содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

ГЛАВА I

БУРОВЫЕ СТАНКИ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ

§ 1.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ БУРОВЫХ СТАНКОВ И УСТАНОВОК ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ

Большинство буровых установок состоит из комплекса следующих основных механизмов:

бурового станка, при помощи которого бурят скважины, а также спускают и поднимают буровой инструмент и обсадные трубы;

буровых насосов (для станков вращательного бурения), подающих в скважину промывочную жидкость; двигателей для привода станков и насосов; буровых вышек или мачт для закрепления талевой системы, с помощью которой спускают и поднимают бурильные и обсадные трубы.

В каждом буровом станке имеются два основных узла: механизм, осуществляющий процесс бурения (вращатель, ротор, ударный механизм и др.), и механизм, обеспечивающий выполнение спуско-подъемных операций (лебедка, специальный подъемник). В зависимости от технологических требований буровые станки дополнительно оснащаются коробками передач, фрикционными муфтами, контрольно-измерительной аппаратурой и другими механизмами.

Все буровые станки и установки классифицируются в зависимости от способа и глубины бурения, наклона скважин, частоты вращения или числа ударов бурового инструмента, системы подачи и подъема бурового инструмента, транспортабельности, системы привода и др. В зависимости от способа бурения станки и установки делятся на вращательные, ударные и комбинированные.

Вращательные буровые станки подразделяются на шпиндельные и роторные. В шпиндельных станках ведущую трубу можно закреплять в шпинделе станка, и ее вращение и подача могут осуществляться непосредственно шпинделем. В роторных станках ведущая труба и отверстие в столе ротора имеют специальный профиль (квадрат, шестигранник и др.), что обеспечивает вращение ведущей трубы и ее перемещение в осевом направлении с помощью лебедки. Шпиндельные станки применяют преимущественно при бурении скважин на твердые полезные ископаемые, а роторные — при бурении на нефть, газ и воду.

В зависимости от системы механизма перемещения шпинделя буровые станки делятся на следующие: с рычажной подачей, когда шпиндель перемещается с помощью рычага и зубчатой кремальеры; с дифференциальной подачей, когда шпиндель перемещается специальным дифференциальным механизмом; с гидравлической подачей, при которой движение шпинделю сообщается гидравлическими цилиндрами. Существуют также комбинированные системы механизмов подачи шпинделя: рычажно-дифференциальная, дифференциально-винтовая, рычажно-гидравлическая, а также подача шпинделя с помощью цепи и каната. Наиболее распространена в стайках для геологоразведочного бурения гидравлическая подача.

Ударные' буровые станки делятся на ударно-канатные, удар-но-штанговые и виброударные. В ударно-канатных стайках ударная штанга с долотом подвешены па канате, а в ударноштанговых— долото соединено с колонной бурильных труб. Виброударные станки обеспечивают создание большого числа ударов по забою скважины. В то время как максимальное число ударов в ударно-канатпых станках достигает 50—60 в 1 мин, число ударов виброударных станков доходит до 1500 и более в 1 мин. Удары по буровому инструменту при вибро-ударном бурении наносятся вибратором или вибромолотом.

Комбинированные буровые установки позволяют бурить как вращательным, так и ударным способом.

По транспортабельности буровые установки делятся па стационарные, когда буровой агрегат монтируется на неподвижном фундаменте; самоходные, смонтированные на автомобиле, тракторе или самоходной тележке и имеющие возможность самостоятельного перемещения; передвижные, монтируемые на салазках, автотракторных прицепах, колесном или гусеничном ходу.

В зависимости от силового привода буровые установки подразделяются на установки с приводом от электродвигателей и от двигателей внутреннего сгорания. Последние применяют в районах, не имеющих электроэнергии.

Параметрический ряд буровых установок

Диапазон глубин бурения геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые очень широк и охватывает скважины глубиной от нескольких метров до нескольких тысяч метров (>3000 м). В целях наиболее экономичного бурения скважин в указанном диапазоне глубин СТ СЭВ 771—77 и СТ СЭВ 770—77 предусмотрено создание параметрического ряда буровых установок, отличающихся основными параметрами (грузоподъемность, глубина бурения, мощность привода и др.).

По существующему параметрическому ряду все установки для колонкового бурения подразделяются на восемь классов

(табл. 1.1) и каждый класс характеризуется значениями основных параметров (в табл. 1.1 эта характеристика приведена в сокращенном виде). Для построения параметрического ряда буровых установок из основных параметров выбирают главный, который наиболее полно определяет класс установки, ее технико-эксплуатационные данные и остается неизменным при выборе конструктивных решений.

Таблица 1,I

Параметрический ряд буровых установок для бурения геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые

При разработке СТ СЭВ 770—77 в качестве главного параметра была принята номинальная глубина бурения вертикальных скважин, которую должна обеспечивать данная установка при использовании основного бурового снаряда. При построении ряда числовые значения главного параметра для каждого класса установки разбивали на ряды предпочтительных чисел, образующихся по закону геометрической прогрессии.

Стандарт предусматривает четыре основных ряда (Р5, Р10, Р20, Р40) и один дополнительный (Р80). При выборе значений параметров установок для 3—8-го классов использовали ряд Р5, имеющий знаменатель прогрессии 1,58, а для 1—2-го классов— ряд Р10 со знаменателем 1,26.

В качестве основного бурового снаряда для установок 3— 8-го классов был принят снаряд с алмазным породоразрушающим инструментом диаметром 59 мм и стальной бурильной колонной диаметром 50 мм. Масса 1 м такого снаряда с учетом массы соединительных деталей для свечей длиной 18,6—19,5 м составляет 6,5—6,9 кг.

Номинальные геолого-технические условия характеризуются бурением скважин в вертикальном направлении при отсутствии интенсивного искривления и сужения ствола, обвалов породы со стенок, поглощения промывочной жидкости.

Кроме параметрического ряда буровых установок, построенного по номинальной глубине бурения скважин, в настоящее время существуют еще три параметрических ряда буровых установок, предназначенных для эксплуатационного и глубокого

разведочного бурения, геологоразведочного бурения на нефть и газ, бурения гидрогеологических скважин. В качестве главного параметра в названных рядах выбрана грузоподъемность буровой установки. Известны также ряды, в которых в качестве главного параметра принят геометрический размер—диаметр барабана лебедки (ряд установок австралийской фирмы «Миндрил»).

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..