Вопрос-1 (Состав оборудования для геологоразведочного бурения)

Буровая установка — это комплекс наземных сооружений, бурового и энергетического оборудования, необходимых для бурения скважин.

Состав буровой установки (оборудования):

-узлы, механизмы и сооружения для спуска, наращивания и подъема бурильных колонн и для спуска обсадных труб;

-узлы и механизмы для вращения и подачи инструмента;

- механизмы, приспособления и инструмент для механизации спус-ко-подъемных операций;

-оборудование для промывки (продувки) скважины, приготовле­ния и очистки промывочной жидкости от шлама (при вращательном бурении);

-силовой привод для приведения в действие буровых машин и механизмов.

Буровой агрегат — комплекс основных машин и механизмов, вклю­чающий буровой станок, приводной двигатель с пусковым устрой­ством, трансмиссию, буровой насос с приводом, необходимым для бурения скважины.

Вопрос-2 (Выбор буровых установок по траспортабельности. Различие буровых установок по типу вращателя и по типу подачи. Принцип работы гидросистемы шпиндельных буровых станков с автоперехватом. Выбор бурового станка для различных условий бурения. Примерный ряд буровых станков для бурения геологоразведочных скважин отечественных и зарубежных производителей.

Выбор буровой установки

БУРОВАЯ УСТАНОВКА- комплекс механизмов и сооружений необходимый и достаточный для сооружения (бурения) буровой скважины.

Транспортабельность - второй подходделения буровых установок на группы По транспортабельности установки делятся на: переносные, самоходные, передвижные и стационарные. Главным принципом выбора типа установки по транспортабельности логично считать соотношение времени на бурение скважины и времени на перемещение и монтаж установки, естественно с учетом других факторов. Поскольку время на бурение скважины зависит в первую очередь от глубины скважины и буримости пород, то очевидно, что для мелких скважин до 10-25 м целесообразно принять переносные, а для глубоких и в твердых породах, когда скважина бурится несколько месяцев, лучшие условия бурения дает стационарная установка.Для скважин средней глубины в мягких или средних породах и для более глубоких скважин в мягких или средних породах, но при бескерновом бурении, т.е. в тех случаях, когда скважина бурится достаточно быстро, целесообразно применять самоходные буровые установки (СБУ); для скважин средней и повышенной глубины в твердых породах, которые бурятся 2-3 месяца, выгодно применять передвижные буровые установки (ПБУ).

Буровые станки и единые буровые установки принципиально делятся на три группы по типу вращателя

Роторный вращатель представляет собой приводимый во вращение диск, установленный на основании буровой установки и имеющий по центру фигурное (обычно квадратное) отверстие. Через это отверстие пропускается такого же сечения (квадратного) длинная ведущая труба, на местах часто так и называемая "квадрат". Вращение и крутящий момент от ротора передается на ведущую трубу и, следовательно, на весь буровой снаряд. При этом ведущая труба может свободно скользить в отверстии ротора и перемещаться в осевом направлении на всю свою длину. Ротор только вращает буровой снаряд и не участвует ни в осевом перемещении, ни в регулировании усилий передаваемых на ведущую трубу и, следовательно, в регулировании осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент (П.Р.И.).

Достоинство установок с роторным вращателем - простота и надежность устройства, и главное возможность бурения без остановки и на всю длину ведущей трубы, достигающей в разведочном бурении, 6-8 м.

Недостатки - ограниченные возможности в качественном регулировании осевой нагрузки на ПРИ, невозможность забуривания наклонно-направленных скважин.

Шпиндельный вращатель включает в себя пустотелый вал - "шпиндель", через который пропускается ведущая бурильная труба круглого сечения. На концах шпинделя имеются зажимные патроны, которые надежно закрепляют в шпинделе ведущую трубу, обеспечивая передачу ей вращения, крутящего момента и осевых усилий. В современных схемах шпиндельных вращателей, жестко на шпинделе закреплен один верхний патрон, а нижний зажимной патрон закреплен на вращающейся, но не имеющей осевого перемещения, втулке.

Шпиндель получает вращательное движение через шлицевое соединение от трансмиссии станка и при этом может перемещаться в осевом направлении, под действием осевых усилий передаваемыхему от гидравлической (или механической в старых станках) системы подачи. Непрерывный ход шпинделя зависит от его длины и хода подачи и обычно составляет 40-60 см. (у зарубежных станков до 1м.) Такой ограниченный малый ход шпинделя является главным недостатком шпиндельных станков, В современных станках он почти полностью компенсируется при наличии "автоперехвата". К сожалению, эта система недостаточно надежна и при плохом обслуживании часто выходит из строя. Другим недостатком шпиндельных станков является невозможность наращивания бурильных труб без отрыва бурового снаряда от забоя скважины, хотя имеется принципиальная возможность наращивать ведущую трубу через верхний конец, но она на практике не реализуется.

Достоинствами станков со шпиндельным вращателем являются высокие возможности качественного регулирования осевых усилий (осевая нагрузка на ПРИ) и скорости углубки, компактность станка, а также близкое расположение вращателя к устью скважины, что снижает возможность вибрации.

Подвижный вращатель включает направляющую мачту, по которой перемещается сам механизм вращателя, получающий вращение и крутящий момент либо от вертикального вала, либо от автономного двигателя, как правило, гидромотора, закрепленного на механизме вращателя и составляющего с ним одно целое.

Подвижный вращатель подсоединяется к верхнему концу верхней бурильной трубы (Ведущей трубы как таковой не требуется) и таким образом передает вращение, крутящий момент и осевые усилия непосредственно на весь буровой снаряд. Ход вращателя, непрерывный, зависит от высоты (длины) направляющей мачты, не меньше длины бурильных труб и достигает 5-7 м. Такая схема позволяет наращивать буровой снаряд, не отрывая его от забоя. Осевые усилия на вращатель и, следовательно, на буровой снаряд создаются гидравлической системой (исключение УКБ 12/25 с механической подачей) что позволяет качественно регулировать осевую нагрузку и скорость углубки. Таким образом, станки с подвижным вращателем сочетают в себе достоинства и роторных - большой непрерывный ход подачи, и шпиндельных - хорошее качество регулирования осевой нагрузки и скорости углубки. Дополнительное достоинство подвижного вращателя - возможность наращивания бурильных труб без отрыва снаряда от забоя. К недостаткам можно отнести - большое удаление вращателя от устья скважины, что может вызвать вибрацию и ограничивает применение высоких оборотов при большом ходе вращателя и не компактность конструкции.