Бурение скважин
Конструктивная схема станка и установки в целом существенно определяется типом вращателя и механизмом подачи. Вращатели по своей конструкции подразделяются на шпиндельные, роторные и подвижные. Вращатель бурового станка является основным рабочим механизмом, выполняющим технологические операции при бурении.
Осевую нагрузку на забой скважины регулирует механизм подачи бурового станка. В зависимости от конструкции механизма подачи буровые станки бывают: с гидравлической подачей; винтовой дифференциальной подачей; рычажной подачей; комбинированной рычажно-дифференциальной подачей; подачей с барабана лебедки (роторные станки). Преимущественно применяют шпиндельные станки с гидравлической системой подачи, Вращение и подача бурильной колонны в этом случае осуществляется с помощью шпинделя.
Установки, оборудованные шпиндельным или подвижным вращателем с гидравлической подачей, обладают следующими преимуществами:
1) могут бурить вертикальные, наклонные и восстающие скважины;
2) обеспечивают возможность регулирования осевого усилия на забой (создание принудительного усилия или разгрузки забоя);
3) позволяют производить плавную подачу бурового снаряда с требуемой скоростью;
4) позволяют определять вес снаряда в скважине;
5) гидравлическая подача может быть использована как гидравлический домкрат при извлечении труб и ликвидации аварий.
Все эти преимущества предопределили распространенность шпиндельного и подвижного вращателя с гидравлической подачей на установках колонкового бурения, используемых при разведке твердых полезных ископаемых. В роторных установках ротор (вращатель) в отличие от шпинделя вращается лишь в горизонтальной плоскости и неподвижен относительно вертикальной оси, поэтому не может обеспечить дополнительную осевую нагрузку (разгрузку на буровой снаряд).
Таблица 5.1. Технические характеристики буровых установок с гидравлической подачей
Параметры |
Классы установок | ||||||||
УКБ-1 |
УКБ-2 50/100 |
УКБ-3 200/300 |
УКБ-4 300/500 |
УКБ-5 500/800 |
УКБ-6 800/1200 |
УКБ-7 1200/2000 |
УКБ-8 | ||
Глубина бурения, м |
Конечный диаметр 93 мм |
12,5 |
50,0 |
200,0 |
300,0 |
500,0 |
800,0 |
1200,0 |
2000,0 |
Конечный диаметр 59 мм |
25 |
100 |
300 |
500 |
800 |
1200 |
2000 |
3000 | |
Начальный диаметр скважины, мм |
132 |
132; 93 * |
151; 112* |
151 |
214 |
295 | |||
Конечный диаметр скважины, мм |
Твердыми сплвами |
76 |
76 | ||||||
Алмазами |
36 |
46 |
59 | ||||||
Грузоподъемность на крюке, т, не менее |
Номинальная |
0,12 |
0,63 |
2,00 |
3,20 |
5,00 |
8,00 |
12,50 |
20,00 |
Максимальная |
0,25 |
1,20 |
3,20 |
5,00 |
8,00 |
12,00 |
20,00 |
32,00 | |
Мощность приводного электродвигателя, кВт |
3 * |
11 |
15 |
22 |
30 |
45 |
55 |
75 | |
Частота вращения бурового снаряда, об/мин |
Минимальная |
250 |
200 |
160 |
. 120 |
100 |
80 |
60 | |
Максимальная |
1200 |
1500 |
1500 |
1200 | |||||
Высота мачты, м |
7,6 |
14 |
14,7 |
19 |
26 | ||||
Длина бурильной свечи, м |
1,6 |
4,7 |
9,5 |
9,5 |
14,0 |
14,0; 18,6 |
18,6 |
18,6; 24,0 | |
Наибольшее усилие подачи вверх, кН |
20 |
40 |
60 |
85 |
150 | ||||
Наибольшее усилие подачи вниз, кН |
15 |
30 |
40 |
65 |
120 | ||||
Угол наклона вращателя, градус |
70—90 (0—360) * |
70—90 |
75—90 |
90 | |||||
Скорость подъема бурового снаряда, м/с |
Минимальная до |
' — |
0,80 |
0,55 |
0,45 |
0,40 |
0,32 |
0,30 |
0,25 |
Максимальная от |
— |
1,6 |
2,0 | ||||||
Длина установки, м |
5,58 |
8,34 |
13,2 |
10,7 |
13,5 | ||||
Ширина, м |
3,0 |
2,5 |
4,2 |
4,56 |
10,0 | ||||
Высота, м |
8,33 |
11,0 |
14,7 |
19,1 |
26,0 | ||||
Масса установки, т |
5,67 |
10,0 |
14,0 |
17,5 |
25,0 |