Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Электробур — это буровая забойная машина, приводимая в действие электрической энергией и сообщающая вращательное движение породоразрушающему инструменту (рис. 8.6).

Электробур с долотом опускается в скважину на бурильных трубах. Колонна бурильных труб служит для поддержания элект­робура, восприятия реактивного момента, подачи к забою буро-

Рис. 8.6. Схема бурения электробуром:

/ — токоприемник; 2 — кабель: 3 — буровая лебедка; 4 — пульт управления; 5 —^ бурильная труба с вмонтированными внутрикабельными муфтами; 6 — >лект бур; 7 — лап ото

Рис. 8.7. Бурильная труба с двухпроводной кабельной секцией:

/ _ двухконтактный стержень; 2 — опора стержня; 3 — ниппель замка; 4 — бурильная труба; 5 — двужильный шланговый кабель: ^ __ муфта замка; 7— сухарь: 8 — опора муфты; 9 — двухконтакт­ная муфта

вого раствора и размещения в нем токоподвода. Вал электробура полый, через него буровой раствор по­падает к долоту. Электроэнергия к электробуру по­дается по кабелю, подведенному к буровому шлан­гу, соединенному посредством токоприемника с ка­белем, вмонтированным в бурильные трубы.

Токоприемник представляет собой систему кон­тактных колец и щеток, которые помещены в гер­метично закрытом корпусе, предохраняющем их от попадания бурового раствора. Подвод электроэнер­гии через контактные кольца и щетки позволяет вращать колонну бурильных труб, не нарушая под­вода тока к электробуру. Кабель (трех — или двужиль­ный) вмонтирован в бурильные трубы отрезками, которые при свинчивании труб автоматически со­единяются специальными муфтами, укрепленными в бурильных замках (рис. 8.7).

Электробур состоит из маслонаполненного асинхронного дви­гателя с короткозамкнутым ротором и шпинделя (рис. 8.8).

Вращающий момент двигателя передается на вал шпинделя через зубчатую муфту 24. Стык валов уплотняется шарнирной втул­кой 23 с резиновыми кольцами. Через центральное отверстие в валах двигателя и шпинделя пропускается буровой раствор.

Для снижения частоты вращения долота и повышения враща­ющегося момента, подводимого к долоту, применяют редукторы — вставки, устанавливаемые между двигателем и шпинделем.

Технические характеристики основных электробуров приведе­ны в табл. 8.6, а технические характеристики электробуров с ре — Дукторами-вставками — в табл. 8.7.

Каждый электробур, поступающий на буровую, должен быть снабжен рейсовым паспортом. Паспорт является приемосдаточ­ным документом как для буровой, так и для прокатно-ремонтной базы.

Рис, 8.8. Электробур:

/ — корпус статора; 2 — пакет магнитопроводной стали ротори; J — нал двига­теля; 4 — верхняя лобовая часть обмотки статора; 5 — верхний клапан двигателя; 6 — верхний сальник двигателя; 7 — верхний соединительный корпус статора двигателя; 8 — цилиндр компенсатора; 9 — пружина; 10 — поршень компенсато­ра; // — резиновая диафрагма компенсатора двигателя; 12 — переводник под элеватор; 13 — контактный стержень кабельного ввода; 14 — корпус шпинделя; 15 — нижний соединительный корпус статора; 16, 25 — пробка; 17 — нижний сальник двигателя; 18 — нижний подшипник двигателя; 19 — нижняя лобовая часть обмотки статора; 20 — секция ротора двигателя; 21 — промежуточный подшипник двигателя; 22 — промежуточный пакет статора из немагнитного ма­териала; 23 — шарнирная втулка; 24 — зубчатая муфта; 26 — верхний радиаль­ный подшипник; 27 — упорный подшипник; 28 — наружная обойма распреди — лителя осевой нагрузки; 29 — внутренняя обойма распределителя осевой наг­рузки; 30 — поршень компенсатора шпинделя; 31 — пружина компенсатора; 32— нижний радиальный подшипник; 33— клапан; 34— сальник шпинделя; 35 — вал шпинделя; 36 — переводник на долото

Тип электро­ бура	Диаметр электро­бура, мм	Длина, м	Мощность номиналь­ная, кВт	Напряже­ние но­миналь­ное, В	Частота вращения долота, об/мин	Момент вращения, кН м	КПД, %	Cosq>	Масса, кг
номиналь­ ный	максималь­ ный
Э290-12	290	14,020	240	1 750	455	5,10	1 1,0	72,0	0,670	5 100
Э240-8	240	13,400	210	1 700	690	2,97	7,6	75,0	0,660	3 600
Э215-8М	215	13,930	175	1 550	680	2,50	6,50	72,0	0,690	2 900
Э185-8	185	12,500	125	1 250	676	1,80	3,6	67,5	д.’ббо	2 050
Э170-8М	170	12,145	75	1 300	695	1,10	2,4	63,5	0,630	1 800
Э164-8М	164	12,305	75	1 300	685	1,10	2,4	61,0	0,625	1 650

го чО и>

Примечание, Максимальный момент указан при длине токоподвода I = 0 с учетом паления напряжения в обмотке трансфор­матора.

Тип электро- бура	Диаметр электро­бура, мм	Длина, м	Мощность номиналь­ная, кВт	Напряже­ние но­миналь­ное, В	Частота вращения долота, об/мин	Момент вращения, кН ■ м	Передаточное число редук­тора-вставки	Масса, кг
номиналь­ ный	максималь­ ный
Э290-12	290	15,920	228	1750	145	15,30	24,60	3,15	5 700
Э240-8Р	240	14,750	200	1 700	230	8,50	21,50	3,00	3 900
Э215-8МР	215	15,545	166	1 550	230	7,10	15,00	3,00	3 200
Э215-8Р	215	14,445	142	1250	220	6,30	10,80	3,0(t	3000
Э185-8Р	185	14,400	119	1 250	240	4,80	10,00	2,92	2 300
Э170-8Р	170	12,925	62	1 050	220	2,75	5,20	3,13	1 800
Э164-8МР	164	14,090	71	1 300	220	3,15	7,15	3,13	1900

Примечание. Электробуры могут собираться с двумя последовательно соединенными редукторами-вставками. При этом скорость вращения вала шпинделя снижается в і раз, соответственно повышается вращающий момент на валу.

NJ ‘Л

Перед навинчиванием долота на вал электробура проверяется осевой люфт вала шпинделя. Перед каждым спуском в скважину электробур осматривают, проверяют затяжку клапанов, пробок и положение поршня компенсатора в шпинделе по расстоянию меж­ду витками пружины, а также давление и наличие масла в компен­саторах двигателя и шпинделя.

Перед каждым спуском электробура в скважину контактный стержень очищают, тщательно промывают касторовым маслом, после чего проверяют сопротивление изоляции обмотки двигате­ля относительно корпуса. После проверки изоляции на электро­бур навинчивают устройство контроля изоляции, а затем центра­тор и УБТ.

Для нормальной эксплуатации электробуров и токоподвода буровая бригада должна быть обеспечена двухнедельным запасом чистого сухого касторового масла; приспособлением для очист­ки, промывки смазки этим маслом контактных соединений; ком­плектом инструмента для обслуживания клапанов и пробок; при­способлением для измерения количества масла в электробуре; маслозаправщиком для закачки масла в шпиндель с двухнедель­ным запасом машинного масла (авиамасла); запасным токопри­емником; запасными кабельными секциями ведущей трубы; УБТ; центратором; устройством контроля изоляции; маслозаправщи­ком для закачки трансформаторною масла в двигатель электробу­ра; болтами и пружинными шайбами для крепления токоподвода; калибрами для проверки контактных соединений.

Бурильные трубы с кабельными секциями, доставляемые на буровую установку, подвергаются (на буровой) профилактиче­скому осмотру, проверке креплений кабельных секций в буриль­ных трубах и проверке сопротивления изоляции. Трубы с дефекта­ми к бурению не допускаются. При спуске и подъеме необходимо тщательно промывать водой контактные соединения секций ка­беля и смазывать их горячим касторовым маслом.

После подъема электробур устанавливают на элеватор для про­верки положения поршней в лубрикаторах и сопротивления изо­ляции двигателя. По разности уровней положения поршней до спуска и подъема электробура определяют расход масла. Положе­ние поршней в лубрикаторах отмечают в паспорте. Без записи о положении поршней нельзя судить о допустимости спуска элект­робура в очередное долбление. При каждом подъеме электробура проверяют также качество масла в нижней части шпинделя. В слу­чае проникновения промывочной жидкости в шпиндель электро­бур спускать в скважину нельзя. Правила транспортировки элект­робуров и турбобуров аналогичны.

Основные особенности бурения электробуром:

•двигатель электробура получает питание непосредственно от бурового трансформатора по кабелю, проложенному внутри ко-

лонны бурильных труб. Электроэнергия подается с малыми поте­рями вследствие применения высокого напряжения;

• мощность электробура практически не зависит от количе­ства и свойств бурового раствора и глубины погружения элект­робура;

• частота вращения вала электробура не зависит от количества и свойств бурового раствора и незначительно зависит от нагрузки;

• количество прокачиваемого бурового раствора при электро­бурении определяется в основном условиями нормальной очист­ки забоя независимо от мощности, развиваемой электробуром;

• электробур — герметичная маслонаполненная машина, ра­бочие органы которой не подвержены действию абразивных ча­стиц, содержащихся в промывочной жидкости. Поэтому харак­теристики электробура неизменны в течение всего срока его службы;

• изменение момента сопротивления на долоте при бурении мгновенно отражается на изменении тока и мощности. Это дает возможность наблюдать по ваттметру за нагрузкой на долото, оп­ределять характер его работы, устанавливать степень износа и пре­дупреждать аварии с долотом;

• изменения тока и мощности, отражающие нагрузку на доло — , то, дают возможность автоматизировать процесс бурения при на­илучшем использовании мощности, развиваемой электробуром;

• отсутствие вращения бурильной колонны и особенности кон­струкции электробура позволяют при помощи специальной по­гружной аппаратуры в процессе бурения наклонных скважин осу­ществлять контроль за углом наклона и азимутом, а также уста­навливать отклонитель в нужном направлении и корректировать его положение в процессе бурения.

Многолетний опыт эксплуатации электробуров позволил оп­ределить наиболее целесообразные области их применения для ] бурения:

• глубоких скважин с применением утяжеленных буровых ра­створов; ‘

• наклонно направленных скважин; 1

• разветвленно-горизонтальных скважин;

• скважин с применением газообразных агентов;

• опорно-технологических скважин.

Комментарии запрещены.