Шегендеу тізбектері 1 глава

Калибраторлар

Калибратор ұңғы оқпанын белгілі қашау диаметріне тең өлшемге дейін өңдеу және радиалды соғу күштерін жою үшін қолданылады. Калибратор қашаудан жоғары орналастырылады. Калибраторлар қалақты және шарошкалы етіліп дайындалады. Қалақтар саны бойынша үш, төрт, алты қалақты болып келеді. Жасақтары қатты қорытпа, алмас, ИСМ түрлеріне бөлінеді. Жасақтары қатты қорытпа үш қалақты калибратор конструкциясы 2.23-суретте көрсетілген.

2.23-сурет Жасақтары қатты қорытпа үш қалақты калибратор

а –тік қалақшалы;б – бұрандалы (спираль) қалақшалы

Қалақшалы калибратордың басты кемшілігі жасақтарының тозуына байланысты тиімді диаметрінің тез төмендеуінде.

Шарошкалы калибратор негізінен үш шарошкалы етіліп дайындалады (2.24-сурет). Шарошкалар калибратор тұрқындағы осьтеріне белгілі бұрышпен отырғызылады. Жасақтар тіс тәрізді немесе қатты қорытпадан дайындалған тістер түрінде болуы мүмкін.

2.24-сурет. Калибраторлар: а – үш қалақты: 1 – тұрқы; 2 – муфта; 3 – сақина; 4 – тірек; 5 – қатты қорытпа тіс;

Айналуға кедергі моментінің төмендігі және ұңғы оқпанымен жеңіл өтетіндігіне байланысты бұрғылау тізбегін ұңғы ішінде тіке бағыттап, ұстау мақсатында шарошкалы калибраторлар кеңінен қолданыс тапқан. Калибратор қашаудан едәуір жоғары орналастырылады. Калибраторларды қолдану – ұңғы диаметрінің кішіреюін және радиалды соғу күштерін төмендетеді. Бұл қашау төзімділігін едәуір арттырады.

Ұңғы диаметрін қашау диаметріне дейін кеңейтуге арналған аспапты кеңейткіштер деп атайды. Мысалы ұңғыны диаметрі 269,9 мм қашаумен бұрғылайды. Керн диаметрі 212,7 мм колонкалық қашаумен алынды. Ұңғы диаметрін 212,7 мм-ден, 269,9 мм- ге жеткізу үшін кеңейткіш қолдану қажет.

2.25, а-суретте үш шарошкалы кеңейткіш конструкциясы және жұмыс істеу схемасы көрсетілген. Кеңейткіш үш аяқты (3) муфта (2) пісіріліп ұстатылған тұрқыдан (1) тұрады. Кеңейткіш аяқтарындағы цапфаға екі конусты шарошкалар отырғызылған. Шарошка жасақтары фрезерленіп ойылған немесе қатты қорытпа тістер түрінде болуы мүмкін. 2.25, б- суретте бір шарошкалы кеңейткіш конструкциясы және оның жұмыс істеу сұлбасы көрсетілген. Кеңейткіш тұрқыдан (1) және мойынтіректерге (3) отырғызылған шарошкадан (2) тұрады. Шарошка қатты қорытпа тістерімен жабдықталған.

2.25-сурет. Кеңейткіштер:

а – үш шарошкалы; б – бір шарошкалы

Центратор – бұл жұмыс процесі кезінде бұрғылау тізбегінің төменгі бөлігін ұңғы ортасында ұстап тұруға арналған сайман. Ол түптік қозғалтқыштың тұрқына немесе бұрғылау тізбегі құбырлары аралығына орналастырылады. Екінші жағдайда ол тізбектік деп аталады. Центратордың ұзындығы қашау диаметріне тең немесе екі есе ұзын болуы керек.

Стабилизаторлар ұңғы оқпанын бағыттауға және жұмыс процесі кезінде бұрғылау тізбегін ұңғы оқпаны ортасында ұстап тұруға арналған.

Жоғарыда аталған барлық саймандардың диаметрі қолданыстағы қашаудың диаметріне тең болуы керек. Керекті жағдайда түптік қозғалтқыштардың тұрқыларына диаметрі қашау диаметрінен 2-14 мм аз келетін центраторлар орнату ұсынылып жүр.

Құрылымы жағынан жоғарыда аталған саймандардың үш тобы бір-бірінен көп айырмасы жоқ. Калибраторлардың, центраторлардың және стабилизаторлардың атқаратын функциялары бірдей.

Қашауды ауыстыру кезінде бұрғылау тізбегін көтерусіз турбиналық және роторлық бұрғылауға арналған алынып-салынбалы (орнатылымды) қашаулар болады.Жұмыс істеп болған қашауды ауыстыру үшін бұрғылау тізбегін көтерусіз бұрғылау әдісі, бұрғылау тізбегінің ішінде жаңа қашауды түсіруге, ал жұмыс істеп болған қашауды көтеруге (арқан немесе арнайы аспап-овершот немесе кері айналдыру көмегімен) негізделеді.

Турбиналық бұрғылау үшін орнатылымды роторы бар турбобұрғының арнайы құрылысы жасалған, оған орнатылымды қашау жалғанады. Орнатылымды қашау негізгі екі тораптан тұрады: қашау механизмінен және кесетін шарошкалы жинақтардан.

3. БҰРҒЫЛАУ ЖӘНЕ ШЕГЕНДЕУ ТІЗБЕКТЕРІ

3.1. Бұрғылау тізбегі

Бұрғылау тізбегі келесі негізгі функцияларды орындауға арналған:

– тау жыныстарын бұзушы қашауға ротордан айналым беруге;

– ұңғыны түптік қозғалтқыштармен бұрғылау кезінде пайда болатын реактивті айналу моментін ротордың қозғалмайтын столына беруге;

– қашауға өстік жүктеме тудыруға;

– ұңғы түбін талқандалған тау жыныстарынан тазарту үшін ұңғыға жуу сұйығын жіберуге;

– ұңғы оқпанын зерттейтін аспап жіберу және керн алуға;

– ұңғыдағы апатты жою, қабаттарды тексеру, ұңғы оқпанын кеңейтуге.

Бұрғылау тізбегі бұрғылау құлыптарымен, муфталарымен және аудармаларымен қосылатын жетек құбырдан, бұрғылау және ауырлатылған бұрғылау құбырларынан тұрады. Жетек құбыры ұршықпен қосылады және қысқыштар арқылы бұрғылау қондырғысының роторымен өзара әрекеттеседі. Ауырлатылған бұрғылау құбырларын тізбектің төменгі жағына орнатады және олар қашауға өстік жүктеме тудыру үшін қызмет етеді. Бұрғылаудың шиеленіскен жағдайларында тізбектің төменгі жағына ауырлатылған бұрғылау құбырларынан басқа ұңғының қисаюын тежейтін калибраторлар, центраторлар, стабилизаторлар және тағы басқа аспаптар орнатады. Жетек және ауырлатылған бұрғылау құбырларының арасына бұрғылау құбырларын орнатады және олар бұрғылау тізбегінің үлкен бөлігін құрайды. Бұрандалы байланыстардың тозуын тудыратын бұрау және ажырату операцияларын қысқарту үшін бұрғылау тізбегі бірнеше құбырдан тұратын свечаларға бөлінеді. Свеча ұзындығы мұнара биіктігіне және өзінің салмағының әсерінен өстік сығылу кезінде ұзындық бойынша орнықтылығына байланысты шектеледі.

