Грузоподъемное устройство буровых установок

Грузоподъемное устройство буровой установки предназначено для подъема из скважины (опускания в скважину) бурового снаряда или колонны обсадных труб (проведения спуско-подъемных операций - СПО).

Грузоподъемное устройство буровой установки включает следующие узлы и элементы:

буровую вышку или мачту;

талевую систему - талевый канат, кронблок и талевый блок, элеватор; лебедку;

средства для свинчивания-развинчивания колонн при СПО; средства механизации или автоматизации СПО в случае, если они предусмотрены.

б

с

Буровые 1рузоподъемные устройства

Рис. 3.9. Буровые 1рузоподъемные устройства: а, б- буровые вышки; в - буровая мачта: 1 - несущие опоры; 2 - талевая система; 3 - лебедка

Буровая вышка (мачта) - это несущий элемент грузоподъемной системы буровой установки, устанавливаемый над устьем буровой скважины. На вышке талевая система устанавливается таким образом, что она расположена внутри контура ее несущих конструкций (рис. 3.9, а, б), а на мачте талевая система устанавливается таким образом, что она расположена полностью или частично за пределами контура ее несущих опор (рис. 3.9, в).

Буровые вышки конструктивно могут быть в виде четырехопорных башен (рис. 3.9, а) или в виде пирамидальных конструкций (рис. 3.9, б).

Как правило, вышки устанавливаются только вертикально и соосно бурящейся скважине таким образом, чтобы подвижный конец талевой системы располагается непосредственно над скважиной (см. рис. 3.9, а, б).

Буровая мачта располагается рядом со скважиной, но подвижный конец талевой системы также должен быть сосен со скважиной (рис. 3.9, в).

Буровая мачта может располагаться наклонно при проходке наклонных скважин. Угол наклона буровой мачты достигает 70-45 .

Таким образом, главные принци-пиальными отличиями буровых вышек и мачт следующие:

  • - буровые вышки обладают значительной грузоподъемностью и поэтому применяются для бурения глубоких (более 1 000-3 000 м) вертикальных скважин из-за того, что устанавливаются вертикально, а тяговое усилие при подъеме и спуске бурового снаряда распределяется на конструкцию вышки соосно и равномерно между точками опор (которых может быть 2, 3 или 4);
  • - буровые мачты используют для проходки как вертикальных, так и наклонных скважин несколько ограниченной глубины из-за того, что тяговое усилие при подъеме и спуске бурового снаряда распределяется на конструкцию мачты внецентренно относительно точек опор мачты.

Основные требования, предъявляемые к передвижным буровым мачтам, можно разделить на следующие группы: экспл уатационн ые; монтажно-транспортные; производственно-технологические;

надежность и безопасность ведения буровых и монтажных работ.

Эксплуатационные требования

Конструкция мачты и относительное расположение элементов мачты и бурового станка должны обеспечивать:

возможность быстрой и удобной установки мачты в вертикальном и наклонном положениях на заданный угол наклона;

хороший обзор траектории движения талевого блока; свободное рабочее пространство вблизи устья скважины в радиусе 1,5-2 м и вблизи органов управления станком (1-1,5 м);

возможность использования мачты для комплектования буровых агрегатов, имеющих различные типы привода; экономичное производство СПО;

возможность освобождения рабочего пространства внутри бурового здания от несущих элементов мачты;

нормальное отклонение талевого каната от средней линии барабана лебедки станка в процессе СПО на величину, не превышающую 1/50, tg а < 0,02;

угол отклонения каната от оси шкива кронблока должен быть равен

>аг„ ^ -4= , (3.9)

V К

где у0 - угол отклонения каната от оси желоба, град.;

Р - половина угла желоба шкива, град.;

Д. - диаметр шкива, м;

К - высота реборды шкива, м.

Монтажно-транспортные требования Конструкция мачты должна обеспечивать:

удобство и безопасность доступа к узлам и деталям монтажнодемонтажной системы;

проведение наименьшего числа операций с минимальными затратами времени, необходимыми для подъема и установки мачты в рабочее и транспортное положения;

плавное движение мачты в процессе ее подъема или опускания с помощью трактора, гидродомкратов или лебедки бурового станка;

возможность подсоединения ее к основанию съемной транспортной базы для перебазирования буровой установки как в условиях относительного бездорожья, так и по государственным асфальтированным дорогам;

возможность транспортирования по железной дороге крупными блоками (мачты, основания и бурового здания) в сборе с оборудованием.

Производственно-технологические требования

Конструкция мачты и бурового здания должны быть выполнены: из профильного проката, применяемого в общем машиностроении; с учетом возможности ремонта мачт в полевых условиях и в условиях центральных ремонтных мастерских ГРЭ;

с учетом технологии изготовления их на специализированных заводах; с учетом наименьшей металлоемкости и трудоемкости изготовления при заданной высоте и грузоподъемности;

с максимально возможной унификацией отдельных узлов и деталей между изделиями, относящимися к установкам различных размерных классов.

Требования надежности и безопасности проведения буровых и монтажных

работ

Конструкция мачты должна отвечать следующим условиям:

в процессе монтажно-демонтажных работ исключать необходимость присутствия рабочих в зоне возможного ее падения;

исключать возможность задевания движущихся частей талевой системы за элементы мачты;

обеспечивать надежную работу элементов мачты при одновременном действии максимально возможной нагрузки на крюке, давления пакета свечей и ветрового рабочего напора.

Передвижные буровые мачты

Рис. 3.10. Передвижные буровые мачты: а - типа БМ-3; б - типа МРУГУ; в - типа МНБ: 1 - ствол; 2 - подкос;

3 - портал; 4 - свеченриемник; 5 - бурильные грубы

В геологоразведочном производстве используются мачты типа БМ-3, МРУГУ, МНБ (рис. 3.10). Мачты МРУГУ и МНБ имеют продольное (относительно основания) расположение бурового станка и соответственно поперечный наклон мачты при установке ее на заданный угол бурения. У мачты типа БМ-3 расположение бурового станка поперечное относительно основания, и соответственно при установке ее на заданный угол бурения наклон мачты продольный.

Для буровых установок типа У КБ разработаны буровые мачты типа БМТ - 4, 5 и 7, представляющие собой одностержневую конструкцию, шарнирно опирающуюся на А-образный портал (рис. 3.11). Для придания стволу мачты необходимой устойчивости в продольной плоскости ствол мачты раскреплен подкосом.

С целью обеспе-чения центрального нагружения ствола мачты силами, действующими в элементах талевой системы, мачта снабжена кронблоком качающегося типа и системой оттяжных уравновешивающих канатов. Беспрепятственное движение элеватора вдоль оси мачты достигается за счет предварительного наклона ее к устью скважины.

Мачту устанавливают на заданный угол бурения наклоном в продольной плоскости ее несущих опор (поперечное расположение станка), что в конечном счете обеспечивает большие предельные углы наклона скважин: 90-60 к

а

Схема мачты БМТ

Рис. 3.11. Схема мачты БМТ: а - рабочее положение; 6-е укладкой на землю; в-с укладкой на крышу бурового здания

горизонту - для мачт БМТ-4 и 5 и до 75 ’ - для мачты БМТ-7.

Устанавливают мачту на заданный угол бурения изменением длины одной регулировочной опоры, а укладывают в транспортное положение поворотом ее в одной плоскости.

Поперечное (относительно основания мачты) расположение станка и установка ее с предварительным углом наклона к устью скважины позволяет обеспечить освобождение рабочего пространства внутри бурового здания и органов управления станком от несущих металлоконструкций мачты; безопасную укладку мачты в транспортное положение, в том числе и усилием лебедки бурового станка (рис. 3.11, б); свободное движение талевого блока и хорошую

просматриваемое^ траектории этого движения.

Мачта БМТ может укладываться как на крышу бурового здания (рис. 3.11, в), так и непосредственно на землю (рис. 3.11, б) с последующим отсоединением ее портала и транспортирования отдельным блоком.

Мачта БМТ-4 предназначена для использования с буровыми установками 4-го размерного класса. Установки этого класса достаточно часто перевозят с точку на точку (в среднем 10-15 раз за год), следовательно, для таких установок одно из основных требований - высокая мобильность. Поэтому при создании мачты использован принцип перевозки мачты укладкой на крышу бурового здания, что позволяет транспортировать установку единым неразборным блоком. Размещение портала в пределах длины бурового здания обеспечит возможность использования станка с дизельным приводом, соединенным с ним через конический угловой редуктор и карданный вал, а кроме того, позволит поднимать мачту гидродомкратами или усилием лебедки бурового станка.

Мачта БМТ-4 представляет собой одностержневую трубчатую систему, ствол которой шарнирно опирается на портал арочного типа. Для придания устойчивости ствол мачты раскреплен двумя подкосами (продольным и поперечным).

Кронблок мачты снабжен подвесными самоустанавливающимися роликами. Мачту устанавливают на заданный угол бурения за счет изменения длины продольного регулировочного подкоса. Ствол мачты - телескопический, выполнен из труб диаметром 273,245 и 219 мм.

Техническая характеристика мачты БМТ-4

Грузоподъемность на крюке, кН:

номинальная

32

максимальная

80

Угол наклона для бурения к горизонту, градус

90-60

Глубина бурения, м

300-800

Талевая оснастка

1 и 2 струнная

Длина бурильной свечи, м

9,5

Масса, т:

мачты с основанием

5,8

бурового здания

4,0

Для размещения бурового агрегата, снабженного дизельным приводом, можно применять разработанную ВИТРом схему соединения привода с буровым станком через карданный вал автомобильного типа и угловой конический редуктор. В соответствии с технической характеристикой мачты БМТ-4 ее можно использовать для комплектования станков 4-го (УКБ-300/500) и 5-го (УКБ-500/800) размерных классов.

Подъем мачты выполняют двумя способами: гидродомкратами или усилием лебедки бурового станка. Подъем мачты гидродомкратами более безопасен по сравнению с другими способами подъема. Но применение этого способа в сравнении с подъемом усилием лебедки бурового станка усложняет конструкцию мачты, бурового здания и монтажной системы.

Техническая характеристика мачты БМТ-5 Грузоподъемность на крюке, кН:

номинальная

50

максимальная

80

Угол наклона для бурения к горизонту, градус

90-60

Глубина бурения, м

500-800

Талевая оснастка

1 и 2 струнная

Длина бурильной свечи, м

Масса, т:

14

мачты с основанием

6,0

бурового здания

4,0

Буровые установки 4-го размерного класса, оснащенные мачтами БМТ-4, транспортируют:

  • а) по железной дороге - единым блоком с размещенным в буровом здании оборудованием, но со снятыми лестницами и переходными площадками;
  • б) при перебазировке с точки на точку после окончания бурения скважины - единым нсразборным блоком на подкатных тележках съемной транспортной базы ТБ-15 с мачтой, уложенной на крышу бурового здания;
  • в) волоком на санях собственного основания с укладкой мачты в транспортное положение или в её рабочем положении.

Мачта БМТ-5 по своей конструкции близка к мачте БМТ-4 и предназначена для комплектования установок 5-го размерного класса. Основные операции с мачтой выполняют аналогично операциям при работе с мачтой БМТ-4.

Мачта БМТ-7 представляет собой одностержневую трубчатую систему, опирающеюся на А-образный портал и два подкоса, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях. Высота мачты 25 м. Для транспортировки мачта укладывается на землю (рис. 3.11, б).

Техническая характеристика мачты БМТ-7 Грузоподъемность на крюке, кН:

номинальная

125

максимальная

200

Угол наклона для бурения к горизонту, градус

90-75

Глубина бурения, м

1 200-2 000

Талевая оснастка

4 струнная

Длина бурильной свечи, м

Масса, т:

18,6

мачты с основанием

11,0

бурового здания

4,0

Мачту устанавливают в рабочее положение усилием лебедки бурового станка с использованием рабочей талевой системы и усилием трактора, применяя также и рабочую талевую систему.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >