Всё про нефть и газ www.neft-i-gas.narod.ru


Литература(Книги)


Всё про нефть и газ \Главная \Начало \Литература \Подразделы \Книги
\Заканчивание скважин
ГЛАВА 6
ЦЕМЕНТНО-СМЕСИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И АГРЕГАТЫ
Для транспортирования тампонажных материалов к буровым скважинам и для механизированного приготовле­ния растворов применяют цементно-смесительные машины и агрегаты, которые принято называть установками смесительными (УС). До создания этих машин цемент затворяли с помощью гидромешалок, засыпая вручную из мешков.
Создание этих машин позволило механизировать и облегчить труд обслуживающего персонала, снизить потери сухого мате­риала, повысить качество и стабильность свойств растворов, т.е. повысить качество цементирования скважин. Эти машины мо­гут быть использованы также и для приготовления промывоч­ных жидкостей и сухих смесей.
Цементно-смесительные машины, имеющие в качестве основных узлов бункер, погрузочно-разгрузочное устройство и устройство для приготовления растворов, монтируют на автомобилях ил и прицепах. Существуют два типа смеси­тельных машин: с механической и пневматической раз­грузкой бункера. Распространение получили установки смесительные УС6-30, которые являются модернизацией цементно-смесительной машины с механической разгрузкой 2СМН-20.
УСТАНОВКА СМЕСИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ УС6-30
Передвижная установка смесительная механическая УС6-30 предназначена для транспортирования сухих порош­кообразных материалов (цемента, тампонажных смесей и др.), механически регулируемой подачи этих материалов винтовыми конвейерами и приготовления тампонажных растворов при
375
цементировании нефтяных и газовых скважин. Она работает совместно с цементировочным агрегатом, от насоса которого к смесительному устройству подводится жидкость затворения.
Установка предназначена для работы в районах с умерен­ным и холодным климатом.
Техническая характеристика установки УС6-30
Монтажная база............................................... Шасси автомобиля
КрАЗ-250
Наибольшая масса транспортируемого материа­ла по дорогам, т:
с твердым покрытием................................... 11,5
без твердого покрытия, включая участки без­дорожья ..................................................... 9,5
Масса догрузки бункера на месте цементирова­ния, т, не более.................................................. 20,0
Наибольшая производительность приготовления тампонажного раствора плотностью 1,85 г/см3
(расчетная), дм 3/с............................................. 27
Плотность приготавливаемого раствора, г/см3 .... 1,3-2,4(+0,02) Время выхода на заданную плотность раствора, с,
не более............................................................ 40
Наибольшая производительность по сухому це­менту, т/ч:
загрузочного винтового конвейера................ 15,0
дозирующих винтовых конвейеров (расчет­ная)............................................................ 132,0
Привод винтовых конвейеров............................ От двигателя автомобиля
через коробку отбора мощности и карданные валы
Вместимость бункера, м3................................... 14,5
Устройство смесительное................................... Гидровакуумное
Давление жидкости, МПа:
оптимальное ............................................... 1,5
максимальное............................................. 2,0
Диапазон регулирования плотности (от заданной) при изменении проходного сечения сбросного
ствола краномГРПП, г/см3................................ 0,3-0,5
Управление установкой..................................... Централизованное с пос­та, расположенного у смесительного устройства Наибольшая скорость передвижения установки Согласно ПДД
Дорожный просвет, мм...................................... 275
Габаритные размеры, мм:
длина......................................................... 8860
ширина...................................................... 2500
высота........................................................ 3430
Масса полная, кг:
без груза...................................................... 12 240
сгрузом ...................................................... 23 740
Допускаемое отклонение массы, %..................... +3
Распределение полной массы установки на доро­гу, кг:
без груза:
через переднюю ось.................................... 4930
через заднюю ось....................................... 7310
с грузом:
376
через переднюю ось....................................      5860
через заднюю ось.......................................      17 880
Комплект поставки установки УС6-30
Установка в собранном виде со следующими сня­тыми и уложенными в транспортное положение
составными частями, шт.:.................................           1
устройство смесительное, шт........................           1
огнетушитель, шт.......................................          1
футляр медицинской аптечки, шт.................          1
фара, компл................................................          1
сменные насадки, компл...............................          1
воронка загрузочная, шт..............................           1
рукоятка перемещения заслонки, шт.............          1
опора съемная, шт.......................................          1
подставка, шт.............................................          1
Запасные части:
цепь роликовая ПРЛ-19.05-2950
(ГОСТ 13568-75), компл................................           1
кольца уплотнительные, шт.:
045-053-46 ...............................................          2
055-065-58 ...............................................          4
090-098-46 ...............................................          1
Запасные детали к автошасси в упаковке заводов-поставщиков, компл.........................................          1
Инструмент и приспособления:
ломик домкрата, шт....................................           1
инструмент к автомобилю, компл.................          1
Документация:
паспорт.......................................................          1
документация к покупным и комплек тующим
изделиям, компл..........................................          1
Свидетельство о согласовании с органами ГАИ ....           1
Устройство и принцип работы установки. Оборудование установки монтируют на шасси автомобиля КрАЗ-250. Состоит оно из бункера, коробки отбора мощности, трансмиссии, загрузочного и дозировочного винтовых конвейеров, устройст­ва смесительного, системы управления и вспомогательного оборудования (рис. 6.1, 6.2).
Бункер установки предназначен для аккумулирования транспортируемого тампонажного материала и представляет собой влагонепроницаемую емкость, боковые и передняя стен­ки которой имеют угол наклона, превышающий естественный угол откоса цемента.
В верхней части бункера предусмотрены два люка с крыш­ками, днище выполнено в виде двух параллельных корыт, в которых размещаются дозировочные винтовые конвейеры. По­лость между передней стенкой бункера и наклонным листом, установленным внутри бункера, закрыта с боков откидными дверцами и используется как ящик для перевозки запасных деталей, инструмента и приспособлений.
377
tmp102E-1.jpg
7/ //////V// /////////
Рис. 6.1. Установка смесительная механическая УС6-30:
1 - коробка отбора мощности; 2 - карданные валы; 3 - привод загрузочного шнека; 4 - загрузочный шнек; 5 - загрузочная воронка; в - бункер; 7 -вибратор; 8 - приемная камера; 9 - дозировочные шнеки; 10 - смесительное устройство; 11 - домкраты; 12 - автошасси
tmp102E-2.jpg
Рис. 6.2. Кинематическая схема установки смесительной УС6-30:
1 - двигатель ЯМЗ-238; 2 - коробка перемен передач КрАЗ-250; 3 -раздаточная коробка КрАЗ-250; 4- коробка отбора мощности установки; 5 -дозировочный винтовой конвейер; 6 - цепная передача; 7 - привод загрузочного винтового конвейера; 8 - угловой редуктор; 9 - загрузочный винтовой конвейер
Передняя стенка бункера утоплена в нижней части и служит базой для крепления передних опор дозирующих винтовых конвейеров.
На верхней площадке бункера имеются настил и откидные перила с фиксаторами. Для подъема оператора на верхнюю площадку предусмотрена стационарная лестница на передней стенке бункера.
Приемная камера приварена к задней стенке бункера. Пе­редняя стенка приемной камеры имеет смотровое окно, закры­тое прозрачной откидной крышкой, для визуального контроля поступления тампонажного материала к смесительному уст­ройству, и служит базой для крепления задних опор дозирую­щих винтовых конвейеров.
В нижней части приемной камеры расположена заслонка с зубчатыми рейками и приводной рукояткой для ее выдвиже­ния. В транспортном положении заслонка закрывает приемную камеру.
К фланцу приемной камеры крепят смесительное устройство с помощью двух полухомутов, один из которых неподвижный, а другой - откидной.
Устройство смесительное гидровакуумного типа (рис. 6.3) работает по принципу струйного насоса и представляет собой камеру с диффузором, переходящим в сливную трубу. Сливная
'--«ж 5 б
tmp102E-3.jpg
Рис. 6.3. Смесительное устройство:
1 — сборный ствол; 2 — зажимной болт; 3 — корпус смесителя; 4 — уплотнение; 5 —крепление; 6 — щелевидные поворотные насадки; 7—упорный штырь
379
труба в рабочем положении одним концом крепится с помощью болтов-фиксаторов к смесительному устройству, а на другом конце имеет деаэратор. В транспортном положении сливную трубу крепят с правой стороны бункера.
Принцип работы смесительного устройства основан на сле­дующем: струя жидкости затворения, выходя из щелевидного насадка, создает разрежение в камере устройства, при этом тампонажный материал из приемной камеры попадает в слив­ную трубу, в которой за счет турбулентности потока происхо­дит перемешивание материалов. Далее готовый раствор посту­пает в приемный бачок насосной установки.
Внутри гильзы устанавливают сменные щелевидные насад­ки с проходным сечением, эквивалентным диаметрам 10, 12, 18 и 22 мм. Размер проходного сечения насадки подбирается в зависимости от необходимой плотности приготавливаемого там-понажного раствора.
Отличительная особенность смесительного устройства -возможность регулирования плотности раствора без замены насадки путем поворота пробки крана гидросмесителя ГРПП на требуемый угол.
Перемещают сухой тампонажный материал внутри бункера установки и подают его к приемной камере и смесительному ус­тройству с помощью двух дозировочных винтовых конвейеров (шнеков), расположенных в бункере. Передний и задний концы конвейеров находятся в подшипниковых опорах, установлен­ных на переднем листе бункера и сзади на приемной камере. Каждый подшипниковый узел смазывают индивидуально.
Загрузочное устройство предназначено для механизирован­ной догрузки бункера у скважины (до 20 т) и загрузки бункера из мешков в случае отсутствия механизированных складов.
Загрузочный винтовой конвейер (шнек) выполнен из двух секций. Верхняя секция с неподвижным кожухом вварена под углом непосредственно в бункер, в верхней части ее имеется ко­нический редуктор, с которым связан конвейер. Привод винто­вого конвейера включает, кроме этого, карданную передачу, установленную на верхней площадке бункера, вращение кото­рой передается от цепной передачи. Ведущая звездочка цепной передачи смонтирована на конце среднего вала коробки отбора мощности, а ведомая звездочка установлена на валу трансмис­сии, закрытом трубчатым кожухом, на верхней площадке. На­тяжение цепной передачи осуществляется перемещением по пазам кронштейнов, несущих на себе трубу трансмиссии.
Откидная часть загрузочного винтового конвейера соединя­ется с неподвижной частью с помощью вилки, поводка, пальца
380
и передвижной муфты. Загрузочный винтовой конвейер обору­дован консольной опорой, закрепляемой в рабочем положении в направляющей трубе.
После соединения и закрепления на опоре откидной части шнека устанавливают загрузочную воронку.
Отбор мощности для привода рабочих органов установки производится с помощью коробки отбора, установленной на раздаточной коробке автомобиля КрАЗ-250. Коробка отбора мощности - пятивальная.
Приемный вал используют для привода датчика тахометра магнитоиндукционного типа.
Коробку отбора мощности крепят к раздаточной коробке ав­томобиля, а также к лонжеронам автомобиля через опорные ла­пы. Точность установки обеспечивается двумя контрольными штифтами в плоскости разъема раздаточной коробки и коробки отбора мощности. Вращение от выводных боковых валов короб­ки отбора мощности к дозировочным конвейерам передается двумя карданными валами, расположенными в передней части бункера, а вращение загрузочного конвейера - через цепную передачу. Для предохранения коробки отбора мощности от пе­регрузки при заклинивании конвейеров во фланцах карданных валов установлены опломбированные срезные пальцы.
Пневматический вибратор устанавливается на левой стенке бункера.
Питание вибратора - от пневмосистемы автомобиля. Режим работы - повторно-кратковременный.
Система управления - дистанционная, централизованная с поста, расположенного в задней части установки у смеситель­ного устройства. На панели поста управления находятся органы управления подачей топлива (ручка газа), сцеплением, ручка включения вибратора, тахометр - прибор для контроля частоты вращения винтовых конвейеров, а также тумблеры осветитель­ных приборов и отключения тахометра. Под корпус поста уп­равления выведена рукоятка включения дозировочных шне­ков.
Управление подачей топлива - механическое, дублирован­ное. С помощью тяг и рычагов усилие передается от ручки газа на панели поста к педали управления подачей топлива в кабине автомобиля. Перемещением ручки по вертикали из нижнего по­ложения в верхнее увеличивают частоту вращения двигателя.
Выключение фрикционной муфты сцепления - пневматиче­ское, дистанционное.
Питание исполнительного органа тормозной камеры осуще­ствляется от пневмосистемы автомобиля через краны на посту
381
управления. Питание включают поворотом ручки разобщитель­ного крана, установленного на ресивере над подножкой кабины автомобиля.
Сцепление выключают поворотом ручки крана "Сцепление".
Выключение тахометра в транспортном положении достига­ется тумблером "Тахометр".
Рабочее место оператора освещают фарой, смонтированной на кронштейне поста управления, а панель поста - включением соответствующих тумблеров "Фара" и "Приборы".
Для разгрузки оси заднего моста шасси автомобиля от дейст­вия массы тампонажного материала, догружаемого в бункер у скважины, установка имеет четыре домкрата. В транспортном положении домкраты подвешивают к продольным уголкам бун­кера установки.
Установка работает следующим образом. При включении двигателя монтажной базы, используемого для привода рабо­чих органов установки, вращение передается через сцепление и коробку передач автомобиля на ведущую шестерню z0 = 34 раз­даточной коробки автомобиля, с которой производится отбор мощности пятивальной коробкой отбора мощности установки.
Установка работает в режиме загрузки и в режиме дозирова­ния сухого тампонажного материала при приготовлении тампо-нажных растворов.
Режим загрузки. Перемещением рукоятки включения на се­бя с помощь тяги передается усилие на валик включения. Вил­ка включения при этом переводит зубчатую муфту из нейтраль­ного в крайнее левое положение. Зубчатая муфта входит в за­цепление с зубчатым колесом гв = 42, передавая вращение на карданный вал привода загрузочного конвейера. Далее враще­ние передается через цепную передачу и промежуточный вал на карданный вал привода углового редуктора. Угловой редук­тор преобразует вращение под углом 90° и передает его загру­зочному винтовому конвейеру.
Лопасти конвейера, вращаясь, захватывают тампонажный материал, засасываемый в загрузочную воронку, и переносят его по трубе конвейера в бункер установки.
Режим дозирования. Перемещением рукоятки включения от себя с помощью тяги передается усилие на валик включения. Вилка валика включения при этом переводит зубчатую муфту из нейтрального в крайнее правое положение. Зубчатая муфта входит в зацепление с зубчатым колесом z6 =42, передающим вращение на левое и правое колеса z7 = 46. Далее вращение передается двумя карданными валами на левый и правый дозирующий винтовые конвейеры.
382
Лопасти конвейера, вращаясь, захватывают тампонажный материал, засыпанный в бункер установки, и переносят его в приемную камеру и далее в смесительное устройство.
При работе установки для предупреждения сводообразова-ний тампонажного материала в бункере и достижения стабиль­ности дозирования необходимо периодически поворотом ручки крана, расположенного на посту управления, включать пневмо-вибратор.
УСТАНОВКА СМЕСИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ 1СМР -20
Эта установка предназначена, как и все цементно-смеситель-ные машины, для приготовления тампонажного раствора при цементировании скважин и для доставки к месту работ некото­рого количества сухого тампонажного материала с догрузкой бункера на месте проведения работ. Оборудование установки смонтировано на санях для возможности ее буксировки тракто­ром по снегу. В исключительных случаях на небольшие рассто­яния ее можно транспортировать на внешней подвеске верто­лета.
Установка может быть использована на морских нефтяных месторождениях, где может быть установлена на эстакаде или на палубе судна, обслуживающего морские месторождения.
На установке отсутствует водоподающий насос, поэтому она должна работать совместно с цементировочным агрегатом (насосной установкой). Техническая характеристика установки смесительной 1СМР-20
Вместимость бункера, м3................................... 14,5
Вместимость по цементу, т ................................ 20,0
Максимальная масса транспортируемого сухого
цемента при буксировке на санях, т.................... 8
Максимальная теоретическая производитель­ность приготовления тампонажного раствора
плотностью 1,85 г/см3,дм3/с.............................. 27
Плотность приготовляемого раствора, г/см3........ 1,3-2,4
Требуемое время выхода на заданную плотность
раствора, с, не более.......................................... 40
Диапазон регулирования плотности (от заданной) при изменении проходного сечения сбросного
ствола краномГРПП, г/см3................................ 0,3-0,5
Допускаемые колебания плотности раствора от­носительно заданной, г/см3,не более................... +0,02
Максимально допустимое давление на насадку
смесителя, МПа................................................ 2
Устройство смесительное................................... Струйного типа
Монтажная база............................................... Рама
Привод основных и загрузочных шнеков............. От установленного двига­теля ГАЗ-52 через редук­тор и цепную передачу
383
Максимальная теоретическая производитель­ность по сухому цементу, т/ч:
загрузочного винтового конвейера................      15,0
дозирующих винтовых конвейеров...............     132
Габаритные размеры, мм:
длина.........................................................      9185
ширина......................................................      2600
высота........................................................      3350
Масса, кг .........................................................      6200
Наработка на отказ, ч.......................................      200
Средний ресурс до капитального ремонта, ч........      1000
Устройство и принцип работы. Установка смесительная механическая 1СМР-20 (рис. 6.4) состоит из смесительного устройства 7 со сменными насадками, бункера 6, оборудованно­го основными 4 и загрузочными 5 шнеками, редуктора 3, а также из силовой установки 2. Силовая установка располо­жена на монтажной раме 1 и состоит из двигателя ГАЗ-52 с фрикционной муфтой, коробки перемены передач, систем пита­ния, охлаждения и смазки, электрооборудования, управления КИП.
Рама установки цельносварная с четырьмя откидными крон­штейнами 8, по два с каждой стороны, для подвески к вертоле­ту при транспортировании по воздуху. Для транспортирования тягачом рама устанавливается на сани 9, состоящие из двух по­лозьев, жестко связанных между собой поперечинами.
Привод всех механизмов установки осуществляется от двигателя ГАЗ-52 через редуктор. Вращение основным шнекам передается от редуктора, а к загрузочному шнеку - через редуктор и систему зубчатых и цепных передач. Управление
5 6
tmp102E-4.jpg
Рис. 6.4. Установка смесительная механическая 1СМР-20 384
редуктора осуществляется рычагами, находящимися на ре­дукторе.
В корытах днища бункера размещены два шнека, которые производят подачу цемента из емкости в приемную воронку и дальше на смесительное устройство. Смесительное устройство крепят на фланцах к нижней части приемной камеры. Работает оно по принципу струйного насоса, благодаря чему из приемной камеры цемент подсасывается водой и, проходя через смесительное устройство и выкидную трубу, перемешивается за счет турбулентного движения.
УСТАНОВКА СМЕСИТЕЛЬНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ УС5-30
Установка смесительная УС5-30 оснащена пневматической системой. Цифра 5 в шифре - тип установки, а 30 -производительность приготовления тампонажного раствора (в дм8 /с).
К преимуществам данной установки следует отнести воз­можность выполнения следующих технологических операций:
приготовление тампонажного раствора при работе в составе комплекса оборудования, предназначенного для цементирова­ния скважин;
пневматическая перегрузка тампонажных материалов, ми­нуя сепаратор в другие смесительные установки пневматичес­кого или механического типов, а также в склады с помощью собственного или постороннего компрессора;
вакуумная самозагрузка из складов напольного типа и крытых вагонов;
гравитационная и пневматическая загрузка собственных бункеров из складов силосного типа;
загрузка собственных бункеров из автоцементовозов.
К недостаткам установки следует отнести сравнительно небольшое количество перевозимого тампонажного материала в двух имеющихся бункерах (11 т). Техническая характеристика установки УС5-ЗО
Монтажная база............................................... Шасси автомобиля
КрАЗ-250
Максимальная масса транспортируемого тампо­нажного материала, т........................................ 11,0
Максимальная производительность приготовле­ния тампонажного раствора плотностью
1,35 г/см3, дм3/с............................................... 3 0
Плотность приготавливаемого раствора, г/см3 .... (1,3-2,4)+0,02 Число бункеров цилиндрово-конической формы 2
Вместимость бункера, м3................................... 4,0
Система загрузки тампонажного материала из
385
бункера............................................................      Пневматическая
Максимальная производительность разгрузки,
т/мин..............................................................      2,2
Максимальное рабочее давление в бункере, МПа       0,06 Система загрузки бункеров тампонажным мате­риалом ............................................................      Пневматическая вакуум­ного типа Максимальная производительность вакуумной
загрузки, т/ч....................................................      2 0
Максимальный вакуум в бункере, МПа...............     0,06
Точность измерения массомера, кг......................      +100
Компрессор
Тип..................................................................      РКВН-6-У (ротационный)
Подача, м3/мин ................................................      6,0+5%
Абсолютное давление, МПа:
нагнетания..................................................      0,22
всасывания.................................................     0,1
Привод............................................................      Через двухвальную ко­робку отбора мощности, установленную на разда­точной коробке автомо­биля, и карданный вал
Смесительное устройство
Тип..................................................................      Гидровакуумный с пово­ротной щелевидной на­садкой Давление, МПа:
оптимальное ...............................................      1,5
максимальное.............................................      2,0
Угол поворота насадки, градус...........................     9 0
Диапазон регулирования плотности за счет по­ворота насадки, г/см3.......................................      0,12-0,14
Управление установкой.....................................      Централизованное спос-
.......................................................................      та, расположенного у
.......................................................................      смесительного устройства
Транспортные данные:
максимальная скорость передвижения, км/ч:
на прямолинейном участке шоссе...............     5 0
на повороте радиусом 12 м........................     2 0
дорожный просвет, мм.................................      275
углы свеса, градус:
передний.................................................      30
задний ....................................................      2 5
Габаритные размеры, мм:
длина.........................................................      9500
ширина......................................................      2500
высота........................................................      3150
Масса, кг:
комплекта..................................................      12 700
полная без груза...........................................      12 990
полная сгрузом............................................      23 990
Распределение массы на дорогу, кг: полной без груза:
через переднюю ось....................................      4875
через заднюю тележку...............................      8115
полной с грузом:
через переднюю ось....................................      5920
через заднюю тележку...............................      18 070
386
Устройство и принцип работы установки УС5-30. Оборудо­вание установки (рис. 6.5) монтируется на шасси автомобиля КрАЗ-250 и состоит из двух бункеров, коробки отбора мощнос­ти с карданным валом, компрессора, пневмосистемы, фильтру­ющей системы вакуумной загрузки и обеспыливания, смеси­тельного устройства, системы разгрузки и системы управления с устройством для взвешивания гидравлического типа, систе­мы выхлопа и обогрева бачка компрессора.
Бункеры установки предназначены для аккумулирования транспортируемого тампонажного материала и представляют собой две вертикальные влагонепроницаемые емкости цилинд-роконической формы (рис. 6.6).
Нижняя часть бункера - коническая с углом при вершине, равным естественному углу откоса цемента. Бункер имеет за­грузочный люк с откидной крышкой и встроенным тканевым фильтром, загрузочную трубу для загрузки с помощью ваку­умного устройства самой установки или цементовозом. К ниж­нему фланцу бункера крепится коробка со съемным аэродни­щем, к средней части аэроднища внутри бункера подведена разгрузочная труба с раструбом на одном конце и выходом в ци­линдрическую часть бункера на другом.
Коробка аэро днища имеет решетку с тканевым фильтром, под которую подводят сжатый воздух от компрессора установ­ки. Оба бункера закреплены на монтажной раме шестью болта­ми с возможностью демонтажа. Бункеры снабжены загрузоч­ной трубой и отводами к фильтру первой ступени.
В верхней части бункера, вокруг загрузочных люков, име­ются ограждения. Оба бункера оборудованы стационарными лестницами для подъема к люкам.
Система разгрузки включает продуктопроводы для пневмо­транспорта тампонажного материала из бункеров к сепаратору установки и далее - к смесительному устройству. Разгрузоч­ные трубы бункеров имеют заслонки и объединены в общий коллектор, который соединен с сепаратором. Управление за­слонками выведено с помощь вертикальных тяг к посту управ­ления установкой.
Сепаратор цилиндрической формы с тангенциальным вво­дом в верхней цилиндрической части крепится к заднему бун­керу установки. В верхней части сепаратора находится колпак для отвода отделяемого воздуха в фильтр. К нижней части сепа­ратора крепится тканевый рукав. Отделение воздуха от транс­портируемого тампонажного материала внутри сепаратора про­исходит под действием центробежных сил.
Отбор мощности для привода компрессора установки про-
387
1 2
1 3 4
tmp102E-5.jpg
8 7 6
Рис. 6.5. Установка смесительная УС5-ЗО:
1 - бункеры; 2 - фильтрующая система; 3 - вспомогательное оборудование; 4-циклон; 5 - смесительное устройство; в - система управления; 7 - шасси КрАЗ-250; 8 — брызговики; 9 — система выхлопа и обогрева бачка компрессора; 10 - пневмосистема; 11 - привод компрессора
tmp102E-6.jpg
Рис. 6.6. Бункер:
1 - корпус; 2 - крышка люка; 3 - отвод воздуха к фильтру; 4 - разгрузочная труба; 5 - подвод воздуха; 6 - крышка аэроднища; 7 - фланец; 8 -присоединительный узел; 9 — труба загрузки
изводится с помощью коробки отбора, установленной на раздаточной коробке автомобиля КрАЗ-250.
Коробка отбора мощности (КОМ) - двухвальная (рис. 6.7). Вращение от ведущей шестерни раздаточной коробки автомо­бильного шасси передается через промежуточную ось на вы­водной вал. На промежуточной оси на двух подшипниках мон­тируется прямозубая шестерня с числом зубьев 42, а на вывод­ном валу на шлицах установлена скользящая шестерня с чис­лом зубьев 22, которая посредством вилки, укрепленной на
tmp102E-7.jpg
Рис. 6.7. Коробка отбора мощности для привода компрессора установки УС5-ЗО:
1 -шестерня(г = 42; т =5); 2,5 - подшипники соответственно № 210и309; 3 -промежуточная ось; 4 — шестерня (г = 22, т = 5); 6— выводной вал; 7— вилка; 8 - сапун; 9 - фланец; 10 - корпус
389
штоке включения, перемещается по выводному валу. Переме­щение штока включения КОМ производится с пульта управле­ния с помощью пневмокамеры, получающей питание от тормоз­ной системы автошасси.
При включении шестерни выводного вала КОМ вращение пе­редается на вал компрессора с помощью карданного вала, за­крытого кожухом. КОМ крепится болтами к корпусу раздаточ­ной коробки автошасси. Точность установки обеспечивается двумя контрольными штифтами в плоскости разъема КОМ и раздаточной коробки.
Пневмосистема установки (рис. 6.8) включает: напорную и всасывающую линии и систему обеспыливания.
Питание пневмосистемы осуществляется от ротационного компрессора 17 с вентилятором на роторе для охлаждения корпуса.
Напорная линия 13 присоединена к нагнетательной линии компрессора через влагомаслоотделитель 15, в верхнюю часть которого ввинчен предохранительный клапан 16, отрегули­рованный на давление срабатывания 0,06 МПа. В нижней части влагомаслоотделителя имеется пробка для слива отстоя. Сжа­тый воздух из влагомаслоотделителя поступает в раздающий коллектор и затем через краны 9 и обратные клапаны 8 - к аэроднищам бункеров 6. Через краны 10 воздух подается к
tmp102E-8.jpg
5 6
16
18
Рис. 6.8. Схема пневмосистемы:
1,2,9-11 - проходные краны; 3 - система обеспыливания; 4 - сепаратор; 5 -пневмоотсекатели; 6 - бункеры; 7 - фильтр первой ступени; 8 - обратный клапан; 12 — загрузочная труба; 13 — напорная линия; 14 — заглушка; 15 — влагомаслоотделитель; 16,18 - предохранительные клапаны; 17 - компрессор; 19 - дроссельный кран; 20 - всасывающая линия
390
пневмоотсекателям 5, установленным внутри бункеров для устранения сводообразования сыпучего материала. Через кран 11 воздух подается к аэроднищу фильтра первой ступени.
Всасывающая линия 20 присоединена к приему фильтра вто­рой ступени, установленного на компрессоре 17. В комплект фильтра входит предохранительный клапан 18, отрегулирован­ный на вакуум 0,06 МПа. Вакуум внутри бункеров создается при открытии кранов 2. Воздух, отсасываемый из бункеров, проходит через набор рукавных фильтров, которые установле­ны в корпусе фильтров первой ступени очистки 7. Очистку фильтров 7 после работы производят без их разборки обратной продувкой - открытием крана 11 и одного из кранов 2 перед входом в бункер 6.
Система обеспыливания присоединяется через кран 11 к всасывающей линии и служит для устранения пыления тампонажного материала, подающегося в сепаратор 4 вместе с транспортирующим воздухом при разгрузке установки.
Система управления установкой УС5-30 - дистанционная, централизованная с поста, расположенного в задней части установки, у смесительного устройства.
На панель поста управления (рис. 6.9) выведены органы уп­равления подачей топлива (ручка "Болыне"-"Меныне"), сцеп­лением (кнопка "Сцепление"), включением компрессора (кноп­ка "Компрессор"); контрольно-измерительные приборы - "Та­хометр" для контроля частоты вращения вала компрессора, шкала указателя для определения массы тампонажного ма­териала в бункерах ("Массомер"), манометры для определе­ния давления в раздающем коллекторе ("Компрессор"), мано-вакуумметры для определения давления (разрежения) в бун­керах ("Бункер 1", "Бункер 2"), а также тумблеры осветитель­ных приборов.
Выключение фрикционной муфты сцепления двигателя, а также включение в работу компрессора и массомера - пневма­тическое, дистанционное. Питание исполнительных органов пневматических камер - осуществляется от воздушного балло­на пневмосистемы автомобиля через трехходовые клапаны на посту управления. Питание включается поворотом ручки разоб­щительного крана, установленного на воздушном баллоне за ка­биной автомобиля по левому борту.
Установка работает следующим образом.
При включении двигателя автошасси, используемого для привода компрессора установки, вращение передается через сцепление, коробку перемены передач и раздаточную коробку на КОМ установки и далее - к валу компрессора. Компрессор
391
tmp102E-9.jpg
Рис. 6.9. Панель управления установкой УС5-ЗО
используют для создания давления или вакуума в бункерах установки и для осуществления пневмотранспорта сухих порошкообразных тампонажных материалов.
Установка работает в режиме дозирования при приготов­лении тампонажных растворов и в режиме загрузки.
Режим дозирования. При включении компрессора сжатый воздух через влагомаслоотделитель поступает под аэроднище бункеров, проходит через тканевую прокладку, аэрирует там-понажный материал и создает избыточное давление в бункере. Аэрированный материал поступает в разгрузочную трубу и транспортируется в сепаратор. В сепараторе тампонажный ма­териал отделяется от воздуха и по тканевому рукаву поступает в воронку смесительного устройства, а затем в гидровакуум-смеситель, где смешивается со струей жидкости затворения, подаваемой под давлением насосной установкой. Готовый там­понажный раствор по сливной трубе поступает в приемный ба­чок насосной установки. Такая конструкция смесительной ус-
392
тановки позволяет регулировать расход сухого тампонажного материала изменением проходного сечения разгрузочных труб (с помощью заслонок). Конструкция гидровакуум-смесителя обеспечивает регулирование плотности приготавливаемого рас­твора без остановки процесса.
Режим загрузки. При включении компрессора в режим вакуум-насоса воздух через фильтры первой и второй ступеней отсасывается из бункеров установки, и при достижении рабо­чего вакуума 0,06 МПа сыпучий тампонажный материал по загрузочной трубе и рукаву с загрузочным соплом поступает в бункер установки.
Загружать установку можно также из автоцементовоза, используя переводник на загрузочном рукаве установки и компрессор автоцементовоза, и через верхние люки из складов силосного типа.
ЦЕМЕНТНО-СМЕСИТЕЛЬНАЯ МАШИНА СМ-4М
Эта машина (рис. 6.10) предназначена для транспортирова­ния сухого цемента на буровую и механизированного приготов­ления цементного раствора.
Все оборудование смонтировано на шасси автомобиля ЗИЛ-131А высокой проходимости и включает следующие устройст­ва: смеситель 8, механизм управления оборотами дозирующего шнека 6, бункер 4, муфту редуктора 2, карданный вал 3, ко­робку отбора мощности 1, контрольно-измерительные приборы 5, приемную воронку 7 и напорную трубу 9.
tmp102E-10.jpg
1 2 3 Рис. 6.10. Цементно-смесительная машина СМ-4М
393
Техническая характеристика цементно-смесительной машины СМ-4М
Масса перевозимого цемента в бункере, т:
по дорогам с различными видами покрытий, включая грунтовые дороги и участки без­дорожья .....................................................      3,0
по дорогам с асфальтовым покрытием хоро­шего состояния............................................      4,0
Максимальная скорость передвижения, км/ч.....      8 0
Производительность машины по раствору,
м3/мин.............................................................     0,4-0,6
Плотность приготовляемого раствора, г/см3........      1,7-2,0
Тип смесителя...................................................      Вакуумно-гидравличе-
ский
Давление жидкости перед смесительным устройс­твом, МПа........................................................     0,6-0,1
Привод дозирующего шнека ..............................     От двигателя автомобиля
Монтажная база...............................................      Шасси автомобиля высо­кой проходимости ЗИЛ-131А Габаритные размеры, мм:
длина.........................................................      7080
ширина......................................................      2380
высота........................................................      2500
Масса, т...........................................................      6,800
Погрузчик цемента в бункер ..............................     Стационарный или дру­гие средства
Нагрузка на передний мост при грузе 3-4 т, кН.....      30,45
Нагрузка на задние мосты, кН:
груз Зт .......................................................      69,20
груз 4т .......................................................      79,20
Масса машины, кг:
груз Зт .......................................................      9965
груз 4т .......................................................      10 965
Устройство и принцип работы отдельных узлов машины СМ-4М. Машина СМ-4М представляет собой сочетание ряда уз­лов: бункера, дозирующего шнека, смесительного устройства и контрольно-измерительных приборов. Для монтажа оборудова­ния используют шасси автомобиля ЗИЛ-131А без лебедки, с ко­торого сняты буксирный прибор и задник буфера. Схема управ­ления машиной СМ-4М приведена на рис. 6.11.
Цемент загружают в бункер через люки стационарным шне­ком или другими средствами, имеющимися на цементном скла­де.
Дозирующий шнек приводится в движение от двигателя че­рез коробку перемены передач (вторую передачу), коробку от­бора мощности КОМ-1, установленную на раздаточной коробке автомобиля, карданный вал, редуктор и предохранительную муфту.
Включают коробку отбора мощности из кабины водителя рычагом управления. Цемент подается шнеком к задней стенке бункера в приемную воронку и далее в смесительное устройство.
394
tmp102E-11.jpg
Рис. 6.11. Схема управления цементно-смесительной машиной СМ-4М:
1 - шасси автомобиля ЗИЛ-131А; 2- двигатель автомобиля; 3, 5,6 - коробки соответственно перемены передач, раздаточная и отбора мощности; 4 — управление коробкой отбора мощности; 7 — карданный вал; 8 — редуктор; 9 — датчик тахометра; 10 - бункер; 11 - шнек; 12 - бачок цементировочного агрегата; 13,19 — труба соответственно напорная и обводная; 14 — пробковый кран; 15 — смесительное устройство; 16 — сменный штуцер; 17 — шибер приемочной воронки; 18 - регулятор давления; 20 - рычаг дублирующего управления педалью акселератора; 21 — фара поворотная с выключателем; 22 — щиток прибора с тахометром, выключателем зажигания и двумя контрольными лампами; 23 — вибратор пневматический С-820
С другой стороны к смесительному устройству через регу­лятор давления подводится вода. Струя воды, истекающая из сопла штуцера смесительного устройства, создает в нем разре­жение и, захватывая цемент, направляет его в напорную трубу, в которой благодаря турбулентности потока цемент перемеши­вается с жидкостью.
В зависимости от заданной плотности раствора и производи­тельности в смесительное устройство устанавливают штуцер необходимого сечения. В комплект входят штуцера с диаметра­ми отверстий 9,55; 12,35; 13,5; 14,6 и 15,6 мм.
Плотность цементного раствора регулируют изменением количества цемента, подаваемого в смесительное устройство.
В задней части машины у рабочего места установлены: дуб­лирующее управление акселератором двигателя (управление частотой вращения вала двигателя); тахометр ТЗ-1, показыва­ющий частоту вращения шнека; манометр, показывающий дав­ление воды перед смесительным устройством; дополнительный выключатель зажигания для аварийного отключения двигате­ля; фара для освещения рабочего места в ночное время; кон­трольные лампы. Рекомендуемые режимы работы машины СМ-4М приведены в табл. 6.1.
395
Т аблиц а 6.1
Режимы работы машины СМ-4М для получения раствора плотностью
1,85 г/см*
Производи­тельность,
Частота вращения шнека,
Давление перед смесительным устройством, (МПа), при диаметре отверстия штуцера, мм
Расход воды, л/с
л/с
об/мин
11,0
12,35
13,50
14,60
15,60
6,75 8,25 10,00
61 76 91
1,0
0,65 0,7 1,0
0,45 0,7
0,52 0,74
0,54
4,1 5,15 6,25
Бункер представляет собой емкость с наклонными боковыми стенками и днищем, выполненным в виде корыта для шнека. Передняя и задняя стенки бункера вертикальные. В верхней части бункера расположены два загрузочных люка, в нижней находится аварийный люк. Внутри бункера над шнеком прива­рен козырек, который служит для устранения уплотнения це­мента у шнека. На внутренних частях передней и задней стенок бункера имеются три метки. Нижняя метка соответствует объе­му бункера 1 м8, средняя - 2 м8 и верхняя - 3 м8. Бункер кре­пится к раме автомобиля с помощью стремянок и кронштейнов.
Дозирующий шнек служит для подачи цемента из бункера через приемную воронку в смесительное устройство. Шнек вы­полнен в виде сплошного винта. Передняя опора шнека имеет сферический шариковый подшипник, а задняя - два радиаль-но-упорных конических подшипника. Для предохранения под­шипников от попадания цемента установлены сальниковые уп­лотнения.
Для привода шнека используется редуктор одноступенча­тый с прямозубым зацеплением (передаточное отношение 2,6).
На конце ведущего (нижнего) вала редуктора установлена зубчатая передача с малым модулем (т = 0,8) для привода дат­чика тахометра. Выходной конец ведомого (верхнего) вала при помощи муфты с предохранительными штифтами соединяется с дозирующим шнеком.
Предохранительная муфта служит для предупреждения поломки привода шнека при его заклинивании. Муфта также передает крутящий момент шнеку и состоит из двух муфт: гибкой с эластичными дисками и предохранительной со срезными штифтами. Направление вращения шнека указано на кожухе редуктора.
Коробка отбора мощности служит для отбора мощности от двигателя. Карданный вал передает крутящий момент от вы­ходного вала коробки отбора мощности к валу редуктора.
Система управления дроссельной заслонкой двигателя авто-
396
мобиля предназначена для изменения частоты вращения шне­ка с рабочего места у смесительного устройства. При этом час­тоту вращения изменяют воздействием на тягу педали акселе­ратора автомобиля с помощью вилки, тяги и рукоятки измене­ния подачи топлива. При перемещении рукоятки сектора газа на себя увеличивается частота вращения шнека и, как следст­вие, количество сухого материала, поступающего в смеситель.
Регулятор давления служит для поддержания постоянного давления жидкости перед смесительным устройством. На регу­ляторе установлен клапан 17С12НКС на давление срабатыва­ния 1,0 МПа.
Смесительное устройство вакуумно-гидравлического типа со сменными штуцерами подвешивается к приемной воронке с помощью специального разъемного хомута.
По окончании работ смесительное устройство укладывают в ящик. Приемная воронка служит для направления цемента в смесительное устройство, здесь же установлен шиберный за­твор. Открывают и закрывают затвор с помощью специального ключа через зубчатую пару.
Пневматический вибратор установлен на задней торцовой стенке бункера и служит для предотвращения зависания це­мента в бункере. Его необходимо периодически включать на 2-3 с во время приготовления раствора. Питание вибратора возду­хом осуществляется от разобщительного крана пневмосистемы автомобиля через специальный пробковый кран.
Наиболее сложный и ответственный узел смесительной ма­шины-коробка отбора мощности (рис. 6.12), предназначенная для передачи вращения от двигателя к шнеку. Она установлена на раздаточной коробке автомобиля ЗИЛ-131А, допускает от­бор мощности от двигателя при движении и на стоянке автомо­биля в пределах до 45 кВт при частоте вращения коленчатого вала двигателя 2000 об/мин и прямой передаче в коробке пере­дач (V-передача).
Детали механизма коробки отбора мощности смонтированы в литом чугунном корпусе - картере 29. Все шестерни имеют ко­сые зубья.
Ведущая шестерня 5 коробки отбора мощности входит в по­стоянное зацепление с шестерней первичного вала раздаточной коробки и вращается на неподвижной оси 7 на роликовом под­шипнике 6, ось запрессована в передней и задней стенках и за­стопорена пластиной.
На оси по торцам ступицы шестерни 5 установлены опорные шайбы 9, которые предотвращают выработку опорных торцов картера. При включении КОМ-1 муфта 16, установленная
397
tmp102E-12.jpg
Рис. 6.12. Коробка отбора мощности цементно-смесительной машины СМ-
1 -фланец вала; 2 - крышка люка картера; 3 - предохранительный клапан; 4 - болт- 5 - шестерня; в, 10 - роликовый и шариковый подшипники; 7 - ось шестерни постоянного зацепления; 8 - пробка; 9 - опорная шайба шестерни; И - гайка крепления фланца; 12, 14 - шайбы; 13 - крышка заднего подшипника; 15 - стопорное кольцо подшипника; 16 - муфта включения коробки отбора мощности; 17,18,19 - шарик, пробка и пружина фиксатора соответственно; 20 - вилка включения; 21 - сальник; 22 - шток вилки включения; 23 - ведомая шестерня; 24 - опорная шайба ведомой шестерни; 25 - крышка подшипника; 26 - главный вал; 27 - стопорное кольцо подшипника; 28 - стопорная пластина оси шестерни; 29 - картер коробки отбора мощности; 30 - роликовый подшипник; 31 - шпилька крепления коробки отбора мощности; 32 - прокладка; 33 - шпилька; Q, Е - карманы
подвижно на шлицах главного вала 26, входит в зацепление со шлицами ведомой шестерни 23. Главный вал 26 вращается на двух подшипниках, некоторых один шариковый 10 с опорным кольцом, а второй - роликовый с цилиндрическими роликами 30. Наружные кольца подшипников закреплены в^ гнездах картера коробки, а внутренние напрессованы на шейки вала. Подшипники закрыты крышками 25 is. 13.
В крышку 13 запрессован сальник, предотвращающий выте­кание масла и попадание грязи в коробку, а в крышку 25 - мас­лоуловитель, подающий масло по сверлению к валу, к подшип­нику-втулке ведомой шестерни, к роликовому подшипнику-втулке ведомой шестерни и к роликовому подшипнику.
Если главный вал установлен правильно, то он вращается свободно усилием руки и без заеданий.
На шлицевом конце главного вала установлен фланец 1
398
21
tmp102E-13.jpg
22 23 24 25            26 27 28              29
крепления карданного вала. Фланец закреплен на валу гайкой 11. Включение муфты 16 в зацепление с ведомой шестерней осуществляется вилкой 20, закрепленной неподвижно на што­ке 22. Шток перемещается в отверстиях передней и задней сте­нок картера. Отверстие в задней стенке картера закрыто за­глушкой, а в передней стенке - сальником 21, предотвращаю­щим вытекание масла по выходному концу штока.
Шток имеет две канавки для фиксации муфты 16 с помощью
399
шарика 17. Шарик и пружина 19 помещаются в отверстие кар­тера и закрыты пробкой 18. Шарик под давлением пружины 19 удерживает шток в положении включения или выключения муфты.
Смазка рабочих поверхностей деталей коробки отбора мощ­ности осуществляется разбрызгиванием масла по стенкам кар­тера шестернями раздаточной коробки и коробки отбора мощно­сти.
Масло, стекающее со стенок картера коробки отбора, улав­ливается маслоприемными карманами В ж Г (см. рис. 6.12).
Из маслоприемного кармана -Г по сверлениям в картере, крышке подшипника и маслоуловителе масло поступает к под­шипникам 10 и 30, а по сверлению в главном валу - к подшип­нику-втулке ведомой шестерни. Из маслоприемного кармана В картере по сверлению в оси масло поступает к роликовому под­шипнику 6 шестерни коробки отбора мощности.
Подшипники и шестерни раздаточной коробки смазываются маслом, стекающим со стенок картера раздаточной коробки. Масло, применяемое для смазки коробки отбора мощности, то же, что и для раздаточной коробки автомобиля.
Коробка отбора мощности монтируется на фланце люка кар­тера раздаточной коробки автомобиля на шпильках и закрепля­ется гайками. С верхней стороны фланца коробки отбора мощ­ности на трех шпильках закреплен гайками кронштейн тормо­за.
Между картером раздаточной коробки и картером коробки отбора мощности установлена прокладка, предотвращающая вытекание масла и попадание грязи в раздаточную коробку.
Неправильная установка коробки отбора мощности приводит к преждевременному износу шестерен, износу и заклинива­нию подшипников, выходу муфты из зацепления с ведомой шестерней и муфтой шестерен, возникновению шума шестерен коробки во время работы. Перед установкой коробки отбора мощности на фланец люка раздаточной коробки необходимо проверить отсутствие густой смазки, грязи или посторонних предметов в масляных каналах картера коробки отбора мощнос­ти. Для этого нужно снять крышку люка картера коробки отбо­ра и при необходимости промыть промывочным маловязким индустриальным маслом масляные каналы и продуть сжатым воздухом. Затем промыть и продуть сжатым воздухом разда­точную коробку. После промывки установить рычаг управле­ния коробкой передач в нейтральное положение и присту­пить к установке коробки отбора мощности на раздаточную ко­робку.
400
Коробку отбора мощности необходимо устанавливать в сле­дующем порядке:
проверить вращение первичного вала раздаточной коробки и главного вала 26 (см. рис. 6.12) коробки отбора мощности;
ввинтить шпильки крепления коробки в картер раздаточной коробки (если последние были не ввинчены);
установить коробку отбора мощности на шпильки и прове­рить зацепление ее шестерен с шестернями раздаточной короб­ки вращением за фланец 1 выходного вала;
навинтить гайки на шпильки до появления легкого нажима на пружинные шайбы;
ввести в зацепление муфту 16 коробки отбора мощности с ведомой шестерней 23 и повернуть главный вал несколько раз за фланец. Вращение вала устраняет перекос зубьев шестерен в зацеплении и обеспечивает правильное прилегание боковых поверхностей зубьев на получение пятна контакта.
После этого следует легко повернуть гайки на шпильках и несколько раз главный вал. Затем крест-накрест затянуть до от­каза все гайки и снова проверить вращение главного вала.
Если после закрепления коробки отбора мощности вал вращается легко и без заеданий, то коробка отбора мощности установлена правильно. Если главный вал вращается с прило­жением большого усилия руки, с заеданием или совсем не вращается - это значит, что зубья шестерни 5 постоянного за­цепления уперлись в дно впадин зубьев шестерен раздаточной коробки и образовался распор в зубьях шестерен, вызванный сближением межцентрового расстояния.
УСТАНОВКИ ОСРЕДНИТЕЛЬНЫЕ
Известны различные конструкции осреднительных устано­вок, применяемых во многих тампонажных организациях, из­готовленные своими силами. Все они предназначены для улуч­шения качества тампонажного раствора за счет улучшения его однородности по всему объему и более полного его диспергиро­вания. Эффект применения этих установок вследствие разли­чия их конструкции неодинаков. Достаточный эффект приме­нения осреднительной установки достигается при сочетании определенных ее параметров (вместимости, кратности переме­шивания и величины подачи используемой жидкости). Для расчетов необходимо задаваться качеством готового раствора (величиной колебаний его плотности на выходе из осреднитель­ной установки), фактическими данными колебаний его плотно-
401
сти на входе осреднительнои установки и требуемой пропуск­ной способностью, обеспечивающей непрерывность цикла на­гнетания тампонажного раствора в скважину.
Расчеты позволяют определить необходимую вместимость осреднительнои установки, выбрать перемешивающее устрой­ство для обеспечения заданных параметров тампонажного рас­твора. Некоторые исследователи считают, что для улучшения качества тампонажного раствора следует вместо осреднитель-ных установок применять установки для порционного приго­товления раствора. Однако сопоставительные расчеты показы­вают, что такой способ приготовления раствора, обеспечиваю­щий его высокое качество, не всегда целесообразно использо­вать, особенно при больших объемах закачиваемого тампонаж­ного раствора.
Более сложная задача возникает в том случае, когда появля­ется необходимость цементирования скважины с использовани­ем различных тампонажных растворов, например облегченных и нормальной плотности, которые необходимо закачивать по­следовательно один за другим, сводя к минимуму их смешение.
В б. ВНИИКРнефти разработана конструктивная схема и предложена технология приготовления и осреднения двух ти­пов тампонажных растворов, которую можно осуществить, ис­пользуя списанное цементировочное оборудование. Кроме свое­го основного назначения эта осреднительная установка может быть использована как емкость для приготовления затворяю­щей и буферных жидкостей, а также для накопления продавоч-ной жидкости.
Техническая характеристика осреднительнои установки для двух типов тампонажных растворов
Производительность по осреднению раствора,
л/с, не более:
для большого отсека (две цементно-смеси-
тельные машины) ........................................ 30
для малого отсека (одна цементно-смеситель-
ная машина)................................................ 15
Колебания плотности раствора на выходе из ос­реднительнои установки, г/см3,не более:
из чистых и облегченных цементов................ +0,03
из утяжеленных цементов............................. +0,05
Допустимые колебания плотности раствора на
входе в емкость, г/см3, не более........................... +0,1
Применяемые материалы для приготовления там­понажных материалов....................................... Цемент, гельцемент,
многокомпонентные ком­позиции на основе песка, цемента и т.д.
ОСНОВНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К ОСРЕДНИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ ДЛЯ ДВУХ ТИПОВ
ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ
Установка осреднительная монтируется на шасси автомоби­ля КрАЗ-257 или КрАЗ-250 и включает следующие блоки:
емкость, разделенную на два отсека с перемешивающими ус­тройствами механического типа, оснащенную уровнемерами поплавкового типа;
манифольд для обвязки с цементировочными агрегатами и цементно-смесительными машинами;
пробоотборники для взятия контрольных проб раствора, вы­ходящего из отсеков емкости.
Осреднительная установка должна быть оснащена:
легкоуправляемой запорной арматурой для раздачи раство­ра (жидкости) в приемные линии цементировочных агрегатов;
дренажными устройствами для слива жидкости при мойке внутренней поверхности;
откидными ограждениями, лестницами и площадками для обслуживания установки.
Для работы в ночное время установка должна иметь две пово­ротные фары наружного освещения и для освещения внутрен­ней поверхности емкости в процессе ее очистки.
В качестве заготовки для емкостей установки рекомендуется использовать мерные баки списываемых цементировочных аг­регатов для подачи раствора и арматуру, установленную на них, в том числе донные клапаны с рычагами управления для отбора тампонажного раствора и нагнетания его в скважину. Емкость должна состоять из трех мерных баков и должна быть разделена на два отсека, один из которых имеет вместимость 6 м8 (используется без демонтажа агрегата ЦА-320М), а другой - 8-12 м8. Второй отсек сваривают из двух мерных баков (из них убирают перегородки и стенки, по которым они стыкуются) и устанавливают между мерным баком агрегата и кабиной авто­мобиля. Из первого мерного бака убирают только перегородку. На верхней части баков устанавливают металлоконструкцию для монтажа мотор-редуктора с мешалками. В каждом из двух отсеков емкости устанавливают поплавковый уровнемер и по од­ному пробковому крану диаметром 25 мм для отбора проб и кон­троля плотности раствора. Дополнительно к имеющимся на це­ментировочном агрегате домкратам устанавливают еще два в средней части шасси, за кабиной шофера.
Общий вид осреднительной установки представлен на рис. 6.13. Шасси автомобиля 1, мерный бак 4 с обвязкой 5 и рычага-
403
tmp102E-14.jpg
Рис. 6.13. Общий вид осреднительной установки:
1 - шасси автомобиля; 2 - второй отсек; 3 - мотор-редуктор; 4 - первый отсек (мерный бак); 5 - обвязка; 6 - домкраты; 7 - трехходовой кран; 8 - донные клапаны; 9 - рычаги управления
ми управления 9 используются в установке без демонтажа с шасси цементировочного агрегата. Вместо технологического оборудования (насосов 9Т, 1В и двигателя ГАЗ-51А) устанавли­вают второй отсек емкости 2, изготовленной из двух мерных аг­регатов, причем рычаги управления донными клапанами и са­ми клапаны одного из свариваемых мерных баков остаются без изменения, а из другого удаляются. Сварной отсек 2 устанавли­вают на шасси таким образом, чтобы рычаги управления 9 и донные клапаны 8 располагались напротив рычагов управления и донных клапанов первого отсека 4, а укороченный патрубок отбора раствора из него фланцем был подсоединен к фланцу трехходового крана 7 первого отсека (вместо приемного коллек­тора насоса 9Т). Для того чтобы иметь возможность управлять донными клапанами, расстояние между отсеками должно быть 700 мм. Площадка для обслуживания изготавливается по мес­ту. В верхней части отсеков на сварных металлоконструкциях устанавливают три механические мешалки с индивидуальными электроприводами от мотор-редукторов 3 МП02-15 мощностью по 7,5 кВт каждый (мешалка типа 05, диаметр перемешиваю­щего органа 710 мм, частота вращения 63 об/мин). В плане ме-
404
шалки располагают на пересечении диагоналей мерных баков. Перемешивающие органы мешалок расположены на расстоя­нии 350 мм от дна отсеков.
Два отсека предусмотрены для возможности одновременного приготовления и осреднения тампонажных растворов из раз­личных исходных материалов и проведения нагнетания их в скважину без остановки процесса при минимальном их смеше­нии. Раствор, подаваемый в осреднительные отсеки, не должен содержать комкообразных включений.
Технология осреднения раствора и работа установки осуще­ствляются следующим образом. Приготавливаемый одновре­менно двумя цементно-смесительными машинами гельцемент-ный раствор подается насосами двух цементировочных агрега­тов в большой отсек установки со стороны, противоположной донным клапанам. При накоплении в отсеке определенного ко­личества раствора, когда перемешивающие органы мешалок будут погружены в него на 0,5 м, включаются в работу оба пе­ремешивающие устройства большого отсека и продолжается на­копление раствора до уровня, при котором еще не происходит перелив раствора из-за интенсивного перемешивания (во избе­жание попадания излишнего раствора на платформу агрегата целесообразно по отдельному трубопроводу подавать его в при­емный бачок либо на землю). Р аб о т а о сред нител ьной ус­тановки с переливом раствора недопустима!
Затем включают в работу вторую пару цементировочных аг­регатов и начинают закачивать раствор в скважину с таким тем­пом, чтобы уровень раствора в отсеке был наибольшим и посто­янным в течение всего времени приготовления гельцементного раствора. Начинают приготавливать нормальный цементный раствор и подавать его в малый отсек в момент, когда
где Угц - остаточный объем гельцементного раствора в большом отсеке; ^Q^ - суммарная производительность агрегатов по от­качке из большей емкости гельцементного раствора; Qq - про­изводительность смесительной машины по приготовлению нор­мального цементного раствора.
Перемешивающие устройства включают в момент, когда пе­ремешивающий орган мешалки закроется на 0,5 м раствором. Перемешивающие устройства при откачке отключают в мо­мент, когда уровень раствора окажется выше перемешивающе­го органа на 0,5 м. По окончании закачивания в скважину гель­цементного раствора начинают закачивать в скважину одним
405
цементировочным агрегатом цементный раствор из малого отсе­ка, открыв его донные клапаны и переключив трехходовой кран в необходимое для этого положение.
В это время большой отсек необходимо промыть водой, уда­лить из него остатки раствора и набрать в него продавочную жидкость. Малый отсек в начале процесса можно использовать для накопления затворяющей или буферной жидкости.
В качестве привода мешалок можно применять также мотор-редуктор типа МПО2-15 мощностью 5,5 кВт, который изготав­ливается заводом "Тамбовполимермаш" в комплекте с мешал­кой и узлом присоединения к мотор-редуктору. Мешалка и узел присоединения разработаны ВНИИнефтемашем, их небольшие партии выпускает Хадыженский машиностроительный завод под шифром 2ПМ1.
Для осреднения гельцементного раствора можно применять мотор-редукторы типа МПО2-10 мощностью 3,0 кВт с переме­шивающим устройством типа 2ПМЗ.
ОСРЕДНИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА УО
Установка предназначена для обработки тампонажных растворов в процессе их приготовления при цементировании нефтяных и газовых скважин. Основное назначение установ­ки - понижение колебаний плотности тампонажного раствора при его непрерывном приготовлении или накоплении отдель­ных порций с последующей откачкой. Кроме того, установку применяют для приготовления буферных и других рабочих жидкостей, содержащих труднорастворимые вещества.
Установка работает только в комплексе с насосными и смесительными установками, предназначенными для цемен­тирования нефтяных и газовых скважин. Техническая характеристика установки УО
Шифр.............................................................. УО
Монтажная база............................................... Шасси автомобиля
КрАЗ-250 Вместимость осреднительной установки, м3, не
менее................................................................ 16
Объем порции раствора при порционном при­готовлении, м3:
максимальный............................................ 15
минимальный............................................. 5
Максимальная плотность приготовленного
раствора, г/см3................................................. 2,50
Допускаемое колебание плотности приготовлен­ного раствора, г/см3.......................................... +0,01
Подача исходного тампонажного раствора в осреднительную емкость, дм 3/с, не более ............ 44
406
Характеристика мешалки
Принцип действия............................................      Механический
Тип..................................................................      Двухвальная ленточная
винтовая
Частота вращения валов мешалок, об/мин .........     40-60
Привод............................................................      От ходового двигателя
ЯАМЗ-238 Транспортные данные установки:
наибольшая скорость движения...................      Согласно ПДЦ
дорожный просвет, мм.................................      275
Габаритные размеры, мм, не более:
длина.........................................................      9850
ширина......................................................      2500
высота........................................................      3360
Масса установки, кг, не более:
снаряжения.................................................      13 160
в собранном виде (без заправки)....................      12 890
Распределение снаряженной массы установки на дорогу, кг, не более:
через переднюю ось.......................................      4600
через заднюю ось..........................................      8300
Устройство и принцип работы осреднительной установки
УО. Осреднительная установка (рис. 6.14) представляет собой резервуар 5 с перемешивающим устройством 6 внутри, смонти­рованным на шасси трехосного автомобиля 1. В нижней части задней стенки резервуара расположена горловина 7 с установ­ленным в ней фильтром. К горловине прикреплен коллектор 10, выполненный из трубы диаметром 168 мм и снабженный запор­ным устройством 9 и патрубком 8 для подсоединения цементи­ровочных агрегатов посредством приемных рукавов с целью от­качки обработанного раствора из резервуара.
Перемешивающее устройство 6 состоит из двух ленточных
tmp102E-15.jpg
13 12             и
Рис. 6.14. Установка осреднительная УО
10 9 8
407
мешалок, лопасти которых направлены по спирали в разные стороны. При вращении мешалок образуются два встречных по­тока, способствующие лучшему перемешиванию раствора. Форма днища резервуара, размеры и конструкции мешалок вы­полнены с учетом уменьшения до минимума застойных зон.
Привод перемешивающего устройства обеспечивается ходо­вым двигателем шасси автомобиля через коробку отбора мощно­сти 13, карданную передачу 12 и цепную трансмиссию 2. Валы перемешивающего устройства расположены на концевых и про­межуточных опорах. Концевые опоры представляют собой под­шипники скольжения из текстолита, заключенные в металли­ческие корпуса. Промежуточные опоры выполнены в виде ро­ликов с осями. Находясь погруженными в растворе при низкой частоте вращения валов, подшипники обеспечивают достаточно надежную работу перемешивающего устройства в течение 80-120 ч.
Смена подшипников предусмотрена при техническом обслу­живании установки. Уплотнение наконечников валов в перед­ней торцовой стенке резервуара обеспечивается с помощью сальникового устройства. Соединение этих наконечников с ос­новной частью валов мешалок осуществляется устройством со свободным сцеплением. Такое соединение исключает передачу биения вала наконечнику, что способствует сохранению сальни­ковых уплотнений и предотвращению пропусков жидкости во время работы мешалок.
В центре резервуара установлена мерная линейка с ценой де­лений 0,5 м8, предназначенная для контроля за объемом рас­твора, поступающего или откачиваемого из резервуара. Резер­вуар установки открытого типа (без крыши). Это создает удоб­ство при монтаже мешалок, их ремонте и обслуживании уста­новки в целом.
Над резервуаром расположены мостики с поручнями 4 и лестница 3. На раме закреплены четыре домкрата 11, которые устанавливаются в рабочее положение перед заполнением резервуара для обеспечения устойчивости установки в процессе работы. Резервуар оборудован наливными стояками, приспо­собленными для подачи раствора непосредственно от цементно-смесительной машины или цементировочного агрегата.
Работа установки обеспечивается вращением мешалок с оп­ределенной частотой и выполняется следующим образом.
Вращение от коленчатого вала двигателя передается через сцепление и коробку передач автомобиля на ведущую шестер­ню раздаточной коробки z0 = 34, от которой производится отбор мощности посредством пятивальной коробки.
408
Кинематическая схема установки приведена на рис. 6.15. Перемещением рукоятки включения от себя с помощью тяги передается усилие на валик включения. Вилка валика включе­ния при этом переводит зубчатую муфту из нейтрального в крайнее правое положение. Зубчатая муфта входит в зацепле­ние с зубчатым колесом z6 = 42, передающим вращение на левое и правое колеса z7 = 46. Далее вращение передается карданным валам и через цепную передачу к валам мешалок. При откачи­вании обработанный раствор поступает к насосам через коллек­тор с фильтром.
Очистка фильтра от комков при заполненном резервуаре не предусмотрена.
Порядок работы на осреднительной установке УО. Установ­ку располагают на площадке у буровой вблизи мостков, обвязы­вают с цементировочными агрегатами (насосными установка­ми) по схемам рис. 6.16 и рис. 6.17 соответственно.
Располагая установку на площадке, необходимо обеспечить небольшой уклон (1:50) - (1:70) вдоль оси в направлении к кол­лектору. Установить домкраты.
Приготовление буферных составов и жидкостей затворе-ния. Для приготовления жидкости затворения или буферных составов (рис. 6.18) необходимо сделать следующее.
Набрать в резервуар расчетный объем воды, нагнетатель­ную линию цементировочного агрегата подсоединить к одно­му из наливных стояков установки, открыть соответствующую заслонку (кран) на отводе коллектора, включить насос и создать циркуляцию по системе установка - агрегат - установка. Вклю­чить мешалки и постепенно загружать химические реагенты в резервуар. Включение мешалок производить перемещением рукоятки от себя. Перемешивание и циркуляцию продолжать до полного растворения химических реагентов в жидкости.
Приготовленную жидкость откачать в специально приго­товленную емкость или в мерные баки цементировочных агре­гатов.
Обработка раствора с целью понижения колебания его плотности. Обработку тампонажного раствора установкой производят в следующем порядке. Через стояки из цементно-смесительных машин непосредственно или с помощь цемен­тировочных агрегатов подать в резервуар установки исходный тампонажный раствор.
Включить мешалки, обеспечив частоту вращения 20-30 об/мин. После подъема уровня раствора в резервуаре вы­ше опор валов частоту вращения мешалок довести до 45-50 об/мин.
409
tmp102E-16.jpg
,=46
Рис. 6.15. Кинематическая схема осреднительной установки:
1 — двигатель автомобиля; 2 — коробка перемены передач; 3 — раздаточная коробка; 4 — цепная трансмиссия; 5 — коробка отбора мощности
tmp102E-17.jpg
Рис. 6.16. Схема обвязки оборудования при приготовлении тампонажного раствора с участием насосной установки типа УНБ:
1 — осреднительная емкость; 2 — цементно-смесительная машина; 3 — насосная установка УНБ-630 (УНБ-400); 4 — блок манифольдов
tmp102E-18.jpg
Рис. 6.17. Схема обвязки оборудования при приготовлении тампонажного раствора с помощью цементировочных агрегатов ЦА-320А:
1 — осреднительная емкость; 2 — цементно-смесительная машина УС6-30 (2СМН-20); 3- цементировочный агрегат ЦА-320А; 4 - блок манифольдов; 5 -СКЦ2М-69; 6 - скважина
Накопив раствор в резервуаре объемом 6-7 м8, начать откачивание его в скважину, не прекращая работы мешалок.
Приготовление тампонажного раствора порциями. Если расчетный объем тампонажного раствора не превышает вмести­мости резервуара установки, то откачивание его следует начать после накопления и тщательной обработки всего объема. Время перемешивания при этом должно составлять примерно 1 мин на 1 м8, т.е. при полной загрузке - 12-15 мин. В процессе переме­шивания следует постоянно, через каждые 1,5-2 мин, заме­рять плотность раствора. При цементировании ответственных зон в скважинах время перемешивания определяют по резуль­татам контрольных замеров плотности.
При необходимости доутяжеления раствора, приготовляемо­го отдельными порциями, операцию производить в следующем порядке.
Заменить штуцер смесительного устройства цементно-сме-сительной машины на другой, имеющий диаметр 20 мм.
411
Подключить к смесительному устройству нагнетательную линию цементировочного насоса и подать раствор из резервуара под давлением 2,0-2,5 МПа, обеспечив циркуляцию по систе­ме резервуар - цементировочный насос - смесительное устрой­ство - резервуар.
Подать дозирующими шнеками цементно-смесительной ма­шины утяжеляющий материал в смесительное устройство.
При осуществлении операции по утяжелению тампонажного раствора мешалки должны работать непрерывно до конца его откачивания из резервуара. Операцию продолжать до получе­ния заданной плотности, после чего остановить работу цемент­но-смесительной машины и переключить цементировочный на­сос на откачивание раствора в скважину.
tmp102E-19.jpg
Рис. 6.18. Схема обвязки цементировочного агрегата с осреднительной емкостью для приготовления жидкости затворения (буферной жидкости):
1 — осреднительная емкость; 2 — цементировочный агрегат; 3 — блок манифо льдов
412
После окончания работы установка должна быть вымыта. Особое внимание необходимо уделить при этом внутренней по­лости резервуара.
УСТАНОВКИ НАСОСНЫЕ И ЦЕМЕНТИРОВОЧНЫЕ АГРЕГАТЫ В СПЕЦИАЛЬНОМ ИСПОЛНЕНИИ
Разработан комплекс оборудования для цементирования скважин в труднодоступных районах, состоящий из цементиро­вочного агрегата, цементовозов и смесительного блока. Каждый агрегат представляет собой единый блок, который может быть использован не только при цементировании скважин, но и для проведения других работ. Цементировочный агрегат можно применять для нагнетания жидкостей при гидропескоструйной перфорации, установке нефтяных ванн, глушении фонтанов и т.д. Смесительный блок может быть использован при цементи­ровании обсадных колонн с помощью буровых насосов, для по­дачи воды и т.д.
Цементировочные агрегаты в специальном исполнении отличаются друг от друга транспортными базами и способами доставки к месту проведения работ. Они могут быть смонтированы на раме (5ЦА-320), на санях (5ЦА-320С), а также на прицепе с болотными гусеницами (5ЦА-320ГБ).
ЦЕМЕНТИРОВОЧНЫЙ АГРЕГАТ 5ЦА-320
Цементировочные агрегаты типа 5ЦА-320 состоят из силовой установки, включающей двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия и пятискоростную коробку передач; цементировочного насоса 9Т; мерного бака вместимостью 4 м8; вспомогательного оборудования и пульта управления, смонтированных на транспортной базе.
Агрегаты этого типа разработаны АзИНМАШем и Грозненским заводом "Красный молот". Ими же разработана вся сопроводительная документация к этим агрегатам, в том числе инструкция по уходу и эксплуатации. Техническая характеристика агрегатов типа 5ЦА-320
Приводная мощность, кВт.................................      176
Максимальное давление, МПа............................      32,0
Максимальная подача, л/с.................................      23,5
Гидравлическая мощность, кВт.........................      105
Габариты агрегата на раме (5ЦА-320), мм:
длина.........................................................      6680
ширина......................................................      2650
413
высота........................................................ 2510
Масса агрегата, кг............................................. 7993
Силовая установка
Шифр..............................................................     6УС-20
Двигатель........................................................     ЯМЗ-238
Максимальная мощность двигателя при частоте
вращения вала двигателя 2100 об/мин, кВт.....      176
Максимальный крутящий момент при частоте
вращения вала двигателя 1500 об/мин, Н-м.....      295
Эксплуатационная мощность при частоте вра­щения вала двигателя 1800 об/мин, кВт.........      128
Вместимость, л:
топливного бака.....................................      150
системы смазки.....................................     32
системы охлаждения, л...........................      20
топливного насоса высокого давления, л.....     0,2
Коробка перемены, передач ЯМЗ-236С
Сцепление........................................................ Двухдисковое сухое
фрикционного типа с пе­риферийными цилиндри­ческими пружинами
Шифр сцепления............................................... ЯМЗ-238К
Вместимость картера, л..................................... 4,5
Цементировочный насос 9Т
Тип.................................................................. Поршневой горизонталь­ный двухцилиндровый двойного действия с гло-боидной червячной пере­дачей
Диаметр сменных цилиндровых втулок, мм..... 100, 115 и 127
Ход поршня, мм......................................... 250
Передаточное число глобоидной передачи........ 20,5
Максимальная частота вращения вала насоса,
об/мин...................................................... 133
Максимальное давление, МПа........................ 32
Манифольд агрегата
Диаметр трубопровода, мм:
нагнетательного..................................... 50
приемного............................................. 100
раздаточного из мерной емкости............... 100
Число труб вспомогательного трубопровода....... 6
Общая длина вспомогательного трубопровода, м 24
Соединение труб.......................................... Шарнирными
металлически­ми коленами Диаметр шланга приемного резинометалличе-
ского, мм.................................................. 100
Вместимость мерного сварного бака, м3........... 4
Режимы работы агрегатов типа 5ЦА-320 приведены в табл. 6.2.
Устройство и принцип работы цементировочного агрегата 5ЦА-320. Цементировочный агрегат 5ЦА-320 (рис. 6.19) состо­ит из силовой установки, насоса 9Т, мерного бака и вспомога-
414
Т аблиц а 6.2
Рекомендуемые режимы работы агрегатов типа 5ЦА-320
Гидрав-
Частота
Часто-
Давление (МПа)
Подача насоса
личе-
враще-
Вклю-
та вра-
при диаметре ци-
(л/с) при диаметре
ская
ния ва-
ченная
щения
линдровой I
зтул-
цилиндровой
мощ-
ла дви-
пере-
вала
ки, мм
втулки, мм
ность, кВт
гателя, об/мин
дача
насоса, об/мин
100
115
127
100
115
127
116
2000*
II
33,6
32,0"
23,0"
18,5"
3,56
4,75
5,95
III
64,2
16,8
12,6
10,0
6,80
9,08
11,36
IV
97,5
11,1
8,3
6,6
10,30
13,79
17,25
V
147,8
7,3
5,4
4,4
15,65
20,90
26,16
105
1800
II
30,2
32,0"
23,0**
18,5"
3,20
4,27
5,34
III
57,7
17,6
13,2
10,5
6,11
8,16
10,21
IV
87,8
11,6
8,6
6,9
9,30
12,42
15,54
V
133,0
7,6
5,7
4,6
14,08
18,81
23,54
95
1500
II
25,2
32,0"
23,0**
18,5"
2,67
3,56
4,46
III
48,1
18,9
14,2
11,3
5,09
6,80
8,51
IV
73,2
12,4
9,3
7,4
7,75
10,35
12,96
V
110,9
8,2
6,1
4,9
11,75
15,69
19,63
*При этой частоте вращения вала двигателя допускается кратковре­менная, не более 10 % от времени цикла, работа.
"При этих давлениях допустима кратковременная работа.
тельного оборудования, установленных на специальной жест­кой раме, а также поста управления.
На раме предусмотрены четыре пальца, к которым крепят тросы для транспортирования агрегата на внешней подвеске вертолета.
Силовая установка 6УС-240. Эта установка расположена в передней части рамы и состоит из двигателя ЯМЗ-238, сцепления, коробки перемены передач, систем питания
tmp102E-20.jpg
Рис. 6.19. Цементировочный агрегат 5ЦА-320:
1 - силовая установка с коробкой передач; 2 - мерный бак; 3 -цементировочный насос; 4 — манифольд; 5 — рама
415
топливом, смазки, водяного охлаждения, выпуска газов, а также электрооборудования.
Двигатель ЯМЗ-238 - У-образный восьмицилиндровый че­тырехтактный дизельный. На маховике двигателя установлено сухое двухдисковое сцепление. К картеру маховика крепится пятискоростная коробка перемены передач ЯМЗ-236С.
Двигатель установлен на трех опорах: двух задних и одной передней. Кроме того, предусмотрена дополнительная опора на заднем торце коробки перемены передач, служащая для раз­грузки болтов крепления картера сцепления.
Система питания двигателя топливом состоит из одного топ­ливного бака от автомобиля ЗИЛ-157 вместимостью 150 л, рас­положенного на настиле слева от двигателя, фильтра-отстойни­ка и трубопроводов. Система смазки смешанная - под давлени­ем и с разбрызгиванием с дополнением картера маслом.
Для охлаждения масла в систему смазки параллельно вклю­чены два последовательно соединенных радиатора трубчато-пластинчатого типа, установленных впереди водяного радиато­ра. Давление масла на прогретом двигателе должно составлять 0,4-0,7 МПа при п = 2100 об/мин и не менее 0,1 МПа при мини­мальной частоте вращения холостого хода.
После длительной эксплуатации допускается работа двига­теля при давлении масла в системе смазки не ниже 0,35 МПа на номинальной частоте вращения вала и не ниже 0,05 МПа на ми­нимальной.
Насос нагнетает масло в систему через фильтр грубой очист­ки, в корпусе которого установлен клапан. Вследствие загряз­нения фильтра перепад давления до фильтра и после него дости­гает 0,2-0,25 МПа, и часто клапан пропускает неочищенное масло в систему.
Система охлаждения двигателя жидкостная закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. Ра­диатор трубчато-пластинчатого типа. Для повышения теплоот­дачи радиатора к его боковинами прикрепляется специальный диффузор, внутри которого вращается вентилятор. Система ох­лаждения оборудована двумя термостатами, регулирующими температуру охлаждающей жидкости.
Клапаны термостатов начинают открываться при температу­ре 70+2 °С и полностью открываются при температуре 85 °С, направляя жидкость к насосу; система охлаждения снабжена также дистанционным термометром.
Для нормальной работы двигателя температура охлажда­ющей жидкости не должна превышать 75-95 °С. При пони­жении температуры до 70 °С следует прикрывать жалюзи,
416
а если необходимо, утеплять капот и радиатор защитными ко­жухами.
Система выпуска выхлопных газов состоит из двух выхлоп­ных труб, которые соединяются в одну, выведенную из-под ка­пота вверх. Последняя соединена с расположенным поперек ка­пота искрогасителем. Выхлопные газы, пройдя искрогаситель, через вертикальный патрубок выбрасываются в атмосферу.
Вся силовая установка помещается под капотом, снабженном двумя съемными боковыми дверцами и двумя откидывающими­ся крыльями. На передней стенке капота крепится облицовка радиатора. Капот прикреплен болтами к настилу и раме радиа­тора.
Пост управления. Рычаги управления силовой установкой и клапанами мерной емкости расположены на централизованном посту управления. Сюда же выведены рычаги управления по­дачей топлива, остановки двигателя, включения сцепления, пе­реключения скоростей коробки передач.
На посту управления также установлены выключатели мас­сы и кнопка стартера.
Коробка перемены передач. Коробка перемены передач -трехходовая пятиступенчатая. Все шестерни коробки находят­ся в постоянном зацеплении.
Первичный вал коробки перемены передач на двух шарико­вых подшипниках, из которых задний установлен в передней стенке картера коробки и воспринимает осевые и радиальные нагрузки. Второй подшипник помещается в маховике двигате­ля.
Промежуточный вал также смонтирован на двух подшипни­ках, из которых передний - роликовый, а задний, воспринима­ющий радиальные и осевые нагрузки, - шариковый. Вторич­ный вал коробки перемены передач передним концом опирается на роликовый подшипник, помещенный в гнезде первичного ва­ла. Задний конец вторичного вала опирается на шариковый под­шипник, установленный в задней стенке картера коробки пере­мены передач и удерживающий вал от продольных пере­мещений. Все шестерни вторичного вала, кроме шестерни I пе­редачи, свободно вращаются относительно вала на игольча­тых подшипниках. Для безударного включения II, III, IV и V передач предусмотрены два синхронизатора инерционного типа.
Для смазки коробки перемены передач используют транс­миссионное масло ТС-14,5 с присадкой ДФ-11. Заменители: зи­мой - авиационные масла МС-20, летом - МС-14, а также всесе-зонное масло МТ-16П.
417
Зубья шестерен и подшипники валов смазываются разбрыз­гиванием масла, игольчатые подшипники шестерен вторичного вала- маслом под давлением. Для этого на картере коробки пе­ремены передач установлен шестеренчатый масляный насос, приводимый во вращение от переднего конца промежуточного вала.
В верхней крышке коробки расположены узлы механизма переключений. Уход за коробкой передач заключается в перио­дической проверке уровня масла, своевременной смене масла и переходе на соответствующий сезону сорт масла.
Через каждые 50 ч работы нужно проверять уровень масла в картере. Для этого необходимо отвинтить контрольную пробку, расположенную на левой стенке картера коробки внизу. Масло требуется менять через каждые 200-300 ч работы. Масло из картера коробки перемены передач нужно сливать через оба сливных отверстия.
Масло заливают через заливное отверстие, расположенное на верхней крышке коробки перемены передач справа. При смене масла картер коробки следует обязательно промывать дизельным топливом.
Карданный вал открытого типа с шарнирами, установленны­ми на игольчатых подшипниках, передает крутящий момент от коробки перемены передач к насосу. Шлицевое соединение сма­зывают с помощью масленки, ввинченной в скользящую вилку. Смазка к игольчатым подшипникам поступает от пресс-маслен­ки через сквозные каналы в крестовине. В центре крестовины помещен предохранительный клапан, который выпускает из­лишнее масло при заполнении им каналов крестовины и предот­вращает повышение давления масла внутри крестовины при на­греве ее во время работы.
В первый раз необходимо смазать узел агрегата после 50 ч работы, а в последующие - через каждые 100 ч работы.
Запрещается смазывать игольчатые подшипники солидолом или другой смазкой, так как они быстро выходят из строя вследствие затвердевания солидола в каналах. Через каждые 40-50 ч работы следует проверять крепления фланцев кардан­ного вала. Все болты крепления должны быть затянуты до отка­за.
Необходимо также проверять люфт крестовины в подшипни­ках. При наличии значительного радиального и торцового зазо­ра в подшипниках крестовин требуется разобрать шарниры и в случае необходимости заменить подшипники и крестовины. Че­рез каждые 100-120 ч работы надо проверять состояние шли-цевого конца вала. При наличии задиров или больших износов
418
шлицев необходимо заменить вал. Скользящее шлицевое соеди­нение после разборки должно быть собрано так, чтобы стрелки, нанесенные на валу и скользящей вилке, располагались на од­ной прямой.
Шарниры после сборки должны иметь свободное вращение. Если вращение их несколько затруднено, значит, крестовины зажаты с торцов крышками подшипников.
Цементировочный насос 9Т. Цементировочные насосы, ус­тановленные на агрегатах типа 5ЦА-320 и ЦА-320М, абсолютно одинаковы. При эксплуатации и ремонте этих насосов необходи­мо руководствоваться материалами, относящимися к агрегату ЦА-320М.
Манифольд агрегата. Манифольд агрегата включает мерный блок, трубопроводы и арматуру для приема, раздачи и нагнета­ния жидкости.
Мерная емкость агрегата установлена на раме между насо­сом и силовой установкой и разделена перегородкой на две рав­ные части: в каждой половине установлены мерные рейки с це­ной деления 0,1 м8.
Донные клапаны, как и в агрегатах других типов, позволяют соединять ту или другую половину (или обе половины) мерной емкости с небольшой камерой под ее днищем. Одна приемная 102-мм линия связывает камеру под днищем мерной емкости через трехходовой кран с коллектором насоса. От этой приемной линии через трехходовой кран в торец отходит раздающая 102-мм линия.
На приемной линии предусмотрен сливной краник. В холод­ную погоду после окончания работы агрегата жидкость, остав­шуюся в приемной линии, обязательно нужно слить, открыв сливной краник.
Вторая приемная 102-мм линия позволяет забирать жид­кость из цементного бачка, расположенного на земле.
Нагнетательная 51-мм линия насоса 9Т выведена вправо и назад, на этой линии установлен проходной кран диаметром 51 мм.
Сборная 51-мм линия через секторный 25,4-мм кран связы­вает левый напорный трубопровод насоса с мерной емкостью.
Наливная 51-мм линия расположена с левой стороны агрегата и служит для наполнения мерной емкости жидкостью.
Мерная емкость заполняется жидкостью по трубопроводу диаметром 50 мм, имеющему разветвления с проходными кранами и угольниками на концах в каждую половину бака. Кроме того, в мерную емкость выведена нагнетательная линия насоса, снабженная краном с верньером, условный проход
419
которого составляет 25 мм. От этой же линии идет основной на­гнетательный трубопровод с проходным краном диаметром 50 мм. От мерной емкости к насосу идет приемный трубопровод диаметром 100 мм, имеющий после донных клапанов трехходо­вой кран с ответвлением и непосредственно у насоса - второй трехходовой кран и вторую приемную линию. На гидравличес­кой части насоса установлены воздушный колпак небольших размеров с манометром и предохранительный клапан.
Для соединения нагнетательной линии агрегата с устьем скважины служит гибкий металлический шланг, состоящий из 51-мм труб высокого давления, установленных на специальных стойках с правой и левой сторон агрегата, и шарниров, установ­ленных на настиле с правой стороны агрегата.
АГРРЕГАТ 5ЦА-320С
Цементировочный агрегат 5ЦА-320С отличается от базовой модели 5ЦА-320 наличием специальных саней, к которым он крепится. Сани сварены из труб и проката и представляют собой два полоза, связанные между собой через раму агрегата. Высота саней 700 мм. Конструкция саней позволяет транспортировать агрегат тягачом на небольшие расстояния по заболоченной местности и бездорожью. К полозьям с помощью пальцев крепят дышло с пружинными амортизаторами. Оно может быть прикреплено к передней и задней частям саней. Конструкция полозьев предусматривает возможность подвода пара во внутреннюю полость полозьев для растепления грунта перед транспортированием после длительной стоянки.
Габариты агрегата (мм) - 8830x2650x3210; масса с санями 9820 кг.
АГРЕГАТ 5ЦА-320ГБ
Агрегат в этом исполнении вследствие невысокого удельного давления на грунт, не превышающего давления болотного трактора С-100Б, может транспортироваться этим трактором по заболоченной местности и слабым грунтам. Основное отличие его от агрегата 5ЦА-320С заключается в том, что его базовая модель 5ЦА-320 смонтирована не на санях, а на прицепе, оборудованном гусеничными тележками болотного трактора С -11 ОБ.
Габариты агрегата (мм) - 8050x3300x3870; масса 16 040 кг.
При эксплуатации агрегата 5ЦА-320ГБ, кроме обслужива-
420
ния основного оборудования, необходимо тщательно следить за состоянием гусеничных тележек прицепа агрегата.
Сорта смазок для различных узлов указаны в инструкции по эксплуатации агрегата.
Основные правила по уходу и эксплуатации:
категорически запрещается смазывать шарнирные соедине­ния гусениц, так как при этом вследствие налипания пыли и грязи они быстро изнашиваются;
следует наполнять смазкой верхние и нижние катки через каждые 120 ч работы гусеничных тележек (общая вместимость одного катка 480-500 г);
через каждые 480 ч работы гусеничных тележек полости катков нужно промывать маслом с помощью шприца до удале­ния загрязненного и выхода чистого масла;
необходимо ежесменно следить за наличием масла в полости катков и проводить его дозаправку;
смазывать натяжные колеса той же смазкой и с той же периодичностью, как и катки;
необходимо наполнять смазкой подшипники гусеничных тележек на полуосях через каждые 10 ч работы гусениц (до выхода старой смазки);
концевые подшипники тележек нужно наполнять смазкой через каждые 120 ч работы гусениц;
необходимо контролировать натяжение гусеницы, припод­няв ее ломиком над верхним катком (при правильной регули­ровке ее можно приподнять на 40-50 мм).
При регулировке натяжения гусеницы необходимо: отпус­кать гайки на вилке натяжного колеса; поворачивая регулиро­вочный винт натяжного устройства, довести натяжение гусени­цы до необходимой величины; продвинуть прицеп назад и впе­ред для равномерного распределения гусеницы; вторично про­верить регулировку и затем затянуть гайки на вилке натяжного колеса.
Для предупреждения отвинчивания регулировочного винта необходимо следить за тем, чтобы расстояние между вилкой на­тяжного колеса и направляющим кронштейном регулировочно­го винта не превышало 210 мм. При большем ослаблении можно снять одно звено.
БЛОК ВОДОПАДАЮЩИЙ БВ-15
При цементировании, а также при выполнении других работ часто возникает необходимость перекачивать какую-либо жид-
421
кость. Например, при приготовлении тампонажного раствора нужно подавать жидкость затворения в смесительное устройст­во или воду в цементировочные агрегаты и т.п. Использовать для этого цементировочный агрегат нерационально. Для этой цели был создан так называемый водоподающий блок, в кото­рый входят трехплунжерныи насос 1В с приводным двигателем ГАЗ-51А и коробкой перемены передач с рычагами управле­ния, пульт с приборами контроля температуры охлаждающей воды и давления масла в системе смазки двигателя, а также средства управления режимом приводного двигателя.
Водоподающий блок БВ-15 (рис. 6.20) оснащается цементно-смесительным устройством гидровакуумного типа с приемной воронкой и напорной трубой, цементным бачком с сеткой, вса­сывающим и нагнетательным шлангами в сборе, благодаря че­му он может быть использован для автономного приготовле­ния различных растворов. Оборудование во допо дающего блока БВ-15 смонтировано на прицепе или на санях.
Ремонт и техническое обслуживание водоподающего блока необходимо проводить в соответствии с разделами инструкций
tmp102E-21.jpg
Рис. 6.20. Водоподающий блок БВ-15:
1 —
прицеп; 2 — двигатель с коробкой перемены передач и рычагами
управления; 3 - водоподающий насос 1В; 4 - манифольд
422
по эксплуатации агрегата ЦА-320М, относящимися к двигате­лю ГАЗ-51А и насосу 1В, а также цементно-смесительной ма­шине 2СМН-20. Различие заключается лишь в том, что в смеси­тельную воронку блока БВ-15 сухой материал подается вруч­ную.
баб i ё -=-айе ау б арактеристика водоподающего блока БВ-15
Максимальная подача насоса, л/с.....................      13
Давление, МПа...............................................      1,5
Производительность цементно-смесительного ус­тройства (в пересчете на сухой цемент), т/мин ...      1,0 Габаритные размеры, мм: на прицепе-роспуске
длина....................................................      4000
ширина.................................................      2400
высота..................................................     2780
на санях
длина....................................................      5250
ширина.................................................      2400
высота ..................................................     2330
Масса (без заправки), кг:
на прицепе-роспуске ..................................     2740
на санях....................................................      2860
УСТАНОВКА НАСОСНАЯ УНБ1Р-400
Данная насосная установка предназначена для выполнения тех же работ, что и другие насосные установки, но отличается от них тем, что ее оборудование смонтировано не на шасси авто­мобиля, а на раме (буква "Р" в шифре). Она предназначена для выполнения работ на морских нефтяных и газовых скважинах, расположенных на отдельных основаниях и приэстакадных площадках, а также может быть использована при бурении от­дельно расположенных и кустовых скважин.
Установка УНБ1Р-400 (рис. 6.21) смонтирована на раме. В ее состав входит следующее оборудование: силовая установка с ди­зельным двигателем и фрикционной муфтой, промежуточный вал, коробка перемены передач, зубчатая муфта, насос 11Т, ма-нифольд и прочее оборудование, аналогичное оборудованию це­ментировочного агрегата ЗЦА-400А. Техническая характеристика установки насосной УНБ1Р-400
Полезная мощность, кВт.....................................      257
Максимальное давление, МПа.............................      40
Идеальная подача при максимальном давлении,
дм3/с................................................................      7,4
Максимальная идеальная подача, дм3/с...............      36,5
Давление при максимальной идеальной подаче,
МПа..................................................................      8
Монтажная база................................................      Рама
423
tmp102E-22.jpg
tmp102E-23.jpg
9 10 1112 13
i/
16         15         14
Рис. 6.21. Насосная установка УНБ1Р-400:
1 - установка топливных баков; 2- силовая установка; 3 - коробка перемены передач; 4 - насос; 5 - замерный бак; 6 - монтаж агрегата; 7 - подрамник; 8 -вспомогательный трубопровод; 9 - электрооборудование; 10 - промежуточный вал; 11 - пост управления; 12 - контрольно-измерительные приборы; 13 -редуктор с муфтой; 14 - манифольд; 15 - ограждение гидравлической части насоса; 16 - установка аккумуляторов; 17 - инструментальный ящик
Привод насоса высокого давления....................... От силового агрегата,
смонтированного на платформе установки Габариты установки, мм:
длина.......................................................... 7340
ширина....................................................... 2900
высота......................................................... 2800
Масса установки полная, кг................................ 13 320
Двигатель В2-500АВ-СЗ
Тип................................................................... Четырехтактный быс­троходный с непосред­ственным впрыском топлива и жидкостным охлаждением
424
Номинальная мощность двигателя при частоте
вращения вала 1800 об/мин, кВт........................ 368
Эксплуатационная мощность двигателя при час­тоте вращения вала 1600 об/мин, кВт................. 344
Удельный расход топлива на эксплуатационном
режиме, г/(кВт-ч).............................................. 230
Система охлаждения.......................................... Жидкостная с принуди­тельной циркуляцией охлаждающей жидкости
Система смазки................................................. Циркуляционная под
давлением
Система запуска................................................ Электростартером или
сжатым воздухом
Вместимость топливного бака, л ......................... 110
Тип аккумуляторов........................................... 6ТСТ-132ЭМС
Насос высокого давления 11 Т
Тип................................................................... Трехпоршневой привод­ной горизонтальный двойного действия
Ход поршня, мм................................................. 200
Диаметр сменных втулок, мм.............................. 110, 125, 140
Наибольшее число двойных ходов....................... 12 7
Передаточное число приводной части.................. 4,38
Редуктор .......................................................... Одноступенчатый с ко-
созубой цилиндрической парой
Передаточное число............................................ 1,81
Коробка перемены передач 4КПм-500
Тип................................................................... Двухходовая четырех-
скоростная
Передаточные числа........................................... 1-4,66; П-3,26; Ш-2,20;
IV-1,59
Зубчатые передачи............................................. Цилиндрические с ко­сым зубом: модуль нор­мальный mn = 8 мм; угол наклона зубьев -8°86'34"
Опоры валов...................................................... Роликовые подшипники
конические
Управление коробкой перемены передач............... Механическое
Манифольд
Условный проход трубопроводов манифольда, мм:
всасывающего..............................................      100
раздающего..................................................      100
нагнетательного...........................................      50
Объем мерной емкости, м3...................................      6
Эксплуатационные режимы установки УНБ1Р-400 при частоте вращения вала двигателя 1600 об/мин приведены в табл. 6.3.
Установка УНБ1Р-400 не может быть использована для приготовления тампонажного раствора, так как не имеет водоподающего насоса.
425
Таблица 6.3
Режимы работы установки УНБ1Р-400
Частота вра­щения корен­ного вала на-
Включенная передача
Давление (МПа) при диаметре втулки, мм
Идеальная подача (дм3/с) при диаметре втулки, мм
соса, об/мин
110
125
140
110
125
140
43,2 62,0 91,8 127,0
I II III
IV
40,0* 27,5 18,5 13,5
30,0* 21,0 14,0 10,0
23,5* 16,2 11,0 18,0
7,4 10,5 15,7 21,5
9,8 14,0 20,6 28,7
12,5 18,0 26,5 36,5
'Величины ограничиваются предохранительным клапаном.
МАНИФОЛЬД И ПРОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Манифольд установки состоит из приемной, раздающей и на­гнетательной линий. Приемная линия соединена с насосом 1 IT, оборудована трехходовым краном, заглушкой и позволяет отка­чивать жидкость либо из мерной емкости, либо из цементного бачка, расположенного на земле.
Раздающая линия оборудована трехходовым краном и пред­назначена в основном для соединения с водоподающей установ­кой.
Трубопровод нагнетательной линии имеет воздушный кол­пак, предохранительный клапан, разделитель с манометром и проходными кранами высокого давления.
Нагнетательная линия выведена в заднюю часть агрегата и заканчивается уплотнительным конусом и гайкой.
Сбрасывают жидкость из насоса по контрольной линии, расположенной с противоположной от нагнетательной линии стороны, в мерную емкость.
Предохранительный клапан имеет сменные предохрани­тельные гвозди на давление 40, 32 и 23 МПа, в зависимости от установленных цилиндровых втулок с диаметрами соответст­венно 110,125 и 140 мм. При срабатывании предохранительно­го клапана жидкость от него отводится по трубе в мерную ем­кость.
Установка также оснащена приемным рукавом диаметром 100 мм и вспомогательным трубопроводом высокого давления (условный проход 50 мм) общей длиной 22 м (пять труб длиной по 4 м и одна труба короткая) и шестью шарнирными металли­ческими соединениями. Вспомогательный трубопровод в транс­портном положении уложен на специальных стойках на настиле установки. Приемный рукав крепят под настилом.
426
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА ГИДРОПЕСКОСТРУЙНОЙ ПЕРФОРАЦИИ И ДРУГИХ РАБОТ
Большинство тампонажных организаций выполняют раз­личные технологические работы при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. При этом используется цементи­ровочное специальное оборудование, в состав которого входят насосные установки для гидроразрыва пласта типа УН, песко-смесительные установки различных типов и автоцистерны для перевозки жидкостей, используемых при проведении таких операций.
НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ 4АН-700
Насосный агрегат 4АН-700 (рис. 6.22) предназначен в основ­ном для нагнетания смеси жидкости и песка при гидравличес­ком разрыве пласта, гидроперфорациях и для выполнения дру­гих работ. В некоторых тампонажных конторах эти агрегаты используют также при цементировании скважин. Для этого их дополнительно оснащают небольшими мерными баками и необходимой арматурой и трубопроводами. В отличие от других типов агрегатов на агрегате 4АН-700 установлены плунжерные насосы 4Р-700 (рис. 6.23), что дает возможность использовать их для нагнетания абразивных жидкостей (жидкость с песком и
др.).
Агрегат 4АН-700 смонтирован на шасси автомобиля КрАЗ-287. На агрегате установлен мощный двигатель (590 кВт), позволяющий насосу развивать давление 70 МПа при подаче 6,3 л/с. Режимы работы агрегата приведены в табл. 6.4. При работе этого двигателя рекомендуется применять наушники с антифонами. Основные технические данные агрегата, его конструкция и правила эксплуатации приводятся в материалах инструкции по эксплуатации агрегата 4АН-700, составленной АзИНМАШем и Грозненским заводом "Красный молот".
Техническая характеристика насосного агрегата 4АН-700
Максимальная подача, л/с................................... 22
Давление при максимальной подаче, МПа............. 20,7
Максимальное давление, МПа.............................. 70
Подача при максимальном давлении, л/с.............. 6,3
Монтажная база ................................................. Трехосный грузовой ав­томобиль КрАЗ-257
Грузоподъемность автомобиля, т.......................... 10-12
Двигатель.......................................................... Внутреннего сгорания
четырехтактный
427
tmp102E-24.jpg
i 4
I
Максимальная мощность двигателя при частоте
вращения вала 2100 об/мин, кВт......................... 175
Силовая установка
Шифр................................................................ 4УС-80
Двигатель.......................................................... Бескомпрессорный ди­зельный с воспламене­нием от сжатия марки В2-800ТК Максимальная мощность при частоте вращения
вала 2000 об/мин, кВт........................................ 590
Максимальный крутящий момент при частоте
вращения 1200 об/мин, кН-м............................... 3,06
Устойчивая частота вращения холостого хода,
об/мин .............................................................. 500
Эксплуатационная мощность (с учетом расхода на
привод вентилятора), кВт.................................... 530
Частота вращения вала двигателя, соответствую­щая эксплуатационной мощности, об/мин ........... 1800
Удельный расход топлива на эксплуатационном
режиме, г/(кВт-ч)............................................... 200
Топливо............................................................. Дизельное
Суммарная вместимость топливных баков, л......... 300
Общая вместимость баков, включая топливные
баки автомобиля, л............................................. 780
Система смазки.................................................. Циркуляционная под
давлением с охлажде­нием масла в радиато­рах, обдуваемых возду­хом
Масло................................................................ Указанное в описании
и руководстве по экс­плуатации дизеля В 2 Удельный расход масла на эксплуатационном
режиме, г/(кВт-ч)............................................... 20
Давление масла в трубопроводе после масляного фильтра, МПа:
при эксплуатационном режиме....................... 0,6-0,9
при минимально устойчивой частоте враще-
ниявала двигателя........................................ гО,2
Температура масла на входе в масляную систему
дизеля, °С........................................................... 40-80
Температура масла на выходе из масляной систе­мы дизеля, °С...................................................... s +90
Вместимость масляного бака, л............................ 160
Охлаждение дизеля ............................................. Водяное принудитель­ное циркуляционное Температура воды, °С:
входящей...................................................... г 50
выходящей ................................................... s 90
Рис. 6.22. Насосный агрегат 4АН-700:
1 - шасси автомобиля; 2 - контрольно-измерительные приборы; 3 - щиток электроаппаратуры; 4 - силовая установка; 5 - промежуточный вал; 6 -система механического управления коробкой перемены передач; 7 — коробка перемены передач четырехскоростная с механическим управлением; 8 -зубчатая муфта; 9 - трехплунжерный насос для гидроразрыва пласта; 10 -манометр; 11 — вспомогательный трубопровод; 12 — установка аккумуляторов; 13 - фара; 14 - установка воздухоочистителей; 15 - электрооборудование; 16 - управление фрикционным и топливным насосом
429
tmp102E-25.jpg
7 «
tmp102E-26.jpg
Рис. 6.23. Насос 4Р-700:
1 - станина насоса; 2 - вал коренной в сборе; 3 -крышка; 4 - трансмиссионный вал; 5 - шатунно-крейцкопфная группа; 6 - крышка станины; 7 -гидравлическая часть; 8 - крышка клапана; 9 -клапан; 10 — заглушка; 11 — приемный коллектор
Таблица 6.4
Режим работы агрегата 4АН-700
Включенная передача
Частота вращения коренного вала насоса, об/мин
Теоретическая подача (л/с) при диаметре плунжера, мм
Давление (МПа) при диаметре плунжера, мм
100
120
100
120
I II III
IV
80 109 153 192
6,3 8,5 12 15
9,0 12,3 17,3 22,0
71,9 52,9 37,4 29,8
50,0 36,6 26,0 20,7
Примечание. Приведенные параметры определены при коэффициенте полезного действия агрегата г| = 0,83, коэффициенте наполнения а = 1 и частоте вращения вала дизеля 1800 об/мин.
Тип радиатора.................................................... Трубчатый
Число радиаторов............................................... 4
Вместимость заправочной емкости для воды, л...... 260
Система запуска................................................. Электростартером
Подогреватель воды и масла перед запуском дизе­ля...................................................................... ПЖД-600 (поставляе­мый по специальному заказу)
Коробка перемены, передач
Шифр................................................................ ЗКПМ
Максимальная передаваемая мощность при часто -
те вращения ведущего вала 1800 об/мин, кВт........ 530
Число ступеней................................................... 4
Передаточные числа на передаче:
1................................................................... 4,67
II................................................................. 3,43
III................................................................ 2,43
IV................................................................ 1,94
Зубчатые передачи.............................................. Цилиндрические с ко­сым зубом (модуль тп = 8; угол наклона зубьев -8°6'34")
Опоры валов....................................................... Роликовые подшипни­ки конические
Система смазки зубчатых колес и подшипников
валов................................................................. Разбрызгиванием из
общей масляной ванны
Система смазки подшипников скольжения зубча­тых колес выводного вала ................................... Принудительная, шес­теренчатым насосом
Масло................................................................ Летом -индустриаль­ное 50, зимой - инду­стриальное 30
Управление коробкой......................................... Механическое дистан­ционное из кабины во­дителя автомобиля
Заправочная вместимость коробки перемены пере-
редач, л.............................................................. 40
Манифольд агрегата
Диаметр проходного сечения трубопровода, мм:
432
приемного.....................................................      130
нагнетательного............................................      50
Число труб вспомогательного трубопровода..........      6
Общая длина вспомогательного трубопровода, м....      23,5
Условный диаметр приемного шланга, мм.............      127
Соединение труб .................................................      Шарнирное
Насос 4Р-700
Тип.................................................................... Трехплунжерный гори­зонтальный одинарного действия со сменными плунжерами
Диаметр сменных плунжеров, мм.......................... 100; 120
Ход плунжера, мм............................................... 200
Максимальная частота вращения вала насоса,
об/мин .............................................................. 192
Максимальная подача, л/с................................... 22
Максимальное допустимое давление, МПа............. 70,0
Подача от трансмиссионного вала к коренному...... Зубчатая с косым зубом
(торцовый модуль ms = = 8)
Передаточное число............................................. 4,83
Система смазки:
приводной части........................................... Разбрызгиванием из
масляной ванны
плунжеров.................................................... Пресс-масленками
масло............................................................ Трансмиссионное для
промыслового оборудо­вания (нигрол), летнее и зимнее (ТУ 38-101529-78)
Вместимость заправочной емкости, л................... 65
Диаметр проходного сечения коллектора, мм:
приемного..................................................... 130
нагнетательного............................................ 70
Смазка плунжера................................................ Консистентная: летом-
солидол УС-1, зимой -солидол УС-2
КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ И УПРАВЛНЕНИЕ ИМ
Для успешного проведения процесса цементирования и ка­чественного разобщения пластов необходимо выполнение ряда условий. Основные из них - соблюдение заданного режима це­ментирования, обусловливающего достижение максимально допустимой скорости восходящего потока бурового и тампонаж -ного растворов в затрубном пространстве при допустимых дав­лениях на цементированной головке, забое и в необсаженном стволе скважины, а также заданного времени цементирования в соответствии с рецептурой подобранного для цементирования тампонажного раствора.
Основным параметром, по которому можно судить о соответствии свойств тампонажного раствора, приготовляемого при цементировании и подобранного в лаборатории, является
433
его плотность р. В настоящее время применяются растворы плотностью от 1,0 до 2,5 г/см8. Даже весьма несущественные отклонения плотности раствора от заданной приводят к значительным изменениям его свойств. Для раствора из чистых портландцементов допускается отклонение плотности от заданной не более ±0,03 г/см8, а для утяжеленных или облегченных растворов - не более ±0,05 г/см8.
В связи с этим контролировать плотность раствора при це­ментировании нужно таким прибором, который позволяет про­водить измерения с требуемой точностью. Кроме того, следует отметить, что применяемый в настоящее время метод подсчета плотности раствора как среднеарифметического всех замеров в процессе приготовления раствора непригоден для оценки, по­скольку среднее арифметическое не дает представления о фак­тических отклонениях плотности раствора от заданной и о коли­чествах некондиционного раствора, закачанного в скважину, в случае значительных отклонений его плотности и, естественно, свойств.
Обычно требуется определить плотность приготавливаемого раствора каждой цементно-смесительной машиной (установкой смесительной) специальным ареометром типа АБР (АГ-2), по данным которого вносят коррективы в режим работы по приго­товлению раствора. В начальный период приготовления раство­ра плотность замеряют каждые 30-50 с. Это позволяет сокра­тить время выхода на заданную плотность раствора. Последние смесительные установки УС6-30 оснащаются тахометрами, что позволяет, ориентируясь на опыт предшествующих цементиро­ваний, быстрее получать кондиционный раствор. В смеситель­ных установках с пневматической подачей сухого материала в смесительное устройство скорость подачи регулируется за­движкой.
При цементировании обязательно должна использоваться станция контроля цементирования типа СКЦ. Эта станция поз­воляет замерять и регистрировать основные параметры цемен­тирования, в том числе и плотность закачиваемого раствора. Та­ким образом, по диаграммной ленте после цементирования можно оценить, какой по качеству раствор закачан в различные интервалы скважины. Однако оперативно управлять процессом приготовления раствора каждой смесительной установкой по показаниям СКЦ нельзя.
В процессе цементирования весьма важно иметь представле­ние о так называемой подвижности раствора, т.е. о возможности прокачивания его насосами цементировочных агрегатов по гид­равлической системе наземное оборудование - скважина.
434
Подвижность раствора определяют по конусу АзНИИ. Вели­чину диаметра расплыва раствора на стеклянной шкале этого прибора принято считать подвижностью (растекаемостью) раствора. Раствор считается соответствующим действующим ГОСТам, если диаметр круга его расплыва не менее 180 мм. Для глубоких скважин с малыми зазорами величину подвиж­ности следует увеличивать до 220 мм. Растекаемость с помо­щью прибора АзНИИ можно определять очень быстро, что поз­воляет при необходимости оперативно регулировать качество раствора.
Поскольку растекаемость раствора не определяет его реологических свойств и не дает представления об изменении его подвижности во времени, ее необходимо рассматривать как ориентировочно отражающую свойства раствора.
Для получения раствора с помощью гидровакуумного смесительного устройства, которым оснащаются смесительные установки, очень важно правильно выбрать соотношение между сухим материалом и жидкостью, подаваемыми в смесительное устройство. О темпе подачи сухого материала в смеситель можно судить по частоте вращения подающих шнеков (по показаниям тахометра), а жидкости затворения - по давлению в линии перед смесительным устройством.
Давление нагнетания тампонажного раствора, буферной и продавочной жидкостей контролируется по манометрам, установленным на насосах установок и цементировочной головке, и регистрируется на диаграммной ленте вторичного прибора станции контроля, датчик которого установлен на блоке манифольда.
Вследствие высокой пульсации давления в нагнетательных линиях цементировочных агрегатов манометры оснащают дем­пфирующими устройствами, предохраняющими механизм ма­нометра от поломок, однако такое "заглубление" прибора за­трудняет определение момента посадки верхней разделитель­ной пробки на стоп-кольцо, при котором не допускается превы­шение давления над рабочим более чем на 2,5- 3,0 МПа. Кроме того, максимальные давления пульсации в большинстве случа­ев превосходят значения давления опрессовки, что недопусти­мо, а между тем манометры с демпфером величину этих пико­вых давлений не фиксируют.
В последней модели станции контроля предусмотрена воз­можность регистрации момента посадки разделительной проб­ки на стоп-кольцо по давлению на диаграммной ленте в большем масштабе, что значительно облегчает фиксирование этого мо­мента.
435
Темп и объем закачанного в скважину тампонажного раство­ра следует контролировать по данным станции контроля цемен­тирования и количеству использованной жидкости затворения. Расхождение фактического и расчетного объемов приготовлен­ного раствора более чем на 5 % не допускается.
Объемы буферной и продавочной жидкостей, закачанных в скважину, контролируют с помощью мерных емкостей насос­ных установок и расходомера станции контроля цементирова­ния. Если после закачивания расчетного объема продавочной жидкости "давление стоп" не зафиксировано, допускается за­качать еще 5 % жидкости от расчетного объема.
В настоящее время вместо станции контроля цементирова­ния СКЦ2М-69 выпускаются более совершенная станция СКЦ2М-80 и ее модификации.
СТАНЦИЯ КОНТРОЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКЦ2М-80
Станция СКЦ2М-80 предназначена для автоматического контроля на устье нефтяных и газовых скважин основных параметров закачиваемых электропроводящих жидкостей и технологических режимов процесса, а также для оперативного управления этим процессом и параметрами раствора.
Станция СКЦ2М-80 является самоходным комплексом из­мерительных и вспомогательных средств, размещенных на двух автомашинах повышенной проходимости, и состоит из блока манифольдов с измерительными преобразователями и блока лаборатории со вторичными и вспомогательными прибо­рами. С помощью аппаратуры станции можно контролировать и регистрировать следующие технологические параметры: дав­ление, мгновенный расход, суммарный объем и плотность зака­чиваемой жидкости.
Станцию СКЦ2М-80 можно использовать при проведении гидроразрыва пласта и других технологических операций.
Выпускаются также блочные модификации станции с ин­дексами в шифре 01 и 02. Первая предназначена для использо­вания в составе систем контроля на морских плавучих буровых установках, буровых судах и стационарных многоярусных платформах, вторая - для использования на морских эстака­дах, одиночных мелководных платформах и на труднодоступ­ных разведочных буровых на суше.
Структурная схема станции СКЦ2М-80 приведена на рис. 6.24.
Основой функционирования станции являются приборы из­мерения давления, плотности и расхода раствора, прокачанно-
436
tmp102E-27.jpg
Рис. 6.24. Структурная схема станции контроля цементирования СКЦ2М-80:
1,2,3 преобразователь соответственно расхода, плотности и давления; 4 — вводная коробка; 5 — громкоговоритель; 6 — блок режимов цементирования; 7 — блок регистраторов; 8 — блок силовой и связи; 9 — панель разъемов; 10 — усилитель громкоговорящей связи; 11 — выносной указатель контролируемых параметров; 12 — выносной указатель плотности; 13 — выносной блок связи
го через цементировочный манифольд. Электрические сигна­лы, несущие измерительную информацию от преобразователей расхода 1, плотности 2 и давления 3, расположенных в линии цементировочного манифольда, поступают через вводную ко­робку 4 и панель разъемов 9 на блок режимов цементирования 6 и блок регистраторов 7. Информация о наличии давления, плот­ности и расхода отображается на стрелочных показывающих приборах блока режима цементирования, а объем закачанного раствора - на электронном и электромеханическом счетчиках. Дублирование показаний осуществлено с целью повышения на­дежности получаемых данных при ответственных технологи­ческих операциях, а также на случай кратковременного отклю­чения электропитания. Вся измерительная информация регис­трируется на диаграммных лентах четырех приборов Н-392, на боковом поле которых дополнительно регистрируется объем за­качанного раствора.
Три самопишущих прибора регистрируют на диаграммной ленте величины давления, расхода и плотности раствора, а четвертый - изменение давления при работе в режиме "Стоп". Все эти приборы имеют отметчик, фиксирующий закачку 1 м8 жидкости.
Каналы контроля давления и плотности раствора имеют световую сигнализацию, мигающий режим горения которых означает отклонение величин контролируемых параметров от заданных рукоятками соответствующих установок.
В состав станции контроля включена система оперативного
437
управления процессом: громкоговоритель 5 и усилитель гром­коговорящей связи 10, выносные указатели контролируемых параметров 11 и выносной указатель плотности 12, дублирую­щие показания прибора блоков регистраторов, а также телефон­ную связь с оператором станции, находящимся в автомобиле-лаборатории, и прямой выход на громкоговорящую установку.
Плотность раствора измеряют прибором, действие которого основано на измерении собственной частоты колебаний F U-об-разного трубчатого элемента (вибратора), через который прока­чивается измеряемая жидкость. При этом
где К - коэффициент; С - жесткость вибратора; тж, тс - соот­ветственно масса жидкости и стали в приборе.
Как видно из формулы, при измерении массы жидкости в U-образном вибраторе собственная частота его колебаний при по­стоянных К, тсжС будет изменяться, что будет фиксироваться на приборе как изменение плотности перекачиваемой жидкости.
Для компенсации влияния температуры, давления и внеш­них механических воздействий в приборе применяются два ви­братора с разными массами, что обусловливает их разные собст­венные частоты.
Частотные сигналы с вибраторов поступают на преобразова­тель фазности частот в напряжение с одновременной линеари­зацией характеристики преобразования плотность - напряже­ние.
Принцип действия прибора для измерения расхода основан на явлении электромагнитной индукции. Первичный преобра­зователь расхода представляет собой участок трубы из немаг­нитной стали с изолированной внутренней поверхностью и дву­мя диаметрально расположенными изолированными электро­дами, с которых снимается измерительный сигнал. На среднем участке имеется прямоугольный магнитопровод, создающий внутри трубы магнитное поле.
При прохождении электропроводной жидкости через одно­родное магнитное поле в ней, как в движущемся проводнике, наводится электродвижущая сила£, величина которой пропор­циональна скорости потока:
E = Blv,
где В - индукция магнитного поля в зазоре между полюсами магнитопровода, Вб; I - расстояние между электродами (диа­метр проходного сечения), м; v - средняя скорость потока, м/с.
438
Можно также записать Е = (9,81(Г5 BQ)/l,
где Q - объемный расход жидкости, л/с.
Измеренный сигнал после преобразования поступает на регистрирующее устройство.
Для измерения давления в станции применен серийный пре­образователь давления ПДР1, принцип действия которого осно­ван на преобразовании прогиба мембраны чашеобразного упру­гого элемента, воспринимающего непосредственно (без разде­лителя) давление в контролируемой линии. Полученный в дат­чике сигнал после преобразования поступает на показывающий прибор М-381 контроля давления и самопишущий прибор К-392, регистрирующий давление по шкале "Стоп". Это позволя­ет наблюдать и регистрировать в большом масштабе небольшие изменения давления, четко устанавливая момент посадки раз­делительной пробки на стоп-кольцо во время продавливания тампонажного раствора. При этом есть возможность наблюдать и регистрировать отклонение давления ±4 МПа по всей ширине ленты, а второй прибор Н-392 в это же время регистрирует ис­тинное давление в первоначальном масштабе.
Диапазоны измерения контролируемых параметров и пределы допускаемой погрешности приведены в табл. 6.5.
Таблица 6.5
Диапазон измерения контролируемых параметров и пределы допускаемого значения основной погрешности станций контроля
Пределы допускаемого значения осно вной погрешности измерения, %
Контролируемый параметр
Диапазон измерения
электриче­ских вы­ходных сигналов
показы­вающих приборов
регистри­рующих приборов
Давление, МПа Плотность, г/см 3 Расход, л/с Объем, м3
СКЦ2М-80
0-40                -                ±2,5
0,8-2,6                -                 ±2,0
0-100                 -                 ±2,5
2-999,9               -                 ±2,5
СКЦ2М-80-01 (СКЦ2М-80-02)
±4,0 ±4,0 ±4,0
Давление, МПа
0-40
±1,5
±2,5
±4,0
Плотность, г/см 3
0,8-2,6
±1,0
±2,0
±4,0
Расход, л/с
0-100
±2,5
±2,5
±4,0
Объем, м^
2-999,9
±2,5
±2,5
-
439
СВЕДЕНИЯ ОБ ОСНОВНЫХ ПРАВИЛАХ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ПРИ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ СКВАЖИН
Порядок подготовки к цементированию. По прибытии на буровую инженер по тампонажным работам должен озна­комиться с фактическими данными о спущенной обсадной колонне и провести проверочный расчет необходимых объе­мов продавочной и затворяющей жидкостей и сухого тампонаж -ного раствора в соответствии с заданной рецептурой тампонаж -ного раствора. При пересчете объема тампонажного материала следует учитывать, что возможные его потери (при догрузке бункеров, перегрузке из одного бункера в другой, подготовке оборудования к работе и в период выхода цементно-смеситель-ных машин на заданный режим, а также из-за неполного опо­рожнения бункеров и т.д.) могут достигать 5-10 % по каждой цементно-смесительной машине, участвующей в процессе за-творения. Начальник буровой или буровой мастер должен про­контролировать по накладным соответствие количества тампо­нажного материала, указанного в плане работ, доставленному на буровую.
Для обеспечения режимов цементирования, указанных в плане работ, инженер по тампонажным работам должен прове­рить соответствие количества исправной цементировочной тех­ники, прибывшей на буровую, расчетному. При этом следует иметь в виду, что число цементировочных и цементно-смеси-тельных агрегатов, а также передвижных емкостей для жидко­сти затворения следует определять, исходя из объема тампони­рующих смесей и продавочной жидкости с учетом завершения процесса цементирования в расчетное время.
Лабораторию СКЦ и ее выносные приборы необходимо рас­положить таким образом, чтобы обеспечить удобство контроля процесса цементирования и управления им.
Цементировочные агрегаты, цементно-смесительные маши­ны и блок манифольда СКЦ необходимо расставить в соответст­вии с утвержденной для данной скважины технологической схемой и соединить трубопроводами и шлангами. При этом для повышения точности измерения объема жидкости мерными ба­ками цементировочные агрегаты следует установить горизон­тально. Для обеспечения контроля технологических парамет­ров цементирования и удобства обслуживания цементировоч­ной техники расстояние между агрегатами должно быть не ме­нее 1,5 м.
Инженер по тампонажным работам должен проконтролиро-
440
вать правильность обвязки цементировочных агрегатов, це-ментно-смесительных машин и другого технологического обо­рудования трубопроводами, а также проверить наличие расчет­ного объема жидкости затворения с учетом запаса 1,5-2 м8 на каждую цементно-смесительную машину, участвующую в про­цессе цементирования. Это необходимо для восполнения потерь в период пуска в работу цементно-смесительных машин и це­ментировочных насосов, а также для обеспечения промывки трубопроводов после нагнетания тампонажного раствора в сква­жину. Составы воды затворения и воды, использованной при подборе рецептуры раствора в лабораторных условиях, долж­ны быть одинаковы. Затем следует ввести химические реагенты в воду затворения в соотношениях, установленных лаборатор­ными анализами, с контролем их количества объемным или ве­совым способом и проверить наличие необходимого объема бу­ферной жидкости.
Перед установкой цементировочной головки необходимо проверить соответствие наружного диаметра разделительной пробки внутреннему диаметру спущенной обсадной колонны, работу стопорных устройств и правильность установки пробки в цементировочной головке.
На цементировочной головке нужно установить кран (вен­тиль) высокого давления с резьбой под манометр и иметь ис­правный манометр для возможности установки его после окон­чания процесса продавливания и отсоединения от цементиро­вочной головки напорных трубопроводов.
На цементно-смесительной машине необходимо проверить соответствие диаметра штуцера в гидравлическом смесителе применяемым тампонажным материалам (для утяжеленных материалов диаметр штуцера должен быть 10-12 мм, для стан­дартных цементов - 14-16 мм, для облегченных материалов -16-18 мм).
Во время подготовки к цементированию нужно провести ин­структаж операторов, обслуживающих цементировочную тех­нику, дав конкретные задания и указав величины технологиче­ских параметров, которые должны быть выдержаны в процессе цементирования.
После выполнения подготовительных операций все напор­ные трубопроводы необходимо опрессовать на полуторакратное давление от максимально возможного в процессе цементирова­ния, указанного в плане работ на крепление скважины. При этом давление опрессовки необходимо контролировать по стре­лочному прибору СКЦ и сопоставлять его показания с показа­ниями манометра, установленного на цементировочном насосе
441
агрегата, производящего опрессовку. Весь процесс опрессовки записать на диаграмме регистратора СКЦ.
Перед началом цементирования следует провести контроль­ные прокачивания продавочной жидкости через блок мани-фольдаСКЦ в объеме не менее 5 м8 с подачей, заданной в плане работ. При этом все технологические параметры, контролируе­мые СКЦ, следует зафиксировать на диаграмме регистраторов и сверить с фактическими.
Инженеру по тампонажным работам в период подготовки к цементированию необходимо проверить возможность регуляр­ного отбора контрольных проб тампонажного раствора в каждой точке затворения.
Для обеспечения своевременного контроля за плотностью приготавливаемого тампонажного раствора необходимо на каж­дые две одновременно работающие цементно-смесительные ма­шины иметь пост контроля, который должен состоять из одного лаборанта, представителя от управления буровых работ и двух рабочих для отбора проб раствора из каждой точки затворения.
При цементировании обсадных колонн следует использовать буферную жидкость, необходимое количество которой опреде­ляется по существующей методике. Перед использованием жидкости необходимо проверить характер воздействия ее на бу­ровой и тампонажный растворы; при этом ухудшение их свойств не допускается.
Цементирование. Процесс цементирования включает следу­ющие операции: нагнетание буферной жидкости в скважину, приготовление и нагнетание тампонажного раствора, промывку линий и набор продавочной жидкости в мерные емкости агрега­тов, продавливание разделительной пробки и цементного рас­твора в скважину до получения сигнала "Стоп", выполнение за­ключительных работ.
В зависимости от способа цементирования или в связи с при­менением нестандартных устройств (осреднительных емкос­тей, фрезерно-струйных мельниц, активаторов и т.д.) могут до­бавляться дополнительные технологические операции.
Во всех случаях при наличии газоводопроявлений в скважи­не начинать цементирование обсадной колонны запрещается. Цементирование колонн, как правило, рекомендуется прово­дить использованием двух разделительных пробок.
Руководителем работ по цементированию является предста­витель тампонажной службы, который действует в соответст­вии с планом работ на крепление скважины, утвержденным бу­ровой организацией. В период проведения цементирования по данным станции контроля и оперативной обстановке руководи-
442
тель корректирует режимы работы оборудования и действия обслуживающего персонала.
После нагнетания в скважину расчетного количества буфер­ной жидкости начинается процесс приготовления и нагнетания тампонажного раствора, который осуществляется в соответст­вии с правилами эксплуатации цементировочных агрегатов и цементно-смесительных машин. В этот период необходимо сле­дить за тем, чтобы время выхода цементно-смесительных ма­шин на стабильный режим работы не превышало 1,5-2 мин.
После окончания нагнетания в скважину тампонажного рас­твора необходимо начинать его продавливание с закачивания 2-2,5 м8 воды или водного раствора ПАВ (кроме случаев, когда продавочной жидкостью является утяжеленный буровой рас­твор) для обеспечения последующего прохождения геофизиче­ских приборов до забоя.
Поскольку процесс цементирования должен проводиться не­прерывно, продавливание разделительной пробки, промывку коммуникаций от остатков тампонажного раствора, набор про­давочной жидкости в мерные емкости и другие вспомогатель­ные операции необходимо проводить параллельно с основным процессом.
Продавливание должно быть закончено после нагнетания в скважину расчетного объема продавочной жидкости и посадки верхней разделительной пробки на стоп-кольцо. Чтобы давле­ние "стоп" не превосходило допустимое больше чем на 2,5-3,0 МПа, последние 2 % объема продавочной жидкости следует закачивать одним или двумя цементировочными агрегатами на I передаче.
Если после прокачки расчетного объема продавочной жидко­сти давление "стоп" не зафиксировано, то разрешается допол­нительно закачать 5 % жидкости сверх расчетного объема.
После этого проверяют герметичность обратного клапана, а затем разбирают приемные и нагнетательные трубопроводы, откачивают остатки продавочной жидкости в приемные чаны буровой, промывают мерные емкости, трубопроводы, насосы, агрегаты от остатков тампонажного раствора и промывочной жидкости. Инструмент и оборудование укладывают на плат­формы и приводят машины в транспортное состояние.
ОБЩИЕ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЦЕМЕНТИРОВАНИИ СКВАЖИН
При подготовке к цементированию необходимо соблюдать правила безопасности и требования, изложенные в специальной литературе (Правила безопасности в нефтегазодобывающей
443
промышленности. -М.: Недра, 1968; Безопасное ведение работ на предприятиях бурения. - М.: Недра, 1977 и т.д.), а также в местных инструкциях по технике безопасности, которые должны быть утверждены руководством производственных объединений и согласованы с профсоюзной организацией и соответствующим территориальным управлением округа Госгортехнадзора.
Эти инструкции должны содержать общую часть, где ука­зываются правила по технике безопасности, относящиеся ко всем лицам, которые участвуют в процессе, и специальные от­носящиеся к определенной категории работников.
В связи с тем, что при цементировании применяется обору­дование, работающее при высоких давлениях, что представля­ет большую опасность для обслуживающего персонала, прави­ла техники безопасности должны учитывать, в первую очередь, эту специфику и содержать некоторые из приводимых ниже пунктов.
1.  Цементирование скважин необходимо, как правило, про­водить в светлое время суток.
2.  Если в порядке исключения цементирование проводят в темное время суток, то представитель буровой организации при участии руководителя цементировочных работ организует ос­вещение устья скважины, площадки, где сосредоточена вся це­ментировочная техника, агрегатов и отдельных их узлов. Осве­щенность у устья скважины и на площадке, где установлены агрегаты, должна быть не менее 25 лк, а пульта управления -не менее 50 лк. При этом лампы освещения не должны оказы­вать слепящего действия на обслуживающий персонал.
3. Площадка, на которой располагают цементировочную тех­нику, должна находиться вдали от трансформаторной будки и токонесущих проводов и перед цементированием очищена от всех ненужных предметов. Желательно выбирать эту площад­ку на минимально допустимом расстоянии от буровой, чтобы уменьшить длину напорных трубопроводов, находящихся под высоким давлением.
4. Цементировочную технику на площадке следует распола­гать в соответствии со схемой, разработанной руководителем работ, причем агрегаты для возможности быстрой эвакуации должны быть поставлены кабинами в сторону, обратную буро­вой. Расстояние между агрегатами для их безопасного обслу­живания должно быть не менее 1,5 м. Блок манифольда должен отстоять от устья скважины не менее чем на 10 м. Расстояние между агрегатами и блоком манифольда должно быть не менее 5 м.
444
5. Рабочим тампонажной организации категорически запре­щается находиться на подъемных мостках буровой. Только по разрешению руководителя работ можно провести сборку напор­ных трубопроводов и установку цементировочной головки.
6.  При сборке напорных трубопроводов необходимо выпол­нить следующие требования: трубопроводы не должны пере­крещиваться; шарнирные соединения требуется установить так, чтобы имелась возможность перемещения труб под дейст­вием пульсации жидкости; к местам соединений отдельных труб должен быть обеспечен свободный доступ.
7. При опрессовке напорных трубопроводов и оборудования и при цементировании обслуживающему персоналу категоричес­ки запрещается находиться в непосредственной близости от них. Опрессовку следует проводить на давление, в 1,5 раза пре­вышающее ожидаемое рабочее.
8. Во время цементирования скважин запрещается ремонти­ровать агрегаты, цементировочную головку и трубопроводы, находящиеся под давлением.
9.  Скважину разрешается цементировать только при нали­чии проверенных предохранительных клапанов и манометров на агрегатах, а также манометра на цементировочной головке.
10.  К работе по цементированию допускаются лица, имею­щие навыки обслуживания соответствующего оборудования, прошедшие инструктаж по общим вопросам техники безопасно­сти, инструктаж на рабочем месте и обучение по специальнос­ти. На каждого рабочего должна быть заведена карточка по тех­нике безопасности по установленной форме.
11.  Рабочие (моторист-водитель, оператор и т.д.) должны выполнять только ту работу, которая входит в круг их обязан­ностей.
12.  Перед началом работы рабочие обязаны надеть установ­ленную для данного вида работ спецодежду, спецобувь, каску и, при необходимости, защитные приспособления.
13. Рабочий обязан содержать в чистоте и порядке свое рабо­чее место, а также не загромождать проходов и проездов.
14. Все рабочие обязаны знать правила и приемы по оказа­нию первой помощи пострадавшему при несчастном случае.
15.  По окончании цементирования сбрасывать давление из нагнетательных линий разрешается после закрытия крана на цементировочной головке и только по команде руководителя ра­бот.
445
Hosted by uCoz