ІЖҚ мен компрессорлардың шатунді поршеньді топтарын жөндеу және жағдайын тексеру

Штангалы ұңғымалы сорап қондырғысы және олардың элементтері.

Штангалық сорапты қоңдырғы сағалық жабдықтан, штангалық сораптардың тізбегінен, сораптық компрессорлы құбырлардың тізбегінен, ұңғымалы сораптан және қосымша жер асты қоңдырғысынан тұрады. Бөлек жағдайларда қандайда бір элемент орын алмауы мүмкін, сол кезде оның қызметін ШҰСҚ-ң басқа элементтері атқарады.

Сораптық штангалардың тізбегі бір-бірімен бұрандалармен байланысқан және штангалардан құралған өзекше (стержен) түрінде келтірілген.

Көп жағдайда ШҰСҚ-да жетек ретінде балансирлі тербелмелі-станоктарды қолданады (4.1-сурет). Штангалардың ұзындығы 6-дан 10 м дейін, диаметірі 12 ден 25 мм аралығында болады және бір бірімен муфталар арқылы жалғасады. Жылтыратылған штоктың жоғары класты тазалықпен өңделген беті болады және оны бірінші немесе сальникті штанга деп атайды.

СКҚ-ды герметизациялау үшін тізбек құрылғысының жоғарғы бөлігінде сағалық сальник орнатылған. Сальник арқылы жылтыратылған штанга өткізілген ұңғыма сағасының жабдықтарынан өндірілетін сұйықты алып кететін жері болады және ол арқылы сұйық алынады да, сүзгі тор арқылы өндіріске жіберіледі.

Әрекеті бір жақты ұңғымалық сорапты қарастырайық ІІІ. Ол СКҚ тізбегіне жалғанған цилиндрден 24 және штанга тізбегіне жалғанған плунжерден 25 тұрады. Айдау клапаны 26 плунжерге, ал сору клапаны 27 - цилиндрдің төменгі бөлігінде орнатылған.

Сораптың төменгі бөлігінде қажетті жағдайда газды IV немесе құмды сұйықтан бөлетін якорь орнатылған. Газ құбыр сыртындағы кеңістікке СКҚ 18 және шегендеу 16 құбырлар тізбегінің арасы арқылы өтеді, құм якорьдің корпусында тұнып қалады.

ШҰСҚ-ның жұмыс істеуі кезінде оған энергия электрлі қозғалтқыштан редуктор арқылы кривошипті-шатунды механизмге беріліп, оның көмегімен айналмалы қозғалыс штангалар тізбегінің қайтымды-ілгерілмелі қозғалысына түрленеді. Тізбекпен байланысқан плунжер де қайтымды-ілгерілмелі түрде қозғалады. Плунжердің жоғары қарай қозғалысында айдау клапаны плунжердің үстіндегі сұйық қысымымен жабылады да, ол СКҚ бойымен жоғары көтеріледі. Сол уақытта сору клапаны ашылып, плунжердің астындағы цилиндр көлемі сұйыққа толады.

Плунжердің төмен қарай жүрісі кезінде сору клапаны сұйық бағанасының қысымымен жабылады да, айдау клапаны ашылып сұйық плунжердің үстіндегі кеңістікке жиналады.Үстіңгі бетке көтерілген сұйық сағалық сальниктің бүйіріндегі бұрып алу тесігі арқылы өндірістік коллекторға жіберіледі.

Кәсіпшіліктің түріне немесе жекеленген ұңғымаларға байланысты ШҰСҚ-лардың басқа конструкциялары қолданылуы мүмкін.

 

4.1-сурет. Штангалы ұңғымалы сорап қондырғысы (ШҰСҚ):

1-фундамент; 2-рама; 3-электр-қозғалтқыш; 4-сына-белбеулі беріліс; 5-кривошип; 6, 8-контрасмалық жүктер; 7-шатун; 9-ұстын; 10-балансир; 11-балансир басын бекітіп қою механизмі; 12-балансирдің басы; 13-арқан ілу құрылғысы; 14-жылтыратылған шток; 15-сағалық сальник; 16-шегендеу құбырларының тізбегі; 17-штанга тізбегі; 18-СКҚ; 19-тереңдік сорабы; 20-газды якорь; 21-штанганың шыңдалған нығыздағышы; 22-құбырлы цилиндр; 25-сорап плунжері; 26-айдау клапаны; 27-сору клапаны.

Бұрғылау қондырғыларының жетектері,тағайындалуы,жіктелу және оларға қойылатын негізгі талаптар. Заманауи бұрғылау қондырғылары әртүрлі қуатты машиналар мен механизмдермен жабдықталған, олардың әрекет етуі құрамында қозғалтқыштан, күштік берілістен және басқару құрылғыларынан тұратын жетектің көмегімен іске асырылады. Жетектің түрі, жинақталуы және конструкциясы бұрғылау қондырғысының техника-экономикалық көрсеткіштеріне айтарлықтай әсер етеді. Жетектерді негізгі және көмекші деп бөледі.

Бұрғылау шығырының, сораптардың және ротордың жетектері негізгі болып табылады. Оның қуаты 6 мың кВт-тан және көбірек.

Қосымша жетек компрессорлардың, виброелектердің, сазараластырғыштардың, автоматты қашау берілісінің, майлық және подпорлы сораптардың, көтеріп-түсіру операцияларының механизациялаушы агрегаттардың және бұрғылау қондырғысының басқа да механизмдерінің жетектері үшін арналған. Оның орта есептік қуаты 400 кВт-тан аспайды. Соңғы жылдары бұрғылау қондырғыларында қиындық келтіретін жұмыстарды механизациялауда қосымша механизмдердің құрамы біршама артты. Қосымша механизмдардың жетекгінде қолданылатын қозғалтқыштардың саны екі есе өсті және 15-20-ны құрайды.

Бұрғылау қондырғыларында қолданылатын қозғалтқыштардың түрлеріне байланысты дизельді, газотурбиналы және электрлік жетектер деп бөледі.

Дизельді және газотурбиналы жетектер - отандық тәжірибеде өндірістік электржүйелерінен алыс аймақтарда барлау және пайдалану бұрғылау жұмыстарын жүргізетін бұрғылау қондырғыларында қолданылатын дербес жетектер.

Электрлік жетектер дербес емес жетектерге жатады, және оларды таңдау бұрғылау аймағындағы электрэнергияны пайдалану құнымен анықталады. Қазіргі таңда шығарылатын бұрғылау қондырғыларының 50%-ы электрлік жетектермен жабдықталады. Электржетектердің дамуына бұрғылау аймағында өндірілетін табиғи және ілеспе газдардың, сұйық отында жұмыс жасайтын дербес дизельді-электрлік және газотурбиналы электростанциялардың жасап шығарылуы әсер етті.

Энергияның таралуына сипатына байланысты топтық, жеке және аралас жетектер деп бөледі.

Топтық жетекте бұрғылау қондырғысының шығыры, сорабы және роторы арқылы берілетін күштік берілістер ортақ қозғалтқыштар арқылы іске асырылады.Осының арқасында қозғалтқыштардың саны және орнатылған қуат азайтылады. Топтық жетектердің кемшілігіне көліменің үлкенділігі және төменгі ПӘК-тің төмендігі.

Жеке жетекте шығыр, ротор және бұрғылау сораптарының берілістері қарапайым жеке қозғалтқыштары бар. Жеке жетек тиімді айналу жиілігінде тез іске қосуды және тежеуді қамтамасыз етеді. Кинематикалық беріліс сұлбасының және коснтрукциясының қарапайымдылығының арқасында бұрғылау қондырғысының жинақтылығын және салыстырмалы жоғыра ПӘК-ін қамтамасыз етеді. Жеке жетектер көбінесе электрлік бұрғылау қондырғыларында қолданылады.

Аралас жетек екінші бұрғылау сорабының жұмысы үшін топтық дизельдік жетектердің қуаты жеткіліксіз болған жағдайда қолданылады. Бұл жағдайда шығыр, ротор және бұрғылау сораптарының біреуі топтық жетекті, ал екінші сорап жеке жетекті болады. Электрлік бұрғылау қондырғыларында шығыр және ротор топтық жетекті болады, ал бұрғылау сораптары жеке жетектермен жабдықталады.

Жетектер қозғалтқыштарының санына қарай бірқозғалтқышты және көпқозғалтқышты болып бөлінеді. Топтық дизельді жетекте төрт параллель орналастырлған дизельдер болады. Электрлік бұрғылау қондырғыларында шығарлар екіқозғалтқышты немесе бірқозғалтқышты жеке жетектерге ие. Бұрғылау сораптары мен роторлар бірқозғалтқышты жеке жетектермен жабдықталады.

Көпқозғалтқышты жетектер күштік берілістердің қиын конструкциясына ие, бірақ бір қозғалтқыштың істен шығуынан машина тоқтап қалмайды қалған қозғалтқыштар жұмыс істей береді және пайдалануда жеңіл. Сонымен қатар бос айналым кезінде және басқа технологиялық операцияларда барлық орнатылған қуатты жұмсауды қажет етпеген кезде қозғалтқыштардың бір бөлігін өшіріп қоюға болады, бұл пайдалануда экономикалық тиімді екенін көрсетеді.

Бұрғылау қондырғысының қосымша механизмдерінде асинхрондық қозғалтқыш пен механикалық берілістен тұратын жеке электрлік жетектер қолданылады. Қосымша механизмдердің қозғалтқыштары электрэнергиясын өндірісітік желілерлерден немесе дербес дизельді-электрлік айнымалы тоқты агрегаттардан алады.

Ауалық жетекте компрессорде сығылған ауаның ісерінен шығатын энергия механикалық энергияға айналып ұңғыма сағасынан жақын орналасқан механизмдерде қолданылады. Өртқауіпсіздік шараларына байланысты ұңғыма сағасындағы механизмдерге электрлік жетектерді қолдануға тыйым салынады. Ол автоматты бұрғылау кілті, ротордың сыналы қысуларына, бұрғылау құлыптарын бекіткіштерде және ауалық басқару құрылғыларында қолданылады.

Жетектің күштік берілістері қозғалтқыштары жұмыс машинасымен қосу және олардың жылдамдықтары мен айналу моменттерін келістіру үшін қолданылады. Бұрғылау қондырғыларында жұмыс істеу принципі және құрылымдық қасиеттері бойынша ерекшеленетін электрлік, гидродинамикалық және механикалық берілістері қолданылады. Механикалық берілістер гидродинамикалық (гидротрнасформаторлар және гидромуфталарда) және электрлік (электромагнитті муфталар) үйлесімінде қолданылып,гидромеханикалық және электромеханикалық берілістер құрайды. Негізгі жетекте қолданылатын күштік берілістер мен қозғалтұыштардың түріне байланысты бұрғылау қондырғылары келесі түрлерге бөлінеді:

дизельді гидромеханикалық күштік берілістерімен (Уралмаш 3Д-76; БУ300БД);

айнымалы электр токты электромеханикалық күштік берілістерімен (БУ5000ЭУ);

айнымалы электр токты механикалық күштік берілістерімен (Уралмаш 4Э-76; БУ3000ЭУК; ЮУ75БрЭ-70; БУ80БрЭ-1);

тұрақты токтык электрлі механикалық күштік берілістермен (БУ15000; БУ6000ПЭМ; БУ5000ЭР; БУ6500ЭР; БУ2500ЭП);

тұрақты токты дизельді-электрлік механикалық күштік берілістермен (БУ5000ДЭР; БУ6500ДЭР);

газотурбианлық механикалық күштік берілістермен.

Бұрғылау қондырғыларының жетектері сенімді, үнемді, қауіпсіз, басқаруда жеңіл, салыстармалы салмағы үлкен емес, тасымалданғыш, монтаждауға, пайдалануға және жөндеуге икемді болуы қажет.

 

Иінді біліктердің жағдайын тексеру және жөндеу. Білік типтегі бөлшектерді жөндеу. Бұл бөлшектердің көпшілігі маңызды бұраушы моменттер мен таңбасы айнымалы өстік күшсалмақтар қабылдайды.

Біліктерді жөндеу тәсілі оларың ақауларының сипатына тәуелді. Тозған білік мойындар екі тәсілмен жөнделеді – бастапқы өлшемдері қалпына келтіріліп және жөндеу өлшемдерін енгізумен. Бұлардың ішінде дұрысы бастапқы өлшемдерін қалпына келтіру. Ол үшін электрдоғалық балқыма құю, металдау, дірілдоғалық балқыма құю, хромдау, болаттау және полимермен жаппалау әдістерін қолданады.

Кілтектік пазды бірнеше тәсілмен қалпына келтіреді. Егер клітектік біріктіру қосылатын бөлшектердің белгілі бір қалпын сақтамайтын болса, алғашқы пазға азғана бұрыш жасай паз жасалады. Егер кілтектік бірігу қатаң сақталатын болса, онда пазды балқыма құйып, сол жерден қайтадан жасайды.

Тозған беті өсірілген білік қажетті пішін, өлшем, тегістікке дейін механикалық өңделеді.

Біліктердің ішінде иінді біліктерді жөндеу ең күрделісі.

Түптік мойынды жөндегенде білікті токарь немесе ажарлау станоктарына центрлеп орнатады. Білікке қажетті қаттылық беру үшін бұлғақтық мойынға параллель білік жақтары кергілермен немесе домкраттармен кергіленеді.

Бұлғақтық мойынды өңдеуде білікті станокқа орнату күрделірек. Станокқа орнатпас бұрын бірінші және соңғы түптік мойындарға арнайы жабдық – центржылжытқыштар кигізіледі. Сонан соң білік станокқа қойылады. Алдыңғы тұғыр патронына және артқы тұғыр жақтағы центржылжытқышқа қарсы салмақтар бекітіледі. Білік қаттылығын арттыру үшін кергіштермен білік патронға және центржылжытқышқа керіледі (7.1-сурет). Осы операциялардан кейін механикалық өңдеу жүргізіледі.

 

 

Бұлғақтық мойынды өңдеу кезінде иінді білікті орнату: 1-қарсы салмақ; 2-орта ығыстырғыш; 3-кергі домкраттар.

Ірі габаритті иінді біліктерде жақтарының және бұлғақтық мойындарының жарылуы және сынуы болуы мүмкін.

Жақтарында жарық пайда болғанда оның шеттерінде тесіктер бұрғылап, әрі қарай тарауына шек қойылады. Сонан соң жарық жиектері пісіру жапсарына дайындалып, ол жақтың бүкіл тереңдігіне шабылады. Жарықты электрдоғалық пісірумен жөндейді. Пісіруден кейін ішкі кернеуді түсіру үшін жасыту жүргізу керек.

Батырылған ортадан тепкіш сораптық қондырғылардың сұлбасы,құрамы мен жеке элементтерінің тағайындалуы. Кен орнын игеру барысында өндірілетін сұйықты үнемі алу нәтижесінде қабат қысымы азайып, өндірілген сұйықтың сулану дәрежесі көбейеді және алынатын қоспада газдың салыстырмалы мөлшері кемиді де, ұңғыдан алынатын сұйықтың деңгейі төмендейді. Соның нәтижесінде фонтандық әдісті қолдану жүзеге аспайды, ал компрессорлы әдіспен өндіруді жалғастыру экономикалық тұрғыдан тиімді болып табылмайды, соған байланысты мұнайды сорапты әдіспен өндіруге көшеді.Мұнайды сораптардың көмегімен өндіру кезінде олардың негізгі екі түрін атауға болады: бірінші – штангасыз сораптар және екіншісі – соңғы кездері көп таралған – штангалы сораптар. Штангасыз сораптарда ұңғылық сорап және оның жетектеушісі бір-бірімен тікелей байланысады. Сораптың жетектеушісіне энергия кабельмен (электрлі жетектеуші болған кезде) немесе сығылған сұйық түрінде құбырмен (гидро- немесе пневмо-жетектеуші болған кезде) жеткізіледі. Жетектеуші мен штангасыз сораптың арасында ұзын механикалық қатынас болмағандықтан, штангасыз сораптардың қуаты штангалы сораптарға қарағанда едәуір үлкен болады. Бұл кейбір штангасыз сораптардың түрлерімен сұйықты үлкен мөлшерде алуға мүмкіншілік береді. Мұндай сораптарға ең біріншіден электрлі жетектеушісі бар батырмалы ортадан тепкіш сораптар жатады.Штангасыз сорап қондырғыларында сорап және жетектеушіден басқа басқаруға, энергия тасымалдауға арналған т.б. жабдықтар бар.Штангасыз сораптық қондырғылар сорап пен жетектеуші құрылғыдан басқа басқару жабдықтары мен энергияны тасымалдау қондырғылармен жабдықталады. Олардың электр қозғалтқышы бар сораптар үшін белгіленген түрі болса, ал сұйық немесе газ энергиясын қолданып жұмыс істейтін сораптар үшін басқа түрлері болады.Штангасыз ортадан тепкіш сораптар мен гидропоршеньді сораптардың өндірістік үлгілері арнайы конструкторлы бюроларда жобаланды. Бұл ұйымдар барлық штангасыз сораптардың (бұрандалы, диафрагмалы т.б.) түрлерін жасауға қатысты.

ЭОС (ЭЦН) қондырғының торабтарының (узел) құрамы және орналасуы 3.2-суретте көрсетілген.

 

3.2-сурет. Электрлі жетектеуші ортадан тепкіш сорап қондырғысы:

1-электроқозғалтқыш; 2-гидрооқшаулау; 3-сорап; 4-кабельді желі; 5-трансформатор; 6- түсіру клапаны; 7- белбеу; 8-сорапты-компрессорлы құбыр; 9-ұңғы сағасының жабдығы; 10-кабельді қосу пункті; 11-кері клапан; 12-газосепаратор; L және D₁–сорапты агрегаттың ұзындығы және диаметральды габариті; D₂-СКҚ резьбасының диаметрі.

 

Ұңғылық сорап көпсатылы болып келеді және де 80-нен 500-ге дейін сатыға ие болуы мүмкін.Сұйық сорапқа оның төменгі жағында орналасқан тор арқылы түседі. Тор қабат сұйығының фильтрациясын қамтамасыз етеді. Сорап сұйықты ұңғыдан СКҚ -ға жеткізеді. Батырмалы электроқозғалтқыш – май толтырылған және герметизацияланған. Оның ішіне қабат сұйығының өтпеуі үшін гидрооқшаулау торабы бар. Қозғалтқыш білігі гидрооқшаулау білігімен қосылып, сол арқылы сорап білігімен байланыста болады. Асинхронды электроқозғалқыштарды қолданған кезде олардың

інің айналу жиілігі 2800-2950 мин^-1 –ге тең болады.Құрамында көп мөлшерде газы бар сұйықты соруға арналған қондырғылар сорапты-газосепараторлы модульдармен жабдықталады.Ұңғылық ортадан тепкіш сораптың құрылымы қарапайым, тозуға шыдамды және коррозияға жоғарлатылған деңгейде төзімді болу қажет. Тораптардың диаметрлері мен құрылымдары барлық сораптар үшін негізінен бірдей болады.Құрылымы қарапайым ұңғылық ортадан тепкіш сорап ұңғыдан құрамында 99 %-ға дейін суы бар сұйықты соруға арналған. Сорылатын сұйықтың құрамында механикалық қоспалардың мөлшері 0,01%-дан аспауы керек, механикалық қоспалардың қаттылығы Моос көрсеткіші бойынша 5 баллдан, ал күкіртті сутегінің құрамы 0,001%-дан аспауы керек. Жасаушы-зауыттардың техникалық талаптары бойынша, сораптың қабылдауында бос газдың құрамы 25%-дан аспауы керек.Коррозияға тұрақты ортадан тепкіш сорап құрамында 0,125%-ға дейін болатын (0,125 г/л дейін) күкіртті сутегі бар қабат сұйығын соруға арналған.Тозуға шыдамды сораптар құрамында 0,5 г/л-ға дейін механикалық қоспалары бар сұйықты сора алады.Ұңғылық ортадан тепкіш сораптың жұмыстық органы ретінде жұмыстық дөңгелектен және бағыттаушы аппараттан тұратын, цилиндрлік (ЦҚ) және көлбеу цилиндрлік (КЦҚ) қалақшалары бар сораптың сатысын қарастыруға болады (3.5-сурет).

3.5-сурет. ЭОТС-тың сатысының құрылымы

1-бағыттаушы аппарат; 2,4-сақиналы қалақшасыз камера; 3-жұмыстық дөңгелек; 5- төменгі тірек шайбасы; 6-қорғау төлкесі; 7- жоғарғы тіреу шайбасы; 8-білік.

 

Сыртқы диаметрлі 86 және 92 мм сораптарда номинальды өнімділіктері 125 м³/тәу дейін жететін ЦҚ-лы сатылары қолданылады, диаметрі 103 мм-ге дейінгі сораптарда өнімділігі 160 м³/тәу дейін және диаметрі 144 мм сораптарда - 250 м³/тәу дейінгі мәндерде жатады.КЦҚ-лы сатылары үлкен берілісті сораптарда қолданылады. Өзінің қолдану аймағында КЦҚ-ның ЦҚ-ға қарағанда ПӘК-і жоғары болады және оның берілісі ЦҚ-ға қарағанда 1,5 есе үлкен болады. Сатылардың сыртқы диаметрлері 70,80,90 және 100 мм болады.

Сатылар әрбір секцияның цилиндрлік тұрқының ойығында орналасады. Сораптың бір секциясында оның монтажды биіктігіне қарай 39-дан 200-гк дейінгі сатылар орналасу мүмкін. Сораптадың сатыларының максимальды саны 550 данаға дейін жетеді.Осындай көп сатылары бар ЭОТС-ты құрастыру үшін және білікті осьтік күштен босату үшін қалқымалы жұмыстық дөңгелек қолданады. Сораптағы жұмыстық дөңгелек осьтік бағытта білікке бекітілмейді және бұрылып кетуден призмалық шпонкамен ұсталынады. Бағыттауыш аппараттардың тіреуіш беттерімен шектелген аралықта дөңгелек осьтік бағытта еркін қозғала алады.

Бұрғылау шығырлары негізгі таламтар,жіктелуі,кинематикалық схемасы. Бұрғылау шығырлары бұрғылау процессінің тиімділігін анықтайтын басты агрегаттарға жатады.

Шығырдың негізгі технологиялық функцияларына мыналар жатады:

-қашауға берілген жүктемені қмтамасыз ету;

-құралды ұзарту;

-КТО;

-шегендеу тізбектерін түсіру;

-қосымша жұмыстар.

Шығырлар бұрғылау технологиясы мен оларды пайдалану шарттары мен талаптарына жауап беруі керек, яғни:

- Қуат пен тарту күші ауыр операцияларды жүргізуге жеткілікті болу керек;

- КТО кезінде көтеру және түсіру жылдамдығы үлкен өнімділікті және жұмыстың апатсыздығы мен эргономикалығын қамтамасыз ету керек;

- Шығырдың өлшемдері мен массасы темір жолмен тасымалдау ережелерінде орнатылған өлшемдерден аспауы керек, сонымен қатар өлшемдер бұрғылау қондырғысымен де шектеледі.

Шығырлар ұзақтұрақтылық, сенімділік, жөндеуге жарамдылық бойынша талаптарға сәйкес келуі тиіс. Жөндеуге түскенше жұмыс коры 3000-5000 сағат машина уақытына сәйкес келуі тиіс.

Бұрғылау шығырлары келесі көрсеткіштер бойынша жіктеледі:

- шығыр барабанына берілетін қуат;

- жетекші тармақтағы тарту күші;

- тежегіштердің қуаты;

- көтерудің жылдамдық саны;

- білік саны.

Бұрғылау шығырларының қуаты МЕСТ 16293-82 регламенттеледі, тереңдікке байланысты 200-2950 кВт арасында болады.

Бұрғы шығыры: тербелмелі подшипниктерге отырғызылатын көтеру және трансмиссиялық біліктер, таспалы және электр тежегіштер орналасатын рамадан және басқару пультінен тұрады.

Бұрғы шығырлары білік санына қарай бір, екі, үш білікті болып бөлінеді. Біліктер арасындағы кинематикалық байланыс шынжыр берілістер арқылы іске асырылады. Көтеру білігі – бұрғы шығырының негізгі білігі, кейбіршығырлар үшін ол тек біреу ғана. Көтеру бөлігіне шынжыр беріліс жұлдызшаларынан басқа, тәл арқанын орау үшін барабан, таспа тежегіш және гидравликалық немесе электр тежегіштер білігін қосушы муфта орналастырылады. Трансмиссиялық және аралық, біліктер көтеру білігі мен шығыр жетегі арасындағы кинематикалық байланысты іске асырады. Кейбір жағдайларда трансмиссиялық білікті роторға айналым беру үшін және қашауды өздігінен жіберетін тесікті шығырға қосу үшін қолданылады. Аралық білікке, көтеру білігіне айналым беруші шынжыр беріліс жұлдызшаларынан басқа кейбір жағдайларда жүк сүйретіп тарту, көтеріп-түсіру кезінде құбырларды ашу, бекіту үшін арнайы катушка қойылады. Кейінгі кезде бұл жұмыстарды атқару үшін қосалқы шығыр және пневматикалық атқыштар қолданылады.

Бұрғы шығырлары екі түрлі тежегіштермен жабдықталады: таспалы, гидравликалық немесе электр тежегіштер. Таспалы тежегіштер құбыр тізбектреін көтеріп ұстау, түсіру жылдамдығын реттеу, толық тоқтату, бұрғылау кезінде қашауды жіберіп отыру қызметтерін атқарады. Бұрғы шығырлары екі таспалы қолмен жыне пневматикалық басқарылатын тежегіштер мен жабдықталады.

Бұрғылау аспабын төмен тереңдіктерге түсіру барысындағы тежеу кезінде, тежеуіш қалыптарының шкивке үйкелу салдарынан өте көп жылу бөлінеді де, қалыптар мен шкив қызып, олардың тежеу сапасы төмендейді. Сондықтан бұрғы шығыры қосымша гидравликалық немесе электр тежнуіштермен қамтамасыз етіледі.

Гидравликалық тежеуіш бұрғылау және шегендеу тізбектерін түсіру жылдамдығын бәсеңдету үшін қолданылады. Шығыр барабанын толық тоқтату, таспалы тежеуішпен іске асырылады.

 

У2-5-5 үш білікті шығырдың кинематикалық сұлбасы

1-орам;

2-тісті беріліс;

3-орамды білік;

4-шынжырлы беріліс;

5-трансмиссионды білік;

6,8-карданды біліктер;

7-ШПМ;

9-ротор жетегінің білігі;

10-ротор жетегінің ШПМ;

11-ротор жетегі;

12-гидродиенамикалық

Бұрғылау шығырларының кинематикалық сұлбалары шартты белгілер арқылы оның кинематикалық элементтері арасындағы байланыс пен жалғасуларды көрсетеді.

БШ бір, екі және үшбілікті болып сериялы шығарылады. Мысал ретінде үшбілікті шығырды қарастырайық, ол көтеру 15, трансмиссионды 5, орамды 3 және ротор жетегінің қосымша білігінен 9 тұрады. Шығыр тісті беріліс қорабындағы жетекші білі пен жетектегі біліктің ауысуы арқылы іске келтіріледі. Беріліс қорабының жетекші білігі карданды білікпен 6 трансмиссионды білікке 5 жалғанады және шина-пневматикалық муфта 16 арқылы қосылатын тісті беріліс (28/25) арқылы көтеру білігіне «жылдам» жылдамдықты береді.

Беріліс қорабының жетекші білігі төрт жылдамдыққа ие. Карданды біліктің 8 көмегімен беріліс қорабы тісті редуктормен жалғанады, редукторда да екі шығу білігі бар. олардың бірі шығырдың көтеру білігімен ШПМ 7 арқылы, ал екіншісі ротор жетегінің білігімен 9 жалғанады. Осылайша шығырдың бес жылдамдығы бар, соның төртеуі «тыныш» ал біреуі тәуелсіз «жылдам», ал ротордың төрт айналым жиілігі бар.

Орамды білік 3 шынжырлы беріліспен 4 іске қосылады, көтеру білігіндегі жетекші дөңгелек Z = 9еркін отырғызылған «жылдам» жылдамдықтың шынжырлы дөңгелегімен Z = 28 блокқа түсірілген. Осылайша, орамды білік 3 тез жүргіші білікпен үнемі іліністе болады. Орамды біліктің консолінде планетарлы тісті берілісі бар 2 фрикционды орам 1 орналасқан. Ол бұрғылауды қосымша жұмыстар үшін қолданылады. Орамды біліктің міндеттелген бос жүрісі – шығырдың қарастырылып отырылған кинематикалық сұлбасының кемшілігі болып табылады.

Ротордың жетегі шынжырлы беріліспен (21/40) жүзеге асады. Ол ШПМ 10 арқылы қосылады. Қашауды беруді реттеушінің гидродинамикалық тежегіші 12 мен шынжырлы дөңгелек 14 шығырдың көтеру білігіне екі жақты жұдырықшалы муфтамен жалғанады.

 

Бұрғылау шығырларының негізгі техникалық сипаттамалары

Параметрлер	ЛБ-750	У2-2-11	У2-5-5	ЛБУ-1100М1 ЛБУ-1100М2	ЛБУ-1700Д ЛБУ-1700Э	ЛБУ-3000 У2-300
Шығыр барабанының қуаты, кВт
Арқанның жүріс тармағының максимал тартылуы, кН
Тәлді арқанның диаметрі, мм
Шығыр барабанының диаметрі, мм
Шығыр барабанының ұзындығы, мм
Шығыр барабанына арқанды орау саны
Масса, тн	17,1	21,3	27,1	27,3

Шығырдың негізгі параметрлерін таңдау және есептеу

Шығырдың қуаты оның барабанындағы пайдалы қуатымен анықталады. Ол КТО атқаруға және бұрғылау барысында апатты жұмыстарды және бұрғылау құрылымымен берілген ұңғыманы есептік жылдамдықпен 0,4-0,5 м/с бекітуді қамтамасыз ету керек [6].

мұнда шығыр барабанының қуаты, кВт;

бұрғылау тізбегінің салмағы, кН;

тәл механизмінің қозғалмалы бөлігінің салмағы, кН;

ілмектің есептік жылдамдығы, м/с;

тәл механизмінің ПӘК-і.

Шығырдың қуаты қозғалтқыш пен күштік берілістерді таңдағаннан кейін ғана нақтыланады:

,

мұнда қозғалтқыштың білігінен алынатын қуат, кВт;

трансмиссия ПӘК-і (қозғалтқыш білігінен шығырдың барабанына дейін).

Көтерудің максимал жылдамдығы көтеру процесін басқару қауіпсіздігімен және шығыр барабанына арқанның қалыпты оралуын қамтамасыз ететін жүріс тармағының шекті жылдамдығымен шектеледі. Тежеу жолы үшін ілмекті көтеру жылдамдығы қауіпсіздік талаптарына сәйкес 2 м/с аспауы тиіс. Тәжірибе көрсеткендей, арқанның барабанға қалыпты оралуы 20 м/с жылдамдықтан аспаған кезде болады.

Жабдықталу еселігі i_т.с≤10 тәлді механизмдер үшін (υ_кр)_max = 2 м/с;

Жабдықталу еселігі i_т.с>10 тәлді механизмдер үшін (υ_кр)_max = 20/ i_т.с м/с;

Көтерілудің минимал жылдамдығы –

Шекті жылдамдықтардың қатынасы шығырдың көтеру жылдамдығын реттеу аралығын анықтайды:

Берілістің саты саны ( жылдамдық) шығырдың жетегінің түріне байланысты. Тұрақты ток электроқозғалтқышын қолданғанда берілген аралықта көтерудің жылдамдығының сатысыз өзгеруін байқаймыз. G салмағына байланысты, N_ДВ қозғалтқыштың шығу қуатын толық қолдану шартына байланысты көтерудің аралық жылдамдықтары

мұнда η — қаозғалтқыштан ілмекке дейінгі көтеру механизмінің ПӘК-і;

G_Т — тәлді механизмнің салмағы.

Көтерілетін құбырлар салмағының сатылай өзгеруіне байланысты қуатты қолдану дәрежесі шығырдың беріліс санына байланысты, және мына теңдік арқылы нақты табылады:

мұнда k — бұрғылау шығырының беріліс сатылар саны.

Сондықтан 3000 м дейінгі тереңдіктегі ұңғыма бұрғылауға арналған шығырларға беріліс санын k=4, ал 3000 м жоғары k=6 шектеген дұрыс.

Дизель-гидравликалық жетекте беріліс сатылар саны

мұнда R_Г — гидротрансформатордың айналу жиілігін реттеу аралығы.

Аралық көтеру жылдамдығы геометриялық сандардың қатарынан анықталады

Геометриялық прогрессияның бөлімі

мұнда k — беріліс саны.

мұнда і-ші берілістегі ілмекті көтеру жүктеме мен жылдамдығы;

( 1)-болғанда.

 

Шығыр барабанының диаметрі тәлді арқанның диаметріне байланысты алынады

Кинематикалық және күштік есептеулерде барабанның орамының бірнеше рет қайта ораудың салдарынан ұзаруын ескеру керек. Орамның қабат саны 1 көтерілетін тізбектің ұзындығынағ тәлді механизмнің жабдықталуының еселігіне, арқан диаметріне, барабанның диаметрі мен ұзындығына байланысты. Барабанның соңғы орамының диаметрі

мұнда α=0,93 — арқанның төменгі қабаттағы тармақтардың арасына түсуіне байланысты орамның диаметрінің азаю коэффициенті.

Орамның орташа диаметрі

мұнда барабанға оралған бірінші орам диаметрі. Барабанның ұзындығы оның берілген диаметрінде арқанның орамы үш-төрт қабатқа оралуын қамтамасыз ететіндей етіп алады. Тәжірибелік мәндерге сәйкес, арқанның жүріс тармағыныың минимал ауытқу бұрышы α=0^о45'. Максимал ауытқу арқанның тартылуы мен барабанның айналу жиілігіне байланысты.

Шығырлар әр түрлі тартылу күштеріне ұшырайды. Көтерудің «жылдам» жылдамдығында барабанның айналу жиілігі 300-400 айн/мин жетеді. Ал арқанның тартылуы мардымсыз. Сондықтан оның беріктік қоры анағұрлым жоғары. «тыныш» жылдамдықтарда арқанның тартылуы артады, ал айналу жиілігі 50 айн/мин дейін азаяды. Осылайша, тәлді арқанның жүріс тармағының бағыттаушы шкивтің айналу бетінен рұқсат етілген ауытқу бұрышы 0^о45'≤α≤1^о15' аралығында болуы қажет.

Тәлді арқанның жүріс тармағының рұқсат етілген ауытқуы бойынша барабанның ұзындығын мына аралықта таңдауға болады

мұнда барабанның ұзындығы;

Н — бұрғылау шығырының көтеру білігінің осі мен кронблоктың бағыттаушы шкивнің осі арасындағы ара қашықтық.

λ коэффициентін пайдалан отырып, берілген биіктікке көтеру ұзақтығын мына формуламен анықтауға болады:

Тахограмманы толтыру коэффициенті көтеру механизмінің жетек типіне, жылдамдығына және ілмектің көтерілу биіктігіне байланысты. Уралмашзаводтың тәжірибелі мәндеріне сәйкес аталған тәуелділік мына теңдеумен беріледі:

Қолданылатын жетектің типіне байланысты электрліге, дизель-электрліге, газтурбиналыэлектрліге с=2,4, дизельді-гидравликалық және газтурбиналыға с = 3,6, дизельді-механикалыққа с=4,8.

Үшпериодты тахограмма қосымша тежегішті қолданып түсіргенге сай. Нәтижесінде түсірілетін жүк қозғалыс және тежеу моменттерінің теңесетін моментіне дейін жылдамдық жинай алады. Осыдан кейін бірқалыпты қозғалыс орнайды, түсірудің жылдамдығы шығырды тежегенше дейін бірқалыпты болады.

Түсірудің орташа жылдамдығы

мұнда түсіру кезіндегі максималы жылдамдық;

түсіру кезінде тахограмманы толтыру коэффициенті.

Уралмашзаводтың ұсыныстарына сәйкес, тәжірибелік есептеулерде түсірудің максимал жылдамдығы тізбектің ұзындығына байланысты алынады.

 

Жабдықтардың агрегатты әдіспен күрделі жөндеудің технологиялық процессі. Технологиялық тоқтауды азайту үшін агрегаттық әдіс қолданылады. Агрегаттар алдын-ала дайындалатын агрегаттар қорынан алынады. ОЖ келіп жөндейтін бригадалармен орындалады және жылжымалы жөндеу шеберханалары пайдаланылады.Күрделі жөндеу (КЖ) – бұл машинананың немесе жабдықтың жұмыс қорын толық немесе толыққа жақын қалпына келтіруге бағытталған жөндеу. ЖЕЖ кезінде негізінен бұрын қолданылған бөлшектер мен бөліктер пайдаланылады. Сондықтан КЖ кейін қалпына келтірілген жабдықтың жөндеу аралық кезеңі жаңа жабдықтікімен салыстырғанда 10%-ға кем. КЖ жаңаланған, тозуға төзімділігі арттырылған бөлшектер пайдаланылуы мүмкін. Бұл кезде дайындаушы заводтар көмектеседі. КЖ жөндеу заводтарында немесе жақсы жарақтандырылған үлкен жөндеу базаларында орындалады.

Батырмалы бұрандалы электрлі сораптық қондырғылар қолдану облысы мен параметрлері. Бұрандалы сораптар көлемдік сораптардың келесі артықшылықтарына ие болады: салыстырмалы аз берілім кезінде едәуір жоғары тиімділік (16-200 м³/тәу беріліс кезінде 60-70%), тұтқырлы сұйықпен жұмыс жасау кезіндегі жұмысының жоғары тиімділігі (6*10^-4 м²/с дейін). Одан басқа сорап берілісі бір қалыпты соққысыз болады және жұмыс істеу кезінде тұрақты эмульсиялар болмайды. Сорап жұмыстық мүшелерінің жасалуының қарапайымдылығымен ерекшеленеді. Оның кемшілігіне олардың тегеуріндерінің шамасы ұзын бұрандалар мен құрсаулар (шеңбер) жасауының технологиялық мүмкіндіктермен шектелегенін және сораптың бұрандасы тек қана өз осімен ғана айналмай, сонымен бірге эксцентрисет бойымен айналуын жатқызуға болады. Бұл бұрандамен жетектің білігін байланыстыратын эксцентрикалық муфталарды қолдануға мәжбүр етеді, ал ол өз кезегінде оның конструкциясын күрделендіреді. Сорап білігінің эксценриситет бойынша айналуы агрегатта радиальды инерциялы күштерді тудырады.Негізінен бұрандалы ұңғылық сораптар мұнай кен орындарында қабат сұйықтарын алу кезінде өзінің жоғары тиімділігін көрсетті, әсіресе сұйықтардың тұтқырлықтары жоғары болған кездедерде.Ұңғылық бұрандалы сораптың қондырғысында компенсаторы және гидроқорғауы бар батырмалы электроқозғалтқыш, бұрандалы ұңғылық сорап, кабель, кері және ағызып жіберетін клапандар, орнатылған СКҚ, саға қондырғылары, трансформатор және басқару станциясы бар. Қозғалтқыш ЭОТС қозғалтқышын ұқсас 50 с^-1 айналу жиілігіде және одан кем айналу жиілігіде (25с^-1) қолданылады, бірақ олардың конструкциялары приницпиальдық жағынан бірдей болады.Сериялы шығарылатын екі жұмыстық органы бар ұңғылық бұрандалы сорап екі жұмыстық бұрандалардан 3 және 6, 4 және 7 құрсаулардан, 2 және 5 эксцентрикалық муфталардан (бір муфта бұранадаларды бір-бірімен қосады, ал екіншісі төменгі бұранданы сораптың қосқыш білігімен байланыстырады), жоғары жұмыстық мүшенің қабынан, сақтандырушы поршеньді-золотникті клапаннан 8 және іске қосу муфтасынан 1 тұрады.Ұңғыдан шығатын сұйық қабылдауыш торлар арқылы сораптың жұмыстық мүшелеріне түседі. Айналатын бұрандалар сұйықты бұрандалардың арасындағы кеңістікке айдайды, ол жерден ол жоғарғы жұмыстық мүшенің қабығы (кожух) арқылы сақтандырушы клапанға 8, ал одан кейін СКҚ -ға 9 түседі.

Бұрандалардың арасындағы кеңістіктегі айдау қысымы жоғарғы және төменгі бұрандаларға әсер етіп, олардың жинағын осьтік күш салудан босатады. Бұл кезде сораптың беру үлгісі екі бұранданың берілімдерінің қосындысына тең. Сораптың тегеуріні бір бұрандалы сораптың тегеурініне тең болады.

 

 

3.12-сурет. Бұрандалы сораптың құрылымы

 

 

Сораптың бұрандалары арнайы құрылғысы бар токарьлы станокта легирленген болаттан жасалып, тозуға төзімді және шыдамды хромдық қабатпен қапталады. Бұрандалар тек қана өз осінен ғана емес, сонымен бірге эксцентриситет бойынша айналатындықтан, конструкторлар радиалды инерциялы күштердің азаюының жолдарын іздейді. Бұл күштерді құрсаудың осіне қатысты бұранданың осьтің эксцентритетін, бұранданың айналу жиілігін және бұранда массасын кеміту арқылы азайтуға болады. Бұранданың массасын азайту үшін болаттан жеңіл материалдар қолданылады, мысалға титан қорытпалары (мұндай бұрандалар берілім мөлшері 100 және 200 м³/тәу болатын сораптарда болады). Құрсау ішінде резиналы жұмыстық бөлігі бар болат тұрқыдан тұрады. Резина пресс-формадағы тұрқыға нығыздалады, оның стержені қоскірмелі (двухзаходный) бұрандалы жұмыстық қуысты құрайды. Резина мұнайға және тозуға төзімді болады.Екі универсалды шарнирі және олардың арасындағы білікшесі бар эксцентрикалы муфталар бұрандаларға күрделі планетарлы қозғалыс жасауға мүмкіндік береді. Айналу моментін беруші муфталардың конструкциялары, осьтік күш салуларды қабылдауға есептелген. Бұл күш салулар әсіресе қуыста екі бұранданы байланыстыратын муфтада жоғары болады, бұл жерде бұрандаларға айдау қысымы әсер етеді.Сақтандырушы клапан 8 сораптың жұмыстық мүшелерін айдалатын сұйықтың жеткіліксіз майлауынсыз жұмыс істеуінен және сораптың едәуір тегеуріні кезінде жұмыс істеуінен сақтандырады. Бұл жағдайларда клапан СКҚ -дан шыққан сұйықты ұңғыдағы сорап қабылдауына жібереді. Клапан тұрқы, золотник және поршені бар ершіктен тұрады.Іске қосу муфтасы сораптың төменгі жағында орналасқан сораптың қосушы білігімен және гидроқорғаудың арасында болады. Ол суырмалы жұдырық (кулачок) арқылы сораптың электроқозғалтқышын өзінің айналу моментінің максимумына сәйкес келетін біліктің айналу жиілігіне жеткенде іске қосуын қамтамасыз етеді. Бұл сораптың сенімді іске қосуын қамтамасыз етеді. Бұдан басқа муфта сораптық бұранданың жұмыстық бағытына кері айналуынан сақтайды.Бұрандалар кері бағытта айналған кезде, біріншіден сұйық СКҚ -дан ұңғыға ағады, екіншіден сорап жинауындағы резьбаның шешіліп кетуі мүмкін.

Б