Шегендеу тізбектері 4 глава

4.4-сурет. Ұршықтың салпыншағы

Траверса ұршық штропына 7 кигізіледі және гайкамен 9 шплинтпен 10 бекітілген өспен 4 өтпелі жақша арқылы байланысады. Траверсаның қалыпты жағдайы ұршық штропына қамытпен 8 бекітілген рамкалармен 6 қатырылады.

Ұршық тәл механизміне тәл блогында орнатылған, өтпелі жақшамен автоматты элеваторды байланыстыратын штроптар 2 көмегімен ілінеді. Штроптарды құлаудан сақтау үшін автоматты элеватордың және өтпелі жақшаның тесіктері болттар арқылы бекітіледі. Ұршықты шурфқа орнатқаннан кейін штроптар шығарылып, автоматты элеватор көтеріп-түсіру операцияларын орындау үшін босатылады.

Ұршық параметрлері бұрғылау және ұңғыны жуу талаптарына жауап беруі керек және бұрғылау сораптары мен көтеру механизмдерінің ұқсас параметрлеріне сай келуі керек.

Рұқсат етілген статикалық жүктеме – ұршықтың оқпан айналмаған кезде істен шықпай, қабылдай алатын тұрақты өстік жүктеме. Ұршық оқпанына әсер ететін өстік жүктеменің денгейі бұрғылау тереңдігіне байланысты және тұтылып қалған бұрғылау тізбегін жоғары тарту, шегендеу құбырлар тізбегін жуу сұйығы циркуляциясы кезінде жоғары-төмен қозғау кездерінде шектік мәндеріне жетеді. Қауіпсіздік мақсатында, ілінетін жүктеменің шектік шамасы, бұрғылау қондырғысының сыныбына байланысты қабылданған, ілмектегі мүмкін болатын жүктемеден аспауы керек. Сондықтан ұршықтың мүмкін болатын статикалық жүктемесі бұрғылау қондырғысының ілмегіндегі мүмкін жүктемеден аз болмауы тиіс.

Динамикалық жүктеме ұршық 100 айн/мин жиілікпен 3000 сағ айналғандағы негізгі тірегінің есептік ресурсын қамтамасыз ету шартына байланысты анықталады. Ұршықтың негізгі тірегі оған ілінген бұрғылау құбырлар тізбегімен бірге айналады, ұңғы тереңдеген сайын олардың салмағы өсе береді және ол салмақ қолданылатын құбырлар түріне байланысты. Осыған сәйкес ұршыққа түсетін динамикалық жүктеме ұңғының берілген тереңдігін бұрғылауға қолданылатын ең ауыр бұрғылау тізбектерімен есептелінеді. Мойынтіректі есептеудің жалпы әдістемесіне сүйене отырып, 100 айн/мин жиілікке сай бұрғылау тізбегінің 3000 сағат ресурста ұршыққа түсетін динамикалық жүктемесін G_бт, келесі формула бойынша анықтайды:

G_бт = С/1,9, (4.1)

мұндағы: С – ұршықтың мойынтірегіне түсетін динамикалық жүктеме, кН.

Айдалатын сұйықтың шектік қысымы ұңғыны жуу режиміне байланысты анықталады. Оның мәні бұрғылау қондырғысының сәйкес сыныбына байланысты сораптың қысымының шектік мәнінен кіші болмауы тиіс.

4.2. Жоғарғы күштік жетек.

Құрылымы бойынша жоғарғы күштік жетек өзіне жетек құбыры мен ұршықтың және ротордың функциясын біріктіретін күштік агрегат болып саналады.

Ұңғыны бұрғылау кезінде күштік ұршықтың оқпаны бұрғылау құбырлар тізбегіне тікелей жалғанып, өзінің қозғалтқышы мен беріліс қорабынан құбырларға айналыс береді. Бұрғылау құбырлары тізбегі бұрандалар арқылы жалғастырылып, құбырларды құлыптық муфтасынан қысқыш арқылы ұстап тұрып электр немесе гидроқозғалтқыш көмегімен бұрғылау процесі жүзеге асырылады. Сонымен қатар күштік агрегат ұңғы түбінен шламды жуып шығару үшін бұрғылау сұйығын иілмелі бұрғылау шлангасынан сальникті ұршық арқылы, бұрғылау құбырлар тізбегіне айдайды.

