Файл: Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении..pdf

с ключом и штангодержателем, блок талевый с элеватором, напра­ вляющие талевого блока, свечеподающее устройство, центратор, свечеприемиики, системы управления установкой, вышка, автомат подачи долота, блок буровых насосов и система очистки бурового раствора.

Кинематическая схема установки приведена на рис. 66.

Блок главного привода состоит из электродвигателя 1 и четырехскоростпой автоматической коробки скоростей 2. Ее особенностью

Рпс. 66. Кинематическая схема буровой автоматизированной установки БА-25ЛЭ.

является применение многодисковых фрикционных муфт с гидравли­ ческим управлением. От коробки скоростей через карданный вал мощность передается па блок раздачи. Блок раздачи состоит из двух редукторов: первый 3 служит для передачи мощности от блока глав­ ного привода на лебедку и ротор и позволяет получить 5 скоростей подъема груза лебедкой и 6 скоростей вращения ротора, второй 4 — для подключения к лебедке автомата долота БУ-50Бр. Включение передач выполняется в блоке вручную с помощью зубчатых муфт.

Блок лебедки состоит из планетарного редуктора 5 и лебедки 6. Лебедка управляется муфтой включения 7 и двумя тормозами спуска 8. Моменты, развиваемые тормозами, определяются величи­ ной давления масла в цилиндрах тормозов, регулируемой системой управления лебедкой. Со свободным концом вала лебедки через повышающий редуктор связан тахогенератор 9, являющийся дат­ чиком скорости перемещения талевого блока с элеватором.

Натяжное устройство 10 дополняет лебедку. Оно обеспечивает точные перемещения талевого блока с элеватором при выполнении операции по посадке элеватора на свечу, опускании свечи до уста­ новки ниппеля замка в муфту и т. п.

Натяжное устройство представляет собой полиспаст с двумя парами роликов. Одна пара роликов закреплена неподвижно, вторая может перемещаться гидроцилиндром. Ролики огибают неподвижный конец талевого каната. Расхождение пар роликов натяжного устрой­ ства приводит к подъему талевого блока, а их сближение — к спуску.

Блок ротора 11 объединяет собственно ротор, ключ и штангодержатель.

Стол ротора 12 получает вращение от блока раздачи через кони­ ческий редуктор 13 и редуктор ротора (пара конических и пара цилиндрических колес).

Ключ планетарного типа встроен в ротор. Корпус ключа, в кото­ ром закреплено веицовое колесо планетарного механизма, соединен со ступицей колеса редуктора ротора. Зажимные сектора соединены с сателлитными шестернями, оси которых входят в пазы корпуса тормоза ключа 14. Тормоз ключа — дисковый и управляется гидро­ цилиндрами. Вращение венцового колеса при заторможенном водиле ключа приводит к захвату секторами ключа ниппеля замка свечи, после чего при расторможении водила соединение свинчивается п развинчивается. Профиль секторов выполнен по логарифмической спирали, обеспечивающей самозаклинивание секторов на ниппеле. Приводом ключа является гидромотор и гидроцилиндр, производя­ щий срыв затянутого резьбового соединения при его развинчивании. Конструкция ключа обеспечивает его центрирование по замку и его приспуск или приподъем.

Штангодержатель удерживает бурильную колонну за муфту замка плашками 15. Заклинивание плашек на муфте (и их раскли­ нивание) выполняется при помощи зажимного кольца, перемеща­ емого гидроцилиндрами. Угол наклона пазов кольца обеспечивает самозаклинивание плашек под действием веса удерживаемой колонны.

Талевый блок с элеватором служит для захвата и перемещения бурильной колонны, свечи, одиночных труб, ведущей штанги. Захват осуществляется плашками элеватора 16, перемещающимися отно­ сительно корпуса с наклонными пазами под плашку. Угол наклона пазов обеспечивает самозаклинивание плашек под действием веса удерживаемой ими колонны. Замыкание плашек (и их размыкание) выполняется гидроцилиидром, приводом которого является гидропневмоаКкумулятор; последний заряжается насосом 17, приводимым в движение роликом талевого блока при его перемещении.

Направляющие талевого блока 18 служат для ограничения от­ клонений талевого блока при его движении, размещения конечных выключателей, дающих в систему управления установкой сигналы о положении талевого блока, и размещения токосъемников талевого

блока. Конструкция направляющих обеспечивает их отклонение на шурф при исполнении операций с ведущей штаигой.

с механизмом клещей 19, привода возвратно-поступательного дви­ жения 20 и привода поворотного движения толкателя 21. Конструк­ ция клещей обеспечивает возможность их вертикального перемеще­ ния (приподъема и приспуска).

Центратор 22 предназначен для направлення нижнего конца свечи па устье скважины и центрирования его при свинчивании

ческий с электроуправлением. Все движения механизмов установки ограничены конечными выключателями или реле давления. Аппа­ ратура управления, приборы контроля и сигнализации смонтированы в кабине оператора, из которой и осуществляется управление всей установкой.

Схема предусматривает два вида управления: ручное и автома­ тическое. Ручное управление имеет два режима — наладочный и полуавтоматический. В наладочном режиме каждая операция управления выполняется отдельно, в полуавтоматическом — выпол­ няются короткие последовательные операции подряд.

Работа механизмов и систем управления установкой в автома­ тическом режиме может быть рассмотрена на примере подъема буриль­ ной колопны. Для включения подъема нужно, чтобы механизмы были в следующих положениях: талевый блок в верхнем исходном положении; центратор — в вертикальном положении; элеватор — открыт; штангодержатель — закрыт; клещи — открыты; толка­ тель — в заднем положении и повернут на скважину.

Эти положения механизмов устанавливаются в наладочном ре­ жиме работы системы управления. При включении автомата вклю­ чается реле спуска РСЛ, и талевый блок идет вниз.

Одновременно каретка натяжного устройства идет в исходное положение.'В конце спуска конечный выключатель ВКЗ переклю­ чает скорость спуска на предостановочную, а затем конечный выклю­ чатель ВК32, находящийся в элеваторе, или конечный выключатель ВК2 нижнего положения отключит спуск элеватора.

При окончании спуска талевого блока лебедкой включается посадка элеватора натяжным устройством на малой скорости на инструмент. Конечный выключатель ВКЗЗ отключает посадку и вклю­ чает закрытие элеватора. Реле давления закрытия элеватора вклю­ чает открытие штангодержателя.

Конечный выключатель ВК23 включает подъем талевого блока. Конечный выключатель ВК9 включает при подъеме переход на предостановочную скорость, а индуктивный датчик подает команду на отключение подъема и на включение закрытия штангодержателя.

Реле давления закрытия штаигодержателя включает па время раз­ грузку талевой системы. По окончании этой выдержки времени включаются реле отвинчивания, реле времени 4РВ, отсчитывающее время, необходимое для сведения секторов, контрольное реле вре­ мени 7РВ с выдержкой времени, превышающей время, необходимое для всей операции, контакторы тормоза ключа и гидромотора на операции «отвинчивание» и происходит сведение плашек ключа.

При срабатывании реле 4РВ отключается тормоз ключа и вклю­ чается контактор силового цилиндра па «расклинку» резьбы (под высоким давлением). После расклинки резьбы при вращении гидро­ мотором (при отключенном тормозе ключа) со скоростью, па которую отрегулировано реле контроля скорости, срабатывает реле времени отвинчивания 5РВ. Затем происходит переброска направления вращения гидромотора и повторно включается тормоз ключа, раз­ водятся секторы ключа. Во время отвинчнвапня резьба разгружается натяжным устройством.

После окончания отвинчивания натяжное устройство подпимает свечу из ротора до конечного выключателя ВК18, который включает захват свечи на скважине. Вначале происходит подъем клещей. Конечный выключатель ВК41 ограничения подъема клещей вклю­ чает ход толкателя вперед. При подходе клещей к осп скважины включается вспомогательный цилиндр на движепие вперед. На оси скважины включается реле времени 1РВ, по истечении выдержки времени которого закрываются клещи. Реле давления закрытия клещей дает команду на открытие элеватора. Контрольное реле открытия элеватора включает подъем элеватора со свечи патяжным устройством. Конечный выключатель ВК19 включает ход толкателя со свечой назад.

В заднем положении толкателя конечный выключатель ВК49 включает спуск талевого блока и установку свечи в свечеприемник. Происходит совмещение этих операций во времепи. Спуск и даль­ нейшая работа по захвату свечи и подъему идет в такой же после­ довательности, как и было описано ранее, а установка свечи идет в следующем порядке: поворот на свечеприемпик, ход вперед в свече­ приемник, спуск клещей, открытие клещей, ход толкателя (пустого) назад и поворот в исходное положение.

При спуске колонны работа происходит в обратпой последо­ вательности.

Устройство для остановки при подъеме колонны предназначено для подачи команды в систему управления тормозами при прохожде­ нии замкового соединения (диамагнитного кольца) через датчик контроля замков. Это устройство состоит из датчика контроля зам­ ков, укрепленного в нижней части блока ротора, и фазочувствительного усилителя, находящегося в кабине оператора.

Датчик контроля замков — индуктивный. Две катушки дат­ чика располагаются в магнитопроводе специальной конструкции. Эти катушки с сопротивлениями составляют уравновешенный мост. При прохождении диамагпитного кольца, закрепленного на замке

свечи через датчик, баланс моста нарушается, что вызывает сраба­ тывание выходного реле усилителя.

Во избежание поломок и аварий при неправильных, случайных движениях предусмотрены блокировки. Ниже приводятся главные из них.

1. Движения талевого блока прекращаются, если толкатель войдет в зопу движения талевого блока; центратор отклонится от вертикального положепия; направляющие отклонятся от любого крайнего положения; произойдет отклонение скорости движения талевого блока или отклонение нагрузки на него (при затяжке, посадке колонны на уступ) сверх допустимого.

3. Элеватор открывается только если закрыт штангодержатель. Но даже при закрытом штангодержателе элеватор открывается либо когда клещи, находящиеся на оси скважины, держат свечу (элеватор передал свечу клещам), либо внизу (элеватор передал колонну штангодержателю).

4.Клещи Могут открываться на оси скважины при закрытом элеваторе, или в свечепрнемнике при нажатом щупе толкателя.

5.Ключ может работать только прп отключенном роторе.

На предварительных испытаниях при отработке надежности

(граннто-бпотитовым и другим разновидностям гнейсов с прослоями гранитов и кварцевых диоритов).

Для проверки технологических возможностей установки бурили как роторпым, так и турбинным способом, шарошечными долотами п алмазными коронками. Бурение роторным способом велось в основ­ ном при скорости вращения бурильной колонны 60 и 85 об/мпн и при нагрузке на долото до 8 тс, а на алмазную коронку до 2 тс. Расход промывочной жидкости состаилял при бурении шарошечными долотами 18—20 л/с, при бурении алмазными коронками до 100 л/мии. Бурение турбинным способом выполнялось с помощью турбо­ бура ТСЧА-5" с нагрузкой на шарошечное долото до 4 тс и расходом промывочной жидкости 24 л/с.

Бурильная колонна составлялась из труб диаметром 73 мм, набора утяжеленных бурильных труб диаметром 108 мм, трехшарошечного долота диаметром 151 мм или колонковой трубы и алмазной коронки диаметром 112 мм.

Установка обеспечила получение следующих средних показа­ телей: