Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Спускоподъемное оборудование буровой установки представ­лено на рис. 3.1.

Буровая вышка предназначена для подъема и спуска бурильной колонны и обсадных труб в скважину, удержания бурильной ко­лонны на весу во время бурения, а также для размещения в ней талевой системы, бурильных труб и части оборудования, необхо-

Рис. 3.1. Спускоподъемное оборудование буровой установки:

/ — крон-блок; 2 — вышка; 3 — талевой канат; 4 — тале­вой блок; 5 — крюк; 6 — буровая лебедка; 7 — неподвиж­ный конец талевого каната

димого для осуществления процесса бурения. Буровые вышки раз­личаются по грузоподъемности, высоте и конструкции.

Буровые мачтовые вышки для буровых установок ОАО «Урал- маш» изготавливаются следующих типов: А-образные типа ВМ; П-образные типа ВМП (рис. 3.2, табл. 3.3) и четырехопорные типа

Рис. 3.2. Буровые вышки мачтового типа: а — А-образные; б— П-образные

Технические характеристики А — и П-образных буровых вышек мачтового типа Показатели А-образные вышки П-образная вышка ВМП-45х320 ВМА-45х200 ВМР-45х200У ВМР-45х320; ВМА-45х320 Допусти­мая нагруз­ка на крю­ке, кН 2000 2000 3 200 3 200 Рабочая вы­сота (рас­стояния от ротора до подкрон — блочной ра­мы), м 45 45 45 45 Нагружа на крюке при испытании, кН 2400 2 400 3 840 3 840 Расстояние между нога­ми, м 10.3 10,3 10,3 База ниж­няя (расстоя­ние между осями опор­ных шарни­ров), м 2,6х 10,3 Длина све­чи, м 25…27 25…27 25…27 25…27 Диаметр и толщина трубы, мм 140×8 140×8 140×14 — Профиль Уголка — — — 200 x 200×17 Соединение секций меж­ду собой Пальцевое Пальцевое Пальцевое Фланцевое Д-1 и на сек­ций, м 11940 11 940 11 940 11 900… 12 750

	А-образные вышки	П-образная
Показатели	ВМА-45х200	ВМР-45х200У	ВМР-45х320; ВМА-45х320	вышка ВМП-45х320
Размеры се­	1 640×2 440	1 640×2 440	1 640×2 440	1 800×3 000
чения ног
вышки, мм
Размеры, мм:
Н	44 800	44 800	44 800	44 800
	6 200	7 200	8 200	8 200
н2	3 550	4 750	5 300	2 400
н,	4 600	4 600	4 600	4 100
н<	16 750	17 250	17 750	17 350
А	10300	10300	10300	10300
А,	—	—	—	2 600 •
В	620	650	630	250 ‘■ 5 250 !
Я,	9 880	9 635	4 450
Масса, кг:				1
секции	3 795	3 483	4 475	7010 1
(макси­
мальная)
вышки	36 290	30766	41 050	69 450 1
Система	Буровой лебедкой с помощью специального
подъема		приспособления
вышки				———— ^

ВУ (рис. 3.3, табл. 3.4). А-образные вышки применяются в буровыз установках классов 3200/200 и 5000/320; П-образные — в буровых установках класса 5000/320; четырехопорные мачтовые вышки — в буровых установках 6500/400 и 8000/500. —

Подъем и опускание вышек осуществляются буровой лебедкой С ПОМОЩЬЮ специальных устройств. Внутри ОДНОЙ НОГИ ВЫШЮ^! имеются лестницы тоннельного типа до подкронблочной плошад^’ ки, внутри второй ноги — лестницы маршевого типа с переход­ными площадками (до платформы верхнего рабочего). ^

Технические характеристики буровых вышек, выпускаемых ОАО^ «Волжский завод буровой техники» (рис. 3.4), приведены в табл. 3.5.

Любую конструкцию буровой вышки следует рассматривать с точки зрения техники безопасности, что прежде всего относит^ к основанию, балкону и лестницам. **

] ;

Рис. 3.3. Четырехопорная мачтовая вышка

Наиболее серьезной опасно­стью при работе на буровых вышках является частичное или полное их разрушение. Основная причина, приводящая к паде­нию или разрушению вышки, — недостаточный надзор за ее со­стоянием в процессе длительной эксплуатации. По этим причинам были введены изменения в пра­вилах безопасности, предусмат­ривающие обязательные периодические проверки вышек, в том числе с полной их разборкой и ревизией деталей, а также испы­тания с нагружением вышек в собранном виде.

Таблица 3.4 Технические характеристики четырехопорных мачтовых вышек Показатели ВУ-45х400А. ВУ-45х450 ВУ-45х500 Допустимая нагрузка на крюке, кН 4 000/4 500 5 000 Рабочая высота (расстояние от ротора до подкронблочной рамы), м 45 45 Нагрузка на крюке при испытании, кН 4 800/5 400 6 000 Расстояние между ногами, м 11×8 11×8 Длина свечи, м 25…27 25 …27 Применяемый профиль уголка: верхней части нижней части 250x250x16 160x160x14 250x250x16 160x160x14 Число секций 12 12 Соединение секций между собой Фланцевое на болтах ^Длина секций, м 12 865 …9 925 12 865…9925 размеры сечения ног вышки, мм 1 840×2 340 1 840×2 340

Показатели	ВУ-45х400А, ВУ-45х450	ВУ-45х500
Размеры, мм:
Н	44 800	44 800
Н	8 200	10200
"г	8 300	10300
Я3	5000	5000
Щ	20 000	20 000 1
н$	1 600	1 900
Нь	4 136	4 950
А	8 000^ 11 000	8000
В	11 000
Масса, кг:
секции (максимальная)	6 400	6 400
вышки	63 000	63 000
Система подъема вышки	Буровой лебедкой с помощью полиспаста