Көтеру - түсіру операциясы кезінде бұрғылау құбырлар тізбегі күштік агрегаттың штропына ілінген элеваторда ұсталып тұрады.

КТО кезінде шиеленісті жағдай туындаса, жоғары күштік жетек жүйесін қолдану көтеріп түсіру, әрлі-берлі жылжыту үрдісін жуу сұйығын бірге берумен қатар болдыруы арқылы апаттық жағдайлардың туындау ықтималдығын азайтады.

Күштік ұршық соңғы кездегі ұңғы бұрғылаудағы техникалық жетістік болып саналады. Бұл жүйенің негізгі артықшылығы ұңғыны қазу кезінде қолданылатын қысқа құбырды қолданбастан бірден 27 және одан да ұзынырақ свечаларды қолдануымен байланысты уақыт үнемдеу болып табылады.

Керн алып бұрғылау кезінде свечаның барлық ұзындығына тоқтаусыз бұрғылау керіннің сапасын жақсартады.

Күштік ұршықтар өнімдік қабатты ашқанда мұнайгаз атқылау мүмкіндігі туындайтын жағдайда, бұрғышы басқару пультінен тез басқарылатын, шарикты жапқышпен жабдықталады.

Күштік ұршықтың бұрғылау немесе шегендеу құбырлары бұрандаларын бекіту кезінде құлыптардағы тартылу моментін дәл реттеу арқылы олардың ұзақтұрақтылығын қамтамасыз ету мүмкіншілігі бар.

Көлбеу бағытталған ұңғыларды бұрғылау кезінде бұрғылау құбырлар тізбегін бағдарлауға және қазу процесі кезінде қашаудың дұрыс бағытта болуын бақылауға кететін уақытты күштік жетекті қолданып қысқартуға болады.

Жоғары күштік жетекті қолдану аспапты көтеріп түсіру кезінде бұрғылау тізбегін айналдыру және жуу сұйығын қатар беруді болдыратын мүмкіншілік береді. Мұндай технология аспаптың ұңғыда тұтылып қалу жағдайын өте азайтады.

Күштік жетекті қолдану жетек құбырын және роторды қолданбауға мүмкіншілік береді. Сондықтан бұрғылау бригадасының бұрғылау тізбегін өсіруге, бұрғылау процесінен КТО-ға ауысқан кезде жетек құбырын ұршықпен бірге шурфқа отырғызу және кері орналастыруға кететін уақыттарын үнемдеуге мүмкіндік береді.

Бұрғылау процессі кезінде бұрғылау алаңында жалғыз ғана айналатын аспап сырты жұмыр бұрғылау құбыры болуы бұрғылау бригадасының жұмыс жасау қауіпсіздігін арттырады. Күштік ұршықтың оқпанын бұрау және жуу сұйығының циркуляциясы алыстан басқарылады. Жетек құбыры мен ұршықты шурфқа орналастыру және кері операциялардың болмауы бұрғылау бригадасы жұмысының ауырлығын, қауіпсіздігін болдырмайды.

Қазіргі кезде күштік ұршық бұрғылау бригадасы жұмысы қауіпсіздігін, геологиялық тұрғыдан күрделі ұңғыларды шиеленіссіз бұрғылауды, жұмыста ыңғайлылықты қамтамасыз ететіндіктен ең жетілдірілген механизм болып саналады.

Жоғарғы күштік жетектің барлық түрлерінде элеватор жүйенің өзіне немесе оны жалғастыруға арналған құрылым арқылы бекітіледі. КТО кезінде күштік жетек тәл жүйесіне ілінеді. Бұның жетек құбыры мен ұршық шурфқа орналастырылып, КТО ілмек арқылы жүзеге асатын жағдаймен салыстырғанда маңызы үлкен. Қалыпты жағдайда КТО кезінде ұңғыда тарылып қалған аралықтан тізбекті суыру үшін шурфтан жетек құбыры мен ұршықты шығарып оған қысқа құбырды жалғап, ағытып жатуға, қысқа құбырды қайта орнына орналастыруға көп уақыт жоғалтуға тура келеді.

Күштік жетек қолданылып жатқан болса элеваторға ілініп тұрған оны тізбекпен жалғау, тізбекті жуу сұйығын бере отырып айналдыру өте тез орындалады.

Уралмашзауыт күштік ұршықтарыУралмашзауыт жоғарғы күштік жетектің СВП320 және СВП500 маркалы екі түрін шығарады.

СВП500 (4.5-сурет) жылжымалы және жылжымайтын екі бөліктен тұрады. Жылжымайтын бөлігі арнаулы кронштейндер арқылы мұнара аяғына және кронблок рамасына бекітілген екі бағыттаушыдан, күштік және басқару болып бөлінетін екі кабель тармағынан немесе бір ұшы жылжымалы бөлікке, екінші ұшы арнаулы кронштейнмен мұнара аяғына бекітілген бір кабель бумасынан, тиристорлы түрлендіргіштен және бұрғышы басқару нүктесіне қосылған басқару пультінен тұрады.

Жылжымалы бөлігі тәл блогынан 3 тұрады, оған екі штроптағы 2 арнаулы ілмектің көмегімен күштік жетектің өзі ілінген. ЖКЖ тұрқына фланецте электрқозғалтқыш 5 бекітілген. Ұршық-редуктордың 1, электрқозғалтқышы 5 білігінің бір ұшы эластик муфтаның көмегімен редуктордың тезжүргіш білігімен жалғанып, екінші ұшына дискалы колодкалы тежегіш 4 орнатылған.

Редуктордың тұрқы блок-роликтерге орнатылған, бағыттаушылар 8 бойымен мұнарада тік бағытта жылжитын арбаға 6 бекітілген. Тұрқыда арнаулы нығарлап отырғызылған төлке көмегімен құбырлық манипулятор 9 ілінген.

Ұршық-редуктор (4.6-сурет) екісатылы біршапшаңдықты тік өстес орналасқан біліктері бар цилиндрлік редуктор. Бірінші сатысы қисықтісті, екіншісі де қисықтісті. Тістегершік 18 және дөңгелек 17 жоғары легирленген болаттан дайындалған, цементтелген және термоөңдеу жасалып тістерінің қаттылығы HRC³57…64 жеткізіліп шлифовка жасалған. Тезжүргіш білік 16 екі қатарлы роликті мойынтіректерде 12 орнатылған, оның шығып тұрған ұшына шлицаларға эластик муфта 13 орналастырылған. Тезжүргіш біліктің жетек ұшы севаниттік тығыздағыштары бар сальникті түйінмен нығыздалған. Аралық білік 11 екі қатарлы конустық мойынтіректерде орнатылған. Редуктордың жәйжүрісті білігі 3 екі ұшы радиалды сфералық екіқатарлы мойынтіректерге 2, 5 отырғызылған ұршықтың оқпаны болып келеді. Оқпандағы бұрғылау тізбегі салмағынан болатын өстік жүктемені, редуктор тұрқына нығыздап отырғызылған, төлкеге орнатылған роликті конустық тірек мойынтірегі 4 қабылдайды. Қақпақтың жонылған жеріне орнатылған жоғарғы тіректік шарикты мойынтірек жоғарғы жетек массасы және ұңғы түбінен жоғары бағытталған соққылық жүктемені қабылдайды.

Ұршық-редуктордың оқпаны жоғарғы ұшы ұршық қақпағын бекітуге арналған метрлік бұрандамен аяқталады. Оқпанның төменгі ұшына шеттік немесе манжетті түрде болатын нығыздау түйіні 1 орнатылған.

Төменгі мойынтіректердің және екінші сатының тісті берілісінің майлануы картерлік, жоғарғы мойынтіректердің және бірінші сатының тісті берілісінің майлануы бөлгіш коллектор арқылы электросорап көмегімен еріксіз айдау арқылы жүргізіледі. Сораптық агрегат редуктор тұрқы бүйіріне орналасқандықтан әрқашан құйылуға дайын. Ескірген май төгу жүйесінен түтіктерге орнатылған кранды ашу арқылы төгіледі. Редуктор ыдысында көлемі 250 литр, әмбебап, ТУ38.1011280-89 сәйкес трансмиссиялық ТСЗП-8 майы қолданылады. Май редуктор қақпағындағы май көлемін көрсетуге арналған тесік 15 арқылы құйылады.

4.5-сурет. СВП500 4.6-сурет. Ұршық-редуктор

Құбырлық манипулятор. Құбырлық манипулятор (4.7-сурет) ұршықтық бастан, құбыр қыспағынан, элеватор штроптарын жылжытқыш жүйеден, бандаждан, қолмен қосылатын шарикті краннан, бекіткіш құрылымнан және ашық тісті берілісті гидромотордан тұрады.

Ұршықтық бас ұршық-редуктор тұрқыда нығыздап бекітілген қозғалмайтын төлкеге 6 орнатылған және екі жартылай төлкеге 1 орнатылған траверсадан 4, төлкеден 5, шарикті тіректік мойынтіректен 3, тіректен 2 тұрады.

Төлке 5, тірек және тірек мойынтірегі сақинасы бұралудан шпонкалы жартылай қамыттармен ұсталынған.

4.7-сурет. Құбырлық манипулятор

Ұршықтық баста орындаушы механизмдерге сұйық берілетін өткізгіш канал 10 орналасқан. Екі канал штропты жылжытқыш жүйеге, екі канал құбыр қысқышқа, және алты канал гидравликалық элеваторға арналған. Каналдармен байланыс фланецтегі төлкені 5 бұрғылап тесу, одан соң өс бойымен қолданылатын каналдар биіктігіне дейін тесіліп жеткізіліп және радиалды бағытта сыртқы жағынан бұрғыланып тесіліп, осы төлкенің сақиналы ойығына шығарылады. Каналдар бір-бірімен тығыздағыштар арқылы бөлінген. Каналдың тұтынушыға жетуі траверсадағы радиалды ойық арқылы жүзеге асады.

Гидромотор 8 айналған кезде құбыр манипуляторы айналысқа түседі өйткені олар тісті беріліс арқылы байланысқан. Штроптарды жылжыту жүйесі былай жұмыс жасайды, гидроцилиндрге май айдаған кезде қысымның артуына байланысты поршень штропты 15 қажетті қалыпқа жылжытады. Штроптарды жылжытатын жүйе элеваторды 1200мм алға, жоғарғы жұмысшы бағытына, бұрғылау аяқталарда 1500мм артқа жылжытуға немесе осы көрсетілген шамалар аумағында алға немесе артқа жылжытуға мүмкіншілігі бар. Жылжыту мөлшері басқару басқышын қосу арқылы көзбен реттеледі. Бұрғылау үрдісін аяқтар шақта штроп пен элеваторды центратор воронкасы 13 ротор столына тақалуы тиіс шектік аралыққа жылжытады, ол үшін штроптар элеватордың төменгі беті центратор воронкасынан жоғары болатындай етіп артқа жылжытылады. Ол үшін жартылай қамыттардың реттегіштерін қолданып, жартықамыттарды босаңсытып, керекті межеге дейін түсіріп одан соң қайта бекіту керек. Осымен орай штроптардың алға жылжу бұрыштары азайып, артқа үлкейеді.

Құбырлық қысқышбұрғылау құбырлары тізбегінің муфталарынан ұстап оларды бұрап ашып-жабу кезінде айналып кетуден сақтайды. Құлыптық бұранданы ашып жауып бұрау кезінде муфта мен ниппель шеттерінің аралығы 50мм мөлшерінде өзгереді. Осыған байланысты оқпанда ұршық оқпанына қатысты гидроцилиндр блогын аталған мөлшерге жылжытатын теңестіргіш құрылым орнатылған.

Бандажбұрғылау тізбегінің муфтасы; аралық аударма - шарлы кран; шарлы кран - ұршық-редуктордың оқпаны бұрандалы байланыстарынқосалқы жеткілікті моментпен тартып бұрауға арналған.

Механикаландырылған және қолмен қосылатын шарлы кранішкі өту қуысы бар превенторлық ысырманың шарлы түрі болып саналады. Крандардың екі түрі де 70 МПа қысымға шақталған. Механикаландырылған шарлы кран фланецті жалғама арқылы иінді құбырға жалғанған ЖКЖ бөлшектенбейтін бөлігі болып саналады. Кранның жұмысын басқару үшін бұрғышы басқару орнында екіпозициялық («Открыто» және «Закрыто») ысырма жапқыш орнатылған.

Қолмен басқарылатын кран (4.8-сурет) екі ершігі 3 және 4 бар бір шардан 1 тұрады.

4.8-сурет

Шардың бұрылуы муфта 2 ойығына сұғылған кілттің көмегімен қолдай жүргізіледі. Кран тұрқыда ойылып жазылған әріптер «О» және «З» «Открыто» және «Закрыто» қалыптарына сәйкес келеді. Қолмен басқарылатын шарлы кран аралық аударманың алдында орналастырылады және керекті жағдайда ұршық оқпанын бұрғылау тізбегінен ажыратқанда бұрғылау тізбегімен бірге қалуы мүмкін.

5. БҰРҒЫЛАУ РОТОРЛАРЫ

Бұрғылау роторлары келесі операцияларды орындауға арналған:

– роторлық бұрғылауда ұңғыны қазу кезінде бұрғылау тізбегін айналдыруға;

– түптік қозғалтқыштарды қолдану кезінде бұрғылау тізбегінің ротор тесігі арқылы төмен берілісін болдыруға және реактивті айналу моментін қабылдауға;

– КТО кезінде бұрғылау және шегендеу тізбегін ұстап тұруға;

– ұңғыны бұрғылау және шегендеу жұмыстарында кездесетін авариялық жағдайларда қосалқы аспапты айналдыруға.

Роторлар бұрғылау қондырғысының негізгі механизмдерінің қатарына жатады және өту тесігінің диаметрі, қуаты және рұқсат етілген статикалық жүктеме бойынша ерекшеленеді. Конструкциялық орындалуы бойынша роторлар жылжымайтын және ұңғы сағасына қатысты тік бағытта ілгері-кейінді қозғалатын деп бөлінеді.

Ротор жетегі бұрғылау шығырынан беріліс қорабы арқылы шынжырлы, карданды және тісті берілістермен қозғалыс алады немесе жеке қозғалтқышпен іске қосылады. Жетектеріне байланысты роторлар айналу моменттерінің және жылдамдықтардың сатылы, үзіліссіз-сатылы, үзіліссіз өзгеруілеріне ие. Реактивті айналу моментін қабылдау үшін олар ротор столында немесе тезжүргіштік білікте орналасқан тоқтатқыш құрылғылармен жабдықталады. Жылжымалы бөлшектер күшпен бүрку арқылы майланады. Роторлар екі орындалуда болуы мүмкін – құбырларды ұстауға арналған пневматикалық сыналы ұстағышпен ПКР және онсыз.

Ротор конструкциясы жоғары өнімді еңбекке қажетті қолайлылықты қамтамасыз етуі және қызмет етудің қауіпсіздік және сенімділік талаптарына сай болуы керек. Ротор өлшемдері бұрғылау алаңында орнатуға берілген кеңістікпен шектелуі тиіс. Бұрғылау қондырғыларының әртүрлі тобында және модификациясында қолданылатын роторлар техникалық параметрлері мен құрылымы бойынша мейілінше бірыңғай келеді.

5.1. Бұрғылау роторлары құрылымы

Қолданбалы және терең барлама бұрғылауда қолданылатын бұрғылау қондырғыларында ұңғы сағасының үстіне қозғалмайтын етіп орнатылатын роторлар қолданылады. Құрылымдық сызбасы бойынша олар конустық редукторға ұқсас, оның жетектегі білігі тік ортасы қуыс цилиндр түрінде жасалған. Ротордың типтік конструкциясы (5.1-сурет) тұғырдан (станина) 9 және столдан 2 тұрады, ол конустық тістегершік 10 және дөңгелек 6 көмегімен тезжүргіш біліктен айналым алады. Берілістің өсаралық бұрышы 90⁰-ты құрайды.

5.1-сурет. УР-500 бұрғылау роторы

Ротор тұғыры (станина) көп жағдайда конструкциялық легирленбеген болаттардан құйылып жасалады. Оның геометриялық өлшемдері мен пішіні құрылымдық, пайдаланушылық, технологиялық, эстетикалық талаптармен анықталады.

Тұғырда тезжүргіш білікті және ротор столын орналастыруға арналған көлденең және тік кеулейжонылған орынтақтар (расточки) бар. Оның қабырғаларының қалыңдығы 15-30 мм. Қабырға қалыңдығын арттыру металл микроструктурасының біртекті емес болуына әкеледі, сондықтан сапалы құйманы алу үшін ротор тұғыры қабырғаларының қалыңдығы құйма өндірісінің технологиясы талаптарына сәйкес таңдалады. Қажетті беріктік пен қатаңдықты тұғырдың ішкі қабырғасындағы қырлар қамтамасыз етеді. Оның негізінде роторды ілінген күйінде орын ауыстыруда қолданылатын строптарға арналған тесіктер бар.

Стол 2 сыртында дискасы бар ортасы қуыс болат құйма түрінде болады және ол тұғырдың тік жонбасын жауып тұрады. Оның жоғарғы жағында ажырама ішпекке (вкладыш) 4 арналған квадратты тесігі (углубление) болады. Өз кезегінде ішпектерге бас жағы квадрат, ары қарай конус түрінде болып келетін, қыспаққа (зажим) арналған орын бар. Бұрғылау кезінде ішпекке жетек құбырдың квадратты немесе роликті қыспақтары, ал КТО кезінде - құбырлар тізбегін ротордың үстінде ұстап тұратын сыналар салынады. Ішпек пен қыспақтардың ажырағыш конструкциялары оларды роторға оның тесігінде құбыр тұрғанда орнатуды қамтамасыз етеді. Ішпек пен қыспақтар роторда бұралатын бекіткіштер арқылы ұсталынып тұрады. Қыспақ пен жетек құбырының арасында олардың жанасатын беттерінің тозуын тудыратын сырғанау үйкелісі пайда болады. Роликті қыспақтарды қолданған кезде жетек құбыр тербелу мойынтіректерінде орнатылған роликтерден сырғанайды, соның арқасында оның тозуы біршама азаяды.

Ротор столы нығыздалған конустық дөңгелекпен бірге тұғырдың тік жонбасында негізгі 3 және көмекші 12 тіректерде орнатылады. Тіректер ретінде радиалды-тіректік шарикті мойынтіректер қолданылады, олар бір-біріне қатысты айнадағы көшірмесіндей және өстік нығыздықтың нәтижесінде екіжақтық өстік жүктемелерді қабылдауға қабілетті болып орналасады.

Негізгі тірекке КТО кезінде ротормен ұсталынып тұратын құбырлар тізбегінің және ротор столының өзінің салмағы әсер етеді. Ұңғыны бұрғылау кезінде бұрғылау тізбегі ұршыққа ілінеді және негізгі тірекке столдың өзінің салмағы және жетек құбырдың ротор қыспақтары 5 арқылы сырғанауы нәтижесінде пайда болатын үйкеліс күштері әсер етеді. Ротор столы және мойынтіректер роторлық бұрғылауда айналады, КТО кезінде және түптік қозғалтқыштармен бұрғылау кезінде қозғалмайды.

Көмекші тіректік мойынтіректерге алғашқы өстік тартудан пайда болатын және құбырды, қашауды, басқа аспаптарды көтеру кезінде олардың теңселуінен және ротор столының өсіне қатысты ығысу соққылары мен үйкелістері нәтижесінде пайда болатын жүктемелер әсер етеді. Ротордың қалыпты жұмыс істеуі үшін көмекші мойынтіректердің алғашқы өстік тартылуы маңызды болады. Дұрыс таңдалған тарту шариктердің жүгіру жолында нық орнығуын қамтамасыз етеді, тербеліс беттерінің тозуын азайтады, мойнтіректердің ұзақмерзімділігін және жүктелуін арттырады, шариктердің моменттер әсерінен айналуын болдырмайды және соның арқасында үйкеліс коэффициентін төмендетеді.

Артық тарту да кем тарту сияқты қауіпті, себебі шариктердің қысылуын, тербеліс беттерінің артық жүктелуін және жоғары жылу бөлгіштікті тудырады. Негізгі тіректердің мойынтіректерін тарту ротор столының өзінің салмағымен жүзеге асырылады. Ал оның өстік орналасуы негізгі тіректің төменгі сақинасының астында орнатылған болат төсемемен 13 реттеледі. Көмекші мойынтіректердің өстік тартылуы болттармен жалғанған ротор столының төменгі табаны және фланец 11 арасында орналасатын төсемелермен реттеледі.