отчет. Иркутский национальный исследовательский технический университет факультет среднего профессионального образования

• Название: Иркутский национальный исследовательский технический университет факультет среднего профессионального образования
• Анкор: отчет
• Дата: 27.06.2022
• Размер: 3.98 Mb.
• Имя файла: sharaga_otchetrpm_norp.docx
• Тип: Отчет; #616587

Министерство науки и высшего образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Геологоразведочный техникум.


Отчет

о прохождении учебной буровой практики


Выполнила бригада № 4 группы гТ-20-1:

Леденцов А.В.

Корешков Д.Б.

Коростелев И.А.

Лазарев И.А.

Вахрушкин А.А.

Олзоев М.М.
Проверили руководители: ___________________________________________


Иркутск 2022

Оглавление

Введение 3

1. Основы вращательного и ударного-канатного бурения. 4

1.1 Понятия о бурении скважин. Схема вращательного способа бурения скважин. 4

1.2 Схема ударного-канатного бурения скважин. 5

2. Устройство буровых установок 9

3.1. Устройство буровых установок колонкового разведочного бурения – УКБ-12/25, УКБ-2 УРБ-2 А-2. Буровая установка УКБ-12/25. 9

3. Технические средства и технология ручного бурения 16

4. Технические средства и технология бурения с отбором керна 16

5. Технические средства и технология бурения без отбора керна. 19

6. Устройство буровой установки БУ-50БрД и ее основного оборудования для бурения глубоких скважин на нефть и газ. 20

7. Талевый канат 22

Отличительной особенностью канатов, изготавливаемых по техническим условиям ТУ 14-4-1767-94, (рис.13) является более рациональное соотношение диаметров проволок в наружных прядях канатов с органическим (рис. 13,а) и комбинированным (рис. 13, б) сердечниками. 22

При бурении скважин до глубины 3000 м рекомендуются к применению канаты всех четырех конструкций с предпочтительным применением канатов с органическим сердечником. При бурении скважин более 3000 м рекомендуется применение канатов с металлическими и комбинированными сердечниками, при этом более предпочтительны Канаты металлическим сердечником и органическим заполнителем, изготавливаемые по ТУ 14-4-1767-94. 22

Талевые канаты должны соответствовать паспортным данным талевого блока, кронблока и буровой лебедки. 22

Диаметр шкива по канавке принимают в зависимости от диаметра каната. Для установок геологоразведочного бурения D2d_к для тяжелых установок с большим объемом спускоподъемных работ D=(32+42)d_к. 22

Шкивы талевых блоков и кронблоков имеют одинаковую конструкцию. Профиль канавки шкива показан на рис 14. Глубина канавки H=1,75d_к ее радиус 22

R_к=0,5d_к+(0,02+0,07),d_к (7.5)) что исключает заклинивание и вызванный этим износ каната. 22

Боковые поверхности канавки должны быть касательными к дуге 5/6 л. ограничивающей дно канавки. Профиль канавки шкива 22

Диаметр шкива является одним из главных факторов, определяющих долговечность каната. C увеличение диаметра шкива уменьшается скольжение и износ проволок при изгибе каната, значение напряжения изгиба о, проволок и величина контактного давления р между канатом и шкивом 23

Σ_и=E_кδ/D_ш (7.6) 23

p=2P/d_к D_ш (7.7) 23

где Е =1,3-10¹¹ Па модуль упругости каната; 8 - диаметр проволок, м; D_ш - диаметр шкива,м; Р - натяжение каната, кН; d. - номинальный диаметр каната. 23

8. Заключение 24

Введение

Учебная практика проходила на полигоне учебных практик ИРНИТУ.

Срок прохождения практики с 18.05.2022 – 21.06.2022

Во время прохождения практики мы ознакомились и с буровыми установками СКБ-4, УКБ-12/25, УРБ-2А2, УКС-22М

Учебная практика – одна из важнейших составляющих профессиональной подготовки студента. Практики является составной частью основной образовательной программой профессионального образования.

Во время прохождения практики дополнительно изучали ССК.

Подробно изучили керноприемник в сборе, подшипниковый узел, принципы срыва керна и его поднятия из скважины.

Изучили правила укладки и транспортировки керна.

1. Основы вращательного и ударного-канатного бурения.

1.1 Понятия о бурении скважин. Схема вращательного способа бурения скважин.

Бурением скважин называется совокупность работ по проведению в горных породах выработок круглого сечения. Эти работы наполняются специальными техническими средствами (буровыми установками и инструментами) без доступа человека внутрь этих выработок

Схема вращательного способа бурения скважин.



Рис1. Схема вращательного способа бурения скважин.

При вращательном бурении разрушение породы происходит в результате одновременного воздействия на долото нагрузки и крутящего момента. Под действием нагрузки долото внедряется в породу, а под влиянием крутящего момента скалывает ее.

Существует две разновидности вращательного бурения – роторный и с забойными двигателями

1.2 Схема ударного-канатного бурения скважин.

Сущность и схема установки ударно-канатного бурения.

При ударно-канатном бурении породу разрушают по всему забою спускаемым в скважину на стальном канате буровым снарядом с клиновидным долотом путем его периодического сбрасывания с высоты 0,3-1,1 м при частоте 40-50 ударов в 1 мин.



Чтобы скважина имела цилиндрическую форму, буровой снаряд при подъеме после каждого удара поворачивают на некоторый угол. В сухую скважину через устье заливают определенное количество воды. При этом из разрушенной породы на глубину 0,3-0,6 м буровой снаряд поднимают из скважины. В скважину на канате спускают желонку для очистки забоя от выбуренной породы. В сыпучих и плывучих породах бурят желонкой. При необходимости скважину крепят обсадными трубами. Эта операция может производиться одновременно с бурением. При бурении сыпучих и плывучих пород сначала забивают обсадные трубы, а затем из них извлекают породу желонкой.

Схема установки для ударно-канатного бурения показана на рис.2. Буровой снаряд 1 поднимают и сбрасывают с помощью ударного механизма. Ударный механизм представляет собой оттяжную раму 9 с направляющим 10 и оттяжным 8 шкивами и кривошипно-шатунным механизмом 7, который сообщает раме колебательное движение. При движении оттяжного шкива вниз-вверх происходит соответственно натяжение и ослабление каната 3, подъем и сбрасывание ударного снаряда I Ударяя по забою, снаряд постепенно углубляется в породу, поэтому по мере необходимости канат сматывается с инструментального барабана.

Ударный снаряд 1 при подъеме поворачивается в результате раскручивания каната 3 вследствие его упругих свойств и особой конструкции канатного замка.

Спускают и поднимают ударный снаряд 1 и желонку 2 лебедками, которые называются соответственно инструментальным 11 и желоночным 6 барабанами. Для спуска и подъема обсадных труб в тяжелых установках служит талевый барабан. Все узлы станка вращаются от главного распределительного вала и двигателя. Установка, имеющая мачту 4 со шкивами, смонтирована на транспортной базе.



Рис 1.2. Самоходная буровая установка УКБ-200/300С

2. Устройство буровых установок

3.1. Устройство буровых установок колонкового разведочного бурения – УКБ-12/25, УКБ-2 УРБ-2 А-2.

Буровая установка УКБ-12/25.

Буровая установка УКБ-12/25 предназначена для бурения скважин в горных породах 1-IX категорий по буримости шнековым и колонковым способами с использованием твердосплавных и алмазных коронок.



1 — цепь; 2 — бензобак; 3 — вращатель; 4 — каретка; 5 — лебёдка; 6 — стойка; 7 — подкос; 8 — рама; 9 — колесо; 10 — двигатель; 11 — центратор; 12 — электродвигатель; 13 — блок управления.



Установку можно транспортировать как вручную при полной разборке ее на узлы, так и на собственных колесах. Установку обслуживают два человека
Буровая установка УКБ-4.

Передвижная буровая установка 4-го размерного класса УКБ-4П – базовая модель – предназначена для вращательного бурения геологоразведочных скважин глубиной до 300-500 м при конечном диаметре собственно 93 и 59 мм с углом наклона к горизонту от 90 до 60 °.

Установка УКБ-4П состоит из бурового станка СКБ-4, бурового насоса НБЗ-120/40, мачты БМТ-4 и бурового здания ПБЗ-4.

Буровой станок СКБ-4 укомплектован вращателем и лебедкой планетарного типа. Крутящий момент и частота вращения обеспечиваются работой электродвигателя переменного тока через фрикционную муфту сцепления, коробку передач и раздаточную коробку.



Рис. 2. Буровой станок СКБ-4

1 - сцепление; 2 - тормоз подъема; 3 - тормоз спуска; 4 – лебедка; 5 – трансмиссия; 6 – вращатель; 7 – гидросистема станка с автоперехватом; 8 – станина; 9 – цилиндр перемещения станка; 10 – рама.


Буровой станок СКБ 4

Буровой станок СКБ 4 обеспечивает бурение геолого - разведочных скважин на наиболее выгодных режимах алмазными и твердосплавными коронками, чему способствует широкий диапазон скоростей вращения шпинделя от 155 до 1600 об/мин. Станок СКБ 4 может работать в помещениях с открытым доступом наружного воздуха, например, под тентом, в условиях отсутствия прямого воздействия солнечной радиации и атмосферных осадков, в диапазоне температур от минус 5° до плюс 40°С.

Буровая установка УРБ-2А2

Буровая установка УРБ-2А2 предназначена для вращательного бурения долотами и твердосплавными коронками

.



Все механизмы, входящие в установку, в том числе раздаточная коробка, передающая вращение от ходового двигателя автомобиля, буровой насос НБ-32 или компрессор КТ-7, мачта с кронблоком, подвижным вращателем и одноцилиндровым гидроподъемником двустороннего действия, пульт управления механизмами установки, масляные баки для обеспечения маслом гидросистемы буровой установки смонтированы на раме, закрепленной на шасси автомобиля ЗИЛ-131.

Буровой установке придается двуосный прицеп для перевозки труб, шнеков и инструмента. На нем установлен консольно-поворотный кран для погрузочной-разгрузочных работ. Установка имеет подвижный вращатель, который используется в процессе бурения, наращивания инструмента без отрыва его от забоя и выполняет совместно с гидроподъемником работу по спуско-подъему инструмента и принудительную подачу его на забой. Кинематика и мощность вращателя обеспечивают также свинчивание и развинчивание бурильных труб, благодаря чему отпадает необходимость в специальных механизмах для этой цели.

Вращение от ходового двигателя автомобиля при n = 1800 об/мин через коробку передач, раздаточную коробку автомобиля с помощью карданных валов передается на раздаточную коробку буровой установки

На установке имеется аварийный ручной маслонасос, позволяющий перемещать вращатель и укладывать мачту. С помощью манометров на нагнетательной линии можно судить о крутящем моменте и осевой нагрузке на забой. Вращатель представляет собой трехскоростную коробку с цилиндрической прямозубой передачей в стальном литом корпусе. С пульта управления можно изменять и реверсировать на каждой передаче частоту вращения шпинделя от нуля до максимума за счет дросселирования жидкости, подводимой к гидродвигателю вращателя. Для бурения с промывкой и продувкой шпиндель выполнен полым. На верхний конец его насажен сальник-вертлюг и прикреплен к крыше корпуса вращателя. На нижний конец шпинделя на шлицевой посадке насажен шарнирный элеватор или патрон (при бурении шнеками), которые крепятся к крышке корпуса полухомутами.

Мачта установки – сварная из труб-швеллеров. Она опирается на опоры, установленные на раме, и шарнирно на них закреплена. Подъем и опускание мачты осуществляются гидроцилиндром.

С помощью установки УРБ-2А2 можно бурить с очисткой забоя промывочной жидкостью или продувкой забоя, для чего на установке монтируется буровой насос или компрессор, а в благоприятных условиях можно бурить шнековым способом.

Рис.1.19. Буровая установка УРБ-2А2.
а - вид сбоку; б - вид сверху; 1 - коробка отбора мощности; 2 - цилиндр подъема мачты; 3 - вращатель; 4 - пульт управления; 5 - элеватор для труб и патрон для шнеков; 6 - автомобиль; 7 - мачта; 8 - талевая система; 9 - рама; 10 - установки бурового насоса и компрессора; 11 - гидродомкрат подачи; 12 - раздаточная коробка; 13 - обвязка гидросистемы; 14 - каретка; 15 - опорный домкрат.

3. Технические средства и технология ручного бурения

Ручное бурение – это основа бурения в целом, т.к. при воздействии вращающегося долота на породу начинается её разрушение и прессование стенок скважины выбуренной породой. Но существование вращательного способа бурения невозможно без подачи осевых нагрузок на долото.

Во время практики мы теоретически ознакомились и попробовали поработать ручным способом бурения скважин. У нас было 2 долота: буровая ложка и шнек.

Теперь разберем преимущества и недостатки каждого инструмента:

Буровая ложка.

Преимущества: стенки скважины при этом способе бурения оказывались прочнее и плотнее.

Недостатки: необходимо проводить спуско-подъёмные операции, чтобы вынести шлам (выбуренную породу) на поверхность; ограниченная глубина скважины; низкая скорость бурения.

Шнек.

Преимущества: непрерывная подача шлама (выбуренной породы) на поверхность, не нужно проводить спуско-подъёмные операции; значительно выше скорость бурения, по сравнению с буровой ложкой.

Недостатки: бурение возможно только в мягких отложениях; высокий расход мощности; небольшая глубина скважин.

Рис.1 Шнеки Рис.2 Буровая ложка

4. Технические средства и технология бурения с отбором керна

Для отбора керна используется специальный породоразрушающий инструмент – бурильные головки и керноприемные устройства.



