Бурові вишки й вантажопідйомні пристосування

Загальні відомості. Буровою вишкою називається споруда, що встановлюється над устям свердловини й призначається для здійс­нення спуско-підйомних операцій. До бурової вишки належать також буровий будинок, у якому розміщують бурове обладнання, механізми та робітників для захисту від атмосферного впливу. Бурильна колона, на якій опускається в свердловину породоруйнівний інструмент, складається з окремих бурильних свічок (постійно згвинчених між собою кількох бурильних труб), що прискорює виконання спуско-підйомних операцій. Довжина бурильних свічок залежить від глибини свердловини:

Висота вишки залежить від довжини свічки та швидкості підйому бурового інструменту й орієнтовно визначається за формулою

Н = аl,

де а = 1,2 — 1,5 — коефіцієнт, пропорціональний швидкості підйому; l — довжина свічки, м.

Триноги, вишки і щогли. Тринога (рис. 78) — най­простіший тип бурової вишки. її застосовують при ручному ударно-обертальному бурінні, а також і при механічному бурінні

свердловин завглибшки до 300—400 м. В основному цей тип вишки поширений в східних районах, використовується для проходки похилих свердловин, а в окремих випадках — при бурінні свердловин завглибшки до 500—600 м. Триноги — це три зв'язані шкворнем (болтом) колоди (дерев'яні триноги), або три металеві труби. На шкворні закріплюється серга, на якій підвішується однороликовий або двороликовий блок. Верхній робочий полок розміщується на висоті близько 5 м, що забезпечує зручність роботи при спуско-підйомних операціях із 6-метровими свічами. При підйомі інструменту колона бурильних труб розгвинчується на свічі. На одній із ніг (рис. 78) влаштовується драбина для підйому на полок і до шкворня. Висота триноги 6—15 м.

Вишки й щогли. При геологорозвідковому бурінні користуються вишками баштового та А-подібного типу й щоглами (рис. 79). Вишками й щоглами обладнуються стаціонарні, пересувні та самохідні установки. Щогли закріплюються розтяжками. Найчастіше застосовують металеві вишки баштового типу.

В роторних установках вантажопідйомністю понад 100 т застосо­вують вишки й щогли, менше 100 т — тільки щогли. Використовують вишки баштового типу М-41 (150 т), В-200-41 (200 т), В-1-300-53 (300 т) й щогли бурових установок БУ-50БР (50 т), БУ-75БР (75 т), ВАС-42 (200 т), БЦ-200БР (200 т).

Бурова вишка ВР-24/30 (рис. 79) належить до баштового типу, являє собою чотириногу решітчасту конструкцію у формі зрізаної піраміди заввишки 24 м, розрахована на глибину буріння до 1200 м.

A-Подібні вишки щоглового типу широко використовуються в бурових партіях. Складаються з однієї або двох секцій ніг, що скріплюються у верхній частині, на якій встановлюється підкронблочна рама й розміщується крупноблочна площадка. Секції вишки збираються з 3—5 зварених решітчастих форм (кутове залізо, труби), які з'єднуються фланцями. Підкоси й відтяжки фіксують вишку в робочому (вертикальному, похилому) стані. Відкритий простір перед устям свердловини створює додаткові зручності для виконання бурових і допоміжних робіт. Бурові вишки В2-600, БМ-2 вантажопідйомністю на кронблоці 12 і 52 т призначені для проходки свердловин завглибшки відповідно 800 і 2000 м. Вони можуть бути змонтовані до робочого стану за 2—4 дні.

Щогли застосовують переважно на самохідних бурових установ­ках, а іноді й на стаціонарних бурових. Перевозять щогли єдиним блоком або окремими крупноблочними вузлами.

