Литература -->  Бумажный брак в производстве 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161

устьем скважины, служит для вращения колонны буровых штанг с долотом во время Б., а в нек-рых новейших конструкциях станков, кроме того, для свинчивания и развинчивания штанг и обсадных труб. Он состоит из литой чугунной или стальной станины, укрепленной на шахтовых брусьях. На станине лежит поворотный круг. Горизонтальный вал приводится во вращение от главн. трансмиссионного вала цепной передачей или валом с конич. шестернями. Малая шестерня поворотного круга соединяется с валом при помощи кулачной муфты. На верхней части поворотного круга имеется приспособление, снабженное стальными роликами для зажима буров, штанг. Зажимное приспособление м. б. легко снято с поворотного круга, когда необходимо пропустить через центральное отверстие станины предмет большего размера. В виду того, что зажимные ролики своими острыми кромками сильно портят буровые штанги, в станках новейших конструкций это приспособление изменено. Для этого верхней, т. н. ведущей трубе, или штанге, которая во время Б. зажата роликами, придают форму квадратного сечения со стороной квадрата в 150 мм или же берут толстостенную трубу круглого сечения с толщиною стенок в 50- 60 мм и на ней фрезером накрест выбирают четыре борозды, так что получается крестообразное сечение. Длина таких ведущих штанг достигает 12 м. Эти штанги зажимаются особыми клиньями, входящими в соответствующие углубления в поворотном круге. Во время Б. такая штанга, приводимая столом во вращение, может свободно опускаться по мере углубления забоя. Недостатком этого приспособления является то, что им нельзя вращать также обсадные трубы, и для этого необходимо иметь особые приспособления. В последних конструкциях делают подвижную часть стола двойной, при чем эти половины вращаются в одну сторону во время бурения и в разные стороны при свинчивании и развинчивании колонны штанг и труб. В настоящее время изготовляют столы разных размеров (380, 400, 500, 600 и 650 мм) в зависимости от диаметра труб верхней колонны.

Двигатели, применяемые при вращательном Б., д. б. приспособлены для реверсивного хода и изменения числа оборотов. Широкое применение в последнее время начали получать электродвигатели с переменной скоростью. Обычно устанавливают для бурового станка электромотор в 75 ЬР и для грязевых насосов в 50IP. Наиболее распространенным двигателем для вращательного бурения является реверсивная паровая машина, по большей части одноцилиндровая, редко-двухцилиндровая, мощностью в 30-45 Н*; в этом случае применяют и паровые насосы. Бурильщики дают предпочтение паровой машине перед другими двигателями, потому что она допускает большую временную перегрузку, что часто требуется при буровых работах; кроме того, она дает наибольшую гибкость в скоростях, а главное- обеспечивает от внезапных остановок и перерывов в работе насосов во время бурения, когда инструмент спущен в скважину.

Для непрерывного накачивания глинистого раствора обычно устанавливаются два насоса, чтобы не останавливать циркуляции раствора при порче или ремонте одного из них. При паровой силе устанавливают для подачи раствора паровые сдвоенные насосы с производительностью от 400 до 800 л в минуту, с рабочим давлением до 25 atm. Обычно при нормальной работе это давление дерлштся в пределах 5-8 atm, но в случае обвала или для захвата инструмента применяют повышенное давление до 20-25 atm и выше. При применении электрической энергии для бурения грязевые насосы приводятся в действие электромоторами при помощи ременной или цепной передачи. В последнее вреМя изготовляют также насосы, у которых электромотор устанавливается при самом насосе и соединяется с ним зубчатой передачей. Выкидные линии обоих грязевых насосов соединяются в одну общую линию, которая заканчивается стояком, высотой около 5 м, прикрепленным к стенке буровой башни. К верхнему концу стояка прикрепляется гибкий резиновый шланг, другой конец которого соединяют с наконечником вертлюга, навернутого на верхний конец колонны буровых трубчатых штанг. Длина гибкого шланга 10-12 м, при диаметре 50-75 мм. Глинистый раствор, накачиваемый так. обр. через стояк, гибкий шланг и вертлюг, поступает в скважину у забоя через отверстия, имеющиеся специально для этой цели во всех буровых инструментах, применяемых при этом способе Б. Захватив размельченную долотом породу, раствор выливается на поверхность из скважины в систему деревянных желобов, в к-рых он освобождается от песка и других твердых частей, оседающих на дно, и попадает в приемный чан с опущенными в него приемами насосов. Для изготовления глинистого раствора устраивают специальные глиномешалки. Наиболее простой тип глиномешалки-паровая. Она состоит из деревянного ящика, по дну которого проложены трубы диам. в 50 лип с отверстиями в Smm для выхода пара. Пар, выходя из этих отверстий, размешивает глину с водою очень быстро. Кроме этой конструкции,применяют еще механические глиномешалки с приводом от главного вала бурового станка. Для раствора употребляют глину, без примеси песка, имеющую способность долго оставаться в воде во взвешенном состоянии. Уд. вес применяемого раствора изменяется от 1,1 до 1,4. При прохождении мощных глинистых отложений можно вводить в скважину не глинистый раствор, а чистую воду, в которой растворяется измельченная при Б. глина. При прохождении же крупнозернистых песков и пористых пород, наоборот, необходимо качать в скважину более густой раствор. При необходимости закрытия глиной какого-либо пласта, в скважину сначала вводится нидкий раствор, а затем качают более густой раствор, к-рый осаждается на стенках в виде тонкого слоя глины. При прохождении рыхлых и сыпучих песков и плывунов необходимо также подавать густой раствор глины. Надлежащая консистенция раствора избавляет



бурильщика от многих осложнений и увеличивает выходы колонн обсадных труб.

Перед началом Б. прежде всего в центре дна шахты вырывают, насколько возможно глубоко, круглую яму, в которую устанавливают кондуктор. Затем нижнюю часть шахты закладывают бутовым камнем и бетонируют, образуя основание для хомутов обсадных труб. Верхняя часть кондуктора доходит до самого пола вышки. На небольшом расстоянии от пола (0,2-0,3 м) в трубе кондуктора прорезается сбоку отверстие, к которому присоединяется отвод из 125-150-жл* трубы для стока грязевого раствора. В мягких и размывающихся породах кондуктор иногда спускают на значительную глубину (20-50 м), с целью предотвратить размыв пород грязевым раствором вокруг шахты.

При бурении в мягких породах применяется плоское долото (фиг. 41) с острыми слегка загнутыми в сторону вращения кромками, получившее в Америке благодаря своей форме название рыбий хвост (fishtail bit). Это долото отковыва-ют из специальной инструментальной стали. Иногда рыбий хвост заменяют пикообразным долотом (фиг. 42). Для




Фиг. 41.

Фиг. 42.

Фиг. 43.

более твердых пород применяют долота с режущими дисками (см. фиг. 43) и, наконец, для очень твердых пород - долота с катящимися конусами-шарошками. Из последних наиболее распространено долото типа Шарп-Юза (фиг. 44); оно состоит из двух свободно вращающихся конусов, сидящих на пальцах стального корпуса. Конусы имеют профрезированные по всей поверхности зубья, которые при вращении долота откалывают с забоя мелкие кусочки породы. Иногда сбоку корпуса устанавливаются вертикальные шарошки, которые обрабатывают стенки скважины. Все трущиеся части долота автоматически смазываются. Долота присоединяются к штангам при помощи специальных муфт, так называемых удлинителей.

Буровые трубчатые штанги, соединяемые муфтами на резьбе, изготовляются из бесшовных труб, с диаметром в 65, 75, 100, 125. и 150 мм, из хорошей стали, с высаженными концами, во избежание ослабления при нарезке. Чтобы не портить резьбу у штанг при отвертывании и свертывании их при спус-


Фиг. 44.



Фиг. 46.

ке и подъеме инструмента,их собирают отдельными звеньями из i3-4 труб, так паз. свечами, и концы таких свеч снабжают специальными замками с конич., резьбой (фиг. 45), в которых и производится свинчивание и развинчивание инструмента при спуске и подъеме. Длина таких свеч достигает 6 м.

Спуск и подъем штанг производится при помощи талевого блока; к нилшим серьгам последнего прикреплен разъемн. хомут, так называем, элеватор (фиг. 46), который и служит для подвешивания штанг. Бурильщик поднимает талями элева- фиг. 45. тор к верхним концам свеч, а рабочий, стоящий на верхних полатях, заводит элеватор под замок свечи, закрывает его, и свеча при дальнейшем подъеме подвешивается на талях. Рабочий, стоящий у устья скважины, подводит нижний конец свечи к муфте долота или удлинителя, и когда бурильщик слегка опускает штангу, ее конец заходит в муфту, после чего рабочие завертывают штангу в муфту и закрепляют соединение. Когда при опускании долота со штангой элеватор почти подойдет к столу вращателя, буровую штангу закрепляют в столе клиньями, затем снимают элеватор, и бурильщик поднимает его кверху за следующей штангой. Когда долото почти достигнет забоя, на буровые штанги навертывают ведущую штангу, а на нее вращающийся сальник - вертлюг (фиг. 47), который состоит из двух частей: нижней - толстостенной трубы с фланцами и сальником, которая ввинчивается в муфту ведущей штанги и вращается при бурении вместе с колонной буровых штанг, и верхней-отвода, закрепленного в сальнике, к-рый при вращении штанг остается в покое. Этот отвод соединяется со свободным концом гибкого шланга, идущего от грязевого насоса, и через него перекачивается глинистый раствор. В верхней части вертлюга имеется серьга, при помощи которой колонна штанг подвешивается к талевому блоку. Закрепив


Фиг. 47.



ведущую штангу, бурильщик пускает в ход грязевой насос и, когда раствор начинает переливаться из сквалины, включает цепную передачу от главного вала к столу, заставляя последний вращать всю колонну буровых штанг с долотом, со скоростью 70-120 об/м. Вместе с тем бурильщик медленно спускает инструмент до забоя, разбуривая в первое время осевшую во время подъема и спуска инструмента пробку. Во все время Б. необходимо держать инструмент на весу, лишь слегка нажимая долотом на породу, чтобы долото снимало стружку только такой толщины, при к-рой штанги не испытывали бы большого крутящего момента. В начале Б. вес штанг бывает незначителен, и долото приходится ставить на забой, чтобы получить достаточный эффект, но, по мере углубления скважины, вес колонны штанг увеличивается, и ее приходится тормозить и держать на весу.

Успех Б. всецело зависит от равномерности подачи инструмента и от соответственной нагрузки штанг. Если тормоз будет ослаблен больше, чем следует, то долото врежется глубоко в породу, нагрузка на штанги возрастет, и штанги могут сломаться. Поэтому в последнее время техники стараются исключить влияние бурильщика на ход долота и ввести автоматическ. подачу. Так, при работе электродвигателем устанавливают автоматич. выключатели, останавливающие мотор при чрезмерной нагрузке на штанги; в Америке применяется также автомат Хилда, регулирующий нагрузку на долото в зависимости от свойств породы; у нас в Баку применяетсй подобное же приспособление инж. М. М. Скворцова. Известны примеры, когда при Б. скважин глубже 2 ООО м автоматом Хилда не было ни одной аварии из-за перегрузки штанг. Для предупреждения скопления больших кусков породы выше долота и захвата ими инструмента бурильщик через определенные промежутки времени, например каждые 7* ч., приподнимает инструмент на V2-1 л* не останавливая вращения, и медленно проходит это место до забоя.

Для крепления применяют исключительно винтовые, т. н. америк., сварные или бесшовные трубы. В целях экономии диаметры колони и толщину стенок труб подбирают так, чтобы вес колонн был наименьшим. Обычно в Америке скважины заканчиваются при диаметре в 165 или 112 мм (6V2 или дм.), у нас нее, в Баку и Грозном-при 250, 200 и 150 мм (10, 8 и 6 дм.), оставляя 150 и 100 мм (4 дм.) в запасе на случай каких-либо неполадок. Начальный диаметр труб подбирают в зависимости от глубины скважины и числа водозакрываю-щих колонн. В Америке лишь очень редко применяют трубы с диам. больше 400 мм; наиболее употребительны: 318, 267, 210,159, 114 мм (I2V2, 10V-M 8V4, 6V4 и 41/2 дм.), реже-168 и 132 мм (eVs и 5Vie дм.). В Баку и Грозном для этих же целей применяют обычные у нас винтовые трубы, диам. от 500 до 100 мм, с интервалами через 50 мм. Чтобы ускорить спуск колонн и тем обеспечить бурение от образования обвалов и пробок, обсадные трубы также заранее свер-

тывают в колена по 2 или 3 трубы и в таком виде укладывают возле буровой. При спуске сначала затаскивают в буровую колено с навернутым на нижней части его башмаком, подхватывают его специальным элеватором и спускают в шахту, где и ставят на клиньях на зажимной хомут, или спайдер (фиг. 48), лежащий на дне шахты на фундаментных брусьях. Затем элеватор освобождают и подхватывают им второе колено, поднимают


Фиг. 4 8.

его и завертывают нижний его конец в муфту ранее спущенного колена. Когда трубы хорошо соединены,их слегка приподнимают, чтобы освободить клинья подкладного хомута, и спускают колонну вниз до тех пор, пока элеватор и муфта навернутого колена не поравняются со столом вращателя. Спуск останавливают, колонну заклинивают, элеватор освобождают и опять посылают его за новым коленом. Спуск труб идет очень быстро: обычно колонну 200- или 2Ъ-мм труб, длиною в 700-800 м, успевают спустить за 3 вахты, т. е. в 24 часа. Иногда во время спуска колонна застревает, не дойдя до места ( колонну захватывает ), и интенсивная прокачка глинистого раствора ее не освобождает. Тогда ставят под хомуты гидравлические домкраты и стараются ими поднять трубы, чтобы освободить их от захвата породой. Часто во время такого захвата трубы сминает и их следует исправить; если же исправить не удается, то их обрезают немного выше испорченного места, верхнюю часть вынимают, спускают специальный деревянный клин, обращенный толстым концом вниз, затем спускают на штангах пикообразпое долото и стараются выйти скважиной в сторону от испорченного места и затем уже спустить в новую скважину предполагаемую колонну обсадных труб. Для предупреждения захвата труб перед спуском их проверяют скважину длинным долотом (3-3,5 м) с параллельными боковыми гранями, которыми и срезают все неровности стенок скважины. Трубы спускают в скважину, наполненную глинистым раствором, к-рый после задавки или цементировки башмака остается в затрубном пространстве и является тампонирующим средством. Кроме того, глинистый раствор, остающийся в затрубном пространстве, способствует тому, что трубы не застаиваются и м. б. в случае необходимости извлечены из сквакины. Для того чтобы раствор не вышел из затрубного пространства после спуска колонны труб, создают между башмаком колонны и стенками



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161