Кроме того, вышка должна подвергаться тщательному осмотру и проверке каждый раз до начала буровых работ, перед спуском обсадных колонн, перед освобождением прихваченной буриль­ной или обсадной колонны при авариях, а также после сильных ветров (15 м/с — для открытой местности, 21 м/с — для лесной и таежной местностей), а также в случае, когда вышка сооружена № котловане. Вышки мачтового типа монтируются в горизонтальном положении, а затем поднимаются в вертикальное положение при помощи специальных устройств. Транспортирование вышки осу­ществляется в собранном виде вместе с платформой верхового рабочего в горизонтальном положении на специальном транспорт^ ном устройстве. При этом талевая система не демонтируется вме­сте с вышкой. 4

При невозможности из-за условий местности транспортиров«^ ния вышки целиком она разбирается на секции и транспортиру^ ется частями универсальным транспортом. я

В практике бурения кроме вышек мачтового типа продолжали использоваться вышки башенного типа, которые собираются меа тодом «сверху — вниз». Перед началом монтажа вышки по этоМя методу на вышечном основании монтируют подъемник. После] окончания сборки вышки подъемник демонтируют. 4

Рис. 3.4. Типы буровых вышек, выпускаемых ОАО «Волгоградский завод буровой техники»: а — Б4.01.00.000; б — С6.01/2500ЭУ; в-Б1,Б11,Б12

Одновременно с монтажом буровой установки и установкой вышки ведут строительство привышечных сооружений. К привы — шечным относятся следующие сооружения.

1. Редукторный (агрегатный) сарай, предназначенный для укрытия двигателей и передаточных механизмов лебедки. Его при­страивают к вышке со стороны ее задней панели в направлении, противоположном мосткам. Размеры редукторного сарая опреде­ляются типом установки.

2. Насосный сарай, предназначенный для размещения и ук­рытия буровых насосов и силового оборудования. Насосный сарай или пристраивают сбоку от фонаря вышки редукторного сарая, иди строят в стороне от вышки. Стены и крышу редукторного и насосного сараев в зависимости от конкретных условий обшива­ют досками, гофрированным железом, камышитовыми щитами, резинотканями или полиэтиленовой пленкой. Использование не­которых буровых установок требует совмещения редукторного и насосного сараев.

3. Приемный мост, предназначенный для укладки бурильных, обсадных и других труб и для перемещения по нему оборудова — НИя, инструмента, материалов и запасных частей. Приемные мос­ты бывают горизонтальными и наклонными. Высота установки при — емных мостов регулируется высотой установки рамы буровой выш­ки. Ширина приемных мостов составляет до 1,5… 2 м, длина — до [о м.

к ^Истема УстР°йств для очистки промывочного раствора от ыбуренной породы, а также склады для химических реагентов и ЫпУчих материалов.

Технические характеристики буровых вышек, выпускаемых ОАО. Волгоградский завод буровой техники» Показатели Б4.01.00.000 С601/БУ2500ЭУ Б1.01.00.000 Б11.01.00.000 Б 11.01.00.000-01 Б 12.01.00.000 Б 12.01.00.000-01 Буровые установ­ки, в которых использованы буровые вышки БУ1600 / І00ДГУ БУ1600/100ЭУ БУ2900/175ДГУМ1 У2900/175ЭП-М, БУ2900/175ДЭП-1, БУ2900/175ЭК БУ2900/175ЭПБМ1 БУ2900/ 200ЭПК Допустимая на­грузка на крюке, кН 1 000 1 750 1 750 1 750 2 000 Нагрузка на крюке при испытании, кН 1 200 2 100 2 100 2 100 2400 Рабочая высота (расстояние от стола ротора до подкронблочной рамы), м 38,8 42,1 40,8 41,6 41,6 Длина свечи, м 25 …27 25…27 25…27 25…27 25 …27 Расстояние между ногами, м 7,5 9,0 7,5 6,5 6,5 Сечение ноги 1 вышки Трехгранное 1 Четырехгранное Трехгранное — Четырехгранное Четырехгран — 1 ное 1 Число секций 1 8 8 6 + общий наголовник 6 + общий наголовник 6 + общий наголовник лиаметр и тол — [ шина трубы, мм 140×6 140×6 140×12 140×12 140×12 Соединение сек­ций между собой а Эланцево-хомутовое. Секций — фланцевое, наголовник на осях Габаритные раз­меры сечения но­ги, мм 1 640х 1 640х 1 620 1640×2 140 1 640х 1 640х 1 620 1 682×2 183 1 682×2 183 Наличие марше­вых лестниц + — + + Размеры, мм: Н я, М м* Я5 А В 38 800 5 300 (8 300) 3 300 (6 300) 3 300 12 800(15 800) 3 030 (6 030) 7 500 5 855 42 400 5 800 3 300 4 100 11 800 2 600 9 000 2 865 40800 5 800 3 300 3 370 15 800 3 030 7500 5 800 41 640 6 000 2 800 4 823 13 900 9 055 6 500 3 300 41 640 8000 4 800 4 823 15900 11 055 6 500 3 300 Масса, кг: секции (мак­симальная) вышки (без механизма подъема) 1 544 15 200 2 520 33 300 1 980 18500… 18 700 4 527 31 250 4 527 31 250 Система подъема вышки От буровой лебедки через систему специал ьного полиспаста

5. Ряд вспомогательных сооружений: при бурении на электро­приводе — трансформаторные площадки; при бурении на двига­телях внутреннего сгорания (ЛВС) — площадки, на которых на­ходятся емкости для горюче-смазочных материалов и т. д.

6. Социальные культурные объекты: будка, столовая, вагоны — общежития и т. д.

Буровую лебедку применяют для спуска и подъема бурильной колонны, спуска обсадных колонн, удерживания на весу непод­вижной бурильной колонны или медленного спускания (подачи) ее в процессе бурения. Кроме того, в ряде случаев буровая лебедка используется для передачи мощности от двигателя к ротору, свин­чивания и развинчивания труб, подтаскивания грузов и других] вспомогательных работ. Лебедка является одним из основных аг­регатов буровой установки.

Спуск и подъем бурильных колонн производят много раз. Все операции повторяются систематически в строго определенной последовательности, а нагрузки на лебедку гц5и этом носят цик­лический характер. При подъеме крюка мощность подводится к лебедке от двигателей, а при спуске, наоборот, тормозные уст­ройства должны преобразовывать всю освободившуюся энергию в теплоту. Для лучшего использования мощности во время подъема крюка с переменной по величине нагрузкой приводные транс­миссии лебедки или ее привод должны быть многоскоростными.

Буровая лебедка состоит из сварной рамы, на которой уста­новлены на подшипниках качения подъемный и трансмиссион­ные (один или два) валы, ленточный и гидравлический или элек­трический тормоза и пульт управления. Кроме того, на некоторых^ лебедках монтируются коробки передач, позволяющие сократит^ число валов лебедки. По числу валов буровые лебедки подраздели—‘ ются на одно-, двух — и трехвальные. Кинематическая связь между! валами лебедок осуществляется посредством цепных передач.

Подъемный ва,1 — основной вал буровой лебедки, а в некото­рых буровых лебедках — единственный. На подъемном валу кроме звездочек цепной передачи монтируются барабан для навивки та­левого каната, ленточный тормоз и муфта, соединяющая вал с гидравлическим или электрическим тормозом.

Трансмиссионный и промежуточный (катушечный) валы бу­ровой лебедки осуществляют кинематическую связь между подъем­ным валом и приводом лебедки. Трансмиссионный вал в ряде слу­чаев используется для передачи вращения ротору и присоедине­ния к лебедке автомата подачи долота. На промежуточном валу кроме звездочек цепной передачи для передачи вращения подъем­ному валу в ряде случаев монтируют специальные катушки для! проведения работ по подтаскиванию грузов и свинчиванию и раз­винчиванию труб при спускоподъемных операциях. Для выполне-: ния этих работ применяются вспомогательные лебедки и пневма-;

тические раскрепители. В результате этого упрощается конструк­ция буровой лебедки и повышается безопасность работы по под­таскиванию грузов и вспомогательных работ при спускоподъем­ных операциях.

Пневмораскрепители предназначены для раскрепления замко­вых соединений бурильных труб. Пневмораскрепитель состоит из цилиндра, в котором перемешается поршень со штоком. Цилиндр с обоих концов закрыт крышками, в одной из которых установле­но уплотнение штока. На штоке с противоположной стороны от поршня крепится металлический трос, другой конец которого надевается на машинный ключ. Под действием сжатого воздуха поршень перемещается и через трос вращает машинный ключ. Максимальная сила, развиваемая пневматическим цилиндром при давлении сжатого воздуха 0,6 МПа, составляет 50…70 кН. Ход поршня (штока) пневмоцилиндра — 740…800 мм.

Буровые лебедки ЛБУ37-1100 (рис. 3.5) конструкции ОАО «Уралмаш», имеющие различные приводные системы, характе­ризуются высокой приводной мощностью, оптимальными соот-

Рис. 3.5. Буровая лебедка ЛБУ37-1100 (общий вид)

Технические характеристики буровых лебедок, выпускаеых ОАО «Уралмаш» Буровые лебедки Показатели ЛБУ22-720 ЛБУ22-670 ЛБУ37-ПОО ЛБУ2000-ПС ЛБУ3000М1 ЛБУ-1200 ЛБУ-1200 (Д-1) ЛБУ-1200 (Д-2) Максимальное уси­лие в канате, кН 220 220 370 365 460 273 289 289 Расчетная мощ­ность на входном валу, кВт 720 670 1 100 ! 475 2 200 710 690 690 Диаметр талевого каната, мм 28 28 35 35 38 32 32 32 Диаметр бочки ба­рабана, мм 650 500 685 835 935 800 800 800 Дій на бочки бара­бана, мм 840 1 180 1 373 1 445 1 540 1 030 1030 1030 Число скоростей лебедки (с учетом коробки скоро — ^стей)/на ротор 4 1 2 і — — — 4 1 2 1_____________ 2 5/4 5/4 5/4

—а -Сь

■^і (л

Диаметр тормоз­ных шайб, мм	1 1 180	900	1 270	1 450	1 600	1450	1450	» 450
Ширина тормоз­ной колодки, мм	230	230	230	230	260	230	230	230
Тип вспомогатель­ного тормоза	ТЭИ-710-45	ТЭИ-710-45	ТЭИ-800-60	Основной электродвигатель	УТГ-1450	УТГ-1450	УТГ-1450
Габаритные разме­ры, мм: длина высота ширина	6854 3 208* 2 695	7866 3 100 2 207	8333 3 230* 2 208	8430** 3 480** 2 540**	8 725** 3 464** 2 560**	7 250 3 545 2 865	7407 2 776 2420	7430 2903 2420
Масса, кг	31490	34 000	39050	39 330**	49 200**	26 320	23 875	24450

* Транспортный размер. ** Параметры приведены без основного электродвигателя.