Щогла бурова МР-5А вантажопідйомністю 8 т призначається для проходки вертикальних і похилих свердловин (90—70° до горизонту) за допомогою станків ЗІФ-300 М і СБА-500Е. Пересувна щогла (рис. 79) складається з ферми 6 у формі чотиригранної зрізаної піраміди з відкритою передньою гранню, двороликового кронблока 5, бурового будиночка 8 площею 22 м2, який змонтовано на металевій основі 9. На боковій грані ферми щогли закріплена драбина З тунельного типу й майданчик 4 для молодшого робітника. В робочому положенні (вертикальному або похилому) ферма щогли, що виготовлена з кутового заліза №3, 5, 6, підтримується підкосом 7, кінці якого шарнірно з'єднані: верхній — з фермою, нижній — з основою. По напрямних балках внутрішньої частини ферми рухаються каретка 2 з елеватором 1 для забезпечення напівавтоматичної укладки свічок" в штангоприймальнику. Щогла з буровим будиночком перевозиться трактором С-80 (С-100) або транспортується окремими вузлами.

Перед монтажем вилки планується майданчик. Напрям довгої осі майданчика визначається за кутовим та азимутальним напрямами свердловини. При бурінні неглибоких свердловин (до 300 м) і розміщенні майданчика на щільних грунтах нижня рама вишки укладається безпосередньо на грунт. Під подовжні бруси (ряжі) та поперечні бруси (підряжники) копають канавки. При глибокому бурінні та розміщенні майданчика на слабких грунтах нижня рама вишки встановлюється на фундаментальні стовпи (бетонні, цегляні, дерев'яні тумби). При бурінні свердловин завглибшки 300—500 м використовуються так звані якірні фундаменти. В районах з переважно сильними вітрами одного напряму вишку бажано вста­новлювати ребром до напряму вітру.

Монтаж вишок баштового типу здійснюють на місці проведення бурових робіт методами «знизу — вгору» та «згори — вниз». Секції й окремі стержні, панелі, вузли й деталі вишок складають у вертикальному та горизонтальному положеннях. Вишки А-подібного типу й щогли складають у горизонтальному положенні. Підйом вишок виконують спеціальними підйомно-монтажними стрілами або за допомогою тракторів і системи талів. У легких бурових установках і пересувних агрегатах щогли з транспортного в робоче положення піднімаються ручними лебідками, гідроциліндрами та іншими ме­ханізмами.

Монтаж вишки методом «знизу — вгору» починається зі складання нижньої секції на фундаменті (основі) вишки. За допомогою закріплених на нижній секції «крокуючих» стріл монтують послідовно інші секції і встановлюють підкронблокову раму та кронблок. Монтаж вишки методом «згори — вниз» при бурінні розвідкових свердловин майже не використовується.

Для скорочення часу будівництва бурових часто проводять транспортування вишок у нерозібраному стані волоком за допомогою гусеничного трактора та лебідок. В такому випадку опорні вузли ніг вишок монтуються на спеціальних основах — дерев'яних санях або металевих санях-рамах залежно від місцевих умов. За останні роки широко застосовуються способи переміщення бурових вишок круп­ними блоками за допомогою ваговозів або на гусеничному візку ТГТ-20.

Вантажопідйомні пристрої. Бурові вишки обладнуються кронбло-ками з підвісною талевою оснасткою та пристроями для підтримки бурильних труб, що витягуються із свердловини.

Талева оснастка. Талеву оснастку використову­ють, якщо вага бурового снаряда перевищує вантажопідйомність лебідки станка. Талева оснастка складається з системи роликів — нерухомих (кронблок) і рухомих (талевий блок). Кронблок для глибоких свердловин використовується звичайно три-, чотири- і п'яти-роликовий. На початку буріння із чотирьох або п'яти роликів кронблока для оснащення талевої системи можуть бути послідовно використані один, два, три або чотири ролики. Як правило, кількість роликів рухомого блока має бути на один меншою, ніж у кронблока.

При оснащенні талевої системи канатом важливо розмістити канат на роликах кронблока з таким розрахунком, щоб навантаження на верхню раму було найрівномірнішим. Схему талевої оснастки 3x4 зображено на рис. 80, а, б.

Кількість струн у талевій оснастці залежить від глибини свердловини та вантажопідйомності лебідки бурового станка.

Підйомні гаки. Підйомні гаки підвішуються в кінці підйомного каната або на нижню сергу талевого блока. З метою безпеки підйомні гаки оснащуються заскочками різної конструкції, які автоматично закривають підйомний гак. Підйомні гаки ванта­жопідйомністю від 10 до 50 т виготовляються поєднано з талевим блоком. При бурінні неглибоких розвідкових свердловин користуються найпростішими підйомними пристроями у вигляді гака-дев'ятки (рис. 80, в) (два штропи з прорізами під сергу елеватора) або підйомною сергою (рис. 80, г), яка складається з серги та валика.

Свічник застосовується для установки свічок, а іноді обладнується масляною ванною для змащування замкової різьби на бурильних трубах. Свічки встановлюються на міцній металевій решітці, яка міститься на опорах і покрита спрацьованим маслом, рівень якого підтримується на висоті заплечика замка. Глинистий розчин, що стікає з труб, надходить у нижню частину ванни, а його надлишок автоматично видаляється крізь відвід.

Канати. Канати багатопасмові (троси) виготовляються зі сталевого дроту, сплетеного в пасма. При бурінні найчастіше використовуються шестипасмові канати з осердям із прядива, насиченого бітумінозними речовинами. Існує три види звивки канатів (рис. 81): хрестова — напрямок звивки дротиків і пасом різний; альбертівська (пряма) — звивка дротиків і пасом в одному напрямку; комбінована — напрямок звивки пасом, що містяться поряд, різний. Напрямок звивки пасом у канаті поділяється на правий і лівий, що визначається за підйомом пасом як гвинтових ліній.

Канати для колонкового буріння, а також талеві канати вибирають із хрестовою звивкою. Канати для ударно-канатного буріння вибирають альбертівські з лівим напрямом звивки, оскільки буровий інструмент має обертатися за годинниковою стрілкою, тобто вправо.

Сталеві канати, що використовуються під час розвідкового буріння, мають відповідну конструкцію: 6 х 19 = 114 і 6 х 37 = = 222 дротиків і один органічний сердечник (перше число — кількість пасом у канаті, друге — кількість дротиків у пасмі); звивка хрестова, комбінована або одностороння права чи ліва.

Елеватори призначаються для захвату й утримання колони бурильних труб, з'єднаних двопрорізними ніпелями або замками. Елеватор (простий) складається з корпусу 1 з поздовжнім пазом і уступом внизу, рухомого кільця 2, серги 4 і гайки З (рис. 82, а).

Для виконання спуско-підйомних операцій застосовують напів­автоматичні елеватори двох типів: ті, що надіваються на свічку з бокової сторони, й ті, що надіваються на свічку згори. До перших належать елеватори МЗ-50-80, конструкцій Неймета, вантажопід­йомний комплекс «Уралець» тощо; до других — елеватори «Урал-2» тощо.

Напівавтоматичний елеватор МЗ-50-80 (рис. 82, б) зі знімним наголовником (рис. 82, в) призначений для труб муфтово-замкового з'єднання діаметром 50 мм. Основними вузлами елеватора є: серга З, корпус 1, затвор 6 і відбивач 2, який від'єднує елеватор від верхнього кінця свічки, витягнутої з свердловини. На вісь 4 затвора вільно посаджений ролик 5. Вантажопідйомність елеватора становить 7,5 т, вага 25,6 кг; вага наголовника — 4 кг. При підйомі колони бурильних труб корпус елеватора 1 з відкритим затвором 6 заводиться під наголовник, який нагвинчено на верхній кінець бурової колони з таким розрахунком, щоб упорний бурт 2 корпусу 4 (рис. 82, в) наголовника сів у гніздо корпусу елеватора. Колона бурильних труб піднімається зі свердловини й ставиться на підкладну вилку. Після відгвинчування верхній кінець звільненої свічки вкладається в свічкоприймач, а елеватор опускається вниз. При цьому відбивач, упираючись в головку 1, яка нагвинчується на стержень З наголовника, від'єднує елеватор від свічі. Наголовник залишається на верхньому кінці свічки.