Бұрғылау тізбегінің жабдықтауын ұңғы құрылымына, бұрғылау тәсіліне және тау-геологиялық жағдайларға байланысты таңдайды. Сынуды болдырмау үшін бұрғылау тізбектері статикалық беріктік және шаршау кедергісінің регламенттелген қорына ие болуы керек. Тізбектің құрылымын таңдау барысында оның беріктігі мен салмағының қолайлы үйлесімділігіне мән беру қажет. Жеңіл қорытпалардан жасалған және жоғары беріктікті бұрғылау құбырларын таңдау, бұрғылау тізбегінің салмағын азайтады және бұрғылау қондырғысының көтеру бөлігінің қолайлы жүктелуіне әсер етеді. Бұрғылау тізбегінің қаттылығы айналу моменті және айналу, өстік сығылу кезінде оның ұзына бойына майысуын болдырмауға жеткілікті болуы керек.

Бұрғылау тізбегінің диаметрінің азаюы оның өту каналындағы гидравликалық кедергілердің, бұрғылау сораптарының қысымының артуына әкеледі. Мұның салдарынан бұрғылау сорабының клапандарының, төлкелерінің, поршеньдерінің және де жуу сұйығымен байланысқа түсетін басқа да бөлшектерінің тозуына әкеледі. Бұрғылау тізбегінің массасы мен диаметрі бұрғылау сорабы және көтеру механизмінің қолайлы пайдалану режимін тудыру шарттарына сәйкес келуі тиіс. Жоғары беріктікті және жеңіл бұрғылау құбырларын өндіру – бұрғылау қондырғыларының техникалық-экономикалық көрсеткіштерін және бұрғылау тиімділігін арттыруда маңызды рөл атқарады.

Жетек құбырларысыртқы жағынан төртбұрышты, алтыбұрышты немесе крест тәрізді пішінді, ішкі жағынан дөңгелек немесе шаршы тәрізді концентрлі орналасқан жуу сұйығы өтетін тесігі болады. Жақтаулы беттің арқасында жетекші құбыр мен ротор өзара әрекеттесуі және ұңғыны бұрғылау кезінде бұрғылау тізбегінің өс бойымен жылжуы қамтамасыз етіледі. Жетекші құбырлардың ұштарында сыртқы оң және сол үшбұрыш пішінді конустық бұрандалар кесіледі. Сол жақ конустық бұранда жетекші құбырды ұршықпен қосуға арналған жоғарғы ПШВ аудармасын бұрау үшін қолданылады. Оң жақ конустық бұранда жетекші құбырды бұрғылау тізбегімен қосатын төменгі ПШН аудармасы үшін арналған. Бұрғылау тізбегін өсіруді қамтамасыз ету үшін жетекші құбыр ұзындығы бұрғылау құбыры ұзындығынан артық болуы керек.

Тәжірибеде шаршы пішінді (3.1-сурет) жетекші құбырлар кеңінен қолданылады, олардың құрылымдық өлшемдері ТУ 14-3-126-73 және Н293-49 нормалі бойынша реттеледі.

3.1-сурет. Жетек құбыры

ТУ 14-3-126-73 бойынша жасалатын жетек құбырлардың негізгі техникалық мәліметтері; жетек құбырларын болаттың Д және К беріктік тобынан жасайды, аудармаларын – болаттың 45 немесе 40Х маркасынан жасайды (3.1-кесте).

Аталғандардан басқа 80 және 65 мм шаршы пішіндес ұштарындағы бұрандасы сыртына ойылған, бұрғылау құбыры мен ұршық аудармалары үшін ішкі жағынан конустық оң және сол бұранда ойылған жетек құбырлары шығарылады. Мұндай құрылымды жетек құбырлары екі құбырдан жалғаулы болып дайндалады.

3.2-сурет, Жетек құбырының бұрандасы

1 – құбыр өсіне паралель сызық; 2 – негізгі жазықтық;

3 – аударма; 4 – штанга

Оларды қалың қабырғалы құбырларды созу (редуцирования) арқылы жасайды және олар шаршы пішінді өту қимасымен ерекшеленеді.

3.1-кесте

Жетек құбырлары техникалық сипаттамалары

Атаулары	Параметрлері
Құбыр диаметрі, мм
Шаршы жағы а, мм
Шаршы төбесіндегі радиус R, мм, артық емес.	20 3	20 3	20 3
Канал диаметрі d,мм	74 4	85 5	100 5
Элеватор астына жонудың диаметрі ,мм
Цилиндрлік жонудың диаметрі , мм	110 0,5	135 0,5	150 0,5
Бұрамдық ұзындығы G,мм
Құбыр ұзындығы L,м	13-2,5	14+2,5	14+2,5
1 м құбыр массасы, кг	65,6	106,6	124,3

Диаметрлері 112, 140 және 155 мм ТВКП типті жетек құбырларының конустық тұрақтандырушы белдеушелері және трапеция тәрізді бұрандалары (ТУ 93-01-04-392-78) бар, олар ыстықтай иленген жылу арқылы өңделген құбырдан жасалады. ТВКП типті жетек құбырлары ұштары шығарылған жетек құбырларынан бұрандалы байланыстарының беріктігі мен технологиялық жасалуы бойынша ерекшеленеді.

Бұрғылау құбыры илеу әдісі бойынша алынған тігіссіз сақиналы қималы бұйым болып табылады. Олар бұрғылау құбырларының ұшына пісіру немесе бұрандалы байланыс арқылы жалғанатын ниппель мен муфтадан тұратын бұрғылау құлыптарымен өзара жалғанады. Бұрғылау құлыптарының ниппелі мен муфтасының ұшы ірі конустық бұрандамен жабдықталған, осының арқасында бұрғылау тізбегін КТО кезінде жинау және ажырату уақыты қысқарады. Алдын ала қысқа құбырларды жалғау үшін жалғастырғыш муфталар қолданылады. Бұрғылау құбырларының ерекшелігі – сыртына шығарылған ұштарының барлығы. Бұрғылау құбырының екі жақ ұштарының қабырғалары қалыңдатылып, бұранда ойылатын бөлігінің көлденең қимасы жуандатылып, жүктеме жиынтық кернеуінен туындайтын қажу бұзылуы әсерін азайтады.

Бұрғылау құбырларын МЕСТ 631-75 бойынша жасайды. МЕСТ-та техникалық талаптар, сынау тәсілдері, белгіленуі, түржиыны реттеліп көрсетілген. МЕСТ 631-75 бойынша төрт түрлі бұрғылау құбырлары шығарылады:

1 – шеттері ішіне шығарып қалыңдатылған және жалғайтын муфтасымен (3.2 а-сурет);

2 – шеттері сыртына шығарылып қалыңдатылған және жалғайтын муфтасымен (3.2 б-сурет);

3 – шеттері ішіне шығарылып қалыңдатылған және конустық тұрақтандырушы белдеушелерімен (3.2 в -сурет);

4 – шеттері сыртына шығарылып қалыңдатылған және конустық тұрақтандырушы белдеушелерімен (3.2 г - сурет).

3-ші және 4-ші типті құбырлар жоғары беріктік пен герметикалыққа ие.

3.2 а-сурет. Шеттері ішіне шығарылған бұрғылау

құбырлары және муфта

3.2 б-сурет. Шеттері сыртына шығарылған бұрғылау

құбырлары және муфта

3.2 в, г-сурет. Шеттері ішіне және сыртына

шығарылған және конусты тұрақтандырушы

белдеушесі бар бұрғылау құбырлары

Қарастырылып отырған құбырлардың түрі, массасы мен өлшемдері 3.2-кестеде көрсетілген. Шеттері шығарылған 3-ші және 4-ші типті құбырлар 1-ші және 2-ші типті құбырларға қарағанда 15%-ға ұзынырақ.

