Керн алуға арналмаған бұрғылау қашалары

Зертханалық жұмыс

Тау жыныстарын талқандаушы аспаптар

Жұмыстың мақсаты: Бұрғы қашауларының және керн қабылдағыш құрылғылардың конструкцияларын оқып үйрену. Үлгілержәне көрнекіқұралдар арқылы қалақшалы, шарошкалы, алмас қашауларының және бұрғылау ұштарының конструкцияларын зерттеу.

 

Ұңғы түбін тереңдету және басқа да арнайы жұмыстарды (апаттарды тойтару, ұңғы оқпанын кеңейту) орындауда, тау жыныстарынан үлгі (керн) алу үшін, тау жыныстарын тұтастай немесе түбін айналдыра талқандауға тура келеді.

Таужыныстарын әр түрлі тәсілдермен талқандауға болады. Мұнай және газ ұңғыларын бұрғылауда механикалық талқандау тәсілі кең қолданылады. Энергия қозғалтқыштан (ротор немесе түптік қозғалтқыш) тау жынысына, тікелей тау жыныстарын талқандаушы аспап (қашау, бұрғы ұшы, кеңейткіш) арқылы беріледі.

Тау жыныстарын талқандаушы аспаптар атқаратын қызметтеріне қарай үш топқа бөлінеді:

1. Ұңғы түбін тұтастай бұрғылауға арналған аспаптар – қашаулар;

2. Ұңғы түбін айналдыра бұрғылап керн алуға арналған аспаптар – бұрғы ұштары, коронкалар;

3. Арнайы қолданылатын аспаптар – найза тәріздес қашаулар, фрезерлер, кеңейткіштер, калибраторлар.

Бірінші және екінші топ аспаптарын жасақтарының тау жыныстарына әсер ету ерекшеліктеріне қарай үш топқа бөлуге болады:

1. Кесіп - жару арқылы әсер етуші аспаптар – қалақшалы қашаулар;

2. Кесіп - уату арқылы әсер етуші аспаптар – алмас, ИСМ қашаулары;

3. Жарып - уақтау арқылы әсер етуші аспаптар – шарошкалы қашаулар.

Бұрғы қашаулары конструкциялық дайындалуы бойынша қалақшалы, шарошкалы, алмас, қатты қорытпалы болып бөлінеді. Бұл аталған аспаптар түрлерінің қолданылу мүмкіндіктері тау жыныстарының механикалық қасиеттеріне, ең алдымен қаттылығына байланысты болады. Әр топ қашаулары тау жыныстарының қаттылық көрсеткіштеріне байланысты төмендегідей түрлерге бөлінеді:

Тау жыныстарының қаттылығы

бойынша категориясы..................1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12

Қашау тобы...................................1, 2, 3, 2, 3 2, 3 3 3

Қашау түрі....................................... М С Т К ОК

 

Керн алуға арналмаған бұрғылау қашалары

Қалақшалы қашаулар. Мұнай және газ ұңғыларын бұрғылауда қалақшалы қашаулардың тау жыныстарына кесу және уату арқылы әсер етуші екі түрі қолданылады. Біріншісіне үш қалақшалы (3Л), ал екіншісіне үш (3ИР) және алты қалақшалы (6ИР), алты қалақшалы қатты қорытпалы қашаулар жатады.

Үш қалақшалы (3Л) қашау (2.1 - сурет) жоғары шеті бұрғылау тізбегіне жалғанатын бұрандамен аяқталатын тұрықтан (1), бір-біріне 120⁰ бұрышпен орналасқан қашау тұрқына пісіріліп қосылған үш қалақшадан (2) тұрады. Жуу сұйығын ұңғы түбіне бағыттауға арналған қалақшалар аралығында орналасқан үш жуу сұйығы өтетін саңылаумен (3) қамтамасыз етілген.

Бұл қашаулар жұмсақ (М) және қаттылығы орташа – жұмсақ (МС) тау жыныстарын бұрғылауға арналған.

Қашау беріктігін арттыру үшін қатты қорытпамен (4) бекітіліп ұстатылған. Қашау саңылауларына керамикадан дайындалған алынып – салынбалы сұғындама (3) отырғызылған. Мұндай қашаулар гидромониторлы деп аталады. Қашау саңылауынан шығатын жуу сұйығының ағын жылдамдығы 80 – 120 м/с жетеді.

Салалық стандарт (ОСТ – 26 – 02 – 1282 – 75) бойынша үш қалақшалы қашаулар (3Л) 120,6 мм – ден 489,9 мм өлшемде шығарылады.

3ИР қашауының (2.2 – сурет), үш қалақшалы (3Л) қашауларынан ерекшелігі қалақшалары жұмырланып дайындалған және олар қашау осінде қиылысады. Қалақшалары 3Л қашауларыныкіндей бекітілген және ұңғы түбі мен қабырғасына тиетін қырлары қатты қорытпалы штырлармен бекітілген. Осы ерекшеліктері оларды түрпілі жұмсақ тау жыныстарында қолдануға мүмкіндік береді. Осы себептермен оларды МС3 қашау түрлеріне жатқызуға болады.

Салалық стандарт бойынша 3ИР қашаулары 190,5 мм – ден 269,9 мм өлшемде шығарылады.

 

 

2.1 – сурет. Үш қалақшалы (3Л) қашауы 2.2 – Үш қалақшалы 3ИР қашауы

 

6ИР қашауларының үш негізгі және үш қысқа (қосалқы) ұңғы қабырғасын өңдеуші қалақшалары бар. Қосалқы қалақшалары да жұмыр және негізгі қалақшалар арасына орналасады. Бұл қашаулар тау жыныстарын кесу және уату арқылы талқандайды. Қаттылығы орташа тау жыныстарында қолданылады.

Салалық стандарт бойынша 139,7 мм – ден 269,9 мм өлшемде сұғындамалы және сұғындамасыз болып шығарылады.

Қалақшалы ИСМ қашауларының бірнеше түрлері шығарылады. 2.3 – суретте алты қалақшалы ИСМ қашауы көрсетілген. Оның 6ИР қашауларынан негізгі ерекшелігі қалақшаларының беріктігін арттыру үшін өте қатты «славутич» материалы қолданылады. Конструкциялық жағынан 6ИР қашауынан ерекшелігі негізгі қалақшаларының (1) жұмыстық беттерінің пішіні мен қосалқы қысқа қалақшаларының (2) орналасуында. Негізгі қалақшалары қашау осінде қиылысады да, ал қосалқы қалақшалар негізгі қалақшаларға асимметрилы орналасқан. Барлық алты қалақшалары да ұңғы түбіне перпендикуляр орналасқан, сондықтан да, тау жыныстары кесу және уату арқылы талқандалады. Қосалқы қалақшалар ұңғы қабырғасын өңдеу қызметін атқарады. Жуу саңылаулары қашау тұрқында (3) тесіліп, сұғындамалармен (4) ұстатылған. Бұл қашаулар 91,4 мм – ден 391,3 мм өлшемде сұғындамалы және сұғындамасыз шығарылады.

 

 

2.3 – сурет. Алты қалақшалы ИСМ қашауы.

Шарошкалы қашаулар. Мұнай және газ ұңғыларын бұрғылауда негізінен шарошкалы қашаулар қолданылады. Олар шарошкалар санына қарай бір, екі, үш, төрт, алты шарошкалы болып келеді. Ең кең тарағандары үш шарошкалы қашаулар. Жалпы шарошкалы қашаулар тау жыныстарының механикалық және түрпілік қасиеттеріне қарай он үш түрге бөлінеді (2.1 – кесте).

МЕСТ 20692 – 75 «Шарошкалы қашаулар» бойынша шарошкалы қашаулар 46 мм – ден 508 мм өлшемде шығарылады.

Үш шарошкалы қашаулар. 2.4 – суретте үш шарошкалы қашаулар конструкциялары көрсетілген. Қашау пісіріліп қосылған үш секциядан (3), секция аяғына цапфаларға (5) подшипниктер (6) арқылы отырғызылған шарошкалардан (4) тұрады. Шарошка беттерінде тау жыныстары талқандаушы жасақтар (тістер) ойылады немесе орнатылады. Жуу сұйықтары өту үшін алынып – салынбалы сұғындамалар орнатылған үш саңылау (2) бар. Қашау бұрғылау тізбегіне ұзартылған құлыптық бұранда (1) арқылы жалғанады. Шарошка подшипниктері кейбір қашауларда жуу сұйығымен майланады (2.4 а – сурет). Соңғы кезде шарошка тіректері май толтырылып бекітілген қашаулар шығарылады (2.4 б – сурет). Бұл қашауларда май шарошка подшипниктеріне лубрикатордағы сауыттан (8) қашау аяғы мен цапфадағы каналдар арқылы келеді. Манжет (9) подшипниктерге сырттан жуу сұйығын өткізбейді.

 

 

 

2.4 – сурет.Үш шарошкалы қашаулар:

а – тіректері ашық гидромониторлы; б – тіректері жабық гидромониторлы; А-А – сұғындама орнатылған жуу саңылауы

 

 

2.1 – кесте. ҮШ шарошкалы қашау түрлері.

Қашау түрлері

Бұрғыланатын тау жыныстары

М МЗ МС   МСЗ   С   СЗ СТ   Т ТЗ ТК ТКЗ К ОК

Өте жұмсақ, бос созымтал тау жыныстары (жұмсақ және өте тұтқыр саз балшықтар, сланцтер, жұмсақ әк тастар). Жұмсақ, бос байланысқан түрпілітау жыныстары (құмдақ және мергельдер). Жұмсақ және қаттылығ орташа тау жыныстары аралас (бор, тас тұзы, ангидрит аралас саз балшық сланцтері). Жұмсақ, нашар байланысқан, түрпілі қаттылығы орташа тау жыныстары аралас (құм – саз балшық сланцтері, құмдақ кездесетін шымыр саз балшықтар). Созымтал және созымтал морт, қаттылығ орташа тау жыныстары(тығыз саз балшықтар, саз балшық сланцтері, қаттылығы орташа әк тастар). Қаттылығ орташа түрпілі (құмдар, құмды сланцтер). Қаттылығы орташа, қатты морт созымтал тау жыныстары (ас құмдақ, әк тастар, ангидриттер). Қатты түрпілі емес (әк тастар, доломиттер, доломиттелінген әк тастар). Қатты түрпілі (кварцтелінген әк тастар мен доломиттер). Қатты, берік (қатты әк тастар). Түрпілі қатты, берік (аргилиттер, қатты әк тастар, құмдар). Берік (кремниленген ұсақ кристалды әк тастар, доломиттер, кварциттер). Өте қатты (граниттер кварциттер, диабазалар).