Перед спусканням колони бурильних труб корпус елеватора заводиться на свічку й фіксується в такому положенні затвором. Потім елеватор, ковзаючи по свічці, піднімається вгору й підхоплює її за буртик наголовника. Після згвинчування труб колона незначно піднімається, звільняється від підкладної вилки й опускається в свердловину. Верхній кінець свічки встановлюється на підкладну вилку, відкривається затвор і елеватор знімається зі свічки. Елеватор МЗ-50-80 експлуатується в комплекті з укладачем труб. Ванта­жопідйомність елеватора становить 7,5 т, маса — 25,6 кг.

Напівавтоматичні елеватори (без наголовників) із замково-муф­товим з'єднанням «Урал-2», «Урал-42», вантажопідйомні комплекти «Уралець-15», «Уралець-22» застосовуються при виконанні спуско-підйомних операцій у вертикальних і похилих свердловинах. Вантажопідйомність — відповідно 7,5; 8; 15; 22 т. Застосування згаданих елеваторів і комплектів скорочує витрати часу на спускання й піднімання бурильної колони на 20—30 % і зменшує кількісний склад бурової вахти.

Експлуатація напівавтоматичних елеваторів свідчить, що елеватор, який надівається на свічку згори, зручніший у роботі, прискорює спуско-підйомні операції, створює безпечні умови праці.

Штангоукладачі Ш-2 призначаються для ме­ханізації укладки бурильних труб діаметром 42,5 і 63,5 мм під час буріння геологорозвідкових свердловин станками ЗІФ-650 М і ЗІФ-1200 МР. Встановлюються на вишках ВР-24/ЗО, які випуска­ються серійно. Штангоукладач Ш-2 має касету, яка містить 65—70 свічок, і привод каретки зі штовхачем від електромотора потужністю 0,8 кВт.

Утеплення, опалення та освітлення вишок. Для створення нормальних умов праці в холодний і дощовий період вишку й буровий будиночок обшивають тесом або розбірними щитами у вигляді подвійних стінок із засипкою проміжків тирсою, шлаком тощо.

В холодну погоду вишка опалюється, для чого застосовують печі різних конструкцій або монтують у буровому будиночку котельну опалювальну установку ОГХ-6А. Печі для опалення вишок роз­міщують із таким розрахунком, щоби нагріте повітря рівномірно зігрівало стінки вишки. їх розміщують поблизу місць доступу повітря в приміщення, але так, щоб вони не заважали виконанню основних операцій.

Освітлення вишок в нічні години має забезпечувати достатню видимість і бути безпечним у пожежному відношенні. Використання відкритого вогню (наприклад, факелів) категорично забороняється.

Освітлення бурових в основному електричне. Як джерела струму на стаціонарних установках використовують генератори трифазного або постійного струму потужністю 0,7—3,0 кВт із частотою обертання 1000—1800 об/хв, які встановлюються у відсіку бурової з приводом від основного двигуна. В електропривод електроенергія надходить із мережі через трансформатор. Передбачають також аварійне освіт­лення, яке складається з акумуляторних батарей ємністю не менше 40 А/год.

Лампи для освітлення в буровій застосовуються 100—200 Вт. Крім того, у вишці та відсіку передбачено й зовнішнє освітлення: на мостках бурових, біля зовнішніх жолобів і відстійників, біля запасної місткості та комори.

Освітлення пересувних установок, як правило, здійснюється від невеликих генераторів струму, які приводяться в дію автомобільними двигунами або іншими двигунами внутрішнього згоряння (ДВЗ) чи від акумуляторів.

У буровій вишці слід освітлювати такі об'єкти: а) робоче місце біля станка й устя свердловини; б) поміст і підвісний блок; в) двигун і насос; г) слюсарний верстат; д) внутрішні та зовнішні драбини.

