қалпақтың тұрқы вентилмен 1, оған жалғанған қалпақ қуысындағы газ қысымын бақылауға арналған құрал-сайманмен жабдықталған. Бұл жабдықтардың көмегiмен қалпақтар газбен толтырылады.
Қалпақшаны 6 шешедi және түтiктiң бұрандалы ұшына жоғары қысымдағы шланганың 7 қаптама гайкасын бұрайды, ал оның екiншi ұшын сығымдалған газы бар баллонға қосады. Пневмокомпенсаторды қосымша газбен толықтыру үшін оның тығынын 13 бұрап алып, қалпақтың газдық қуыстарына 100–150 см3 су құйылады. Судың болуы қалпақтардың газ қуыстарының сенiмдi тығыздалуын қамтамасыз етедi.
Пневмокомпенсатор тұрқысына мембранамен 8 жабылған өту саңылауы арқылы сақтандырғыш клапан бекiтіледi. Мембрана Л62М маркалы жезден дайындалады. Оның қалыңдығы 0,8-0,1 мм-ге тең. Мембранаға 8 құбыр 10 және гайка 12 көмегімен ауыспалы сақина 9 тіреледі. Мембрананың фланецпен нығыздалып бекітілуі резеңке сақина 11 көмегімен іске асады.
Өндіруші зауыт ішкі диаметрлерінің өлшемдері әртүрлі болып келетін сақиналардың 9 жинағын жібереді. Әрбiр ауыспалы цилиндрлi төлкеге, жұмыс қысымына сәйкес нақтылы ауыспалы сақина сәйкес келедi. Сақиналарға белгілер жасалған. Белгілеулерде қалыпты жұмыс қысымы көрсетіледi. Бұрғылау сұйығының қысымы қалыпты жағдайдан жоғарылап кетсе, мембрана 8 сақинаның iшкi диаметрiнiң контуры бойынша қиылады, сонымен қатар жуу сұйығы құбыр арқылы ыдысқа 10 құйылады.
Отандық және шетелдік бұрғылау тәжірибесінде кең қолданылатын диафрагмалық компенсатор 10.14-сурет қалың қабырғалы сфералы тұрқыдан 9, қақпақтан 5, штуцерден 2, эластикалық диафрагмадан 7 тұрады.
Штуцер арқылы берілетін сұйықты жоғарғы газ қуысынан бөлетін диафрагма 7, тұрқы мен қақпақтың 5 жонылған бөлігінде тығыздалады және сфералық формаға ие. Қақпақша тұрқыға бұралған шпилькалармен тартылып бекітіледі. Диафрагма резиналанған мата негізден жасалынады және пневмокомпенсатор толық босаған кезде оның ішкі бетіне тегіс жатады. Диафрагмада қыртыстардың болуы төмен температура жағдайында эластикалық икемділігінің жоғалуына әкелуі мүмкін.
Пневмокомпенсатордың саңылауы Б диафрагманың конусты қалыңдатылған жағымен жабылады. Металды шайба 8 және диск 6 резиналы материалдан жасалған, диафрагманы штуцер 2 саңылауына керіп созу мүмкіндігін жояды және сорап жұмысының тоқтаған мезетінде, пневмокомпенсатордан сұйықты шығару кезінде диафрагма конусының штуцерге тығыз отыруына себеп болады. Пневмокомпенсаторды сығымдалған газбен толтыру үшін, қақпақшада бұрыштық вентиль 3 орналасқан. Пневмокомпенсаторлар жоғарғы қысымдағы компрессорлармен немесе баллондарда жеткізілетін азотпен толтырылады.
Газдың қысымы вентилі бар манометрмен 4 реттеледі. Сорапты іске қосар алдында пневмокамера ішіндегі бастапқы қысымды бақылау үшін, манометр вентиль арқылы қосылады. Сораптың жұмысы кезінде вентиль жабылады, соның арқасында манометр пневмокамерадағы қысымның өзгеруінен болатын, мезгілсіз істен шығулардан қорғалады. Сұйық сораптан пневмокомпенсаторға шпилькалармен 10 тартылған штуцер 2 арқылы жеткізіледі.
10.14-сурет. Сфералық компенсатор
Диафрагманың ұзақтұрақтылығы пневмокомпенсатордағы бастапқы жұмысшы қысымдардың қатынасымен анықталатын сорап жұмысы кезіндегі газ бен сұйықтың көлеміне байланысты болады. Бастапқы салыстырмалы аз қысымда, жұмыс қысымының әсерінен диафрагма жазықтық иіні орталық қималармен салыстырғанда аз ауданға ие жоғары қимаға орын ауыстырады. Бұның салдарынан, диафрагманың деформацияланған қимасында оның ұзақтұрақтылығын кемітетін, майысу мен кернеу амплитудасы көбейеді. Бастапқы жоғары қысымда иілу жазықтығы төменге орын ауыстырады және диафрагманың тұрқы түбіне соққылануынан жыртылу қаупі пайда болады.