Файл: Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении..pdf

В последние годы с связи с широким внедрением алмазного буре­ ния геологические организации начали применять различные сред­ ства, снижающие вибрацию бурового снаряда.

Наиболее эффективными средствами являются антивибрационная смазка и эмульсионные растворы. Использование смазки или эмуль­ сионных растворов при алмазном бурении позволяет значительно снизить вибрации бурильной колонны, повысить проходку на ко­ ронку (на 20 — 30%), снизить расход алмазов и уменьшить затраты мощности на вращение бурильной колонны.

Вместе с тем применение этих эффективных средств вызывает необ­ ходимость дополнительных работ, часто весьма трудоемких. Так, большие затраты времени и труда требуются для приготовления смазки и нанесения ее на бурильную колонну. В практике работ смазка чаще всего наносится ручным способом или путем заливки ее через устье скважины. Последний метод можно применять при статическом уровне жидкости в скважине на небольшой глубине. Кроме того, используются стаканы различных конструкций со смазкой, через кото­ рые проходит колонна бурильных труб при спуске. Этот способ наи­ более широко распространен, однако, он вызывает необходимость некоторого замедления скорости спуска бурильной колонны. Рядом геологических организаций (Уральским территориальным геологи­ ческим управлением и др.) предпринимались попытки с помощью приспособлений типа форсунок разбрызгивать смазку на колонну при спуске. Однако такие приспособления оказались малоэффек­ тивными.

Приготовление эмульсионных растворов связано также со значи­ тельными затратами ручного труда на размешивание смеси эмульсола

спромывочным раствором.

Всвязи с этим в ряде геологических организаций разработаны различные приспособления, позволяющие механизировать эти ра­ боты и облегчить труд буровой бригады. Ниже приведено описание установок, разработанных в производственных геологических орга­ низациях.

У С Т А Н О В КА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ СМАЗКИ Н А БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ

Установка УНС-1 разработана Оренбургским геологическим управлением. Схема установки приведена на рис. 81 . Принцип ра­ боты и устройство установки УНС-1 заключается в следующем.

Готовая смазка заливается в бак 1, расположенный в резервуаре с теплообменной жидкостью 5. Антивибрационная смазка подается под давлением по трубопроводу в кольцевую насадку 10, которая уста­ новлена на кондукторе скважины и через радиалыю расположенные отверстия попадает на поверхность снаряда, проходящего при спуске внутри кольцевой насадки.

Рпс. 81. Схема установки для нанесення смазки на бурильные трубы.

1 — бак со смазкой; 2 — фильтры; 3 — электродвигатель; 4 — шестеренчатый насос; 5 — бак с теплообменной жидкостью; 6 — центробежный водяной насос; 7 — электронагреватель­ ные элементы; 8 — кран регулировочный; 9 — трубопровод двойной; ю — кольцевая на­

садка; 11 — полость насадки.

Для подогрева смазки трубопровод размещается внутри трубы большого диаметра 9, по которой циркулирует подогретая теплообменная жидкость. Смазка нагнетается масляным шестеренчатым насосом 4, приводящимся в движение от электродвигателя 3. Теплообменная жидкость нагнетается водяным центробежным насосом 6, а подогревается электронагревательными элементами 7, расположен­ ными в нижней части резервуара

За 30—40 мии до начала ианесения смазки иа колонну бурильных труб включаются электронагреватели установки. При температуре теплообменной жидкости до 80° С включается центробежный насос 6 и жидкость, циркулируя по замкнутой системе, подогревает трубо­ провод и кольцевую насадку. После прогревания в течение 5 мин включается шестеренчатый насос 4. Кран 8 при этом перекрыт. На кране 8 смонтирован указатель расхода смазки. Буровой мастер устанавливает указатель расхода в нужное положение и открывает

кран, после чего подогретая смазка под давлением через радиальные отверстия насадки наносится на поверхиость бурильных труб, спус­ каемых в скважину. При остановке спуска кран 8 перекрывается. Открывая и закрывая кран 8, можно наносить смазку поясами в тре­ буемых местах. Кран располагается у рабочего места, с расчетом удоб­ ного пользования им.

Кольцевая насадка 10 имеет смеииые кольца и может быть исполь­

в эксплуатации. В последующем для улучшения работы в резервуаре теплообменника были установлены тепловые реле для автоматиче­ ского поддержания температуры жидкости теплоносителя в диапазоне

Красноярским геологическим управлением разработано приспо­ собление, механизирующее процесс нанесения смазки (рис. 82). Механизм состоит из рамы 2, электродвигателя 2, полужесткой муфты 3, шестеренчатого насоса 4 с заборным фильтром 5, подводящего шланга 6, регулировочного крана 7, манометра 8, нагнетательного шланга 9 и стакана 10. Смазка заполняет емкость 11 и нагревается нагревателем 12 через воду, которая заливается в трубку 13 емкостей 14 и 15, соединенных менаду собой водоподводящими трубками 16 и 17; на механизме нанесения смазки имеется пульт управления 18, на котором располагается пакетник для включения и выключения электродвигателя и включатель для включения нагревателя.

Принцип работы механизма заключается в следующем: смазка нагревается до температуры 60—70° С. При включении электродвига­ теля 2 насос 4 забирает смазку через фильтр 5, где она очищается от посторонних примесей, и направляет ее к регулировочному крану 7. В зависимости от расхода часть смазки через кран идет на слив, а другая часть, которая контролируется манометром 8, идет по нагнетательному шлангу 9 в стакан 10. Стакан 10 имеет две форсунки

диаметром 2 мм, через которые горячая смазка набрызгивается на бурильные трубы. Стакан устанавливается на кондуктор. Для того чтобы устанавливать и снимать стакан без рассоединения буриль­ ных труб, снимается продольный вырез, через который свободно проходит штанга. Толщина наносимого слоя смазки регулируется краном 7 путем подачи части смазки на слив.

Рис. 82. Схема уста­ новки Красноярского геологического упра­ вления.

После окончания процесса нанесения смазки нагнетающий шланг 9 отвинчивается и из него сливается смазка, а стакан 10 устанавли­ вается в трубку 13 и закрывается сверху крышкой.

Смазка наносится на бурильные трубы двумя диаметрально расположенными полосами, а потом в процессе бурения перераспре­ деляется по всей поверхности штанги. Механизм позволял наносить смазку на бурильные трубы толщиной от 0,5 до 3 мм.

В Казахстане применяется простое приспособление для нанесения смазки на бурильные трубы. Приспособление предназначено для при­ готовления и нанесения нигрол-канифольной или других смазок на буровую колонну в процессе ее спуска в скважину.

Приспособление (рис. 83) состоит из емкостей 2, на которой на двух кронштейнах смонтирован эмульсионный электронасос ПА-22 4.

В двойном дне емкости установлен электронагрева­ тель 1. Рядом с электрона­ гревателем находится спе­ циальный люк 3, через ко­ торый производят заправку смазки, наносимой на буро­ вую колонну вилкой 6. Элек­ тронасос включается пе­ далью 5.

рукоятку 7 прижимает копиры 8 к буровому валу. Один из полукорпу­ сов вилки 9 вращается вокруг оси 10, и когда образовавшийся зев достигнет размера бурового вала, последний войдет внутрь вилки. Подвижный корпус возвращается в исходное положение под дей­ ствием пружины I I . При движении бурильной колонны через вилку смазка, подаваемая насосом, равномерно наносится на нее.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИОННЫХ РАСТВОРОВ

Испытания эмульсионных растворов, разработанных ВИТР, по­ казали, что применение эмульсионных растворов при алмазном буре­ нии позволяет снизить в 1,5—2 раза затраты мощности на вращение колонны, уменьшить вибрацию снаряда, снизить удельный расход алмазов, повысить проходку иа коронку (до 40%) .

В состав пасты «Кожнастол», являющейся исходным продуктом для приготовления эмульсионных растворов, входят натриевое мыло для синтетпческих жирных кислот (35—40%), неомылешшй остаток окисленной массы (15%), вода (до 20%) и масло веретенное (25—30%). Кроме «Кожпастола», можно использовать «Асидол» мылонафта, в состав которого входят: свободные нафтеновые кислоты (55—60%), натровое мыло нафтеновых кислот (25—30%) и пеомыленный остаток (до 15%). Наиболее благоприятная концентрация мылонафта от 0,5 до 1 % . Приготовление эмульсионного раствора заключается в том, что в подогретую до температуры 70—80° С пасту добавляется горя­ чая вода в соотношении 1 : 15, и полученная концентрированная эмульсия выливается в воду, где разбавляется до необходимой кон­ центрация. Такой способ приготовления связан со значительными затратами тяжелого ручного труда. С целью механизации процесса приготовления эмульсионного раствора Красноярским геологическим управлением была разработана специальная ультразвуковая уста­ новка для приготовления мылоиафтовой эмульсии. Опытные работы показали, что ультразвуковой метод приготовления эмульсий яв­ ляется наиболее эффективным, так как обеспечивает высокую сте­ пень диспергирования раствора и большую производительность.

На рис. 84 приведен общий вид ультразвуковой установки для приготовления эмульсии. На раме 1 смонтирован электродвигатель с вихревым насосом 2В-1,6 2. Над насосом размещен бак для воды 4, внутри него установлен бачок для готовой эмульсии 10 емкостью 50 л, из которого эмульсия поступает непосредственно в зумпф. В бачок для масла 6 заливается мылонафт, который подогревается с помощью электронагревательных элементов ТЭН 9 мощностью 2,4 кВт. Для более точной дозировки в бачок встроено водомерное устройство 7. Подача мылонафта регулируется вентилем 16, на котором установлен