15.01.2021

Установки для вибрационного бурения


Известно около 20 установок для бурения скважин глубиной от 3 до 30 м с использованием вибрационного метода (табл. 78).

Большинство из них было изготовлено в количестве 1—3 шт. и широкого распространении не получили в связи с недостатками конструкции.

Установки вибрационного бурения подразделяются на два основных типоразмера: легкие переносные станки и самоходные установки.

Переносные станки дли вибрационного бурения предназначены для проходки скважин диаметром 40—80 мм на глубину 3—10 м.

По существу эти станки представляют собой вибратор с возмущающей силой 500—700 кГ с приводом от бензодвигателя «Дружба» мощностью 3 л.с.

Во время бурении вибратор крепится к бурильным штангам. Извлечение бурильных труб для подъема керна осуществляется вручную. Вес таких станков равен 20—40 кг.

Переписные станки дли вибрационного бурения нашли крайне ограниченное применение в связи с недостаточной производительностью, крайней трудоемкостью обслуживания и большим весом, чем мотобуры для шнекового бурения.



Самоходные установки предназначены для бурения скважин с начальным диаметром 219—146 мм и конечным 73—127 мм на глубину 15—25 м. Основным рабочим органом этих установок является вибратор или вибромолот с возмущающей силой 1400—3500 кг, с приводом от одного или двух электродвигателей мощностью 4,5—7 квт.

Для проведения спуско-подъемных операций предусмотрены обычно планетарные или фрикционные лебедки грузоподъемностью 1500—4000 кГ при скорости навивки каната на барабан в пределах 0,17—0,61 м/сек.

Электроэнергию для природа электродвигателей вибропогружателей вырабатывают генераторы мощностью 12—28 квт, привод которых осуществляется от транспортных двигателей установок. Высота мачты обычно равна 5—8,5 м.

Все оборудование смонтировано на автомобилях типа ГАЗ-63. 311Л-151 или на тракторах.

Среди рассматриваемых установок наибольшее распространение получили установки ВБУ-ГЛЗ-63 конструкции Мосгоргеотреста, АВБ-1М конструкции Гидропроекта и СВУ-55.

Основные параметры технических характеристик установок вибрационного бурения приведены в табл. 78.

В настоящее время завод им. Воровского осваивает серийное производство установки АВБ-2М (рис. 42).
Установки для вибрационного бурения

Установка АВБ-2М предназначена для бурения скважин диаметром 168—108 мм на глубину 15—20 м с использованием вибратора ВБ-7, имеющего возмущающее усилие порядка 3500 кГ Привод вибратора осуществляется от электродвигателя мощностью 7 квт. Вес вибратора с электродвигателем равен 350 кг.

При бурении гидрогеологических скважин для облегчения обсадки трубами используется так называемый «горловой» вибратор, закрепляющийся на обсадной колонне.

Для спуско-подъемных операций предусмотрена планетарная лебедка грузоподъемностью 4 T и скоростью навивки каната на барабан 0,6 м/сек.

Такая лебедка позволяет использовать на установке кроме вибрационного бурения ударно-забивной метод с отрывом стакана от забоя, желонировать скважину в процессе обсадки.

Для перевозки бурового персонала и коллектора на установке АВБ-2М предусмотрена дополнительная кабина.

Баланс затрат рабочего времени при бурении установками ВБУ-ГАЗ-6З, СВУ-55, ВБУ-ЭЛ-l, ВУЛ-2, БУР-зоид (табл. 79) свидетельствуют о том, что чистое бурение при глубинах скважины от 10 до 40 м занимает от 6 до 24%. Максимальные затраты времени от 30 до 48% связаны с проведением спуско-подъемных операций. Несколько меньше времени — около 27%—занимали эти операции в установке ЭВБУ-20. где спуск и подъем керноприемника осуществлялся на канате. Весьма трудоемкой, операцией при вибробурении является обсадка скважины, занимающая от 5 до 28% времени. Затраты времени на обсадку прогрессивно возрастают с глубиной, так же как и время, затрачиваемое на очистку снаряда (от 3 до 11,6%). При бурении неглубоких скважин, когда виброметод наиболее эффективен, до 24,6—33,4% времени занимают монтажно-демонтажные операции. По мере увеличения глубины до 40 м они уменьшаются до 2,1%.

Таким образом, характерной особенностью виброметода является то, что собственно бурение занимает не более четверти всего цикла сооружения скважины благодаря сравнительно высоким механическим скоростям. Остальное время затрачивается на разного рода вспомогательные операции.

В связи с этим, очевидно, что само по себе улучшение характеристики вибропогружателя не может обеспечить существенного повышения производительности, так как даже при двукратном увеличении механической скорости рост производительности не превысит 5—10%.

Это обстоятельств подтвердили испытания нового вибромолота, проведенные Мосгоргеолтрестом. Несмотря на увеличение мощности в 2 раза, по сравнению с вибромолотом БТ-9, общая производительность проходки не повысилась.

Диалогичные результаты были получены в Центрально-Казахстанском ГУ, где создание мощной установки ВУД-25 привело, с одной стороны, к увеличению длины рейса более чем вдвое, механической скорости в 3,5 раза, а с другой — вызвало снижение времени чистого бурения в 4 раза из-за большого веса и громоздкости оборудования и повышения затрат времени на вспомогательные и монтажно-демонтажные операции.

Реализовать преимущества виброметода, связанные с высокими скоростями углубки в определенных разновидностях пород можно, лишь обеспечив высокопроизводительное выполнение таких вспомогательных операции, как спуск и подъем снаряда, а также монтаж и демонтаж установки.

В то же время при вибробурении целесообразно ориентироваться на применение возможно более жестких штанг, которые снижают влияния глубины на эффект вибрации но имеют большой вес и, следовательно, затрудняют проведение спуско-подъемных операций.

В этой связи, вероятно, целесообразно использовать при вибрационном бурении легкосплавные бурильные трубы большого диаметра, что позволяет увеличить жесткость колонны без увеличения ее веса.

Подъем снаряда начинается с его срыва после углубления на 1,5—3 м. Известно, что величина возникающего при этом усилия достигает 3—7 Т.

Включение вибропогружателя уменьшает это усилие до 2 Т, по ведет к потере керна. Следовательно, лебедка установки должна обладать достаточной грузоподъемностью на прямом канате для быстрого и безотказного проведения часто повторяющейся операции. В дальнейшем скорость подъема зависит от скорости навивки каната на барабан лебедки. Достаточно высокая скорость необходима и при манипуляциях с порожним элеватором и штангами и во время спуска.

Имея в виду применение в породах I и IV группы ударного метода, необходимо для этой цели иметь скорость навивки, удовлетворяющую процессу ударно-канатного бурения.

Таким образом, лебедка должна маневренно переключаться с тихоходного режима работы при высокой грузоподъемности на быстроходный режим с увеличением скорости в 3—4 раза.

Такой режим может быть достигнут использованием в трансмиссии установок турботрансформатора.

Спуск и подъем снаряда могут быть значительно ускорены при использовании длинных свечей. Это требует соответствующей мачты, которая должна быть рассчитана по высоте и на работу желонкой.

Увеличение высоты мачты, введение элементов механизации и другие усовершенствования не должны отражаться на времени монтажно-демонтажных операций, что требует одновременного решения вопроса быстрой укладки и подъема мачты и вывешивания установки на домкратах.

Очевидно, что наиболее кардинально вопрос создания виброустановок, обеспечивающих, стабильные рейсовые скорости, малозависящие от глубины скважин при максимальной трудоемкости вспомогательных операций, может быть решен лишь при условии использования забойных вибропогружателей.

В качестве монтажной базы виброустановки наиболее целесообразно использовать мобильные автомашины высокой проходимости, что способствует снижению затрат времени на транспортировку оборудования которая в значительной степени влияет на производительность процесса сооружения скважины.

Следует отмстить, что создание легких передвижных установок со штангами малого диаметра и с основными параметрами (мощность, грузоподъемность, высота мачты), значительно уступающими мощному самоходному оборудованию, приводит к существенному снижению технико-экономических показателей и главным образом к росту декремента затухания скорости. Это можно видеть на примере передвижной установки ВУМ, при бурении которой рейсовая скорость снижается в 1,5—2 раза более интенсивно, чем при работе ВБУ-ГАЗ-63 (0,2-0,3 вместо 0,12—0,2 в породах I группы).

Опыт эксплуатации облегченных виброустановок УВБ-3 и УВБ-15 также свидетельствует о низкой эффективности такого оборудования в связи с увеличением затрат времени на вспомогательные операции, которое не может быть компенсировано высокой механической скоростью.





Яндекс.Метрика