ношениями диаметра бочки барабана и талевого каната. Они обо­рудованы надежными тормозными системами и регуляторами по­дачи долота на забой, а также механизмами для правильной ук­ладки талевого каната на барабане (табл. 3.6 ).

Тип лебедок означает следующее: ЛБУ22-720 — лебедка буро­вая ОАО «Уралмаш»; натяжение ходового конца талевого кана­та — 22 т (220 кН); расчетная мощность на входном валу лебедки — 720 кВт. В некоторых шифрах указывается только расчетная мощ­ность (например: ЛБУ3000).

Тип вспомогательного тормоза означает следующее: ТЭИ-710- 45 — тормоз электрический индукционный; расстояние от осно­вания лебедки до оси — 710 мм, максимальной тормозной мо­мент — 45 кН м; УТГ-1450 — уралмашевский тормоз гидродина­мический, активный (максимальный) диаметр — 1450 мм.

Регуляторы подачи долота (РПД) позволяют автоматически поддерживать заданную бурильщиком скорость подачи инструмента (табл. 3.7) и в случае необходимости могут бь^ь использованы в качестве аварийного привода для подъема бурильной колонны, а также при подъеме и опускании буровой вышки. Параметры буро­вых лебедок, выпускаемых ОАО «Волгоградский завод буровой техники», приведены в табл. 3.8.

Талевая (полиспастовая) система буровых установок предназ­начена для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное (вертикальное) перемещение крюка и уменьшения нагрузки на ветви каната. Через канатные шкивы крон — блока и талевого блока в определенном порядке пропускается; стальной талевый канат, один конец которого крепится непод­вижно (этот конец каната часто называют мертвым концом). Дру­гой конец, называемый ходовым (ведущим), крепится к барабан^ лебедки.

По грузоподъемности и числу ветвей каната в оснастке тале­вые системы подразделяют на различные типоразмеры. В буровых установках грузоподъемностью 50… 75 т применяется талевая сис­тема с числом шкивов 2×3 и 3×4; в установках грузоподъемно-] стью 100…300 т применяют число шкивов 4×5, 5×6, 6×7. В обо­значении системы оснастки первая цифра означает число канатч ных шкивов талевого блока, а вторая цифра — число канатньця шкивов кронблока.

Кронблок представляет собой раму, на которой смонтированы оси и опоры со шкивами. Иногда рама выполняется за одно целое с верхней частью вышки. I

Талевый блок представляет собой сварной корпус, в которой помещаются шкивы и подшипниковые узлы, как и в кронблоках. а В буровых установках применяют талевые блоки двух типов: крю — коблок для ручной расстановки свечей и для работы с подвешен­ным автоматическим элеватором, применяющимся в комплєксЄ|

Технические характеристики регуляторов подачи лолота Показатели Буровые установки БУ3200/200 с ди­зель-гид равличе — ским и электри­ческим (перемен­ного тока) при­водами БУ3200/ 200ЭУК-ЗМА БУ5000/ 320ДГУ-1 БУ5000/ 320ЭР-0, БУ5000/ 320ЭУК-Я, ‘ БУиЫОС320ДЕ БУ5000/ 320ЭР БУ6500/ 400ЭР БУ8000/ 500ЭР БУШОС5(Х)ДЕ Мощность электродви­гателя, кВт 55 90 53/55 90 90 90 75 90 Номиналь­ная частота вращения вала элект­родвигателя, об/мин 1 120 1 ООО 1 000 1 000 1 000 1 180 630 1 000 Передаточ­ное число редуктора 31,5 25 50 105 50 50 50 50 Максималь­ное усилие, развиваемое на канате бу­ровой лебед­ки, кН 1 800 2 200 3 200 3 200 3 200 3 400 3 400 3 400

	Буровые установки
Показатели	БУ3200/200 с ди­зель-гидравличе­ским и электри­ческим (перемен­ного тока) при­водами	БУ3200/ 200ЭУК.-ЗМА	БУ5000/ 320ДГУ-1	БУ5000/ 320ЭР-0, БУ5000/ 320ЭУК-Я, БУШОС320ДЕ	БУ5000/ 320ЭР	БУ6500/ 400ЭР	БУ8000/ 500ЭР	БУиГМОСЭООДЕ
Скорость по­дачи инст­румента, м/с	0,02	0,035	0,024	0,027/0,135	0,024	0,02	0,023	0,023
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	1 762 1 587 1 427	2 400 3 150 1 980	2 295 1 610 955	1 890 1 782 1 728	1 890 1 782 1 728	2 100 2 175 1 633	2 355 2 185 1 275	2 100 2 175 1 663
Масса, кг	1 462	4 555	1 951	3 240	3 265	5 470	5 243	5470

Табл и ца 3.& Технические характеристики буровых лебедок, выпускаемых ОАО «Волгоградский завод буровой техники» Показатели Буровая лебедка Б7.02.00.000 С6.02/ЛБ-750 Б1.02.300.000 Б12.02.02.000 Б12.02.02.000-01 М 12.02.02.000 Буровые установки, в которых примене­ны буровые лебедки БУ 1600/100Д ГУ, БУЇ 600/100ЭУ БУ2900/ 17ДГУМ1 БУ2900/175ЭП-М, БУ2900/175ЭП-2, БУ2900/175ЭПК БУ2900/ 175ЭПБМ1 БУ2900/ 200ЭПК БУ 1600/ 100ДММ Расчетная мощность на входном валу подъемного агрегата, кВт 300 550 550 550 550 300 Максимальное уси­лие в канате, кН 145 225 335 225 250 145 Диаметр каната, мм 25 28 28 28 32 25 Диаметр бочки бара­бана, мм 550 700 550 560 560 550 Длина бочки бара­бана, мм 800 1 200 1 200 1 071 1 071 640 Число скоростей (с учетом трансмисии): прямых обратных 4/2 4/- 4 2 2 2 2 2 2 2 1 Число скоростей на ротор 4/2 4 — — — 3/1

Показатели	Буровая лебедка
Б7.02.00.000	С6.02/ЛБ-750	Б 1.02.300.000	Б12.02.02.000	БІ 2.02.02.000-01	М 12.02.02.000
Диаметр тормозных шайб, мм	I 180	1 180	1 180	1 180	1 180	1 180
Ширина тормозной колодки, мм	230	230	230	230	230	230
Вспомогательный тормоз	Г идромат Ф1000	ТЭП-45-У1	ТЭП-45-У1	ТЭП-45-У1	ТЭП-45-У1	Г идромат Ф1000
Мощность вспомо­гательного привода, кВт	22	37	37	37	37	22
Габаритные разме­ры, мм:
длина	4 570	4 620	4 980	12 000 (с приводом)	12 000 (с приводом)
ширина	3 175	2 040	3 190	ч 3 230	3 230
высота	2 187	1 895	2 130	3 150	3 150
Масса, кг	12 000	12 200	21 000	20940	20940

ОС о

механизмов типа автоматов спуска-подъема (АСП) для автомати­зации и механизации спускоподъемных операций.

В талевых системах буровых установок применяют стальные круглые шестипрядные канаты тросовой конструкции, которые получаются в результате двойной свивки: проволок в пряди и пря­дей в канаты. Пряди свивают в канат вокруг органического или металлического сердечника. Пряди талевых канатов изготалива — ются с числом проволок от 19 до 37. Для изготовления талевых канатов используется высокоуглеродистая и высокомарганиеви — стая канатная проволока. Канаты изготаливаются с металлическим сердечником (МС); органическим трехпрядным сердечником (ОС); пластмассовым стержневым сердечником (ПС). Канаты с метал­лическим сердечником обладают повышенным разрывным уси­лием и высокой поперечной жесткостью, благодаря которой воз­растает их сопротивляемость раздавливанию.

Талевые канаты бывают прямой и крестовой свивки. В талевых системах применяют канаты крестовой свивки. При крестовой свив­ке проволоки вьются в пряди в одну сторону, а сами пряди в канате вьются в противоположную сторону. Канаты крестовой свив­ки изготавливают правого и левого напраапений с одним сер­дечником. Канаты правой свивки свивают по часовой стрелке, левые — против часовой стрелки. В соответствии с принятым в буровых лебедках местом крепления ходового конца каната и на­правлением его намотки на барабан талевые канаты должны быть правой свивки. В отдельных технически обоснованных случаях до­пускается изготовление канатов левой крестовой свивки, а также комбинированной правой или левой свивки (пряди чередуются по направлению свивки).

В буровых установках применяются нераскручиваюшиеся кана­ты, у которых проволоки и пряди каната освобождены от внут­ренних напряжений, так как они по сравнению с обыкновенны­ми канатами обладают большей гибкостью, усталостной прочно­стью и меньшим стремлением к вибрации и вращению вокруг своей оси. Наружный слой проволок в прядях имеет большой ди­аметр, что предохраняет канат от быстрого износа, а внутренний слой сделан из проволок меньшего диаметра, что придает канату большую гибкость.

Все стальные талевые канаты имеют условные обозначения. Так, канат с металлическим сердечником диаметром 32 мм, марки I, правой крестовой свивки, маркировочной группы по временному сопротивлению разрыву 1568 МПа (160 кгс/мм2) обозначается следующим образом:

•правой крестовой свивки — канат МС-32-1-1568 (160) ГОСТ 16853-71;

•левой крестовой свивки — канат МС-32-1-Л-1568 (160) ГОСТ 16853-71.

Наиболее распространены канаты с органическим и пластмас­совым сердечниками диаметрами 28,0 и 32,0 мм. При больших глубинах, когда нагрузки на буровую установку близки к макси­мальным, следует пользоваться канатами с металлическими сер­дечниками. Расход каната на 1 м проходки скважины в зависимо­сти от условий бурения составляет от 0,5 кг до нескольких кило­граммов.

По мере углубления скважины вес груза непрерывно увеличи­вается. Так как двигатель для лебедки подбирается исходя из усло­вий подъема или спуска груза максимального веса, очевидно, что в процессе бурения скважины он используется не эффективно^ Полная мощность двигателя используется только по достижении проектной глубины скважины и только при подъеме первых све­чей. Поэтому стремятся подобрать такой полиспастовый механизм, который потребовал бы меньшей мощности. Это достигается при­менением различных оснасток талевой системы: 2×3; 3×4; 5×6 и 6×7[4].

Исходя из этого следовало бы начинать бурение при оснастке 2×3, а затем последовательно, в зависимости от глубины, пере­ходить на оснастки 3×4, 4×5 и т. д. Однако процесс переоснастки] талевой системы буровой установки трудоемок и занимает много времени, поэтому многократное изменение оснастки целесооб-1 разно только в том случае, если время, затраченное на ее осуще­ствление меньше времени, которое будет выиграно в про­цессе подъема и спуска инструмента (г||с). Если же /и0 > /11С, то целесообразно с самого начала применить более сложную оснас­тку.

На практике 1я а > ГТ) С, поэтому глубокие скважины бурят либо при одной оснастке талевой системы 4×5 (5×6), либо при двух (в последнем случае на некоторых глубинах с оснастки 4×5 (5×6) переходят на оснастку 5×6 (6×7). При любой схеме оснастки ос­новное условие нормальной эксплуатации талевого каната — со­хранение талевым блоком строго фиксированного положения при его подъеме и спуске.

Канат в талевом механизме может быть заправлен по различ­ным схемам. При всех используемых схемах оснастки нужно гак навивать канат на барабан лебедки, чтобы витки каната на бара­бан лебедки были уложены равномерно и полностью исключалось прение талевого каната о фланцы барабана, реборды шкивов крон — блока и отдельных ветвей каната между собой.

При бурении скважин широко используется крестовая оснаст­ка талевой системы (рис. 3.6), при которой ось кронблока должна

Рис. 3.6. Схемы оснастки талевой системы:

^ — оснастка 4×5; // — оснастка 5×6; /// — оснастка 6×7; /К — оснастка 5×6 Для вышек с АСП-3; НК — неподвижный конец; ХК — ходовой конец

хк

ПНК^“д£«осі-*

■’ БаРабан с канатом

£’ь оснастки: °’2-г-4-ХК

Н^Л/еЛОВаГельНост;> г^ НК-*-а — /-д-5-б-2 * ^"ктки: *г~4-<*-з-хк

г д

Последовательность оснастки: Н К — 7-а — 1-в-б-б-2-д- 5-е-З-г-4-ХК

Поел

быть параллельна оси барабана лебедки, а ось талевого блока при этом располагается перпендикулярно оси кронблока. Это позво­ляет значительно снизить стремление каната к закручиванию та­левой системы и обеспечить правильную навивку каната на бара­бан лебедки. Оснастку осуществляют следующим образом. Бухту устанавливают на металлическую ось и при помощи пенькового каната, привязанного к талевому канату, последовательно про­пускают коней каната через ролики кронблока и талевого блока. Затем конец каната, называемый ходовым, закрепляют в специ­ально предусмотренном на барабане лебедки устройстве, после чего наматывают на барабан 8… 10 витков, опускают талевый блок на пол буровой и зажимают неподвижный (мертвый) конец в специальном механизме. Для закрепления неподвижного конца талевого каната и проведения в процессе эксплуатации его пере­пуска буровые установки оснащаются специальными механизма­ми.

Талевый канат в процессе работы изнашивается неравномерно (под износом талевого каната понимается усталостный обрыв про­волок). Наиболее быстро изнашивается ведущая ветвь, от которой износ уменьшается по направлению к неподвижной ветви.

В производственных условиях очень трудно установить срок служ­бы талевого каната, потому что отсутствуют надежные способы определения действительных величин напряжений и усилий, вос­принимаемых канатом.

В процессе эксплуатации за состоянием талевого каната уста­навливается тщательный надзор: перед началом каждой смены его осматривает старший по смене (бурильщик). Талевый канат заме­няют, если при его осмотре обнаруживается один из следующий дефектов:

• оборвана одна прядь каната; |

• на шаге свивки каната диаметром до 20 мм число оборванных проволок составляет более 5 %, а каната диаметром более 20 мм — более 10% от всего числа проволок в канате;

• одна из прядей вдавлена вследствие разрыва сердечника ка­ната;

• канат вытянут или сплюснут и его наименьший диаметр со­ставляет 75 % и менее от первоначального;

• на канате имеется скрутка («жучок»); I

• износ (коррозия), достигший 40% и более от первоначаль­ного диаметра проволок.

Для правильной эксплуатации каната нужно избегать передачи на него резких нагрузок. Размеры канавок на шкивах блока и крон — блонка должны соответствовать диаметру каната. При спуске и подъеме талевого блока наблюдается вибрация ведущей ветви ка­ната, вызванная изменением скорости движения и направления укладки витков каната на барабане лебедки при переходе на пос — ледуюший ряд навивки. В целях устранения вибрации и ее вредных влияний на ведущей ветви устанавливают специальное приспо­собление для наматывания каната на барабан лебедки.

В случае необходимости смены каната раскрепляют неподвиж­ный конец старого каната и соединяют его с концом нового кана­та. При вращении барабана лебедки старый канат постоянно снимется с талевой системы и наматываться на барабан лебедки. Одновременно с этим новый канат, разматываясь со своего бара­бана, следом за концом старого каната переходит через шкивы талевой системы. Когда конец нового каната, пройдя талевую си­стему, намотается на барабан лебедки поверх старого каната, дру­гой — свободный — конец нового каната крепят как неподвижный конец. Затем разматывают конец нового каната с барабана лебедки и отсоединяют его от старого каната. После этого старый канат сматывают с барабана лебедки, а конец нового каната присоеди­няют к барабану и наматывают на барабан в обычном порядке.

Буровые крюки изготавливают в виде отдельных крюков или крюков, соединенных с талевым блоком (кркжоблоки). Они слу­жат для подвешивания при помощи штропов с элеватором бу­рильной и обсадной колонн в процессе спускоподъемных работ, в процессе бурения для подвешивания вертлюга с бурильной ко­лонной, а также для подъема, спуска и подтаскивания грузов при буровых и монтажно-демонтажных работах. По конструкции крю­ки бывают одно-, двух — и трехрогие. В настоящее время трехрогие крюки почти полностью вытеснили двурогие и однорогие крюки. Наличие трех рогов позволяет штропы, подвешенные на боковые рога крюков в начале бурения, не снимать до конца бурения сква­жины. В результате облегчается труд буровой бригады и ускоряется время, затрачиваемое на вспомогательные операции. По способу изготовления крюки бывают кованными, составными пластинча­тыми и литыми.

Штропы бурильные являются соединяющим звеном между бу­ровым крюком и элеватором, на котором подвешивается буровой инструмент или колонна обсадных труб. Штропы бывают грузо­подъемностью 0,25 (25); 0,50 (50); 0,75 (75); 1,25 (125); 2,00 (200) и 3,00 (300) МН (т). Штропы грузоподъемностью 0,25, 0,50 и 0,75 МН предназначены для ремонта скважин, но могут быть использова­ны и для буровых установок соответствующей грузоподъемности. По конструкции штропы бывают двух типов: одно — и двухструн­ные (рис. 3.7).

Штропы изготавляют цельнокатными, цельнокованными, а иногда сварными, нормальной (ШБА) и укороченной (ШБУ) Длины.

Для производства спускоподъемных операций буровая бригада Должна быть оснащена, во-первых, инструментами для захвата и подвешивания колонны труб (в качестве такого инструмента при-

Рис. 3.7. Штропы для подвески эле­ваторов:

а

б

а — двухструнные; б — однострунные

27 + 2 ных и обсадных труб (машинные.

меняются элеваторы, клинья и слайдеры — элеваторы с пла- шечными захватами), во-вто­рых, инструментом для свинчи­вания и развинчивания буриль-

ключи, круглые ключи и т. д.).

Устройства для захвата и под­вешивания колонн различаются

по размерам и грузоподъемности. Обычно это оборудование вы­пускается для бурильных труб размером 60, 73, 89, 114, 127, 141, I 169 мм с номинальной грузоподъемностью 75, 125, 140, 170, 200, 250, 320 т. Для обсадных труб диаметром от 194 до 426 мм приме — | няют клинья четырех размеров: 210, 273, 375 и 476 мм, рассчи­танные на грузоподъемность от 125 до 300 т.

Элеватор служит для захвата и удержания на весу колонны бу­рильных (обсадных) труб при спускоподъемных операциях и дру­гих работах в буровой. Применяют элеваторы различных типов, 1 отличающиеся размерами в зависимости от диаметра бурильных или обсадных труб, грузоподъемностью, конструктивным испол­нением и материалом для их изготовления. Элеватор при помощи, штропов подвешивается к подъемному крюку.

Клинья для бурильных труб используют для подвешивания бу­рильного инструмента в столе ротора. Они вкладываются в конус­ное отверстие между собой и вкладышами ротора. Применение | клиньев ускоряет работы по спускоподъемным операциям. Широ — : ко применяются автоматические клиновые захваты с пневмати­ческим приводом — ПКР (в этом случае клинья в ротор вставля — ; ются не вручную, а при помощи специального привода, у правде — ] ние которым вынесено на пульт бурильщика).

Для спуска тяжелых обсадных колонн применяют клинья с неразъемным корпусом. Клинья устанавливают на специальны* подкладках над устьем скважины. Клин состоит из массивного корпуса, воспринимающего вес обсадных труб. Внутри корпуса находятся плашки, предназначенные для захвата обсадных труб и удержания их в подвешенном состоянии. Подъем и опускание пла — ’ шек осуществляется поворотом рукоятки в одну или другую сто­рону вокруг клина, что достигается наличием наклонных неправ — |

ляюших вырезов в корпусе, по которым при помощи рычага пе­рекатываются ролики плашек.

Для свинчивания и развинчивания бурильных и обсадных труб применяется специальный инструмент — различные ключи. Одни из них предназначены для свинчивания, а другие — для крепле­ния и открепления резьбовых соединений колонны. Обычно лег­кие круговые ключи — для предварительного свинчивания — рассчитаны на замки одного диаметра, а тяжелые машинные клю­чи — для крепления и открепления резьбовых соединений на два, а иногда и более размеров бурильных труб и замков.

Операция крепления и открепления резьбовых соединений бу­рильных и обсадных колонн осуществляется двумя машинными ключами; при этом один ключ (задерживающий) неподвижный, а второй (завинчивающий) — подвижный. Ключи подвешивают в горизонтальном положении. Для этого у полатей на специальных пальцах укрепляют металлические ролики и через них перекиды­вают стальной тартальный канат или одну прядь талевого каната. Один конец этого каната прикрепляют к подвеске ключа, а дру­гой — к противовесу, уравновешивающему ключ и облегчающему перемещение ключа вверх или вниз.

На основе создания ряда механизмов для автоматизации и ме­ханизации отдельных операций спускоподъемных работ был со­здан автомат спуска-подъема. Комплекс механизмов АСП (табл.

3.9) предназначен для механизации и частичной автоматизации спускоподъемных операций. Он обеспечивает:

• совмещение во времени подъема и спуска колонны труб и незагруженного элеватора с операциями установки свечей на под­свечник, выноса ее с подсвечника, а также с развинчиванием или свинчиванием свечи с колонной бурильных труб;

• механизацию установки свечей на подсвечник и вынос их к центру, а также захват или освобождение колонны бурильных труб автоматическим элеватором.

Механизмы АСП на буровой располагаются следующим обра­зом (рис. 3.8). На кронблочной площадке установлены амортиза­торы I4 и верхний блок / или кронштейн поворотный 13 меха­низма подъема, направляющие каната 2 центратора, магазин 15, нижний блок 4 механизма подъема, центратор 3, механизм рас­становки свечей //, механизм захвата свечей 10, канат механизма подъема 12. На площадке буровой расположены подсвечник 7, блок цилиндров механизма подъема 6, автоматический буровой ключ /7, ротор 16 с пневматическими клиньями. К талевому бло­ку подвешен автоматический элеватор 5. Пост АСП <?размещен на площадке подсвечника. Бурильные свечи 9устанавливаются на под­свечник.

В работе комплекса механизмов типа АСП-ЗМ1, АСП-ЗМ4, АСП-ЗМ5 и АСП-ЗМ6 используются ключ АКБ-ЗМ2 и пневмати-

Технические характеристики механизмов автомата спуска-подъема Показатели АСП-ЗМ1 АСП-ЗМ4 АСП-ЗМ5 АСП-ЗМ6 Буровая установка БУЗ 200/200 БУ5000/3 20 БУ6500/400 БУ8000/500 Длина свечи, м 23…29 23…29 23…29 23 …29 Автоматический элеватор ЭА-400 ЭА-400 ЭА-400 ЭА-500 Г рузоподъемность механизма подъ­ема свечи, кН, в зависимости от давления воздуха: 0,3 МПа 25 25 25 25 0,7 МПа 58 58 $8 58 1,0 МПа 82 82 82 ‘ 82 Максимальный ход стрелы меха­низма расстанов­ки свечей, мм 3 940 5 620 5 620 5 620 Максимальный ход тележки вле­во и вправо, мм 2 200 2 750 3 480 3 480 Мощность элект­родвигателя для привода тележки и стрелы, кВт 3,5 3,5 3,5 3,5 Диаметр стальных труб, на работу с которыми рассчи­таны механизм захвата свечи и автоматический элеватор, мм: бурильных 89… 146 89… 146 89… 146 89… 146 утяжеленных 108… 178 108… 178 108… 178 108… 178

ческий клиновой захват БО-700 (кроме АСП-ЗМ6, для которого применяется захват ПКРБО-700).

При спускоподъемных операциях (СПО) необходимо соблю­дать ряд основных положений.

Рис. 3.8. Схема расположения на буровой механизмов АСП:

Б-Б

15

В-В

1~

верхний блок; 2 — направляющие каната; З — центратор; 4 — нижний блок; ^ — элеватор; 6 — блок цилиндров; 7 — подсвечник; 8 — пост АСП; 9 — буриль­ные свечи; 10 — механизм захвата свечей; I! — механизм расстановки свечей; канат механизма подъема; 13 — кронштейн поворотный; 14— амортизатор; 15 — магазин; 16 — ротор; 17 — буровой ключ;

Спускоподъемные операции (скорости спуска и подъема, мо­мент начала подъема, проработки и другие операции) должны производиться в соответствии с режимно-технологической кар­той (техническим проектом на строительство скважины) или ука­занием бурового мастера, начальника буровой, инженерно-дис — петчерской службы, руководства Районной инженерно-техниче­ской службы (РИТС) или разведки.

Для проведения работ по спуску, подъему и наращиванию бу­рильной колонны буровая установка должна быть оснащена ком­плектом механизмов и приспособлений малой механизации. В про­цессе бурения и после окончания долбления ведущую трубу и первую свечу следует поднимать из скважины на первой скорости. Запрещается раскреплять резьбовые соединения свечей буриль­ных труб и других элементов компоновки бурильной колонны при помощи ротора. Также запрещается останавливать вращение ко­лонны бурильных труб включением обратного хода ротора.

При спуске утяжеленных бурильных труб (УБТ) и бурильных труб в скважину резьбовые соединения следует докреплять ма­шинными и автоматическими ключами, контролируя зазор меж­ду соединительными элементами и соблюдая по показаниям мо­ментомера величину допустимого крутящего момента, установ­ленную действующей инструкцией.

При спуске бурильной колонны запрещается включать клино­вой захват до полной остановки колонны.

Посадка бурильной колонны на ротор во время СПО должна производиться плавно, без толчков и ударов. При появлении по­садок во время спуска бурильной колонны в местах посадок сле­дует производить промывку или проработку ствола скважины. До­пустимые величины посадок и затяжек бурильной колонны зави­сят от различных технических и геологических условий и должны определяться в каждом отдельном случае буровым мастером или технологической службой.

Запрещается работать без приспособления для правильного наматывания талевого каната на барабан лебедки.

При подъеме из скважины труб и других элементов компонов­ки колонны их наружные поверхности должны очищаться от ос­татков бурового раствора с помощью специальных приспособле­ний.

Колонна бурильных, обсадных труб и УБТ, захватываемая пнев­матическим клиньевым захватом, установленным в роторе (ПКР), должна быть составлена с учетом допустимых нагрузок на нее, приведенных в инструкции по эксплуатации ПКР. Запрещается во время работы клинового захвата находиться на роторе членам бу­ровой бригады, поднимать или спускать колонну труб при не пол­ностью поднятых клиньях, вращать стол ротора при поднятых, клиньях, работать с деформированными бурильными или обсад — ньіми трубами, оставлять устье скважины открытым. Необходимо устанавливать устройство, предупреждающее падение посторон­них предметов в скважину.

При вскрытии газоносных и склонных к поглощению бурового раствора пластов спуск и подъем бурильной колонны следует про­изводить при пониженных скоростях с целью снижения ВОЗМОЖ­НОСТИ возникновения гидроразрыва проницаемых горизонтов и вызова притока из пласта.

При подъеме бурильной колонны из скважины следует произ­водить долив в скважину бурового раствора с теми же показателя­ми свойств, что и у раствора, находящегося в ней.

Комментарии запрещены.