СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ БУРЕНИЯ

Средства механизации бурения

Основными разделами технологического цикла при бурении скважин, требующими механизации являются спуско-подъемные операции и операция приготовления бурового раствора.

При проведении спуско-подъемных операций механизируют процесс свинчивания (при спуске колонны в скважину) и развинчивания (при подъеме колонны из скважины) бурильны труб, процесс удержания бурильных труб на устье скважины и процесс отсоединения бурового элеватора как при спуске, так и при подъеме бурильной колонны, процесс перемещения бурильных труб от устья скважины к стеллажу или свечеприемнику при подъеме колонны и в

а

7

8

Рис. 7. 1 . Схема устройства для развинчивания-свинчивания бурильных труб РТ-1200: а - схема свинчивания-развинчивания бурильных труб; 6 - схема взаимодействия подкладной 5 и верхней 6 вилок с бурильными трубами 7, через прорези 8 в замковых соединениях бурильных труб; 1 - электродвигатель РТ-1200;

  • 2 - редуктор труборазворота в корпусе; 3 - вращатель труборазворога; 4 - водило;
  • 5 - подкладная вилка; 6 - верхняя вилка; 7 - бурильная колонна; 8 - прорези в замках

бурильных труб

обратном направлении при спуске колонны в скважину.

В качестве средств свинчивания-развинчивания бурильных труб могут применять автономные труборазвороты типа РТ-1200 и РТ-1200М (рис. 7.1), предназначенные для работы с бурильными трубами 7 ниппельного или муфтозамкового соединения, выполненные со специальными прорезями 8 для установки подкладных 5 и ведущих вилок 6. Труборазворот устанавливается над устьем скважины с совмещением осей проходного отверстия и скважины, через которое извлекаются из скважины и опускаются в скважину бурильные трубы.

Труборазворот РТ-1200 имеет привод в виде электродвигателя 1, который через редуктор 2 обеспечивает вращение вращателя 3 с вертикальной стойкой -водилом 4. Для удержания колонны бурильных труб 7 на устье скважины используется подкладная вилка 5, которая фиксируется в прорези 8 замка бурильной трубы и опирается на корпус редуктора 2 труборазворота. Верхняя вилка 6 устанавливается в прорези 8 верхней трубы (трубы, которая будет откручиваться или закручиваться). Откручивание и закручивание труб производится путем реверса направления вращения электродвигателя 1 и в конечном счете, вращателя 3 и водила 4. При этом вращение вращателя обеспечивает вращение водила 4, а последний, ударяя по верхней вилке 6 и затем, вращаясь, обеспечивает откручивание или закручивание резьбового соединения в зависимости от направления вращения, задаваемого электродигателем 1. Электродвигатель 1 включается специальной кнопкой с

I— 1

Рис. 7.2. Штангодержатель с гидроприводом бурового станка Сг^ешеп С810:

  • 1 - штангодержатель;
  • 2 - гидропривод; 3 - ведущая бурильная труба

двумя позициями, определяющими направление вращение труборазворота. По правилам безопасности расстояние от труборазворота до кнопки должно составлять расстояние, при котором невозможно помощнику бурильщика одновременно включать привод вращателя и держаться за подкладную 5 или верхнюю вилку 6.

Труборазворот ТР-1200 монтируется под вращателем бурового станка и совместим с различными типами буровых агрегатов, обеспечивая механизацию спуско-подъемных операция при бурении скважин свыше 200-300 м. Труборазворот РТ-1200 применяется при использовании станков с механизмом подачи шпиндельного типа (ЗИФ-650, ЗИФ-1200, станки СКВ - рис. 7.1), которые не имеют специального механизма для свинчивания и развинчивания бурильных труб при проведении спуско-подъемных операций.

По аналогичной с РТ-1200 схеме выполнен труборазворот РТ-300, рассчитанный для использования на агрегатах типа СКБ-3.

На современных станках с подвижным вращателем (рис. 3.19, 3.25, 3.29) типа ЬБ, Эттес, ОЕ и других роль труборазворота выполняет сам вращатель станка, захватывающий бурильную трубу под действием гиравлического захватного механизма. Для удержания труб станки оснащаются специальными трубо-захватными устройствами со сменными плашками и с гидро - или пневмоприводом для надежного удержания колонны бурильных труб. Чаще всего для открытия штангодержателя применяют гидропривод, а для закрытия, с целью ускорения процесса в случае аварийной ситуации, применяют давление в специальном пневматическом или ином газовом баллоне.

Компанией БапсМк буровые установки оснащаются универсальным труборазворотом БаГе-Т-Брт, который обеспечивает механизацию свинчивания-развинчивания бурильных труб различного размера, существенно повышая производительность буровых работ.

Для удержания труб станки оснащаются специальными трубозахватными устройствами - штангодержателями со сменными плашками и с гидро - или пневмоприводом для надежного удержания колонны бурильных труб. Чаще всего для открытия штангодержателя применяют гидропривод, а для закрытия, с целью ускорения процесса в случае аварийной ситуации, применяют давление в специальном пневматическом или ином газовом баллоне. На рис. 7.2. показан штангодержатель 1 с гидроприводом 2 бурового агрегата СгШешеп СБЮ. Штангодержатель приводится в действие гидравлическим приводом и смыкается под давлением газа. Величина давления составляет 6,5 МПа.

Осевое удерживающее усилие штангодержателя 133 кН, количество захватов - 2, максимальный размер фиксируемой в штангодержателе бурильной трубы 117,5 мм.

Для перемещения бурильных труб в процессе спуско-подъемных операций для облегчения работы применяют быстросъемные захваты для ручной переноски труб, находящихся в подвешенном состоянии, или трубные манипуляторы, которые полностью исключают ручной труд при перемещении бурильных труб.

Переход на подвижный вращатель, ход которого равен длине штанги для наращивания, исключает перехват ведущей штанги из перечня операций цикла по углублению скважины, а значит, обеспечивает сокращение затраты времени на вспомогательные операции.

Ход подачи, величина которого обеспечивает наращивание колонны (ход подачи равен длине бурильной трубе) и не требует перекрепления, позволяет автоматизировать процесс СПО при углублении скважины и при подъеме колонны из скважины при помощи специальных манипуляторов и кассет бурильных труб (рис.7.3).

Кассеты бурильных труб могут быть следующего типа:

- роторного или барабанного, при работе которого труба подается вращением кассеты;

Рис. 7.3. Схемы кассет бурильных груб для автоматизации СПО: а - кассета в виде вращающегося барабана; 6 - кассета в виде накопителя

скользящего типа

- скользящего, в котором трубы, установленные в кассете, подаются последовательным перемещением по направляющим кассеты.

Например, кассеты барабанного типа используются при изготовлении станков компанией Schramm. На рис. 3.22 показана буровая установка компании Schramm с подобной кассетой, объемом 15 труб длиной 6 м. Таким образом, скважины глубиной более 90 м могут буриться с полной механизацией процессов свинчивания-развинчивания колонны при наращивании в процессе углубки скважины и при проведении спуско-подъемных операций.

Третий возможный вариант автоматизации СПО при бурении предполагает установку или укладку труб манипулятором в пределах бурового здания на специальные стеллажи.

Для выполнения спуско-подъемных операций буровые агрегаты могут комплектоваться трубным манипулятором компании Sandvik DA554, который является высокоэффективным погрузчик двойных труб для бурения по

технологии RC и труб для бурения скважин большого диаметра. Этот

манипулятор обеспечивает поворот на 270 над основанием мачты. Возможна его отладка для работы с большинством типов вращателей буровых станков. Манипулятор имеет дистанционный гидравлический пульт управления

Автономная гидравлическая винтовая мешалка для приготовления бурового раствора

Рис. 7. 4 . Автономная гидравлическая винтовая мешалка для приготовления бурового раствора

процессом, он предназначен для работы с трубами длиной до 6 м, диаметром до 87-90 мм. Масса манипулятора 850 кг.

Для приготовления бурового раствора используются глиномешалки различного типа и производительности. В условиях работы буровых установок крайне важно иметь производительное, но малогабаритное устройство для приготоаления бурового раствора. Современные буровые агрегаты оснащаются миксерами-смесителями различного типа для перемешивания раствора в открытой емкости с высокой (более 2000 мин’1) частотой вращения вала. В ряде случаев используются небольшие по размеру, но производительные герметизированные мешалки (рис. 7.4).

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >