 |
|
Шегендеу тізбектері 3 страница
Трансмиссияны жабдықтауда кардан білігі арқылы және қозғалтқышты бүйірге орналастырумен сәйкес жағдайда барлық жабдықтар бір деңгейде орналасуы керек, себебі кардан білігі үлкен иілу бұрышын қамтамасыз ете алмайды. Үлкен биіктікті талап етпейтін, жеңіл өзі жүретін бұрғылау қондырғыларына осындай сұлбалар тиесілі. Тереңдікке бұрғылайтын бұрғылау қондырғысының негізінің үлкен биіктігінде (4-10м) шығырмен күштік жетекті бір деңгейде орналастыру тек теңіздегі және жаңа ұңғыларды бұрғылағанда монтаж бен демонтажды қажет етпейтін қондырғыларда жүзеге асады. Блокты тасымалданатын жер үсті бұрғылау қондырғыларында бұл сұлбалар тиімді емес, себебі ауыр жабдықтарды (салмағы 20-30т) үлкен биіктікке көтеруді қажет етеді. Монтаждалынуы қиын болғандықтан бұл қондырғылар тиімді емес болып келеді, себебі монтаждау уақыты кейбір жағдайларда ұңғыны бұрғылау уақытынан ұзаққа созылады. Мұндай қондырғыларда бұрғылау шығырын жер беті деңгейінде, бұрғылау еденінен төмен орналастыру қажет. Бұрғылау еденінде роторды жетегімен және жекеленген жетекке ие болатын көмекші шығырды орналастырады. Берілген сұлбада конструкцияны біршама қиындататын, ротор және шығыр жекеленген беріліс қорабымен жабдықталған.
Бұрғылау қондырғыларының сәйкес орналастырылуын әртүрлі етіп орындайды.
Сәйкес орналастырудың белгілі бір сұлбасын таңдау алдында барлық факторларды қарастыра отырып, орныққан жағдайда көбірек техника-экономикалық нәтиже беретін нұсқасын таңдау керек.
Жұмыс орны ондағы өндіру процесінің басты элементтері, жұмыс сапасы нәтижелілігін көрсететін қондырғының басты буыны.
Оператор жұмыс жасайтын, машина органдары мен жұмыс орнының тиімді орналасуы, жоғары өнімділік пен тиімді психофизиологиялық жұмыс шартын қалыптастыруға әсерін тигізеді.
Көпфункциялы агрегаттардың қондырғы тетіктерін бұрғылау кезінде оператор (бұрғышы) басқаратындықтан, ал бұрғылау бригадасы барлық қажетті операцияларды орындайтындықтан, бұрғылау қондырғысын жобалаған кезде жұмыс орнына және ондағы жабдықтардың сәйкес орналасуына айрықша назар аудару қажет.
Алдымен операция құрамын талдап, оның орындалу ретін, уақыт бойынша бірге орындалуын, бұрғылау бригадасы мүшелері арасындағы функцияларды бөлу қажет. Бригаданың әрбір мүшесі БҚ-да орындалынатын жұмыстардың түрлеріне қарай, әр жерлерде кезектесе жұмыс жасаса болады: ротор маңындағы алаңда, қабылдау алаңшаларында, мұнара балконында, сорапты және күштік бөлімдерде, бұрғылау сұйықтығын дайындау және тазалау аймақтарында. Бұрғылау бригадасы әртүрлі тағайындалудағы және сыныптағы бұрғылау қондырғыларында жұмыс істей алу үшін, жұмыс жасап жатқан қондырғыларда жұмыс орындарының типтік анализін жасау міндетті.
Ұңғыны бұрғылау процесі көп түрлі операцияларды, көп бөлігі бірізді ұңғыларды бұрғылау кезінде қатаң түрде қайталанылатын, ал кейбіреуі әрқашан жасалына бермейтін (жұтылуды ескертетін жұмыстар, газдың пайда болуы, шиеленістерді тойтару және т.б) операцияларды орындайды.
Бұрғылау бригадасының орындайтын маңызды операцияларының біршама бөлігі, көптеген бір типті механизмдермен бұйымдарды қолдануды қажет етеді. Бұл механизмдердің көбісі әрқашан жұмыс орынында болуы керек болғандықтан, операторлардың жұмыс істеу шарттары нашарлайды, сондықтан бұрғылау қондырғысының жұмыс орнында орындалып жатқан операцияда қолданылмайтын механизмдер оған кедергі келтірмейтіндей етіліп, тиімді жобамен қарастырылуы керек. Қондырғыдағы жұмыс орнын жоспарлауда – жұмыс орнын негізгі және көмекші жабдықтармен, механизмдермен, бұйымдармен жабдықталуын қарастыру қажет, жұмыс орны еңбек шартымен, түрлі аралық байланыстарымен қамтамасыз етілуі керек.
БҚ-ның жабдықтарының жалпы сәйкес орналасуын, негізгі агрегаттардың тік және көлденең жазықтықтарда орналасуының сұлбасын таңдағаннан кейін жүзеге асырады. Бұл кезеңде қондырғылардың орналасуын тек орындалатын функциялармен ғана емес, барлық факторлар есебімен анықтайды.
Барлық жұмыс жасау процестерінде екінші деңгейдегі факторлар, мысалы климаттық шарттар немесе аймақтың сипаттамасы басты маңызы болмағанмен, сәйкес орналастыруды таңдау сұлбасында бұл факторлардың әсері көп. Қарапайым жағдайда, құрлықта 2500 м дейінгі ұңғыларды бұрғылауда мұнара және көтеру қондырғылары бұрғылау нүктесінде қосақтала бекітілген негізде жинақталады. Трансмиссия, беріліс қорабы және жетектік электрқозғалтқыштар бұрғылау еденінің деңгейінде, шығыр артыңда бір сызық бойында орналасқан. Жетек негізінің биіктігі жоғары болса (шамамен 3м), бұл монтажды, демонтажды, негіздің құрылымын біршама қиындатады, алайда бұндай ұңғыларды бұрғылау қолжетімді болу үшін, жекеленген блоктардың салмағы 30т-дан аспай және монтаждық, демонтаждық жұмыстарды мұнай кәсіпшілік жүккөтергіш құралдардың көмегімен жүргізілуі тиіс. Сорапты кешен, бұрғылау сұйықтығын дайындау және тазарту жүйесінің жабдықтары мен қабылдау алаңдары ықшам орналасқан болу керек.
2. ТАУ ЖЫНЫСТАРЫН БҰЗУШЫ АСПАПТАР
2.1. Қашаулар
Ұңғы түбіндегі тау жыныстары әртүрлі қашаулармен, кеңейткіштермен және бұрғылау бастарымен бұрғыланып, үгітіледі. Бұрғылауға арналған қашаулар түпке әсер етуіне және құрылымына байланысты ажыратылады.
Қашау – ұңғы түбін тереңдету және басқа да арнайы жұмыстарды орындауда, тау жыныстарынан үлгі (керн) алу үшін ұңғы түбін айналдыра талқандауға, ұңғы түбін тұтастай бұрғылауға арналуы мүмкін.
Барлық бұрғылау қашаулары тау жыныстарына әсер ету мінездемесі бойынша негізгі төрт түрге бөлінеді:
1. Қалақшалы қашаулар – тау жыныстарын кесуге және опыруға арналған;
2. Шарошкалы қашаулар – тау жыныстарын опыру және уатуға арналған;
3. Конусты шарошкалы қашаулар – төбелері қашау центрінде немесе жанында орналасқан, тау жыныстарын уатуға арналған;
4. Қатты балқытылған құймамен, алмазбен жабдықталған матрицалы тұрқылы қашаулар – тау жыныстарын үгітіп, кесуге арналған.
Шарошкалы қашауларЕң көп тараған шарошкалы қашаулар болып табылады. Олармен барлық бұрғылау жұмыстарының 95 пайызы жүргізіледі. Мұнай және газ ұңғыларын бұрғылауда негізінен шарошкалы қашаулар қолданылады. Олар шарошка санына қарай бір, екі, үш, төрт тіпті алты шарошкалы болып келеді. Ең көп тарағандары үш шарошкалы қашаулар (2.1-сурет).
