10.2 Біржақты әсерлі үшцилиндрлі бұрғылау сораптары

Соңғы жылдары мұнай және газ ұңғыларын бұрғылау кезінде біржақты әсері бар үшцилиндрлі поршеньдік сораптар кең қолданыс тапқан. Олардың кинематикалық сұлбасы 10.15-суретте келтірілген. Біржақты әсері бар үшцилиндрлі поршеньдік сораптар екіжақты әсерлі екі цилиндрлі сорапқа қарағанда басымдылыққа ие. Бұрғыланып жатқан ұңғы тереңдігі артқан сайын айдау қысымы үлкейеді.

10.15- сурет. Біржақты әсері бар үшцилиндрлі бұрғылау сорабының кинематикалық сұлбасы:

1,2 – жетекті және иінді білік; 3 – шатун; 4 – сырғақ; 5 – шток; 6 – поршень; 7 – цилиндр; 8,9 – сорушы және айдаушы клапандар; 10, 11 – сорушы және айдаушы коллекторлар.

10.16-сурет. Біржақты әсері бар поршеньдік бұрғылау сорабы:

1 – сорушы коллектор; 2,4 – сорушы және айдаушы клапандар; 3 – клапанды қорапшаның қақпағы; 5 – айдаушы коллектор; 6 – цилиндрлік төлке; 7 – шток; 8 – тезшешілетін қамыт; 9 – контршток; 10 – сырғақ; 11 – шатун; 12 – сорап станинасы; 13 – трансмиссиялық білік; 14 – түптік білік; 15 – компенсатор.

Тереңдігі 7-15мың м ұңғыларды бұрғылау үшін қысымы 30,0 МПа жоғары қысымда бұрғылау сораптары қажет. Айдау қысымның өсуімен штоктағы жүктеме көтеріледі, ол шток диаметрін арттыруға мәжбүрлейді, поршень диаметрі азайтылады, сондықтан «Дуплекс» типті бұрғылау сорабының жетегі жағынан цилиндрлердің жұмысшы камераларының көлемі азаяды. Соңғысы қысымның пульсациясын үлкейтеді.

Біржақты әсері бар үшцилиндрлі поршеньдік сораптар аса бірқалыпты өнімділікті қамтамасыз етеді. Бұл сораптар пневмокомпенсатормен жабдықталғанда тәжірибе көрсеткендей, бірқалыпты өнімділікті және арындық құбырдағы қысымды қамтамасыз етеді.

Біржақты әсерлі поршеньдік сораптар жоғары жиілігімен және поршеньнің қысқа жүріс ұзындығымен сипатталады. Осының салдарынан олардың өлшемдері және массалары екіжақты әсерлі екіпоршеньді сорапқа қарағанда азаяды. Біржақты әсерлі сораптың басқа ерекшеліктеріне шток тығыздағышының болмауын, тісті берілісті бәсеңдеткіштің дәрежесі төмендетілуін, поршень манжеттері мен сорап клапандары санының азаюын кіргізуге болады.

Біржақты әсерлі үшпоршеньді бұрғылау сорабының (10.16-сурет) біржақты әсерлі екіпоршеньді сораптан айырмашылығы – аттас түйіндері мен бөлшектерінің құрылымымен ерекшеленеді.

Трансмиссиялық білік 7 (10.17-сурет) өте ауыр жүктемелерге арналып, қосарланған конустық мойынтіректерде 6 орналастырылады.

10.17-сурет. Үшпоршеньді бұрғылау сорабының трансмиссиялық бөлігі

Негізгі білік стаканда 3 орнатылған, мойынтіректерде 4 айналатын, тік білікпен 5 қатаң байланысқан, құйылған үш эксцентриктен 2, 10 және 13 тұрады. Эксцентриктердің бірқалыпты бұрыштық орналасуы олардың өзара теңесуіне мүмкіндік туғызады және негігі мойынтіректердің жұмысына дисбаланстың зиянды әсерін болдырмайды.

Негізгі білікке айналым тістегершіктен 8 және тістері қиғаш немесе шевронды болып келетін тісті венецтен 11 тұратын, құймалы шеңберде 12 бекітілген цилиндрлік тісті беріліспен беріледі. Тісті беріліс сораптың ұзына бойғы өсіне қатысты жылжытылған және ортаңғы 13, шеткі 10 эксцентриктердің ортасында орналасқан. Шатундардың 14 ұршықты мойындары эксцентриктермен сақиналы секторлармен 9 бекітілген роликті мойынтіректердің 1 көмегімен байланысады.

Шатунның кіші мойыны сырғақтың білігімен инелі мойынтірек арқылы жалғанады. Поршеннің жүріс ұзындығының аздығы арқасында біржақты әсерлі сораптың шатун ұзындығы, эксцентрик диаметрлері екіжақты әсерлі сораптікіне қарағанда аз. Жетектік бөліктің қозғалмалы бөлшектері мен түйіндері майлау сорабы көмегімен және май ваннасына батырылу арқылы майланады.

Бір жақ әсерлі сораптардың гидроқораптары сорушы 1 және айдаушы 2 клапандардың өзара орналасуымен ерекшеленеді. Клапандардың өстес емес орналасуы (10.18, а-сурет) сору клапанының ауысу ыңғайлығын қарастырады, бірақ сорап жұмыс камерасының поршень жүрісінің аяғында сұйық қалатын бос кеңістік көлемі үлкейеді. Клапандардың өстесіп орналасуы (10.18,б-сурет) кезінде бос кеңістік көлемі азаяды, бірақ сору клапанының ауысуы қиындай түседі.

10.18-сурет. Әртүрлі гидравликалық қорапты біржақты әсерлі сораптың гидравликалық бөлігі

Екіжақты әсерлі сораптардағы сияқты бірәсерлі сораптың гидроқораптары табанына бекітіледі және олар өзара қабылдаушы 6 және айдаушы 3 коллекторлармен байланысқан. Бірәсерлі сораптардың цилиндрлік төлкесінің белгілі бөлігі жетекші блок жағына гидроқораптан шығарыла орналастырылған. Осының нәтижесінде гидроқорап өлшемдері мен шток ұзындығы кемиді. Цилиндрлі төлкенің бекітілу және тығыздалу түйіндерінің қарапайым құрылымы оларды ауыстыру, жөндеу жұмыстарының ұзақтығын қысқартуға ықпал етеді. Сораптың біржақты әсер етуі поршень 5 құрылымы қарапайым болуына мүмкіндік береді.

ВНИИнефтемаш екіжақты әсерлі сораптар үшін жетілдірілген құрылымды поршень (10.19-сурет) ойлап тапқан. Поршень болаттан жасалған өзектен 1, шайбадан 3, өзекке 1 жоғары қызумен жапсырылған резина манжеттен 4, поршень мен штоктың жалғанатын жерін нығыздап тұруға арналған ішкі тығыздағыштан 2 тұрады. Резина манжеттің беті доға тәрізді бұдыр (I-көрініс, АА кесіндісі) етіп дайындалған, өйткені сол арқылы поршень мен цилиндрдің беттесетін бөлігінде сору процесі кезінде майлаусуыту сұйығы сақталып қалуын қамтамасыз етеді.

Кәсішілік бақылаулардың мәліметтері бойынша үшпоршеньді бұрғылау сораптарының ұзақ жұмыс жасауы мен жөндеуге тиімділігі екіпоршендікке қарағанда жоғары.

10.19-сурет. Біржақты әсері бар үшпоршеньді бұрғылау сорабының поршені