| Параметры | Значения параметров |
| Агрегат буровой БА-РБК-4: а) механизм подачи вид привода усилие подъема подачи, кН: вверх вверх при ликвидации аварии вниз скорость подачи, мм/мин длина хода, мм угол наклона, градус | Гидрофицированный 50 70 25 3-5000 4900 0-90 |
| б) вращатель: тип приводная мощность, кВт частота вращения, об/мин то же при сменных элементах, об/мин максимальный крутящий момент, даН • м то же кратковременно, даН • м диаметр проходного отверстия, мм | Подвижной гидроприводной 45 10-1500 20-2000 140 175 75 |
| в) вращатель вспомогательный: назначение привод частота вращения, об/мин максимальный крутящий момент, даН • м диаметр проходного отверстия, мм оснащение | Для колонковых и обсадных труб От основного вращателя 200 400 15 Гидропатрон, гидропатроны для обеспечения наклона при приемке труб с горизонтальной поверхности |
| г) лебедка для съемного керноприемника вид привода грузоподъемность, даН максимальная скорость навивки троса, м/с | Гидродвигатель 500 3,5 |
| д) вспомогательные механизмы | Труборазворот низкомоментный; Манипулятор для работы с бурильными трубами |
| е) силовой блок вид привода мощность привода, кВт напряжение в системах освещения и управления, в | Электродвигатель 55 24 |
| ж) насос буровой гидроприводной, тип расход максимальный, л/мин давление, МПа управление расходом | НБ-4-160/63 с насосом-дозатором для добавок 160 6,3 Бесступенчатое автоматическое с поддержанием расхода или давления |
| з) лебедка кабельная геофизическая вид привода грузоподъемность, даН | Гидродвигатель 500 |
| Блок инструментальный комплектность | БИ-РБК-4 Блок накопителей, блок вспомогательный, кабина оператора, блок числового программного управления, база транспортная, укрытие |
| Количество накопителей | |
| Количество труб, размещаемых в накопителях, шт. при диаметре труб: 42, 43 50 54, 55 68, 70 | 264 220 198 112 |
| Маслостанция вспомогательная: тип мощность привода, кВт давление в системе, МПа расход, дм³/мин | ПБ2-952-086 4 12,5 0-16 |
* Проходной или непроходной вращатель информации нет.
|
|
** Существуют ли эти станки в производстве информации нет.
В последние годы, в связи со значительным сокращением по сравнению с Советским периодом, геологоразведочных работ в нашей стране, стали применять зарубежное буровое оборудование, что, несмотря на значительно более высокие цены, выгоднее, чем производить небольшое количество своего оборудования, особенно учитывая, что за время перестройки экономики наше производство серьезно отстало от ведущих зарубежных фирм.
Основной ассортимент буровых станков для геологоразведочного бурения, выпускаемых главными зарубежными фирмами с краткими параметрами приведен в табл. № 6.
Таблица № 6
| Atlas Copco Craelius | |||||||||
| Cтанки с комбинированным подвижным – шпиндельным (проходным) вращателем (Diamec) | |||||||||
| Марка | Diamec 232 | Diamec 252 | Diamec 262 | Diamec 282 | Terramec 400-01 | Terramec 1000 | Мустанг А-32CNS | Мустанг A-66CB | |
| Глубина скважин, м. | |||||||||
| Ход вращателя, мм. | |||||||||
| Макс частота вращ. об/ми | |||||||||
| Станки со шпиндельным вращателем | |||||||||
| Марка | TERRAMC 400-01 | TERRAMEC 1000 | Марка | DC550 | DS850 | ||||
| Глубина скважин. м. | Глубина скважин, м. | ||||||||
| Ход вращателя, мм | Ход вращателя, мм | ||||||||
| Макс. частота вращен. об/мин | Макс. частота вращ. об/мин | ||||||||
| JKS Boyles | |||||||||
| Станкисподвижным вращателем | |||||||||
| Марка | JKS-1000 | JKS-1500 | В-30-Н | 600Drill | 650 Drill | 1000 Drill | 1500 Drill | 5000 Drill | |
| Глубина скважин, м. | 4700 | ||||||||
| Ход вращателя, мм. | |||||||||
| Макс. частота вращ. об/мин | |||||||||
| Станки со шпиндельным вращателем | |||||||||
| Марка | BBS-18 | BBS-25 | BBS-37 | BBS-57 | BBS-75 | ||||
| Глубина скважин, м. | |||||||||
| Ход вращателя, мм. | |||||||||
| Макс частота вращ. об/мин. | |||||||||
| Boart Longyear | |||||||||
| Станки с подвижным вращателем | |||||||||
| Марка | LM-22 | LM-45 | LM=55 | LM-75 | LF-70 | LF – 90 | LF-140 | LF - 230 | |
| Глубина скважин, м. | |||||||||
| Ход вращателя, мм. | |||||||||
| Макс. частота вращ. об/мин | |||||||||
| Станки со шпиндельным вращателем | |||||||||
| Марка | 65ENS (c винтовой подачей!) | 24 Wolverine | 38ENS | 44Hydro44 | |||||
| Глубина скважин, м. | |||||||||
| Ход вращателя мм. | |||||||||
| Макс. частота вращ. об/мин. | |||||||||
| DIAMANT BOART | |||||||||
| Станки с подвижным вращателем | Станки со шпиндельным вращателем | ||||||||
| Марка | DBN 700 | DBN 1500 | SB 101 | DB 455 | DB 1200 | DB 1500 | |||
| Глубина скважин, м. | 100 | ||||||||
| Ход вращателя,мм. | |||||||||
| Макс. частота вращ. об/мин. | 1150 (2200) | 1200 (2200) | 1220 (2200) | ||||||
|
|
|
|
| Cristensen Products | ||||||||||||||||
| Станки с подвижным вращателем | ||||||||||||||||
| Марка | LC 1000 | |||||||||||||||
| Глубина скважин,м. | ||||||||||||||||
| Ход вращателя, мм. | ||||||||||||||||
| Макс. частота вращения об./мин. | ||||||||||||||||
| CETCO | ||||||||||||||||
| Станки с подвижным вращателем | ||||||||||||||||
| Марка | НС 300 | |||||||||||||||
| Глубина скважин, м. | ||||||||||||||||
| Ход вращателя, м. | 1,7 | |||||||||||||||
| Макс. частота вращения, об/мин. | ||||||||||||||||
| SonicSampDrill | ||||||||||||||||
| Марка | YDX-200 | YDX-300 | YDX-600 | YDX-800 | YDX-1200 | |||||||||||
| Глубина скважин, м | 200/300 | 300/400 | 500/600 | До 1050 | До 1200 | |||||||||||
| Ход вращателя, мм. | ||||||||||||||||
| Макс. частота вращения, об/мин. | ||||||||||||||||
| Oricon (КИТАЙ) | ||||||||||||||||
| Станки с подвижным вращателем | Шпиндельный | |||||||||||||||
| Марка | CSD500 | CSD1300 | CSD1800 | CKD6 00 | CMR1000 | OST1300 | ZDY4000 | ZLJ 650 | ||||||||
| Глубина скважин,.м. | ||||||||||||||||
| Ход вращателя, мм. | ||||||||||||||||
| Макс. частота вращения, об/мин. | ||||||||||||||||
Ведущие зарубежные фирмы - Atlas Copco Craelius, Boart Longyear, JKS Boyles и другие выпускают большое разнообразие буровых станков для бурения геологоразведочных скважин. При этом важно отметить, что выпускаются станки и со шпиндельным вращателем, в том числе станки с винтовой (дифференциальной) подачей (2 станка фирмы Boart Longyear).и станки с подвижным вращателем.
Особый интерес представляют станки с проходным подвижным вращателем, в которых практически сочетаются достоинства и подвижного и шпиндельного вращателей за счет установки на вращателе проходного гидравлического зажимного патрона (аналог верхнего зажимного патрона шпиндельного станка) и гидравлического трубодержателя. Получается система автоперехвата, но без вращения во время перекрепления. Главный выигрыш таких станков в том, что при ограниченном ходе вращателя (для высокооборотных станков с подвижным вращателем ход вращателя обычно не превышает 3,5 метров) можно использовать бурильные трубы значительно длиннее, чем ход вращателя, (а если догадаются!? передавать на трубодержатель синхронно вращение, будет аналог нижнего зажимного патрона, то получится полный «автоперехват»).
Фирмы отмечают целесообразность оснащения станков системами перекрепления зажимных патронов без остановки вращения бурового снаряда. Стоит отметить, что у нас «автоперехват» применяется с начала семидесятых годов!
Примером современных станков с проходным подвижным вращателем могут служить станки Diamec фирмы Atlas Copco. Один из них приведен на рис. 55. Поскольку с таким вращателем можно использовать длинные бурильные трубы и даже свечи, то спускоподъемные операции выполняются с использованием «грузовой» лебедка, как и при работе со шпиндельными станками. Для прохода бурильных труб и свечей при спуско-подъеме вращатель откидывается в сторону на шарнире (рис. 56).
С таким же вращателем станки Boart Longyear и Christensen рис. 57 и 58.
Станок с обычным (не проходным) вращателем НС-300 фирмы СЕТСО показан на рис. 59. Последний по весу и габаритам аналогичен нашему станку ББУ-01 «Опенок», но заметно превосходит его по основным параметрам.
На рис. 60 показан шпиндельный станок фирмы DIAMANT BOART
В отличие от наших шпиндельных станков с электромоторами (если нет электролинии, в 30 метрах от буровой ставят ДЭС.), зарубежные фирмы предпочитают делать шпиндельные станки с дизельным приводом.
Рис. 55.
Рис. 56.
BOART LONGYEAR LF - 90
Рис. 57.
Рис. 58.
Рис. 59.
Рис. 60.
Буровые насосы.
Абсолютное большинство геологоразведочных скважин бурятся с использованием промывочных жидкостей, поэтому в состав всех буровых агрегатов и установок входит буровой насос. Но и при бурении с ГЖС. и даже с продувкой насос в комплекте буровой установки все равно остается.
Для промывки геологоразведочных скважин пригодны не все виды насосов, поэтому выбор бурового насоса должен производиться с учетом требований, связанных со спецификой геологоразведочного бурения.
Эти требования: - насос должен обеспечивать достаточно высокое давление до 10 МПа при сохранении постоянного расхода жидкости и быть способным перекачивать загрязненные, абразивные, агрессивные и вязкие жидкост и. Для таких условий не подходят центробежные, вихревые и подобные динамические насосы, производительность которых падает с ростом давления (сопротивлений), а также насосы, перекачивающие только чистые жидкости, такие как шестеренчатые, пластинчатые (их еще называют масляные насосы) Предъявленным требованиям ближе всего отвечают насосы объемного действия - поршневые и плунжерные. Эти насосы относятся к одному типу и имеют непринципиальные технические различия:
Поршневые насосы обычно двухцилиндровые с уплотняющими элементами (манжетами) на подвижном поршне, имеющим длину близкую к диаметру, они, как правило, двойного действия.
Плунжерные насосы имеют уплотнение в неподвижном сальнике, плунжер гладкий, металлический, имеет длину значительно больше, чем диаметр и они всегда одинарного действия.
Устройство поршневых и плунжерных насосов во многом аналогично. Применяющиеся у нас буровые насосы имеют привод от двигателя с вращающимся валом (вообще привод насоса может быть и от гидродвигателя с возвратно-поступательным движением). И поршневые и плунжерные насосы состоят из двух частей – механической и гидравлической (рис. 61 и рис. 62).
Механическая часть служит для преобразования вращательного движения привода в возвратно-поступательное движение поршня или плунжера. Поскольку ход поршня больше чем ход плунжера у поршневых насосов используется шатунно-кривошипный механизм с коленчатым валом, а у плунжерных насосов применяется механизм с эксцентриковым валом (что хорошо видно из рисунков). Различии в гидравлической части также видны из схемы: поршневые насосы – двойного действия, плунжерные - одинарного. Герметичность при подаче жидкости у поршневых насосов обеспечивается самоуплотняющимися манжетами на поршне и сальником на входе штока, у плунжерных только сальником на входе плунжера.
Герметичность сальников на входе легко обеспечивается без разборки насоса, а вот износ и потеря герметичности в манжетах поршня требует капитальной разборки насоса.
Рис. 61.
Рис. 62.
У поршневых насосов путь жидкости от всасывания до нагнетания проходит по сложной траектории, что ограничивает скорость движения поршней, иначе жидкость не успевает всасываться. Обычно принято считать оптимальным 75-105 двойных ходов поршня в минуту.
У плунжерных насосов движение жидкости идет в более прямом направлении - «прямоточное», что позволяет использовать изменение скорости движения плунжеров в широком диапазоне от 30 до 260 ходов в минуту.
Поршневые буровые насосы обычно горизонтальные двухцилиндровые – плунжерные - горизонтальные одноплунжерные и трехплунжерные. Эксплуатационные различия поршневых и плунжерных насосов следующие:
- Поршневые насосы геологоразведочного бурения при тех же габаритах имеют большую производительность до 1000 л/мин, плунжерные - до 320 л/мин.
- Плунжерные насосы позволяют более качественно регулировать количество подаваемой жидкости за счет коробки передач с 3-5 передачами и жестко удерживать установленную подачу, независимо от сопротивлений в циркуляционной системе скважины.
- Плунжерные насосы имеют меньшую пульсацию подачи жидкости, несмотря на то, что у двухцилиндровых поршневых насосов четыре нагнетания за цикл, а у трехплунжерных только три. Этот парадокс объясняется разными объемами нагнетания в штоковой и свободной полостях цилиндра у поршневых насосов. Рис. 63.
Рис. 63.
Регулирование подачи жидкости насосом осуществляется у плунжерных насосов сменой частоты ходов плунжеров, а также дополнительно сменой диаметров плунжеров. Таким образом, получается два диапазона по 5 или по 3 подачи всего от 6 до 10 вариантов подачи. У поршневых насосов на самом насосе регулирование возможно только сменой диаметров цилиндров и поршней. Однако смена диаметра плунжеров или, особенно, поршней и цилиндров долговременная и сложная операция и делается либо перед бурением скважины, либо один - два раза при серьезных изменениях условий бурения скважины. Смысл замены диаметров плунжеров или поршней и цилиндров не только, и нестолько в изменении производительности (подачи) насоса, сколько в том, что при меньшем диаметре поршня или плунжера насос развивает большее давление. Следовательно, там, где важнее иметь
высокое давление при меньшем расходе (например, при большой глубине скважины при малом диаметре бурения) выбирается меньший диаметр поршня (плунжера), а там, где важнее иметь максимальный расход жидкости и не требуются большие давления (например, при бескерновом бурении скважин большого диаметра) ставят поршень (плунжер) максимального диаметра Текущее регулирование расхода жидкости в скважину в процессе бурения осуществляется у плунжерных насосов переключением коробки передач, что обеспечивает точное и постоянное не зависимое от сопротивлений количество жидкости, подаваемой в скважину. У поршневых насосов регулирование расхода жидкости в самих насосах отсутствует и регулирование количества жидкости, подаваемой в скважину, осуществляется трехходовым краном, распределяющим весь поток из насоса на подачу в скважину и на слив. Последний вариант не надежен, так как при повышении сопротивлений в скважине (зашламование, обвал породы, самозаклинивание керна и т. п.) поток в скважину уменьшится, а на слив возрастет. Во избежание аварии в скважине при этом способе регулирования, необходим постоянный, надежный контроль за подачей жидкости в скважину. Как работает трехходовой кран видно из рис. 64. 
|
Рис. 64
I – все в скважину, II – все на слив, III – половина в скважину, половина на слив
IV – большая часть в скважину, меньшая на слив.
.
Параметры насосов, применяемых для промывки геологоразведочных скважин, приведены в таблице N 7.
БУРОВЫЕ НАСОСЫДЛЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ Таблица 7
| Тип Параметры | Одноплунжерные НБ-1 | Трехплунжерные | Поршневые | ||||||||||||
| НБ2 | НБ3 | НБ3* | НБ4 | НБ5 | 11Гр | НБ32 | НБ50 | НБ80 | НБ125 | ||||||
| Максимальная подача, л/мин. | |||||||||||||||
| Максимальное давление, МПа | 1,6 | 4,0 | 4,0 | 6,3 | 6,3 | 10,0 | 6,3 | 4,0 | 6,3 | 10,0 | 16,0 | ||||
| Способ регулирования | -- | Коробка передач | Коробка передач и смена диаметра | Смена диаметра поршней | |||||||||||
| Число ступеней | 3х2 | 3х2 | |||||||||||||
| Масса кг | |||||||||||||||
При выборе конкретного насоса для обеспечения бурения геологоразведочной скважины с определенными параметрами исходят из необходимых расходов жидкости и потребного давления для всех интервалов и для конечной глубины скважины.
Поршневые насосы с большей производительностью и менее качественной регулировкой расхода жидкости более подходят для бурения скважин большого диаметра, бескернового бурения, бурения в мягких породах. Поршневыми насосами обычно комплектуются роторные буровые установки.
Плунжерные насосы, с меньшей производительностью, но позволяющие устанавливать и поддерживать стабильную подачу независимо от сопротивлений в скважине, наиболее подходят для колонкового бурения в скальных породах.
Буровые вышки и мачты.
Для осуществления спускоподъемных операций (СПО) с буровым снарядом применяется,(за редким исключением), сооружение, которое позволяет лебедкой или подвижным вращателем поднимать из скважины и опускать в нее бурильные трубы или свечи бурильных труб. Такое сооружение называется “ буровая вышка ”, если СПО осуществляются внутри её периметра и, которое при этом может быть полностью закрыто от внешней среды, или «буровая мачта », когда СПО производятся вне ее периметра.
Вышки обычно бывают башенного типа (четырехногие), иногда треноги местного изготовления. Мачты могут быть в виде пространственной фермы, трубчатые, швеллерные, А-образные (последние у нефтяников). Различие в применении: -- вышки лучше для бурения глубоких скважин в твердых породах (долгое время),позволяют создать более удобные условия для работы, обеспечивают форсированные режимы бурения, но при этом башенные вышки не могут использоваться для бурения наклонных скважин (вышки допускают при забуривании зенитный угол до 3-5 градусов, (старые бревенчатые вышки позволяют забуривать скважины с углом до 45º). У вышек более трудоемкие и продолжительные чем у мачт монтаж и перемещение на новую точку. Мачты значительно транспортабельнее и позволяют забуривать наклонные скважины с начальным зенитным углом 
= 15º-30º. Рис. 65. Вышки применяются в сборных буровых установках - мачты, большей частью, входят в состав укомплектованных или единых установок - передвижных и самоходных.
|
| 
|
а б в
РИС. 64
В настоящее время преобладающее применение имеют буровые мачты. Вышки применяют для бурения глубоких разведочных скважин, например, с буровой установкой СКБ-8. Вышки также имеют преимущества при бурении глубоких скважин в условиях с суровым климатом в зимнее время (можно работать в закрытом, утепленном пространстве).
Буровые вышки и мачты
Таблица №8
| Тип параметры | Вышки | Мачты | ||||||||||
| ВУР-300 | ВМ-18 | ВРМ-24/30 | ВРМ-26/50 | МРУГУ-2 | МР-18/20 | МРУГУ-6 | БМТ-4 | БМТ-5 | БМТ-7 | БМ-2 | ||
| Н, м. | 13,8 | 14-18,7 | 14,7 | |||||||||
| Gкб, кН | ||||||||||||
| Угол нак лна,град. | 3-5 | 0-25 | 0-15 | 0-15 | 0-15 | 0-30 | 0-30 | 0-30 | ||||
| 
|
Рис. 65.