2.1-сурет. Шарошкалы қашаулардың сыныптамасы
Шарошкалы қашаулармен тау жыныстарын бұзу процесі шарошкалардың тау жыныстарына статикалық және соққылық әсер ету салдарынан болады. Шарошка бір тістен екіншісіне секіріп, ұңғы түбімен домалаған сәтте, оған түсірілген өстік жүктеменің әсерінен оның тістері тау жыныстарына белгілі бір тереңдікке еніп отырады. Осындай жағдайда тістердің сынып қалмай қарсы тұру мүмкіншілігін арттыру үшін, шарошка тұрқына қатты құймадан дайындалған тістер бекітіліп жасалады немесе шарошка түгелімен қатты құймадан істеледі.
Шарошкалы қашаулармен тау жыныстарын бұзу кезінде ұңғы түбінің әрбір шаршы сантиметріне 0,11¸1,5 кВт қуат мөлшері жұмсалады.
Жалпы шарошкалы қашаулар тау жыныстарының механикалық және түрпілік қасиеттеріне байланысты қолданысқа қарай он үш түрге топталады (2.1-кесте).
2.1-кесте. Шарошкалы қашаулардың тау жыныстары механикалық қасиеттеріне байланысты қолданылуына қарай сыныпталуы.
| Қашау түрлері | Бұрғыланатын тау жыныстары |
| М | Өте жұмсақ, бос созылмалы тау жыныстары (жұмсақ және тұтқыр саз балшықтар, сланецтер, жұмсақ әк тастар). |
| МЗ | Жұмсақ бос байланысқан түрпілі тау жыныстары (құмдақ және мергельдер). |
| МС | Жұмсақ және қаттылығы орташа тау жыныстары аралас (бор, тас тұзы, ангидрит аралас саз балшық сланецтері). |
| МСЗ | Жұмсақ, нашар байланысқан, түрпілік қаттылығы орташа тау жыныстары (құм-саз балшық сланецтері, құмдақ кездесетін шымыр саз балшықтар). |
| С | Созылмалы және созылмалы морт, қаттылығы орташа тау жыныстары (тығыз сазбалшықтар, сланецтер, қаттылығы орташа әк тастар). |
| СЗ | Қаттылығы орташа түрпілі (құмдақ, құмды сланецтер). |
| СТ | Қаттылығы орташа, қатты морт созылмалы тау жыныстары (әк құмдақ, әк тастар, ангидриттер). |
| Т | Қатты түрпілі емес (әк тастар, доломиттер, доломиттелінген әк тастар). |
| ТЗ | Қатты түрпілі (кварцталған әк тастар мен доломиттер). |
| ТК | Қатты, берік (қатты әк тастар, доломиттер, кварциттер). |
| ТКЗ | Түрпілі қатты, берік (аргиллиттер, қатты әк тастар, құмдар). |
| К | Берік (кремниленген ұсақ кристалды әк тастар, доломиттер, кварциттер). |
| ОК | Өте қатты (кварциттер, граниттер, диабаздар). |
2.2-сурет. Шарошкаларының тағайындалуына байланысты қашау түрлерін ажырату
2.3-сурет. Қашаулардың түрлеріне байланысты қатты балқымадан қойылатын тістерінің көрінісі.
Шарошкалы қашаулар қалақшалы қашауларға қарағанда келесі артықшылықтарымен сипатталады:
– қалақшалы қашауларға қарағанда, шарошкалы қашаулардың түппен байланысу ауданы аз, бірақ олардың жұмыс істеу жиегінің ұзындығы үлкен болады, бұл тау жыныстарын бұзу тиімділігін біршама жоғарылатады;
– түп бойынша жылжып өтетін қалақшалы қашаулардың жүзіне қарағанда, шарошкалы қашаулар түп бетімен айналады, осыған байланысты шарошкалардың тістерінің тозу қарқындылығы қалақшалы қашаулардың жүздерінің тозу қарқындылығына қарағанда төмен болады;
– түп бойынша шарошкалардың өз осінен айналуына байланысты, шарошкалы қашаулардың тұрып қалу мүмкіндігі өте аз болады.
Тау жынысын бұзушы аспаптар негізгі атқаратын міндеттеріне қарай үш топқа бөлінеді:
– ұңғы түбін тұтастай бұрғылауға арналған қашаулар;
– ұңғы түбін айналдыра бұрғылап, тау жынысының үлгісін (керн) алу үшін қолданылатын бұрғы ұштары, коронкалар;
– арнайы аспаптар (найза тәрізді қашаулар, фрезерлер, калибраторлар, кеңейткіштер).
Бірінші және екінші топ қашаулары ұңғы тереңдігін арттыруға арналған. Арнайы аспаптар бұрғыланған ұңғыда және шегендеу тізбегінде қосымша жұмыстар атқару үшін қажет. Қашаулар арналуына, құрылысына, түріне тәуелсіз шартты диаметрленеді.
Жууға арналған тесіктерінің құрылымы мен жуу сұйықтығы ағынының гидравликалық қуатын пайдалану тәсіліне қарай қашаулар ағынды (гидромониторлы) және қарапайым болып бөлінеді. Гидромониторлы қашауларда жуу сұйықтығы ұңғы түбін тазартады және тау жынысын жұмсартады, яғни гидромониторлық эффект алуға болады. Ал қарапайым қашауларда жуу сұйықтығы жуу тесіктері арқылы өтіп, шарошкаларды (қалақшаларды) шайып, түпке жартылай жетеді.
Қарапайым орталық жуылуды қамтамасыз ететін тұрқылы үш шарошкалы қашаудың құрылымы 2.4-суретте көрсетілген, а – соплосыз және б – сопломен. Қашау келесі негізгі түйіндерден тұрады: құйылған тұрқысынан 1; тіректен 2; тірек цапфаларынан 3; мойынтіректерден 4 – 6; тазартушы жуушы түйіндерден 7. Соңғысының құрамына тесіктеріне отырғызылатын төлкелер 8, 9 кіруі мүмкін, олар бұрғылау ерітіндісінің жоғары арынын қалыптастырады, және тұрқыға 10 бекітіледі. Тұрқының жоғарғы бөлігі 11 әдетте байланыстырушы басы деп аталады, себебі ол аудармаға немесе бұрғылау тізбегінің төменгі ұшына байланыстырылады. Көрсетілген жағдайда ол іші конусты бұрандалы муфта 12 түрінде жасалған. Тұрқының 1 төменгі бөлігінде әдетте тіректер қарастырылған, оларға шарошкалар орнатылған цафпалар 2 отырғызылады. Тіректер тұрқыға пісіріліп жалғанады. 3-суретте көрсетілген конструкция Ресейлік 394 мм және одан үлкен диаметрлі қашауларға тән және үш шарошкалы қашаулардың көбі секциялы болып жасалынады. Секциялы қашаулардың сыртқы және ішкі элементтері 2.5 және 2.6-суреттерде көрсетілген.
Секциялы шарошкалы қашаулар секциялардан жинақталады, олар байланысатын беттің сыртқы контурымен бірге пісіріледі. Сонымен қатар, секциялардың жоғарғы сегменттік бөліктері байланыстырушы басты құрайды, оған конусты сыртқы (ниппельді) бұранда ойылады (2.5-сурет). Тіректердің пісірілуінің арқасында қашаудың ортаңғы бөлігі біртұтас болып келеді. Тіректердің сыртқы бетінде қаттылық қабырғасы мен жиектің және дөңгеленген жартылай цилиндрлі жуу қақпақшасының астында тесіктер қарастырылған. Қақпақшалар металлокерамикалық материалдардан жасалады. Қақпақшаны ұстауға арналған фиксатордың көмегімен бекітеді (көрсетілген жағдайда тежеуіш шайбамен 9).
2.4-сурет, Тұрқылы шарошкалы қашау:
а – Д394С; б – Д394МГ
2.5-сурет, ХV типті секциялы үш шарошкалы қашау
Қақпақшамен тұрқының ішкі қабырғасы арасындағы саңылауды нығыздау үшін, резеңкелі тығыздағыштар 13 қолданылады. Тіректің қақпақшасы 7 (көрсетілген жағдайда) көбінесе, түрпілікке қарсы жабынмен 8 қорғалады, ол кері конус деп аталатын шарошканың төменгі шетіне 4 жақын орналасқан. Шарошканың 6 сыртқы жағын қорғаушы қаптамаммен қаптайды, ол айналатын беттің 5 түрпілік әсерден тозуынан біршама сақтайды.
