Морское бурение разведочных скважин

курсовая работа

3.2 Выбор бурового оборудования

В состав бурового оборудования входят: буровая мачта, лебедка бурового станка ЗИФ -650 для ударно-забивного бурения, а для тяжелых грузовых операций с трубами - талевая лебедка станка СБА-500 или СКБ-4, вращатель ВМБ-5, вибратор ВБ-7М, насос НБ3-120/40. Рассмотрим каждое из используемого оборудование.

В качестве буровой мачты используем Л-образную буровую мачту. Мачта Л-образной формы с опорой ферм на боковые корпуса так как в результате ее применения образуется большая рабочая площадь у бурового проема, и фермы не мешают размещению оборудования. Мачта состоит из двух сварных трубчатых ферм, соединенных кронблоком и опирающихся на палубу шарнирными башмаками. Что позволяет укладывать ее с опорой на кормовую надстройку для повышения остойчивости ПБУ при буксировках на дальнее расстояние. На кронблоке расположены подпружиненный (для смягчения рывков) ролик троса инструментальной и ролики талевой лебедок. Высота мачты 30 м, максимальная нагрузка на кронблочную раму 30 т.

Для спускоподъемных операций и ударно-забивного бурения используется лебедка бурового станка ЗИФ-650М. Буровой станок ЗИФ-650М, представленный на рис. 3 выпускается с 1949 года, прошел ряд модификаций. Станок имеет один гидропатрон, без автоперехвата. Выпускается в 2 исполнениях с приводом от дизеля и электродвигателя.

Рис. 3 Буровой станок ЗИФ-650М:

1 - электродвигатель станка; 2 - электродвигатель маслонасоса;3 - соединительная муфта; 4 - маслонасос; 5 - муфта сцепления; 6 - тормоз спуска; 7 - рукоятка управления тормозами; 8 - тормоз подъема; 9 - лебедка; 10 - рукоятка включения лебедки; 11 - коробка скоростей; 12 - рукоятка включения вращателя; 13 - рукоятка крана гидропатрона; 14 - пружинно-гидравлический патрон; 15 - пульт гидравлического управления; 16 - вращатель; 17 - станица; 18 - рукоятка ручного маслонасоса; 19 - рама; 20 - рукоятка управления гидросистемой; 21 - рукоятка;

Технические характеристики бурового станка ЗИФ-650М приведены ниже в табл. 3

Таблица 3.

Технические характеристики бурового станка ЗИФ-650М

Параметры

Тип станка

ЗИФ-650М

Привод

Тип

АД

Мощность, кВт

30

Лебедка

 

Тяговое усилие максимальное, кН

35

Скорость намотки каната на барабан, м/с

 

максимальная

6,25

минимальная

0,7

Регулирование скорости намотки

Дискретное

Вращатель

 

Крутящий момент, максимальный, даН*м

302

Частота вращения шпинделя:

 

диапазон, об/мин

87 - 800

Регулирование

Дискретное 8ск.

Усилие подачи шпинделя, кН

Вверх

88

Вниз

66

Диаметр проходного отверстия шпинделя,мм

66

Длина хода подачи, мм

500

Дополнительные устройства:

Гидроподъем

1

Автоперехват

-

Длина

2700

Ширна

1200

Высота

2200

Для тяжелых грузовых операций с трубами будем использовать лебедку бурового станка СКБ-4 с талевой оснасткой. Буровой станок СКБ-4 представлен на рис.4, является шпиндельным станком моноблочной компоновки с продольным расположением лебедки и системой гидравлической подачи инструмента.

Рис. 4. Буровой станок СКБ-4

1 - станина; 2 - рама; 3 - сцепление; 4 - рукоятка сцепления; 5 - рукоятка включения лебедки; 6, 9 - рычаги тормозов подъема и спуска; 7, 8 - тормоза подъема и спуска; 10 - рычаг коробки передач; 11 - лебедка; 12 - рукоятка раздаточной коробки; 13 - трансмиссия; 14 - указатель давления; 15 - вращатель; 16 - гидросистема станка с автоперехватом; 17 - дроссель; 18 - прибор управления; 19 - регулятор подачи; 20 - распределитель; 21 - цилиндр перемещения станка.

На станине собраны: электродвигатель, коробка передач со сцеплением от автомобиля ЗИЛ-131, раздаточная коробка с закрепленным на ее фланце вращателем, лебедка, тормоза спуска и подъема, маслонасос с индивидуальным электроприводом, пульт управления гидросистемой, маслобак, ручной маслонасос и цилиндр перемещения станка с гидрозамком. Станина установлена на раме, которая является основанием станка, соединяющимся с основанием буровой установки или каким-либо другим фундаментом с помощью анкерных болтов.

К особенностям станка относятся: высокая частота вращения шпинделя и рациональное распределение диапазона скоростей; плавность подачи бурового инструмента с помощью новой гидросистемы с напорным золотником и дросселем на сливе; возможность бурения снарядами со съемным керноприемником (для чего увеличен диаметр проходного отверстия шпинделя); оснащение усовершенствованной системой автоматического перехвата ведущей трубы в процессе бурения без остановки вращения; установка указателя давления на забой киловаттметра, которые обеспечивают достаточную информацию о технологическом процессе. В станке применены автомобильная коробка скоростей и муфта сцепления автомашины ЗИЛ-131, имеющие высокую надежность. Технические характеристики бурового станка СКБ-4 представлены ниже в табл. 4.

Таблица 4.

Технические характеристики бурового станка СКБ-4.

