Файл: Денисов П.Г. Сооружение буровых учеб. пособие.pdf

привулканизирован металлический клапан 9, который при закачке воздуха через вентиль 6 закрывает отверстие, соединяющее ком­ пенсатор с напорной линией. Когда давление в напорной линии насоса превышает давление в воздушной камере компенса­ тора, клапан открывается и нижняя камера наполняется раствором, который через диафрагму сжимает воздух в воздушной камере между диафрагмой и крышкой.

Монтируют шаровые компенсаторы на нагнетательном трубопро­ воде 1 вблизи насоса. Для этого к трубопроводу приваривают патру­ бок 10, к которому компенсатор крепится гайкой 2. Между патрубком и компенсатором устанавливают самоуплотняющуюся прокладку 3. На вентиле монтируют манометр 5, который служит для контроля давления в воздушной камере.

Трехкамерные пневматические компенсаторы (рис. 60) монтируют непосредственно на нагнетательном патрубке насосов У8-4, У8-6М. Такой компенсатор состоит из трех колпаков 5, внутри которых имеется перфорированная труба 3 и надетый на нее резиновый бал­ лон 4. Колпаки установлены на нагнетательном тройнике 2. Сжатый воздух или азот по шлангу 6 через вентиль 7 подается в пространство между колпаком и резиновым баллоном. На корпусе установлен предохранительный клапан 8. При монтаже нагнетательный тройник

142

компенсатора соединяется с нагнетательным трубопроводом при помощи фланца 1.

Для контроля давления воздуха в камере компенсаторов на вен­ тиле устанавливается манометр.

Трехкамерный пневматический компенсатор монтируют на каждом насосе, что позволяет обходиться без дополнительных компенсиру­ ющих устройств. Однако такие компенсаторы могут применяться в сочетании с шаровыми компенсаторами, что улучшает условия ра­ боты насосов и нагнетательного трубопровода.

Устройство и монтаж предохранительных клапанов

Существуют поршневые и диафрагменные предохранительные клапаны. Поршневой клапан (рис. 61) состоит из корпуса 1, устано­ вленного в корпусе поршня 2 со што­ ком 3, который удерживается от переме­ щения предохранительным штифтом 4,

соединенным с крышкой корпуса 5.

При возникновении давления в насосе свыше установленного предохранительный штифт срезается, поршень перемещается, и от­ крывает проход раствору в открытый патрубок корпуса, а затем в емкость.

Диафрагліенный предохранительный клапан состоит из штуцера, гайки и установленной между ними тарированной диафрагмы.

Диафрагменные клапаны могут быть с быстроразъемным штуце­ ром (рис. 62). Такой клапан состоит из разъемного корпуса 1, стяжки с правой и левой резьбой 2, распорной втулки 3 и диафрагмы 4.

При возникновении давления свыше допустимого диафрагма срезается, и раствор сбрасывается в емкость.

Предохранительные клапаны монтируют на нагнетательном тру­ бопроводе около каждого насоса или на пневматическом компенса­ торе. Корпус клапана соединяют патрубком с приемной емкостью насоса. Патрубок делается прямолинейным, а конец его крепится

143

к емкости хомутом. При монтаже диафрагменных клапанов на нагне­ тательном трубопроводе место их установки выбирается обычно на поворотах трубопровода с таким расчетом, чтобы раствор омывал диафрагму и около нее не скапливался осадок раствора.

Монтаж приемных и запасных емкостей

Приемные емкости служат для приема бурового раствора из желобной системы и подачи его во всасывающие линии буровых насосов. Запасные емкости применяют для хранения запасного рас­ твора, а также воды и химреагентов.

В большинстве случаев применяются прямоугольные приемные емкости объемом 24 и 14 м3. Для каждого насоса обычно устанавли­ вают по две 14 м3 или по одной 24 м3 емкости.

Монтируют приемные емкости как можно ближе к насосам на выровненной площадке. Под дно емкостей устраивают песчаные по­ душки. Приемные емкости могут быть установлены на невысокие металлические основания, под которые сооружают фундаменты из брусьев или бетона. В горизонтальной плоскости емкости устана­ вливают по уровню. Высота фундаментов под емкости должна обес­ печивать поступление в них раствора из желобной системы самоте­ ком. Все приемные емкости соединяют между собой патрубками, обеспечивающими свободный проход раствора из одной емкости в другую во время работы насосов. Для удаления выбуренной породы емкости имеют специальные люки и отводные желобки.

Для современных буровых установок выпускают прямоугольные приемные емкости двух типоразмеров 1ЕР-24 и ЕР-30 полезным объемом соответственно 24 и 30 м3. Такая емкость имеет три опорных полоза, четыре патрубка с фланцами диаметром 250 мм для соедине­ ния емкостей между собой и со всасывающими трубопроводами буро­ вых насосов, площадку и два гидравлических шарнирных пере­ мешивающих устройства. С одной стороны емкости имеют прямо­ угольные люки для чистки, которые открываются и закрываются с верхней площадки емкости. Верхняя площадка установлена вдоль емкости и с одной стороны имеет перила, а с другой — место для желоба.

Патрубки, к которым присоединяются всасывающие трубопро­ воды насосов, с внутренней стороны емкости закрыты щелевидными фильтрами.

Емкостями 1ЕР-24 комплектуются циркуляционные системы буровых установок Уралмаш-125БД, Уралмаш-125БЭ, а емкостями ЕР-30 — буровые установки БУ-80БрД.

На рис. 63 показана приемная емкость 1ЕР-24.

Запасные емкости объемом 50, 30, 25, 20 и 16 м3 в основном имеют цилиндрическую форму с вертикальной или горизонтальной осью.

Количество запасных емкостей для хранения раствора опреде­ ляется по объему монтируемых емкостей и необходимому запасу раствора в зависимости от условий бурения скважины, С целью

144

упрощения обвязки запасные емкости монтируют вблизи буровых насосов на подготовленных площадкахДля сокращения монтажных работ запасные емкости обычно монтируют блочным способом по две и более емкостей па металлических основаниях санного типа. Каж­ дая емкость имеет люк с крышкой для осмотра и чистки ее от осад­ ков раствора. Около люка делается площадка с перилами и лестница для подъема на площадку. Емкости имеют патрубки диаметром 25—300 мм для соединения их между собой и со всасывающим трубопроводом насосов.

Для современных буровых установок изготавливают цилиндри­ ческие с вертикальной осью запасные емкости Е20 и ЕУ20 с плоским днищем и конической крышкой. На крышке имеется смотровой люк, вблизи которого с наружной стороны емкости расположена съемная лестница. В нижнюю часть емкости вмонтированы два патрубка диаметром 273 мм с фланцами для соединения со всасывающими тру­ бопроводами насосов и один тангенциально расположенный патру­ бок диаметром 89 мм с соплом. Этот патрубок соединен со вспомога­ тельным нагнетательным трубопроводом, и через него производится заполнение емкости.

Емкость ЕУ20 отличается от емкости Е20 тем, что в ней распо­ ложен поплавковый уравнемер.

Для удобства монтажа две емкости помещают на одном основании, в результате чего образуется блок запасных емкостей БЗЕ (рис. 64). Таким блоком комплектуются циркуляционные системы ЦС.

Монтаж всасывающих трубопроводов насосов

Всасывающие трубопроводы служат для подачи в буровые насосы раствора или химреагентов из приемных и запасных емкостей.

По своему назначению всасывающие трубопроводы подразде­ ляются на основные и вспомогательные. Основными трубопроводами насосы соединяются непосредственно с приемными емкостями, а вспо­ могательными — с запасными емкостями для раствора и химреаген­ тов. Всасывающие трубопроводы в основном изготавливают из об­ садных труб. Диаметр основных трубопроводов должен соответ­ ствовать диаметру приемного патрубка насосов. Вспомогательные трубопроводы могут выполняться меньшего диаметра.

Для уменьшения гидравлических сопротивлений всасывающие трубопроводы изготавливают прямолинейными и как можно короче. Вместо трубопровода могут применяться гибкие гофрированные шланги соответствующего диаметра, что упрощает монтаж и пред­ отвращает расстройство соединений, вызываемых вибрациями или проседанием фундамента насоса.

С насосами и емкостями всасывающие трубопроводы соединяются при помощи фланцев. Между фланцами устанавливаются резиновые прокладки.

Вспомогательные трубопроводы врезают в основные и разобщают между собой задвижками низкого давления клинового типа. Для

140

этой цели могут быть использованы также поворотные шибера, кото­ рые имеют небольшой вес и просты в монтаже. Поворотные шиберы 4ШП-250 и 1ШП-300 (рис. 65) состоят из корпуса, выполненного в виде кольца, внутри которого имеется вращающаяся обрезииешіая

Рис. 65. Поворотный шибер 1ШП-250.

1 — корпус; 2 — ось; 3 — шибер; 4 — рукоятка; 5 — фиксатор рукоятки.

заслонка. Монтируют шибер между двумя фланцами, приваренными к трубопроводу. Между корпусом шибера и фланцами устанавливают резиновые прокладки. Поворот заслонки для открытия или закры­ тия шибера осуществляет­

кладки из утолщенной эластичной резины. При сжатии фланцев бол­ тами резиновая прокладка деформируется и уплотняет пространство между соединительным патрубком муфты и трубопроводом. Муфты

устанавливают на состоящий из двух половин трубопровод, что по­ зволяет при монтаже изменять его длину и некоторое осевое смещение.

На концах всасывающих трубопроводов, которые расположены в емкостях, устанавливают металлические фильтры-сетки. Они пред­ отвращают попадание в насосы посторонних предметов. Суммарная площадь отверстий фильтра должна превышать площадь всасыва­ ющего трубопровода.

В том случае, когда буровой насос смонтирован на высоком фундаменте и всасывающие клапана его находятся выше уровня раствора в приемных емкостях, устанавливают центробежный под­ порный насос. Такой насос повышает коэффициент наполнения бу­ рового насоса и исключает возможность отрыва жидкости от поршня в момент всасывания. Подпорный насос обычно устанавливают около приемной емкости, всасывающую линию его соединяют с ем­ костью, а нагнетательную — со всасывающим трубопроводом буро­ вого насоса.

Для предотвращения замораживания всасывающие трубопроводы в зимнее время помещают в деревянные желоба, в которые насыпают опилки или другой термоизоляционный материал. В современных буровых установках всасывающие трубопроводы с запорной арма­ турой входят в комплект циркуляционных систем ЦС.

Циркуляционные системы и их монтаж

Упрощенной конструкцией циркуляционной системы является желобная система, которая служит для очистки бурового раствора от крупных частиц выбуренной породы, дегазации раствора и подачи его от устья скважины к приемным емкостям.

Применяются однорядные и двухрядные желобные системы; наибольшее распространение получила однорядная система.

Желобная система (рис. 67) состоит из желоба 1, по которому движется раствор, настила 2 около желоба для хождения и чистки желобов, перил 3 и основания 4. Желоба могут быть деревянными из досок толщиной 40 мм и металлическими из листового железа толщиной 3—4 мм. Для большего разрушения структуры движу­ щегося раствора и интенсивного выпадания из него выбуренной породы на желобах устраивают съемные перегородки 5 и перепады 6. На дне желобов в этих местах устанавливают люки с клапанами, через которые удаляют породу. По форме желоба бывают прямо­ угольного или полукруглого сечения.

Ширина желоба составляет 700—800 мм, а высота 400—500 мм. Длина желобной системы как очистного сооружения зависит от параметров применяемых буровых растворов, условий и технологии бурения, а также от механизмов, используемых для очистки и дегаза­ ции раствора. Она может быть от 20 до 50 м. При использовании комплекса механизмов очистки и дегазации раствора желобная си­ стема применяется только для подачи раствора от скважины к меха­ низмам и приемным емкостям. В этом случае длина желобной си­

148