Көрсетілген жағдайдағы бірінші қашау ұшы, басқа түрлі болатпен жабдықталған қашаулар сияқты, қалақша түріндегі элементтермен жасалынып, қалақша 27 деп аталынады.
Тау жыныстарын талқандайтын бір жазықтықта орналасқан элементтер бір қатарлы венецтер деп аталады. Венец 21 шарошка негізінен шеткі аймаққа шығыңқы орналасады және шеткі аймақтық немесе калибрлеуші деп аталады, себебі ол тек түпті тереңдетіп қана қоймай, ұңғы оқпанын калибрлейді. Ортадағы 20 және ұштардағы шыңдалған 19 венецтерді тіректік деп атайды.
Шарошка конусының екі венец арасында орналасқан бөлігін венецаралық қашап тегістеуші 29 деп атайды. Егер ол жіңішке болып жасалса, оны кейбір жағдайда сақиналы ойық деп атауға болады. Тау жыныстарын талқандайтын шарошканың дәнекерленіп жасалған элементін тісі деп атайды, ал қатты балқытып қойылған тісті штыр 24 деп атайды. Тістің төменгі бөлігі 17 – негіз, ал жоғарғысы 18 – ұшы (2.6 а - сурет).
Егер шарошка цапфаға тығыздап отырғызылған болса (2.6 б - сурет), оның құрамына көбінесе сальникті тығыздағыш 23, иілгіш диафрагма 21 (компенсатордың негізгі бөлшегі), маймен толтырылған резервуар 24, майлауға арналған тесіктер (лубрикатор) 22 кіреді.
2.6-сурет. Шарошкалы қашаудың ішкі элементтері:
А – шарошка тірегінің элементтері; б – герметизацияланған тіректі секциялы қашау
Жасалған конструкциясына байланысты бір шарошкалы қашаулар бірнеше модификацияға бөлінеді (2.7 а,г-сурет). Бір шарошкалы қашаулар тұрқыдан, байланысатын басынан және сфералық шарошка мен тіректен тұрады. Тұрқысы жіңішкеленген консолды, қашау осіне 30 градусқа жантайтқан тірек пен цапфадан жасалған. Негіз құрамы екі шарикті, оның біреуі құлыпты мойынтіректерден және екі сырғанау мойынтіректерінен тұрады.
МЕСТ 20692-75 «Шарошкалы қашаулар» бойынша шарошкалы қашаулар диаметрі 46...,508мм-ге дейінгі өлшемде 39 түрі шығарылады. Жуу желісі мен үрлеу каналдарының құрылысы мен орналасуына қарай қашаулар келесідей жасалады: Ц – ортадан жуу; Г – бүйірден жуу; П – ортадан үрлеу; ПГ – бүйірден үрлеу.
2.7-сурет. Бір шарошкалы қашаулардың модификациясы:
а – жай шарошкалы; б – шарошкада сақиналы жолақтары бар; в – төменгі жуу тесігімен; г – конусты тістермен; 1 – қашау тұрқы; 2 – шарошка;
Шарошка тіректері бойынша: В – тербеліс мойынтірегі, Н – сырғанау мойынтірегі; У – шарошка тіректері саңылаусыздандырылған болып дайындалады.
Қазіргі кезде шығарылатын бұрғы қашаулары шифрына мынадай мәліметтер жазылады:
1. Қашаудың шарошка саны (І, ІІ және ІІІ);
2. Қашау диаметрі;
3. Шарошка жасақтарының дайындалуы бойынша (М, МС, МСЗ, т.б.) қашау түрлері
4. Жуу немесе үрлеу арналарының орналасуы бойынша қашау түрлері;
5. Шарошка тіректерінің конструкциялық ерекшеліктеріне қарай қашау түрлері.
Қалақшалы қашаулар.Мұнай және газ ұңғыларын бұрғылауда қалақшалы қашаулардың тау жыныстарына кесу және уату арқылы әсер етуші екі түрі қолданылады. Біріншісіне екі қалақты, екіншісіне үш және алты қалақты, алты қалақты қатты қорытпалы қашаулар жатады.
