15.01.2021

Установки для вращательного бурения с прямой и обратной промывкой


При бурении скважин глубиной 50—100 м преимущественно в наносной толще, сложенной рыхлыми неустойчивыми отложениями, для инженерно-геологических изысканий геологоразведочных работ и т. п. применяются в основном самоходные установки СБУД-150-ЗИВ, СБУЭ-150-ЗИВ и УРБ-2А для вращательного колонкового бурения как с промывкой, так и с призабойной циркуляцией промывочной жидкости, характеристики которых приведены в табл. 61.

Наиболее мощная из этих установок УРБ-2А позволяет также производить бурение всухую с использованием ложковых и змеевиковых буров большого диаметра для проходки шурфоскважин, шнекового инструмента для бурения короткими рейсами, а также шарошечного бурения с продувкой сжатым воздухом. Вообще следует иметь в виду, что при вращательном бурении коронками больших диаметров в рыхлых и мягких породах с ограниченным количеством промывочной жидкости, при бурении всухую или при очистке забоя сжатым воздухом вследствие повышенного трения наконечника о забой, а снаряда о стенки скважины требуется большая мощность и крутящий момент на вращателе по сравнению с очисткой забоя от шлама промывочной жидкостью. В этой связи параметры вращателей буровых установок, которые рассчитаны на эффективное бурение скважин глубиной 150—200 м, в породах средней твердости необходимы и при бурении более мелких скважин большого диаметра в рыхлых и мягких породах.

Методическое требование бурения укороченными рейсами, а также ограничения по длине рейса, связанные с необходимостью бурения с малой подачей промывочной жидкости или всухую, делают также целесообразным использование высоких мачт, которыми оснащены эти установки, поскольку удельный вес спускоподъемных операций в процессе проходки скважин велик, а неустойчивость стенок скважины требует быстрого их проведения. Возможные частые прихваты инструмента в имеющих место условиях бурения вполне оправдывают и грузоподъемность лебедок, которыми оснащены эти установки.

Таким образом, с точки зрения величин параметров основных рабочих органов установок, высоты мачты и мощности привода упомянутые установки вполне отвечают требованиям проходки скважин в рассматриваемых условиях при вращательном бурении.

С помощью буровых установок СБУД-150-ЗИВ чаще всего бурят скважины безнасосным способом. В этом случае установки обычно оснащаются рычажно-цепной подачей с ходом 3000 мм и ведущей штангой. Возможность работы с бурильными трубами диаметром 42 мм ограничивает целесообразные диаметры буровых наконечников в пределах 132 мм. Высота мачты установки в 9,5 м позволяет применять колонковые снаряды для безнасосного бурения всех имеющихся конструкций. Дизельный двигатель Д-48, как показал длительный опыт эксплуатации этих установок, обеспечивает стабильную их работу в наиболее тяжелых условиях.

Установка СБУЭ-150-ЗИВ является еще одной разновидностью этого типоразмера установок.

В отличие от СБУД-150-ЗИВ эта установка полностью электрифицирована. Первичным двигателем является транспортный двигатель автомашины, который приводит генератор мощностью 24 квт. Все рабочие органы установки имеют индивидуальный привод от электромоторов.

Опыт эксплуатации этой установки подтвердил, что геолого-технические условия и применяющаяся технология бурения требуют повышенной мощности на вращателе по сравнению с колонковым бурением с промывкой.

А.С. Карачевым были проведены замеры затрат мощности на вращателе установки СБУЭ-150-ЗИВ при бурении твердосплавными коронками диаметром 112 мм с промывкой и безнасосным способом скважин глубиной до 25 м в породах III—IV категорий.

Данные замеров приведены в табл. 62.

Очевидно, что при безнасосном способе бурения, даже коронками диаметром 112 мм двигатель в приводе ротора постоянно работает в режиме перегрузки. При бурении коронками диаметром 132 мм перегрузка двигателя еще больше возрастает.

В связи с этим при модернизации установки в качестве первичного двигателя установлен дизель Д-37, который приводит генератор мощностью 24 квт и через карданную передачу — ротор,

Установка УРВ-2Л имеет привод от транспортного двигателя мощностью 109 л. с., оснащена роторным вращателем с проходным отверстием диаметром 150 мм. Высокая приводная мощность, ведущая штанга длиной 7 м, двухбарабанная лебедка, позволяющая подвешивать ведущую штату во время спуско-подъемных операций, возможность применения бурильных труб диаметром 03,5 мм позволяют использовать эту машину для бурения шурфоскважин диаметром 1,0—1,5 м на глубину до 5—10 м с использованием шнековых или ковшевых буров.

Установка УРБ-2Л в основном используется также и для бурения шарошечными долотами сейсмических скважин с промывкой и с продувкой сжатым воздухом.

В последнее время ее применяют и для бурения скважин с обратновсасывающей промывкой. Этому в значительной мере способствует то обстоятельство, что установка оснащена двумя лебедками, позволяющими проводить основные и вспомогательные операции независимо друг от друга. Механизм принудительной подачи долота обеспечивает успешную перебурку твердых пропластков, поскольку при бурении мелких скважин веса снаряда может оказаться недостаточно. Черкасская гидрогеологическая экспедиция несколько модернизировала эту установку в соответствии с требованиями технологии бурения с обратновсасывающей промывкой, установив на ней ротор и квадратную штангу от установки УРБ-ЗАМ. При этом возможные скорости вращения снаряда изменялись в пределах 10—126 об/мин. Скважины глубиной 30—60 м и диаметром порядка 750 мм бурились на фильтрационных завесах для вертикального дренажа, водоснабжения и т. п. Как показал опыт, бурение с эрлифтной откачкой обеспечивает большую эксплуатационную надежность работы системы очистки скважины от шлама по сравнению с центробежными насосами, так как незначительные потери воздуха через неплотные соединения не нарушают режима проходки.

Установка УРБ-2А-2 оснащена канатным механизмом подачи с полиспастной системой и с приводом от гидроцилиндра.

Ход подачи, составляющий 5200 мм, позволяет применять вращательное бурение с промывкой, продувкой или шнековой колонной.

Благодаря подвижному вращателю наращивание бурильной колонны по мере углубления скважины можно производить не отрывая снаряд от забоя, что улучшает условия отбора керна, а также сокращает затраты времени по сравнению с роторным вращателем и ведущей штангой.

Спуско-подъемные операции производятся механизмом подачи.

Подвижный вращатель обеспечивает при этом механизацию свинчивания и развинчивания бурильных труб.

Установка предназначена в основном для бурения сейсмических скважин сплошным забоем.

Зарубежные установки для бурения глубиной до 100 м обычно оснащены центробежными насосами эжекционными или эрлифтными устройствами.

В интервале глубины до 50 м буровые установки с центробежным насосом превышают по производительности установки с эрлифтной системой отсоса примерно в 2,5 раза. Большинство установок обеспечивает бурение скважин диаметром 500—750 мм. Установки для бурения скважин до диаметра 1000 мм являются исключением.

Скорость вращения инструмента изменяется в пределах 8—70 об/мин. Бурильные трубы при очистке забоя водоструйными насосами имеют диаметр 73—89 мм, при эрлифте или откачке центробежными насосами диаметр их изменяется в пределах 94—150 мм. Обычно установки имеют две или три лебедки. Максимальная грузоподъемность инструментального барабана в большинстве случаев равна 2,5—3 кГ, вспомогательного 0,8—1,5 T. Высота мачт рассматриваемых установок, как правило, не превышает 9—11 м, а их грузоподъемность 10—15 Т. Мощность дизельного привода этих установок меняется в пределах 30—90 л. с. Производительность центробежных насосов обычно составляет 1400—2000 л/мин, компрессоров 2 м3/мин. Вес установки чаще всего равен 9,5—13,6 г.





Яндекс.Метрика