ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 172
Скачиваний: 0
Разрез по И
Рис. |
140. |
Схема |
комплекса |
|||
для |
автоматизации |
|
спуско |
|||
подъемных |
операций. |
|
||||
1 — кронблок; 2 — конечный |
вы |
|||||
ключатель; |
3 — каретка с талевым |
|||||
блоком; |
4 — |
электромагнитный |
||||
элеватор; 5 —манипулятор (механи |
||||||
ческая рука); 6 — кассета |
для |
све |
||||
чей; 7 — привод кассеты; 8 |
— демп |
|||||
фер; |
9 — нижний |
захват |
(автомат, |
|||
спайдер); W — вращатель автомата труборазворота; 11 — лебедка; |
12 — электрогидравли |
|||||
ческое управление тормозами; 13 — канат талевый; 14 — отсекатель |
свеч; |
15 — свеча. |
||||
СПО выполняются по заданной программе, как правило, без вме шательства оператора, который наблюдает с пульта управления и приступает к управлению только в аварийном случае. Автомати зация циклов спуска и подъема достигается совмещенным и после довательным действием ряда механизмов: автомата захвата труб и разворота их, электромагнит ного элеватора, манипуляторов (механических рук), вращаю щейся кассеты — магазина для бурильных труб, лебедки и др.
Гидросистема комплекса со стоит из нескольких автоном ных блоков, каждый из кото рых, в свою очередь, состоит из гидравлических исполни тельных двигателей (гидроци линдры и гидромоторы) и элек трогидравлической аппаратуры управления.
Каждый из автономных бло ков управления выполнен на электрогидравлическом прин ципе, при котором переключе ние золотников, распределя ющих масло, производится с по мощью электромагнитов. По рядок и последовательность включения и отключения элек тромагнитов золотников при автоматических циклах на подъем и спуск снаряда осуще ствляется с помощью системы электроавтоматики.
Для осуществления задан ной последовательности и че редования работы комплекса механизмов, обеспечивающих СПО, служит система комплекс ного автоматического управле ния, в которую входят:
1.Система управления последовательностью действия заданных механизмов.
2.Система блокирования, обеспечивающая безаварийность ра боты оборудования.
3.Система регулирования, служащая для обеспечения регули
рования скорости спуска и подъема бурового инструмента.
4. Система сигнализации, используемая в целях облегчения работы обслуживающего персонала и отыскания причин отказов и др.
5. Система наладочного управления.
Данная система комплексного автоматического управления по строена на электрических и электрогидравлических средствах связи.
Институт ВИТР разработал автомат для спуска и подъема буриль ной колонны, запатентованный в ряде зарубежных стран (Франция, США и др.). На базе этого автомата сконструирована буровая уста новка БА-25-ЛЭ. Механизмы автомата сблокированы с помощью гидроэлектрических и электрических датчиков, позволяющих осу ществлять дистанционное управление отдельными операциями. Авто
мат рассчитан на применение бурильных свечей с довольно большим допуском по длине.
На рис. 141 представлена схема расположения основных узлов автомата СПА-ВИТР.
§ 3. СПУСКО-ПОДЪЕМНЫЕ ОПЕРАЦИИ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫЕ ПО НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ
|
|
|
|
|
Изменение технологии СПО |
||||
|
|
|
|
|
может |
осуществляться |
по |
сле |
|
Рис. |
142. |
Установка |
для |
дующим путям: |
колонковых |
||||
бурения |
забойными двига |
а) |
применение |
||||||
телями |
на шланго-кабеле. |
снарядов со съемными кернопри- |
|||||||
1 — долото, |
2 — электробур, |
||||||||
з — направляющий ролик, 4 — |
емниками, |
поднимаемыми |
на |
||||||
шланго-кабель, 5 — гусеничный |
канате. |
|
|
|
|
||||
подъемник; |
6 —- барабан; |
7 — |
|
|
|
|
|||
блок |
электропитания; 8 —пульт |
Эти |
колонковые |
снаряды |
|||||
управления; |
9 — буровой |
на |
|||||||
|
сос; |
10 — емкость. |
|
(см. рис. |
108) должны осна |
||||
обеспечивающими |
|
|
|
щаться алмазными коронками, |
|||||
проходку нескольких десятков или сотен метров |
|||||||||
скважины без заметного износа (без сильного |
снижения |
механи |
|||||||
ческой скорости). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Керн извлекается в керноприемной трубе, поднимаемой на канате со скоростью 1,5—2 м/с.
В этом случае подъем и спуск бурильной колонны будут осуще ствляться только для замены износившейся алмазной коронки,
ивремя на спуско-подъемные операции резко сократится. Дальнейшим развитием ускорения СПО является освоение встав
ных (съемных) шарошечных и алмазных долот |
и коронок, ко |
|||||
торые |
поднимаются |
на |
канате, а |
опускаются |
под влиянием |
|
собственного веса и |
под |
давлением |
нагнетаемой |
жидкости |
(см. |
|
рис. 127); |
|
|
|
|
инстру |
|
б) |
непрерывный спуск — подъем породоразрушающего |
|||||
мента может осуществляться при бурении забойным двигателем (турбобуром и электробуром), спускаемым в скважину на шланго кабеле, намотанном на специальный барабан. Схема этой установки показана на рис. 142.
Шлангокабель должен одновременно обладать большой гибкостью
ипрочностью, воспринимать реактивный момент забойного двигателя
снебольшим углом закручивания и надежно противостоять меха ническому и физико-химическому воздействию окружающей среды, содержащей абразивные частицы выбуренной породы.
По шлангокабелю подается жидкость, необходимая для привода турбобура и очистки забоя от разбуренной породы.
По вмонтированному в тело шлангокабеля токоподводу может подводиться электроэнергия к электробуру и осуществляться кон троль и управление процессом бурения.
Основными преимуществами бурения на шлангокабеле являются:
1)упрощение и сокращение времени на спуско-подъемные опе рации;
2)возможность непрерывной циркуляции промывочной жидкости
как в процессе бурения, так и во время спуско-подъема;
3)возможность полной автоматизации процесса бурения, осо бенно при применении электробура;
4)возможность электрокаротажа в процессе бурения и опреде ления различных параметров, характеризующих разбуриваемые породы.
Особенно удобно бурение на шлангокабеле в море с плавучего бурового основания.
Опыт бурения на шлангокабеле во Франции показал, что затраты времени на спуско-подъемные операции сокращаются в 3—8 раза при увеличении рейсовой скорости бурения в 2—4 раза.
Именно бурение забойными двигателями на шлангокабеле по зволит наиболее полно и просто автоматизировать все основные операции процесса бурения.
Бескерновое бурение длинными рейсами
Вероятно, наиболее эффективным будет бескерновое бурение сверхстойким породоразрушающим инструментом, обеспечивающим скоростную проходку скважины за один рейс с непрерывной пере дачей информации с забоя на поверхность о физико-механических свойствах буримых пород и о параметрах режима бурения.
В этом случае взятие проб с определенных интервалов будет осуществляться путем отбора шлама, путем взятия проб из стенок скважины боковыми грунтоносами, бороздовыми и расширителями — опробователями.
Бурение скважин с применением двойной бурильной колонны
для выноса керна на поверхность обратной промывкой
Для бурения по этому методу применяется двойная колонна бурильных труб. Промывочная жидкость нагнетается к забою по межтрубному кольцевому пространству, а выход ее на поверхность вместе с керном и шламом осуществляется по внутреннему каналу
двойной колонны, которая не должна иметь внутренних сужений (пережимов).
Коронка должна быть весьма стойкой и обеспечивать проходку без значительного снижения скорости бурения десятков и сотен метров (в зависимости от твердости пород). Формы коронок приве дены на рис. 143.
Наиболее надежно работают коронки с внутренней боковой промывкой (рис. 143, в).
За рубежом в кольцевой зазор между стенками скважины и буриль ной колонной заливают тяжелую жидкость, которая препятствует
Рис. 143. Коронки для бурения с гидравлическим транспортом керна.
а — с торцовой промывкой; б — с наружной боковой промывкой; в — с вну тренней боковой промывкой.
движению по затрубному пространству нагнетаемой более легкой промывочной жидкости.
При этом методе бурения, при условии применения весьма стойких коронок, достигается:
1.Повышение механической скорости бурения.
2.Улучшение выхода керна.
3.Полное улавливание шлама.
4.Существенное снижение количества СПО за счет резкого уве личения рейсовых проходок.
Скважину глубиной 100—200 м в породах до VI категории в благо приятных геологических условиях можно пробурить за один рейс при весьма качественном отборе проб пород, пересекаемых скважиной (полный отбор керна и шлама).
При этом способе бурения должны применяться специальные толстостенные коронки, над которыми должен быть установлен
кернолом на высоте h — 1,5 DB, где DB — диаметр внутренней трубы.
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА И НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ
§1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ОКОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЕ
Эффективное бурение скважин возможно только при рациональ ном сочетании параметров режима бурения в соответствии с физико механическими свойствами пород и типом породоразрушающего инструмента.
Но выбор и поддержание оптимальных параметров режима буре ния возможны только при постоянном контроле процесса бурения. Поэтому буровые установки особенно, для глубокого бурения, должны оснащаться контрольно-измерительными приборами.
Некоторые приборы уже давно применяются при разведочном бурении. Так, при электроприводе устанавливают вольтметр и ампер метр. По показаниям последнего буровой мастер может судить о на грузке электродвигателя и приближенно о крутящем моменте, раз виваемом вращателем.
В нагнетательную линию бурового насоса включают манометр. По показанию манометра мастер может обнаружить начавшееся зашламование скважины.
Для контроля за осевой нагрузкой на породоразрушающий ин струмент современные станки оснащаются гидравлическими индика торами осевой нагрузки на коронку.
Для станков с гидравлической подачей СКВ Министерства геоло гии СССР под руководством М. М. Майорова разработало аппара туру ИРБ-41 и ПКМ для измерения и автоматической регистрации основных параметров режима бурения (рис. 144). В состав этой ап паратуры входят:
1. Датчики, предназначенные для преобразования измеряемых параметров режима бурения в электрическое напряжение; они мон тируются на деталях бурового станка и на выкидной линии насоса.
