Обладнання для роторного буріння

Обладнання для роторного буріння включає ротор і роторні вкладиші ротора, провідну трубу і вкладиш (затиск) під трубу (рис. 1.3), вертлюг і бурильну колону.

Рис 1.3 Ротор (а), роторні вкладиші (б), вкладиші для провідної труби (в)

Рис 1.4. Клини для бурильних (а), обсадних (в) труб і УБТ (б)

Основна функція ротора полягає в передачі обертального руху через підшипники провідною і бурильних трубах, а також долоту. Обертання долота необхідно для руйнування породи і буріння свердловини. Вкладиші, крім передачі обертання ведучої трубі, служать посадковим гніздом для клинів.

Роторні клини (рис. 1.4) - це спеціальні пристрої, із закріпленими на внутрішній поверхні зубчастими елементами. Вони необхідні для захоплення бурильної колони, підвішеною в свердловині під час згвинчування або розгвинчування замків бурильних труб або УБТ. Потужність, необхідна для обертання ротора, передається від основних приводних двигунів через ланцюгову передачу трансмісії. Потужність може бути також передана безпосередньо через вал, з'єднаний з двигуном - приводом ротора.

Провідна труба має шестикутну або квадратну форму. Її основна функція полягає у передачі руху бурильної колоні, коли вкладиші провідної труби з'єднані з вкладишами ротора. Провідна труба служить також каналом для подачі бурового розчину по бурильних трубах до долоту. Під час спуско-підйомних операцій провідна труба знаходиться в бічному отворі меншого діаметра (шурф), пробуреної спеціально для цієї мети.

Рис. 1 5. Вертлюг

Вертлюг (рис. 1.5) встановлюють над провідною трубою. Його основна функція - виключити передачу обертального руху від провідної труби або бурильної колони до талевого канату. Це здійснюється обертанням нижній частині вертлюга на потужних роликових підшипниках. Оскільки вертлюг повинен витримати вагу всієї бурильної колони, він повинен бути дуже міцним і мати ті ж номінальні характеристики, що й талевих блоків.

Вертлюг забезпечений штропом, який встановлюють на гаку на нижньому кінці талевого блоку.

(Штроп 1) виготовлено з термообробленої сталі підвищеної зносостійкості. (Відведення штропа 2) виготовлений з термообробленого сталевого сплаву підвищеної зносостійкості і міцності (від дії високого тиску розчину). (Кришка 3) служить опорою відводу. Основний елемент вертлюга є - плаваюча змінна самовстановлювальна труба 4, яка з'єднується із стволом вертлюга, має внизу ущільнювальні кільця і ​​виготовлена ​​з цементованої сталі.

(Верхній ряд конічних роликів 5 (підшипник)) сприймає дію осьових навантажень (спрямованих вгору) і виключає радіальні коливання. (Кронштейни з амортизаторами 6) збільшують робочий простір у бурової вишки. (Основний нижній 7 і верхній 5) підшипники забезпечують співвісність обертових і нерухомих деталей вертлюга. Всі деталі, що обертаються вертлюга знаходяться в олії, витік якого попереджає подовжене (внутрішнє кільце 8) нижнього радіального підшипника.

Крім того, можна подавати буровий розчин на провідну трубу через бокове з'єднання - відведення, за допомогою якого гнучкий буровий шланг з'єднується з вертлюгом. Буровий шланг приєднується через стояк і поверхневу обв'язку до бурових насосів.

Бурильна колона складається з бурильних труб, УБТ, елементів компоновки низу бурильної колони (КНБК) та долота.

Бурильна колона служить засобом передачі обертального руху долоту, а також каналом для подачі бурового розчину.

Обтяжені бурильні труби (УБТ) з великим зовнішнім діаметром застосовують в основному для забезпечення навантаження на долото під час буріння. Досвід показав, що на долото має бути докладено максимум 85% загальної ваги УБТ. Решта вага використовується для розтягування бурильної колони, щоб уникнути її поздовжнього вигину.

Елементи КНБК зазвичай включають УБТ, стабілізатори та амортизатори. Обтяжені бурильні труби застосовують для створення постійної напруги розтягнення у бурильної колоні. Стабілізатор - спеціальний пристрій з зовнішнім діаметром, близьким діаметру свердловини. Основна функція стабілізатора полягає в запобіганні скручування і вигину УБТ і! В управлінні напрямком бурильної колони. Стабілізатори встановлюють між УБТ поблизу долота. Амортизатор входить до складу КНБК для виключення ударів при вертикальному коливанні долота в процесі буріння твердих порід. Тим самим бурильна колона і гирлове обладнання захищаються від дії вібрацій долота.

Долото - основний елемент бурильної колони, який використовують для руйнування породи з метою буріння свердловини. У долота може бути одна (наприклад, у алмазного або полікристалічного штирьового долота), дві або три ріжучі головки, звані шарошками (дво - або трьохшарошні долото). Останнє найбільш широко застосовується в нафтовій промисловості.

 

БУРОВІ НАСОСИ

Основний елемент бурового насоса являє собою поршень, який здійснює зворотно-поступальні переміщення в циліндрі і створює тиск для руху об'єму рідини. Бурові насоси зазвичай використовують для забезпечення циркуляції великої кількості бурового розчину (19 - 44 л / с) за бурильних трубах через насадки на долоті і назад на поверхню. Отже, насос повинен створювати тиск, достатній для подолання значних сил опору, і переміщати буровий розчин.

Застосовують насоси двох типів:

двоциліндрові насоси (дуплекс-насоси), які включають в себе два поршня подвійної дії (у цьому типі насоса поршень створює тиск одночасно при поступальному і зворотному ході);

трициліндрові насоси, до складу яких входять поршні одинарної дії (у цьому типі насоса поршень створює тиск тільки при поступальному ході).

Регулювати обсяг і тиск можна, змінюючи внутрішній діаметр циліндра (шляхом використання циліндрових втулок різних діаметрів) або розміри поршня.