|
||
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 |
||
|
||
|
||
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 |
||
|
||
|
||
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 |
||
|
||
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 |
||
|
||
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 |
||
|
|||
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 |
|||
|
|||
|
|||
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 |
||
|
||
|
||
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 |
||
|
||
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 |
||
|
||
|
||
|
||
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. |
||
|
||
|
||
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 |
||
|
||
|
||
|
||
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* |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 |
||
|
||
|
||
|
||
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 |
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 |
||
|
||
|
||
|
||
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 |
|||
|
|||
|
|||
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 |
||
|
||
|
||
,=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 |
||
|
||
|
||
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 |
||
|
||
|
||
|
||
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. |
||
|
||
|
||
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 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
*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 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 |
|||
|
|||
|
|||
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 |
||
|
||
|
||
|
||
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 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
'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 |
||
|
||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||
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 |
||
|
||
|
||
7 « |
||
|
||
|
|||
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 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 |
||
|
||
|
||
|
||
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 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 |
||
|
||