Мобільні установки для буріння, ремонту і обслуговування свердловин Heartland Rigs (Partech) виробництва американської компанії HRI (Heartland Rig Inc.) США

Американська корпорація Heartland Rig Incorporated (HRI) порівняно недавно з’явилася в списку виробників мобільних установок. Вона серійно виготовляє установки п'яти класів: 100, 300, 500, 700 і 1000 з допустимим навантаженням на гак відповідно 668 (700), 1002 (1000), 1225 (1250), 1626 (1600) і 2227 (2250) кН (в дужках наведено найближчі стандартні значення, прийняті європейськими виробниками). Установки найлегшого класу 100 виробник призначає виключно для ремонту, освоєння і обслуговування свердловин, в класах 300, 500, 700 установки мають подвійне призначення (буріння і ремонт), установки найважчого класу 1000 призначені виключно для буріння свердловин.

В кожному з класів 300, 500 і 700 виробник пропонує установки двох моделей, що різняться типом монтажно-транспортної бази: самохідні і трейлерні напівпричіпні з відповідними умовними позначеннями моделей С і Т. Для застосування в несприятливих шляхових умовах установки моделей 100 С і 300 С комплектуються шасі з додатковими ведучими мостами. В класі 100 наявні лише установки на самохідних шасі, в класі 1000 виготовляються установки трьох моделей: самохідні, трейлерні і змонтовані на суцільно-звареній рамі-санях (skid) без засобів пересування. Такий розподіл установок за класами і типами монтажно-транспортної бази дає логічні підстави для наступної інтерпретації задуму розробника: із збільшенням вантажопідйомності знижуються вимоги до мобільності установки, що дозволяє перейти від найдорожчого і наймобільнішого самохідного шасі до найдешевшої і найменш мобільної рами-саней зі зменшенням вартості без зниження ефективності. Існування установок з різними монтажно-транспортними базами в одному класі (до трьох модифікацій) пояснюється прагненням виробника якомога повніше задовольнити специфічні вимоги якомога більшого числа споживачів, постачаючи самохідні установки в регіони з високими техніко-економічними показниками бурових робіт (короткою тривалістю циклу спорудження свердловини, високою цикловою швидкістю, великою річною проходкою на установку) та установки на рамі в регіони зі складними гірничо-геологічними умовами. Така стратегія виробника у поєднанні з уніфікацією комплектуючих вузлів збільшує обсяги виробництва, тим самим забезпечує конкурентоспроможність та найширший ринок збуту його продукції. Вона заслуговує на запозичення, завдяки їй компанія HRI зуміла вийти на ринок, затвердитися на ньому і витримати жорстоку конкуренцію.

У своїх рекламних проспектах компанія HRI ставить себе поза рядом виробників продукції аналогічного призначення, аргументуючи свою виключність тим, що кожна її конструктивна розробка послідовно і безперервно вдосконалюється доти, поки не буде досягнуто найкращого результату. Для проектно-конструкторських робіт застосовується найпотужніша комп'ютерна техніка з досконалим програмним забезпеченням. Продукція компанії відповідає вимогам стандарту ISO 9001, стандартів АРІ.

Установки усіх п'яти класів спроектовано за уніфікованою компонувальною схемою, оснащено дизельгідравлічним приводом від одного (в установках легших класів) або двох (в установках важчих класів) силових агрегатів, обладнаних гідромеханічними трансмісіями Allison, які забезпечують підйомному комплексу розвинену і досконалу кінематику, повне використання встановленої потужності, високу продуктивність при виконанні СПО. Головні приводи мають поздовжню компоновку. Один або два силових агрегати карданним валом через конічний редуктор і ланцюгову передачу передають обертовий рух двовальній двобарабанній лебідці з тартальним барабаном. Підйомний вал приводиться ланцюговою передачею від вала тартального барабана, таким чином знижується результуючий коефіцієнт корисної дії кінематичного ланцюга, нераціонально витрачається ресурс його ланок. Раціональнішим рішенням було б застосування конічного редуктора з двоконсольним веденим (вихідним) валом і ланцюговими зубчастими колесами привода тартального і підйомного валів на протилежних консолях. Одна з консолей вала тартального барабана може оснащуватися небезпечною котушкою. На протилежній від привода консолі підйомного вала змонтовано ланцюгове зубчасте колесо передачі-мультиплікатора до допоміжного гідродинамічного гальма.

Бурові телескопічні щогли транспортуються на спільній монтажно-транспортній базі установки, в робочому положенні задніми стояками спираються на задню піддомкрачену консоль шасі, а передніми - на спеціальні опори і розчалюються вітровими без’якірними відтяжками до рами шасі. Нижню частина щогл, з якою взаємодіють гідроциліндри підйому в робоче і вкладання у транспортне положення, виконано підсиленою.

Підроторна основа і основа підсвічників являють собою два відокремлені вузли фіксованої висоти коробчатого типу (типу "box-on-box"). Судячи з ілюстрацій, наданих виробником, установлена на підсвічники колона труб має нахил у напрямі до лебідкового блока, завдяки цьому горизонтальна складова її ваги, прикладена до щогли на рівні балкона верхнього робітника (магазину), діє в напрямі, протилежному нахилу щогли, зменшуючи натяг відтяжок і сумарне навантаження на опорні шарніри, хоча це являє собою вкрай небезпечне рішення і потребує обов’язкових зовнішніх розтяжок з боку приймального моста.

Привод ротора, як і допоміжне гідродинамічне гальмо лебідки, не входить до стандартної комплектності установок і постачаються за додатковою угодою. На спеціальне замовлення установки моделей 1000 Т і 1000 skid можуть комплектуватися електроприводом. Мінімізуючи обов'язкову комплектацію та пропонуючи споживачеві на замовлення приводи ротора, гідродинамічні гальма, дизельні двигуни різних виробників і потужностей, додаткові мости самохідних шасі, бурові щогли різної висоти і вантажопідйомності виробник тим самим намагається якомога повніше задовольнити потреби споживача, утворюючи з 10 базових моделей понад 160 модифікацій.

Привертає до себе увагу (див. табл.5.8-5.10) запроваджена виробником широка уніфікація в суміжних класах як агрегатів в цілому, так і їх окремих вузлів і деталей: монтажно-транспортних баз, валів і барабанів лебідок, фрикційних муфт, гальмівних колодок тощо. З одного боку, це зменшує витрати виробника і собівартість продукції, з іншого, - спрощує споживачеві експлуатацію парку, складеного з установок декількох моделей, обидва чинники збільшують конкурентоспроможність.

Таблиця 5.8 -Технічні характеристики мобільних установок Heartland Rigs (Partechâ) виробництва американської компанії HRI

Найменування і одиниці виміру паспортних i розрахункових параметрів	Чисельні значення для моделей установок
100 C	300 C, 300 T	500C, 500T	700C, 700T	1000 C,T, 1000 skid
Паспортні показники
1 Допустиме навантаження на підйомний гак, кН	445-668	779-1002	1002-1225	1336-1626	1781-2227
2 Умовна глибина при роботі НКТ Æ73 мм, м Умовна глибина при роботі бурильними трубами Æ114 мм, м	—				—
3 Потужність привода лебідкового блоку, кВт	93-186	243-313	358-425	485-576	671-746
4 Кратність оснастки талевої системи	4 (2´3)	6 (3´4)	8 (4´5)	10 (5´6)	12 (6´7)
5 Максимальний натяг талевого каната на підйомному барабані бурової лебідки, кН
6 Число дискретних частот обертання підйомного вала бурової лебідки і стола ротора	5+1R	6+1R	6+1R	6+1R	6+1R
7 Ємність магазину-підсвічника по трубах діаметром Æ мм, м	2740 - 73	4420 - 73	5640 - 73	3050 - 114	4880 - 114
8 Висота бурової щогли від площини спирання до нижньої площини підкронблочної рами, м	16,28 - - 29,26	29,56 - - 31,70	31,70 - - 34,14	33,53 - - 35,97	35,97 - - 41,76
9 Діаметр шківів механічного гальма підйомного барабана, мм Діаметр шківів механічного гальма тартального барабана, мм
10 Ширина колодок механічного гальма підйомного барабана, мм Ширина колодок механічного гальма тартального барабана, мм
11 Канатомісткість тартального барабана по канату Æ 14 мм, м Канатомісткість тартального барабана по канату Æ 15,8 мм, м		—	—	—	—
12 Діаметр канатних шківів кронблока, мм		610, 762	610, 762
13 Габаритна довжина у транспортному положенні, м	12,32	18,54	18,54	20,22	22,55
14 Габаритна висота у транспортному положенні, м	4,06	4,11	4,19	4,57	4,57 - 4,881)
15 Довжина монтажно-транспортного шасі2), м	10,67	11,94	11,94	14,63	14,63 - 12,801)
Розрахункові показники
16 Питома вантажопідйомність, Н/м	—	395 - 513	391 - 479	438 - 533	509 - 636
17 Питома потужність привода лебідкового блока, Вт/ м	—	127 - 161	140 - 166	159 - 186	192 - 213
18 Питома потужність привода лебідкового блока, Вт/ кН	139 - 418	243 - 402	292 - 424	298 - 424	301 - 418

Примітки: ¹⁾ - перше значення для установок моделей 1000 С і 1000 Т, друге - для установки моделі 1000 skid. ²⁾ - в самохідних установках

(з літерою С у позначенні моделі) вимірюється від переднього бампера до заднього кінця платформи, в трейлерних установках (з літерою Т у позначенні моделі) вимірюється від осі причіпного пристрою до заднього кінця платформи

 

Таблиця 5.9 - Технічні характеристики монтажно-транспортних баз самохідних мобільних установок Heartland Rigs (Partechâ) виробництва американської компанії HRI

Найменування і одиниці виміру паспортних параметрів	Самохідні установки на багатовісних шасі
100 C	300 C	500 C	700 C	1000 C
1 Число осей (мостів)	31)	42)
2 Опорна база - відстань між осями крайніх мостів, мм					—
3 Сумарне навантаження на задні мости, кН		196-2942)
4 Сумарне навантаження на передні мости, кН	89 - 1781)
5 Сумарне навантаження на усі мости, кН	312-4011)	419-5172)

¹⁾ - можлива комплектація чотиривісним шасі з відповідним збільшенням вантажопідйомності; ²⁾ - можлива комплектація п’ятивісним шасі з відповідним збільшенням вантажопідйомності.

 

Таблиця 5.10 - Технічні характеристики монтажно-транспортних баз трейлерних мобільних установок Heartland Rigs (Partechâ) виробництва американської компанії HRI

Найменування і одиниці виміру паспортних параметрів	Установки на напівпричіпних трейлерах
300 Т	500 Т	700 Т	1000 Т
1 Число осей
2 Сумарне навантаження на усі мости, кН

 

Установка моделі 1000 skid має монтажну базу у вигляді суцільнозварної рами-платформи довжиною 12800 мм, оснащеної по кінцях пристроями для буксирування волоком та зачіплювання чалок. На точці буріння рама разом з усім обладнанням установлюється на дві поперечні двотаврові балки.

5.9 Мобільні установки серії „Рамблер” для буріння, ремонту і обслуговування свердловин виробництва Ideco Dresser Industries (США)

Підрозділ корпорації Dresser Industries - Ideco Division, більше відомий у світі своїми установками для експлуатаційного і глибокого розвідувального буріння, створив серію дво-барабанних лебідок Hydrair, до якого увійшли моделі Н30, Н-35, Н-37, Н-44, Н-725 і Н-1000. На базі цих лебідок розроблено ряд мобільних установок „Rambler^®” для буріння, ремонту і обслуговування свердловин: три моделі DIR 400 і DIR 7005 у передній компоновці „drive-in” і чотири моделі BIR 300, BIR 550, BIR 750 і BIR 800 у задній компоновці „back-in”. В результаті подальшої модифікації виникли моделі DIR 4004, DIR 7005 і BIR 3004, BIR 5505 і BIR 8005. Установки всіх моделей оснащено дизельгідравлічними одно- або двомоторними приводами з відбором потужності на привод ротора. Передача обертового руху на тартальний і підйомний вали лебідки здійснюється окремими ланцюговими передачами з трансмісійного вала. Таким чином, ціною ускладнення кінематики збільшено ресурс лебідок. На консолях тартального вала змонтовано шпильові небезпечні котушки. Оригінальним є розміщення допоміжного гальма між тартальним і підйомним валами лебідок легкого типу, що дозволило зменшити їх габарити, але ускладнило обслуговування.

Поряд із самохідними Ideco Division виготовляла одно- і двотрейлерні мобільні установки (Single Trailer & Dual Trailer Rigs) з допустимим навантаженням на підйомний гак 1870 і 2340 кН на базі лебідок моделей Н-725, Н-900 і Н-1200, оснащених дизельгідравлічним та електричним приводом. В двотрейлерній компоновці на одному з трейлерів монтувався головний привод і бурова лебідка, на другому - щогла, вертлюг, ротор, основа і підсвічники. При монтажі трейлери стикувалися задніми частинами.

Нині розробником припинено виробництво названих установок, частину їх гамми виготовляє компанія IRI International.

За твердженням розробника установкам серії “Рамблер” в компоновці „drive-in”, призначеним для ремонтних робіт з НКТ і насосними штангами, притаманні наступні переваги:

·легка, швидка і проста установка на точці буріння над устям свердловини, яка не вимагає від водія високої кваліфікації;

·відповідність найжорсткішим шляховим обмеженням, стосовним навантаження на вісь та габаритів;

·можливість керування роботою установки на виконанні технологічних операцій з кабіни водія;

·при транспортуванні складена бурова щогла в горизонтальному положенні не звисає перед кабіною.

Установки серії “Рамблер” з компоновкою „back-in” призначені для буріння неглибоких свердловин і ремонтних робіт в них. Вони характеризуються наступними перевагами:

·малий радіус повороту шасі скорочує розміри необхідного монтажного майданчика.

· віддаленість кабіни водія від устя свердловини робить малою імовірність її забруднення технологічними рідинами та іншими речовинами;

· виключено операцію вирівнювання шасі по горизонталі по поздовжній осі на місці монтажу;

· широкий вільний простір на платформі шасі дозволяє транспортувати на ній допоміжні вантажі: інструменти, приладдя, тощо;

· колеса переднього моста і система керування ними знаходяться на значній відстані від устя свердловини, завдяки чому вони менше забруднюються і довше служать.

Для комплектації самохідних і трейлерних мобільних установок Ideco Division створила спеціальні „швидкопідйомні” (kwik-lift) щогли (модифікації GH, KH, AH, AGH) з висотою в межах від 22,6 до 34,1м і допустимим навантаженням на підйомний гак 960 - 1620 кН. Названим щоглам властиві наступні переваги: безперешкодна видимість по усій висоті від помосту до кронблока, транспортування з оснащеною талевою системою, висування верхньої секції після підйому нижньої в робоче положення, регульована по довжині труб висота установки балкона верхнього робітника, автоматична установка в робоче положення балкона верхнього робітника після висування верхньої секції, автоматичне блокування верхньої секції у розсунутому положенні, легкість пристосування до роботи з комплектом Dual Speed, сумісність з основами вантажопідйомністю 1350 - 2750 кН.

Технічні характеристики модернізованих установок серії “Рамблер” в обидвох компоновках наведено нижче в таблиці 5.11.

Таблиця 5.11 - Технічні характеристики мобільних установок серії “Рамблер”

Найменування і одиниці виміру паспортних і розрахункових параметрів	Чисельні значення для моделей установок
DIR4004	DIR7005	BIR 3004	BIR 5505	BIR 8005
Паспортні показники
1 Гранична глибина свердловини, м: - при бурінні трубами Æ 114 мм - при бурінні трубами Æ 89 мм - при ремонті з НКТ Æ 63 мм
2 Допустиме навантаження на гак, кН1)
3 Модель комплектуючої бурової лебідки	H35K	H44C	H35K	H37E	H1000
4 Потужність привода бурової лебідки, кВт	164 - 224	433 - 522	164 - 224	216 - 313	448 - 701
5 Число барабанів бурової лебідки
6 Діаметр бочки підйомного барабана, мм Діаметр бочки тартального барабана, мм					—
7 Довжина бочки підйомного барабана, мм Довжина бочки тартального барабана, мм					—
8 Діаметр гальмівних шківів, мм: - підйомного барабана - тартального барабана					—
9 Ширина колодок гальма, мм: - підйомного барабана - тартального барабана					—
10 Робоча поверхня гальма, м2: - підйомного барабана - тартального барабана	1,55 1,14	1,79 1,14	1,55 1,14	1,55 1,14	1,70 —
11 Охолодження гальма підйомного барабана: - стандартне - на замовлення	розприск. повітря	циркуляція. —	розприск. повітря	розприск. циркуляція	циркуляція —
12 Канатоємність тартального барабана, м					—
Продовження таблиці 5.11
Паспортні показники
13 Кратність оснастки талевої системи
14 Встановлена потужність привода лебідкового блока, кВт
15 Тип фрикційної муфти підйомного барабана	30 СВ 525	36 СВ 525	30 СВ 525	32 СВ 525	37VC 650
16 Тип ланцюга привода підйомного вала	31,75 ´ 1	44,45 ´ 2	31,75 ´ 1	50,8 ´ 1	50,8 ´ 2
17 Тип допоміжного гідродинамічного гальма	15" DR	22" SR	15" DR	15" DR	22" DR
18 Модель комплектуючої щогли	KM-96- -212 GH	KM-108- -268 AGH	KM-96- -212 GH	KM-103- -224 KH	KM-112- -358 AH
19 Допустиме навантаження на гак при максимальній кратності оснастки
20 Конструктивна висота від грунту до підкронблочної рами, м	29,0	32,9	29,0	31,4	34,1
21 Висота установки балкона, м	16,5-19,2	17,2-20,0	16,5-19,2	17,2-20,0	18,5-21,6
22 Ємність підсвічника, м: - по НКТ Æ 63,5 мм у свічках 18,3 м - по буртрубах Æ 73 мм у свічках 18,3 м - по буртрубах Æ 89 мм у свічках 18,3 м - по буртрубах Æ 114 мм у свічках 18,3 м
23 Маса на передніх осях, кг
24 Маса на задніх осях, кг
25 Допустима маса на передніх осях, кг
26 Допустима маса на задніх осях, кг
27 Сумарна допустима маса на шасі
28 Сумарна маса установки, кг
29 Габаритні розміри у транспортному положенні, м: - довжина - ширина - висота	15,1× ×2,4× × 4,1	18,4× ×2,74× × 4,1	16,8× ×2,6× × 4,1	18,1× ×2,6× × 4,1	19,4× ×3,0× × 4,1
Розрахункові показники
30 Питома вантажопідйомність, Н/м2)
31 Питома потужність привода підйомного комплексу, Вт/м
32 Питома потужність привода підйомного комплексу, Вт/кН
33 Питома матеріаломісткість, кг/м	23,82	21,26	26,83	26,20	20,05
34 Питома матеріаломісткість, кг/кН	32,96	38,35	37,12	41,16	38,26
35 Коефіцієнт використання вантажопідйомності шасі3) (п.28 / п.27)	0,856	0,751	0,855	0,778	0,891

 

Примітки: Умовну глибину використання установок визначено через потужність привода лебідки, виходячи зі швидкості підйому трубної колони 0,5 м/с при кратності оснастки талевої системи 4 для моделей DIR4004, BIR 3004 і кратності оснастки талевої системи 6 для решти моделей.

¹⁾ - допустиме навантаження на гак, визначене параметрами комплектуючої щогли при кратності оснастки талевої системи, прийнятій в установці;

²⁾ - обчислено за допустимим навантаженням на гак при кратності оснастки талевої системи, прийнятій в установці.

5.10 Мобільні установки для буріння, ремонту і обслуговування свердловин виробництва компанії IRI International (США)

Компанія IRI International порівняно недавно з’явилася на світовому ринку, вона виготовляє (переважно за документацією інших розробників - Cabot, Ideco, Franks) і пропонує на ньому мобільні установки двох сімейств: трейлерні (важчих класів) та самохідні (легших класів). Номенклатура виробництва компанії характеризується широким розмаїттям (3 трейлерних моделі Cabot, 8 самохідних моделей Franks і 5 - Ideco). Компанія цікава ще й тим, що установки її виробництва складають значну частку імпортних установок в наявному нині в Україні парку, її продукція користується попитом на російському ринку.

Трейлерні установки моделей 1100, 1200 і 1500 спроектовані та виготовлені для швидкого, простого, безпечного та економічного монтажу, демонтажу і транспортування, сполучають у собі зручність, міцність, потужність. Вони є чи не найважчими в категорії мобільних і мають допустиме навантаження на підйомний гак 2227, 3187 і 3267 кН.

Монтажно-транспортною схемою передбачено перевезення установок в п’яти транспортабельних блоках на трейлерних шасі. Вказані блоки компонуються таким чином:

· бурова лебідка, силовий привод та привод до ротора, піднятого на основу збільшеної висоти;

· телескопічна бурова щогла, талева система, пристрій кріплення нерухомої струни, барабан із запасом талевого каната, гідроциліндри підйому-опускання щогли;

· комплекс противикидного обладнання та візок, яким ПВО транспортується під підроторну основу та вивозиться з-під неї;

· основа (підроторна) зі стояками регульованої висоти, оснащена гідросистемою підйому і установки помосту на потрібну висоту;

· основа установки, насосний приводний агрегат та стелажі для труб.

Установки характеризуються високою транспортабельністю. Транспортування описаного комплекту в типових промислових умовах на відстань до 40 км займає не більше 12 годин.

Установки всіх розгляданих моделей оснащено головними дизельгідравлічними приводами різних компоновок: модель 1500- від трьох, решта - від двох силових агрегатів. В установках моделей 1500 і 1100 застосовано поперечну компоновку. Вихідні вали комплексних гідродинамічних передач силових агрегатів об’єднані п’ятивальною (чотиривальною - в моделі 1100) підсумовуючою ланцюговою трансмісією з трьома (двома) агрегатними і двома вихідними валами - до КЗП бурової лебідки та на привод бурового насоса (останнє постачається на запит споживача). КЗП бурової лебідки - ланцюгова двовальна з зубчастою передачею реверса і неоперативними зубчастими муфтами вмикання ланцюгових передач. Вихідний вал КЗП до лебідки - двоконсольний з ланцюговими зубчастими колесами на консолях. Із вторинного вала КЗП ланцюговою передачею приводиться конічний редуктор привода ротора, ведений вал якого карданним валом з’єднаний з проміжною ланцюговою передачею, ведений вал останньої з’єднаний карданним валом з приводним валом ротора. Вмикання тихохідної і швидкохідної ланцюгових передач на підйомний вал бурової лебідки здійснюється оперативними фрикційними пневмомуфтами Airflex барабанного типу, такою ж муфтою вмикається проміжна ланцюгова трансмісія привода ротора. Набагато ефективніше було б установити цю останню муфту на вхідному валі конічного редуктора привода ротора, оскільки у вибраній виробником компоновці конічний редуктор і карданний вал привода ротора постійно обертаються вхолосту при виконанні СПО, тобто коли в обертанні ротора немає потреби.

З підйомного вала бурової лебідки організовано ланцюгову передачу-мультиплікатор для привода допоміжного гідродинамічного гальма, яке приводиться через карданний вал. При підйомі незавантаженого елеватора карданний вал привода допоміжного гальма вимикається обгінною муфтою, таким чином виключаються додаткові енерговитрати в гальмі. Після завершення спуску трубної колони кінематичний ланцюг в приводі допоміжного гальма роз’єднується шліцьовою муфтою.

Усі ланцюгові передачі установки вміщено в ущільнені кожухи і оснащено циркуляційною системою змащування від маслонасосів під тиском.

Виробник пропонує альтернативну комплектацію головних приводів електродвигуна-ми постійного струму. Приводні електродвигуни розміщуються опозитно, їх вали з’єднуються між собою фланцевими муфтами через ведучий вал зубчастого редуктора, його ведений вал одночасно є первинним валом двовальної ланцюгової КЗП бурової лебідки. Від описаної вище КЗП відрізняється відсутністю зубчастої передачі реверса, зворотний хід бурової лебідки реалізується зміною полярності приводних двигунів.

Установка моделі 1200 має головний привод у поздовжній компоновці, осі силових агрегатів головного привода розміщено паралельно поздовжній осі трейлера. Сумарний поперечний габарит двох силових агрегатів з проходом між ними, необхідним для обслуговування, не дозволяє розмістити їх на одній ділянці шасі, через що їх розміщено із зсувом, тим самим суттєво збільшено поздовжній габарит привода та створено потребу застосування довгих карданних валів. Задній (ближчий до бурової лебідки) силовий агрегат розміщено в потоці охолоджуючого повітря, що виходить з переднього агрегату, чим погіршено його охолодження, створено незручності обслуговуючому персоналу і передумови для додаткового забруднення. Вихідні вали гідромеханічних передач Allison, якими оснащено кожний із силових агрегатів, карданними валами через неоперативні роз’єднувачі сполучено із вхідними валами конічних редукторів, на консолях вихідних валів яких змонтовано ланцюгові зубчасті колеса. Наявність роз’єднувачів дозволяє розірвати кінематичний ланцюг від зупиненого силового агрегату при приводі від другого - працюючого. На барабанний вал бурової лебідки обертовий рух передається з вихідних валів конічних редукторів двома ланцюговими передачами із вмиканням оперативною фрикційною барабанною муфтою.

Привод ротора організовано аналогічно тому, як це зроблено в установках моделей 1500 і 1100 з тою різницею, що вихід на проміжну ланцюгову передачу виконаний не з КЗП лебідки (якої не існує), а з конічного редуктора.

Очевидно, що описуваний привод потребує додаткової автоматизації: крім синхронізації частоти обертання валів двигунів (що існує також в установках моделей 1500 і 1100) потрібне автоматичне блокування вмикання передач з різними передавальними відношеннями в трансмісіях Allison двох силових агрегатів.

Як альтернативу стандартній комплектації компанія пропонує дискові головні гальма бурових лебідок в двох конструктивних виконаннях: пневмо - або гідрокеровані з повітряним охолодженням (розраховані на використання на бурових лебідках з приводною потужністю (224-500 кВт) і гідрокеровані з водяним охолодженням (для комплектації лебідок потужністю 600 - 2240 кВт). За твердженням виробника впровадження дискових гальм дає наступні переваги: зменшує втомлюваність бурильника, робить зайвим допоміжне гальмо, зменшує загальну масу та інерційність, покращує динаміку підйомного комплексу, автоматично компенсує спрацювання пар тертя, спрощує обслуговування, знижує експлуатаційні витрати.

В обидвох розглянутих вище випадках виробник не надає ніякої інформації щодо компресорів, необхідних для живлення системи пневмокерування.

Монтаж установок моделей 1100, 1200 та 1500 здійснюється шляхом послідовного виконання наступних операцій:

· підвишкова-підроторна основа складається на рівні грунту на з’єднаннях типу “провушина - палець (вісь)” після чого піднімається в робоче положення гідроциліндрами, вбудованими у стояки основи. По завершенні підйому у робоче положення установлюються діагональні розтяжки, що надають основі жорсткості та усувають згинаючі моменти у вузлах з’єднання стояків з балками помосту (вертикальних елементів з горизонтальними);

· транспортабельний блок, розміщений на тривісному візку, на який завантажено бурову щоглу, встановлюється у визначене положення відносно підроторно-підвишкової основи і якориться до неї. Маніпуляційні гідроциліндри повертаються з транспортного горизонтального у робоче вертикальне положення;

· балкон верхнього робітника, зовнішні пальці та заспокоювач тягової вітки талевого каната послідовно монтуються у робочих положеннях на буровій щоглі, яка нижнім кінцем спирається на тривісний візок, а верхнім на тягач. Від’їжджаючи тягачем від підроторно-підвишкової основи розсувають трисекційну телескопічну бурову щоглу на її повну довжину. Маніпуляційні гідроциліндри беруть участь у блокуванні щогли в розсунутому стані, яка усе ще перебуває в горизонтальному положенні.

· щогла, яка у транспортному положенні служила сполучним дишлом між тягачем і тривісним візком, розвантажується з останнього шляхом припіднімання гідроциліндрами. Тривісний візок звільняється і забирається. Подвоєні гідроциліндри заштовхують нижній кінець щогли, одночасно піднімаючи його, на підроторно-підвишкову основу вздовж похилої рампи;

· нижні кінці задніх ніг щогли заводяться в шарнірні опорні вузли, передбачені на підроторно-підвишковій основі і кріпляться там осями. Тиск в подвоєних гідроциліндрах знижується, їх нижні опорні кінці підтягуються до підроторно-підвишкової основи і кріпляться до неї;

· бурова щогла переводиться у вертикальне робоче положення подвоєними гідроциліндрами. Коли нижні кінці передніх ніг щогли сягають підроторно-підвишкової основи, вони кріпляться до неї;

· трейлерний блок з буровою лебідкою і силовим приводом установлюється позаду підроторно-підвишкової основи і кріпиться до неї. Складаються передачі привода ротора, талевий канат кріпиться до барабана бурової лебідки, на цьому монтаж завершений. Навантаження на наголовник щогли передається через її ноги стоякам підроторно-підвишкової основи без ексцентриситетів та консолей.

З наведеного опису очевидно, що монтаж розгляданих установок характеризується мінімумом застосованих технічних засобів, не потребує вантажопідйомних кранів, крім землерийної техніки для підготовки монтажного майданчика у ньому беруть участь тільки агрегати самої установки.

Технічні характеристики трейлерних установок виробництва IRI International наведено нижче в таблиці 5.12.

Таблиця 5.12 -Технічні дані трейлерних мобільних установок моделей 1100, 1200 і 1500

Технічні показники та одиниці їх виміру	Чисельні значення для моделей
Паспортні технічні показники
1 Вантажопідйомність бурової щогли при кратності оснастки талевої системи, рівній 12, кН
2 Глибина буріння трубами Æ 114 мм	3300-4900	3000-4100	2100-3800
3 Модель бурової лебідки	E or H 2550-HL	E or H	E or H 2346-SHL
4 Номінальна потужність привода лебідки, кВт
5 Максимальний натяг талевого каната, кН	333,5	333,5
6 Число дискретних швидкостей підйому
7 Діаметр талевого каната, мм	31,7	31,7	28,9
8 Діаметр підйомного барабана, мм
9 Довжина підйомного барабана, мм
10 Тип головного гальма підйомного вала бурової лебідки	Барабанний, стрічково-колодковий	Барабанний, стрічково-колодковий	Барабанний, стрічково-колодковий
11 Діаметр гальмівних шківів, мм
12 Ширина гальмівних шківів, мм
13 Площа контакту колодок гальма зі шківами, м2	2,32	2,32	2,14
14 Спосіб охолодження головного гальма	Циркуляція	Циркуляція	Циркуляція
15 Модель допоміжного гальма	V-80 DR	V-80	V-80
16 Муфта тихого ходу на підйомний вал (Airflex)	PO36"	PO36"	PO30"
17 Ланцюг передачі до барабанного вала	3 - 50,8	2´(3-38,1)	3 - 50,8
18 Тип трансмісій головного привода	Ланцюгові	Allison	Ланцюгові
19 Ланцюги в трансмісіях привода (рядність-крок)	4-31,75	4-31,75	4-31,75
20 Маса бурової лебідки, кг
21 Число дискретних частот обертання ротора
22 Типовий електропривод (модель-число двигунів)	2´GE-752	(1-2)´GE-752	2´GE-752
23 Типовий дизельгідравлічний привод	3 СА	2СА	2СА
24 Потужність головного електропривода, кВт	1492-1866	746 -1866	1492-1866
25 Потужність головн. дизельгідравл. привода, кВт	1287-1455	858-970	858-970
Розрахункові технічні показники
26 Питома вантажопідйомність, Н/м
27 Питома потужність головного привода, кВт/кН1)	0,394-0,571	0,234-0,586	0,385-0,838
28 Питома потужність головного привода, кВт/м1)	0,263-0,381	0,209-0,455	0,226-0,491

 

Примітка: ¹⁾ - для обчислення показників 28, 29 прийнято максимальні значення встановленої потужності дизельгідравлічного (поз.26) і електричного (поз.25) приводів та нижню межу рекомендованого інтервалу умовної глибини буріння (поз.2).

 

З усього асортименту самохідних установок, що їх виготовляє компанія IRI Interna-tional за проектно-конструкторською документацією компанії Franks (моделі 900, 700, 600, 500, 400, 300, 300Т, 200 - не плутати з установками серії Explorer Rocket того ж розробника, що мають аналогічні позначення) та компанії Ideco Dresser Industries (моделі BIR 800, BIR 700, BIR 500, BIR 400 та BIR 300) для детальнішого розгляду вибрано найважчі (див. таблицю 5.13) з тих міркувань, що серійне виробництво установок меншої вантажопідйомності освоєно як в країнах СНД, так і в Україні.

Мобільні установки моделей 900, 700 і 600 Franks спроектовано для буріння свердловин середньої та малої глибини, ремонту свердловин з підйомом з них колон НКТ та насосних штанг. Шляхом розташування задніх мостів транспортного шасі якомога ближче до переду в цих установках розв’язано проблему, що виникає через розливання промивальної рідини довкола устя свердловини та мінімізовано імовірність пошкодження коліс при виконанні робіт на усті. Монтажно-транспортні шасі установок усіх моделей спроектовано у відповідності до вимог, встановлених національними та міжнародними шляховими нормативами стосовно навантаження на вісь та транспортних габаритів. Кабіну водія розташовано таким чином, щоб забезпечити йому найкращу видимість шляху та оточення. Розміщення кабіни подалі від устя свердловини знижує можливість її забруднення. Пристрій стабілізації, вирівнювання ніг та центрування бурової щогли усуває необхідність установки транспортного шасі в точно горизонтальному положенні і знижує вартість підготовчих робіт з нівелювання монтажного майданчика. Установка підроторної основи, підйом та розсування телескопічної щогли, оснащеної внутрішніми напрямними, є швидкими процедурами. Домкрати, якими оснащено транспортне шасі, беруть участь у центруванні щогли. Комплекс підйомних та маніпуляційних циліндрів живиться від змонтованої на шасі гідросистеми. Щогла в робочому положенні спирається на мат підроторної основи і оснащується люстрою для підвішування насосних штанг. Барабан із запасом талевого каната, привод ротора і талевий блок готові до роботи в лічені хвилини після установки лебідкового блока на точці буріння.

Установки моделей 900 і 700 Franks мають головні дизельгідравлічні двомоторні приводи у поздовжній компоновці, з них перша - в поздовжній співвісній, друга - в поздовжній паралельній, в установці 600 Franks привод одномоторний. В усіх моделях привод ротора - груповий від двигунів бурової лебідки і транспортного шасі. Перпендикулярність осей силових агрегатів і валів бурової лебідки створює потребу в конічних кутових редукторах. Підсумування потужностей двох силових агрегатів здійснюється в установці 700 Franks ланцюговою компаунд-трансмісією, в установці 900 Franks воно виконано вкрай невдало - аж на підйомному валі бурової лебідки. В установці моделі 900 Franks потужність віддаленого від бурової лебідки приводного дизеля через трансмісію Allison передається зубчастому редуктору з двома вихідними валами, з яких один може бути використаний для привода бурового насоса, а другий карданним валом сполучено із вхідним валом конічного кутового редуктора. Виробник пропонує альтернативну комплектацію установок Franks електричними приводами від двигунів постійного або змінного струму.

Бурові лебідки в установках усіх трьох моделей в стандартній комплектації однобарабанні, тартальний барабан зі знімним валом може установлюватися на спецзамовлення. Лебідки установок моделей 700 і 600 Franks оснащуються котушковими валами з єдиною передачею з них до валу підйомного барабана.

З метою урозмаїтнення своєї продукції та забезпечення їй ширшого збуту виробник виготовляє установки в двоблочній компоновці на двох транспортабельних шасі. Вільний простір на платформах шасі, який утворюється в такому варіанті, може бути використаний споживачем на власний розсуд для монтажу додаткового устаткування.

Самохідні установки Ideco BIR 800 і BIR 700 виробництва компанії IRI International не мають суттєвих конструктивно-компонувальних та кінематичних відмінностей від описаних в підрозділі 5.9 аналогів Ideco Dresser Industries. Вони монтуються на шестивісних шасі, оснащуються двомоторними дизельгідравлічними приводами в поздовжній паралельній компоновці з п’ятишвидкісними ГМП Allison та двовальними однобарабанними буровими лебідками (в яких другий - трансмісійний вал очевидно зайвий через єдину передачу до підйомного валу). Змащування усіх ланцюгових передач здійснюється недостатньо ефективним способом - зануренням у масляну ванну.

Установки комплектуються буровими щоглами серії KM (kwik-lift) зі стояками трубчастого круглого або квадратного перерізу, вони транспортуються на самохідному шасі. В робочому положенні щогли спираються на спеціальні опори, передбачені для цієї мети на підроторній основі, і зв’язані з шасі елементами, які надають комплексу „основа-щогла” необхідної жорсткості. Підроторна основа з телескопічними стояками регульованої висоти має видовжену в напрямі до лебідкового блока металоконструкцію малої висоти - мат, на який спирається щогла. Його наявність позбавляє від необхідності облаштовувати фундамент під передні ноги щогли на монтажному майданчику.

В самохідних шасі передбачено амортизацію мостів пневмоподушками.

Талеві системи мобільних установок виробництва компанії IRI International комплектуються двоярусними кронблоками із „швидким” канатним шківом і дворогими укороченими гакоблоками Shorty, до яких вертлюг підвішується через спеціальний адаптер. На замовлення споживача установки можуть комплектуватися системами верхнього привода з гідроприводними вертлюгами Vari-Swivel. На ринок пропонуються силові вертлюги Vari-Swivel п’яти моделей: V/SÔ 50TAH, V/SÔ 85TAH, V/SÔ 130TAH, V/SÔ 150T i V/SÔ 200T, з них остання - найпотужніша має допустиме статичне навантаження на стовбур 1800 кН і обертовий момент, достатній для буріння трубами Æ 114,3мм до глибини 3050 м. Вертикальний габарит силових вертлюгів не перевищує 2 м, що дає можливість застосовувати їх разом зі щоглами обмеженої висоти не лише для буріння, але також і для ремонту свердловин.

В разі застосування установок на спорудженні і ремонті свердловин із значними обсягами СПО вони можуть комплектуватися з метою підвищення продуктивності системами Dual Speed, які дозволяють суміщати в часі операції складання-розбирання нарізних з’єднань трубних колон з їх переміщенням.