Қалақшалы қашаулар құрылымы және қатты қорытпалармен жасақталуына қарай түрпілі, жұмсақ және қаттылығы орташа тау жыныстарын, цемент тығындарын, шегендеу тізбегінің төменгі бөлігіндегі метал бөлшектерді бұрғылауға және ұңғыма оқпанын кеңейтуге арналған.
Қалақшалы қашаулардың келесідей түрлері бар:
– екі қалақшалы 2Л диаметрі 76,0...165,1мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым (2.8-сурет);
– үш қалақшалы 3Л диаметрі 120,6...469,9мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым және гидромониторлы (2.9-сурет);
– үш қалақшалы қажап-кесуші 3ИР диаметрі 190,5...269,9мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым және гидромониторлы (2.10-сурет);
– алты қалақшалы қажап-кесуші 6ИР диаметрі 76,0...269,9мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым және гидромониторлы;
– П тәрізді диаметрі 98,4...444,5мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым.
Қалақшалы қашаулардың төмендегідей түрлері (П тәріздестен басқа) шығарылады:
– М – жұмсақ жыныстарды бұрғылау үшін;
– МС – жұмсақ және орташа жыныстарды бұрғылау үшін;
– МСЗ – жұмсақ түрпілі және орташа жыныстарды бұрғылау үшін;
– С – қаттылығы орташа жыныстарды бұрғылау үшін;
П тәріздес қашаудың екі түрі шығарылады:
– Ц – цемент тығындарын және шегендеу тізбегінің төменгі бөлігіндегі металл бөлшектерді бұрғылау үшін;
– Р – ұңғы оқпанын кеңейту үшін.
Алты қалақшалы 6ИР қашаудың үш қалақшасының биіктігі қалыпты, ал үшеуінікі – қысқартылған болып келеді. Жуу қалақшалар арасында орналасқан үш канал арқылы жүзеге асады. Қалақшалы қашаулар гидравликалық түптік қозғалтқыштармен және электробұрғымен қолданылмайды, себебі қашауды айналдыру үшін үлкен айналдыру моменті қажет.
2.8-сурет. Екі қалақшалы қашау
Арнайы қолданылатын бұрғы қашаулары. Ұңғы ішінде қосалқы жұмыстар атқару үшін найза тәрізді, фрезерлі қашаулар, калибраторлар және кеңейткіштер кеңінен қолданылады. Фрезерлі қашаулардың қалақшалы ИР қашауларынан ешқандай да айырмашылығы жоқ.
Найза тәрізді қашаулар диаметрі 98,4 мм ден 444,5 мм өлшемде ПР және ПЦ түрінде шығарылады.
2.9-сурет. Үш қалақшалы қашау.
а, б – МС типті, в – сопло;
2.10 – сурет, 3ИР қашауы:
1 – тұрқы; 2 – қалақша; 3 – қатты балқытылған штырлар; 4 – сопло; 5, 8 – шайбалар; 6 – тығыздама сақинасы; 7 – болт;
ПР типті қашаулар (2.11-сурет) екі қалақты қашау негізінде дайындалған.
2.11-сурет. Найза тәрізді қашау
Қашау тұрқынан (1) және найза тәрізді қалақтан (2) тұрады. Қашау тұрқында жалғастыру бұрандасы және екі жуу тесігі (3) бар. Қалақтар қатты қорытпа кескіштермен жабдықталған. Қалақтардың калибрлеуші қырларында цилиндрлі тістер орналастырылған. Бұл қашаулар ұңғы оқпанын өңдеу және тазарту үшін қолданылады.
ПЦ типті қашаулар ПР қашауларына ұқсас, тек қалақтарының бүйір жақтары қатты қорытпамен қатайтылмаған. Бұл қашаулар шегендеу тізбектерінің цемент тастарын бұрғылау үшін қолданылады.
Алмаз қашаулар және синтетикалық поликристалды алмазбен қаруланған қашаулар.Алмаз қашаулар тік және көлбеу-бағытталған ұңғыларда құмтас, доломит, әктас қабаттарын бұрғылау барысында, шарошкалы қашауларды пайдалану тиімсіз болған жағдайда қолданылады. Алмазды қашауларды дұрыс қолдану келесі тиімді жағдайларды қамтамасыз етеді: