Бурение. 2 общее пособие бурение. Учебнометодическое пособие Бурение 1 Осадочные породы образовались за счет накопления в вод
 Скачать 3.19 Mb.
|
|
Рис. Элеватор существенно увеличиваются при бурении глубоких и сверхглубоких скважин, а также при осложненных условиях бурения. Для облегчения труда буровиков и устранения опасных приемов работ применяются достаточно разнообразные механизмы и приспособления для спуска и подъема труб, 'свинчивания, закрепления. Элеваторы предназначены для подвешивания колонны бурильных или обсадных труб на столе ротора. Литой полуавтоматический элеватор ЭАЛ (рис. 1) конструктивно относится к двустворчатому (бескорпусному) и состоит из двух створок 1 я 2, замкового устройства, осей шарнира 8 и 9 и пружины 10. Замковое устройство размещено па левой створке элеватора и состоит из защелки 3, оси 4, пружин 5 и 13, замка 11 и оси 12. Правая створка па передней части имеет бурт полукруглой формы, который в момент закрытия элеватора входит в паз корпуса и тыльной частью упирается в защелку. Благодаря двум пружинам 5 и 13 защелка все время находится в прижатом к корпусу положении. Ось 9, соединяющая обе створки, наклонена к вертикальной оси элеватора под углом 10°, что исключает самопроизвольное открытие элеватора под нагрузкой. Назначение наклонной оси еще и в том, что после открытия элеватора под действием пружины он, поворачиваясь на штропах, отталкивается от трубы, т. е. не нужно дополнительного усилия рабочего. Чтобы штропы не выходили из проушин, имеются предохранители 7, закрепленные пальцем 6. Этот тип элеватора ис- пользуется при спуско-подъемных операциях с клиновым захватом. Посадка элеватора на ротор не допускается.
При спуске в скважину обсадных труб используют литые элеваторы ЭН и кованные элеваторы ЭО и ЭКХ>, которые относятся к типу корпусных элеваторов с одной створкой (дверкой). : Штропы представляют собой промежуточное звено между крюком и элеватором, на котором подвешивается колонна бурильных или обсадных труб. В настоящее время применяются одно- и двухветвевые штропы. Одноветвевые штропы на 15—20% легче двухвствевых. Штропы — это вытянутые по одной оси стальные петли овальной конфигурации, один конец которых изогнут для более удобного расположения в рогах подъемного крюка. Иногда в нижней части имеются ручки.
* «У» — укороченные штропы. Спайдеры применяются при спуске тяжелых обсадных колонн. Их устанавливают вместо ротора над устьем скважины. Внутри них расположены клиновые плашки с поперечными насечками, захватывающие трубу обсадной колонны. Пневматические клиновые захваты используют для механизированного захвата и удержания на весу бурильных или обсадных труб. Ручные клинья для бурильных и обсадных труб представляют собой механизм, в который входят четыре клина с набором плашек, имеющих зубчатую насечку и упорную пластину. Каждые два клина при помощи шарнира, болта и ручки соединены в две секции, которые одновременно двумя рабочими опускаются в зазор между бурильной трубой и внутренней конусной поверхностью роторных вкладышей. Бурильные трубы в этот момент в роторе удерживаются в подвешенном состоянии. Чтобы освободить клинья, трубы приподнимают и клинья извлекают из роторных вкладышей. Плашки клиньев изготовляют из стали марки 12ХН2 и подвергают термообработке, по мере износа заменяют новыми. Машинные ключи при спуско-подъемных операциях служат для раскрепления и докрепления бурильных труб. При спуске обсадных колонн ими закрепляют обсадные трубы. Ключи подвешивают на специальных канатах в горизонтальном положении внутри буровой вышки на высоте 1,3—1,5 м от пола. Канаты пропускают через ролики, прикрепленные к одному из поясов вышки. На другом конце каната размещают червячные лебедки или противовесы, которые позволяют регулировать высоту подвески ключей. Ключ УМК (рис. 2) имеет четырехзвенную конструкцию. Он состоит из корпуса 6, трех челюстей ), 4 и 8 и рычага 7. Ключ позволяет захватывать бурильные трубы и замки всех размеров (от 108 до 212 мм). Он имеет две сменные челюсти 1 — одна для труб диаметрами 108—178 мм, вторая для труб диаметрами 140—212 мм. Звенья ключа соединены с рычагом и между собой шарнирно посредством пальцев 5. К челюсти 4 крепится защелка 2, соединяемая со сменной челюстью при помощи запорного устройства. Под действием пружин 3, размещенных на челюсти 4, при установке на трубу пли замок ключ автоматически закрывается. Челюсть 8 имеет пазы, в которые вставляются по три стальных плашки-сухаря. Внутренняя поверхность этих плашек, соприкасающаяся с телом замка или трубы, выполнена с насечкой. Ключ имеет следующие параметры: длина 1,65 м, ширина 0,6 м, масса ключа 177 кг, масса с подвеской 203 кг. При спуске в скважины 148 и 168-мм обсадных труб можно использовать ключи для бурильных труб. Пневматические буровые ключи применяют для раскрепления, развинчивания и свинчивания бурильных труб диаметром 114— 168 мм. Они приводятся в действие сжатым воздухом под давлением 0,7—1,0 МПа. К пневматическим ключам относятся подвесные ключи типа ПБК и стационарные АКБ. В настоящее время па буровых установках применяют ключи ПБК-4 и АКБ-ЗМ2. Ключ ПБК состоит из прямоугольного корпуса, затвора, имеющего два гладких ролика, которые свободно вращаются на вертикальных осях устройства, запирающего ключ. В корпусе горизонтально размещен пиевмоцилиндр, шарнирно соединенный с редуктором. Два поршня, расположенные в цилиндре, передают движение общему штоку. Последний под действием сжатого воздуха перемещает редуктор и зажимает трубу между гладкими и ведущими роликами, тем самым создавая передачу крутящего момента от двигателя. Ключ подвешивается на канате. С пульта управления пневматическим цилиндром регулируют высоту подвески ключа. Сжатый воздух в пневматические цилиндры и пневматический двигатель поступает по шлангам. Рис. 2 Универсальный машинный ключ УМК   Рис. 3 Пневматический ключ АКБ Ключ АКБ монтируют между ротором и лебедкой со стороны приводного вала. Ключ (рис. V.И) состоит из блока /, каретки с пневматическими цилиндрами 2, стойки 3 и пульта управления 4. Главным механизмом является блок ключа, который свинчивает и развинчивает бурильные трубы. Блок и каретка монтируются на неподвижной стойке, расположенной около ротора 5. В блоке размещены трубозажимное устройство, понизительный редуктор и пневмодвигатель с маховиком. Направляющие полозья находятся внизу блока, на них он перемещается с помощью двух пневматических цилиндров, т. е. надвигается набурильную трубу, находящуюся в роторе, или отодвигается от нее после развинчивания. Когда поднятая колонна бурильных труб установлена на клиньях ротора, блок ключа с помощью пневмоцилиндров передвигается к скважине и заходит на замковое соединение свинченных труб. В трубозажимном устройстве верхнее и нижнее приспособления одновременно зажимают верхнюю и нижнюю части замка. Зажав конусную часть замка, верхнее приспособление передает вращение трубе от двигателя ключа, а находящееся на второй части замка (цилиндрической) нижнее приспособление воспринимает реактивный момент и удерживает нижнюю трубу от поворота. Механизм передвижения блока ключа и зажимные устройства работают от пневматических цилиндров, включаемых с пульта управления 4. После установки блока ключа над ротором челюсти зажимных приспособлений отхватывают замок трубы, включают пневмодвигатель, соединенный с ведущим валом понизительного редуктора. В последнем валы расположены вертикально. Маховик с муфтой ограничения крутящего момента расположен на ведущем валу. Маховик служит для увеличения крутящего инерционного момента, который необходим при раскреплении труб. Предохранительная муфта маховика двигателя нужна для предотвращения поломок деталей ключа от возникающих больших крутящих моментов при остановке вращающихся масс. На пульте управления размещены четыре крана и кран, соединенный с коллектором, три рукоятки, шланг с накидными гайками. Четыре крана объединяются попарно с помощью скоб и рукояток. Эти краны можно включать вместе или раздельно путем перемещения рукояток. Одной рукояткой, например, управляют краном пневмодвигателя ключа и краном, связанным с устройством зажима верхней челюсти. Другой рукояткой манипулируют краном, связанным с цилиндром подвода и отвода ключа, или краном цилиндра зажима нижних челюстей. При включении в работу сжатый воздух от ресивера поступает в коллектор по металлическому трубопроводу, резиновому рукаву и крану. От коллектора по четырем резиновым рукавам сжатый воздух направляется к четырем кранам и соответствующим цилиндрам и двигателю. Во избежание незапланированного включения в работу ключа один из кранов делается страховочным. При завершении спуско-подъемных операций его закрывают, вследствие чего коллектор сообщается с атмосферой. Комплекс механизмов для автоматического спуска и подъема бурового инструмента (АСП) существенно облегчает труд рабочих при спуско-подъемных операциях. При этом характер спуско-подъема технологически видоизменяется, т. е. второй помощник бурильщика работает не на балконе, а на полу буровой. Кон- струкция талевого блока представляет собой две раздвинутые секции канатных шкивов. При свинчивании или развинчивании труб ключом АКБ-ЗМ2 талевый блок может подниматься или опускаться вдоль оси бурильных труб. Данная технология дает возможность ускорить работу путем совмещения во времени подъема и спуска загруженного и незагруженного талевого блока с операциями свинчивания и развинчивания свечи, установки ее на подсвечник и переноса с подсвечника к центру скважины. Механизм АСП используется на буровых вышках А-образного типа высотой 42 и 53 м (рис. V.12). Он состоит из пульта управления /, ключа АКБ-ЗМ2 2, пневматического клинового захвата 3, подсвечников 4, автоматического элеватора 5, талевого блока 6, механизма захвата свечи 7, центратора 8 для удержания свечей в вертикальном положении. Верхняя часть устанавливаемых на подсвечник свечей заводится в магазины 9, которые удерживают свечи в определенном порядке на подсвечнике. Кронблок 10 имеет дополнительный шкив 11 и два приспособления для закрепления направляющих канатов центратора. В АСП входят также механизм переноса свечи 12 и подъема свечи 13. Центратор 8 служит для удержания в вертикальном положении поднятой свечи при ее раскреплении и развинчивании, в то время как талевый блок скользит по телу трубы вниз или во время свинчивания трубы поднимается вверх. Центратор представляет собой траверсу с механизмами для соединения ее с вертикально натянутыми внутри буровой двумя канатами. По этим канатам траверса, захваченная талевым блоком, поднимается или опускается при спуске блока до определенной высоты. Внутри трааерса имеет круглое отверстие с конусом в верхней части и прорезью сбоку для захода свечи. К серьге талевого блока на двух штропах подвешивается автоматический элеватор. В корпусе помещены три гладких (без насечек) клина, подхватывающих замок свечи под его торец. Автоматические подъем и спуск клиньев осуществляются системой рычагов, соединенных с роликами, катящимися по свече. Механизм переноса свечей представляет собой раму, размещенную на вышке на высоте 20 м, и тележку, передвигающуюся в горизонтальном направлении вдоль рамы. В тележке имеется выдвижная стрела со скобой, которая охватывает хвостовую часть механизма захвата свечи, подвешенного к канату, огибающему верхний шкив кронблока и соединенному с механизмом подъема свечи. Тележка и выдвижная стрела приводятся в движение двумя электродвигателями, питающимися электроэнергией через станцию управления. Механизм захвата свечи выполнен в виде корпуса-скобы с наклонными к вертикальной оси внутренними стенками. Для подъема свечи имеется механизм, состоящий из пневмо-цилиндра, закрепленного вертикально на основании буровой. К подвижному штоку цилиндра крепится канат, проходящий через верхний дополнительный шкив кронблока и связанный с механизмом подъема свечи. При движении поршня пневмоцилиндра механизм захвата вместе со свечой перемещается по вертикали. Для вывода развинченной свечи из замковой муфты поршню со общают движение вниз. При спуске труб во время завода конусной части замка свечи через талевый блок и элеватор в замковую муфту поршень также перемещается вниз. В момент, когда конус замка встанет против внутреннего направляющего конуса блока, свечу опускают до соприкосновения с резьбой замковой муфты, и поршень пневмоцилиндра перемещается в крайнее верхнее положение. Механизмы захвата и подъема свечи выполняют несколько операций. При подъеме бурильных труб из скважины: захват отвинченной свечи, находящейся над устьем скважины; подъем ее на небольшую высоту, необходимую для вывода конусной части замка из муфты нижней трубы, находящейся в скважине; вывод верхнего конца свечи из центратора, перенос се и установка на подсвечник. При спуске бурильной колонны операции выполняют в обратной последовательности: захват свечи, размещенной на подсвечнике, подъем ее и перемещение к центру скважины, опускание конусной части замка в муфту трубы, установленную на роторе. Манипулирование механизмами АСП производится с трех пультов: пульта бурильщика, на котором выполняются обычные операции и управление пневмоклиновым захватом; пульта управления, откуда помощник бурильщика управляет ключом АКБ; пульта, с которого рабочий управляет электродвигателем передвижения тележки и стрелы механизма переноса свечи, а также пневматическим цилиндром механизма подъема свечи; движение тележки и стрелы механизма переноса свечи связано с движением талевого блока так, что вероятность столкновения блока с механизмом захвата свечи исключена. Комплекс механизмов АСП позволяет полностью автоматизировать все операции при спуске и подъеме труб. При использовании АСП состав вахты может быть уменьшен до трех человек за счет высвобождения второго помощника бурильщика. Конечно, обслуживание АСП требует значительно повышения квалификации персонала буровой бригады и резкого повышения общей культуры па буровой.  Рис. 4 Комплекс механизма АСП |