Všetko o vrtných súpravách

Vedieť všetko o vrtných súpravách, o ich triedach a typoch je potrebné pre oveľa viac ľudí, ako sa na prvý pohľad zdá. Pred výberom vrtných súprav pre studne alebo pojazdných systémov pre samotné súpravy sa stále musíte zoznámiť s náhradnými dielmi a schémami. Budeme musieť zistiť, čo je súčasťou takejto techniky, ako ju nainštalovať a aké opatrenia by sa mali prijať počas údržby.

Hneď by sa malo povedať, prečo sa hovorí presne „vrtná súprava“, a nielen vŕtačka alebo vŕtačka. Faktom je, že metodika vykonávania takejto práce sa výrazne skomplikovala. A pre normálnu prevádzku sa už dlho nevyžaduje len "čepel alebo kolík prepichujúci zem", ale celý komplex jednotiek. Zoznam zariadení, ktoré sú súčasťou inštalácie, závisí od:

• vrtná súprava na špeciálne účely;
• zvolený spôsob prieniku;
• skutočné podmienky pre vŕtanie.

Napríklad systémy na ťažbu ropy na pevnine vo väčšine prípadov pozostávajú z:

• veže a navijaky;
• špirálové cievky;
• špeciálna kapacita;
• zariadenia na tvorbu vrtného bahna;
• čerpadlá;
• systémy na ochranu pred emisiami;
• autonómny elektrický generátor;
• cementačný komplex a množstvo ďalších dielov.

Základný princíp fungovania vrtnej súpravy zostáva rovnaký ako v staroveku. Mechanický prístroj (hrot, vrták) uvedený do pohybu drví pôdu a skaly, s ktorými sa na svojej ceste stretne. Periodicky sa vrt nahrádza ťažbou vrtného nástroja, jeho vyfukovaním (preplachovaním) od upchávania drvených hmôt. Tvar priechodného kanála a jeho sklon sa môžu značne líšiť. A napriek tomu vo väčšine prípadov vŕtací systém funguje striktne vertikálne, pretože je pohodlnejší a efektívnejší. Možno aplikovať:

• šokové lano;
• skrutka;
• rotačné technológie;
• vŕtanie s prstencovou plochou;
• nepretržitá penetrácia tváre;
• penetrácia nástrojom z tvrdej zliatiny.

Vrtné súpravy sú na vŕtanie vodou veľmi často potrebné. Procesná voda sa môže získavať aj z relatívne malých hĺbok. Zásobovanie pitnou vodou je však najbezpečnejšie a najstabilnejšie z artézskych zdrojov. Môžu byť dosiahnuté aj mnohými relatívne kompaktnými mobilnými jednotkami. Vŕtanie studní je ešte jednoduchšie. Skúsení majstri potrebujú pri použití dobrého nástroja len minimum času.

To však platí len vtedy, keď sa používa vŕtacie zariadenie do zeme. Ťažba uhľovodíkov – ropy, zemného a bridlicového plynu si vyžaduje povinné vŕtanie tvrdej horniny na kilometre do hĺbky. Už dlho ovládala vytvorenie výkonných ropných vrtných súprav používaných na súši alebo na polici. Aj pri všetkej sile modernej techniky však vŕtanie takýchto studní trvá mnoho mesiacov (najmä ak berieme do úvahy aj prípravné práce).

Ale vrtné súpravy sa používajú, akokoľvek to znie zvláštne, v krajinnom dizajne. To platí najmä pre prácu v skalnatých oblastiach. Iba vŕtanie často umožňuje získať diery a odstreliť skaly alebo kopce, útesy s presne vypočítanými nábojmi.Vŕtanie sa musí vykonať pri upevňovaní mostov na brehoch riek, ako aj pri vytváraní hlavných podpier. V zložitých prípadoch sa pri výstavbe domov a iných kapitálových stavieb vŕta pôda na pilóty.

nakoniec vrtné súpravy sú široko používané v baníctve. Len tie umožňujú postaviť zemný tunel pod povrchom. Injekčné studne umožňujú dodávať vodu a špeciálne riešenia do problémovej oblasti. Kontrolné a pozorovacie vrty sa vykonávajú na monitorovanie účinnosti vývoja nádrže.

Rotačné zariadenie je možné použiť na vŕtanie rôznych typov studní, vrátane vŕtania do vody. Rozdiel medzi rotormi spočíva nielen v ich výkone, ale aj v prípustnom priereze vŕtania. Hĺbka môže dosiahnuť 1,5 km. Preplachovanie sa vykonáva ílovým roztokom alebo vodou. Hlavné vlastnosti metódy rotačného vŕtania:

• vyššia rýchlosť ako pri nárazovom prechode skaly;
• všestrannosť (schopnosť zvládnuť mäkký aj tvrdý kameň);
• vhodnosť na poháňanie vodovodných zariadení s prierezom do 1500 mm;
• minimálne rozmery a spotreba kovu zariadenia;
• možnosť prepravy celého stroja na mobilných plošinách;
• zníženie rýchlosti produkcie studní pri použití ílových roztokov;
• potreba priniesť čistú vodu;
• zvýšené náklady v porovnaní s inými možnosťami.

Vŕtacie vozíky sú veľmi nápomocné tam, kde mobilné zariadenia nedokážu zvládnuť. Často sa inštalujú aj na bagre. Dobrým príkladom je SBL-01. Pomocou tejto techniky je možné umiestniť kotviace pilóty. Môžete tiež:

• posilniť svahy;
• vŕtanie s preplachovaním;
• vykonávať závitovkové vŕtanie;
• prejsť pôdu metódou pneumatického nárazu.

Takýto systém sa ukazuje ako hlavná časť zdvíhacieho komplexu vrtnej súpravy. Pomocou navijakov môžete zdvíhať a spúšťať vŕtacie, plášťové rúry. V prípade potreby sa stĺpy podopierajú v hmotnosti, keď je s nimi potrebné vykonať určitú prácu. Tiež navijaky:

• zaskrutkujte a odskrutkujte rúry;
• na vrtnú súpravu ťahať rôzne nástroje a malé pomocné zariadenia;
• vložte plne zmontované veže do pracovnej vertikály.

Veľmi dôležitým bodom je klasifikácia vrtných súprav. Hlavné triedy štruktúr sú špecifikované v GOST 16293-89. Štandardizované:

• úroveň zaťaženia aplikovaného na hák;
• podmienene dosiahnuteľná hĺbka;
• rýchlosť zdvíhania háku - pri chôdzi struny a bez užitočného zaťaženia (merané v metroch za sekundu);
• odhadovaný odhad výkonu vyvinutého na hriadeli;
• minimálna časť otvoru v otočnom stole;
• vypočítaná hodnota výkonu pohonu;
• výška základne stroja.

Systém tal je veľmi dôležitý. S jeho pomocou sa zdvíhajú a zavesujú rôzne vŕtacie nástroje. V prípade potreby má táto jednotka bodový mechanický efekt. Napríklad, ak potrebujete uvoľniť vrtnú kolónu zo studne. Typické usporiadanie náradia zahŕňa:

• vlastný cestovný blok;
• korunkový blok;
• robustné oceľové lano.

Blok koruny je vždy nehybný. Umiestňuje sa na rám stožiara. Niekedy sa používajú špeciálne prvky pod korunovým blokom (nosníky) vrtnej veže. Pomocou lana je udržiavané stabilné, no zároveň flexibilné mechanické spojenie medzi navijakom a pevnými časťami. Existujú tri kľúčové typy komplexov náradia:

• s upevnením voľnej časti lana k základni;
• spojením s korunkovým blokom;
• s montážou na talblock.

Bez ohľadu na použitú metódu vŕtania je potrebné použiť cirkulačný systém. Vykonáva rôzne manipulácie s vrtnou kvapalinou, od prípravy až po skladovanie a použitie.Ak je to potrebné, roztok sa dodatočne vyčistí od odrezkov zmiešaných s ním. Výkon cirkulačných systémov zvyčajne zabezpečuje niekoľko pravouhlých nádob. V každom prípade existuje samostatná norma pre obeh - GOST 16350-80.

Doma sa často používajú ručné vrtné súpravy. Úroveň požiadaviek na ne je prirodzene nižšia ako na mechanizované systémy. Ale aj takéto vybavenie umožňuje vŕtanie studní na vodu pre súkromné ​​potreby. Pod pilóty bude možné vyvŕtať aj žľab, prípadne vybaviť pole na odvod tepla špeciálnym tepelným čerpadlom.

Moderné žeriavové a nesené vrtné súpravy sa vyznačujú pokročilejšími vlastnosťami. Zvyčajne sú zostavené na základe palubných vozidiel. Domáce ZIL, Ural a GAZ rôznych úprav sa ukázali ako veľmi dobrý základ. Pomocou tejto techniky môžete namontovať tyče a tyče. Individuálny výber rozloženia systému pre špecifické potreby je povolený.

Vŕtacie systémy sú odstupňované aj z hľadiska straty výkonu v prevodovke. Tento indikátor je určený:

• celkový vyrobený výkon;
• konštrukcia stroja;
• rýchlosť.

Vrtné súpravy sú rozdelené aj podľa typu elektrárne. Dieselové systémy sa používajú tam, kde nie je možné stabilné napájanie. Takéto pohony nie sú príliš výkonné, ale vyznačujú sa zvýšenou mobilitou. V diesel-elektrickom zariadení sú všetky konštrukčné prvky úplne autonómne, čo je veľmi výhodné. Hlavnými komponentmi budú:

• motor;
• generátor poháňaný týmto motorom;
• pohonný systém, ktorý poháňa pohon.

Elektrická vrtná súprava môže byť napájaná z elektrickej siete alebo z externého generátora. Uvedenie takéhoto zariadenia do prevádzky je veľmi jednoduché, a preto je veľmi obľúbené. Elektrické vŕtacie zariadenia sú však nepoužiteľné alebo v obmedzenej miere použiteľné na ťažko dostupných miestach. Dieselové systémy s hydraulickým komponentom sa ľahko ovládajú a fungujú na báze turbomeniča.

Zdvíhacie vrtné súpravy sú široko používané v podmienkach na mori. Výstup nad hladinu morského dna a mora sa dosahuje pomocou stĺpov spočívajúcich na zemi. Je zabezpečená možnosť vertikálneho pohybu stĺpikov vzhľadom na telo. Počet týchto podpier spolu s dizajnom spodného segmentu a geometrickým tvarom je dôležitým klasifikačným znakom. Pozemné systémy bez vlastného pohonu možno rozdeliť na prenosné a ťahané typy. Prenosné zariadenia sú väčšinou ľahšie.

Šneková vrtná súprava zabezpečuje vyťaženie zeminy z vrtu bez prerušenia práce. Schéma je približne rovnaká ako pri bežnom mlynčeku na mäso. Ale pri veľmi intenzívnej práci sa môže vŕtačka prehriať. Pokiaľ ide o kinematické schémy, líšia sa v:

• počet častí a riadiacich systémov;
• podiel technicky zložitých uzlov;
• vlastnosti umiestnenia hriadeľa;
• použitie redundantných obvodov.

Na výrobu ropy sa často vymieňajú stacionárne poloponorné hardvérové ​​systémy. Ich pracovná hĺbka sa pohybuje od 0,06 do 3,85 km. Inžinieri už poznajú 7 generácií poloponorných zariadení. Rozdiel medzi nimi sa týka nielen roku výroby, ale aj špecifických technických charakteristík. Na vybudovanie podvodnej studne potrebujete nielen takúto plošinu, ale aj špeciálnu vrtnú nádobu.

Bez ohľadu na technologické vlastnosti je životnosť vrtnej súpravy (normatívna a vypočítaná) 10 rokov. Rozlišuje sa aj skutočná doba prevádzky (po normatívnom a vypočítanom období pred rozhodnutím o stiahnutí z obehu podľa údajov inšpekcie, zistenia chýb).Pokiaľ ide o dobu odpisovania, pre vrtnú techniku ​​je prísne predpísaná nariadením ministerstva financií - 7 rokov.

Pri výbere vrtných súprav sú hlavnými parametrami nosnosť a požadovaná hĺbka prieniku zemných vrstiev. Tieto parametre musia spĺňať prírodné podmienky územia, maximálnu mieru zaťaženia komunikácie a mieru usporiadania územia. Nezabudnite venovať pozornosť:

• klimatické parametre práce;
• kvalifikácia personálu;
• možnosť vŕtania hĺbkových prieskumných vrtov a ťažobných vrtov alebo určených na vŕtanie plytkých stavebných a prieskumných vrtov;
• typ horného pohonu (napájací systém);
• pravdepodobná maximálna sila vetra;
• metóda vŕtania;
• vlastnosti priechodných hornín;
• hlboká teplota;
• stupeň chemickej agresivity podzemnej vody.

Prevažná väčšina profesionálov používa pri uvádzaní vrtnej súpravy do prevádzky malé bloky, modulárne alebo malé bloky. Používajú rovnaké techniky inštalácie veže. Po prvé, miesto je potrebné vyrovnať a odstrániť z neho prebytočné rastliny. Tiež sa oplatí zbaviť sa predmetov, ktoré sa môžu vznietiť. Usporiadanie blok po bloku znamená počiatočnú montáž dielov, ktoré sú následne spojené už na mieste.

Začínajú inštaláciou zostaveného základu a podpier. Ďalším krokom je pripevnenie zväzku rotora a navijaka. Na posledné miesto dali pomocnú techniku. Jeho zloženie je veľmi rôznorodé a malo by byť dokonca podrobnejšie analyzované.

Stacionárne komplexy sa ťažšie montujú. Vážnym problémom je elektroinštalácia, berúc do úvahy požadované napájanie a pravidlá zapojenia. Agregátna technika sa pravidelne používa pri práci s inštaláciami 9-11 tried. Je bezpodmienečne nutné dodržať „limit hmotnosti háku“. Inštalácia agregátu trvá veľa času, vyžaduje usporiadanie masívneho základu, starostlivé zarovnanie častí v priestore. Okrem toho sa spotrebuje veľa materiálov.

Prístup malých blokov spočíva v tom, že nepoužívajú základy vyrobené z dreva alebo sutiny, ale blokové sane vyrobené z kovu. Môžu slúžiť ako základňa aj ako vozidlo. Inštalácia je v podstate obmedzená len na pohyb inštalácie do požadovaného bodu a jej minimálnu prípravu. Počet jednotiek, ich kapacita a ďalšie parametre sú stanovené vopred s prihliadnutím na existujúce potreby a obmedzenia. Súprava s malými blokmi sa široko používa pri prieskumnom vŕtaní a pri produkčnom vŕtaní iba vtedy, keď je preprava veľkých blokov náročná. Problémy súvisia s:

• ťažkosti s kinematickou koordináciou hmoty malých blokov;
• veľké potreby pre traktory a iné vozidlá;
• neschopnosť dodať veľké vrtné prístrešky a významné úseky komunikácií.

Tento postup je rozdelený na zmenovú a technickú starostlivosť. Každá zmena by mala byť v súlade s návodom na obsluhu. Musia sa vykonávať nielen na začiatku a na konci zmien, ale aj počas neplánovanej prestávky v práci. Údržba sa vykonáva po uplynutí určitého času. Fyzická kondícia a zrakové zdravie sú pre tento postup irelevantné.

Dôležitú úlohu zohráva údržba a oprava prevodovky. Tento komponent musí byť prítomný na akomkoľvek type vŕtačky. Spoľahlivá funkcia hlavného motora závisí od jeho prevádzkyschopnosti aj v extrémne zaťaženom režime, pri jazde „ťažkej“ horniny. Niekedy je potrebné opraviť nielen samotnú prevodovku, ale aj elektronický menič.Údržba vrtného otočného čapu je potrebná predovšetkým v prípadoch, keď je narušené krútenie potrebných častí a / alebo cirkulácia kvapaliny cez systém.

Pozornosť treba venovať aj rotátorom pilót. Aj produkty veľkých osvedčených firiem môžu časom začať zlyhávať. Ale ak máte náhradné diely, môžete opraviť akékoľvek rotátory vrátane hydraulického typu. Pokiaľ ide o elektrické pohony, musia sa kontrolovať podľa prevádzkových bezpečnostných noriem:

• stav prevodových systémov pohonu;
• centrovanie jeho jednotiek;
• stabilita pri voľnobehu aspoň 60 minút;
• kvalita upevnenia produktu k podpere;
• napnutie všetkých remeňov, reťazí;
• stav maziva.

Bez ohľadu na to, či je doraz vŕtačky vybavený šnekom alebo iným typom hrotu, vždy pred začatím práce je potrebné posúdiť hladinu oleja a tesnosť všetkých hlavných prípravkov. Minimálne dvakrát do roka a pri náhlych zmenách počasia aj častejšie sa mení mazivo a ostatné technické kvapaliny podľa ročného obdobia. Počas veľkých generálnych opráv sa vykonáva najdôkladnejšia kontrola.