3.2-кесте

Бұрғылау құбырларының негізгі өлшемдері мен салмағы

(МЕСТ 631-75)

3.2-кестенің жалғасы

Құбыр ұзындығы оның ұштары арасының ұзындығымен анықталады, ал бұралған муфта болған жағдайда – муфтадан бос шетжақ пен құбырдың қарама-қарсы шетіндегі бұранданың соңғы сызық ізіне дейінгі арақашықтықпен анықталады. Шартты диаметрі 60-тан 102 мм-ге дейінгі бұрғылау құбырларын 6; 8 және 11,5 метр ұзындықпен жасап шығарады, ал шартты диаметрі 114-тен 168мм-ге дейінгі құбырларды 11,5м ұзындықпен жасап шығарады. Құбырлар тобында 25% -ға дейін ұзындығы 8 м., ал 6 м құбырлар 8%-ға дейін рұқсат етіледі. Құбыр қабырғасының қалыңдығы ішкі диаметрге байланысты өзгереді, ол құбырларды ұстау мен қысуға арналған аспаптар мен кілттер тізімін шектеуге мүмкіндік береді.

1-ші және 2-ші түрлі бұрғылау құбырлары өлшемдерінің шектік ауытқуларына байланысты қарапайым және жоғары дәлдікпен жасалатын құбырлар болып бөлінеді. Бұрғылау құбырларының белгіленуіне, шығарылу түрі (В - 1-ші түр және Н - 2-ші түрі); дайындалу дәлдігі (П - жасалудың жоғары дәлдігі); К әріпі - 3-ші және 4-ші типті құбырлар үшін; құбырдың шартты диаметрі; қабырға қалыңдығы; беріктік тобы; стандартының белгіленуі кіреді. Мысалы, 1-ші түрлі бұрғылау құбыры жоғары дәлдікпен жасалған, шартты диаметрі 114мм, қабырға қалыңдығы 9мм, болаттың Д беріктік тобынан жасалған: құбыр ВП-114х9-Д МЕСТ 631-75.

Шеттері шығарылған бұрғылау құбырлары үшін гидравликалық және беріктіктік сипаттармалары бойынша ерекшеленетін үш түрлі бұрғылау құлыптарын шығарады:

ЗН – өту тесігі қалыпты құлып;

ЗШ – өту тесігі кең құлып;

ЗУ – өту тесігі үлкейтілген құлып.

ЗШ түріндегі құлыптар кеңінен таралған. ЗУ түріндегі бұрғылау құлыптары шеттері сыртына шығарылған бұрғылау құбырларында қолданылады. 3-ші және 4-ші типті бұрғылау құбырлары үшін ЗШК және ЗУК (3.3-сурет) түріндегі құлыптар қолданылады, олар ЗУ және ЗШ түріндегі құлыптардан құлыптың ниппелі мен муфтасын бұрғылау құбырымен қосу үшін бұрандалы бөлігін конусты түрде кеулей жонылғандығымен ерекшеленеді. Құлыптарды бұрғылау құбырларына қыздыру әдісімен (қыздыру 400-450°С) бұранда мен тұрақтандырушы белдемшені тарту арқылы бекітеді.

3.3-кестеде 1-ші және 2-ші типті бұрғылау құбырлары үшін (МЕСТ 5286-75) құлыптардың негізгі өлшемдері көрсетілген.

3.3-кесте. Құлыптардың негізгі өлшемдері (мм-мен)

3.3-сурет. Бұрғылау құбырлары үшін құлыптар

1 – ниппель; 2 – муфта

Бұрғылау құбырларының ішіндегі ең көп қолданылатындары қосылатын шеттері пісірілген ТБПВ түрлі бұрғылау құбырлары (3.4-сурет). МЕСТ 631-75 бойынша шығарылатын құбырларға қарағанда бұл құбырларға құлыптар бұрандамен емес түйістіріліп пісіру арқылы жалғанады.

3.4-сурет. Қосылатын шеттері сыртына шығарылған пісіріп

жалғанған ТБПВ түрлі бұрғылау құбырлары

Шеттері пісірілген бұрғылау құбырлары қолайлы гидравликалық сипаттамаларға ие. Пісірілген тігістің беріктігі қалыптандырылғаннан кейін және роликтермен дөңгелектелгеннен кейін құбыр денесінің беріктігіне жетеді. Қосылатын шеттер өсінің құбыр өсіне байланысты ығысуы 0,75мм-ден аспауы керек, ал өстердің қисаюы – 1 метрге 3,5 мм-ден аспауы керек.

ТБПВ типті құбырларды Н504-60 нормалі бойынша жасайды, осыған байланысты құбырлардың орташа ұзындығы L=12,4 және 13,5м; құбырлар диаметрі D =73; 89; 114; 127 және 146 мм. Диаметрлері 114 және 127 мм шеттері пісірілген бұрғылау құбырлары Әзірбайжан құбыр илемдеу және Никопольский оңтүстік құбыр зауыттарында шығарылады.

Жеңілқорытпалы бұрғылау құбырлары шеттері ішіне шығарылған және жеңілдетілген болат құлыптармен қолданылады. Жеңілқорытпалы құлыпсыз бұрғылау құбырлары белгілі, олардың қалыңдатылған шеттеріне құлыпты бұранда кесіледі. Д16-Т құймасынан жасалған бұрғылау құбырларының техникалық көрсеткіштері 3.4-кестеде көрсетілген.

3.4-кесте

Жеңіл қорытпадан жасалған бұрғылау құбырларының сипаттамалары

Шетел тәжірибесінде құбырлардың коррозиялық-шаршауға төзімділігі мен гидравликалық кедергілерді азайту мақсатында олардың ішкі жағына 0,125 мм қалыңдықта пластмассалық жабын орнатылу енгізілген.

Ауырлатылған бұрғылау құбырлары (АБҚ) қызумен өңделген, қалың қабырғалы, сақиналы қималы құбырлар болып табылады (3.5-сурет). Шаршы қималы ауырлатылған бұрғылау құбырлары, сондай-ақ сыртқы бетін бойлай шиыршық бунақты конструкциясы белгілі.

Ауырлатылған бұрғылау құбырлары ТУ 14-3-164-73 бойынша құбырды қысу мен ұстауды жеңілдететін екі түрі жасалады: ұзына бойына тегіс (3.5,а-сурет) және конусты кеулей жонылған (3.5,в-сурет). Қабырғасының қалыңдығы құбыр шеттеріне құбырды бұрғылау құлыптарымен қосатын бұрандаға ұқсас ірі конустық бұранда кесуге мүмкіндік береді. Қашау үстіндегі АБҚ-ның басқаларынан айырмашылығы екі шетінде де ішкі бұрандасы болады (3.5,б,г - сурет).

3.5-сурет. Ауырлатылған бұрғылау құбырлары

а – аралық; б – қашау үстіндегі; в – аралық кеулейжонылған;

г – кеулейжонылған қашау үстіндегі

Бұрғылау процесінде АБҚ ауыспалы майысатын айналымға ұшырайтындығы белгілі. Ең көп жүктеме құбыр денесіне қарағанда аз беріктікке ие бұрандалы байланысқа түседі. Бұранда ойымындағы күштер топтамасы АБҚ-ның шаршауға төзімділігін төмендетеді. Бұрандадан соң тұрған ойық белдеушені және бұранда ойықтарын роликпен шыңдау АБҚ бұранда бөлігінің шаршаулық беріктігін арттырады.

Бұрғылауда теңгерілген ауырлатылған бұрғылау құбырлары АБҚТ кеңінен қолданылады, олардың тесігін және сыртқы беттерін механикалық өңдейді, соның арқасында тесіктің түзусызықтылығын және оның өсінің бұрғылау құбырының өсімен сәйкестігін қамтамасыз етеді. Осының арқасында құбырлардың беріктік қоры артады және динамикалық жүктемелер деңгейі, айналу кезіндегі соққылауы азаяды. АБҚТ ауырлатылған бұрғылау құбырлары ТУ 39-076-74 бойынша шығарылады (3.5-кесте).