При освітленні драбин слід подбати, щоб джерело світла не осліплювало людину, яка рухається сходами, а тінь не падала на драбину й не затемнювала щаблі.

Сучасні бурові установки випускаються комплексно разом із буровими та насосними будиночками, обладнаними електричним освітленням та опаленням, що забезпечує нормальну роботу за будь-яких часових умов.

Техніка безпеки при роботах на бурових вишках і з вантажопідйом­ними пристроями. Ширина робочих проходів у буровій для обслуговування механізмів має становити: для стаціонарних установок — не менше ніж 1 м, для пересувних — не менше ніж 0,7 м.

Поміст треба огороджувати поручнями заввишки не менше ніж 1,2 м із закріпленою на рівні підлоги бортовою дошкою висотою не менше ніж 18 см і проміжною рейкою між підлогою й поручнями. Відстань від бурової вишки до електроліній високої напруги має бути не меншою ніж висота вишки плюс 10 м. На бурових вишках висотою понад 18 м мають бути встановлені сигнальні лампи для літаків.

Забороняються складання, підйом і розбирання бурових вишок при силі вітру понад 5 балів, під час грози, зливи та ожеледиці. Складання та розбирання вишок слід проводити при денному світлі, за винятком місцевостей за полярним колом. Робітники повинні працювати в запобіжних поясах.

Забороняється експлуатація сталевих канатів у випадках, якщо: одне пасмо каната обірване; на довжині кроку звивки каната при діаметрі до 20 мм кількість обірваних дротиків становить 5 %; при діаметрі більше ніж 20 мм — понад 10 %; спрацювання каната за діаметром становить понад 10 %.

Вишки заввишки до 9 м дозволяється піднімати вручну, в решті випадків — лебідкою, трактором.

Забороняється переміщення людей по поясах і розкосах під час спорудження, ремонту і розбирання вишки; перебування робітників на вантажах, що підіймаються. Забороняється монтаж і демонтаж бурового агрегату під час будівництва та розбирання вишки. При підніманні та спусканні важких частин обладнання забороняється підтримувати їх безпосередньо руками.

Шлях переміщення бурових вишок у зібраному вигляді має бути підготовленим і звільненим від перешкод, які заважають переміщенню вишки. Забороняється переміщення бурових у нерозібраному стані по місцевості з ухилом понад 10°. Усі робітники, а також трактор мають триматися на відстані не меншій ніж висота вишки плюс 10 м.

При переміщенні самохідної бурової установки, змонтованої на автомобілі, робітникам дозволяється перебувати в кабіні водія та на спеціальному сидінні платформи. На крутих підйомах і спусках (більше ніж 15 %) робітникам забороняється перебувати в автомо­білі.

Забороняється: пересувати бурову установку з піднятою щоглою або щоглою, опущеною на опори, але не закріпленою хомутами; розміщувати деталі обладнання або інструменти на щоглі при переміщенні бурової установки, крім робочої штанги, яка на час переїзду кріпиться до опори; перевозити інструменти й інше обладнання на платформі пересувної бурової установки (для цього слід користуватися спеціальним автопричепом); проїжджати під силовими та освітлювальними електролініями, якщо між проводами та найвищою точкою установки відстань менша ніж 1 м. Під час проїзду під електролініями люди (крім водія) повинні вийти з автомобіля, а швидкість його руху слід знижувати до 5 км/год.

При підніманні та опусканні щогли бурової установки заборо­няється: перебувати біля обертана, бурового станка, на площадці та в кабіні автомобіля (крім людини, яка керує двигуном), на щоглі, що піднімається, або під нею; залишати щогли частково піднятими, держати їх вручну або за допомогою різних підпорок; підтримувати нижні кінці ніг щогли, яка піднімається, безпосередньо руками або важелями.

Опускання щогли пересувних бурових установок треба виконувати за допомогою гідравлічних домкратів. Опускання щогли на ручному гальмі забороняється.

Перед підйомом щогли бурової установки необхідно вивести робітників із зони можливого її падіння.

Поиск по сайту: