7.7.1. Технические характеристики и состав комплексов

СКБ "Геотехника" разработаны комплексы бурового оборудования КГК, предназначенные для бурения вертикальных скважин глубиной 100-300 м в породах II-IV с пропластками до VII категорий буримости.

Комплексы КГК применяются при поисково-съемочных работах, геохимических исследованиях, геологическом картировании и разведке месторождений твердых полезных ископаемых, поисках и разведке месторождений подземных вод, геохимических поисках нефти и газа. Заводами объединения "Геотехника" изготавливается несколько модификаций комплексов КГК, предназначенных для выполнения различных геологических задач.

Комплексы КГК-А-150 и КГК-А-300 позволяют осуществлять бурение скважин глубиной до 150 и 300 м коронками диаметром 84 и 93 мм, комплексы КГК-Т предназначены для использования в труднодоступных условиях, КГК-В - для круглогодичной экс­плуатации, КГК-АГ и КГК-АП для бурения скважин диаметром до 220 мм.

В состав комплексов входит гидрофицированная буровая установка, керноприемное устройство, специализированный прицеп-емкость и комплект бурового инструмента. В комплексах реализована схема бурения с транспортированием керна по двойной колонне труб ( ).

Промывочная жидкость из емкости 10 закачивается буровым насосом 2 и по нагнетательной линии системы промывки подается в кольцевую полость промывочного сальника 4, откуда по межтрубному кольцевому каналу двойной бурильной колонны нагнетается к забою. В непосредственной близости от забоя (между торцами коронки и внутреннего патрубка керноприемной трубы) промывочная жидкость поступает в центральный канал двойных труб, подхватывает керн и транспортирует его на поверхность. Поток жидкости с керном проходит через центральный канал промывочного сальника 4 и по керноотводящей линии системы промывки 6 поступает в керноприемное устройство 9. В керноприемном устройстве происходит отделение промывочной жидкости от керна, которая стекает в емкость 10, а керн остается в перфорированных лотках керноприемного устройства. При бурении вращатель 5 сообщает двойной колонне труб необходимые обороты, обеспечивает передачу осевых нагрузок и совместно с элеватором 7 используется для проведения спуско-подъемных операций. Керноприемное устройство монтируется на специализированном прицепе-емкости, который служит также для перевозки бурового и вспомогательного инструментов. Примене­ние прицепа-емкости исключает необходимость рытья отстойни­ков для промывочной жидкости и способствует сохранению окру­жающей среды при проведении геологоразведочных работ.

На рис. комплекс показан в рабочем положении. Он включает буровую установку 1, смонтированную на шасси авто­мобиля ЗИЛ-131. На платформе установки смонтирован буровой насос 2 и маслостанция, а на мачте 3 - подвижный вращатель 5, к шпинделю которого присоединены сальник 4 и элеватор 7, служащий для проведения спуско-подъемных операций. К буро­вому сальнику 4 подсоединена система промывки 6, объединяю­щая нагнетательные и керноотводящие рукава и специальный двухъярусный вентиль, с помощью которого можно оперативно изменять направление движения потока очистного агента с обрат­ного на прямое. Керноотводящий рукав от вентиля связан с входным патрубком керноприемного устройства 9, установлен­ного на прицепе-емкости 10. В керноприемном устройстве вы­буренная порода освобождается от очистного агента, сливае­мого в емкость. Вспомогательный инструмент 11, включающий шарнирные и отбойные ключи для свинчивания-развинчивания бурового инструмента, в процессе бурения подвешиваются на отдельной подставке, а бурильные трубы 8 укладываются на специальный стеллаж 12, размещенный по оси буровой установки перед устьем скважины. Комплекс КГК-А комплектуется буровым инструментом, включающим коронки, керноприемные трубы различного назначения, стальные и легкосплавные двойные бурильные трубы и ловильный инструмент (комплекты № 1 и № 2).

Комплекс КГК-Т (рис. ) включает буровую установку УРБ-4ТГК (1), прицеп-емкость ПЕ-2,5Б (2), керноприемное устройство БП-150 (3) и комплект бурового инструмента № 1 или № 2 (4). Комплекс предназначен для работы в труднодоступных условиях при температурах окружающей среды не ниже 0 ⁰С. Буровая установка УРБ-4ТГК максимально унифицирована с буровой установкой УРБ-4Т, выпускаемой заводом им.Воровского. В установке используется двухканальный промывочный сальник, силовой элеватор, аварийный домкрат, трос направляющий, система промывки скважины, буровой насос НБ4-320/63 и укрытие рабочего места бурильщика. Транспортной базой установки УРБ-4ТГК служит трелевочный трактор повышенной проходимости ТТ-4; от двигателя трактора осуществляется привод всего бурового оборудования. Управление установкой максимально гидрофицировано, что существенно облегчает ее обслуживание.

Емкость, вмещающая 2,5 м³ промывочной жидкости, смонтирована на санях трубчатой конструкции и имеет рабочую площадку. По бокам емкости имеются ложементы для труб, которые закрепляются прижимными планками с помощью откидных болтов. В нижней части емкости расположен бункер для сбора шлама. Очистка емкости от шлама осуществляется через люк, открываемый с помощью рукоятки, расположенной в задней части емкости.

Комплекс КГК-В (рис. ) включает буровой блок (2), транспортируемый трактором Т-150К (1), который служит также для привода агрегатов бурового блока и генератора.

Все буровое оборудование смонтировано на шасси тракторного полуприцепа-самосвала ММЗ-771Б. Буровое здание изготовлено из трехслойных утепленных панелей. Пол выстлан такими же панелями, поверх которых уложены листы специальной фанеры с водоотталкивающей пропиткой. На передней и задней стенках имеется по 3 больших окна для создания естественного освещения, в крыше здания сделан проем, через который поднимается и опускается мачта. Проем по всей длине в транспортном положении закрывается крышкой, нижний конец которой шарнирно связан с крышей, а верхний с оголовками мачты. При перемещении мачты вверх или вниз вместе с ней движется крышка. При поднятой мачте крышка служит одной из стенок укрытия мачты, остальная часть которого выполнена из мягкого материала, образующего тент. При подъеме мачты тент с помощью системы растяжек принимает необходимую для работы форму. При опускании мачты тент автоматически убирается внутрь здания.

Вход и выход из бурового здания осуществляется через основной и запасной люки. Люки закрываются дверьми-трапами, которые перемещаются гидроцилиндрами. Рукоятки управления дверьми фургона расположены как внутри, так и снаружи.

Конструкция бурового здания и тента позволяет защитить буровой персонал от атмосферных осадков, ветров, солнечной радиации и создать благоприятные микроклиматические условия на работающих местах.

Обогрев и вентиляция помещения бурового блока осуществляются отопительно-вентиляционной системой установки. Дополнительно для обогрева служат шесть печей ПЭТ-4-43 мощностью 1 кВт каждая. Это позволяет эксплуатировать комплекс круглый год при температурах окружающего воздуха до –40 ⁰С, поддерживая в салоне комфортный температурный режим. Питание комплекса электроэнергией осуществляется от собственного генератора мощностью 30 кВт, который установлен на раме трактора.

В помещении бурового блока (рис. ) установлено только основное технологическое оборудование, необходимое для проводки скважины и отбора проб. В него входит: мачта 1 с механизмом подачи, включающим гидроцилиндр, связанный с тросом и шкивом 2, вращатель 12, гидроцилиндры 11 подъема мачты, каретка для поддержания напорного и керноотводящего рукавов, аварийный домкрат 9, стеллаж 5 для бурильных труб с манипулятором 6, гидроприводной ГНБ1-320/100 буровой насос 4, емкость 15 для промывочной жидкости с керноприемным устройством 14, отопительно-вентиляционная система 7, гидравлический 10 и электрический 3 пульты управления, осветительная аппаратура.

Под полом бурового блока расположена раздаточная коробка с маслонасосами и маслобак 8. В кормовой части бурового блока расположены опорные гидравлические домкраты, которые служат для вывешивания установки на точке бурения.

Управление комплексом полностью гидрофицировано и электрифицировано. У пульта бурильщика установлен откидной стул 16. Рядом с керноприемным устройством оборудован рабочий стол геолога 13. Удаление керна из буровой осуществляется через специальный желоб, расположенный рядом с керноприемным устройством.

Привод генератора и бурового блока осуществляется от вала отбора мощности тракта Т-150К. Генератор, установленный на раме трактора, приводится клиноременной передачей. Раздаточная коробка бурового блока получает вращение через трансмиссию, состоящую из двух карданных валов и промежуточной опоры.

На корпусе раздаточной коробки укреплены пять гидронасосов различной производительности, которые питают основные исполнительные механизмы установки.

Все кинематические цепи комплекса рассчитаны таким образом, что их работа допускается только при частоте вращения коленчатого вала двигателя, равной 28,3 с^-1 (1700 об/мин), - наиболее экономичной с точки зрения потребления топлива и износа.

Для бурения скважин увеличенного диаметра применяются комплексы КГК-АГ и КГК-АП. Комплекс КГК-АГ (рис. ) включает буровую установку УРБ-2А-2ГК (1), прицеп-емкость ПБ-3,5 (3), комплект бурового инструмента КБИ-7 (2) и гидропривод-ное керноприемное устройство (4), смонтированное на прицепе-емкости.

Буровая установка УРБ-2А-2ГГ снабжена гидравлическим трубодержателем, вспомогательной лебедкой грузоподъемностью 250 кг, системой промывки скважины, обеспечивающей подвод промывочной жидкости в кольцевой канал промывочного сальника и отвод керношламового материала из его центрального канала. Гидросистема установки обеспечивает работу гидроприводных механизмов прицепа-емкости. Прицеп-емкость ПБ-3,5 снабжен выдвижным контейнером для бурильных труб, который используется для их укладки во время спуско-подъемных операций. Контейнер перемещается в рабочее и транспортное положение с помощью гидроцилиндров. Над емкостью прицепа размещено гидроприводное керноприемное устройство, включающее перфорированный вращающийся барабан, отстойник для сбора шлама и шламоприемный коллектор, через который обеспечивается удаление поступающего керношламового материала. Буровой инструмент комплекса КГК-АГ включает коронки с наружным диаметром 112-192 мм, лопастные долота диаметром 220 мм, снаряд для бурения шарошечными долотами. По требованию заказчиков дополнительно поставляется кольцевой гидроударник и устройство для посадки фильтров в неустойчивых отложениях.

Комплекс КГК-АП включает буровую установку УРБ-2А-2ГП, прицеп для перевозки труб ПИ-1, керноприемное устройство и комплект инструмента КБИ-7П.

Буровая установка УРБ-2А-2ГП снабжена компрессором 4ВУ-5/9, емкостью для ПАВ, пневмосистемой, пеногенератором, дозировочным насосом, трубодержателем и лебедкой. Комплекс обеспечивает бурение с пневмотранспортом керна. Для бурения скважин глубиной до 50 м используется компрессор 4ВУ-5/9, размещенный на платформе буровой установки, для бурения скважин большей глубины предусмотрено подключение дополнительной компрессорной станции с автономным приводом. Для бурения гидрогеологических скважин глубиной до 500 м на базе установки 1БА-15В разработан комплекс КГК-500Г (рис. ). Комплекс включает буровую установку, переоборудованную для работы с колонной двойных бурильных труб диаметром 108 мм, два прицепа для перевозки бурового инструмента, которые в процессе бурения используются для проведения спуско-подъемных операций, керноприемное устройство и механизм для свинчивания и развинчивания бурильных труб. В составе бурового инструмента имеются твердосплавные коронки диаметром 121-192 мм, лопастные долота диаметром 220-320 мм, снаряды для бурения скважин шарошечными долотами и бурильными головками диаметром 212 мм. Для прокачек скважины в сочетании с двойной колонной используется водоструйный насос.

Основные технические характеристики для бурения скважин с гидравлической транспортировкой керна приведены в табл. .