Параметры

СКБ-4

Привод:

Тип

АД

Мощность, кВт

22

Лебедка:

Тяговое усилие максимальное, кН

26

Скорость намотки каната на барабан, м/с:

Максимальная

1,8

Минимальная

0,45

Регулирование скорости намотки

Дискретное 4 ск.

Вращатель:

Крутящий момент максимальный, кН·м

127

Частота вращения шпинделя:

Диапазон, об/мин

155-1600

Регулирование

Дискретное 8 ск.

Усилие подачи шпинделя, кН:

Верх

60

Вниз

40

Диаметр проходного отверстия шпинделя, мм

55

Длина хода подачи, мм

400

Дополнительные устройства:

Гидропатрон

2

Автоперехват

-

Длина

1800

Ширина

1200

Высота

1800

Масса, кг:

Станок (без маслостанции, шкафа управления, преобразователя).

1800

В качестве одного из важнейших узлов - вращателя - будем использовать вращатель ВМБ-5. Наиболее простым в изготовлении, надежным и удобным в работе для бурения с ПБУ скважин глубиной до 100 метров, при глубине моря до 50 метров является вращатель для моского бурения ВМБ-5, представленный на рис. 5. Он состоит из станины на которой смонтировано серийно выпускаемое оборудование: электродвигатель, муфта сцепления, коробка передач, ротор буровой установки УРБ-3АМ. Конструктивная особенность ВМБ-5 - стол ротора, снабженный двумя вкладышами: наружным и внутренним. Причем внутренний вкладыш соединен с наружным, а последний со столом ротора шарнирно при помощи пальцев, установленных в двух диаметрально перпендикулярных плоскостях. Это исключает изгиб ведущей штанги при наклоне палубы ПБУ до 10°.

Рис. 5. Вращатель морской буровой ВМБ-5:

1 - станина; 2 - рото; 3 - наружный вкладыш; 4 - внутренний вкладыш; 5 - пальцы; 6 - коробка передач; 7 - электродвигатель; 8 - рельсовые пути; 9 - четырехгранная ведущая штанга; 10 - груз для передачи усилия на забой.

ВМБ-5 монтируют на установленных на ПБУ рельсах, с возможностью его перемещения по ним на роликах к скважине и от скважины и стопорения в этих положениях при помощи шаровых стопоров. Передвижение вращателя осуществляют тросом лебедки через канифас-блоки. Технические характеристики вращателя ВМБ-5 представлена ниже в табл.5.

Таблица 5.

Технические характеристики вращателя ВМБ-5.

Параметры

ВМБ-5

Способ устранения влияния качки

Шарнирный вкладыш ротора

Проходное отверстие ротора, мм

250

Частота вращения ротора, об/мин

45, 94, 170, 290, 37 (обратный ход)

Мощность привода, кВт

7,5

Габариты, мм

Длина

2055

Ширина

950

Высота

1100

Масса, кг

820

Для ликвидации прихватов инструмента в неглубоких скважинах (до 100 - 150 м) будем использовать поверхностные вибраторы. Благодаря расположению их над устьем скважины и без ограничения в размерах, удается передать на бурильную или обсадную колонну продольную вибрацию значительной мощности. Выбираем вибратор ВБ-7М технические характеристики которого представлены ниже в табл. 6:

Таблица 6.

Технические характеристики вибратора ВБ-7М

Параметры

ВБ-7М

Момент эксцентриков, Н·м

24

Угловая скорость,

141,4

Масса, кг

600

По устройству вибратор состоит из корпуса в котором на горизонтальном валу расположен эксцентричный груз-дебаланс. Вал с дебалансом получает вращение через клиноременную передачу от электродвигателя, установленного через прокладку на корпусе вибратора.

Корпус имеет резьбовой ниппель для соединения с аварийной колонной и серьгу для соединения с канатом лебедки. Вибратор закрепляют на бурильной колонне, дают натяжку колонне лебедкой и после этого включают. Освобождение от легкого прихвата наступает через 15-20 минут работы вибратора. На тяжелый прихват может быть затрачено 4-5 часов. Эффективность применения вибратора снижается с увеличением глубины прихвата ввиду поглощения вибрации массой бурильных труб.

Буровые насосы предназначены для подачу в скважину промывочной жидкости с целью очистки забоя и ствола скважины от шлама и выноса его на поверхность, охлаждения ПРИ и привода в действие гидравлических забойных двигателей. Выбранный буровой насос представлен ниже на рис. 6.

Рис. 6. Буровой насос НБЗ-120/40.

1 - насос; 2 - приводной блок; 3,4 - раздельные рамы, соединенные болтами; 5 - клиноременная передача; 6 - ограждение; 7 - сальник с плунжером; 8 - манометр; 9 - предохранительный клапан.

Технические характеристики насоса НБЗ-120/40 представлены в табл. 7:

Таблица 7.

Технические характеристики насоса НБЗ-120/40

Параметры:

НБЗ-120/40

Подача, л/мин

15-120

Максимальное давление, мПа

4; 2

Число цилиндров (плунжеров)

3

Диаметр цилиндра (плунжера), мм

63

Длина хода поршня (плунжера), мм

60

Число двойных ходов поршня в 1 мин

31-49

Диаметр внутреннего рукава:

Всасывающего

50

Напорного

38

Шифр двигателя

АО2-51-4

Мощность привода, кВт

7,5

Габаритные размеры (без двигателя), мм:

Длина

945

Ширина

610

Высота

400

Масса (без двигателя), кг

400

Делись добром ;)