Мобільні установки компанії IRI International виготовляються із застосуванням прогресивних технологій, піддаються виробником ретельному контролю, зокрема магнітній дефектоскопії. Для їх виробництва використовуються старанно підібрані конструкційні матеріали, зокрема низьколеговані високоміцні сталі електрошлакового переплаву.

Таблиця 5.13 - Технічні характеристики і комплектність самохідних бурових установок виробництва компанії IRI International

Найменування і одиниці виміру паспортних і розрахункових параметрів	Чисельні значення для моделей установок
900 Franks	700 Franks	600 Franks	BIR 800 Ideco	BIR 700 Ideco
Паспортні показники
1 Допустиме навантаження на підйомний гак, кН
2 Інтервал умовної глибини буріння трубами Æ 114 мм, м	2100-3100	1500-2300	1000-1600	2100-3100	1600-2600
3 Інтервал умовної глибини буріння трубами Æ 73 мм, м	5500-6700	—	—	5500-6700	—
4 Глибина свердловин при роботі НКТ Æ 73 мм, м	—	6000-7000	4500-5500	—	6000-7000
5 Модель комплектуючої бурової лебідки				Н 1000	Н44С
6 Потужність привода підйомного комплексу, кВт	800-950	550-700		600-940	580-700
7 Максимальний натяг талевого каната, кН
8 Число дискретних частот обертання підйомного барабана	5+1R	5+1R	5+1R	5+1R	5+1R
9 Модель комплектуючого тартального вала з барабаном				H 47 СD	H 44 СD
10 Число дискретних частот обертання стола ротора	5+1R	5+1R	5+1R	5+1R	5+1R
11 Діаметр бочки підйомного барабана, мм
12 Довжина бочки підйомного барабана, мм
13 Діаметр гальмівних шківів підйомного вала, мм
14 Ширина гальмівних колодок підйомного вала, мм
15 Площа поверхні контакту гальма підйомного вала, м2	2,14	1,97	1,97	1,71	1,81
16 Спосіб охолодження гальма підйомного вала	Циркуляція	Циркуляція	Розприскування	Циркуляція	Циркуляція
17 Модель допоміжного гідродинамічного гальма	V-80			V-80
18 Діаметр бочки тартального барабана, мм
19 Довжина бочки тартального барабана, мм
20 Діаметр гальмівних шківів тартального вала, мм
21 Ширина гальмівних колодок тартального вала, мм
22 Площа поверхні контакту гальма тартального вала, м2	1,31	1,31	1,31	1,13	1,13
23 Спосіб охолодження гальма тартального вала	Розприскув.	Розприскув.	Розприскування	Розприскування	Розприскування
24 Діаметр талевого каната, мм	28,5	28,5	28,5	28,5	28,5
25 Кратність оснастки талевої системи	10 (8)	10 (8)		10 (8)	8 (10)
26 Модель комплектуючої бурової щогли	117-350	117-350 117-300 112-300	117-350 117-300 112-300	КМ 117-358АН	КМ 117-358АН КМ 112-358АН КМ 108-268АGH
Продовження таблиці 5.13
Паспортні показники
27 Допустиме навантаження на гак при максимальній кратності оснастки талевої системи, кН
28 Висота щогли від грунту до низу підкронблочної рами, мм		357001)	357001)
29 Висота установки магазину для труб (балкону верхнього робітника) від помосту підроторної основи, м	16,8	16,8	16,8	16,8	16,8
30 Ємність магазину по бурильних трубах Æ114,3 мм, м
31 Ємність магазину по бурильних трубах Æ73 мм, м				―	―
32 Ємність магазину по НКТ Æ73 мм, м	―	―	―
33 Відмітка висоти помосту підроторної основи, м	5,2	5,2	5,99	4,9	4,9
34 Висота вільного простору під підроторними балками, м	4,3	4,3	—	4,0	4,0
35 Модель транспортного шасі				BIR 800	BIR 700
36 Число передніх осей транспортного шасі
37Число задніх осей транспортного шасі
38 Колісна формула транспортного шасі	12´4	12´4	12´4	12 ´4	12 ´4
39 Габарити у транспортному положенні, м	20,5´3,05´4,3	20,3´3,05´4,3	20,03´3,44´4,35	21,7´3,05´4,3	20,2´3,05´4,3
40 Допустима маса обладнання на передніх осях, кг
41 Допустима маса обладнання на задніх осях, кг
42 Сумарна допустима маса на транспортному шасі, кг
43 Маса обладнання, що припадає на передні осі, кг
44 Маса обладнання, що припадає на передні осі, кг
45 Маса установки, кг
46 Модель і число двигунів привода лебідкового блока2)	2´12V-71N-65	2´8V-92NA	2´8V-92NA	2´3408 DITA	1´12V-92NA
47 Сумарна потужність двигунів головного привода, кВт	641; 746	448; 597	448; 597	641; 746	560; 746
Розрахункові технічні показники
48 Питома вантажопідйомність, Н/м			—
49 Показник питомої матеріаломісткості, кг/м	19,61	24,43	38,00	19,03	21,54
50 Показник питомої матеріаломісткості, кг/кН	38,97	40,34	48,64	36,88	46,67
51 Питома потужність привода підйомного комплексу, кВт/м	0,207; 0,241	0,195; 0,260	0,280; 0,373	0,207; 0,241	0,215; 0,287
52 Питома потужність привода підйомного комплексу, кВт/кН	0,411; 0,478	0,335; 0,446	0,358; 0,478	0,400; 0,466	0,467; 0,622

Примітки: ¹⁾ - при комплектації щоглами моделей 117-350, 117-300; ²⁾ - можлива варіантна комплектація. Далі перехід до файлу Рукопис 2