Бурголовка, разрушающая породу по периферии забоя, оставляет в центре скважины колонку породы (керн), поступающую при углублении скважины в керноприёмное устройство, состоящее из корпуса и керноприёмной трубы (керноприёмника).



Корпус керноприемного устройства служит для соединения бурильной головки с бурильной колонной, размещения керноприёмника и защиты его от механических повреждений, а также для пропуска бурового раствора к промывочным каналам бурголовки.

Керноприёмник предназначен для приёма керна, сохранения его во время бурения от механических повреждений и гидроэрозионного воздействия бурового раствора и сохранения при подъёме на поверхность. Для выполнения этих функций в нижней части керноприемника устанавливают кернорватели и кернодержатели, а вверху клапан, пропускающий через себя, вытесняемый из керноприёмника буровой раствор при заполнении его керном.



2. Технические средства для отбора керна

Устройства и способы для отрыва и удержания керна должны обеспечивать: беспрепятственное поступление керна в керноприёмную трубу; свободный доступ промывочной жидкости к забою скважины, беспрепятственное формирование керна буровым инструментом; надёжный срыв и удержание керна при подъёме инструмента.

Существуют следующие типы систем отрыва (отбора) и удержания керна:

1. 
   Без кернорвательных устройств – при бурении в монолитных или слаботрещиноватых горных породах V – VII категорий по буримости. Заклинивание керна осуществляется твёрдыми частичками (фарфор, стекло), транспортируемые с поверхности на забой промывочной жидкостью. Заклиночный материал разрешается применять при использовании одинарных колонковых труб;
   
2. 
   С кернорвательным устройством открытого типа свободного действия – при бурении в трещиноватых горный породах V-XII категорий по буримости. Применяются лепестковые кернорватели типа «паук», скобяные элементы заклинивания. При бурении в трещиноватых и слабых (сыпучих) горных породах для надёжного удержания керна следует использовать рвательные элементы, выполненные в виде лепестков, рычажков, плашек. При разбуривании монолитных и слаботрещеноватых пород в качестве рвательных элементов применяются рвательные кольца различных конструкций;
   
3. 
   С кернорвательным устройством открытого типа принудительного действия – при бурении монолитных горных породах V-IX категорий по буримости. Применяются кернорватели со срезаемыми и пружинными рвателями
   

Одинарными колонковыми трубами рекомендуется отбирать керн в устойчивых твёрдых монолитных, слаботрещиноватых породах

5. Технические средства и технология бурения без отбора керна.

При механическом вращательном бурении скважин, там, где не нужно получать керн, применяется бескерновое бурение, т.е. порода на забое скважины разрушается по всей площади забоя и в разрушенном виде удаляется с забоя и из скважины.

Бурение без отбора керна ( со сплошным забоем) применяется для бурения практически всех технических, большей части эксплуатационных и частично геологоразведочных скважин. К бескерновому бурению также относятся почти все реально применяемые не механические способы разрушения пород при бурении скважин – гидромониторное, взрывное, термические. При бурении геологоразведочных, инженерно-геологических и эксплуатационно-разведочных скважин, часть интервалов скважины может проходиться бескерновым, а часть интервалов – колонковым способом бурения.

6. Устройство буровой установки БУ-50БрД и ее основного оборудования для бурения глубоких скважин на нефть и газ.

Техническая Характеристика БУ-50БрД

БУ-50БрД разработана Волгоградским заводом бурового оборудования «»Баррикады». Основное и вспомогательное оборудование в основном расположено на вышечно-лебедочном, силовом и насосно-трансмиссионном блоках.

На основании вышечно-лебедочного блока установлены А-образная мачтовая вышка с талевой системой, буровая лебедка с гидродинамическим тормозом, ротор со встроенными пневматическими клиньями, вспомогательная лебедка, автоматический гидроключ АГК ( или пневматический буровой ключ ПБК), пневматический раскрепитель резьбовых соединений труб, приспособление для крепления и перепуска талевого каната, регулятор подачи долота на забой РПДЭ-5. В вышечно-лебедочном блоке устанавливается также пульт контроля процессов бурения ПКБ-2.

На основании силового блока монтируется два силовых агрегата САТ-450 привода буровой установки, дизель-электрический агрегат ДЭА-100 для обеспечения электроэнергией электродвигателей буровой установки и системы освещения, компрессор с электроприводом, ресивер и влагоотделитель.



Рис.7. Кинематическая схема буровой установки БУ-50Бр1:

1-дизель В2-400АВ; 2-генератор СГ ДЗ-12-24-6А мощностью 250 кВт при 1000 об/минг; 3, 12, 14 и 18 – шиннопневматические муфты соответственно ПШМ-500, 2ШПМ-500, ПШМ-700 и ШПМ-300; 4 – редуктор; 5 – буровой насос Б 14/200, 6, 7, 8 и 9 – соответственно электродвигатель А063-6 мощностью 10 кВт при 980 об/мин, редуктор, гидронасос НПА-64 и тахогенератор автомата подачи инструмента на забой:

10 – электродвигатель А0103-8 мощностью 125 кВт при 730 об/мин для привода буровой лебедки; 11 – цепная передача спаривающей трансмиссии; 13 – гидродинамический тормоз; 15 – барабан буровой лебедки; 16 – коробка перемены передач; 17 – электродвигатель А0101-8 мощностью 75 кВт при 730 об/мин для привода ротора; 19 – коробка перемены передач ротора; 20 – ротор.

На основании насосно-трансмиссионного блока расположены буровой насос БрН-1 и цепная передача привода насоса, спаривающий цепной редуктор, являющийся суммирующим звеном мощности силовых агрегатов САТ-450 привода буровой установки и раздаточным звеном мощности на буровую лебедку, ротор и буровой насос.

Вышечно-лебедочный блок представляет собой самостоятельный транспортный блок, который можно перевозить на двух тяжеловозах ТК-40 или Т-40 и тележке «Восток». Силовой и насосно-трансмиссионный блоки являются самостоятельными транспортными блоками, а соединенные между собой хомутовыми креплениями – образуют единый транспортный насосно-силовой блок, перевозимый из двух тяжеловозах и тялежке «Восток».

Топливомаслоустановка, котельно-отопительный агрегат и оборудование циркуляционной системы являются самостоятельными транспортными блоками и монтируются вне указанных блоков. Котельно-отопительная установка и топливомаслоустановка располагаются на некотором расстоянии от буровой установки в соответствии с нормами Государственной горнотехнической инспекции и пожарной охраны. Изготовлена партия буровых установок БУ-50БрД.

7. Талевый канат

Отличительной особенностью канатов, изготавливаемых по техническим условиям ТУ 14-4-1767-94, (рис.13) является более рациональное соотношение диаметров проволок в наружных прядях канатов с органическим (рис. 13,а) и комбинированным (рис. 13, б) сердечниками. При бурении скважин до глубины 3000 м рекомендуются к применению канаты всех четырех конструкций с предпочтительным применением канатов с органическим сердечником. При бурении скважин более 3000 м рекомендуется применение канатов с металлическими и комбинированными сердечниками, при этом более предпочтительны Канаты металлическим сердечником и органическим заполнителем, изготавливаемые по ТУ 14-4-1767-94.

Талевые канаты должны соответствовать паспортным данным талевого блока, кронблока и буровой лебедки.

Диаметр шкива по канавке принимают в зависимости от диаметра каната. Для установок геологоразведочного бурения D2d_к для тяжелых установок с большим объемом спускоподъемных работ D=(32+42)d_к.

Шкивы талевых блоков и кронблоков имеют одинаковую конструкцию. Профиль канавки шкива показан на рис 14. Глубина канавки H=1,75d_к ее радиус

R_к=0,5d_к+(0,02+0,07),d_к (7.5)) что исключает заклинивание и вызванный этим износ каната.

Боковые поверхности канавки должны быть касательными к дуге 5/6 л. ограничивающей дно канавки. Профиль канавки шкива

Диаметр шкива является одним из главных факторов, определяющих долговечность каната. C увеличение диаметра шкива уменьшается скольжение и износ проволок при изгибе каната, значение напряжения изгиба о, проволок и величина контактного давления р между канатом и шкивом

Σ_и=E_кδ/D_ш (7.6)

p=2P/d_к D_ш (7.7)

где Е =1,3-10¹¹ Па модуль упругости каната; 8 - диаметр проволок, м; D_ш - диаметр шкива,м; Р - натяжение каната, кН; d. - номинальный диаметр каната.

8. Заключение

Проходя учебную буровую практику 18.05.2022-21.06.2022. За время прохождения практики изучили схему вращательного способа бурения скважин, устройство буровых установок УКБ-12/25, УКБ-4, буровую установку БУ-50БрД и её основное оборудование для бурения скважин, производили ручное бурение, производили спуско-подъемные операции, подъем керна на поверхность, бескерновое бурение, а так же бурение шнеком.

В ходе практических занятий были приобретены навыки различного типа бурения, новые знания и опыт.

Также получили представление об образцах ведушей зарубежной буровой техники.