Принцип ударно-канатного буріння

При ударно-канатному способі буріння порода у свердловині руйнується ударами важкого бурового снаряду, який скидається у забій з висоти 0,35...1,0 м. При цьому, розпушену породу виймають періодично (у міру її накопичення) желонкою.

Принципова схема ударно-канатного способу (рис. 1) буріння така.

Важкий буровий снаряд висить на канаті, який огинає ролик бло­ка на вершині щогли, а також відтяжний і напрямний ролики, і намотується на барабан лебідки. Від електродвигуна головний вал набуває обертів, які передає шестерні. На цій шестерні змонтовано кривошипно-шатунний механізм, що перетворює обертальну дію шестерні на зворотно-поступальний рух кінця балансирної рами, на якому насаджено відтяжний ролик. Кінець рами з напрямним роликом шарнірно закріплено на рамі верстата. Таким чином, у момент, коли відтяжний ролик і кінець рами йдуть донизу, вони натягують канат і піднімають буровий снаряд. Коли ролик іде в гору, він відпускає канат, і снаряд падає на забій. Така система забезпечує 40...50 ударів за хвилину. У міру розпушення породи поступово відпускають канат з барабана і буровий снаряд поглиблює свердловину. Завдяки обертанню каната навколо своєї осі буровий снаряд розвертається на кут 10...15 градусів при кожному наступному ударі, що надає свердловині круглої форми в поперечному перерізі.

Після заглиблення свердловини на 0,5... 1,0 м інструментальний канат намотують на барабан і повністю виймають буровий снаряд із свердловини. В свердловину опускають желонку на желонковому тросі. Цей канат огинає свій ролик на вершині щогли (поруч із роликом 7) і намотується на желонковий

барабан, розміщений на рамі верстата поряд із барабаном 10. Намотавши трохи троса на желонковий барабан, піднімають желонку, а потім різко відпускають гальмо барабана. Желонка падає на забій і частково наповнюється ґрунтом. Виконавши кілька разів такі операції, желонку повністю наповнюють ґрунтом. Наповнену желонку піднімають на денну поверхню, висипають ґрунт, і якщо в свердловині залишився розпушений ґрунт, знову скидають її у свердловину. Так діють доти, поки не звільнять свердловину від розпушеного ґрунту. Після цього знову опускають у свердловину буровий снаряд і так далі.

Рис..1. Принципова схема ударно-канатного способу буріння

а - підйом снаряда над забоєм; б- удар снаряда по забою; 1- велика шестерня ударного механізму; 2 - шестерня головного валу; 3 - шатун; 4 - відтяжний ролик; 5 - канат; б - буровий снаряд; 7 - блок на вершині щогли; 8 - щогла; 9 - напрямний ролик; 10 - інструментальний барабан; 11 - балансирна рама; 12 – свердловина

2.1 Бурові станки та установки

У вітчизняній практиці для буріння свердловин ударним способом застосовується більше 20 типів бурових установок і верстатьв (як правило, більшість з них є пересувними).

Бурова установка – установка, яка включає:

ü наземні споруди;

ü бурове обладнання;

ü енергетичне обладнання,

яке необхідне при бурінні свердловин (див. термінологічний словник до лекції № 4).

Пересувна бурова установка - бурова установка з власною транспортною базою, яка пересувається шляхом буксируванням (див. термінологічний словник до лекції № 4).

Широке застосування одержали верстати й установки: УКС-22М (УГБ-3УК), УКС-ЗОМ (УГБ-4УК), КС-24, УКС-54, УГБ-50М та ін.

Найбільші діаметри буріння верстатами типу УКС становлять: 600, 900, 1400 мм, установкою УГБ-50 - 850 мм.

Ці установки подібні за конструкцією, але установка УГБ -4УК має більш міцну щоглу, лебідки більшої вантажопідйомності, більш потужний двигун і призначені для буріння більш глибоких свердловин.

Всі установки ударно-канатного буріння мають у своєму складі:

Ä ударний механізм,

Ä три лебідки (інструментальна, желоночна, талева),

Ä щоглу,

які розміщенні на спільній станині.

Бурові установки (верстати) базуються на причепних рамах з пневмоколесною ходою.

В задній частині верстата розташований електродвигун, який живиться від електромережі або від пересувної електростанції.

Через клиноремінну передачу двигун передає оберти на головний вал.

На валу є декілька фрікційних муфт, через які передаються оберти великій шестерні ударного механізму та барабанам лебідок.

Щогла станка висувна (телескопічна) і в зібраному положенні може обертатись на шарнірі на 90 градусів і переходити з горизонтального (транспортного) положення в вертикальне або навпаки.

Висування проводиться за допомогою троса, який намотується (при опусканні щогли відпускається) на спеціальний барабан в передній частині станка.

В робочому стані щоглу закріплюють трубчастими розтяжками та, для більшої стійкості, чотирма тросовими розтяжками.

На вершині щогли є інструментальний, желонковий ті талевий блоки, через які перекидаються троси від желонкового, талевого (для підняття та спуску обсадних труб під час буріння і виконання вантажопіднімальних операцій при виправленні можливих неполадок і аварій), інструментального барабанів.

Операції по зборці та розбірці бурового снаряду проводиться за допомогою укосини з кішкою та блоком.

Зміна кількості ударів бурового снаряду забезпечується шляхом заміни шкивів з різними діаметрами на валу електричного двигуна, що забезпечує три швидкості обертання головного вала і відповідно всіх механізмів.

Зміна величини ходу бурового снаряду забезпечується шляхом перестановки пальців в кривошипно-шатунному механізмі.

Управління роботою станка проводиться системою рукояток, які винесені на окрему панель.

Конструкції застосовуваних верстатів й установок й їхніх технічних характеристик докладно розглянуті в роботах [8,9,10,].

2.2 Бурові установки закордонного виробництва

Ударне буріння свердловинг великого діаметра в закордонній практиці набуло широкого застосування.

Як бурові установки використаються переважно спеціалізовані й універсальні установки. Це установки:

§ фірми "Хохштрассе-Вайсе" (Німеччина),

§ бурові установ­ки К 1/Т 100 "Бергбаймашинен-Зесхузен",

§ верстати типу 20-TH, 50-TH, фирмы "Като Уоркс Компани",

§ установка ВТ-2 фирмы "Мицубиші" (Японія),

§ установка ЕДФ-55 фирмы "Беното" (Франція) и др.

При бурінні свердловин великого діаметра в м'яких породах із включенням валунів і невеликих по потужності прошарків скельних порід можуть бути також використані для ударного буріння й роторні бурові установки.

До них можна віднести установки фірми:

§ "Канвелд" (Велика Британія),

§ фірмы " Кейд фаундейшн" (США) та інш.,

у складі технологічного інструмента яких є також ударні долота й грейфери.

Технічні характеристики вище наведених закордонних вестатів і установок можна знайти у [6].

Верстати для ударного буріння комплектуються буровим інструментом, що включає 6

ü робочий - технологічний (буровий снаряд та його елементи);

ü допоміжний (інструмент для монтажу-демонтажу бурового снаряду та обсадки трубами свердловин;

ü аварійний (ловильний).

Поиск по сайту: