нефтепромыслового оборудования

А.А. РААБЕН П.Е. ШЕВАЛДИН Н.Х. МАКСУТОВ
РЕМОНТ И МОНТАЖ
НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
3-е издание, переработанное и дополненное
Допущено Управлением кадров и учебных заведений Министерства нефтяной
промышленности СССР в качестве учебника для техникумов
МОСКВА "НЕДРА” 1989
ПРЕДИСЛОВИЕ
В разработанной XXVII съездом КПСС экономической стратегии исключительно важная роль отводится формированию
мощной топливно-энергетической базы страны, наращиванию
темпов развития нефтяной и газовой промышленности. Достижение
высокого уровня добычи нефти и природного газа требует
увеличения объема буровых работ, а следовательно, и затрат на
изготовление бурового оборудования и инструмента. В связи с этим
большое значение приобретает проблема повышения надежности и
долговечности оборудования.
Основным направлением технического перевооружения является
широкое внедрение в производство современных достижений науки и
техники. В нефтяной и газовой отраслях разработаны долгосрочные
комплексные программы технического переоснащения промыслов
высокоэффективным оборудованием в блочно-комплектном исполнении
с высокой степенью автоматизации, позволяющим широко внедрять
индустриальные методы строительства и сокращать сроки ввода
объектов в эксплуатацию.
Сложность
эксплуатации
бурового
и
нефтепромыслового
оборудования, связанная с разбросанностью объектов нефтегазодобычи,
расположением их в неблагоприятных природно-климатических
условиях, удаленностью от промышленных центров, требует высокой
квалификации работников, занятых на монтажных и ремонтных работах,
изучения передового опыта в этом направлении.
Предлагаемый учебник ставит своей целью дать студентам
необходимые знания для выполнения монтажных, демонтажных и
ремонтных работ, по организации технологических процессов при
одновременном совершенствовании организации труда и производства.
Общие сведения о буровом и нефтепромысловом оборудовании
приведены в учебниках «Буровые машины и механизмы» и
«Нефтепромысловые
машины
и
механизмы».
Поэтому
здесь
рассматриваются лишь основные вопросы монтажа и ремонта.
Учитывалось также наличие литературы по монтажу и демонтажу
бурового оборудования.
ГЛАВА I
ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА И ОБСЛУЖИВАНИЯ
БУРОВОГО И НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
§ 1. СИСТЕМА ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОГО РЕМОНТА И ОБСЛУЖИВАНИЯ
ОБОРУДОВАНИЯ
^Правильная эксплуатация машин или механизмов до пол ного выхода из строя требует
своевременных остановок для замены быстроизнашивающихся деталей, необходимой регули ровки и
ремонта.
Для сохранения нормальной работоспособности бурового и нефтепромыслового оборудования
применяют систему плановопредупредительного ремонта (ППР), представляющую собой
совокупность организационно-технических мероприятий по уходу, надзору и ремонту, проводимых
в плановом порядке. Благодаря такой системе заранее планируется остановка машин на ремонт по
графику, подготавливаются запасные части, материалы и т. д.
Система планово-предупредительного ремонта технологиче ского оборудования характеризуется
следующими основными особенностями.
1. Оборудование ремонтируется в плановом порядке, через определенное число отработанных
машино-часов или в соответствии с установленной нормой отработки в календарных днях.
2. Определенное число последовательно чередующихся пла новых ремонтов соответствующего
вида образует периодически повторяющийся ремонтный цикл.
3. Каждый плановый периодический ремонт осуществляется в объеме, восполняющем тот
износ оборудования, который явился результатом его эксплуатации в предшествовавший ре монту
период; он должен обеспечивать нормальную р аботу оборудования до следующего планового
ремонта, срок которого наступит через определенный, заранее установленный проме жуток времени.
4. Между периодическими плановыми ремонтами каждая машина систематически
подвергается техническим осмотрам, в процессе которых устраняют мелкие дефекты, производят
регулировку, очистку и смазку механизма, а также определяют номенклатуру деталей, которые
должны быть подготовлены для замены износившихся.
Система планово-предупредительного ремонта в зависимос ти от объема и сложности ремонтных работ предусматривает проведение текущего и
капитального ремонтов.)
Текущий ремонт — это минимальный по объему плановый ремонт, с помощью которого
оборудование
поддерживается
в
работоспособном
состоянии.
Он
выполняется
непосредственно на месте установки оборудования.
При
текущем
ремонте
проверяют
состояние
оборудования,
заменяют
быстроизнашивающиеся детали, меняют при необхо димости смазку и устраняют дефекты,
не требующие разборки сложных узлов оборудования. Те неисправности оборудован ия,
которые не могут быть устранены силами службы технического обслуживания, устраняют
выездные ремонтные бригады.
Перечень ремонтных работ при текущем ремонте определя ется классификатором ремонта.
После ремонта проверяют paботу оборудования. регулируют УЗЛЫ И МЕХАНИЗМЫ
Капитальный ремонт — наиболее сложный и трудоемкий вид планового ремонта, при
котором производят полную разборку оборудования с последующим ремонтом или заменой
всех изношенных узлов или деталей, а также работы, входящие i в объем текущего ремонта. В
результате капитального ремонта полностью восстанавливается техническая характеристика
оборудования.;Внеплановый ремонт — ремонт, вызванный аварией оборудования или не
предусмотренный планом. При надлежащей организации системы ППР внепланов ые ремонты,
как правило, не требуются.
Для поддержания оборудования в постоянной технической i исправности и
эксплуатационной готовности, а также предупреждения аварий и поломок необходима система
технического
обслуживания. Техническое обслуживание включа ет в себя контроль за
выполнением правил эксплуатации оборудования, указанных в технических условиях и
паспортах, проверку технического состояния оборудования, устранение мелких неисправностей
и определение объема подготовительных работ, которые будут вып олнены при очередном
плановом ремонте.
Для бурового и эксплуатационного оборудования устанавливают следующие виды
технического обслуживания.
1. После завершения монтажа оборудования до начала его эксплуатации производят
проверку всех соединений, внешний осмотр, а также проверку работоспособности
оборудования и приборов.
2.
При
кратковременных
остановках, если по количеству
отработанных часов оборудование не подлежит более
сложному техническому обслуживанию, производят внешний осмотр
и устраняют
неисправности, замеченные обслуживающим персоналом.
3. Периодические виды технического обслуживания осу ществляют через определенное
количество отработанных часов. Объемы одноименных периодических видов технического обслу живания равны друг другу, объем же каждого последующего вида обслуживания включает в себя
объем предыдущего вида.
При периодических видах технического обслуживания вы полняют трудоемкие работы:
промывку фильтров, смену
смазки, замену шинно-пневматических муфт и т. д.
Правильно организованное техническое обслуживание обо рудования значительно сокращает его
простои из-за поломок и выхода из строя узлов и деталей в межремонтный период. Межремонтным
периодом называется период работы оборудо вания между двумя очередными плановыми
ремонтами.
Ремонтный цикл — наименьший повторяющийся период работы оборудования, в течение
которого в определенной последовательности выполняются установленные виды технического
обслуживания и ремонта, т. е. период работы оборудования между двумя капитальными ремонтами.
Структура ремонтного цикла представляет собой схему чередования видов ремонта, различающихся
по объему работ, проводимых в определенной последовательности через определенные промежутки
времени на всем протяжении ремонтного цикла.
f По мере эксплуатации и ремонта для каждого вида оборудования наступает такой момент, когда
в результате физического и морального износа его эксплуатация и ремонт стано вятся
невозможными и экономически невыгодными.
Физический износ машины — результат разрушения различных ее элементов, в связи с чем
машина перестает удовлетворять предъявляемым к ней требованиям.
Моральным износом называется уменьшение стоимости дей ствующей техники под влиянием
технического прогресса. Различают две формы морального износа:
утрата действующей стоимости по мере того как машины такой же конструкции начинают
воспроизводиться дешевле;
обесценивание действующей техники вследствие появления более совершенных конструкций
машин.
Период с начала введения машины в эксплуатацию до ее списания, измеряемый в годах
календарного времени, называется сроком службы. Срок службы оборудования находится в тесной
зависимости от норм амортизационных отчислений.
Объемы работ при обслуживании и ремонтах оборудования, структура и длительность
ремонтных циклов и межремонтных периодов бурового и нефтепромыслового оборудования приве дены в нормативной литературе, разработанной ВНИИОЭНГом.
Независимо от вида ремонта (текущий, капитальный) и его способа (обезличенный,
крупноузловой, необезличенный) про цесс восстановления оборудования состоит из ряда основных
технологических операций,
1. Подготовка оборудования к ремонту: отсоединение элек тропитания, отключение топливо - и
водоснабжения, опорожнение картеров, мойка. От тщательности и правильности подго товки
машины к ремонту зависит качество ремонта и безопасность ремонтных работ, которые должны
проводиться в чистоте.
2. Демонтаж всей машины или разборка отдельных ее бло ков и узлов (в зависимости от вида
проводимого ремонта).
3. Мойка узлов и деталей машины.
4. Контроль степени износа и классификация деталей на группы: не требующие ремонта;
подлежащие восстановлению; направляемые в утиль.
5. Восстановление изношенных деталей и замена деталей, ушедших в утиль, запасными
частями.
6. Сборка оборудования.
7. Обкатка оборудования, его испытание для оценки качества ремонта.
8. Окраска оборудования.
§ 2. СТРУКТУРА РЕМОНТНЫХ СЛУЖБ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ПРЕДПРИЯТИИ. ПАСПОРТИЗАЦИЯ
ОБОРУДОВАНИЯ
Ремонтные предприятия нефтяной и газовой промышлен ности предназначены для поддержания
оборудования в работоспособном состоянии. Они различаются по назначению и харак теру
выполняемых ремонтных работ.
Ведущим подразделением ремонтного хозяйства нефтяной промышленности являются
территориальные машиностроительные и ремонтно-механические заводы, входящие в производственные машиностроительные объединения, которые подчи нены Миннефтепрому СССР и
специализируются на изготовлении и ремонте определенного оборудования, что значительно
повышает качество ремонта и сокращает его продолжитель ность.
Машиностроительные и ремонтно-технические заводы выполняют капитальный ремонт
оборудования, изготовляют запасные части и метизы, нестандартное и серийное оборудо вание.
. В территориальных нефтегазодобывающих объединениях все работы по правильному
использованию оборудования и поддержанию его в работоспособном состоянии выполняют сле дующие подразделения:
центральная база производственного обслуживания (ЦБПО);
база производственного обслуживания (БПО) нефтегазодо бывающего управления (НГДУ) и
управления буровых работ (УБР);
ремонтное подразделение управления технологического транспорта;
ремонтные подразделения тампонажных контор; ремонтные бригады, осуществляющие текущее
ремонтное обслуживание в районных инженерно -технических службах (РИТС).
Базы производственного обслуживания УБР и НГДУ осуществляют прокат находящегося на их
балансе механического и энергетического оборудования, инструмента, средств и си стем
автоматизации, телемеханики и КИП, поддерживают их в работоспособном состоянии и
обеспечивают своевременное материально -техническое и текущее ремонтное обслуживание.
Базы производственного обслуживания УБР состоят на пра вах цеха и подчиняются
непосредственно начальнику УБР, а база производственного обслуживания НГДУ — начальнику
НГДУ.
На базы производственного обслуживания возложены следующие функции:
проведение плановых осмотров состояния оборудования и его ремонт согласно утвержденным
планам-графикам;
изготовление в запланированном объеме установленной но менклатуры запасных частей,
инструмента, метизов, крепежных деталей и др.;
ликвидация аварий и установление их причин; подготовка к отправке оборудования и приборов
в капитальный ремонт, а также прием их из ремонта.
В состав базы производственного обслуживания УБР, как правило, входят следующие цехи:
прокатно-ремонтный бурового оборудования, прокатно-ремонтный труб и турбобуров, прокатно ремонтный электрооборудования и электроснабжения.
Прокатно-ремонтный цех бурового оборудования осущест вляет обслуживание и плановый
ремонт бурового и другого механического оборудования основного и вспомогательного производств, изготовляет приспособления и нестандартное обору дование, выполняет пусконаладочные
работы перед началом бурения и определяет техническое состояние оборудования после его
окончания, производит комплектацию буровых установок, находящихся на монтаже, и др.
Прокатно-ремонтный цех труб и турбобуров своевременно и бесперебойно обеспечивает
объекты бурения турбобурами и трубами нефтяного сортамента, проводит ремонт турбобуров,
турбодолот, бурильных труб и других элеме нтов бурильной колонны.
Прокатно-ремонтный
цех
электрооборудования
и
электро снабжения
обеспечивает
производственные объекты электроэнергией, производит техническое обслуживание и ремонт элек трооборудования буровых установок и объектов БПО.
Иногда в состав базы производственного обслуживания УБР входит прокатно -ремонтный цех
электробуров (ПРЦЭ). Инструментальная площадка обеспечивает бригады бурения и ос воения
скважин необходимыми материалами, инструментом и запасными частями.
ГБ состав базы производственного обслуживания НГДУ обычно входят следующие цехи:
прокатно-ремонтный эксплуатационного оборудования, прокатно-ремонтный электрооборудования
и электроснабжения, подземного и капитального ре монта скважин, автоматизации производства.
Прокатно-ремонтный
цех
эксплуатационного
оборудования
(ПРЦЭО)
обеспечивает
бесперебойную работу оборудования, сооружений и коммуникаций основного и вспомогательного
производств, осуществляет контроль за соблюдением правил его эксплуатации, проводит текущие
ремонты, монтаж и демонтаж^ всех видов наземного оборудования, сооружений и коммуникаций, а
также пусконаладочные работы, подготавливает обору дование к капитальному ремонту и т. д.
Цех подземного и капитального ремонта скважин (ЦПКРС) выполняет своевременный и
качественный ремонт эксплуатационных, нагнетательных и водозаборных скважин, проводит
мероприятия по интенсификации добычи нефти и повышению производительности нагнетательных
скважин, а также испытания новых образцов глубинного оборудования.
Цех автоматизации производства (ЦАП) обеспечивает техническое обслуживание и
бесперебойную работу КИП, средств автоматизации и телемеханики.
Структуру и штаты баз производственного обслуживания убТЗйНлйвают исходя из объема и
условий работы УБР и НГДУ. Деятельность БПО орган изуется в соответствии с утвержденными
текущими и перспективными планами подго товки и обеспечения основного производства, а также
оперативными указаниями центральной инженерно -технологической службы при изменении
производственной обстановки или возникновении аварийных ситуаций.
Техническое и методическое руководство механоремонтной службой УБР и НГДУ осуществляет
отдел главного механика, который разрабатывает и обосновывает проекты перспектив ных и
оперативных планов ремонтов, проводит их анализ и оцени вает выполнение, осуществляет контроль
за обслуживанием и ремонтом на основе инструкций и требований системы ППР, определяет
потребность в капитальном ремонте оборудо вания, составляет заявку на ремонтные предприятия,
выполняющие работы подрядным и хозяйственным способом, и т. д*
Территориальное нефтедобывающее объединение по линии ремонтного обслуживания имеет
связи с заводами производственных машиностроительных объединений Миннефтепрома
СССР, заводами других ведомств, выполняющих те же функ ции, а также Управлением по
комплектованию оборудования.
Общее техническое и методическое руководство ремонтной службой отрасли осуществляет
Управление эксплуатации энергомеханического оборудования Министерства нефтяной про мышленности СССР.
Комплектность и правила составления эксплуатационных документов регламентированы ГОСТ
2.601—68 «Эксплуатационные документы».
Основным документом является паспорт или формуляр из делия, который удостоверяет
гарантированные предприятием- изготовителем основные параметры и техн ические характеристики
изделия. В отличие от паспорта формуляр отражает тех ническое состояние данного изделия и
содержит сведения по его эксплуатации (длительность и условия работы, техническое
обслуживание, виды ремонта и другие данные за весь период эк сплуатации).
Своевременное и правильное занесение в паспорт и форму ляр сведений о наработке, ремонтах,
авариях оборудования позволяет анализировать причины выхода из строя отдельных узлов и
деталей, что способствует проведению работы по повы шению их надежности и долговечности.
При направлении оборудования на ремонтное предприятие к нему прилагается паспорт
(формуляр).
Ведение паспорта (формуляра) эксплуатирующей организа цией обязательно.
§ 3. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА БУРОВОГО И НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Способы организации основного производственного процесса ремонта оборудования
В зависимости от размера, массы и сложности конструкции нефтепромыслового оборудования
используют различные способы капитального ремонта.
Наиболее эффективен обезличенный ремонт, при котором оборудование демонтируют и
отправляют в ремонтно-механический цех, а на освободившийся фундамент устанавливают
идентичное отремонтированное оборудование. Этот способ поз воляет сократить простой
технологических установок на ремонте, но требует наличия сменного фонда оборудования.
Сменный фонд оборудования устанавливают на основании гра фиков ремонта, числа одновременно
сменяемых идентичных машин, а также в зависимости от продолжительности ремонта одной
машины.
Себестоимость и продолжительность ремонта могут быть резко сокращены, если ремонтный цех
специализируется на оборудовании одного типа. Ремонтный цех, получая неисправ ную машину,
выдает заказчику аналогичную отремонтирован ную. Благодаря тому, что машину после ремонта ее
базовой детали (рамы) собирают из отремонтированных узлов и дета лей аналогичных машин,
находящихся в цехе, срок ремонта сокращается.
Необходимо отметить, что обезличенный ремонт нецелесо образен для крупногабаритного
оборудования, так как его монтаж, демонтаж и транспортировка оказываются слишком трудоемкими. Для такого оборудования применяют крупноузловой способ проведения ремонтных
работ, при котором изношенные узлы заменяют новыми или заранее отремонтированными.
Для уникального оборудования, а также при отсутствии условий для первых двух способов
используют необезличенный ремонт. При этом способе машину восстанавливают ремонтом ее
собственных узлов и деталей. Необезличенный ремонт при меняют на небольших по
производственной мощности предприятиях. Его особенностями являются универсальность применяемого оборудования и рабочих мест, отсутствие обезли чивания деталей, узлов и агрегатов,
высокая квалификация рабочих, трудоемкость и высокая стоимость.
Капитальный ремонт оборудования на ремонтно -механических заводах осуществляется на
основе полной или частичной взаимозаменяемости, поточности разборочно -сборочных работ и
технологического процесса восстановления основных деталей. Кроме того, этот способ
характеризуется механизацией и автоматизацией ряда технологических процессов, применением
специального оборудования, приспособлений, инструмента и др
Структура технологического процесса капитального ремонта
Технологический процесс капитального ремонта представ ляет собой комплекс технологических
и вспомогательных операций по восстановлению работоспособности оборудования, вы полняемых в
определенной последовательности.
В тех случаях, когда на ремонтное предприятие поступает мало однотипного оборудования,
применяют индивидуальный метод ремонта (рис. 1, а), при котором машину или механизм
ремонтирует одна комплексная бригада, состоящая из рабочих высокой квалификации.
Индивидуальный метод ремонта имеет следующие недо статки:
отсутствует специализация ремонтных работ, ограничена возможность внедрения механизации,
что значительно снижает производительность труда;
Рис. 1. Схема технологического процесса капитального ремонта
оборудования индивидуальным (а) и агрегатным (б) методами
оборудование длительное время находится в ремонте, так как готовые детали простаивают,
пока все сборочные единицы не будут отремонтированы;
при ремонте уникального оборудования требуется высокая квалификация рабочих.
Особенность индивидуального метода ремонта заключается в том, что сборочные единицы и
детали машины в процессе ремонта не обезличиваются и заказчик получает ту же машину,
которую сдал в ремонт.
При агрегатном ремонте (рис. 1, б) все детали, сборочные единицы и агрегаты машины
обезличиваются, за исключением базовой детали. Наличие склада оборотных агрегатов, посто янно пополняемого отремонтированными обезличенными агре гатами поступающего в ремонт
оборудования, позволяет начинать сборку машин немедленно после ремонта базовой детали.
Агрегатный метод ремонта обычно применяют в централь ных ремонтно-механических
мастерских объединений и на специализированных ремонтных заводах, т. е. ко гда на ремонт
поступает значительное количество однотипного оборудования. Основными преимуществами
такого метода ремонта являются: специализация рабочих по отдельным видам работ, что по вышает производительность труда;
более совершенная технология ремонта с использованием специального технологического
оборудования и оснастки; широкое внедрение механизации работ;
улучшение качества и снижение стоимости ремонтных работ;
сокращение продолжительности ремонта,
Недостаток агрегатного метода — необходимость создания оборотного фонда агрегатов.
Разновидностью агрегатного метода ремонта является так называемый узловой метод,
который часто применяется при ремонте бурового и нефтегазопромыслового оборудования
непосредственно на месте эксплуатации. В этом случае изношенную сборочную единицу
заменяют отремонтированной на базе производственного обслуживания или на ремонтных
заводах, По такому методу обычно ремонтируют тяжелое оборудование, транспортировка
которого затруднена.
§ 4. СМАЗОЧНОЕ ХОЗЯЙСТВО БУРОВЫХ И НЕФТ ЕПРОМЫСЛОВЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
Организация смазочного хозяйства предприятия
Одно из важных условий эффективной эксплуатации и ква лифицированного ухода за
оборудованием — рационально организованное смазочное хозяйство.
Организация использования и хранения смазо чных материалов при эксплуатации бурового и
нефтепромыслового оборудования включает:
учет оборудования, подлежащего смазке; определение потребности в смазочных
материалах; правильное хранение смазочных материалов и соблюдение правил пожарной
безопасности;
прием и выдачу смазочных материалов в соответствии с тре бованиями специальных
инструкций;
соблюдение графика смазки оборудования; обеспечение рабочих мест смазочным
материалом; проведение лабораторных анализов смазочных материалов; регенерацию
отработанных масел;
подбор, расстановку и использование штатов работников смазочного хозяйства.
Горюче-смазочные материалы (ГСМ) с баз к месту потреб ления доставляют в
централизованном порядке. Во время при ема на базах необходимо проверить наличие пломб на
цистернах и паспорта на каждый сорт ГСМ; в паспорте должны быть указаны дата проведения
полного анализа и его результаты.
При отсутствии пломб, паспортов, поступлении некачествен ных ГСМ необходимо
отправлять пробы в Центральную на учно-исследовательскую лабораторию (ЦНИЛ). Применять
эти ГСМ до проведения полного анализа запрещается. Для слива некондиционных ГСМ на
базах предусматриваются запасные емкости.
Состояние складских помещений, организация приема, хра нения и отпуска смазочных
материалов являются важным звеном в смазочном хозяйстве каждого предприятия.
Уровень организации смазочного хозяйства каждого пред приятия характеризуют следующие
факторы:
соблюдение технологической дисциплины в обслуживании оборудования (своевременная
смазка оборудования, смена масла и др.);
наличие инвентаря для смазывания оборудования; своевременное обслуживание машин
смазкой (не допускается применение одного сорта масла вместо другого, заправка маслом, не
пропущенным через сетку, и др.);
правильный учет расхода смазочных прод уктов и др.
На предприятиях (в организациях) нефтегазодобывающей промышленности в целях
сокращения перевозок практикуется хранение смазочных материалов непосредственно на месте
смазки в установленных на прицепы емкостях.
Сбор отработанных масел и их регенерация
Смазка при работе механизма постепенно загрязняется, окисляется и теряет свои смазочные
свойства, а попавшие в нее твердые частицы способствуют прогрессивному износу тру щихся
поверхностей зубчатых передач и подшипников качения.
Во время эксплуатации подшипники перегреваются, и меха низм приходится останавливать. Все
это преждевременно выводит механизм из строя.
Смазочное масло, находясь в двигателе в течение опреде ленного времени, изменяет свои
физико-химические свойства и теряет смазочную способность.
Старение смазочных материалов в процессе работы сопро вождается изменением их физико химических свойств под влиянием высоких температур и кислорода воздуха, при каталити ческом ускоряющем действии металлов, их сплавов и продук тов износа (особенно цветных
металлов).
Интенсивное и глубокое окисление смазочных материалов, протекающее обычно при
температурах выше 70 °С, приводит к образованию уже в начальной стадии старения
низкомолекулярных водорастворимых кислот, вызывающих коррозию ме таллических
поверхностей, трудноудаляемых смолистых осад ков, нерастворимых в масле соединений,
отлагающихся в картерах, на клапанах, поршневых кольцах и других деталях ма шин и
механизмов.
Масла, проработавшие установленный срок и утратившие первоначальные каче ственные
показатели, считаются отработанными, и их сливают из системы смазки. Сбор отработанных
масел производят бригады смазчиков. Отработанные масла сдаются на базы ГСМ, а затем на
специализированные предприятия по регенерации масел. Сдача отработанных масел на
регенерацию и прием регенерированных масел должны оформ ляться так же, как и для свежих
масел. Количество емкостей должно соответствовать количеству сортов собираемых масел,
подлежащих раздельной регенерации. Разрешается собирать в одну емкость в се сорта
веретенных масел; машинные очищенные и выщелоченные, близкие по вязкости масла;
отработанные масла, имеющие одинаковую основу.
Хорошо организованный сбор и регенерация отработанных масел имеют большое
народнохозяйственное значение.
Процесс регенерации состоит из следующих операций: обработки масла отбеливающей
глиной и водой для создания водомасляной эмульсии;
отделения воды и топлива от масла (предварительно подо гретого в печи до 250—300 °С) в
испарителе с разрежением 13,3—20 кПа, в котором происходит также дополнительное контактирование масла с отбеливающей глиной;
фильтрации масла и смешения регенерированного масла с присадкой ВНИИ НП -360 (ГОСТ
9899—78).
На каждом предприятии необходимо обеспечить сбор отра ботанного масла и отправку его в
сборные пункты для последующей регенерации. При правильной организации сбора и ре генерации отработанных масел расход свежих масел сокраща Таблица 1
Смазочные материалы, применяемые в нефтяной промышленности
ется на 15—20 % при значительной экономии материальных средств.
Обязательный сбор отработанных масел всеми потребите лями
соответствующими документами.
регламентирован
Рекомендации по смазке оборудования
Смазочные материалы широко применяются в нефтегазодо бывающей промышленности.
Виды и марки смазок для оборудования, поступающего на предприятия, обычно
указываются в документации завода-из- готовителя.
Смазочные материалы, применяемые в нефтя ной промышленности, приведены в табл. 1.
Разрешается замена смазочных материалов, близких по хи мическому составу, по
согласованию с Управлением главного механика и заводом -изготовителем.
Применение нерекомендованных сортов смазки снижает к. п. д. оборудо вания и повышает
расход энергии; возможен также преждевременный выход агрегатов из строя.
Смазка — это важнейшая операция при эксплуатации обо рудования. Тара, в которой
содержатся масла и смазки, должна быть чистой. Следует исключить попадание влаги и пыл и.
Запрещается хранить горючие и смазочные материалы в от крытых емкостях, а также в
помещениях, где работает оборудование. В зимний период нельзя подогревать горюче -смазочные материалы открытым пламенем. Заправочные средства должны содержаться в исправн ом
состоянии. Для смазки надо пользоваться принадлежностями, поставляемыми с буровой ус тановкой. Жидкое масло заливают через воронку с фильтрую щей сеткой, густую смазку подают
специальными приспособлениями. Топливо, масла и смазки, срок действия которых истек,
заменяют. Если оборудование не было в работе более 3 мес., смазку заменяют полностью.
Рекомендации по смазке узлов и оборудования буровых ус тановок приводятся в
документации заводов-изготовителей.
Особое внимание следует обращать на своевременную смену смазки в масляных ваннах
механизмов, где применяют заливную систему. Необходимо своевременно заменять топливо и
масло в соответствии со сменой времени года.
Периодичность смазки бурового оборудования, работаю щего в районах полупустынь с
сильной запыленностью, сокращается в 2 раз а.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные положения системы ППР.
2. Какие работы включает в себя техническое обслуживание оборудования?
3. Что такое текущий ремонт и каковы его особенности?
4. Что такое капитальный ремонт?
5. Что такое внеплановый ремонт?
6. Из каких технологических операций состоит процесс ремонта оборудования?
7. Каковы особенности индивидуального и узлового методов ремонта?
8. Как классифицируются смазочные материалы?
ГЛАВА II
П О ДГ ОТ ОВ И Т Е Л Ь НЫ Е РАБ ОТ Ы ПЕ РЕ Д
РЕ М О НТ ОМ ОБ О Р У Д ОВ АН И Я.
РА З Б О РК А М А Ш И Н
§ 1. ПРИЕМКА В РЕМОНТ, ОЧИСТКА И МОЙКА МАШИН
Существуют технические условия на приемку машин, агре гатов и
узлов в ремонт, где излагаются основные требования, которым они
должны удовлетворять. В соответствии с этими условиями хозяйство при
сдаче машины в ремонт предъявляет следующую документацию: акт
периодического технического осмотра, акт приемки машины из
предыдущего ремонта, заводской технический паспорт с необходимыми
отметками и накладные на узлы, замененные при эксплуатации машины.
Все машины перед отправкой в ремонт тщательно очищают от грязи.
Сдает машину в ремонт ответственный представитель технической
службы хозяйства, принимает работник техниче ского контроля
ремонтного предприятия, который проводит внешний осмотр,
прослушивание отдельных агрегатов и меха низмов, опробование их в
работе.
Наружным осмотром определяют комплектность оборудова ния,
механические и другие аварийные повреждения, состояние окраски и т.
д.
Приемку каждой машины оформляют актом. Особо в акте отмечают
срок службы (наработку) после предыдущего ремонта, а также состояние
базовых деталей и дефекты аварийного характера.
При подготовке машины к ремонту из систем охлаждения, питания и
из картеров сливают охлаждающую жидкость, топ ливо и масло. Затем их
промывают растворами кальциниро ванной соды, 5 %-ной соляной
кислоты или керосином с добавлением кальцинированной соды или
едкого натра.
Масляные картеры и топливные баки после промывки до полнительно обрабатывают паром. Применение пара имеет ряд
преимуществ: он проникает в малодоступные места, не портит краску,
после обдува поверхности деталей быстро сохнут, ис ключается
опасность возникновения коррозии.
Нефтепромысловое оборудование, рабо тающее под открытым
небом, очищают от песка, бурового раствора и нефти ме таллическими
щетками и скребками. Наружную мойку машин выполняют в моечных
камерах, специальных помещениях или на эстакаде. Мойку машин в
камерах осуществляют одновременно из многих сопел; кроме воды
можно применять моющие средства, подогретые до 80 —90 °С. Для
получения высокого давления моющей струи используют вихревые и
плунжерные насосы.
После разборки машины ее узлы и детали также проходят очистку
и мойку. Эта операция очень важна, так как она предшествует
контролю и дефектовке деталей. Детали очищают от нагара и следов
коррозии скребками и металлическими щет ками. Более совершенным
является пневматический способ. Обдув деталей колотой чугунной и
стальной дробью можно также применять для удаления старой краски
и подготовки деталей к металлизации. Механическая очистка имеет
существенный недостаток — невозможность удаления загрязнения с
внутренних поверхностей деталей, поэтому прибегают к физико -химическим способам очистки: мойке погружением, струйной,
вибрационной и др.
Кроме нагара и накипи (в системах охлаждения) другим
загрязнителем являются масла и смазки, удаление которых с
металлических поверхностей достаточно сложно. Так как ми неральные масла и смазки плохо смачиваются водой, в состав
моющих растворов вводят щелочи, которые резко снижают по верхностное натяжение масляной пленки, но отделить ее от ме талла
полностью не могут. Для облегчения этого процесса в ра створ
добавляют эмульгаторы: мыло, жидкое стекло, спирты, моющ ие
вещества ОП-7, ОП-Ю и др.
Простейший метод очистки деталей — мойка погружением в
ванну с обезжиривающим раствором. Так как активность слоя,
находящегося в контакте с деталью, падает по мере на сыщения его
жиром, деталь необходимо полоскать, перемещая ее в растворе. Так
производят мытье деталей в передвижных ваннах, используемых на
месте разборки.
В стационарных ваннах, установленных в специальном по мещении, можно создать принудительную циркуляцию моющей
жидкости через погруженные детали. В моечных ванна х установлена
приподнятая над дном сетка, на которую помещают детали.
Пространство под сеткой выполняет роль отстойника. Применение
горячих растворов значительно сокращает время мойки. Ванны для
горячих растворов оборудуют откидными крышками, что позволяе т
дольше сохранять температуру жидкости и уменьшить испарение.
Болты, гайки, шпильки и другие мелкие детали лучше всего
промываются во вращающихся моечных сетчатых барабанах, которые
на 7г— 2 /з диаметра погружены в раствор. Постоянное перемещение
деталей в жидкости при вращении барабана обеспечивает хорошую их
мойку.
На ремонтных предприятиях в зависимости от объема ре монтных
работ для мойки деталей горячим способом исполь зуют моечные
машины (струйная мойка), подобные закрытым моечным установкам,
но меньших размеров. Моечные машины могут быть однокамерными
(только промывка), двухкамерными (промывка и ополаскивание) и
трехкамерными (промывка, ополаскивание и сушка). Детали
перемещают из камеры в камеру специальным транспортером, причем
небольшие детали укладывают в проволочные корзины.
В качестве моющих равтворов в передвижных ваннах при меняют
растворители (бензин, керосин, дизельное топливо). В стационарных
ваннах и при струйной мойке используют го рячую воду (70—90 °С),
холодные и горячие щелочные ра створы. Широко применяют
растворы каустической соды концентрацией до 3—5 % при струйной
мойке и до 10—15 % в стационарных ваннах. Производительность
мойки повышается на 20—30 % при добавке 15—18 г/л поверхностноактивного вещества ДС-РАС или 2 г/л сульфанола. В последние годы
вместо каустической соды используют новые неагрессивные моющие
средства, такие как препараты AM-15, МЛ-51, МЛ-52 и растворы,
содержащие поверхностно-активные вещества, синтезированные на
основе нефтепродуктов. Раствор выбирают по составу таким, чтобы
он не вызывал коррозию металла.
Вибрационную мойку деталей обычно ведут в закрытых ма шинах,
что позволяет работать с токсичными растворителями и эмульсиями.
Возникающие при вибрации турбулентные потоки жидкости
способствуют повышению качества и производительности очистки.
Ультразвуковая мойка заключается в том, что в моющем растворе
с помощью генераторов типа ПМС-7 вызываются звуковые колебания
большой частоты. Под действием этих коле баний в жидкости
образуются области сжатия и разрежения, приводящие к
кавитационным явлениям. Под действием гид равлических ударов
трудноотделяемые масляные загрязнения разрушаются, превращаются
в эмульсию и легко удаляются. Очистку рекомендуется выполнять
при
комнатной
температуре
в
следующих
растворах:
тринатрийфосфат — 3 г/л, органический полупродукт ОП-7 — 3 г/л.
Химико-термическую очистку применяют главным образом для
удаления нагара и накипи путем обработки деталей в рас плаве солей
и щелочи. Рекомендуются следующие расплавы со лей: 60—65 %
едкого натра, 30—35 % азотнокислого натрия и 5 % хлористого
натрия. Температура расплава 410—420 °С. Продолжительность
очистки 5—15 мин. После обработки в расплаве детали промывают в
воде, а затем в кислотном растворе для нейтрализации остатков
щелочи. Чугунные и стальные детали очищают ингибированным
раствором соляной кислоты, а детали из алюминиевых сплавов —
раствором фосфорной кислоты. Окончательно их промывают в го рячей воде.
Электрохимическую мойку чаще всего проводят в щелочных
растворах (гальванических ваннах) при температуре 80 °'С и
плотности тока 10—15 А/дм 2 . В этом случае к процессам эмульгирования, диспергирования и растворения добавляется меха ническое
действие пузырьков газа, выделяющихся на границе раздела металла и
загрязнений.
При мытье деталей необходимо по возможности меньше
применять тряпки, нитки которых могут забить смазочное от верстие и
привести деталь к выходу из строя еще при обкатке
отремонтированной машины.
Работа с моющими растворами требует строжайшего соб людения
правил безопасности и противопожарной техники. Перед началом
работы
мойщик
должен
покрыть
руки
специ альными
предохраняющими пастами. При мойке растворами рекомендуется
применять пасты ХИОТ-6 и АБ-1, а при использовании
нефтепродуктов — пасту ПМ-1. При использовании моющих
растворов, которые могут вызвать ожоги, работать сле дует в
резиновых перчатках. Моечное отделение необходимо содержать в
чистоте и хорошо вентилировать. В начале каж дой смены полы
должны быть посыпаны свежими опилками, которые в конце смены
надо удалять.
Особую осторожность необходимо соблюдать при приготов лении
кислотных растворов. Нельзя вливать воду в кислоту, так как это
может вызывать бурную реакцию с выбросом ра створа. Следует лить
кислоту в воду, помешивая раствор. Раз мельчение каустической соды
рабочий должен проводить в защитных очках. Дверцы моечной
машины должны быть закрыты при ее пуске, а открывать их можно
только после остановки машины.
§ 2. РАЗБОРКА ОБОРУДОВАНИЯ
При капитальном ремонте машину разбирают полностью согласно
технологической
схеме,
где
указывается
последова тельность
операций, предусматривающая вначале разборку ма шины на блоки,
узлы, подузлы, а затем разборку каждого узла на детали.
При текущем ремонте разборке подлежат только те узлы, детали
которых требуют ремонта или замены. В зависимости \ от объема
ремонта разборка оборудования проводится одной бригадой на одном
рабочем месте или создаются дополнительные рабочие места по разборке
отдельных агрегатов.
Чтобы выполнить операции разборки в более короткий срок и при
этом предохранить узлы и детали от поломок, необхо димо правильно
организовать их укладку. Тяжелые и громозд кие узлы и детали машин
ставят или укладывают на подставки и деревянные настилы у места
разборки таким образом, чтобы они не мешали работе б ригады и не
загораживали проходы. Другие снятые с машины детали помещают на
специальные подставки, которые могут быть установлены одна над
другой на тележки для транспортировки деталей на мойку. Такой
способ размещения деталей исключает контакт и удары дет алей друг о
друга при транспортировке, а следовательно, и их повреждения.
Крепежные детали, обладающие малой массой и не вызывающие
взаимных поломок, помещают в ящики. После мойки детали на этих
же подставках доставляют на контроль (дефектовку). При разбор ке
детали проходят метку. Это необходимо для всех деталей при
индивидуальном ремонте, когда машину собирают из собственных
восстановленных деталей. При агрегатном методе ремонта метка
необходима для пары приработанных деталей (седло — клапан) или
для
фиксации
правильного
взаимного
положения
деталей.
Существуют следующие способы метки деталей: стальным клеймом
(буквами, цифрами, кернением), электрографом или электроштихилем,
кислотным клеймом и краской. Клеймят не закаленные детали, если
клеймение не портит рабочую поверхность и не деформирует деталь.
Другие методы пригодны и для закаленных деталей. Кислотное
клеймо наносят резиновым штампом, смоченным кислотой, с
дальнейшей нейтрализацией 10 %-ным раствором кальцинированной
соды.
Рассмотрим особенности разборки наиболее распространенных
деталей и применяемый при этом инструмент.
Резьбовые соединения. Если резьбовой конец испорчен, перед
разборкой надо поправить резьбовую нарезку с помощью
трехгранного надфиля, напильника или полностью спилить за битую нитку резьбы. Резьбовые соединения, работающие в аг рессивных средах, корродируют, что затрудняет их разборку, так как
момент развинчивания становится недопустимо велик. Такие
соединения промывают керосином, а в некоторых случаях узел
погружают на время в ванну с керосином. Проникая в резьбу, керосин
уменьшает коэффициент трения. Перед раз винчиванием следует
убедиться в направлении нарезки (правая, левая), с тем чтобы не
деформировать
свинченные
детали
недопустимым
крутящим
моментом.
Чаще разобщение деталей облегчается легким и частым обстукиванием молотком, а в отдельных случаях нагревом узла горячей
водой, паром или (если отсутствует опасность коробления) открытым
пламенем паяльной лампы либо кислородно газовой горелки.
Перед развинчиванием деталей необходимо расстопорить средство
против самоотвинчивания: отвинтить стопорный винт, отогнуть усик
стопорной шайбы, вытащить шплинт, отвинтить контргайку и т. д.
Запрещается при отвинчивании применять трубы для удлинения плеча
ключа, так как недопустимо большой момент кручения приводит к порче
граней гаек и поломкам болтов и шпилек. Для извлечения поломанных
шпилек используют следующие способы: если шпилька выступает над
поверхностью, в верхней ее части прорезают паз под отвертку либо
приваривают к сломанному торцу гайку по внутреннему диаметру; если
шпилька спрятана в гнездо, в ней сверлят от верстие, нарезают левую
резьбу и ввинчивают экстрактор, вращая который вывинчивают шпильку.
Если вывинтить шпильку указанными методами невозможно, ее
высверливают. Аналогичными методами можно удалять винты с
испорченным пазом под отвертку или с поломанной головкой. Паз винта
может быть испорчен недопустимым моментом вращения, а также
неправильным выбором отвертки, которая должна соответ ствовать длине
и ширине паза. На ремонтных предприятиях следует ограничивать
применение рожковых и особенно универсальных (разводных) ключей,
так как работа с ними малопроизводительна и, кроме того, они быстро
изнашивают грани болтов и гаек. Более рациональны накидные торцевые,
коло- воротные ключи, а также ключ-трещотка и ключи с шарнирными
наконечниками. Наибольшая производительность дости гается при
использовании пневматических и электрических гай ковертов. Чтобы не
применять контргайки для вывинчивания шпилек, используют
специальные цанговые ключи.
Цилиндрические соединения с натягом. Если разборка деталей класса
вал — втулка, соединенных на посадках с зазором, не вызывает
затруднений, то разборка соединений с натя гом требует применения
специальных приспособлений, способ ных создавать значительные силы
распрессовки.
К таким приспособлениям относятся рычажные, винтовые и
гидравлические прессы, применение которых не всегда воз можно, а
также различные съемники. Эти приспособления ис пользуют для
выпрессовки и снятия подшипников, муфт, шестерен, шкивов, втулок,
седел поршневых насосов и т. д.
Усилие распрессовки создается системой винт — гайка. Значительная
величина усилия требует применения ходовой резьбы. Винтовые
съемники и прессы дают возможность раз бирать механизмы машин без
ударов, благодаря чему детали предохраняются от повреждений, а
операции разборки выполняются сравнительно быстро.
При разборке деталей, соединенных горячей посадкой, при меняют
прессы и мощные съемники. Разборку соединений может облегчить
нагрев наружной детали. Если разборка невозможна, наружную
деталь удаляют механической обра боткой.
Подшипники качения. При демонтаже следует беречь от по вреждений подшипники, их гнезда в корпусах и шейки валов, на
которых они насажены. Лучший способ демонтажа подшип ников —
снять их с вала или удалить из гнезда с помощью прессов с
использованием соответствующих наставок или при помощи
съемников, аналогичных описанным выше. При этом усилие следует
прикладывать только к тугонасаженному кольцу, не передавая его
через элементы качения. Запрещается снимать подшипники ударами
молотка. Пружинные кольца, ко торыми замыкаются подшипники
качения в корпусах или на валах, снимают, разжимая или сжимая их с
помощью специальных щипцов с закругленными губками (прямыми
или отогнутыми), которые вводят в отверстия, имеющиеся в пружин ных кольцах.
Если подшипник запрессован с большим натягом, перед де монтажем его следует прогреть маслом, имеющим температуру
примерно 100 °С, предварительно изолировав вал асбестом или
картоном в местах примыкания к подшипнику. Горячее масло на
подшипник льют из лейки.
§ 3. ДЕФЕКТОВКА ДЕТАЛЕЙ
После мойки и сушки детали ремонтируемого оборудования
проходят контроль технического состояния, цель которого —
определить степень их износа и возможность последующего использования, а часто и причины выхода деталей из строя, та кие как
дефект сборки, неправильная эксплуатация, отсутствие смазки и т. д.
При контроле и дефектовке руководствуются техническими
условиями, специально разработанными в виде таблиц или карт, г де
перечисляются дефекты, которые могут встречаться на данной
детали,
приводятся
способы
их
опреде ления,
контрольноизмерительный инструмент, номинальные, допустимые и предельные
зазоры, натяги и т. д.
В процессе контроля все детали сортируют на пять груп п и
маркируют соответствующей краской:
годные — зеленой;
годные только при сопряжении с новыми или отре монтированными до номинальных размеров деталями — желтой;
подлежащие ремонту на данном предприятии — белой;
подлежащие ремонту на специализированных предприятиях —■
синей;
негодные или выбракованные — красной.
Годные детали транспортируют в комплектовочное отделе ние или на
склад. Детали, подлежащие ремонту, отправляют на склад деталей,
ожидающих ремонта. Бракованные детали сдают в металлолом или
частично используют как материал для изготовления других деталей.
Запрещено браковать детали, износ которых не превышает допустимых
норм. Причины выбраковки определяются следующими факторами:
конструктивным, когда предельное изменение размеров де талей
ограничивается их прочностью или конструктивным из менением
сопряжения; так, для коленчатых валов уменьшение размеров их шеек
после известного предела может оказаться недопустимым в результате
снижения прочности или вызвать недопустимое утолщение вкладыша;
экономическим, когда уменьшение размеров деталей огра ничивается
снижением производительности машины, увеличением механических
потерь, расхода топлива, смазки и т. д.
Существуют и другие факторы. Контроль деталей выполня ется в
определенной последовательности. В первую очередь определяют
дефекты, по которым чаще всего выбраковывают де таль, например
трещины, раковины и т. д. Если они имеются, остальные дефекты этой
детали не проверяют.
Выбраковочные износы и дефекты в зависимости от их ха рактера
определяют следующими способами:
наружным осмотром деталей выявляют дефекты, видимые
невооруженным глазом, такие как трещины, обломы, остаточ ные
деформации изгиба или кручения;
простукиванием обнаруживают невидимые дефекты — неплотность
посадки штифтов, шпилек или наличие трещин, при которых звук,
издаваемый деталью, будет дребезжащим;
опробованием устанавливают наличие люфтов, легкость вращения
подшипников или возможность перемещения шестерен по шлицевым
валам и т. п.;
промером
универсальным
или
специальным
измерительным
инструментом определяют овальность, конусность и допусти мые
размеры;
специальными приспособлениями определяют, например, упругость
пружины;
дефектоскопией (магнитной, люминесцентной, ультразвуко вой,
рентгеновскими лучами) выявляют невидимые дефекты;
гидравлическим и пневматическим испытанием на специальных
стендах проверяют герметичность различных деталей.
Степень износа деталей определяют измерительными ин струментами,
применяемыми в машиностроении.
Правильный выбор измерительных средств в зависимости 6т
точности измеряемой детали имеет большое практическое значение.
Предельные погрешности средств измерения должны быть меньше,
чем допуск контролируемой детали. Так, при допусках, 0,015 —0,05
мм применяют микрометры, при допусках 0,05— 0,2 мм необходимо
использовать штангенциркуль с отсчетом 0,02 мм, при допусках 0,2 —
0,5 мм выбирают штангенциркуль с отсчетом 0,1 мм.
Из всех выбраковочных признаков наиболее сложно опреде лить
скрытые дефекты (мелкие трещины, внутренние раковины и т. д.).
Однако отечественной промышленностью выпускается достаточно
средств для обнаружения этих дефектов.
Магнитный метод основан на появлении магнитного поля
рассеяния, которое образуется в результате резкого изменения
магнитной проницаемости в местах дефекта детали при про хождении
через нее магнитного потока. Для выявления этого поля применяют
ферромагнитный порошок или суспензию, ко торую приготовляют из
трансформаторного масла (объемная доля 40 %), керосина (60 %) и
магнитного порошка из расчета 50 г на 1л смеси. Магнитное поле
создается электромагнитом, соленоидом, пропусканием переменного
или постоянного тока большой силы через деталь или медный
стержень, установленный в ее отверстие. После магнитной
дефектоскопии деталь размагничивают. На ремонтных предприятиях
применяют стационарные дефектоскопы М-217, МЭД-2, 77МД-1,
переносной 77МД-ЗМ и полупроводниковый ППД.
В люминесцентном методе использована способность неко торых
веществ испускать световое излучение под действием уль трафиолетовых лучей. Для контроля на поверхность детали на носят
флуоресцирующее вещество (жидкость, подогретую до 80 °С),
которое проникает в трещины, поры и раковины. После этого деталь
протирают, а на контролируемые поверхности на носят тонкий слой
порошка углекислого магния, талька или си ликагеля, которые
освещают ртутно-кварцевой лампой. Порошок вытягивает из трещин
и пор жидкость, которая в лучах лампы обнаруживает дефектные
участки детали в виде светящихся линий и пятен.
Для
люминесцентного
контроля
используют
следующие
флуоресцирующие составы: трансформаторное масло, керосин и
бензин в соотношении (по объему) 1 : 2 : 1 с добавлением 0,25 г на 1
л смеси зелено-золотистого дефектоля; керосин — объемная доля 0,75
%, вазелиновое масло—15 %, бензин — 10 % с добавкой 0,2 г
дефектоля и 3 г эмульгатора ОП-7 на 1 л смеси; керосин — объемная
доля 50 %, «Нориол» — 50 %. Источниками ультрафиолетового
излучения служат ртутнокварцевые лампы типа ПРК-2, ПРК-4,
77ПЛУ-2 и СВДШ-250 со светофильтром УФС-3.
Ультразвуковой метод основан на способности ультразвука
распространяться в металле и отражаться от дефектного уча стка
(акустическое сопротивление).
Промышленность выпускает серию ультразвуковых дефек тоскопов, которые можно применять в ремонтном производ стве: УЗД7Н, ДУК-5В, УЗД-НИИМ-5, УЗД-ЮМ, УЗДЛ- 51М и др.
Контроль рентгеновскими лучами заключается в просвечивании
детали. Пятна и полосы различной яркости на рентгено грамме
указывают дефекты металла. Кроме рентгеновских лу чей для
дефектоскопии используют гамма-лучи радиоактивных элементов,
таких как изотопы кобальта 60, цезия 137 и др. Их проникающая
способность позволяет просвечивать металл тол щиной до 300 мм.
Гидравлический и пневматический методы широко применяют в
ремонтном производстве для обнаружения трещ ин в корпусных
деталях. Внутри детали поднимают давление жидкости или воздуха и
выдерживают
в
течение
5
мин.
Постоянство
дав ления,
контролируемого по манометру, и отсутствие утечек сви детельствует
о герметичности детали. При пневматическом ме тоде деталь
погружают в ванну с водой. Пузырьки выходящего воздуха указывают
место расположения трещины. Крупногаба ритные детали смачивают
мыльным раствором. Если герметич ность нарушается, то в местах
повреждений появляются пузырьки.
Результаты дефектовки заносят в дефектовочные ведомости,
которые составляют на каждую разобранную для ремонта ма шину. На
основании дефектовочной ведомости уточняют по требность в
запасных частях и материалах, объем работ по ре монту оборудования
и восстановлению изношенных деталей.
Контрольные вопросы
1. В чем заключаются подготовительные работы перед ремонтом
оборудования?
2. Как производится мойка оборудования?
3. Какие основные требования предъявляются к разборке оборудования?
4. Назовите основные методы контроля деталей при дефектовке.
ГЛАВА III
ИЗНОС И ВОССТАНУ ЗУ Eli НЕ ДЕТ/. У L,ri мАШИН
§ 1 . П Р И Ч И Н Ы И З Н О С А О Б О Р У Д О В АН И Я .
КЛ АССИФИКАЦИЯ видов
Р АЗ Р У Ш Е Н И Я Д Е Т А Л Е Й М АШ И Н И И Х П Р И Ч И Н Ы
Буровое и нефтепромысловое оборудование работает на от крытом
воздухе и подвержено всем вредным влияниям окружающей среды, а
также коррозионному воздействию бурового раствора, соленой воды и
нефти. Кроме того, узлы и детали оборудования испытывают
динамические и вибрационные нагрузки, вызывающие интенсивный
износ агрегатов.
Наблюдения за износом и повреждениями деталей машин при
эксплуатации позволяют выделить пять основных видов разрушения
деталей: 1) деформацию и изломы (хрупкий из лом, вязкий излом,
остаточная деформация, усталостный излом, контактные усталостные
повреждения); 2) механический износ (истирание металлических пар,
абразивный
износ);
3)
эрозионно -кавитационные
повреждения
(жидкостная эрозия, кавитация, газовая эрозия); 4) коррозионные
повреждения (атмосферная коррозия, коррозия в электролитах,' газовая
коррозия); 5) коррозионно-механические повреждения (коррозионная
усталость, коррозионное растрескивание, коррозия при трении )s
Деформация и изломы возникают при чрезмерном увеличении
напряжения в материале детали, превосходящем предел текучести или
предел прочности. Деформация материала со провождается изменением
формы и размеров детали.
Механический износ проявляется в результате взаимодействия
трущихся пар. В зависимости от природы трущихся пар и условий их
взаимодействия различают износ металлических пар при трении качения
или скольжения и абразивный износ. Интенсивность износа зависит от
условий взаимодействия трущихся пар.
По характеру смазки различают три основных вида трения.
1.
Жидкостное трение — трущиеся поверхности тел совер шенно
отделены друг от друга слоем смазки.
2.
Трение при неполной или несовершенной смазке — трущиеся
поверхности частично соприкасаются своими выступами. Этот вид
трения разделяется на три подвида:
а) полужидкостное трение, когда слой смазки недостаточно толст и
происходит частичное сухое трение (твердое трение);
б) полусухое трение, когда происходит трение твердых по верхностей,
на которых имеется некоторое количество смазки;
в) граничное или молекулярное трение, когда геометриче ская форма
трущихся тел правильная, а обработка поверхно стей высокого класса
чистоты, в результате чего между трущимися поверхностями образуется
молекулярная пленка смазки.
3. Сухое трение — трение металлических поверхностей без смазки.
Наименьший износ трущихся пар отмечается при жидкост ном трении.
Сопряжения, работающие в условиях жидко стного трения, изнашиваются
при пуске машины, перегрузках и применении несоответствующей
смазки.
По условиям жидкостного трения рассчитывают подшипники
скольжения валов, имеющих большую частоту вращения. Если вал
находится в покое, то он касается поверхно сти подшипника. При
вращении вал захватывает и увлекает в клинообразный зазор смазку,
создавая разделяющую жидкостную пленку.
Во многих современных машинах осуществить жидкостное трение не
удается, и в этих условиях происходят процессы сухого и граничного
трения. Поскольку эти два вида трения обус ловлены взаимодействием
неровностей поверхностей пар трения, характер шероховатости
оказывает существенное влияние на интенсивность износа материала.
Очень гладкие поверхности склонны к возникновению узлов
схватывания, вызванных молекулярными силами. Следовательно, для
обеспечения максимальной износостойкости необходимо выбирать
оптимальную шероховатость поверхности, при которой коэффициент
трения будет наименьшим.
Абразивный износ проявляется в подвижных сопряжениях вследствие
царапающего и режущего действия твердых абразивных частиц. В
результате абразивного износа детали машин интенсивно разрушаются.
Эрозионно-кавитационные
повреждения
деталей
машин
и
оборудования возникают при действии на металл потоков жидкости или
газа, загрязненных механическими примесями и дви жущихся с большой
скоростью. На участках, где давление жид кости падает ниже давления
насыщенных паров, возникают пузырьки пара и воздуха. Исчезая с
большой скоростью в зоне повышенного давления, они вызывают
гидравлические удары о поверхность металла и его разрушение. С
увеличением твердости поверхности интенсивность разрушения резко
снижается.
Коррозия металлов и сплавов представляет собой процесс их
разрушения вследствие химического и электрохимического воздействия
внешней среды. По характеру внешней среды кор розия разделяется на
три основных вида: атмосферную, газо вую и коррозию в электролитах.
Коррозионно-механические повреждения возникают под влиянием
коррозии и механических факторов (напряжений, де формаций, трения и
др.). Например, коррозионная усталость представляет собой процесс
разрушения металлов и сплавов
при одновременном воздействии коррозионной среды и циклических
напряжений. Для повышения долговечности деталей, машин,
работающих в условиях коррозионной усталости, необ 5ходимо тщательно
изолировать рабочую поверхность детали от коррозионной среды, снижая
величину и цикличность напряжений, действующих в поверхностных
волокнах металла.
Из изложенного выше следует, что износ — это сложный и
многообразный процесс. Его можно уменьшить, но устранить
полностью нельзя.
Все встречающиеся в машинах износы можно разделить на две группы:
естественные и аварийные. Износы, медленно нарастающие и
являющиеся следствием длительной работы сил i трения, воздействия
высоких температур, кислот и щелочей при нормальных условиях
эксплуатации, называются естественными. Аварийные износы возникают
из-за грубых нарушений правил технического обслуживания и
эксплуатации. Наиболее распространен механический износ. В работе
каждой трущейся пары более или менее четко выделяются три периода:
приработка, период естественного износа, аварийный износ.
Период приработки характеризуется увеличением износа, который
объясняется сглаживанием неровностей сопрягаемых поверхностей до
достижения стабильной шероховатости и постоянной площади контакта.
Важно соблюдать нормальные условия приработки, так как это позволяет
предотвратить преждевременный выход оборудования из строя. Период
естественного износа характеризуется приблизительно постоянной ско ростью изнашивания. Третий период характеризуется быстрым j
нарастанием износа, так как увеличение зазора в сопряжении приводит к
работе с ударом между деталями, что вызывает по вышенные
пластические деформации материала. Эта зона износа называется
аварийной, а износ носит название предельного.
Если деталь достигла предельного износа, ее необходимо немедленно
заменить новой или восстановить. В отличие от предельного износа в
ремонтной практике различают допустимый износ, при котором деталь в
процессе ремонта может быть оставлена в машине, если ее предельный
износ наступит не раньше следующего ремонта.
Существует и выбраковочный износ, который определяет полную
непригодность детали к работе и восстановлению. Это относится к
деталям, которые работали в зоне аварийного износа.
Нельзя доводить оборудование до аварийного износа. Его следует
остановить до того, как износ станет предельным. Этого можно добиться
только путем строгого соблюдения графиков технического обслуживания
и ремонтов, в процессе которых по лучают наиболее достоверные данные
о величине износа.
§ 2. М ЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ
ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Долговечность
машины
зависит
от
совокупности
влияния
разнообразных факторов, которые проявляются на всех этапах ее
создания и эксплуатации. При этом долговечность отдель ных деталей
может существенно отличаться от долговечности машины в целом.
Методы повышения долговечности деталей машин можно разделить
на три основные группы: 1) констр уктивные; 2) технологические; 3)
эксплуатационные.
Конструктивные методы повышения долговечности деталей машин
включают в себя комплекс мероприятий, связанных с созданием
рациональной конструкции машины. Среди них наиболее важными
являются правильный выбор конструктивного решения, от которого
зависит работоспособность сопряженных деталей в эксплуатации,
экономичность и эффективность агрегата, а также правильный выбор
конструктором материала и обеспечение равнопрочности деталей и
узлов. Чтобы обеспечить длительную эксплуатацию узлов машины,
конструктор обязан предусмотреть простоту их обслуживания и ре монта.
К технологическим методам повышения долговечности дета лей
машин относятся методы, применимые при изготовлении и ремонте
деталей. Эти виды обработки позволяют значительно повысить
прочность и износостойкость деталей.
К механическим методам относятся:
упрочнение поверхностей ремонтируемых деталей наклепом;
различают дробеструйный наклеп, используемый для упрочне ния
пружин и рессор, наклеп цилиндриче ских деталей путем накатывания
закаленным роликом или шариком, а также меха ническую чеканку;
восстановление деталей электроискровым наращиванием ме талла с
одновременным упрочнением;
электромеханическая обработка поверхностей;
поверхностная закалка с нагревом током высокой частоты,
основанная на использовании электромагнитной индукции.
К химико-термическим методам упрочнения деталей отно сятся
цементирование,
азотирование,
цианирование,
алитирование,
борирование, хромирование и силицирование.
Сконструированная и изготовленная машина сдается в экс плуатацию,
где проявляются новые факторы долговечности и надежности.
Эксплуатационные методы — составная часть комплекса мероприятий по
увеличению долговечности машины. К ним в первую очередь относятс я
организационно-технические
мероприятия,
способствующие
выполнению графиков плановопредупредительного ремонта, а также
систематический контроль за износом сопряженных деталей. Большое
влияние на интенсивность износа ответственных деталей машины оказы вает качество ухода за машиной в эксплуатации, особенно свое временная смазка трущихся частей, предохранение их от за грязнения. И,
наконец, эффективный метод продления срока службы машины —
применение
наиболее
рациональных
режи мов
эксплуатации,
исключающих недопустимую перегрузку рабочих элементов машины.
§3. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
ДЕТАЛЕЙ. КРИТЕРИЙ ВЫБОРА СПОСОБА
ВОССТАНОВЛЕНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Под восстановлением изношенной детали понимают ее ре монт с
доведением размеров, геометрической формы, чистоты поверхности и
поверхностной твердости до первоначальных.
Существуют различные способы восстановления изношен ных
деталей, каждый из которых имеет свою рациональную область
применения. Наиболее широко используются сле дующие:
1) восстановление деталей механической обработкой путем
получения новых ремонтных размеров, заменой части детали или
добавлением целой детали;
2) восстановление давлением, когда деталь подвергается осадке,
раздаче, обжатию, накатке, вытяжке или правке;
3) наращивание изношенной детали слоем металла наплавкой,
газотермическим напылением (металлизация) или галь ваническими
покрытиями.
В последнее время получает распространение способ восста новления
деталей полимерными материалами. Очевидно, что восстановление
деталей механической обработкой и давлением — самые экономичные
методы, не требующие долгой подготовки и специального оборудования.
Чтобы выбрать способ восстановления и упрочнения детали,
необходимо знать сроки службы новых и восстановленных де талей,
руководствуясь коэффициентом износостойкости, а не абсолютными
значениями продолжительности службы детали до предельного износа.
Коэффициент износостойкости показывает, во сколько раз
износостойкость данного покрытия детали больше или меньше
износостойкости основного материала, применяемого для изго товления
новой детали. Значения коэффициентов износостойко сти получают в
результате сравнительных испытаний при опре деленных условиях
изнашивания. На основе этих испытаний можно составить ряд
технологических вариантов восстановления и упрочнения типовых
деталей ремонтируемого оборудования. Целесообразность применяемого
способа восстановления и упрочнения детали в каждом отдельном
случае зависит от ряда факторов:
условий работы деталей сопряжения в машине;
величины и характера износа; прочности детали к
моменту ремонта; технических условий на
восстановление;
конструкции, материала и термической обработки ремонти руемой
детали;
наличия ремонтных средств;
количества однотипных деталей, подлежащих восстанов лению.
Факторами, влияющими на выбор оптимального технологи - ческого процесса восстановления и упрочнения детали, яв ляются:
сравнительная износостойкость и усталостная прочность;
длительность пребывания деталей в ремонте (трудоем кость) ;
дефицитность материалов и величина затрат на них; величина
производственных затрат на восстановление дета лей или сопряжений;
относительная себестоимость восстановления детали и со пряжения
в целом.
Основным показателем оценки экономической эффективно сти
восстановления изношенных детале й и определения целесообразности применения того или иного способа восстановления и
упрочнения служит относительная себестоимость, т. е. себе стоимость восстановления детали, отнесенная к сроку службы ее
после ремонта. Этот показатель — наиболее комплексный и
обобщенный, так как он отражает не только все элементы за трат, но
и износостойкость деталей после их восстановления. Однако наряду
с относительной себестоимостью немаловажное значение имеют
данные о продолжительности и трудоемкости технологического
процесса, примененных материалах и затра тах на материалы.
Таким образом, при выборе метода восстановления и упроч нения
изношенной детали следует исходить из соображений технической и
экономической целесообразности.
При наращивании слоя толщиной в сотые до ли миллиметра
рекомендуется применять электрическое покрытие хромом; для слоя
1,5—2,0 мм — осталивание; для слоя 10—12 мм — металлизацию.
Если допустима деформация детали, то наращивание мо жет
вестись электродуговой наплавкой вручную, автоматиче ской
наплавкой под слоем флюса.
§ 4. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ
СПОСОБОМ РЕМОНТНЫХ РАЗМЕРОВ
Сущность способа ремонтных размеров заключается в том, что
одну из изношенных деталей сопряжения, обычно более трудоемкую,
подвергают механической обработке до заранее установ ленного
ремонтного размера для придания ей правиль ной геометрической
формы и получения требуемой шероховато сти поверхности, а другую
деталь заменяют новой или заранее отремонтированной до этого же
ремонтного размера, что обеспечивает первоначальную посадку в
сопряжении.
В паре вал — подшипник ремонтные размеры сопрягаемых
поверхностей будут меньше, а в паре цилиндр — поршень больше
первоначальных размеров.
Применяют свободные и стандартные ремонтные размеры.
В качестве свободного ремонтного размера принимают ближайший
размер ремонтируемой детали, позволяющий получить требуемую
геометрическую форму и шероховатость поверх ности.
Преимущества свободных ремонтных размеров — минимальная
трудоемкость механической обработки и максимальное ко личество
ремонтных размеров. Недостатки этого способа: 1) нельзя изготовить
другую деталь сопряжения, пока не от ремонтирована более
трудоемкая; 2) исключается взаимозаме няемость деталей.
Стандартные ремонтные размеры устанавливают заблаго временно,
определяют их количество и числовые значения. Под эти размеры
выпускаются комплекты запасных частей.
Для определения ремонтных размеров пары вал — подшипник
рассмотрим следующие два случая:
1) износ вала равномерный по окружности (рис. 2 , а ) ;
2) износ вала односторонний (рис. 2,6).
Вал с равномерным износом ремонтируется механической
обработкой (при наличии на изношенной поверхности царапин,
рисок и т. п.) либо (при хорошем качестве изношенной поверхно сти)
заменой сопряженной детали деталью с
ремонтными размерами.
Ремонтные размеры шейки вала
определяются
из
следую щих
соотношений
где d n — первоначальный диаметр вала, мм; dpi, d P 2, d v3 — ремонтные
размеры, вала, мм; δп р — максимальный износ вала на диаметр, мм; х —
припуск на сторону на механическую обра ботку для получения
ремонтного размера, мм; w — ремонтный интервал, мм.
При назначении числа ремонтных размеров следует учиты вать, что
изменение размеров детали уменьшает ее прочность, жесткость и в
некоторых случаях приводит к увеличению удельных нагрузок.
Число ремонтных размеров для валов
где dmin — предельно допустимый наименьший размер вала, мм.
При восстановлении шейки вала с односторонним износом
необходима механическая обработка для придания и зношенной детали
правильной
геометрической
формы
и
удаления
де фектного
поверхностного слоя. В этом случае ремонтные раз меры шейки вала
Величину б пР определяют из уравнения
где S max — максимально допустимый зазор в сопряжении, мм; S нач —
начальный зазор в сопряжении, мм; е — коэффициент, учитывающий,
во сколько раз подшипник изнашивается быст рее, чем вал; δподш —
износ подшипника, мм.
Для регулировки зазора в подшипниках скольжения обычно
применяют прокладки, постепенно удаляемые по м ере изнашивания
деталей для доведения зазора до величины S нач . Обозначив общую
толщину прокладок буквой т, получим:
Отсюда
Для внутренних цилиндрических поверхностей используют сле дующие расчетные формулы для первых и последующих ре монтных
размеров:
при равномерном износе
где D н — первоначальный размер отверстия, мм; D p 1 D р2 , D P 3 —
ремонтные размеры отверстия, мм.
Преимуществами способа ремонтных размеров являются увеличение срока службы и простота технологии ремонта дорогой и
трудоемкой детали сопряжения; возможность заранее орга низовать
изготовление заменяемых деталей сопряжения, что позволяет
сократить сроки ремонта и снизить его стоимость.
К недостаткам этого способа следует отнести необходимость
замены сопряженной детали и наличие нескольких ремонтных
размеров деталей, что помимо эксплуатационных неудобств тре бует
создания лишнего резерва запасных частей. Несмотря на эти
недостатки, ремонт крупных и дорогих деталей бурового и
нефтепромыслового оборудования часто производят способом
ремонтных размеров.
Способ ремонтных размеров применяют при ремонте ци линдров
компрессоров и двигателей внутреннего сгорания, ци линдровых
втулок поршневых насосов, шеек коленчатых валов, зубчатого венца
стола ротора и других деталей.
§ 5. В О С С Т АН О В Л Е Н И Е Д Е Т А Л Е Й С П О С О Б О М
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ РЕМОНТНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Этот способ заключается в использовании дополнительных
ремонтных деталей, которые закрепляют непосредст венно на изношенной поверхности.
Толщина дополнительных ремонтных деталей обычно значи тельно
превышает величину износа ремонтируемой детали, в связи с чем
перед установкой дополнительной детали необхо димо удалить с
изношенной поверхности слой металла.
Пользуясь этим способом при восстановлении концевой шейки
вала, обрабатывают шейку до меньшего размера, если позволяет
механическая прочность, и напрессовывают дополнительную втулку, а затем производят ее механическую обработку до
первоначального размера и требуемой шероховатости поверхности.
Возможно дополнительное крепление втулки на валу штифтами,
резьбовыми стопорами или электросваркой.
При восстановлении шейки в средней части вала используют две
полувтулки, которые устанавливают на предварительно обработанную
шейку, крепят штифтами или сваркой, а затем производят их
механическую обработку по наружной поверхности.
Изношенные отверстия растачивают под больший размер и
запрессовывают ремонтную втулку, которую обрабатывают до
номинального размера отверстия детали. Толщина стенок ремонтных
втулок из стали должна быть не менее 2—2,5 мм, из чугуна — 4—4,5
мм.
К недостаткам рассматриваемого способа ремонта относится
уменьшение механической прочности основной детали вследствие
механической обработки.
§ 6. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ СПОСОБОМ
ЗАМЕНЫ ЧАСТИ ДЕТАЛИ
Способ заключается в удалении изношенной части детали и
присоединении вместо нее дополнительной детали. Заменяемая часть
детали соединяется с основной при помощи сварки, резьбы, клея или
других способов, после чего производится ее окончательная
механическая обработка для получения требуе мой точности и
шероховатости
поверхности.
Многие
детали
бурового
и
нефтегазопромыслового оборудования имеют одну или несколько
прилегающих друг к другу поверхностей, изна шиваемых наиболее
интенсивно. Подобные детали целесооб разно ремонтировать способом
замены части детали. Указанный способ используют, например, при
ремонте корпуса турбобура, стола ротора и других деталей.
К недостаткам способа следует отнести сложность его применения для
термически обработанных деталей.
Существуют и другие способы восстановления изношенных
деталей: давлением; сваркой и наплавкой; металлизацией; по лимерными материалами; нанесением электролитического по крытия.
Контрольные вопросы
1. Что такое естественный и аварийный износы?
2. Каковы причины появления естественного износа?
3. Чем отличаются друг от друга виды трения?
4. Что такое усталостное разрушение?
5. Каковы причины коррозионного износа деталей оборудования?
6. Какие существуют методы повышения долговечности деталей
машин?
7. Перечислите способы восстановления деталей. Какие факторы
влияют на их выбор?
ГЛАВА IV
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ
ПРИ РЕМОНТЕ МАШИН
К заключительным операциям относятся: сборка, регулировка,
балансировка (при необходимости), обкатка, испытание, окраска,
консервация и упаковка.
§ 1. КОМПЛЕКТОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ
Комплектование деталей является подготовительной опера цией
сборки отдельных узлов, агрегатов и машины. Комплек тованием
называют работы по контролю и подбору деталей, облегчающие
подгонку сопряжений и быстрое выполнение сборки в соответствии с
техническими условиями. Необходимость конт роля и подбора вызвана
тем, что на ремонтных предприятиях используют как новые детали,
так и детали с ремонтными и допустимыми размерам и (допустимыми
износами). Для подбора деталей пользуются комплектовочными
ведомостями, в которых указаны номер, наименование и количество
деталей в узле или агрегате. При подборе детали укладывают в тару,
удобную для транспортирования комплекта и работы на сборочных
постах.
При узловом методе комплектование и сборку деталей выполняют
для каждого узла или агрегата в отдельности. Если дефектовку и
сборку ведут по системе полного обезличивания деталей, то
комплектование по узлам предусматривается также обезличенным
методом с селективным подбором сопряженных деталей.
Различают несколько способов подбора деталей в комп лекты:
простой, селективный, смешанный и др.
При простом комплектовании к базовой детали подбирают
дополнительную таким образом, чтобы получить нормальный зазор
сопряжения.
При селективном комплектовании поля допусков размеров обеих
деталей разбивают на несколько одинаковых интервалов, а детали
сортируют в соответствии с этими интервалами на размерные группы.
В каждую размерную группу входят детали, фактические размеры
которых лежат в пределах суженного поля допуска. Размерные группы
сопряженных деталей обязательно должны маркироваться. В
дальнейшем сопрягаемые детали одинаковых размерных групп можно
собирать либо без подбора, т. е. на основе взаимозаменяемости в
пределах размерной группы, либо с подбором.
При смешанном комплектовании деталей применяют оба
указанных способа. Детали особо ответственных сопряжений
комплектуют селективным подбором, а менее ответственных —
простым. Такое комплектование получило преимущественное
распространение на ремонтных предприятиях.
Подбор деталей по массе применяют для кривошипно-шатунных механизмов, с тем чтобы избежать динамической не уравновешенности.
Комплектование со слесарной подгонкой деталей по месту для
обеспечения заданной точности. Пригоночные работы вы полняют в
слесарно-механическом
цехе,
и
подогнанные
комп лекты
возвращаются в комплектовочное отделение маркиро ванными.
При сборке тяжелого нефтепромыслового оборудования за траты, связанные со сборкой, составляют значительную долю
расходов на ремонт, что объясняется большим объемом приго ночных
работ.
Эти
работы
выполняют
ручным
или
полумеханизированным способом, что не всегда обеспечивает
требуемое качество сборки. Отсюда следует, что при разрабо тке
технологических
процессов
сборки
машин
необходимо
предусмотреть сокращение пригоночных операций, что может
быть
достигнуто
применением
компенсаторов.
Под
компенсаторами
понимают
дополнительные
устройства,
позволяющие регулированием раз меров или перемещением
отдельных деталей возмещать погреш ности замыкающего звена
размерной цепи, обусловленные рас ширенными допусками на
размеры. Компенсаторы можно разделить на два класса:
1) самоустанавливающиеся, такие как муфты со скользя щими
втулками, муфты-карданы, пружины и другие эластичные
элементы;
2) регулируемые в виде набора прокладок, резьбовых, кли новых и конусных деталей-компенсаторов, эксцентриков.
§2. МЕТОДЫ СБОРКИ
ОТРЕМОНТИРОВАННОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Сборка по своей последовательности обратна процессу раз борки. Она предполагает соединение деталей в пары и узлы, уз лов
и деталей в агрегаты, агрегатов, узлов и деталей в машину с
соблюдением их кинематических схем, характеров посадок и
величин размерных цепей, заданных технологическими усло виями,
технологической схемой сборки и сборочными черте жами. Это
наиболее ответственная и продолжительная стадия ремонта машин,
собираемых из трех групп деталей: изношен ных, но годных к
дальнейшей эксплуатации, отремонтирован ных и новых. Такая
неоднородность деталей вызывает необходимость проведения
дополнительных пригоночных операций и контроля при сборке.
Сборка машины начинается с составления ее технологиче ской
схемы, которая включает условные изображения базовой детали и
всех соответствующих групп и подгрупп деталей, используемых в
процессе сборки.
Правильно разработанный процесс сборки должен обеспечи вать
максимально удобные условия его выполнения, возмож ность
механизации сборочных работ и контроля качества сборки,
минимальные затраты ручного труда. В зависимости от масштаба
производства на ремонтных предприятиях приме няют методы сборки,
основанные на полной или неполной взаимозаменяемости деталей и
на их индивидуальной пригонке.
При методе полной взаимозаменяемости деталей необходима
высокая точность их обработки, что связано со снижением допусков
на размеры обработанных поверхностей. Это ведет к удорожанию
ремонта.
Метод неполной взаимозаменяемости снижает затраты на ремонт,
но требует комплектования сопрягаемых деталей или применения
компенсаторов. Качество сборки в этом случае в значительной
степени зависит от опыта и квалификации комп лектовщиков и
сборщиков.
При комбинированном способе сборки особо точных соединений
помимо сортировки на группы и дополнительного подбора
предусматривают совместную притирку сопрягаемых поверхностей, и
в дальнейшем эти пары не разукомплектовывают.
Индивидуальную пригонку деталей по месту применяют обычно в
мелких ремонтных мастерских, когда детали машин изготовляют
невзаимозаменяемыми.
В зависимости от масштаба ремонтного произ водства сборка
машин может выполняться в разных организационных формах.
Концентрированную сборку применяют в небольших ремонт ных
мастерских. Весь сборочный процесс от начала до конца ведет одна
бригада
высококвалифицированных
рабочих,
кото рая
последовательно выполняет все виды слесарно-сборочных и
регулировочных работ вплоть до испытания отдельных узлов,
агрегатов и машины в целом.
Дифференцированная сборка осуществляется в серийном ремонте
одних и тех же машин. Сборку отдельных узлов и агре гатов
выполняют несколько бригад на специализированных ра бочих местах.
Собранные узлы доставляют на рабочие места сборки агрегатов, а
агрегаты — на место сборки машины.
Высшая степень дифференциации сборки достигается при
поточном производстве, когда весь процесс сбо рки расчленяется на
отдельные мелкие процессы и операции.
Процесс сборки машины может быть стационарным (непо движным) и подвижным. При стационарном процессе машину
собирают на неподвижном стенде, к которому доставляют де тали,
узлы и агрегаты. При подвижном процессе (поточная сборка)
одновременно собирают несколько тяжелых машин, рас положенных
на одной линии, а специализированные бригады ремонтников и
сборщиков выполняют свои операции, переходя от одной машины к
другой. При другом способе подвижной сборки рабочий находится на
своем посту, а объект ремонта перемещается от одного поста к
другому.
На
крупных ремонтных предприятиях применяют
комбинированный способ сборки— подвижный для узлов и агрегатов
и стационарный для всей машины.
§ 3. НАБИВОЧНЫЕ И ПРОКЛАДОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Набивочные материалы — сухие и пропитанные парафином,
техническим салом, графитом — применяются для уплотнения
пространства между неподвижным корпусом и подвижной (вра щающейся или поступательно движущейся) деталью в целях
устранения утечек масла, воды, бурового раствора или другой
перекачиваемой жидкости.
Изготовляют набивочные материалы из хлопковой, пенько вой или
льняной пряжи, асбестовой пряжи с примесью хлопка, асбестовой
пряжи и металлической проволоки, асбестовой пряжи с резиной,
металла с графитом (уплотнительные кольца) в виде сплетенных из
пряжи шнуров (круглого и квадратного сечения), которые разрезают и
свертывают в кольца для установки в сальниковые коробки.
Диаметр асбестовых, хлопчатобумажных и пеньковых сухих
набивок — от 4 до 50 мм. Прорезиненные набивки изготовляют в виде
колец с внутренним диаметром от 32 до 100 мм, толщи ной от 15 до 55
мм и в виде шнуров диаметром от 8 до 20 мм. Пропитанные набивки
имеют те же размеры, что и сухие, кроме асбестовых промасленных и
графитизированных, изготовляемых диаметром от 5 до 38 мм.
Асбестовые сухие набивки применяют в газовых средах при
высокой температуре и низких давлениях, бумажные сухие — в
сальниках насосов для питьевой воды, пеньковые сухие — для
арматуры маслопроводов и водопроводов, прорезиненные — при
высоких давлениях и высоких температурах, бумажные про саленные— для уплотнения сальников арматуры, пеньковые
просаленные — для сальников арматуры при высоких давле ниях.
Пропитка
увеличивает
химическую
стойкость
и
улуч шает
антифрикционные свойства набивок.
Прокладочные материалы служат для уплотнения фланцевых
соединений труб, арматуры и поверхностей разъема меха низмов и
машин (между головками блоков и блоками двигателей внутреннего
сгорания).
Прокладочные материалы изготовляют из целлюлозы, резины (с
усиливающей прослойкой ткани или металлическим каркасом),
асбестового волокна в сочетании с резиной или ме таллом
(асбометаллические прокладки), листового металла (медь, алюминий,
свинец, сталь). Их изготовляют в виде ли стов или готовых прокладок
определенной формы.
В качестве прокладочных материалов широко применяются:
бумага (ватманская и полуватманская), пропитанная оли фой,— для
уплотнения поверхностей раздела в двигателях, редукторах, коробках
скоростей;
фибра (хлопчатобумажная масса, обработанная хлористым
кальцием и подвергнутая прессовке),—-в качестве уплотняющих
прокладок водяных центробежных насосов;
картон бумажный, пропитанный олифой, толщиной от 0,5 до 6 мм
— для воды и пара низкого давления (до 0,2 МПа);
картон асбестовый толщиной от 1 до 12 мм — при высоких
температурах (до 400 °С) и низких давлениях (до 2,5 МПа);
паронит (сочетание асбестового волокна с синтетическим ка учуком и минеральными наполнителями в виде каолина и гра фита) —
для насыщенного и перегретого водяного пара. Паронит выпускается
следующих марок: У (унифицированный) для давления 5,0 МПа и
температуры до 450 °С; УВ (унифицированный вулканизированный)
для легких нефтепродуктов в ус ловиях, не требующих длительного
срока службы прокладки; Л (латексный) для горячей воды и водяного
пара; В (латексный и вулканизированный) для насыщенного и
перегретого пара; клингерит (сочетание асбеста с каучуком и
наполнителями— графитом и суриком) для температур до 185 °С и
давлений до 1,2 МПа;
резина I, II и III групп — для холодной и горячей воды (с
температурой до 100 °С);
резина IV группы — для водяного пара при температуре 150 °С;
резина V группы — для работы в бензине, керосине, мазуте;
асбометаллические прокладки — в двигателях внутреннего сгорания
(особенно асбомедные);
металлические прокладки: сталь марок Ст2 и СтЗ — для перегретого водяного пара в виде гофрированных, точеных и лин зовых
(шлифованных) прокладок; алюминий — в двигателях внутреннего
сгорания.
§ 4. БАЛАНСИРОВКА ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ
При вращении многих деталей (узлов) сложных конструк ций-—
коленчатьГх валов, маховиков, дисков, карданных валов, роторов
вентиляторов и т. д.— возникают неуравновешенные центробежные
силы. Это происходит в тех случаях, когда центр т яжести тела не
лежит на оси вращения и когда ось враще ния детали не служит
главной осью инерции. Для выполнения первого условия требуется
статическое уравновешивание детали (узла), а для обоих условий —
динамическое.
Неуравновешенность деталей и узлов обусловлена неточностью
размеров, неравномерной плотностью материала детали (узла) и
несимметричным расположением массы относительно оси ее
вращения. Это может быть вызвано, например, непра вильной
обработкой и сборкой деталей или неточной взаимной соосность ю
(центровкой) сопрягаемых деталей, вращающихся совместно в узле.
Неуравновешенность вращающихся деталей и узлов машин
чрезвычайно вредна, так как вызывает вибрацию, повышенный износ
и ускоренное их разрушение. Борьба с неуравновешен ностью деталей
и узлов при ремонте — один из надежных путей повышения ресурса
отремонтированных машин и их агрегатов.
Проявление неуравновешенности можно легко обнаружить. Так,
если к уравновешенному маховику прикрепить груз, то центр тяжести
несколько сместится от оси его вращения в сторону груза. Это пример
статической неуравновешенности детали. При вращении такого
маховика возникает ничем неуравновешенная центробежная сила Р ц ,
величина которой возрастает пропорционально неуравновешенной
массе, эксцентриситету и квадрату окружной скорости вращения
маховика:
где т — неуравновешенная масса; w — окружная скорость маховика,
1/с; Q — масса вращающейся детали, кг; g — ускорение свободного
падения, см/с 2 ; г — эксцентриситет центра тяжести детали, см; п —
частота вращения, мин -1 .
Для статической балансировки деталь устанавливают на горизонтальных призмах (рис. 3, а) или роликах (рис. 3 , 6 ) с малым
сопротивлением трения в опорах. Балансируемую деталь
(маховик), посаженную на точно обработанную строго цилин дрическую
оправку, устанавливают на две параллельные, строго горизонтальные
призмы.
Под
действием
неуравновешенной
массы
деталь
самопроизвольно повернется и установится так, что неуравновешенная
масса будет находиться в крайнем ниж нем положении (рис. 4, а ) .
Для балансировки детали необходимо с диаметрально про тивоположной стороны (по отношению к неуравновешенной массе)
прикрепить груз такой массы, при которой после по ворота детали на
призмах на любой угол она оставалась бы не подвижной (рис. 4,6), т. е.
Q н r = Q у R , где r и R — соответственно расстояние центров тяжести
неуравновешенной и уравновешивающей масс от оси вращения.
Устранить дисбаланс можно высверливанием (опиловкой) металла с
утяжеленной стороны детали или постановкой до полнительных грузов
(шайб) и т. п.
Точность балансировки деталей зависит от силы трения, воз никающей между призмами (роликами) и шейками вала или оправки, на
которой установлена проверяемая деталь.
Статическая балансировка на роликах точнее, чем на призмах.
Если масса т после статической балансировки уравнове шивается
грузом Q (рис. 5,а), то при вращении вала возникают центробежные
возмущающие силы F i и F 2 , образующие момент F i L , который
стремится повернуть ось вала на некото рый угол вокруг его центра
тяжести, т. е. наблюдается динамическое неравновесие вала (рис. 5 , 6 ) .
В результате этого вал и его опоры испытывают дополнительную
нагрузку, которая вызывает появление вибраций работающего агрегата
(машины).
Момент этой пары может быть уравновешен другой парой сил,
приложенной к валу, действующей в той же плоскости и со здающей
равный противодействующий момент.
В рассматриваемом примере необходимо на равном расстоя нии от оси
вращения приложить две массы т\ = т 2 , которые при вращении вала
создадут
момент
PJ,
противодействующий
моменту
F\L
и
уравновешивающий его.
Динамической балансировке подвергаются детали и узлы, работающие
с большой частотой вращения и имеющие большую инерционную массу.
Динамическую балансировку деталей и узлов проводят на
специальных балансировочных стендах (станках). Принцип их действия
заключается в следующем. При вращении детали на упругих опорах
стенда под действием центробежных сил инер ции и их моментов опоры
начинают колебаться. Амплитуду максимальных колебаний одной из
опор замеряют, затем к детали прикрепляют поочередно различные по
массе пробные грузы и добиваются прекращения колебаний этой опоры.
Те же операции проделывают и с другой опорой. Балансиро вка считается
оконченной, если при вращении детали опоры не колеблются.
Схемы действия балансировочных стендов, работающих по
рассмотренному принципу, приведены на рис. 6.
По одной схеме (рис. 6, а) деталь помещают в подшипники 1 и 2,
установленные на качающейся раме 3, которая одной точкой опирается
на станину 4 станка, а в другой поддерживается пружиной 5. При
вращении детали неуравновешенная масса любого ее участка (кроме
лежащих в плоскости /—/) вызывает качение рамы. По амплитуде
колебаний рамы, фиксируемой амплитудомером (индикатором) 6, судят о
значении дисбаланса в начале процесса и после принятия мер по
уравновешиванию.
По другой схеме (рис. 6, б) качение рамы происходит относительно
плоскости III (в плоскости расположения вершин конусов, описываемых
осью детали, при условии свободного пере мещения подшипников в
пространстве). Показания индикатора,
Рис. 6. Схемы действия механических
балансировочных стендов: а — консольного типа;
б — плавающего типа; 1 , II , I I I — места замеров
подведенного к раме в этой плоскости, равны нулю, в то время как в
плоскости l u I I они пропорциональны неуравновешенным массам,
расположенным по обе стороны от плоскости III.
Имеются и другие схемы механических и электрических уст ройств
балансировочных стендов.
Электрические балансировочные станки по сравнению с ме ханическими позволяют выполнять балансировку с большей точностью.
§ 5. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СБОРКИ, ОБКАТКА И ИСПЫТАНИЕ
ОТРЕМОНТИРОВАННЫХ МАШИН
Технический контроль на крупных ремонтных предприятиях
осуществляет отдел технического контроля (ОТК.) или группа
контролеров. Качество контролируют также начальники це хов, участков,
мастера, бригадиры и рабочие-исполнители.
Технический контроль — неотъемлемая часть технологического
процесса ремонта машин. Его задачи состоят в том, чтобы следить за
качеством поступающих частей, материалов и полуфабрикатов
(предварительный контроль), проверять качество и комплектность
отремонтированных машин
и агрегатов
согласно технической
документации (окончательный контроль). Работники технического
контроля
должны
активно
участвовать
во
всех
стадиях
производственного процесса и воздействовать на него в целях
предупреждения брака.
По степени охвата изделий различают сплошной, выбороч ный и
периодический контроль.
Периодический
контроль
выполняется
через
определенные
промежутки времени и используется для проверки отдельных участков
ремонтного предприятия (моечного, разборочного, комплектовочного и
др.).
При разборочно-моечных работах контролируют правиль ность
применения
оборудования
для
разборки;
соблюдение
после довательности операций и технических условий на разборку ма шины,
агрегатов и узлов; качество мойки, укладки и транспор тировки узлов и
деталей.
При ремонте и изготовлении деталей проверяют соблюде ние
соответствующих технических условий, используя для этой цели
различный инструмент и приспособления. Во время сва рочно-
наплавочных работ контролируют качество сварки и на плавки в
соответствии с технологией и техническими условиями на ремонт.
В период механической обработки деталей контролируют размеры и
чистоту поверхности.
Контроль деталей, узлов и агрегатов в процессе сборки це лесообразно вести после выполнения важнейших операций и при
окончательной сборке. Способы технического контроля при сборке
аналогичны
рассмотренным
выше:
визуальный
конт роль
предусматривает внешний осмотр узлов и механизмов; проверкой на
ощупь определяют нагрев сопряжений, подвижность посадок, вибрацию
и т. д.; простукиванием проверяют плотность посадок штифтов, шпилек,
втулок, заклепочных и болтовых соединений; прослушиванием
определяют стуки, шумы, подсосы воздуха; измерениями контролируют
допустимые биения, осевые перемещения и т. п. Кроме того, при испы тании отремонтированной машины и во время ее обкатки спе циальными
приборами и приспособлениями проверяют техни ческие характеристики
узлов, агрегатов и машин (давление в цилиндрах, давление воды, масл а и
топлива, температуру масла и воды, подачу насосов, развиваемую
мощность, грузоподъемность и т. д.).
По полученным в результате испытаний фактическим экс плуатационным характеристикам судят о качестве ремонта и сборки.
Обкатка необходима для приработки отремонтированных деталей, в
результате которой увеличиваются опорные поверхно сти в местах
сопряжений за счет деформации и износа микро неровностей,
оставленных
механической
обработкой.
Сложную
машину
рекомендуется обкатывать по отдельным узлам и агре гатам. Процесс
обкатки состоит в том, что собранный узел, аг регат или машину
приводят в действие сначала с небольшой, а затем с возрастающей
нагрузкой при обильной смазке, заставляя трущиеся поверхности
деталей взаимно прирабатываться. Обкатку и испытание машины
осуществляют на специальных стендах.
Особую роль при обкатке имеет смазка. Иногда при обкатке
применяют масло с уменьшенной вязкостью по сравнению с мас лом,
рекомендованным для эксплуатации. Это вызвано тем, что зазоры в
сопряжениях отремонтированных деталей имеют малую величину. Из-за
большой
шероховатости
трущиеся
детали
сочленений
сильно
нагреваются, поэтому для интенсивного отвода тепла необходима
обильная смазка. Кроме этого, в период обкатки несколько раз меняют
масляные фильтры и масло, так как они быстро засоряются продуктами
приработки.
Различают горячую и холодную обкатку. При холодной об катке
компрессора с него снимают клапаны и он работает без нагрузки.
Холодная обкатка необходима в основном для про верки правильности
балансировки вращающихся частей, пригонки подшипников, а также
точности сборки цепных и ременных передач.
Горячая обкатка — это обкатка с постепенно увеличиваю щейся
нагрузкой. В процессе ее ведутся наблюдения за пока заниями
контрольно-измерительных приборов и устраняются замеченные
недостатки сборки и регулировки. Продолжительность обкатки и ее
режимы определяются техническими усло виями.
После окончания обкатки масло в картерах обычно заме няют новым и
приступают к приемочным испытаниям машины. Если в ходе испытаний
обнаруживаются некоторые дефекты (низкая производительность, малый
к. п. д. и т. д.), после доводки машины ее подвергают контрольным
испытаниям для определения эффективности принятых мер.
В процессе испытаний регистрируют вибрацию машины, так к ак она
вредно отражается при эксплуатации как на самой машине,
промышленных сооружениях, так и на здоровье обслуживающего
персонала. Нормы на допустимые вибрации регла ментируют отраслевые
стандарты и технические условия.
§ 6. ОКРАСКА ОБОРУДОВАНИЯ ПОСЛЕ Р ЕМОНТА
Буровые и эксплуатационные машины, работающие под от крытым
небом и подверженные действию атмосферных осад ков, требуют
применения мер для защиты их от коррозионного разрушения. Один из
эффективных способов борьбы с коррозией—окрашивание поверхностей
машин. Окраску проводят после полной сборки, обкатки и контрольны»
испытаний машины. При хорошо сохранившейся на машине старой
краске подкрашивают лишь поврежденные места. Некоторые детали и
узлы при ремонте в мастерской окрашивают до сборки для того, чтобы
предохранить от коррозии их внутренние поверх ности. Качество
нанесенных на изделие лакокрасочных покрытий зависит от
тщательности очистки поверхностей от ржавчины, минерального масла,
жировых и других загрязнений, ухудшающих сцепляемость краски с
металлом. Старая краска, имеющая дефекты (отслаивание, вздутие),
удаляется специальными растворами или (при небольшой площади
окраски) при помощи стальных щеток и скребков.
Вновь окрашиваемые крупногабаритные машины и детали очищают
дробеструйной обработкой и механизированным ручным инструментом.
Обезжиривание небольших окрашиваемых поверхностей про изводят
растворителями (уайт-спирит, бензин) с помощью кистей и тряпок. Для
обезжиривания щелочными растворами крупногабаритных деталей и
машин используют моечные машины и закрытые моечные установки. При
использовании растворителей не требуется последующая промывка
водой, необходимая после щелочных растворов. К недостаткам раствори телей следует отнести их взрывоопасность, а следовательно, сложность
механизации процесса.
Если требуется повышенная чистота окраски, неровности на
окрашиваемых поверхностях предварительно зашпаклевывают,
т. е. при помощи шпателя наносят слой замешанной на раство рителе
замазки. После шпаклевки поверхность грунтуют, а за тем окрашивают.
Грунтовка необходима для создания надеж ного антикоррозионного слоя
и обеспечения прочного сцепления пленки краски с поверхностью
металла.
Грунтовку и окраску можно производить вручную кистью при
подкраске и воздушным распылением при больших площа дях окраски.
Другой метод более производителен и обеспечи вает равномерность
лакокрасочного
покрытия.
Краску
распы ляют
пистолетамираспылителями марок ЗИЛ, КРМ-1 и др. Сжатый воздух, используемый
для окраски, после компрессора очищается во влагомаслоотделит елях.
При окраске распылением образуется туман из краски, который вреден
для здоровья. Поэтому красильный цех должен иметь хорошую венти ляцию, а рабочие, занятые на окраске, должны использовать защитные
очки и респираторы.
В красильном цехе необходимо предусмотреть средства противопожарной безопасности. Окраску машин следует вести при
температуре воздуха не ниже +10 °С. Детали и места машин, которые не
требуют окраски, изолируют тугоплавкой смазкой или отгораживают
щитками. Краска должна быть нанесена р овным слоем, без подтеков и
наплывов. До высыхания краски машину надо оберегать от осадков и
пыли. Продолжительность высыхания зависит от сорта краски, толщины
нанесенного слоя и температуры воздуха. На крупных ремонтных
предприятиях применяют конвекционную сушку в камерах тупикового
типа, в которых воздух, нагретый тем или иным способом, принуди тельно циркулирует внутри камер с помощью вентиляторов, что
значительно сокращает время сушки.
При окраске на каждой машине должны быть сохранены (или
восстановлены) заводские надписи: марка машины, наиме нование
завода-изготовителя, год выпуска машины и т. д., а также все
предупредительные надписи по технике безопас ности.
Подвижные детали, предохранительные клапаны, трубопро воды
систем смазки, охлаждения и топливоснабжения машин необходимо
окрашивать в соответствующие цвета, предусмот ренные ГОСТом.
В красный цвет окрашивают вращающиеся части механиз мов,
аварийные выключатели, рычаги и штурвалы, а также паропроводы и
противопожарный
инвентарь.
Красный
цвет
ука зывает
на
непосредственную опасность.
Для предупреждения о возможной опасности оборудование
окрашивают в желто-оранжевый цвет или в желтый с черными полосами.
Такую окраску должны иметь талевый блок, крюк, вертлюг, клинья,
элеваторы, машинные ключи, нагнетательная обвязка насосов и газовые
линии.
В голубой цвет окрашивают ресиверы и воздухопроводы, в зеленый —
водопроводы. Светло-зеленый цвет применяют для окраски безопасных
объектов: щиты, ограждения, неподвижные части механизмов и т. п.
Масляные баки и маслопроводы окрашивают в темно-коричневый
цвет.
Серебристую окраску используют для крупногабаритных металлоконструкций: вышек, лестниц, перил, оснований и ферм.
Для
окраски
нефтепромыслового
оборудования
применяют
устойчивые эмалевые краски марок Пф-19Г, Кф-19Г, Пф-133, Кф-19м,
представляющие собой смесь пигментов (красителей), пентафталевого
или масляного лака, сиккатива (ускорителя высыхания) и растворителя.
Промышленность выпускает такие эмали 12 цветов.
Эмали Пф-115 служат для окраски металлических и д еревянных
поверхностей, подвергающихся атмосферным воздей ствиям. Для этих же
целей применяют нитроглифталевые эмали НЦ -132. Все эти эмали
используют для окраски поверхностей при плюсовой температуре.
Для окраски в зимнее время существуют специальные пер хлорвиниловые эмалевые краски марки ПХВ. До рабочей вяз кости эмаль
разбавляют растворителем Р-4. Эмаль алюминиевого цвета ПХВ-70
выпускают в виде двух полуфабрикатов: основа эмали и алюминиевая
пудра.
§ 7. КОНСЕРВАЦИЯ И УПАКОВКА ОБОРУДОВАНИЯ ПОСЛЕ РЕМОН ТА
Отремонтированное
и
окрашенное
оборудование
подлежит
консервации и упаковке. Консервация различными покрытиями
предохраняет обработанные поверхности металлических дета лей от
коррозии, а упаковка защищает окрашенное и законсер вированное
оборудование от механических повреждений и атмосферного влияния в
процессе транспортирования и хранения на складах до начала монтажа.
Сохранность законсервированного изделия зависит от каче ства
удаления с его поверхности химических и механических за грязнений.
Метод подготовки определяется маркой металла, из которого изготовлено
изделие, классом чистоты обработки по верхности, наличием постоянных
покрытий (гальванических, химических, лакокрасочных и т. д.),
габаритными размерами изделий, степенью загрязнения.
Влагу, жировые пятна, эмульсию, оставшиеся после механи ческой
обработки на поверхности крупногабаритных деталей, удаляют бензином
или уайт-спиритом, пользуясь кистями или пульверизаторами.
Смоченные моющим материалом поверхно сти насухо обтирают и
просушивают очищенным от влаги и масла сжатым воздухом.
Химические загрязнения на поверхностях деталей небольших
размеров смывают щелочными растворами в ваннах или моеч ных
машинах.
Коррозию на поверхностях деталей из черных металлов уда ляют
мелкой шлифовальной шкуркой, пропитанной индустриальным маслом,
на поверхностях из цветных металлов — тонким порошком пемзы или
шлифовальной
шкуркой,
смоченной
уайт-спиритом
или
трансформаторным маслом.
С поверхностей высокого класса чистоты коррозию снимают тонкой
(7—10 мкм) пастой ГОИ, растертой с индустриальным маслом в
соотношении 1 : 1 . Шероховатость поверхности после зачистки должна
иметь класс чистоты, заданный в чертеже. После механического удаления
коррозии поверхности промывают бензином или уайт-спиритом,
тщательно протирают и высушивают. Химический способ удаления
ржавчины с поверхностей заключается в обработке пораженных мест 10
%-ным раствором ортофосфорной кислоты.
Поверхности крупногабаритных деталей консервируют тех ническим
вазелином, смазкой УНЗ, смазками ЦИАТИМ-201, 203 и др.
Консистентные смазки наносят на поверхность в рас плавленном
состоянии, нагретыми до температуры 70—90 °С в ваннах с электро- и
пароподогревом.
Детали небольших размеров, все поверхности которых дол жны быть
законсервированы, погружают в нагретую смазку. Смазки ЦИАТИМ
используют в холодном состоянии. Ингиби рованные смазки марок НГ203А, Б, В; К-17 наносят кистью, ветошью или пульверизатором,
нагревая смазку до температуры 50—80 °С.
Для консервации деталей из алюминия, меди и их сплавов использ уют
расплавленный технический вазелин или смазку ПВК. Зубчатые передачи
после
испытания
и
удаления
рабочей
смазки
консервируют
ингибиторными смазками, обладающими антикоррозионными свойствами
и антифрикционными качествами. Для удаления ингибиторной смазки в
механизм заливают рабочее масло, вхолостую прокручивают в течение
20—30 мин, сливают смесь, вновь заливают рабочее масло, после чего
механизм готов к эксплуатации.
Внутренние поверхности стальных крупногабаритных емко стей
консервируют 30 %-ным раствором нитрита натрия. В большинстве
случаев консервацию совмещают с процессом гидрав лического
испытания емкости на герметичность, при котором раствор в емкость
подается насосами из специальных баков. После испытания раствор
сливают. Пленка нитрита натрия, оставшаяся на стенках сосуда, является
надежным консервационным слоем для защиты изделия от ржавчины.
После консервации емкость герметически закупоривают.
Консервацию оборудования производят на специальных участках,
оснащенных вентиляцией и отопительной си стемой, с относительной
влажностью воздуха не выше 70 % и темпера турой не ниже 1? °С.
Законсервированное оборудование подлежит внутренней (барьерной)
и внешней (транспортировочной) упаковке.
Внутренняя упаковка с помощью парафинированной, инги бированной
и биостойкой бумаги, пергамента, льняной ткани или полимерных
пленок заменяет консервацию и лакокрасоч ные покрытия. Получает
распространение новый вид внутренней упаковки в чехлы из полимерных
пленок для изделий, которые невозможно защитить консервационными
смазками, и для запасных частей, требующих длительного срока
хранения (пневмо- и гидроцилиндры, подшипники и т. д.).
Внешняя транспортировочная упаковка, изготовляемая в виде
деревянных ящиков и обрешеток, должна иметь аккурат ный внешний
вид, оптимальный объем, достаточную прочность и обеспечивать
надежную изоляцию от проникновения воды.
Изделия крепят к таре болтами, шпильками, металличе скими
хомутами,
деревянными
брусками
или
досками.
В
местах
соприкосновения изделия с деревом применяют различные п рокладки.
Контрольные вопросы
1. Какие методы сборки отремонтированного оборудования вы знаете?
2. Расскажите о статической балансировке деталей.
3. Какое оборудование применяют для динамической балансировки
деталей?
4. Какие операции ремонта машин являются заключительными?
5.
6.
7.
Какие применяются методы обкатки оборудования?
Для чего необходима окраска оборудования после ремонта?
В чем заключается консервация оборудования?
ГЛАВА V
ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
РЕМОНТА ДЕТАЛЕЙ БУРОВОГО И
НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
§ 1. РЕМОНТ ВАЛОВ И ОСЕЙ
В процессе эксплуатации у валов и осей изнашиваются по садочные
шейки, шпоночные канавки и шлицы, повреждаются резьбы, поверхности
валов, центрирующие отверстия, а также происходит изгиб валов.
Способ ремонта выбирают после того, как соответствующей
проверкой установят характер и степень износа.
Валы и оси выбраковываются, если в них есть трещины и изношены
посадочные места сверх предельных размеров. Осо бое внимание при
дефектовке уделяют контролю коленчатых валов. Трещины выявляют
наружным осмотром или одним из методов дефектоскопии.
Предельные размеры, овальность и конусность шеек валов
определяют микрометром в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
У коленчатых валов замеряют шейки в плоскости кривошипов и
перпендикулярно к ней.
Предельные размеры посадочных мест, шлицев, шпоночных канавок
оценивают при помощи скоб, шаблонов, колец и др.
Изгиб валов проверяют индикатором при их вращении в центрах или
на призмах. Шейки валов, имеющие царапины, риски и овальность до 0,1
мм, ремонтируют шлифованием. Но сначала проверяют, исправны ли
центровые отверстия. При наличии на них забоин и вмятин отверстия
восстанавливают. Шейки валов со значительным износом обтачивают и
шлифуют под ремонтный размер. При этом допускается уменьшение диаметра шеек на 5—10 % в зависимости от характера восприни маемых
валом нагрузок. В тех случаях, когда необходимо вос становить
первоначальные размеры шеек, на них после их об точки напрессовывают
или устанавливают на эпоксидном клее ремонтные втулки, которые затем
обрабатывают точением или шлифованием. Изношенные поверхности
валов можно ремонтировать также наращиванием металла вибродуговой
наплавкой, металлизацией, осталиванием, хромированием и другими
методами.
Выбор метода
восстановления
обусловливается технико -экономическими соображениями, сроками службы отремонтиро ванных
деталей и наличием необходимого оборудования.
Для увеличения диаметра шейки вала, изготовленного из сырых
сталей, на 0,4 мм, а термообработанных — на 0,2 мм можно применить
электромеханический способ упрочнения. Вос становление нужного
размера ведется по схеме: высадка с по следующим сглаживанием до
требуемого размера. Для высадки применяют пластину из твердого
сплава с шириной фаски 0,3— 0,4 мм. Под давлением инструмента
металл поверхностного слоя детали выжимается на поверхность вдоль
дорожки инструмента. При сглаживании, которое ведется также пласти ной, высота выступов уменьшается и улучшается шероховатость
обрабатываемой поверхности. Погнутые валы выпрямляют холодным или
горячим методом.
Величину прогиба определяют по просвету на контрольной плите, с
помощью индикатора на призмах или в центрах токар ного станка. Место
максимального прогиба отмечают мелом. Если стрела прогиба не
превышает 0,008 длины вала при диаметре 80—100 мм, его можно
править в холодном состоянии.
Для правки вал может быть закреплен выгнутой стороной вверх с упором
в месте максимального прогиба. Правка может быть осуществлена
молотком через оправку из мягкого металла, пригнанную по диаметру
вала, либо с помощью пресса, что гарантирует высокое качество
выполнения операции. В последнем случае вал выгибают в обратную
сторону примерно на величину первоначального изгиба. После снятия
нагрузки вал должен оставаться прогнутым в обратную сторону. Затем
вал снова закрепляют в двух опорах прогибом вверх и прикла дывают
нагрузку, но при этом вал не перегибают, а выправляют до
первоначальной формы. Правка нагревом производится также в двух
опорах. Вал закрепляют выгнутой стороной вниз, при этом вогнутый
участок обкладывают мокрым асбестом и закрепляют его на валу
проволокой. Вогнутый участок нагревают газовой горелкой до
температуры 500—550 °С, что соответствует темно-коричневому цвету
металла. Во избежание быстрого охлаждения и возможной закалки
нагретый участок закрывают листовым асбестом и дают валу полностью
остыть. В результате такой обработки вал выпрямляется.
Изношенные
шпоночные
пазы
могут
быть
восстановлены
следующими методами:
1) вводят ремонтный размер, увеличивая ширину паза, но не более
чем на 1 5 % , что при сборке с сопрягаемой деталью потребует
применения ступенчатой шпонки;
2) фрезеруют новый паз под некоторым углом к старому, если это
позволяет прочность вала или конструкция узла;
3) наплавляют стенки паза или заваривают его полностью, а затем
фрезеруют по заданным размерам.
В последнем случае необходимо правильно подобрать марку
электрода, силу тока и скорость наварки, чтобы не вызвать ко роблений
вала, термических напряжений и пережога основного металла.
Шпоночные пазы валов обрабатывают на фрезерных или строгальных
станках, причем допускается несоосность паза с валом 0,05 —0,1 мм по
всей длине паза. Изношенный шлиц или несколько шлицев наплавляют
электродуговой наплавкой, а затем каждый шлиц подвергают обработке
на
шлицешлифовальном
или
универсально-фрезерном
станке.
Восстановленные шлицы проверяют по шаблонам, калиброванными
кольцами или универсальными мерительными инструментами.
Изношенные резьбы валов и осей удаляют на токарном станке, а
затем либо точат резьбу меньшего диаметра, либо наваривают
обработанный участок для получения резьбы преж них размеров.
Контроль качества осуществляют резьбомером, резьбовыми калибрами
или постановкой на вал сопрягаемой новой детали. Резьбы можно
ремонтировать
методом
дополнительных
деталей.
Наиболее
распространенным методом восстановления сильно изношенных валов
является электродуговая и вибродуговая наплавки.
После наращивания изношенной поверхности приступают к
механической ее обработке, цель которой — получение заданных
размеров и чистоты поверхности при строгом соблюдении технических
требований к соосности, перпендикулярности тор цов, овальности и т. д.
Обычно наплавленный слой обрабатывают на токарном станке
резцами с пластинками твердого сплава за два прохода (обдирочн ая и
чистовая обточка). Окончательные размеры и чистоту поверхности
получают шлифованием.
Валы, поступающие на ремонт с трещинами и поломками,
отбраковывают. Валы, несущие небольшие нагрузки, могут быть
отремонтированы заваркой трещин или сваркой поломанны х частей,
концы которых обрабатывают на конус. Иногда такие валы ремонтируют
методом добавления новой части взамен отломанной, присоединяя ее на
резьбе или сварке.
Ремонт кулачковых валов отличается от обычных лишь вос становлением кулачков, которые при небольшом износе шлифуют по
всему профилю на копировально-шлифовальных станках или на
круглошлифовальных с копировальным приспособлением, снимая
минимальный слой металла. После шлифовки величина подъема клапана
или плунжера лубрикатора газомотокомпрессора не изменяется,
поскольку с кулачка снимают одинаковый слой металла по всему
профилю. Кулачки, вышедшие за последний ремонтный размер,
восстанавливают
вибродуговой
наплавкой
с
последующими
шлифованием до номинальных размеров.
Наиболее сложным является ремонт коленчатых валов.
Шейки коленчатых валов, овальность и конусность которых
превышают нормы, обрабатывают под ремонтный размер шли фованием.
Шлифуют шейки на специальных станках. Коренные шейки шлифуют в
центрах станка, а затем полируют в специ альных жимках пастами ГОИ.
Затем при помощи центросместителей устанавливают шатунные шейки
по линии центров и повторяют операции шлифовки и полировки.
Крупногабаритные валы насосов и компрессоров ремонтируют на
токарных станках, при этом на патрон станка навешивают контргруз,
масса которого должна полностью уравновесить эксцентрично вра щающиеся массы вала.
Шейки вала восстанавливают также наплавкой под слоем флюса с
последующей нормализацией. После токарной обра ботки шейки
закаливают токами высокой частоты, шлиф уют и полируют.
Коленчатые валы с трещинами выбраковывают. В отдельных случаях
допускается ремонт таких валов заваркой трещин в ще ках или полностью
меняют дефектную шейку. Новую шейку, изготовленную с припуском на
окончательную обработку, крепят в расточках щек на неподвижной
посадке.
Изогнутые коленчатые валы правят в холодном состоянии в два
приема. Аналогично обычным валам устанавливают вал на двух опорах и
нагружают прессом так, чтобы он прогнулся в обратную сторону. Сняв
нагрузку, контролируют остаточный прогиб. Если прогиб не превышает
0,2—0,3 мм на 1 м длины, дальнейшую правку осуществляют
механическим наклепом щеки вала со стороны выгнутой поверхности.
Прогиб вала в любом сечении после правки должен быть не более
0,03 мм на 1 м длины. После окончательного контроля качества ремонта
производят балансировку коленчатых валов. Смазочные каналы валов
опрессовывают маслом. Оси анало гичны по форме валам, но не передают
крутящий момент, оставаясь неподвижными либо вращаясь вместе с
сопряженными деталями. Способы восстановления осей подобны
рассмотренным выше для валов.
Шток также имеет круглую форму, длина его превышает диаметр, как
у валов и осей, но вместо вращательного он со вершает возвратнопоступательное движение, изнашиваясь в на правляющих или сальниках.
Он подвержен продольному изгибу, а его резьба — знакопеременным
нагрузкам. Штоки с износом, измеряемым долями миллиметра,
восстанавливаются хромированием, что позволяет увеличить в 2—3 раза
срок их службы по сравнению с новыми. Методы правки штоков и
восстановления резьб аналогичны рассмотренным ранее для валов.
§ 2. РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ КЛАССА «ВТУЛКИ»
Ответственными деталями валов и осей являются подшип ники
скольжения и качения, а также защитные и распорные втулки. При
бурении и эксплуатации нефтяных месторождений используют
поршневые машины (компрессоры, насосы и двига тели внутреннего
сгорания). Поршень, совершая возвратно -поступательные движения,
трется уплотняющими элементами о стенку втулки, изнашивая ее
поверхность. Особенно интенсивный износ отмечается в поршневых
насосах, перекачивающих абразивные жидкости, такие как глинистый и
цементный растворы. Рабочие поверхности втулок обычно изнашиваются
неравномерно. Поэтому при контроле их внутренних поверхностей
замеры проводят в трех местах по длине в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Такой способ измерения позво ляет
установить абсолютный износ, а также конусность и овальность
поверхности. Для замеров используют индикаторы, микрометрические
нутромеры, гладкие калибры и штихмассы.
Изношенные гильзы двигателей внутреннего сгорания, смен ные втулки
насосов и цилиндры поршневых машин растачивают
под увеличенный ремонтный размер, а затем хонингуют. Ремонт ный
размер назначают с таким расчетом, чтобы после хонинго - вания зеркало
цилиндра не имело пятен износа. Цилиндровые втулки буровых насосов
растачивают на следующий больший диаметр, установленный для
данного насоса, и закаляют токами высокой частоты, а затем шлифуют
или хонингуют.
На некоторых ремонтных предприятиях вместо хонинговани я
применяют обкатку роликами.
Блоки цилиндров двигателей и компрессоров после послед него
ремонтного
размера
восстанавливают
запрессовкой
гильз
из
титаномеднистого или серого чугуна с последующей расточ кой и
хонингованном. Отремонтированный таким образом блок подвергают
гидравлическому испытанию.
По д ш и п н и к и
скольжения
применяют в двигателях
внутреннего сгорания, газомоторных и приводных компрессо рах,
крупных центробежных насосах и станках-качалках. Изготовляют
подшипники скольжения в виде вкладышей и втулок, покрытых
антифрикционными сплавами, и в виде втулок из цветных металлов.
Подшипники скольжения подвергаются перезаливке при из носе сверх
допустимой нормы, в случае выплавления баббита из -за недостаточной
смазки, а также при выкрошивании и отслаивании антифрикционного
слоя от вкладышей, вызванных перегрузками или плохим качеством
заливки. Перезаливку производят непосредственно в ремонтных
мастерских, так как она не требует сложного оборудования.
Восстановление деталей пе- резаливкой антифрикционных сплавов
включает следующие операции: удаление изношенного слоя; проверку,
обезжиривание, травление и лужение подшипников (вкладышей); плавле ние и заливку антифрикционного сплава; механическую обра ботку
подшипника.
Изношенный слой баббита удаляют выплавлением его паяльными
лампами, газопламенными горелками или погруже нием подшипника в
расплавленный баббит. Пламенем горелки или лампы нагревают
тыльную сторону вкладыша, что приво дит в первую очередь к
расплавлению полуды, а нерасплавленный баббит легко отстает от тела
подшипника. Расплавленный баббит используют повторно. Остатки
полуды
удаляют
металлической
щеткой.
Контроль
вкладыша
заключается в замере высоты, наружного и внутреннего диаметров и т.
п. После контроля подшипник обезжиривают в горячем 10%-ном
растворе каустической соды в течение 2—5 мин, промывают и сушат.
Процесс лужения, заключающийся в покрытии поверхности тон ким
слоем припоя, необходим для лучшего сцепления баббита с вкладышем.
Перед лужением поверхность протравливают 5 %-ным раствором
соляной кислоты или 15 %-ным раствором серной кислоты. Для этого
вкладыш погружают в кислотный раствор на 4 —5 мин, затем
нейтрализуют в растворе едкого натра или калия и промывают горячей
водой.
Вкладыши небольших размеров лудят погруженными в ва нну с
оловом или третником. Подшипники больших диамет ров лудят, нагревая
паяльной лампой до 300—320 °С с тыльной стороны и натирая с
внутренней стороны прутком третника. Нанесенный слой должен быть
серебристого цвета. Заливка должна следовать за лужением с
минимальным разрывом во времени. Обе половины луженых вкладышей
стягивают хомутом, а чтобы они не соединились друг с другом, между
ними устанавливают прокладки из латуни или листового железа.
Стационарную заливку осуществляют на цилиндрическом под доне, к
которому крепят собранные вкладыши. По центру под дона располагают
сердечник из трубы. Наружный диаметр сердечника определяет
внутренний диаметр заливки. Перед заливкой все приспособления
нагревают до 200—300 °С. При плавке в тигле баббит засыпают слоем
сухого хлористого цинка и древесного угля, что ограничивает доступ
воздуха к нему и уменьшает окисление. Расплавленный баббит заливают
в форму подогретым черпаком. Струя должна быть непрерывной и
короткой, чтобы не остыть. Немедленно после заливки в сердечник
устройства заливают воду для охлаждения. При высокой скоро сти
охлаждения цветной металл имеет мелкозернистую струк туру. Качество
заливки контролируют внешним осмотром и легкими ударами молотка:
хорошо залитый подшипник издает чистый металличе ский звук.
Широко применяется центробежный способ заливки, обеспе чивающий более высокое качество ремонта, так как баббит под
действием центробежной силы хорошо соединяется с полудой, не имеет
пузырей и раковин, чистота поверхности залитого слоя выше, а
отсутствие литников и прибылей сокращает рас ход цветного металла.
Баббит заливают во вращающуюся во круг горизонтальной оси заготовку
через специальный лоток, причем, как и при стационарной заливке,
деталь должна быть нагрета до необходимой температуры. Пос ледняя
операция процесса восстановления подшипника — механическая
обработка в целях получения необходимого внутреннего диаметра. Вкла дыши собирают в специальное приспособление с набором про кладок при
установленном усилии стяжных болтов и растачи вают в два прохода
(черновая и чистовая обработка). Минимальная толщина слоя баббита
после обработки должна быть не менее 0,6 мм.
При ремонте подшипников скольжения особое внимание уде ляется
обработке смазочных канавок на рабочей поверхности подшипника. Эти
канавки
обрабатывают
на
станках
точением,
фрезерованием,
долблением, протягиванием, а также прорубают вручную по разметке
согласно чертежу. Края смазочных кана вок, выходящие на поверхность
вкладыша, необходимо сглаживать и скруглять, иначе кромки будут
действовать как скребки, снимающие слой смазки с шейки
вращающегося вала. Не рекомендуется располагать канавки на
нагруженном участке подшипника, так как они снижают несущую
способность смазочного слоя, причем не следует доводить канавки до
торцов подшипника, чтобы не было утечки масла.
Сверление смазочных отверстий, обеспечивающих необходи мый
доступ масла к смазочным канавкам, выполняют по раз мерам, указанным
в чертеже, или размерам образца.
При ремонте машины втулки, изготовленные целиком из цветных
металлов, не ремонтируют, а заменяют биметаллическими, что снижает
расход дефицитных материалов, не ухуд шая эксплуатационных качеств
оборудования.
На ремонтных предприятиях биметаллические детали обычно
изготовляют заливкой заготовок из стали и чугуна цветным металлом или
сплавом. Электродуговая и индукционная наплавка применяется редко
из-за сложности необходимого оборудования. Стальные заготовки
делают из низкоуглеродистой стали (сталь 10, сталь 20), так как высокое
содержание углерода замедляет диффузию цветного металла. Подготовка
заготовки к заливке заключается в ее травлении 70 —75 %-ным раствором
соляной кислоты до матово-серого цвета, нейтрализации в 5 %-ном
растворе каустической или кальцинированной соды при 80 —90 °С,
промывке в горячей воде, погружении заготовки в 3 %-ный раствор буры
с температурой 70—80 °С для предохранения очищенной заготовки от
окисления во время сушки.
После подготовительных операций внутреннюю поверхность втулки
покрывают ровным слоем концентрированного раствора буры при
помощи кисти. Заливка может производиться стацио нарным методом —
литьем в формы, но более прогрессивна центробежная заливка — литье
во вращающуюся заготовку, как было описано выше, а также
расплавление шихты внутри заго товки с последующим вращением ее. В
последнем случае к заготовке приваривают дно из листового железа,
засыпают внутрь бронзовую стружку или куски бронзы и приваривают
крышку из жести с отверстием для выхода газов. Заготовку нагревают в
любой нагревательной печи, обеспечивающей температуру 1200 °С .
После расплавления бронзы заготовку устанавливают на центробежную
машину и вращают до затвердевания бронзового слоя. Недостатками
этого метода являются низкая производительность из-за большого
объема подготовительных операций и неизбежные потери металла при
срезании приваренных крышек.
Таким образом, наиболее производительным и универсаль ным
следует считать метод заливки металла в горизонтально вращаемую
заготовку с использованием специальных установок.
Минимальная толщина бронзового слоя после чистовой обработки
должна быть не менее 0,5 мм.
В связи с тем, что сцепление чугуна и цветного металла ниже, чем
стали, чугунные заготовки выполняют с резьбой внутри.
Биметаллические подшипники скольжения хорошо работают в чистых
жидкостях. При наличии абразивных частиц цветные металлы быстро
изнашиваются, поэтому в таких случаях при меняют резинометаллические
опоры скольжения. Такие подшипники используют в турбобурах,
водяных и нефтяных центробежных насосах. Резинометаллическая опора
представляет
собой
стальную
втулку с
внутренней
резьбой,
обрезиненную в пресс-форме. Резьба необходима для более прочного
сцепления резины с металлом. Биметаллические втулки после заливки
растачивают, резинометаллическая втулка должна быть отлита точно по
размеру с заданной чистотой поверхности, так как резина не
обрабатывается резцом.
Поэтому полированный
хро мированный
стержень пресс-формы имеет точные размеры с учетом усадки резины.
Для улучшения смазки и охлаждения перекачиваемой жидкости рабочая
поверхность
резинометаллической
опоры
имеет
продольные
цилиндрические канавки.
Подшипники качения при правильной эксплуатации рабо тают
длительное время, не требуя ремонта или замены. Основ ными причинами
выхода их из строя являются дефекты мон тажа, нарушение нормальных
условий смазки и перегрузки подшипника. В условиях ремонтных
мастерских подшипники не ремонтируют, а заменяют новыми.
Подшипник отбраковывается при увеличенных сверх нормы радиальных
и осевых люфтах, когда на поверхностях беговых дорожек, шариках или
роликах наблюдается шелушение металла, появляются мелкие уг лубления или цвета побежалости, а также при обнаружении трещин на
кольцах или элементах качения. Особенность буро вых машин —
использование крупногабаритных радиально упорных шариковых и
роликовых подшипников, которые могут быть восстановлены шлифовкой
изношенных беговых дорожек, сортировкой элементов качения в группы
для дальнейшего использования и ремонтом сепараторов. Собранный и
восстановленный подшипник контролируют на параллельность торцов
колец. Отклонение от параллельности не должно превышать 0,1 мм.
Проверку осуществляют на контрольной плите с по мощью индикатора.
Отклонение от прямолинейности устано вочного (базового) торца
проверяют щупом. Максимальное отклонение— 0,05 мм, а площадь
касания не менее 75%.
При ремонте подшипниковых узлов необходимо тщательно
контролировать исправность смазочных и уплотнительных уст ройств.
Недостаток смазки приводит к быстрому выходу под шипника из строя.
Загрязненные фетровые уплотнения, служащие для защиты
подшипника от внешней среды, промывают в керосине, а изно шенные
заменяют. Войлочные и фетровые кольца должны уме ренно плотно
прилегать к валу, что проверяется щупом 0,1 мм, который не должен
проходить. Очень плотная установка кольца вызывает повышенное
трение, что приводит к перегреву подшипника.
В лабиринтных уплотнениях кольцевые канавки должны быть без
выбоин и вмятин с зазорами нормальной величины: радиальным 0,3 —
0,6 мм, осевым 1,5—3 мм.
Резиновые уплотнения манжетного типа должны плотно охватывать
вал, так как они не только защищают подшипники от загрязнения, но
и препятствуют вытеканию из них смазки. Изношенные манжеты и
сломанные кольцевые пружины заме няют новыми.
§ 3. РЕМОНТ ДЕТАЛЕЙ КЛАССА «ДИСКИ»
Под термином «диски» подразумевают детали цилиндри ческой
формы, вращающиеся на валах или осях. Это шестерни коробок
скоростей, цепные колеса, шкивы клиноременных пе редач и талевых
канатов. Все эти детали изнашиваются по на ружной рабочей
поверхности, будь это зубья шестерен, ручьи шкивов клиноременных
передач или тормозные шкивы. Изна шиваются и опорные
поверхности этих деталей при посадке на вал или ось.
Аналогично валам у этих деталей деформируются шпоноч ные и
шлицевые пазы. Шпоночные пазы могут быть восстанов лены так же,
как на валах: увеличивают размеры паза до ближайшего по ГОСТу
размера шпонки, когда это допускает проч ность и жесткость детали;
при возможности предохранить де тали от поводки стенки
изношенных пазов наваривают и меха нической обработкой доводят до
первоначальных размеров; обрабатывают новые шпоночные пазы под
углом 120—180 °С к оси старой канавки,если позволяет конструкция
детали. Геометрию шпоночного паза в ступице следует тщательно
проверять и выдерживать в пределах допусков.
Необходимо обращать внимание на выполнение оговорен чертежом закруглений в местах сопряжений вертикальных стенок с
дном шпоночного паза. Отсутствие плавного перехода ведет к
концентрации напряжений и появлению быстроразвивающихся
трещин.| Плохо выполненное шпоночное соединение нередко является
причиной аварийного выхода из строя машины и требует большого
объема разборочно-сборочных работ. Изношенные отверстия в
ступице приводят к уменьшению на тяга сборки узла или чрезмерно
большому зазору. (Метод восстановления зависит от диаметра
отверстия и длины ступицы.
При диаметрах свыше 100 мм и длине в пределах диаметра
внутренняя
поверхность
ступицы
может
быть
наплавлена
элекродуговой сваркой, а затем расточена до заданного размера.
Длинные ступицы меньших диаметров могут быть восстанов лены: 1)
методом ремонтных размеров, что ведет к необходимости увеличения
диаметра вала и объема ремонтных работ;
2) методом добавочной детали, т. е. расточкой отверстия на больший
диаметр с последующей запрессовкой втулки, если на ружный диаметр
ступицы достаточно велик. После наде жного стопорения втулку
растачивают до номинального размера и долбят шпоночный паз.
Посадку втулки в шкиве можно осуществить и с помощью клея.
Для этого втулку пригоняют по шкиву, создавая зазор 0,02 —0,025 мм
на радиусе, что необходимо для получения оп тимальной клеевой
пленки. Долбление шпоночного паза во втулке производят до
склеивания.
хТормозные шкивы изнашиваются по наружному диаметру. Рабочая
поверхность становится неровной с глубокими рисками и задирами,
что уменьшает эффективную поверхность трени я. Ремонт тормозных
шкивов состоит в проточке изношенной по верхности. Обточку ведут
резцами с пластинками из твердых сплавов. Чистота обработанной
поверхности должна соответствовать шестому классу.
" Шкивы для плоских ремней изнашиваются по наружному диа метру
вследствие проскальзывания ремня. У шкивов клино ременных
передач наблюдается прежде всего износ поверхно стей канавок,
который иногда бывает настолько большим, что ремень опускается на
дно канавки. Отмечаются также надлом обода, трещины на ступицах,
износ посадочного отверстия и шпоночного паза.
К шкивам предъявляют следующие требования: поверхно сти,
сопрягаемые с ремнями, должны быть обработаны по пя - томушестому классу чистоты; наружный диаметр шкива дол жен
обеспечивать требуемое передаточное от ношение, не допускаются
надломы и трещины; шкивы должны быть отбалансированЫ.
Шкивы клиноременных передач, имеющие износ ручьев, про тачивают на карусельных станках для получения заданных раз меров
канавок. Контроль износа и качества восстановления контро лируют
шаблонами. Восстановленный таким образом шкив не должен
изменять частоту вращения передачи более чем на 5%. Для
сохранения передаточного отношения допуска ется обточка второго
шкива передачи, не нуждающегося в ре монте, до соответствующего
диаметра. Изломы и трещины заваривают после соответствующей
слесарной подготовки. Перед заваркой шкив равномерно нагревают, а
затем погружают в нагретый песок для медленного охлажд ения.
Канатные блоки талевых систем изнашиваются по Желобу из -за
проскальзывания
стального
каната.
Аналогично
шкивам
клиноременных передач профиль желоба восстанавливают про тачиванием, при этом возможно уменьшение номинального диа метра до 10 мм. После обработки профиль контролируют шаб лоном, отклонение не должно превышать ±0,5 мм. Бие ние оси дна
желоба относительно оси вращения должно быть не более 1 мм,
при этом ось профиля желоба относительно средней пло скости
блока может быть смещена не более чем на 1,5 мм. По садочные
поверхности ступицы при износе растачивают на больший
диаметр, и в них запрессовывают стальные втулки. Чтобы
предотвратить проворачивание, ступицу вместе с втул кой
засверливают в торец, нарезают резьбу и устанавливают два -три
штифта. После этого запрессованную втулку растачи вают с
допуском глухой посадки наружного кольца подшипника. После
ремонта шкивы и блоки подвергают статической балансировке.
Величина дисбаланса зависит от окружной ско рости и не должна
превышать допустимую.
Соединительные муфты могут быть отнесены к классу дисков, так
как аналогично шкивам при частом демонтаже полумуфт их
посадочные отверстия под вал увеличиваются, а пе редаваемый
крутящий момент деформирует шлицевые и шпо ночные пазы. Все эти
элементы муфты восстанавливают рас смотренными выше способами,
в остальном ремонт зависит от типа муфты. В упругих пальцевых
муфтах изнашиваются упругие кольца, изгибаются пальцы и
разрабатываются отверстия под пальцы. Эти отверстия в стальных
муфтах полностью заваривают и просверливают новые, располагая их
по разметке между старыми. В чугунных муфтах раз работанные
отверстия растачивают на больший размер, заменив соответственно и
пальцы. В зубчатых муфтах изнашиваются или выкрошиваются зубья.
Такие муфты, обычно заменяют новыми. В буровых установках
кулачковые муфты применяют для привода гидротормоза.Рабоч ие
поверхности кулачков в процессе работы сминаются. Кулачковая
муфта может быть отремонтирована наплавкой электросваркой с
последующей обработкой на вертикально -фрезерном или строгальном
станке. По методу ремонтных размеров впадины наружных частей
кулачковой муфты, прострагивают на больший размер, а среднюю
крестовую часть заменяют новой с размерами, соответствующими
новым размерам наружных частей.
При эксплуатации дисковых фрикционных муфт их перио дически
приходится регулировать, добиваясь плотного со пряжения дисков
при включении муфты и свободного вращения дисков при
выключении.
Через определенный период износ дисков оказывается на столько большим, что его уже нельзя компенсировать регули ровкой. Изношенные фрикционные накладки, сломанные ку лачки и
пружины заменяют новыми. Изношенные кулачки вос станавливают
наплавкой. Ведущие диски со следами износа шлифуют, при этом
нужно учитывать, что они имеют цемента ционный слой не более
0,8 мм.
Отклонение от плоскостности шлифованного диска не дол жно
превышать 0,02—0,03 мм.
Для удаления фрикционных накладок ведомых дисков, тор мозных колодок и лент заклепки срубают зубилом и затем вы бивают
специальными
бородками.
Приклеенные
накладки
уда ляют
протачиванием на токарных станках или нагревом в печах до
температуры 300—350 °С.
Приклепывание производят на специальных станках или с
помощью простейших приспособлений. Крепление накладок
заклепками уменьшает их рабочую поверхность на 7 —15 % и
вызывает интенсивный износ сопрягаемых поверхностей от тре ния
по выступающим заклепкам.
Более
прогрессивный
метод—приклеивание
фрикционных
накладок с использованием полимерных композиций, бакели тового
лака и клеев. Наиболее подходящим является клей ВС -ЮТ, так как
он выдерживает температуру до 300 °С. Склеиваемые поверхности
очищают, обезжиривают и наносят клей в три слоя, выдерживая
первые два слоя по 15 мин при ком натной температуре, а третий —
5 мин. После этого склеиваемые детали стягивают в специальных
приспособлениях с удельным давлением 0,3—0,5 МН/м 2 , нагревают
в сушильном шкафу до 180±5 °С и выдерживают при этой
температуре в течение
1,5 ч. Затем их медленно охлаждают и зачищают наплывы клея.
После приклепывания или приклеивания поверхности накла док
проверяют на параллельность с поверхностью дисков, от клонение
не должно превышать 0,3 мм. Головки заклепок дол жны утопать на
1,0—1,5 мм. Эта операция является заключительной.
Шинно-пневматические муфты наиболее распространены в
буровых установках. При ремонте контролируют состояние
резинового баллона, который не должен иметь проколов и прорезов.
Дефектные баллоны заменяют. При наличии внутри бал лона грязи и
сора его промывают горячей водой и продувают , сухим чистым
воздухом. В шинно-пневматических муфтах изнашиваются в
основном колодки (табл. 2).
Нельзя допускать полного износа фрикционного материала, так
как это приведет к трению металла по металлу и вызовет
интенсивный износ шкива и резкое снижение передаваемого
крутящего момента.
Износившиеся колодки необходимо заменять только комплектно
Боковой зазор между колодками должен быть не менее
Таблица 2 допустимые толщины изношенных накладок для различных типов муфт
Минимально
5 мм. Изношенная или порванная паронитовая прокладка подлежит
замене. После установки колодок штыри должны быть зашплинтованы
проволокой. Зазор между замененными колод ками и шкивом должен
быть одинаковым по всей окружности и соответствовать величине,
приведенной в табл. 2. После ремонта шинно-пневматические муфты
необходимо подвергать статической балансировке. Балансировочные
грузы приваривают к реборде обода муфты. Точность балансировки и
радиусы крепления грузов также приведены в табл. 2.
Шестерни могут иметь следующие наиболее распространен ные
дефекты: износ зубьев по толщине и длине, выкрошивание их
цементационной и закаленной рабочей поверхности, а также дефекты,
характерные для дисков (износ посадочных отвер стий, шлицев и
шпоночных канавок).
Износ зубьев по толщине измеряют штангенциркулем или шаблоном,
а по длине и профилю — штангенциркулем, штангензубомером или
шаблонами. Замеры делают у трех зубьев, расположенных под углом
120°.
Более редкими дефектами могут быть полная или частич ная поломка
одного или нескольких зубьев, а также трещины в ободе или ступице,
что является следствием перегрузки и не правильного монтажа или
вызвано попаданием между зубьев твердых предметов.
Как правило, шестерни с изношенными и поломанными зубьями
заменяют новыми, однако при поломке не более двух зубьев подряд в
неответственных передачах шестерню можно восстановить следующими
способами: креплением вновь изго товленного зуба к ободу винтами;
заменой зуба с последующей обваркой; креплением двух замененных
зубьев винтами; напрессовкой нового венца с последующей приваркой;
посадкой венцов на блок шестерен на шпонках или шлицах. В червячных
передачах чаще всего изнашивается бронзовый венец червячного колеса,
который в случае недопустимого износа заменяют
новым. Лопнувшие ободья шестерен восстанавливают сваркой.
Для этого разделывают кромки трещины механическим путем или
газовой горелкой, затем обод стягивают хомутами и свари вают.
Последующая термическая обработка позволяет снять внутренние
напряжения в металле. При наличии трещины в сту пице ее либо
заваривают, либо устанавливают бандажи, для чего ступицу
протачивают и насаживают на нее с обеих сторон стальные бандажи,
нагретые предварительно до 400 °С. Осты вая, бандажи крепко
стягивают ступицу.
Изношенные зубья некоторых шестерен ремонтируют газо вой или
электродуговой наплавкой. Хорошие результаты для повышения
износостойкости и прочности дают железохроми стые электроды типа
сормайта
и стеллита.
Изношенные зубья
ремонтируют
и
автоматической наплавкой порошковой лентой под слоем флюса.
Шестерни с односторонним износом зубьев иногда перево рачивают и используют для дальнейшей работы другой сторо ной,
применяя в отдельных случаях небольшую конструктив ную
переделку.
Цепные колеса (звездочки) являются ответственными деталями
передач буровых установок. Основная их неисправность — износ
зубьев по толщине. Для их восстановления применяют наплавку
электродами Э-42, ЭНХ-25 или ЭНХ-30. Чтобы избежать коробления,
металл наплавляют через пять-шесть зубьев с учетом охлаждения
колес. После механической обработки профиль и шаг зубьев
контролируют шаблонами и дополнительно проверяют наложением
участка новой цепи. При большом износе цепные колеса заменяют
новыми.
Внутренний диаметр неподвижных колес восстанавливают
рассмотренными выше способами.
Изношенные антифрикционные втулки свободно вращаю щихся
цепных колес заменяют новыми, запрессовывая их в ко лесо или
нагревая колесо до 350 °С. Зазор между новой втулкой и валом
должен быть равен 0,25—0,65 мм, что достигается при- шабриванием.
Звездочки небольших размеров можно восстановить термит ной
наплавкой в формах, выполненных по профилю нового зуба.
§ 4. СБОРКА РАЗЪЕМНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ДЕТАЛЕЙ МАШИН
К разъемным соединениям деталей машин относятся резьбовые,
шпоночные, шлицевые и прессовые в отличие от неразъ емных
сварочных, заклепочных и клееных соединений.
Резьбовые соединения широко применяются при сборке ма шин и
условно делятся на нормальные (болт, винт, шпилька и гайка) и
специальные, когда резьбу выполняют на деталях ма шин. Резьбовое
соединение должно исключить взаимное пере мещение соединенных
деталей во время работы механизма. Однако усилие затяжки не
должно быть чрезмерным, так как это может вызвать срыв резьбы,
поломку
или
деформацию
деталей.
Максимальное
усилие,
создаваемое на конце ключа, мо жет достигать 300 Н при затяжке
одной рукой; 450 Н при затяжке двумя руками; 600—800 Н при
затяжке с участием веса тела.
Длина ключа обычно составляет 15 —20 диаметров резьбы. Таким
образом, можно приблизительно оценить момент затя жки, причем не
допускается применение удлинителей. Обычно резьбовое соединение
нагружается осевыми силами во избежа ние срезывающих усилий.
Чтобы стык не раскрылся, затяжка резьбового соединения должна
создать силу, несколько большую, чем статическая нагрузка, а в
случае знакопеременных нагрузок сила затяжки должна быть в
несколько раз больше нагрузки.
Для фланцевых соединений с мягкой прокладкой сила за тяжки
должна быть в 1,5—2,5 раза больше нагрузки, при фасонной
металлической прокладке — в 3,5 раза. Допустимые моменты затяжки
приводятся в справочной литературе. Необходи мые моменты затяжки
узлов ответственных машин указываются в паспортных данных. В
этом случае затяжку осуществляют динамометрическими ключ ами,
показывающими
крутящий
момент,
или
предельными,
выключающимися при достижении заданного момента затяжки.
Резьбовые соединения изнашиваются из-за недостаточной затяжки в
соединениях со знакопеременными нагрузками, чрезмерной затяжки и
частых раз- борочно-сборочных операций. Износ резьбовых
соединений проявляется в изменении шага резьбы, что затрудняет
свинчивание, увеличивается зазор в часто разбираемых соединениях,
рабочие поверхности профиля резьбы сминаются под действием
рабочих нагрузок. Изношенные или поврежденные мелкие кре пежные
детали (болты, винты, гайки и т. д.) заменяют новыми. Изношенную и
сорванную резьбу в отверстиях можно восста новить методом
дополнительной детали-ввертыша или методом ремонтных размеров,
рассверлив и нарезав резьбу большего диаметра, а также углубив
отверстие и дорезав в нем резьбу. В последнем случае ответная деталь
должна быть с удлиненной резьбовой частью.
Перед сборкой резьбовых соединений осматривают резьбу,
контролируют легкость свинчивания деталей, проверяют длину
болтов и шпилек с тем, чтобы гайки навинчивались полностью.
Перед свинчиванием резьбу смазывают, кроме отдельных случаев,
когда попадание масла запрещено. Головки болтов, гаек и винтов не
должны иметь дефектов. При сборке нельзя ставить крепежные детали
с отклонениями от чертежа машины. В случае крепления детали
несколькими болтами или шпильками гайки завинчивают постепенно,
производя затяжку накрест лежащих гаек с одинаковой силой.
Неравномерная затяжка может вызвать внутренние напряжения и
поломку детали. Затяжку болтов, расположенных в одну линию,
следует начинать со средних, постепенно переходя к крайним. Для бо лее равномерного распределения давления на большую пло щадь под
торцы гаек подкладывают плоские шайбы.
Во время работы механизма знако переменные нагрузки и
вибрация приводят к самоотвинчиванию, что может быть при чиной
серьезных аварий, поэтому при монтаже необходимо уде лять особое
внимание средствам предотвращения самоотвинчивания.
Наиболее часто для стопорения применяют пружинные шайб ы
(гроверы). Нормальный развод шайбы равен ее двой ной толщине.
Если пружинная шайба, бывшая в употреблении, потеряла упругость,
ее заменяют новой. Установка под гайку двух шайб не допускается.
Стопорение
пружинными
шайбами
внутри
механизма
не
применяется, так как обломившиеся концы шайбы могут привести к
аварии.
Для стопорения гаек используют также замковые шайбы с
наружным и внутренним лепестками. Наружный стопорный лепесток
замковой шайбы отгибают в паз фигурной гайки или на грань
шестигранной гайки или болта. Замковые шайбы не должны иметь
трещин в местах перегиба.
Корончатые гайки стопорятся шплинтами. Гайку затягивают так,
чтобы один из ее пазов совпал с отверстием под шплинт в болте.
После установки более длинный конец шплинта отги бают на болт,
другой — на плоскость гайки. Шплинт должен быть подобран по
диаметру отверстия и плотно сидеть в нем.
Болты, расположенные группой и имеющие отверстия в го ловках,
крепят проволокой таким образом, чтобы после стяги вания концов
каждый болт получил натяжение в направлении завинчивания.
Концы проволоки стягивают и скручивают пло скогубцами. Одним из
средств стопорения является контргайка, т. е. на резьбовой конец
после основной навинчивают вторую гайку, которая создает
дополнительную силу в резьбе, пред отвращая самоотвинчивание.
Завинчивание шпилек —одна из трудоемких операций при
сборке, так как необходимо обеспечить достаточную плотность их
посадки в деталь. Чтобы обеспечить перпендикулярность оси
шпильки к плоскости детали, сверлить отверстия и нарезать резьбу
необходимо на станках с применением кондукторов. Предотвратить
деформацию установленных шпилек и не по вредить их резьбу при
выполнении последующих сборочных ра бот можно, надев на
шпильки отрезки трубок.
Шпильки, вывинчивающиеся из гнезда, при отвинчивани и гайки
необходимо заменить, подобрав более точные по диа метру. Это
объясняется тем, что шпильки устанавливают в кор пусных литых
деталях,
резьбы
которых
не
выдерживают
много кратных
отвинчиваний и завинчиваний. В целях предупрежде ния износа
резьбы в корпусе применяют также втулки, переводники и штуцеры,
плотно сидящие по наружной резьбе в корпусе, внутренняя резьба
которых позволяет производить многократную разборку. В
соединениях, которые редко разбира ются, для большего уплотнения
рекомендуется смазывать резьбу суриком или белилами. Для
крепления на валах и осях звездочек, шестерен, муфт или шкивов при
передаче крутящих моментов применяют клиновые, призматические и
сегментные шпонки.
Сборку шпоночного соединения начинают с контроля размеров
шпоночных пазов вала и ступицы, а также с проверки параллельности
паза и оси вала. Если возможно, то насажи вают деталь на вал и
контролируют совпадение пазов. Шпонки и пазы должны иметь
фаски, отсутствие которых затрудняет монтаж. Затем проверяют
посадку шпонки в пазах. При необходимости шпонку пригоняют
(опиливают) по рабочим поверхностям. В ответственных соединениях
пришабривание ведется по краске.
Клиновая шпонка должна свободно перемещаться в пазах вала и
отверстия, что требует точного соблюдения допусков на боковой
зазор шпонки и паза, который контролируется щупом. Затем
проверяют прилегание широкой плоскости шпонки ко дну паза во
втулке. Обе поверхности должны иметь одинаковый уклон, что может
быть определено замерами. Если уклоны одинаковы, то поверхность
шпонки, прилегающая к валу, должна быть параллельна оси
отверстия.
Если уклоны разные, одну из широких плоскостей шпонки
опиливают. При сборке соединения кл иновую шпонку забивают в
пазы ступицы и вала молотком через мягкую прокладку. Го ловка
клиновой шпонки и затянутом состоянии должна отстоять от торца
ступицы.
Тангенциальные шпонки собирают аналогично клиновым. В каждом
из пазов тангенциального соединения работают две шпонки. Очень
важно, чтобы наклонные поверхности шпонок хорошо прилегали друг
к другу. Прилегание поверхностей следует проверять по краске, а
необходимые исправления делать опиливанием.
Призматические шпонки устанавливают в пазах ступицы и ва ла без
зазора по боковым сторонам и с зазором по широким граням.
Пригнанную по пазу шпонку медным молотком осажи вают в паз вала
и контролируют размеры выступающей части шпонки на обоих ее
концах. Поверхность шпонки должна быть параллельна оси вала.
Глубина паза во втулке, определенная замером, должна обеспечить
гарантированный зазор со шпонкой. При необходимости широкую
поверхность втулки следует опилить. Призматические шпонки
подвижных соединений крепятся в пазу винтами.
Шлицевые соединения более надежны по сравнению со шпоночными.
Перед сборкой этих соединений контролируют нали чие фасок,
закруглений, а также состояние поверхностей, на ко торых не должно
быть забоин и заусенцев. Собираемые поверх ности следует смазать.
Подвижные шлицевые соединения обычно имеют скользящую,
ходовую и легкоходовую посадки, их собирают вручную.
Неподвижные соединения имеют глухую, тугую и плотную по садки;
их собирают напрессовыванием охватывающей детали на вал с
помощью
специальных
приспособлений
или
с
подогревом
охватывающей детали до 100—120 °С.
Неподвижные соединения запрещается собирать ударами молотка,
так как при этом могут получиться перекос насажи ваемой детали и
задиры на шлицах. После сборки их контроли руют на биение, а
подвижные соединения — на легкость перемещения детали по всей
длине шлица. Усилие перемещения должно быть равномерным без
местных перекосов и заклинивания.
Прессовые соединения в зависимости от величины натяга,
конструктивных размеров и технологических возможностей мо гут
быть выполнены различными способами: а) на прессах;
б) с применением винтовых приспособлений; в) запрессовкой под
действием груза, опускаемого на запрессовываемую деталь; г)
запрессовкой при нагреве охватывающей детали; д) охлаж дением
охватываемой детали без нагрева или с нагр евом охватывающей
детали.
Для обеспечения качественных соединений необходимо про вести
ряд
подготовительных
операций.
Контактные
(сопрягае мые)
поверхности деталей должны быть тщательно промыты и протерты,
на них не должно быть забоин и заусенцев. Заход - ный конус на валу
принимается равным 7—10°, что способствует лучшему направлению
деталей во время запрессовки. Перед запрессовкой диаметры
сопрягаемых деталей замеряют. При формировании одинаковых
соединений детали следует подбирать по натягам, гарантирую щим
получение более прочных сопряжений.
Поверхности деталей при запрессовке без нагрева или ох лаждения
во избежание задиров и для облегчения процесса покрывают
машинным маслом или смесью машинного масла с графитом.
Контроль качества запрессовки осуществл яют внешним осмотром
деталей (возможны трещины).
При отсутствии необходимого оборудования на запрессовы ваемую
деталь опускают груз, причем вес его должен быть на 20 -Р25 %
больше, чем усилие запрессовки данной детали на прессе.
При запрессовке без подогрева или охлаждения пользуются
специальными наставками из мягкого металла, накладывае мыми на
торец запрессовываемой детали, чтобы предохранить ее от
повреждения.
В нефтяном оборудовании часто встречаются неподвижные
соединения, осуществляемые с большим натягом. Для получения
таких соединений применяют метод нагрева охватывающей или
охлаждение охватываемой детали.
Кроме цилиндрических соединений с натягом для посадки на вал
зубчатых колес, муфт и маховиков применяют соедине ния по
конической поверхности.
Конусные соединения собирают с натягом, который обеспе чивается за счет напрессовки ступицы детали на вал. Насажен ную на
вал деталь дополнительно крепят на нем гайкой. Пре имущество
конусных соединений перед цилиндрическими — легкость их сборки
и хорошая центровка сопрягаемых деталей. Перед сборкой
прилегание
поверхностей
контролируют
по
краске.
Конус
охватываемой детали должен по всей длине плотно соприкасаться с
конусом вала. При правильной посадке между торцами вала и
ступицы остается небольшой зазор. Усилие затяжки гайки и глубина
запрессовки должны точно соответствовать техническим условиям на
сборку соединения. Несоблюдение этих условий может вызвать
перегрузку и привести к аварии.
„Л
Штифты фиксируют взаимное положение двух соединенных
деталей, а в некоторых случаях они воспринимают силы сдвига,
разгружая болты и шпильки от изгибающих и срезающих уси лий.
Штифты бывают цилиндрические и конические. Их встав ляют в
отверстие легкими ударами молотка из мягкого мате риала и
пригоняют по напряженной посадке. Отверстия под штифты
обрабатывают сверлением с последующим развертыва нием.
Преимущество конических штифтов заключается в том, что их
можно несколько раз вставлять в одно и то же отверстие, не нарушая
качества соединения.
§ о. СБОРКА УЗЛОВ С ПОДШИПНИКАМИ
КАЧЕНИЯ И СКОЛЬЖЕНИЯ
Сборка узлов с подшипниками качения
Работоспособность узла, в который входит подшипник каче ния, в
значительной
степени
зависит
от
правильности
установки
подшипников и общего качества сборки узла.
Посадочные места на валу и в корпусе должны иметь установленную
техническими требованиями форму и надлежащую чистоту поверхности;
на них не допускаются заусенцы, забоины, царапины и другие дефекты.
Очень важно при сборке обеспечить посадку подшипников с нормальной
плотностью. При слишком плотной посадке наружное кольцо
подшипника сжимается, в результате чего шарики защемляются и
подшипник быстро выходит из строя. При чрезмерном зазоре кольца
подшипника начинают проскальзывать, вызывая износ посадочных
поверхностей.
Детали узла, собираемые с подшипниками качения, должны быть
чистыми. Абразивная пыль и другие загрязнения повреж дают
поверхности шариков, роликов и дорожек качения, уско ряя износ
подшипников. Чтобы не допустить этого, подшип ники перед установкой
на место промывают в смеси бензина и минерального масла или в
обезвоженном чистом керосине. Промытые подшипники укладывают на
чистую бумагу и просушивают. Сразу после просушки их смазывают,
покрывая маслом все поверхности, особенно внутренние.
Новые
подшипники
распаковывают
перед
самой
сборкой.
Предохранительную смазку, нанесенную на заводе -изготови- теле,
удаляют промывкой в бензине, а затем покрывают под шипник
эксплуатационной смазкой. Рабочее место, где производится сборка,
должно быть сухим, защищенным от проникно вения пыли и вредных
паров.
Подшипники
устанавливают
ручными
или
гидравлическими
прессами с помощью специальных оправок, которые предотвра щают
повреждение подшипника и обеспечивают равномерную посадку.
Усилие запрессовки должно быть приложено непосред ственно к кольцу
с неподвижной посадкой; запрещается пере дача усилия через элементы
качения. Часто подшипник качения запрессовывают в корпус или
насаживают на вал, равномерно ударяя молотком через медную
выколотку по торцевой поверхности кольца, что может приве сти к его
перекосу.
Вместо медной выколотки можно применять оправку в виде отрезка
стальной трубы, торцы которой должны быть тща тельно обработаны и
строго перпендикулярны к ее оси. Нельзя ударять молотком
непосредственно по кольцам или сепаратору подшипни ка, что может
привести к его разрушению.
Крупногабаритные подшипники со значительным натягом обычно
устанавливают на вал после нагрева в ванне с маслом до температуры не
выше 90 °С. Температуру контролируют термометром, так как перегрев
может вызвать деформацию и уменьшить твердость подшипника.
Для подогрева мелкие подшипники подвешивают в ванне на крючки,
а крупные укладывают в ванну на решетку, отстоящую от дна на
расстояние 50—80 мм для осаждения грязи стекающей с подшипников.
Нагретый подшипник быстро насаживают на вал и с помощью пресса
доводят до места. Выполняют эту операцию в брезентовых
рукавицах, чтобы не обжечь руки.
Ответственная операция при сборке узлов с подшипниками
качения — регулировка осевых зазоров, указанных в техниче ских
условиях. Необходимые зазоры обеспечивают с помощью прокладок
или резьбовыми компенсаторами. Для определения количества
прокладок затягивают винтами торцевую крышку подшипника до
выборки зазора (тугое вращение вала), заме ряют щупом расстояние
между деталью и крышкой, затем подбирают прокладки между
корпусом и крышкой, толщина кото рых должна быть равна величине
зазора между корпусом и крышкой плюс величина осевого зазора по
техническим условиям. При эксплуатации одинаково вреден как
увеличенный, так и уменьшенный з азор в радиально-упорных
подшипниках.
При резьбовых компенсаторах зажимают болтом подшип ник до
заметного торможения вала, а затем отвинчивают болт на часть
оборота. В упорных подшипниках кольца имеют раз ные диаметры,
как наружные, так и внутренние. Кольцо с меньшим внутренним
диаметром устанавливают на вал, а с боль шим — в корпус.
Для монтажа игольчатых подшипников применяют изготов ленную
из жести оправку, в которой собирают иголки и тор цевые кольца.
Приставив оправку с подшипником к отверстию в детал и,
выталкивают подшипник нажимом ни переднее кольцо из оправки в
отверстие. Качество сборки узлов прове ряют проворачиванием валов
в подшипниках. Вращение должно быть плавным и легким, без
заметного
люфта.
Осевое
перемещение
вала
определяют
мерительным инструментом. Фетровые уплотнительные кольца
закладывают в канавку крышки, используя конусные оправки. Для
установки резиновых уплотнительных манжет и колец валы, оси и
корпуса должны иметь заходную фаску. Если конец вала не имеет
достаточной фаски, то манжеты надевают на специальную конусную
оправку, цилиндрическая часть которой равна диаметру вала.
Подставив оправку к торцу вала, манжеты сдвигают с оправки на вал
с помощью трубчатой надставки, внутренний диаметр которой
несколько больше диаметра вала.
Сборка узлов с подшипниками скольжения
Сборка подшипников скольжения включает установку под шипников в корпусе, пригонку их, укладку вала в подшипники и
регулирование опор.
Порядок установки подшипников в корпусе зависит прежде всего
от их конструкции (втулка, вкладыши).
Установка цельной втулки в корпусе предусматривает за прессовку
ее, закрепление от проворачивания и подготовку от верстия. В
зависимости от конструкции узла, натяга в сопряже нии и размеров
втулки ее запрессовывают в холодном состоя нии, нагревая корпус или
охлаждая втулку. После запрессовки втулку стопорят в корпусе с
помощью винтов или штифтов, устанавливаемых с торцов, по
поверхности сопряжения или в отверстия буртов. Сверлят отверстия и
нарезают резьбу под стопорные детали после запрессов ки втулки
подшипника в корпус.
Основной операцией сборки является проверка отверстия втулки по
валу. После запрессовки внутренний диаметр втулки уменьшается, что
вызывает необходимость в дополнительной обработке шабрением,
растачиванием, протягиванием, развертыванием и калибровкой шариком.
Зазор между валом и втулкой контролируют щупом. Он должен
соответствовать величине, заданной в чертеже, и быть одинаковым по
длине втулки или отличаться не более чем на 0,05 мм. Торцевые
поверхности втулок пригоняют к заплечникам вала шабрением с
площадью прилегания не менее 60%. Сборка разъемного соединения за ключается в установке в корпус и крышку вкладышей и шабре нии их для
обеспечения необходимой площади прилегания с од ной стороны к валу,
с другой — к крышке и основанию.
Точное прилегание вкладышей к крышке и основанию при дает
подшипнику жесткость, обеспечивает равномерную передачу сил от вала
к основанию и эффективный теплообмен. Точность прилегания
обеспечивают опиливанием и шабрением, а качество сопряжения
оценивают по краске.
В основание подшипника, поверхность которого покрыта тонким
слоем берлинской лазури, устанавливают вкладыш и поворачивают его
3—4 раза на угол 20—30° в двух направлениях. По следам краски,
оставшимся на вкладыше, судят о точности прилегания и производят
шабрение.
Вкладыш должен равномерно прилегать к валу, чтобы обеспечить
необходимую площадь контакта, что достигается также шабрением по
отпечаткам краски или бликам, полученным после вращения вала в
подшипнике. Пришабренные вкладыши и другие детали подшипников
маркируют. Толстостенные вкладыши стопорят от проворачивания
штифтами. Крышку подшипника фиксируют относительно корпуса на
штифтах, пазах или шипах.
При сборке втулок и вкладышей необходимо обеспечить совпадение
маслоподводящих отверстий с допустимым отклонением 0,2—0,5 мм.
Масляные канавки и отверстия после сборки промывают керосином и
продувают воздухом. Масляный зазор подшипника регулируют
прокладками в местах разъема вкладышей. Для проверки величины
зазора между шейкой вала И вкладышами в местах разъема вкладышей
помещают тонкие проволоки или пластинки из свинца и скрепляют
верхнюю и нижнюю половинки подшипника до отказа. Пластинки
сплющиваются, затем их вынимают и микрометром замеряют
толщину. По разности среднеарифме тических толщин деформированных пластинок определяют действительный зазор и тол щину
прокладок, необходимых для получения соответствую щего масляного
зазора.
Тонкостенные вкладыши с толщиной до 3 мм при сборке не
пришабривают, а подбирают на прилегание их к гнездам по краске.
После установки подшипники многоопорного вала прове ряют на
соосность, например контрольной скалкой, диаметр которой меньше
номинального диаметра втулки на величину допустимой несоосности.
Чтобы добиться соосности крупных подшипников, установленных на
большом расстоянии один от другого, пользуются струной, т. е.
стальной проволокой диаметром 0,25—0,50 мм. Один конец
проволоки закрепляют на стойке, а другой перекидывают через ролик
и подвешивают груз. Стойку и ролик можно перемещать в двух
направлениях, Вначале струну устанавливают параллельно базовой
плоскости корпуса, а затем, перемещая стойку и ролик, добиваются
совпадения струны с осями крайних подшипников. Далее по натяну той струне устанавливают все промежуточные опоры.
В случае особо точной установки подшипников их соосность
контролируют оптическими приборами. Протерев и смазав шейки
вала и подшипников, вал устанавливают в опорах сколь жения. Гайки,
крепящие
крышки
подшипников,
равномерно
за тягивают
динамометрическим ключом. Качество сборки контролируют
проворачиванием вала, замеряя крутящий момент, который не должен
превышать величину, указанную в техноло гической карте сборки.
§ 6. СБОРКА ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ
Сборка цилиндрических зубчатых передач включает уста новку и
закрепление колес на валу, установку валов с колесами в корпусе,
проверку и регулирование зацепления. Посадка зуб чатых колес на
валу осуществляется одним из методов, приме няемых для прессовых
соединений. При напрессовке зубчатых колес возможно искажение
профиля зубчатого колеса, неплотное прилегание ступицы к шейке и
к упорному буртику вала, радиальное биение и перекос колеса на
валу. Все эти погрешности обнаруживают с помощью измерительных
инструментов. Так, радиальное и торцевое биение определяют с
помощью индикаторов, проворачивая вал в центрах или на призмах.
Плавность, бесшумность и долговечность зубчатой пары будут обес печены при соблюдении меЖЦентровых расстояний валов и их
параллельности; при наличии между зубьями шестерен задан ного
зазора, необходимого для образования смазочного слоя и
предупреждения заклинивания зубьев от теплового расшире ния; при
заданном пятне контакта двух зубьев зацепления.
Межцентровое расстояние и параллельность осей отверстий
проверяют после установки вкладышей или втулок подшипников, в
которые вставляют валы-калибры. Замеряя расстояние между валами
и прибавляя полусумму их диаметров, получают межцентровое
расстояние, а сравнивая межцентровые рассто яния у двух концов
валов — отклонение от параллельности. Точной установки валов
добиваются перемещением подшипников.
Боковой зазор собранной зубчатой пары может быть опре делен
слесарным щупом, свинцовыми пластинками или индика торным
устройством.
Первый способ наиболее простой. Щуп вводят между зубь ями по
линии делительной окружности и, поворачивая шестерни, определяют
зазор в трех-четырех точках. Сравнение величин зазоров укажет
правильность или неправильность сборки.
При втором методе накладывают на зуб свинцовую пла стинку в
2—2,5 раза толще гарантированного бокового зазора и деформируют
ее, поворачивая колеса. Толщину оттиска из меряют микрометром.
Аналогично первому методу сравнивают оттиски, полученные в трех четырех точках. При проверке широких зубчатых колес свинцовые
пластинки укладывают в двухтрех и более сечениях по длине зуба,
что позволяет судить не только о величине бокового зазора, но и об
изменении его по длине зуба. При измерении зазора индикатором
одна из шестерен стопорится. Ножку индикатора настраивают по
линии делительной окружности перпендикуля рно к профильной
поверхности зуба второй шестерни. Поворачивая последнюю до упора
в обе стороны и отмечая показания индикатора, определяют боковой
зазор.
Чтобы проверить пятно контакта зубчатой пары, на зубья одной из
шестерен наносят тонким слоем краску, затем на несколько оборотов
проворачивают зубчатую пару. Поверхность зубьев ответной
шестерни покрывается следами краски, харак теризующими размеры
пятна контакта и его расположение. От печатки краски дают несколько
увеличенное по сравнению с истинным пя тно контакта, поэтому для
окончательной проверки передачу обкатывают в течение 10 мин без
краски и масла с подачей на зубья керосина.
На поверхностях зубьев образуются хорошо видимые блики,
дающие точную картину пятна контакта. Некачественное пятно
контакта и неправильное место его расположения на зубьях является
следствием погрешностей сборки.
Качество сборки конической зубчатой пары зависит от того,
тасколько точно совпадают вершины начальных конусов шесте рен.
Положение конических колес можно регулирова ть по шаблонам,
после чего определять толщины необходимых прокладок для осевого
перемещения валов. После сборки контролируют боковой зазор и
контактное пятно одним из описанных выше методов. При отсутствии
шаблонов регулирование ведут непо средственно по боковому зазору и
контактному пятну.
Отпечаток краски при правильном зацеплении в пределах 6 -й
степени точности должен составлять 70 % длины и высоты зуба, а в
пределах 8-й степени точности — 50 %.
При сборке червячных передач следует строго выдерживать
перпендикулярность осей, межосевое расстояние и совпадение
средней плоскости колеса с осью червяка.
Межосевое расстояние и перпендикулярность осей червяка и
колеса проверяют с помощью контрольных валиков, поме щенных в
опоры корпуса. Делая соответствующие замеры между валиками,
определяют точность расположения осей.
Совпадение средней плоскости колеса с осью червяка в крупных
передачах проверяют отвесом или шаблоном, а в ма логабаритных—
по пятну контакта зубьев. Если зацепление правильное, пятно касания
размещается по центру колеса в на правлении его вращения, занимая
на поверхности зуба не менее 75 % его длины в передачах 2-й степени
точности и не менее 55 % длины при 4-й степени точности.
Гарантированный боковой зазор определяют по углу пово рота
червяка при закрепленном червячном колесе.
Собранные, отрегулированные и обкатанные зубчатые и чер вячные
передачи подвергают рабочему испытанию, контроли руя температуру
нагрева подшипников, шестерен и масла, мо мент, необходимый для
проворачивания элементов передачи, степень и характер шума,
издаваемого работающей передачей.
Все замеренные величины должны быть в пределах нормы.
Обкатку и испытание проводят на специальных стендах без на грузки
и под нагрузкой, создаваемой электрическим, механи ческим и
гидравлическим тормозами.
§ 7. РЕМОНТ И СБОРКА ЦЕПНЫХ И РЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ
В буровых машинах применяют в основном многорядные
втулочно-роликовые цепи, способные передавать большую мощ ность.
В процессе работы происходит удлинение и износ звеньев, что
приводит к изменению шага цепи, вызывая износ зубьев звездочек,
соскакивание и обрыв самой цепи. Увеличе ние длины цепи
вследствие износа проверяют на отрезке в 10 — 20 звеньев. Для
проверки удлинения один конец цепи закреп ляют, а к другому
подвешивают груз весом 200—500 Н. Вту - лочно-роликовые цепи
выбраковывают при увеличении шага более чем на 3 %.
Ремонт цепей заключается в их разборке, выбраковке из ношенных
или поломанных деталей и замене их новыми. При удалении негодных
звеньев расклепанные концы валиков ста чивают, после чего они легко
выбиваются, не повреждая отверстий в наружных пластинах. Цепи
собирают на специальной плите, имеющей углубление под головки
заклепок для цепей разного шага.
В отремонтированной цепи проворачивание валиков в на ружных
пластинах и втулок во внутренних пластинах, а также наличие трещин
и выкрошиваний на элементах цепи не допу скаются.
Процесс сборки цепной передачи состоит из установки и за крепления звездочек на валах, надевания цепи и регулирования
передачи. Звездочки устанавливают на вал методами сборки
шпоночных, шлицевых и прессовых соединений. Чтобы цепь
правильно набегала на зубья, оси валов должны быть строго
параллельны, а звездочки установлены в одной плоскости. От носительное смещение звездочек определяют при помощи натя нутого
шнура. Для устранения смещения звездочек в ряде слу чаев
конструкцией
предусматривается
возможность
регулирова ния
положения одной из них с последующим ее закреплением.
Закрепленные на валу звездочки проверяют на радиальное и торцевое
биение. Величины допускаемого биения указываются в технических
условиях на сборку. Среднее биение составляет обычно 0,1 мм на
каждые 100 мм диаметра звездочки.
Длину цепи определяют расчетом или техническими услови ями.
После ее проверки цепь укладывают на звездочки и стя гивают
специальной
винтовой
стяжкой,
затем
концы
смыкают
соединительным звеном. Когда звездочки расположены на кон цах
валов, концы цепи могут быть соединены до сборки пере дачи.
Заключительная операция сборки — натяжение цепи с помощью
специальных устройств (оттяжные звездочки, передвижные опоры).
Слабое натяжение цепи вызывает ее вибрацию, излишнее — приводит
к повышенному износу подшипников и всей передачи. Нормальным
натяжением считается такое, при котором стрела провисания
составляет менее 0,02 межосевого расстояния звездочек. Качество
сборки передачи выявляется при работе. Движение цепи должно быть
прямолинейным, боковые скольжения указывают на неточность
выверки валов.
Кроме цепных передач в нефтепромысловом оборудовании
применяют ременные передачи клиновыми ремнями, основными
дефектами которых являются вытяжка, расслаивание, истира ние,
поперечные трещины и разрывы. Дефектные ремни заме няют новыми.
В буровых машинах применяют в основном многорядные
клиноременные передачи. При выходе из строя одног о из ремней
комплекта рекомендуется заменить весь комплект. Это при водит к
большому расходу ремней. Чтобы использовать бывшие в работе, но
еще годные ремни, необходимо подобрать их в комплекты. При таком
подборе допускается удлинение всех ремней комплект а до 4 % по
сравнению с длиной, указанной на ремне. Иногда отдельные ремни
комплекта дополнительно вытягивают и обкатывают на специальном
стенде. У годных по внешнему состоянию клиновых ремней длину их
вытяжки определяют на приспособлении с двумя шкивами, один из
которых жестко закреплен на раме, а второй установлен подвижно и
связан с динамометром и ходовым винтом. Каждый шкив со стоит из
двух раздвижных дисков с конусными внутренними поверхностями,
что позволяет контролировать ремни различной ширины.
Для различных ремней устанавливают, кроме этого, соот ветствующее натяжение. Длину вытяжки ремня определяют по
показаниям измерительной линейки, учитывая при этом, что
показания ее надо удвоить.
Кроме подбора ремней по длине и сечению комплект дол жен
включать только ремни одного типа, конструкции и одной группы (по
отклонению от номинальной длины). Несоблюдение хотя бы одного
из этих условий приводит к преждевременному выходу ремней из
строя, так как в процессе эксплуатации они будут удлиняться по разному.
Клиноременная передача приобретет большую долговеч ность и
будет передавать мощность с меньшими потерями, если оси шкивов
параллельны, оси канавок находятся в одной пло скости, отклонение
длины ремней минимальное, профиль ремня соответствует канавке на
шкиве, натяжение ремней исключает проскальзывание, передача
защищена от попадания влаги и масла. Перед сборкой передачи
комплектуют необходимое количество ремней по профилю и длине.
Профиль подбирают в соответствии с размерами канавки шкива.
Ремень не должен ни выступать из канавки, ни касаться ее дна. Перед
монтажом передачи агрегаты сближают, уменьшая межцентровое
расстояние настолько, насколько позволяет натяжное устройство. За тем надевают ремни и производят натяжку. Контроль натяже ния
ведется обычно по стреле прогиба ведущей ветви ремней,
нагруженных грузом. Вес груза и стрелу прогиба указывают в
технических требованиях. Если во время обкатки машины ремни
деформируются, это свидетельствует о неправильной установке
шкивов. Допустимое отклонение на несовпадение плоскостей и от
параллельности шкивов указывают в техни ческих требованиях.
§ 8. РЕМОНТ БАЗОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
К базовым деталям относятся станины, корпуса, картеры, рамы.
Они обычно литой или сварной конструкции, несут на себе все
подвижные и неподвижные детали и воспринимают статические и
динамические нагрузки, которые возникают в процессе работы
машины. Так как картер должен восприни мать нагрузки без
остаточных деформаций, он изготовляется прочным, а конструкция
машины определяет его габаритные размеры и сложность
конфигурации. Основными дефектами картеров являются трещины,
обломы, пробоины, износ посадоч ных отверстий под подшипники, а
также смятие и срыв резьб в отверстиях под шпильки и болты.
Трещины, обломы и пробоины в корпусах устраняют электродуговой
сваркой в холодном состоянии методом отжигающих валиков или с
предварительным нагревом. Технология сварки чугунных деталей
подробно рассмотрена в методах восстановления деталей сваркой и
наплавкой. Трещины в ненагруженных местах заделывают также
полимерными композициями на основе эпоксидных смол, применяют
замазки или ставят заплатки на резьбе, заклепках и на клею.
Ремонт корпусных деталей эпоксидной смолой включает
следующие операции:
1. Подготовку поверхности детали, которая заключается в
засверливании концов трещин, разделывании фаски, зачистке
покрываемых мест до металлического блеска с последующим
обезжириванием ацетоном или щелочным раствором.
2. Приготовление композиции на основе эпоксидной смолы,
подогретой до 60 °С, с пластификатором. После их п еремешивания
добавляют наполнитель и еще раз тщательно переме шивают.
Наполнитель в виде тонкоизмельченного металличе ского порошка,
графита и других материалов снижает усадку смолы, сближает
коэффициент расширения связующего и скле иваемого материалов и т.
д. В заключение добавляют отверди- тель и опять перемешивают
состав.
3. Нанесение композиции на поврежденное место, которое
осуществляется шпателем или специальным шприцем.
Так как композиция начинает затвердевать через 20 мин по сле
добавки отвердителя, заделку повреждений следует вести без
промедления. Если характер повреждения таков, что за делка за один
раз невозможна, применяют одинарные или мно гослойные заплаты,
изготавливаемые из стеклоткани.
4. Термическую обработку покрытия для ускорения тверде ния
клеевого состава. Хорошие результаты дает выдержка де талей при 20
°С в течение суток с последующим нагревом до 130 —150 °С в течение
2—3 ч.
В ремонтном производстве эпоксидный клей применяют также для
восстановления
неподвижных
посадок
втулок
и
резь бовых
соединений. Так, при износе и повреждении резьбы под шпильки
сопрягаемые поверхности зачищают, обезжиривают и покрывают
слоем клея. После завинчивания шпильки в отверстие удаляют
излишки состава и соединение термообраба - тывают.
При повреждении резьбы в местах крепления поддонов и крышек
ее прогоняют метчиком. При обрыве более чем двух ниток можно
нарезать новую резьбу большего диаметра и со ответственно
увеличить размеры шпилек и болтов. Поломан ные шпильки удаляют
методами, описанными в разделе, посвя щенном разборке резьбовых
соединений. Иногда в процессе эксплуатации обнаруживается
коробление картера. Это может быть вызвано перегревом и резким
охлаждением, а также естественным старением чугуна. Коробление
сопрягаемых плоских деталей устраняют шлифован ием или
шабрением. Несоосность посадочных гнезд опор, вызванная
короблением, приводит к быстрому износу подшипников и валов.
Соосность восстанавливается расточкой под ремонтный размер или
под
дополнительно
устанавливаемые
втулки.
Аналогично
восстанавливаются изношенные гнезда подшипников качения и
скольжения. Менее сложными, но крупногабаритными и тяжелыми
деталями являются рамы машин. Рамы используют для транс портировки и установки машин на фундамент. Изготовляют их из
проката разного профиля: полос, уголков, швеллеров и труб.
Элементы рам соединяют сваркой, к которой предъявляются
повышенные требования, так как рамы несут большие нагрузки.
Наиболее часто встречаются такие дефекты рам, как ослабле ние
болтовых и заклепочных соединений, разрушение сварн ых швов,
трещины, разрушения, изгибы и скручивание основных несущих
болтов, стоек и поперечных связей. Ослабленные бол товые
соединения подтягивают. Изношенные болты и гайки за меняют
новыми. Ослабленные заклепки срубают и устанавли вают новые.
Качество клепки проверяют наружным осмотром и обстукиванием
молотком. В слесарно-сборочных цехах обычно прибегают только к
холодной клепке. Горячую клепку приме няют, как правило, в цехах
металлоконструкций.
При разрушении сварных швов металл этих швов срубают
зубилом, удаляют абразивным кругом или пламенем горелки, а затем
шов восстанавливают сваркой. Обнаруженные трещины заваривают
или в месте трещины приваривают накладку из соответствующего
проката. Несущие элементы рам в случае разрушения ил и
обнаружения трещин обычно заменяют но выми. Скрученные и
погнутые элементы подлежат правке в хо лодном или горячем
состоянии. Для этого применяют кувалды, наковальни, различные
прессы и специальные приспособления.
Контрольные вопросы
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Какими методами восстанавливают изношенные валы и оси?
Как восстанавливают изношенные шпоночные пазы?
Как ремонтируют детали класса «втулки»?
Какие методы применяют при ремонте шестерен?
В чем заключаются особенности сборки резьбовых соединений?
Расскажите о сборке опор качения и скольжения.
Каким образом контролируют качество сборки зубчатых и червячных передач?
Каковы особенности ремонта и сборки цепных и ременных передач?
Какие существуют методы ремонта базовых деталей?
ГЛАВА VI
РЕ М О НТ Б У Р ОВ ОГ О ОБ ОР УД О В А Н ИЯ
§ 1. РЕМОНТ КРОНБЛОКОВ И ТАЛЕВЫХ БЛОКОВ
Кронблок — неподвижный узел талевой системы, предназна ченный
для поддержания на весу талевого блока, крюка и под вешенного на нем
груза (рис. 7).
При разборке кронблока необходимо: открыть и снять ко жух 11;
отсоединить от рамы вспомогательный ролик; освобо дить опоры 4 и 12;
снять ось в сборе; отогнуть лепестки стопор ной шайбы и отвинтить
гайку 3; удалить штифт 13; снять с оси 5 опоры 4 и 12, втулку 6, блоки 10
с роликоподшипниками 8, а также дистанционные кольца 1 и 7;
выпрессовать роликоподшипники из ступиц блоков и вынуть пружинные
стопорные кольца 9; вывинтить масленки 2 из оси 5; очистить все детали
кронблока от грязи и промыть; выявить дефекты деталей и со ставить
дефектную ведомость.
Для облегчения выпрессовки подшипников ступицы блоков
нагревают газовыми горелками до 90—100 °С. При ремонте кронблока
заменяют роликоподшипники, крепежные и другие детали, износ
которых превышает допустимый.
Смена роликоподшипников канатных блоков вызывается недопустимым люфтом или поломкой. Предельно допустимый люфт
роликоподшипников № 42234 равен 0,3—0,4 мм. Подшипники, у которых
радиальный зазор превышает 0,5 мм, под лежат замене. Перед установкой
новых подшипников необходимо проверить размер отверстия в ступице
блока, который в сопряжении с фактическим размером наружного
диаметра верхнего кольца подшипника должен гарантировать сборку с
натягом 0,035 мм. Перед установкой подшипника блок пред варительно
нагревают до 100—160 °С, что облегчает монтаж и уменьшает износ
посадочного отверстия блока. При каждом
капитальном ремонте ось кронблока проверяют магнитным де фектоскопом.
Методы восстановления осей и блоков рассмотрены выше. Наиболее
быстро изнашиваются блоки, ближе расположенные к ходовому концу.
Поэтому при сборке блоков целесообразно переставить их на оси.
При ремонте вспомогательного блока восстанавливают про филь
канавки блока проточкой, а также заменяют ось блока и втулку.
Рама кронблока не должна иметь трещин и короблений; балки рамы
должны быть параллельны; отклонение от парал лельности по всей длине
балки не должно превышать ±5 мм, деформированную раму нео бходимо
править или заменять дефектные балки равнопрочными новыми.
После ремонта деталей перед сборкой кронблока необхо димо
очистить от грязи каждый смазочный канал в оси, про мывая его
керосином или продувая сжатым воздухом. Затем,
ввинтив масленки в торцы оси, продавливают смазку ручным насосом через
все отверстия.
Сборку отремонтированного кронблока производят в последовательности, обратной разборке. Перед посадкой блоков на ось
необходимо обильно смазать роликоподшипники. После сборки проверяют
от руки легкость вращения каждого канатного блока в отдельности. При
вращении любого из блоков соседний не должен вращаться.
Торцевое биение ручья блока, измеренное в наиболее уда ленных
точках, не должно превышать 1 мм. На рабочих поверх ностях ручья
допускается заварка единичных раковин диамет ром до 5 мм и
глубиной до 2 мм с последующей зачисткой.
Сварочные швы рамы кронблока не должны им еть трещин,
шлаковых включений, газовых пузырей, подрезов, пережога и других
пороков, влияющих на прочность шва.
Талевый блок (рис. 8) является подвижной частью талевой системы.
Разбирать талевый блок следует в следующем по рядке: отвинтить
гайки, выбить болты 17 и снять кожух 7; открепить и снять траверсу 9
и нижний щит 14; выбить шплинты, отвинтить гайки, выбить пальцы
16 и отсоединить серьгу 15 от щек 1 и 10; талевый блок положить на
щеку 1, отогнуть лепестки стопорной шайбы, отвинтить гайку 13 оси 4
и снять щеку 10; повернуть блок и освободить щеку 1; снять с оси
кольца 11, дистанционные кольца 3 и канатные блоки 8 с роликоподшипниками 5; выпрессовать роликоподшипники из ступиц
блоков и вынуть пружинные стопорные кольца 6; вывинтить масленки
12 из оси и выпрессовать при необходимости штифт 2; очистить все
детали от грязи и промыть; составить дефектную ведомость.
Характер износа деталей талевого блока и виды ремонтных работ
такие же, как у кронблока, за исключением восстанов ления серьги,
пальцев серьги, верхнего щита, нижнего щита и щек.
На поверхности серьги талевого блока в плоскости опас ного
сечения допускается углубление от износа до 3 мм при ширине до 10
мм. Заварка изношенных поверхностей не реко мендуется. Каждые 6
мес необходимо проверять щеки, пальцы, серьги и ось магнитным или
другим способом. Особое внимание при ремонте необходимо
обращать на щеки талевого блока. В процессе бурения и при спуско подъемных операциях он воспринимает статические, динамические и
вибрационные нагрузки, которые повышают напряжения в отдельных
элементах. В процессе эксплуатации отмечаются случаи обрыва щек
вследствие ослабления посадки пальцев 16. При наличии трещин в
щеках их необходимо заменить новыми. Выработку в щеках удаляют
наплавкой электродами, близкими по составу основному металлу щек.
Пальцы серьги с износом по диаметру более 2 мм подлежат замене.
Вмятины кожуха выправляют после нагрева газовой горелкой, а
надрывы заваривают.
Сборку талевого блока производят в последовательности,
обратной разборке. Все резьбовые соединения должны быть надежно
застопорены против самоотвинчивания под действием вибрационных
нагрузок.
§ 2 РЕМОНТ КРЮКОВ
Буровые крюки и крюкоблоки служат для поддержания на весу
бурильной колонны с вертлюгом во время бурения, для подвешивани я
с помощью стопоров и элеватора обсадных и бу рильных колонн при
спуско-подъемных
операциях,
а
также
для
выполнения
вспомогательных работ в процессе бурения и мон тажно-демонтажных
работ. По способу изготовления крюки де лятся на литые, кованые и
составные (пластинчатые). Последние (рис. 9) наиболее просты в
изготовлении.
Основными неисправностями крюков могут быть следую щие: не
обеспечен ход крюка 130—145 мм, что вызвано либо ослаблением
пружины 13, либо ее поломкой; не закрывается защелка крюка,
состоящая из корпуса 4, стопора 5 и пружины 3, что чаще всего
является следствием поломки пружины; крюк не фиксируется от
проворачивания стопором поворота 6, снабженным пружиной 7, что
происходит при поломке пружины или стопора. Все эти
неисправности выявляются при проверке технического состояния
крюка. Вышедшие из строя детали заме няют новыми. Кроме того, при
текущем ремонте крюка проверяют резьбовые соединения и заменяют
крепежные детали, а также смазывают упорный подшипник и другие
пары трения согласно карте смазки.
Крюк разбирают в определенной последовательности.
Выбивают палец защелки зева крюка и снимают защелку.
Выбивают пальцы из осей 20 и 22 и снимают скобы 21 боковых рогов.
Прежде чем выбить ось 19 и отсоединить крюк 1 от ствола 11,
отвинчивают болты стопорной планки и снимают ее. Для того чтобы
отвинтить гайку 12 со ствола 11, сначала вывинчивают болты и
снимают крышку, затем отвинчивают болты в торце ствола, которые
крепят
предохранительную
планку,
предназначенную
для
предупреждения самоотвинчивания гайки. Выполнив эти операции,
выбивают стопорную планку, вырубают сварку боковых шпонок
стакана 14, являющихся направляющими для гайки, которая имеет
продольные прорезы. Вынув шпонки, отвинчивают гайку 12,
соблюдая все меры предосторожности, так как в конце отвинчивания
под действием пружины 13 гайка может вылететь с большой силой.
После этого вынимают пружину 13 и ствол 11 из траверсы 18.
Отвинчивая болты и снимая полухомуты со стопором 6, вынимают из
траверсы стакан и снимают опору 15, которая состоит из верхнего и
нижнего колец 10, 8 с элементами качения 9. Для отсоединения стропа
16 от траверсы 18 вырубают сварные швы планок, предотвращающих
перемещение осей 17, вывинчивают из их торцов пружинные
масленки вместе со штуцерами, а внутреннюю резьбу под штуцера
используют для выемки осей при помощи вытяжного болта.
Рис. 9. Крюк
После разборки стопора и защелки зева крюка приступают к мойке
деталей и составлению дефектной ведомости.
При внешнем осмотре деталей крюка особое внимание не обходимо
обратить на состояние резьбы, наличие трещин в стволе, которые в
первую очередь появляются в нарезанной его части, и на износ
подушки 2, которая защищает зев крюка от износа стропом вертлюга.
Подушку с выработкой более 3 мм восстанавливают наплавкой или
заменяют, удалив две старые заклепки и поставив новые.
Износ до 3 мм допускается для стопора в месте сопряжения с
серьгой талевого блока, причем заварка не допускается.
Крюк переклепывают при ослаблении крепления пластин между
собой. Склепка должна быть плотной и прочной, допускаются
местные зазоры между пластинами не более 1 мм.
Ствол, строп, оси боковых рогов и пальцы кроме обмера проходят
ультразвуковую или магнитную дефектоскопию. При наличии
микротрещин или износа выше допустимой величины эти детали не
восстанавливают, а заменяют новыми, так как в процессе
эксплуатации они несут большие нагрузки.
Изношенные поверхности беговых дорожек радиаль но-упорного
подшипника шлифуют и проверяют шаблоном на просвет с допуском
до 0,15 мм. Шары с дефектами на поверхности за меняют, а остальные
комплектуют так, чтобы их диаметры не отличались более чем на 0,02
мм. Разница диаметров центровых беговых дорожек шаров нижнего и
верхнего колец не должна превышать 0,2 мм.
Пружины ствола с трещинами, изломами и размерами по высоте
менее 730 мм заменяют новыми. Новая пружина дол жна иметь
правильную цилиндрическую форму, а торцы пружины должны быть
перпендикулярны к ее оси.
Ослабленные и поломанные пружины стопора и защелки также
заменяют новыми, так как их можно изготовить на ре монтном
предприятии. Погнутые стопоры и защелки правят или заменяют
вновь изготовленными.
Крюк собирают в порядке, обратном разборке, а к онтроль качества
сборки заключается в проверке зазоров между па зами гайки ствола и
направляющими шпонками, которые дол жны быть не менее 1 мм и не
более 1,5 мм на сторону; в про верке легкости вращения ствола крюка
вокруг своей оси, что должно осуществляться усилием одного
рабочего, а также легкости качания крюка на оси 19 и стропа на осях
17. Ствол подвешенного ненагруженного крюка должен находиться в
вертикальном положении с отклонением от него не более 5°.
Защелка должна легко вращаться на своей оси и обеспечивать
надежное перекрытие зева. Стопор стакана крюка должен иметь
тугую пружину и свободно входить в гнездо траверсы. Необходимо
контролировать также надежность предохраняю щих устройств от
самоотвинчивания резьбовых соединений и величину свободн ого хода
ствола крюка под нагрузкой, равной весу одной свечи.
При ремонте крюкоблока необходимо предварительно от соединить
талевый блок от крюка, после чего приступить к их ремонту, как было
описано выше.
§ 3. РЕМОНТ АВТОМАТИЧЕСКИХ БУРОВЫХ
КЛЮЧЕЙ И ПНЕВМАТИЧЕСКИХ КЛИНОВЫХ
ЗАХВАТОВ
Автоматические буровые ключи предназначены для развин чивания и свинчивания бурильных труб при спуско -подъемных
операциях, а также для свинчивания обсадных труб при спуске
обсадных колонн.
В настоящее время выпускают ключи стационарные типа АКБ и
подвесные типа ПКБ. Ключ АКБ-ЗМ2 состоит из блока ключа,
каретки с пневматическими цилиндрами, стойки и пульта управления.
Износу подвержен в основном блок ключа (рис. 10), который
разбирают
в
следующей
последовательно сти:
снимают
пневмомасленку 7, предварительно отсоединяя ее обвязку;
отвинчивают болты крепления пневмодвигателя 5 и снимают
последний; к маховику 6 с помощью болтов, ввинчиваемых в
специальные отверстия в теле маховика, присоеди няют две планки, с
помощью которых тельфером снимают маховик со шлицевого валика
редуктора.
Затем снимают верхний корпус 2 трубозажимного устройства,
освободив его от крепления к трем пальцам промежуточ ного диска 3,
цилиндр зажима нижних челюстей, промежуточ ный диск 3,
предварительно отсоединив заглушки, ограничители и гайки
крепления диска, а также освобождают кожухи редуктора.
Далее снимают разрезную шестерню 11; для этого, сняв заглушки,
извлекают при помощи специальных съемников ролики и пальцы, на
которых вращается разрезная шестерня.
Затем корпус блока с помощью стенда поворачивают на 180° и
приступают к разборке нижнего трубозажимного устрой ства и
редуктора: снимают полозья 8 и блок цилиндра 9\ извлекают стопор
совмещения и нижний храповик; снимают пово док нижнего
челюстедержателя и нижний фланец, а вслед за тем извлекают
нижний челюстедержатель 10. Далее снимают крышки подшипников
валов редуктора и выпрессовывают оси с промежуточными
шестернями.
Затем корпус блока с помощью стенда поворачивают на 180° и
снимают верхний фланец корпуса редуктора и верхнюю крышку
среднего фланца, после чего выпрессовывают шлице вой вал.
Далее снимают средний фланец, крышку верхнего подшип ника
вала-шестерни и боковую крышку картера, а затем выпрес совывают
вал-шестерню и подшипники, оставшиеся в отверстиях фланца и
корпуса. Далее разбирают узел промежуточных шестерен.
Потом приступают к разборке отдельных узлов блока ключа:
верхнего корпуса трубозажимного устройства, блока цилинд ров,
цилиндра зажима нижних челюстей, разрезной шестерни и
пневматического двигателя.
Верхний корпус трубозажимного устройства разбирают в
следующем порядке: снимают четыре стакана с амортизато рами,
предварительно
вывинчивая
винты
крепления;
извлекают
фиксаторы; снимают фланец, предварительно перевертывая корпус
и вывинчивая винты; извлекают верхний челюстедер - жатель и два
бойка, вывинчивая задние пробки. Затем, вывинчивая передние
пробки, извлекают два толкателя; выпрессо вывают стакан с
шариковым фиксатором; вынимают вкладыши. После этого
разбирают челюстедержатель, для чего вывинчи вают стопорные
винты оси хвостовика, выпрессовывают ось хвостовика и снимают
последний, вывинчивают стопорный винт и извлекают упор.
Блок цилиндров разбирают следующим образом: снимают
малые, а затем большие крышки; из больших крышек извле кают
бронзовую втулку и войлочное кольцо; вынимают шток и пружину;
извлекают фиксатор, свинчивают гайку, удерживая нижнюю часть
диска в тисках, и снимают манжету; последними вывинчивают
пробки для слива конденсата.
Разборку цилиндра зажима нижних челюстей производят в
следующем порядке: свинчивают вилку со штока, предвари тельно
вынимая штифт из вилки; снимают заднюю крышку цилиндра,
отвинчивая гайки стяжных винтов; снимают пор шень и переднюю
крышку со штока, а затем разбирают перед нюю и заднюю крышки.
После разборки узлов самого ключа приступают к раз борке
пневматического двигателя: отвинчивают болты крепления крышки
коробки золотника и вынимают распределитель ный валик;
вынимают цилиндры, предварительно отвинчивая болты крепления
цилиндров к корпусу; при помощи болтов М10, ввинчиваемых в
резьбовые отверстия крышки, снимают крышку корпуса.
Далее вынимают поршневые пальцы, снимают поршни с шатунов
и после этого извлекают коленчатый вал с шатунами из корпуса.
Затем разбирают кривошипно-шатунный механизм: вынимают
штифт и снимают щеку коленчатого вала, вместе с под шипниками
снимают главный шатун и отсоединяют прицепные шатуны. Затем
выпрессовывают оставшиеся подшипники и вы бивают с помощью
деревянной выколотки золотниковую коробку.
Узлы ключа, имеющие неподвижные соединения с натягом,
разбирают с помощью специальных съемников.
После разборки ключа все его детали промывают и направ ляют
на контроль, где детали проходят проверку в соответ ствии с
техническими условиями на выбраковку и сортируются на годные,
подлежащие восстановлению, и негодные. Корпус редуктора при
обломках и сквозных трещинах отбраковывают.
Изношенные посадочные места корпуса восстанавливают либо
наплавкой, либо гильзовкой с последующей обработкой до но минального размера.
Все изношенные шестерни, втулки и подшипники заменяют
новыми. Беговые дорожки разрезной шестерни восстанавливают.
Проставку при наличии трещин выбраковывают, износ же
восстанавливают наплавкой и обработкой до номинального раз мера. Полозья при отсутствии трещин обрабатывают под ре монтный размер. Изношенные детали пневмодвигателя заме няют
новыми.
После восстановления и замены негодных деталей присту пают к
сборке ключа. Ключ собирают в последовательности, обратной
разборке. Все операции выполняют в строгом соот ветствии с
техническими условиями на сборку.
При сборке двигателя обращают внима ние на установку золотника и коленчатого вала. Золотник должен свободно пово рачиваться от руки, при этом зазор между золотником и короб кой
не должен превышать 0,16 мм. После установки коленча того вала
главный шатун должен плавно, без заеданий, прово рачиваться
вокруг шейки коленчатого вала, а прицепные шатуны — свободно
проворачиваться относительно главного.
После установки цилиндров проверяют, проворачивая колен чатый вал, не ударяются ли поршни о дно цилиндров. При уда рах
устанавливают дополнительные прокладки под фланцы цилиндров.
При установке крышки корпуса необходимо проверить осевой
люфт коленчатого вала, который должен составлять 0,5 —
2,5 мм. Необходимая величина люфта достигается подбором
прокладок между крышкой и корпусом двигателя.
При сборке обращают внимание на установку вкладышей в
корпуса трубозажимного устройства. В верхнем корпусе уста навливают вкладыши в сторону свинчивания под углом 7°, а в
сторону развинчивания — 9°. В нижнем корпусе все вкладыши
устанавливают под углом 11°. Вкладыши должны плотно прилегать
к опорным поверхностям гнезд в корпусах. Плот ность прилегания
проверяют по краске, и при необходимости производят шабровку
гнезд в корпусах.
При сборке промежуточного диска проверяют правильность его
установки. Промежуточный диск до лжен свободно перемещаться
от руки в обе стороны от нейтрального положения на расстояние не
менее 15 мм. При этом в направлении выреза, а также в
вертикальном направлении диск не должен иметь люфта
относительно шестерни.
При сборке челюсти ролики должны легко вращаться в ней и
прилегать по всей своей длине к ее поверхности, а сухари —
плотно прилегать к поверхности паза и надежно крепиться
винтами.
При сборке ключа должны выдерживаться определенные
размеры и зазоры между деталями и узлами:
Зазор между верхним шариком храпового устройства и плоскостью
нижнего челюстедержателя, мм ......................................................... 1—1,5
Высота подъема верхней точки шарика относительно плоскости
челюстедержателя при выдвижении нижнего шарика храпового
устройства
из нижнего челюстедержателя, мм .................................................... 5—14
Максимальный угол поворота верхнего челюстедержателя в обе стороны относительно верхнего корпуса, град ......................................... 28
Максимальный угол поворота нижнего челюстедержателя в обе стороны относительно нижнего корпуса, град ........................................... 23
Зазор между шариком и упором шарикового фиксатора, мм . . . . .
0,3
Зазор при установке стопора совмещения, мм: в нижнем положении
между роликом и нижней точкой торца шестерни 0,4 в верхнем
положении между роликом и плоскостью впадины, расположенной
между накладками шестерни 1,5
По окончании сборки ключ подвергают обкатке на холо стом
ходу при давлении воздуха в сети 0,3—0,4 МПа. Обкатку
производят в обе стороны по 30 мин. При этом шестерни дол жны
работать плавно, с равномерным шумом, без ударов и дробны х
перекатов. При обкатке не допускается перегрев под шипников и
роликов трубозажимного устройства.
По окончании сборки ключа узлы пневмоуправления опрес совывают на давление 1 МПа, а затем проверяют работу што ков
цилиндров ключа и работу стопора совмещен ия при вращении
верхнего корпуса в обе стороны под давлением воздуха в системе 1
и 0,5 МПа.
Ключ проходит обкатку на специальном стенде и окраши вается
стойкой краской. Ключи АКБ применяют на буровых совместно с
пневмоклиньями типа ПКР, которые устанавли вают в центральное
отверстие ротора без изменения его кон струкции.
В пневматических клиньях ротора (рис. 11) быстрому износу
подвергаются плашки клиньев 4. К техническому обслуживанию
относятся следующие работы: замена плашек клиньев, сальника и
поршня цилиндра управления, устранение утечек воздуха в системе
управления, замена крепления плашек клиньев и смазка трущихся
поверхностей. При мелком ремонте контролируют состояние
пневматического цилиндра, роликов рычага подъема клиньев и
узла крепления плашек клиньев, изношенные детали заменяют
новыми или ремонтируют.
При капитальном ремонте производят полную разборку
пневматических клиньев, дефектовку всех деталей, восстанов ление
или замену негодных деталей, смазку, испытание и окраску.
Пневматические клинья разбирают в следующем порядке:
отсоединяют воздухопроводы от пневматического цилиндра 9 и
рычаг от пневматического цилиндра 8, вынимая пальцы шар-
.
Рис. И. Пневматические клинья ротора:
1 — ротор; 2 — неразъемный корпус; 3 р а з ъ е м н ы й вкладыш; 4 —
клинья; 5 — труба; 6 — направляющие планки; 7 — кольцо; 8 —
рычаг; 9 — цилиндр; 10 — педальный кран управления; L, И, А —
основные габаритные размеры
ниров; извлекают из ротора корпус 2 клиньев, а затем — клинья и
разбирают корпус на детали.
Изношенные вкладыши 3, направляющие планки 6 клиньев,
кольцо направляющих 7 клиньев восстанавливают электрона плавкой и последующей механической обработкой.
Пневматические клинья собирают в последовательности, об ратной разборке.
Капитально отремонтированные клинья испытывают на стенде
на нагрузку 1,25 от номинальной грузоподъемности в те чение 15
мин. \/
§ 4. РЕМОНТ МЕХАНИЗМОВ АСП
£_При техническом обслуживании проверяют и подтягивают
крепежные детали, устраняют мелкие дефекты в работе меха низмов,
а также проверяют наличие и состояние смазки и при
необходимости заменяют ее свежей.
При текущем ремонте частично разбирают механизмы, п роверяют состояние быстроизнашивающихся деталей и при необ ходимости заменяют их новыми.
Механизм расстановки свечей (рис. 12) при капитальном ремонте
вначале разбирают на узлы: тележку, стрелу и по лати. Ремонт
полатей сводится к сварочным работам по замене отдельных
элементов металлоконструкции,
94
Тележку разбирают в
следующей
последовательности.
Вначале
снимают приводы тележки и стрелы, для чего
отвинчивают
болты
крепления приводов к
раме
тележки.
Затем
снимают
катки
для
передвижения
выдвижной стрелы. После
этого
тележку
поворачивают и снимают
ролики
передвижения.
Далее
разбирают
катки и ролики на отдельные детали, для чего
снимают
крышки
подшипников,
выпрессовывают оси и извлекают шариковые подшипники.
Затем
разбирают
редукторы
и
тормоза приводов тележки и стрелы. После
разборки тележки все ее
детали
промывают
и
направляют на контроль.
Изношенные детали
(шариковые
подшипники, оси подшипников и другие мелкие
детали) заменяют новыми.
Реставрацию
наплавкой с последующей
механической
обработкой или проточкой
на ремонтные размеры
проходят катки, ролики и
корпусные
детали.
Червячные
колеса
восстанавливают путем
замены венца.
После
замены
и
восстановления изно-
шенных деталей тележку собирают. Сначала собирают от дельно
редукторы приводов, катки и ролики. Затем собранные узлы монтируют
на раме тележки.
При разборке стрелы снимают амортизатор, отвинтив болты, с
помощью которых он крепится к балке. Затем снимают планки
конечных выключателей, для чего вывинчивают винты крепл ения
планок к балке; снимают задний упор, отвинчивая болты, крепящие его
к балке. После этого, отвинчивая гайку штока, разбирают амортизатор.
Поломанные и изношенные детали (пружину, шток и кре пежные
детали) заменяют новыми. Изношенные планки восста навливают
наплавкой с последующей механической обработкой изношенных
поверхностей. Затем собирают стрелу, а после этого — механизм
расстановки свечей. По окончании сборки ме ханизм испытывают на
стенде на прочность и работоспособность. При испытании механизма
на
работоспособность
регулируют
и
проверяют
плавность
передвижения тележки и стрелы, работу редукторов, тормозов и муфт
предельного момента.
Механизм расстановки свечей на прочность испытывают в трех
положениях: первое — тележка находится в центре полатей; второе и
третье — тележка находится в крайнем положении в левой и правой
сторонах полатей.
Испытание производят на нагрузку 1,25 от номинальной грузоподъемности механизма в течение 15 мин в каждом положе нии.
Нагрузку прикладывают к месту подвески механизма захвата свечей.
После испытания на прочность проверяют все узлы механизма, чтобы
выявить остаточные деформации и трещины в сварных швах.
Ремонт механизма подъема свечей. При капитальном ремонте
механизма подъема свечей (рис. 13) производят разб орку каждого узла.
Сблокированные цилиндры подъема разбирают в следующем
порядке: отвинчивают болты крышки цилиндра, извлекают вме сте с
крышкой и штоком поршень из цилиндра. В такой же
последовательности извлекают поршень из второго цилиндра. Затем
отсоединяют цилиндры от промежуточного фланца, от винчивая болты
крепления.
После этого снимают поршень со штока, отвинчивая гайку штока;
разбирают узел сальника штока, отвинтив гайки крышки сальника, и
затем извлекают шток из крышки цилиндра. Далее разбирают по ршни,
отвинчивая для этого болты крепления фланца поршня. После разборки
пневматических цилиндров все детали промывают и направляют на
контроль. Изношенные детали заменяют новыми.
Пневматические цилиндры собирают в последовательности,
обратной разборке.
Рис. 13. Механизм подъема свечей:
1 — цилиндр двойного действия; 2 — подъемный канат; 3 —
регулировочный канат; 4 — вспомогательный цилиндр; 5 — воздухопровод;
6 — дополнительный шкив кронблока; 7 — нижний блок; 8 — пульт
управления
Аналогично ремонтируется блокировочный цилиндр.
При капитальном ремонте механизма производят разборку всех
роликов подвески подъемного каната и узлов пневмати ческого
управления. В случае износа подъемный канат заме няют новым.
Все узлы механизма собирают в соответствии с техническими
условиями на ремонт. По окончании сборки узлов механизм
подъема свечей испытывают на работоспособность, герметич ность и
прочность. Целью испытания на работоспособность яв ляется
выявление четкости взаимодействия отдельных узлов механизма.
Проверке на герметичность подвергаютс я цилиндры подъема,
блокировочный цилиндр и пневматическая система управ ления.
Испытание проводят на давление, равное 1,25 от рабочего давления,
но не менее чем на 0,3 МПа выше рабочего дав ления.
На прочность испытывают блок цилиндров, систему управ ления
и подъемный канат в сборе.
Механизм захвата свечей (рис. 14) разбирают следующим образом.
Сначала отсоединяют тягу 3 и снимают рычаги привода подвижной части механизма и копир 4. Затем снимают клиновую
головку 2, отвинчивая винты крепления ее к подвижной части;
снимают скобу 7, отвинчивая винты крепления ее к подвижной
части; отсоединяют подвижную часть 5 от неподвижной направляющей части 1 механизма. Полностью разбирают неподвиж ную и
подвижную части: снимают ролики 8, 9 и 10. Затем разбирают скобу:
снимают клинья 11 со сменными губками 12 и извлекают фиксатор
13.
После полной разборки механизма захвата свечей все его детали
тщательно промывают и направляют на контроль. При этом
тщательно проверяют износ рабочих поверхностей направ ляющей
планки подвижной части оси 6, копира, головки, роликов.
Изношенные рабочие поверхности направляющей планки, головки и
копира восстанавливают наплавкой с последующей механической
обработкой. Мелкие изношенные детали заменяют новыми.
После восстановления и замены изношенных деталей механизм
собирают в последовательности, обратной разборке. Сборку
производят в строгом соответствии с технологическими условиями
на ремонт.
По окончании сборки механизм испытывают на работоспо собность и прочность. В процессе испытания на ра ботоспособность
проверяют четкость работы механизма с трубами диамет ром 114,
127, 141, 146 и 168 мм.
Механизм устанавливают в исходное положение и подводят к
трубе, закрепленной на стенде на подкладке высотой 240 мм.
Рис. 14. Механизм захвата свечей
Рис, 15. Центратор
Поднимают свечу и проверяют четкость и
надежность захватывания трубы механизмом. Затем убирают
подкладку, спускают механизм с трубой в крайнее нижнее
положение и проверяют четкость освобождения трубы губками.
После этого проверяют работу механизма на трубе, уста новленной на подкладке высотой 400 мм.
При проверке вся рычажная система должна плавно пере мещаться, подвижная часть — свободно, без заеданий по трубе, при
этом ролики должны легко вращаться без заедания и скольжения, а
губки — плотно охватывать трубу.
На прочность механизм испытывают нагрузкой 1,25 от но минальной грузоподъемности в течение 15 мин. Механизм уста навливают на горизонтальном стенде, затем захватывают трубу
губками и постепенно натяжным винтом доводят нагрузку до
требуемой величины.
После этого проверяют все узлы механизма, чтобы выявить
трещины в сварных швах и остаточные деформации.
Центратор (рис. 15) при капитальном ремонте полностью
разбирают. С корпуса 1 снимают кулачки 2 и 3, кронштейны 4,
воронку 5, резиновые кольца 6 и конусные опоры 7. Износу
подвергают в основном оси направляющих роликов кронштей нов,
кулачки, пальцы шарнирных соединений и канаты. После
восстановления и замены изношенных деталей центратор со бирают.
100
Автоматический элеватор (рис. 16) разбирают в следующем
порядке.
Вначале снимают стропы, для чего отвинчивают гайки паль цев и
извлекают пальцы из корпуса элеватора; вынимают на правляющие
штоки 13 из корпуса элеватора, вывинчивая винты крепления
штоков к кольцу 26; отсоединяют узел рычажного механизма от
корпуса элеватора, отвинчивая болты крепления фланца патрубка
14.
Затем приступают к разборке узла рычажного механизма:
снимают копир 22, вывинчивая винты крепления копира к па трубку,
при этом копир подстраховывают, чтобы его не отбро сило
пружиной 23; снимают с патрубка эту пружину и каретку 3 вместе с
рычагами 5; снимают предохранительные защелки 15, вынимая
пальцы 17; отсоединяют кулачки 11 и разбирают подвеску 10.
Далее разбирают узел каретки 3: снимают пружины 9, отвинчивая гайки штока пружины; снимают ролики 8. Затем снимают
крышки роликов 4 и извлекают шариковые подшипники из роликов.
После разборки элеватора все его детали промывают и на правляют на контроль.
Изношенные детали: стропы, подшипники роликов, детали
рычажной системы, направляющие штоки, крепежные и другие
мелкие детали заменяют новыми. Восстанавливают наплавкой и
проточкой на ремонтные размеры корпус элеватора, корпус каретки,
патрубок и ряд других деталей. После реставрации и замены
изношенных деталей приступают к сборке элева тора.
Сначала собирают отдельно узел рычажной системы и узел
силовых деталей. Затем их соединяют.
Узлы элеватора и элеватор собирают в последовательности,
обратной разборке. Сборку производят с одновременной смаз кой
деталей.
По окончании сборки автоматического элеватора прове ряют
работу его механизма на стенде.
При этом должно быть обеспечено:
а) свободное перемещение каретки вверх и вниз с одновре менным отклонением рычагов до упора роликов в упоры про ушин
копира;
б) свободное вращение роликов на подшипниках;
в) при нажатии на кольцо направляющих штоков плавное
отклонение защелок, фиксирующих положение каретки, от край них
положений, что позволяет каретке свободно передвигаться по
направляющему патрубку;
г) надежное удержание каретки от вертикального передви жения
при опущенном кольце направляющих штоков за щелки;
101
д) свободное, без заеданий передвижение направляющих
штоков в отверстиях корпуса элеватора.
После капитального ремонта кроме испытания на работо способность механизмов автоматический элеватор подвергают
испытанию на прочность. При этом силовые детали элеватора
(корпус, стропы, кулачки) испытывают на статическую на грузку 1,25
от номинальной грузоподъемности в течение 15 мин.
Регулировку механизмов АСП производят после монтажа на
буровой.
§ 5. РЕМОНТ БУРОВЫХ ЛЕБЕДОК
Замене и ремонту у лебедок подлежат следующие узлы и детали:
цепные колеса, тормозные шкивы барабана, антифрик ционные
втулки, роликоподшипники, кулачковые муфты, де тали тормозной
системы, шинно-пневматические муфты и детали пневматического
управления лебедки.
При ремонте лебедки должны строго выполняться требова ния,
предъявляемые к ответственным подъемным механизмам. Все
детали, устанавливаемые взамен вышедших из строя, дол жны быть
изготовлены по чертежам завода-изготовителя. Собираемые при
ремонте узлы лебедки должны соответствовать техническим
условиям на их изготовление и сборку. Кроме еже дневного ухода,
лебедка проходит техническое обслуживание, которое обычно
приурочивают к периоду технологического про стоя оборудования.
При этом устраняют следующие неисправности.
1. Свободно сидящие на валах лебедки цепные колеса на чинают вращаться без включения муфт, что может быть вы звано
загрязнением смазки или отсутствием ее на трущихся поверхностях.
В этом случае узел промывают керосином и за тем шприцуют
подшипник скольжения до выхода смазки на торцах цепного колеса.
2. В случае нагрева подшипников лебедки, гидротормоза или
коробки скоростей (если она имеется) выше 78 —85 °С необходимо
подшипники промыть в керосине и на 2 /з объема заполнить свежей
смазкой. Если после этого подшипники продолжают греться, следует
проверить параллельность и горизонтальность валов. При любом
ремонте, связанном со снятием валов, нельзя срубать планки,
фиксирующие корпуса подшипников. При последующей установке
валов они должны входить в гнезда между планками, никакой
дополнительной выверки в данном случае не требуется.
3. При повторном удлинении цепи ее заменяют новой. Стяжка
цепей производится приспособлением, показанным на рис. 17.
103
4. Чрезмерный нагрев тормозных шайб может быть вызван
недопустимым износом тормозных
колодок, которые должны быть
заменены полным комплектом.
Кроме
перечисленных
неисправностей при мелком ремонте
выполняют
весь
объем
работ
технического ухода.
Ремонт лебедок, производимый
в мастерских, приурочивают к
окончанию бурения скважин.
Предусмотрен следующий порядок разборки лебедки:
1) снять верхние, нижние и боковые щиты лебедки;
2) разобрать систему воздухопровода и пульт управления лебедки;
3) разобрать и снять тормозную систему;
4) отвинтить болты крепления подшипников подъемного вала
специальными торцовыми ключами длиной 1000 мм.
Чтобы безопаснее снять вал с рамы лебедки, оставляют по одному
болту в каждом подшипнике. Затем при помощи подъ емного крана вал
зацепляют стропом, дают натяжку с таким расчетом, чтобы вал был
прижат к раме лебедки, и только после этого отвинчивают последние
болты и снимают вал с рамы. Перед снятием ва лов необходимо
предварительно снять цепи. Сняв валы и тормозную систему,
приступают к их разборке.
Для разборки валы укладывают на козлы.
Демонтаж подшипников, муфт и цепных колес с валов сле дует вести
методами, описанными выше, используя съемники и пресс ы.
Тормозные шкивы с бочки барабана снимают одновремен ными
ударами кувалды с двух сторон, затем выпрессовывают из барабана вал.
Биение валов определяют по рейсмусу. Предельно допусти мый
прогиб валов 0,3 мм на 1 м длины и 0,8 —0,9 мм на всю длину вала. По
фактическому размеру посадочных поверхно стей вала подбирают
подшипник с тем, чтобы обеспечить заданный натяг. В случае износа
посадочную поверхность наплавляют или металлизируют, а затем
протачивают для получения первоначальных размеров. Новые
подшипники запрессовывают с предварительным нагревом до 90 °С.
Изношенные
подшипники
гидротормоза
меняют
аналогично
подшипникам лебедки. Большие радиальные люфты свободно сидящих
на валах лебедки цепных колес являются результатом износа под шипников скольжения. После демонтажа цепных колес втулки
выпрессовывают. Новые втулки подшипников скольжения за -
104
прессовывают с предварительным нагревом колеса до 350 °С.
Стопорение втулок осуществляется двумя -тремя винтами, затем
новые втулки пришабривают по валу. У самих цеп ных колес
изнашивается зубчатый венец, что нарушает нормальную ра боту
передачи. Рекомендуется изношенные цепные колеса за менять
новыми. В этом случае ремонт состоит в демонтаже из ношенных
цепных
колес
с
помощью
прессов
или
специальных
приспособлений. Новое колесо сажают на вал, предварительно
нагревая его до 300 °С. При малых износах цепные колеса вос станавливают наплавкой зубьев с последующей их обработкой.
Другие методы восстановления зубчатых колес, а также спо собы
ремонта валов, шинно-пневматических и кулачковых муфт, *
шлицев и шпоночных канавок рассмотрены выше.
Износ бандажей кроме уменьшения толщины стенок обода
характеризуется наличием на их рабочей поверхности кольце вых
канавок, волнистости, поперечных трещин, выкрошивацийу и другх
дефектов. Ремонт тормозных шкивов заключается в удалении
указанных дефектов путем обточки бандажей непо средственно на
лебедке при помощи суппорта токарного станка, укрепленного на
раме лебедки. Толщина тормозного шкива должна быть не менее 50
% от номинальной. Отдельные раковины и выкрошивания
устраняют наплавкой с последующей зачисткой сварного шва.
Иногда бандажи протачивают прямо на буровой; если это
невозможно, их заменяют. Для этого после снятия щитов
ограждения ходовой конец каната отсоединяют от ба рабана
лебедки, пропускают через ролик, укрепленный к основанию
вышки, и прикрепляют к трактору. При помощи штропа и талевой
системы вал поднимают после открепления болтов подшипников.
Для безопасной работы во время отвинчивания гаек, а также для
плавной подачи вала к центру буровой используют второй трактор с
тросом, пропущенным через промежуточный вал и укрепленным к
подъемному валу.
Подъемный вал укладывают на брусья, уложенные на ро тор. Для
быстрой смены изношенные бандажи срезают при помощи газовой
резки. Некоторые УБР только заменяют изно шенные бандажи,
отказавшись от их ремонта.
Тщательному контролю при капитальном ремонте подвер гают
станину и раму лебедки.
капитальный ремонт предусматривает полное восстановле ние
работоспособности лебедки, поэтому качество ремонта должно
соответствовать техническим требованиям отраслевых нор малей.
После установки валов на раму лебедки необходимо проверить
параллельность их и расстояние между ними, а также совпадение
плоскостей сопряженных цепных колес; при это м допускаются
следующие отклонения:
1) на непараллельность валов — 2 мм;
2) торцевое и радиальное биение цепных колес — не более 0,5
мм.
105
Подъемный вал после установки на него барабана и тор мозных
шкивов проходит статическую балансировку. В случае дисбаланса
к торцу барабана приваривают стальные планки определенной
массы.
При сборке подшипника на валу необходимо, чтобы боковой
зазор по наружному кольцу был в пределах 0,2 —0,3 мм, что
регулируется прокладками под крышки корпуса подшипника.
Осевой люфт звездочек, установленных на валу на подшипниках,
должен быть не более 1,5—2,5 мм.
Q0 'Гидравлический тормоз длительное время работает без ремонта.
В процессе эксплуатации гидротормоза необходимо регу лярно
смазывать все трущиеся поверхности, аккуратно вклю чать и
своевременно отключать кулачковую муфту, следить за чистотой
воды, подводимой к холодильнику. Наличие в воде песка,
водорослей может вызвать преждевременный выход гидротормоза
из строя.
В гидротормозе ежедневно смазывают роликоподшипники,
манжеты уплотнения, сухари кулачковой полумуфты и шлице - вый
конец вала ротора. Для подшипников, манжет и кулачко вой муфты
требуется
качественная
смазка,
обладающая
доста точной
тугоплавкостью и нерастворимая в воде. Этим усло виям
удовлетворяет смазка универсальная среднеплавкая УС-1 или УС-2
по ГОСТ 1033—79. Шлицевый конец вала ротора смазывают
любым жидким маслом. Загустевшую на шлицах смазку
необходимо регулярно удалять.
Текстолитовые шайбы смазывают водой, специальной смазки
они не требуют.
Долговечность работы подшипников гидротормоза зависит от
надежности уплотнения. Если из дренажного отверстия в крышке
наблюдается значительная утечка, необходимо с по мощью
отжимных болтов! выпрессовать стаканы из крышек и заменить
изношенные манжеты новыми. Повышенное осевое пе ремещение
ротора гидротормоза свидетельствует об износе тек столитовых
шайб, которые должны быть заменены новыми.
При установке стаканов на место нужно следить за тем, чтобы
внутренние кромки колец не погнулись во время надева ния их на
вал. Гидравлический тормоз разбирают в следующем порядке:
снимают кулачковую муфту, крышки, затем из крышек корпуса
гидротормоза извлекают стаканы с помощью двух отжимных
болтов. После этого снимают боковые крышки корпуса статора
гидротормоза и извлекают ротор. Затем с по мощью винтового
съемника снимают с вала внутренние обоймы роликовых
подшипников. Далее с помощью гидравлического пресса снимают с
вала колесо (тяги ввинчивают в резьбовые
отверстия ступицы колеса). Если при осмотре внутри гидрав лического тормоза будут обнаружены трещины в наклонных ребрах,
то такие ребра в зависимости от величины трещин необ ходимо
удалить частично или полностью. Заваривать или кре пить ребра
внутри тормоза не разрешается во избежание раз рушения во время
работы.
Ротор гидротормоза после ремонта и сборки должен быть
статически отбалансирован. При сборке внутреннюю обойму
роликоподшипника устанавливают с предварительным подогре вом
ее в масле до 80—100 °С. Наружная обойма должна входить в
расточку стакана. Зазор между лопатками ротора и кр ышки 2—2,5
мм на сторону получают с помощью регулиро вочных прокладок.
Зазор между ступицей ротора и текстолито вой шайбой должен быть
равен 1,0—1,5 мм.
Особое внимание при сборе необходимо обратить на взаим ное
расположение ребер ротора и крышек статора. Неправильная
установка ротора на вал или перемена местами крышек приведут
гидравлический тормоз к неисправности. Собранный гидротормоз
опрессовывают водой под давлением 0,2 —0,3 МПа в течение 5 мин.
При этом через сальник допускается просачи вание отдельных капель
После контроля качества сборки отремонтированную лебедку
обкатывают на холостом ходу, устра няя замеченные неисправности.
Затем лебедку окрашивают и данные о ремонте заносят в ее паспорт.
§ 6. РЕМОНТ РЕДУКТОРОВ И КОРОБОК СКОРОСТЕЙ
Техническое обслуживание редукторов и коробок скоростей
состоит в своевременной смазке узлов и замене отработанного
масла. Сюда же относится ликвидация неплотностей в системе
смазки. Смену масла обычно производят через 6 мес., а долив его —
в зависимости от уровня, который необходимо контролировать
каждую
вахту.
Циркуляционная
смазка
осуществляется
шестеренным насосом с наружным или внутренним зацепле нием.
Масло, поступающее к точкам смазки, проходит через фильтр. Для
защиты системы смазки от высокого давления, что може т быть
следствием засорения фильтра или маслопровода, на нагнетательной
линии масляного насоса устанавливают пе репускной клапан. На
всасывающей линии может быть уста новлен обратный клапан, что
позволяет обходиться без заливки насоса перед пуском в случае его
износа, так как столб масла во всасывающей линии держится
постоянно. Давление масла в нагнетательной линии замеряют
манометром. Для наблюдения за подачей масла к точкам смазки на
трубах устанавливают указатели течения, отклонение флажка
которых свидетельствует о подаче масла. При нормальной работе
масляной системы флажки всех указателей должны колебаться в
пределах красной черты, нанесенной на корпус указателя течения;
давление в нагнетательной линии должно находиться в преде лах
0,15—0,25 МПа, а температура масла не должна превышать 70 °С.
Коробки скоростей и редуктора привода лебедки и ротора
проходят ремонт одновременно с лебедкой. Их ремонт заклю чается в
перецентровке валов, замене зубчатых пар и подшип ников, ремонте
корпуса и муфт. Методы восстановления валов, муфт, зубчатых
колес, подшипников скольжения, так же как и способы сборки и
107
центровки этих элементов, рассмотрены выше.
Перед разборкой коробки из картера сливают масло, корпус
очищают от грязи и промывают. Коробку разбирают в такой
последовательности. Вначале демонтируют внешние масло - и
воздухопроводы. Затем отвинчивают болты крепления крышки
корпуса и снимают ее. Далее снимают цепи со всех передач;
вынимают из корпуса ведущий и ведомый валы; отв инчивают
шпильки крепления валов привода ротора и извлекают валы;
вынимают вал реверса, отвинчивая болты крепления подшип ников
вала; демонтируют масляный насос и маслопроводы. После этого
приступают к разборке валов.
Основной элемент масляной системы — насос. Насосы следует
разбирать только при необходимости замены или ремонта деталей. В
процессе работы изнашиваются зубья и торцы ше стерен насосов,
поверхности корпуса и валиков. Кроме того, в корпусе могут
появиться трещины. Наибольшее влияние на подачу н асоса
оказывает торцевой зазор между шестернями и втулками игольчатых
подшипников, а также радиальный зазор между вершинами зубьев
шестерен и корпусом. Торцевой зазор не должен превышать 0,1 мм.
При зазоре 0,2—0,3 мм необходимо шлифовать плоскости разъема
корпуса с крышками или устанавливать прокладки между втулками
и крышками. Наружный диаметр прокладок должен быть равен
наружному диаметру втулок, а внутренние отверстия прокладок
больше диаметров валиков. Радиальный зазор между корпусом и
вершиной зуба должен быть 0,1—0,15 мм, допускается 0,25 мм.
Радиальный зазор может быть восстановлен расточкой корпуса и
постановкой гильз или нанесением полимерных материалов с
последующей расточкой. Изношенные валики могут быть вос становлены виброконтактной наплавкой. Втулки игольчатых
подшипников либо заменяют, либо обрабатывают под ремонт ный
размер валиков.
Шестерни масляного насоса при зазоре между зубьями 0,8 — 1,0
мм подлежат выбраковке. Годные шестерни при разборке не
разукомплектовывают. Собранную зубчатую пару после ремонта
насоса проверяют на краску. Поверхность контакта дол жна быть не
менее 75 % по длине и не менее 60 % по высоте зуба. Изношенное
уплотнительное кольцо самоподжимно го сальника заменяют новым.
После ремонта насосы обкатывают и испытывают на сп ециальном
стенде на подачу, давление и герметичность.
Ремонт предохранительных клапанов заключается в замене
поломанной или ослабленной пружины новой, натяжение кото рой
должно быть отрегулировано на заданное максимальное давление.
Для этого закрывают вентили на нагнетательной линии насоса и
полностью отпускают пружину предохранитель ного клапана. После
запуска насоса поджимают пружину регулировочной гайкой до тех
пор, пока манометр не покажет нуж ное давление. Для коробок
скоростей максимальное давление 0,5 МПа. Изношенные фаски
гнезда клапана подправляют конической зенковкой. Изношенный
шар клапана заменяют новым. Трещины и изломы в корпусе
заваривают. Поврежденные участки сетки фильтра отстойника
устраняют пайкой. Контрольные приборы (манометр и терм ометр)
проверяют сравнением их показаний с эталонными. Отклонения в
показаниях приборов допускаются до 5—10%. Неисправные
приборы подлежат замене.
При ремонте коробок скоростей особое внимание должно быть
уделено системе управления включения скоростей, р еверсированию
и блокировке управления, при которой невозможно одновременное
включение двух разных скоростей.
При сборке коробки необходимо следить, чтобы парные
звездочки цепных передач находились в одной плоскости, при этом
смещение звездочек относительно друг друга не должно превышать
0,5 мм. Положение звездочек регулируют подбором прокладок под
фланцы стаканов подшипников валов.
При установке валов привода ротора регулируется зацепле ние
конической пары зубчатых колес. Регулировку бокового зазора
осуществляют подбором прокладок между конической шестерней и
упорным кольцом подшипника. Зазор должен быть в пределах 0,2 —
0,6 мм. При этом проверяют правильность за цепления зубьев колес
на краску. Пятно касания зубьев должно быть по длине не менее
50% и по высоте — 40%. Валы должны свободно, без заеданий
вращаться в подшипниках от усилия одного рабочего.
По окончании сборки коробки передач обкатывают в тече ние 2—
3 ч. Во время обкатки проверяют работу механизмов переключения
скоростей и следят за тем, чтобы температура подшипников не
поднималась выше 70—80 °С и не было сильных шумов в зубчатых и
цепных передачах.
Ремонт редукторов аналогичен ремонту коробки скоростей.
После сборки редукторы обкатывают. При этом цепные и
зубчатые передачи должны работать плавно с равномерным шумом,
удары не допускаются. Течь масла в сварных швах и соединениях
деталей необходимо исключить. После обкатки
109
температура подшипников не должна подниматься выше 70 °С.
Корпуса коробок скоростей и редукторов окрашивают масло стойкой
краской.
§ 7. РЕМОНТ ПРЕВЕНТОРОВ
Быстроизнашивающимися деталями превенторов являются
резиновые уплотнительные элементы и плашки.
При текущем ремонте превенторов проводятся следующие
профилактические и ремонтные работы:
проверка состояния, замена плашек, винтов для крепления
уплотнений при наличии надрывов и износа;
проверка состояния, замена и ремонт гидроцилиндров пла шечного превентора, кольцевого плунжера и кр ышки универсального превентора, корпуса вкладышей, вкладышей, ствола,
патрона и основания уплотнителя вращающегося превентора при
обнаружении износа, трещин, отколов;
проверка состояния, замена изношенных крепежных и сто порных
деталей;
проверка состояния, замена и ремонт задвижек, кранов, трубопроводов и фланцевых соединений;
проверка состояния, замена и ремонт распределителя, ше стеренного насоса, обратных и предохранительных клапанов,
цилиндров масляного фильтра, гидравлического аккумулятора, КИП
гидросистемы при наличии износа, трещин и т. д.;
проверка состояния, замена изношенных манжет, уплотни тельных колец, прокладок;
замена смазки в соответствии с картой смазки; сборка
превентора, гидросистемы, регулировка, испытание под давлением
согласно инструкции.
Перед разборкой превенторы очищают от грязи и промы вают.
Ремонт плашечного превентора. В начале разборки пла- шечного
превентора (рис. 18) отсоединяют от корпуса масло - и паропроводы.
Затем вывинчивают болты 4 и поворачивают откидную крышку 10
вокруг оси шарнира, выдвигают плашку с помощью винта 6,
вынимают плашку из замкового соедине ния штока 9 и отсоединяют
откидную крышку от корпуса превентора, вынув оси шарнира. Затем
в такой же последовательности снимают вторую крышку в сборе с
гидроцилиндром.
После этого приступают к разборке гидроцилиндров: сни мают
вилку с винта 6, отвинтив гайку и вынув палец крепле ния вилки к
винту; снимают крышку гидроциклона, отвинтив стяжные шпильки;
вывинчивают винт из гайки 5; вынимают поршень 7 из цилиндра.
Затем снимают резиновые уплотнения с плашек.
110
По
окончании
разборки
превентора все детали промывают
и подвергают дефек- товке в
соответствии
с
техническими
условиями на разбраковку деталей
при ремонте.
Ремонт корпуса превентора
заключается в восстановлении или
перенарезке
крепежных
резьб,
зачистке от заусениц и забоин
поверхностей
канавок
для
уплотнительных
металлических
колец и поверхностей, по которым
перемещаются плашки.
Изношенные плашки заменяют
новыми
или
восстанавливают
электродуговой
наплавкой
с
последующей ме
ханической
обработкой
на
Изношенные резиновые уплотнения
номинальные размеры.
заменяют новыми.
Превентор собирают в последовательности, обратной раз борке.
При сборке следует обращать особое внимание на установку
резиновых уплотнительных колец между откидными крышками и
корпусом и уплотнений штоков, не допускать их перекоса и
защемления.
По окончании ремонта превентор в течение 5 мин испыты вают
гидравлическим давлением, в 1,5 раза превышающим до пустимое
рабочее. При этом пропуски жидкости через плашки и уплотнения
откидных крышек не допускаются. Во время испы тания проверяют
также герметичность резиновых колец уплот нения штока, для чего
отвинчивают специальные пробки на от кидных крышках.
Появление воды в отверстиям пробок не до пускается.
Ремонт универсального превентора. Ремонт универсального
превентора (рис. 19) заключается в замене кольцевого резино вого
уплотняющего элемента 3 и самоуплотняющихся манжет
кольцевого плунжера 2.
Универсальный превентор разбирают в следующем порядке:
отвинчивают болты крышки 4 и вывинчивают крышку из корпуса
1 превентора, вынимают резиновый уплотнительный эле мент, а
затем из корпуса извлекают кольцевой плунжер и сни мают с него
самоуплотняющиеся манжеты.
По окончании ремонта универсальный превентор испыты вают
в течение 5 мин гидравлическим давлением, в 1,5 раза
превышающим допустимое рабочее. Пропуск жидкости при этом
не допускается.
112
Ремонт вращающегося превентора. При ремонте вращающегося
превентора (рис. 20) особое внимание следует обращать на состояние
уплотнителя, самоуплотняющихся и асбографитовых манжет корпуса
патрона и подшипников ствола.
Разборку превентора начинают с извлечения патрона в сборе из
корпуса превентора, отсоединив быстроразъемное кулачково е
соединение. Затем приступают к разборке патрона.
Вначале снимают уплотнитель, отвинтив болт, фиксирующий
основание его на стволе. Далее снимают вкладыши; демонти руют
шинно-пневматическую муфту; снимают корпус вклады шей, отвинтив
болты крепления корпуса к полукольцам. После этого извлекают из
корпуса патрона асбографитовые манжеты, отвинтив болты и сняв
буксу уплотнения, а затем извлекают из корпуса патрона ствол и
демонтируют с него подшипники.
По окончании ремонта вращающийся превентор проходит
испытание на герметичность и легкость вращения ствола.
§ 8. РЕМОНТ РОТОРОВ
Опытным путем установлено, что при правильной эксплуа тации
ремонтный цикл работы ротора составляет 3840 маш. -ч, а
межремонтный период — 480 маш.-ч. При турбинном бурении
указанные сроки могут быть увеличены почти вдвое. Капиталь ный
ремонт ротора предусматривает его разборку, контроль и замену
изношенных деталей и узлов. Перед разборкой из мас ляных ванн
сливают масло. Ротор с нижним расположением главной опоры
разбирают в рабочем положении. Ротор с верхним расположением
главной опоры (рис. 21) необходимо пере вернуть столом вниз,
предварительно стопоря последний защел кой и вынимая вкладыши 5.
Затем отвинчивают гайку крепления стола 16 ротора, освобождая
шпонку, препятствующую самоотвинчиванию гайки стола во время
работы.
После отвинчивания гайки снимают нижний вспомогатель ный
упорный подшипник, и ротор вновь поворачивают столом вверх.
Отвинчивая гайки 24, снимают крышку стола ротора 26 и вынимают
стол ротора вместе с венцом 3 и кольцом главной опоры 4.
Отвинчивая гайки 11 шпилек 12, извлекают быстроходный вал в
сборе со стаканом из горловины станины. За тем вынимают шары,
сепаратор и нижнее кольцо главной опоры. В случае износа со стола
ротора снимают верхнее кольцо главной опоры, а из станины
извлекают верхнее кольцо 7 нижней опоры. Разборку быстроходного
вала начинают со стягивания цепного колеса с помощью съемника.
Для замены подшипников отвинчивают контргайку и гайку, отгибая
усик стопорной шайбы. Снимают болты подшипников и с помощью
съемника извлекают вал вместе с конической шестерней. При
необходимости восстановления или замены вала шестерня может
быть
114
А-А
снята с него при помощи винтовой стяжки или пресса, так как она
сопряжена с валом неподвижной посадкой. Полная раз борка
осуществляется при капитальном ремонте. Изношенные детали
заменяют новыми или восстановленными, а также ремон тируют стол и
станину
ротора.
Ремонт
стола
ротора
обычно
связан
с
восстановлением электродуговой сваркой лабиринтных уплотнений и
резьбы под гайку.
При работе ротора под действием динамических нагру зок
изнашиваются посадочные поверхности в горловине.
115
Вследствие этого нарушается сопряжение осей зубчатой пере дачи,
что приводит к неправильной работе шестерен, появлению шума,
толчков, ударов в передаче и износу зубьев. Износ уст раняют
металлизацией
посадочных
поверхностей
с
последую щей
расточкой. Может быть также применен метод ремонтных
размеров, когда отверстия растачивают на больший диаметр, что
требует изготовления нового стакана подшипника быстроходного
вала. Иногда износ компенсируют методом дополни тельных
деталей, т. е. в отверстия горловины вставляют гильзы, а затем
растачивают их под посадочный размер стакана. Тре щины в
стакане заваривают и испытывают станину на ге рметичность.
При капитальном ремонте особое внимание должно быть
уделено подшипникам. Вследствие износа опор стола увеличи вается осевой люфт, и стол при работе начинает вибрировать.
Демонтированные детали опор осматривают и измеряют. При
наличии задиров на поверхности беговых дорожек кольца про тачивают и шлифуют. Кольца с трещинами заменяют новыми.
Каждый шар опоры осматривают и замеряют. Изношенные шары
заменяют новыми, диаметры шаров в комплекте не дол жны
отличаться более чем на 0,02 мм. При сборке ро тора необходимо
получить осевой люфт, равный 0,3 мм. При меньшем люфте ротор
будет нагреваться, а при большем — стол будет вибрировать
относительно станины, что вызывает динамические нагрузки в
опорах и их разрушение. При износе подшипников быстроходного
вала возникает большой радиальный люфт, что сказывается на
работе зубчатого зацепления и цепной пере дачи. Изношенные
подшипники подлежат замене.
Перед установкой новых подшипников вал проверяют в цен трах
на биение посадочных поверхностей относительно оси вала.
Замеряя
фактические
размеры
посадочных
поверхностей,
подбирают новые подшипники качения с тем, чтобы гаранти ровать
напряженную посадку. Верхние обоймы подшипников должны
сопрягаться со стаканом на посадке скольжения. Но вый подшипник
нагревают в масле до температуры 80—90 °С и быстро надевают на
вал. Необходимо следить за тем, чтобы внутренняя обойма плотно
прилегала к торцу уступа на валу. К дефектам вала можно отнести
износ шпоночного паза. Наличие углового люфта цепного колеса
привода ротора из-за смятия шпонки или кромок шпоночных пазов
вала и ступицы колеса вызывает удары приводной цепи и даже
разрыв ее. Изношенное шпоночное соединение должно быть
восстановлено одним из рассмотренных выше способов.
Передача больших крутящих моментов ротором пр иводит к
износу конической передачи. Резкий стук и толчки во время
работы являются следствием повышенного износа или поломки
зубьев. Контроль следует начинать с малой шестерни. При износе
зуба по толщине на 10—12 % модуля, что определяется зубомером,
а также при поломке зубьев шестерню заменяют новой, подбирая
ее по венцу ротора. Для посадки на вал ше стерню нагревают до
116
100—120 °С. Венец при ремонте не раз бирают, так 1 как он
сопряжен со столом горячей посадкой. Ре монт сводится к
протачиванию поверхностей зубьев по наружному конусу и к
подрезке торцов. Выработка по толщине зуба компенсируется
толщиной зуба малой шестерни. При поломке зубьев венец
заменяют новым. При этом старый венец срезают автогенной
горелкой. В собранной конической передаче боко вой зазор должен
находиться в пределах, оговоренных техни ческими требованиями.
Зазор регулируют прокладками в вертикальном направле нии
под основную опору стола, в горизонтальном — под фланец
стакана быстроходного вала. Правильность сборки конической
пары контролируют проверкой на краску. Площадь касания зубьев
должна быть не менее 50 % длины зуба и не менее 30 % его
высоты. Перед окончательной сборкой ротора внутренние
поверхности станины и кожуха окрашивают светлой маслостой кой
эмалью. Сборку производят в порядке, обратном разборке. Стол
собранного ротора должен свободно проворачиваться от усилия
120—150 Н, приложенного к цепному колесу. Вкладыши должны
свободно устанавливаться в гнездах при любом пово роте их вокруг
оси стола. Поверхность вкладыша не должна в ыступать над
поверхностью стола более чем на 2 мм. После внешнего осмотра,
контрольных обмеров и опробования вруч ную ротор заправляют
смазкой и подвергают обкатке на стенде.
По окончании стендового испытания масло из ванн уда ляют, а
ротор промывают. Наружные необработанные поверхности ротора
окрашивают эмалью в два слоя. На окрашенных поверхностях
эмаль должна лежать сплошным гладким и ров ным слоем без
пятен, морщин, пузырей и загрязнений.
Отремонтированный ротор должен удовлетворять следую щим
требованиям:
1) отсутствие течи в масляных ваннах (допускается заварка
дефектных мест с последующей зачисткой);
2) отклонение от центра ротора до средней плоскости цеп ного
колеса — не более ±3 мм;
3) отклонение от плоскости стола, крышки стола и вклады шей— не более 2 мм;
4) боковой зазор конической пары на большом диаметре
равен 1—3 мм, радиальный 3—5 мм; пятно касания — не менее 50
% по длине зуба и 30 % по высоте профиля;
5) защелка стола легко включается и обеспечивает надеж ное
застопоривание стола при любом направлении вращения;
117
6) стол собранного ротора свободно проворачивается от усилия,
прикладываемого к цепному колесу одним рабочим (вращение
плавное, без заеданий и толчков);
7) износ зубьев зубчатой пары — не более 3 мм на сторону;
8) все сальниковые уплотнения ротора новые, смазочные
отверстия прочищены и промыты;
9) нагрев подшипников в масле после обкатки — не выше 70 °С;
10) ротор необходимо покрасить маслостойкой краской, на
трущиеся поверхности деталей нанести антикоррозионную смазку или
солидол.
§ 9. РЕМОНТ ВЕРТЛЮГОВ
Вертлюг (рис. 22) соединяет невращающуюся талевую си стему с
колонной бурильных труб, обеспечивая свободное ее вращение и
подачу в нее под давлением бурового раствора через шланговое
соединение.
Перед началом и во время работы каждой вахты производят
следующие операции по уходу за вертлюгом: проверяют надежность
крепления всех узлов; контролируют состояние масла и его уровень в
ванне; следят за состоянием подшипников; при повышении темпе ратуры подшипников более 70 °С прекращают работу и устанавливают причины;
проверяют состояние уплотнения; в случае появления течи
прекращают работу и устраняют неисправности;
наблюдают за состоянием переводника; при появлении течи через
соединение переводника со стволом или через ведущую трубу
останавливают работу и докрепляют резьбовое соедине ние;
следят за состоянием нижнего уплотнения; смазывают
вертлюг в соответствии с картой смазки.
Вертлюг меняют в случае, если резьба переводника забита,
резьбовое соединение переводника и ствола пропускает раствор, в
стволе обнаружены трещины или ствол не проворачивается. Заедание
ствола может быть вызвано разрушением одной из опор вертлюга.
Ствол исправного вертлюга должен свободно проворачиваться от
усилия одного рабочего, приложенного к ключу с плечом 1 м. Тугое
вращение — следствие неправильно отрегулированного осевого
зазора. Во время бурения нельзя допускать утечку бурового раствора
через сальник.
При утечке манжеты меняют и одновременно контролируют
состояние трубы. В случае значительного износа она должна быть
заменена. Надежность крепления отвода к крышке, крышки и нижнего
фланца к корпусу должна периодически проверяться. В случае
появления утечки между трубой и отво
118
дом подтягивают гайки, а е сли
это не дает результата, меняют
прокладку. При смене прокладок
необходимо одновременно проверять состояние отвода. При
значительном
износе
стенок
отвод следует заменить.
Контроль
за
состоянием
смазки
и
проверку
общего
состояния
вертлюга
следует
производить не реже одного раза
в смену.
Ремонтный
цикл
для
вертлюгов
составляет
1800 ч, а межремонтный — 600 ч.
Вертлюг необходимо разбирать в
следующем
порядке:
отвинтить перевод
ник; очистить, обмыть сна ружи
корпус вертлюга и спустить его в
шурф; слить масло; отвинтить
гайки
и
снять
горловину;
отвинтить и снять нажимную
гайку сальника; вынуть трубу,
манжеты, распорную пружину,
кольцо и грундбуксу; отвинтитьконтргайки,
гайки и снять крышку корпуса;
вывинтить нажимную гайку и
снять верхний масляный сальник;
вынуть
из
корпуса
ствол,
предварительно отвинтив винты
плиты основной опоры;поднять
вертлюг из шурфа, положить на
бок, отвинтить и
119
снять нижний сальник; выпрессовать нижнюю втулку корпуса
Следующая операция — демонтаж подшипников со ствола
вертлюга. Для того чтобы снять нижний радиальный и упорный
подшипники, опорное кольцо, а также основную опору, не обходимо расконтрить и отвинтить установочную гайку.
Основные виды работы при ремонте вертлюгов следующие:
смена основной и вспомогательной опор; ремонт ствола; смена
внутренней трубы; смена отвода; восстановление резьбы крепежных деталей и корпуса.
При ремонте ствола производят восстановление смятой или
забитой конической резьбы, ремонт внутренней резьбы под на жимную гайку манжетного сальника, а также поверхности ствола в
месте резьбы верхнего и нижнего масляных сальников. Коническую
резьбу ствола восстанавливают подрезкой торца ствола и
нарезанием восьминиточной или замковой резьбы.
При ремонте внутреннюю трубу желательно заменить но вой.
При незначительной сработке поверхность внутренней т рубы
восстанавливают наплавкой сработанной части с после дующей
обработкой поверхности. Ствол, строп и пальцы под вергают
ультразвуковой дефектоскопии. Эти детали не должны иметь
дефектов, снижающих их прочность. На поверхности стропа в
плоскости опасного сечения допускается углубление от износа до 3
мм на ширине 10 мм. Заваривание изношенной поверхности не
допускается.
Изношенные роликоподшипники заменяют новыми. Перед их
напрессовкой необ<ходимо проверить диаметры посадочных от верстий в расточках корпуса вертлюга и крышки, а также диаметры
посадочных шеек на стволе вертлюга. Замеренные диаметры
должны соответствовать размерам, указанным в чер тежах. Перед
посадкой на ствол подшипники нагревают в масля ной ванне до
температуры 80—90 °С. При смене основного упорного
подшипника с коническими роликами и шарового под шипника
необходимо проверить опорные поверхности на грибо видном
фланце ствола вертлюга и плите основной опоры. Не ровности и
задиры должны быть зашабрены. Торцевое биение опорной
поверхности ствола относительно посадочной поверхно сти под
конусную шайбу основной опоры должно быть не более 0,05 мм.
Конусные ролики комплектуются по размерам. Гнезда сепаратора
основной опоры зачищают от заусенцев. Торцевое биение
поверхности собранной основной опоры не должно превышать 0,05
мм. Верхнюю конусную шайбу опоры перед посад кой на ствол
нагревают в масле до 80—90 °С. Нижнюю втулку корпуса
запрессовывают на место и пришабривают по стволу.
Т
При сборке ствола с подшипниками особое внимание необ ходимо уделять регулировке упорных подшипников. Затяжка
должна производиться установочной гайкой таким образом, чтобы
ствол легко вращался от руки при неустановленных уп плотнениях. Осевой люфт, однако, не должен превышать 0,25 мм.
Регулировку производят следующим образом. Установочную гайку
заворачивают до полного устранения люфта, после чего ее
отвинчивают на l U оборота и стопорят винтом. При износе резьбы
ствола вертлюга торец подрезают, протачи вают и нарезают новую
резьбу, которую проверяют резьбовым калибром. Навинченный
плотно от руки переводник должен не доводить до уступа на стволе
на 18—23 мм. Масляную ванну тщательно промывают керосином и
окрашивают маслостойкой краской. Все каналы для смазки и
масленки очищают от грязи, промывают в керосине и продувают
сжатым воздухом.
После установки ствола в сборе с подшипниками в корпус
проверяют легкость вращения. Затем монтируют верхнюю крышку
с масляным сальником и нижний сальник. В фонарь крышки
вставляют трубу и монтируют сальник. Устанавливая прокладку,
затягивают болтовые соединения горловины и трубы. Конечные
операции сборки — заполнение вертлюга маслом, испытание
проворачиванием ствола при помощи цепного ключа одним
рабочим, опрессовка сальника водой на стенде без вра щения и при
вращении ствола цепным ключом, проверка герметичности
нижнего уплотнения.
Вертлюг, прошедший испытания, окрашивают и консерви руют.
§ 10. РЕМОНТ БУРОВЫХ НАСОСОВ
Высокое давление нагнетания и наличие абразивных частиц в
буровом растворе вызывают интенсивный износ гидравличе ской
части бурового поршневого насоса; приводная часть насоса
изнашивается вследствие больших динамических нагрузок.
На рис. 23 показан двухцилиндровый буровой насос. Для
удобства транспортировки рама насоса выполнена в виде са лазок.
Техническое обслуживание производит буровая бригада в период, когда насос не участвует в процессе бурения; в основном
предусматривается устранение неисправностей в работе гид равлической части насоса, основные из которых приведены ниже.
При текущем ремонте проводятся следующие работы:
1. Проверка и подтяжка всех болтовых соединений.
2.
Замена быстроизнашивающихся деталей: цилиндровых втулок, поршней, штоков, клапанов, сед
помощью съемников.
121
3. Замена уплотнительных манжет цилиндровых крышек,
крышек клапанов, уплотнений штоков, уплотнений цилиндро вых
втулок и надставок штоков.
4. Проверка состояния и регулировка направляющих и на кладок крейцкопфа.
5. Проверка состояния надставок штока и их крепления со
штоком.
6. Проверка приводного шкива и регулировка натяжения
ремней.
7. Замена баллонов и промывка фильтров воздушных кол паков.
8. Смазка всех подшипников не реже одного раза в неделю.
Проверка щупом уровня смазки в картере и доливка масла. Смена
масла производится не реже одного раза в 3 мес., а также после
окончания бурения скважины. В среднем ремонт ный цикл для
насосов составляет 6000 ч, межремонтный пе риод— 600 ч работы.
При текущем ремонте в дополнение к перечисленным рабо там
проверяют
и
регулируют
подшипники
кривошипного
и
трансмиссионного валов, заменяют изношенные корпуса саль ников, пальцы, втулки, направляющие и накладки крейцкопфа, а
также надставки штока.
Разборку насоса при капитальном ремонте начинают с гид равлической части и проводят в следующем порядке: отвинчи вают
гайки и снимают крышки цилиндров, вынимают нажим ные коронки
цилиндровых втулок, вывинчивают коронки кры шек клапанов,
вынимают крышки клапана, пружины клапанов и клапаны, затем
ослабляют сальники штоков, отсоединяют штоки от надставок,
вынимают штоки с поршнями из цилиндров, снимают грундбуксы,
вынимают уплотнения сальников што ков и специальным
съемником — цилиндровые втулки из клапанных коробок. Далее
отвинчивают гайки и снимают нагне тательный коллектор в сборе с
воздушным компенсатором, отсоединяют гидравлическую коробку
от приемного тройника и корпуса насоса и снимают ее. Затем из
гидравлической коробки при помощи съемника выпрессовывают
седла клапанов.
Гидравлический съемник седел клапанов буровых насосов (рис.
24) состоит из трех основных частей: захватывающего устройства,
гидравлического цилиндра и ручного винтового на соса.
После установки штока 7 с захватывающим устройством 6 в
клапанной коробке на него надевают гидр авлический цилиндр 1 в
сборе с поршнем 4. Шток подтягивают кверху и крепят к поршню
гайкой 3. При помощи винтового насоса 2, расположенного на
корпусе
поршня,
в
гидравлическом
цилиндре
создается
необходимое давление для выпрессовки седла 5 кла пана из гнезда
клапанной коробки.
123
После
этого
приступают
к
разборке воздушных компенсаторов.
Сначала
спускают
воздух
из
колпаков, для чего открывают
игольчатые вентили и вывинчивают
контрольные пробки. До этого
разбирать
компенсаторы
запрещается, так как сжатый воздух
может
сбросить
колпак
и
травмировать рабочих. Затем отвинчивают гайки крепления фланцев
колпаков к тройнику и снимают
колпаки, резиновые баллоны и
перфорированные трубы.
После
окончания
разборки
гидравлической части приступают к
демонтажу приводной части насоса.
Вначале
снимают
шкив
клиноременной передачи, для чего
вывинчивают болты контршайбы и
снимают ее. Затем отвинчивают
болты и снимают боковые и
основную крышки картера. Далее следует отвинтить болты, снять
четыре боковые крышки подшипников, отвинтить гайки, снять
верхние крышки подшипников и трансмиссионный вал с
подшипниками и шестерней. После этого вывинчивают надставки
штока из крейцкопфа, снимают стопорные планки пальцев
крейцкопфа, специальным съемником выпрессовывают пальцы
крейцкопфа, снимают сначала крышки коренных подшипников
кривошипного вала, а затем — вал в сборе, с шатунами. Далее
вынимают крейцкопфы, снимают напрвляющие крейцкопфов и
масляные уплотнения надставок штока.
После этого приступают к разборке узлов приводной части
насоса.
Кривошипный вал разбирают в следующем порядке: сни мают
крышки шатунных подшипников и шатуны. Выпрессовы вают с
помощью винтовых съемников роликовые подшипники с шатунных
шеек вала. Затем вал устанавливают на гидравли ческий пресс,
снимают крышки коренных подшипников, торце вые крышки и
корпуса подшипников, выпрессовывают при по мощи пресса
коренные подшипники и зубчатое колесо. Затем из малой головки
шатунов с помощью специального съемника или выколоток
выпрессовывают бронзовые втулки.
С трансмиссионного вала с помощью винтового съемника
выпрессовывают роликовые подшипники. С крейцкопфа сни мают
накладки. После промывки узлов и деталей и х разбраковывают и
составляют дефектную ведомость.
124
Замене подлежат все подшипники и стаканы, шестерни и
зубчатое колесо редуктора, а также все уплотнения. Гидравли ческую коробку либо заменяют, либо восстанавливают. Основ ными
дефектами
гидравлических
коробок
являются
нарушение
уплотнительных поверхностей в местам уплотнений цилиндро вых
сменных втулок и седел клапанов, трещины в корпусе ци линдра, а
также слом шпилек для крепления крышек. Поло манные шпильки
извлекают описанными выше способами. Стальные гидравлические
коробки с промоинами могут быть восстановлены электродуговой
наплавкой с последующей механической обработкой для получения
необходимых размеров. Чугунные гидравлические и стальные
коробки восстанавливают расточкой промытых гнезд клапанных
седел и запрессовкой втулок с внутренней конической
поверхностью для посадки седел. Для восстановления промытых
посадочных поверхностей для цилиндровых втулок применяют
также расточку и запрессовку втулки, которую затем растачивают
для получения первоначальных размеров внутренней поверхности
гидравлической
коробки.
Посадочные
поверхности
валов
восстанавливают методами, рассмотренными выше.
При износе поверхности корпуса крейцкопфа под палец его
обычно восстанавливают следующим образом. Выступ в кор пусе
крейцкопфа в месте посадки пальца с четырех сторон про страгивают с таким расчетом, чтобы можно было установить и
закрепить его в токарном станке, а затем сработанную по верхность
наплавляют стальным электродом и обрабатывают на токарном
станке до номинального размера. Иногда отверстие под палец
протачивают, а затем устанавливают втулку, у которой внутренний
диаметр расточен под номинальный раз мер пальца. При срыве
резьбы под надставку штока на токар ном станке производят
расточку на больший диаметр под в тулку, которая имеет по
внутреннему диаметру резьбу под надставку штока. На наружном
диаметре втулка должна иметь бурт для упора в тело крейцкопфа.
После установки втулку приваривают к корпусу крейцкопфа со
стороны, противоположной бурту.
После ремонта гидравлическая коробка и корпуса, находя щиеся
под давлением, должны быть опрессованы на полутора кратное
максимальное рабочее давление.
Сборку насоса производят в последовательности, обратной
разборке. Вначале выполняют сборку узлов. Изношенные под шипники заменяют новыми. Важной операцией является регулировка осевого люфта в конических роликовых подшипниках
трансмиссионного вала. Регулировку производят следующим
образом. Затягивают равномерно болтами крышку установоч ного
стакана до полного выбора люфта, ч то характеризуется
затрудненным вращением вала. Затем замеряют зазор между
торцом корпуса стакана и фланцем крышки. Сняв крышку, под нее
устанавливают набор прокладок, толщина которых на 0,2 — 0,3 мм
больше замеренного зазора. Собранный трансмиссион ный вал
должен легко проворачиваться за шкив. Причиной пе регрева и
125
износа подшипников может быть непараллельность между валами
или несоосность подшипников, что устраняется прокладками под
установочные стаканы.
Регулировку подшипников коренного вала выполняют в с ледующем порядке. До посадки подшипников измеряют наруж ный и
внутренний диаметры стаканов и посадочных шеек кри вошипного
вала. При этом зазор между внутренней стенкой стакана и
наружным диаметром колец подшипников должен быть равен
0,05—0,1 мм. После этого на вал надевают до упора в колесо
распорные втулки, а затем устанавливают стаканы, в дно которых
предварительно вставлено до упора наружное кольцо внутреннего
подшипника. На кривошипный вал наса живают внутренние кольца,
предварительно нагретые в масле до 80—90 °С, до упора в
распорную втулку. Далее устанавливают в стакан наружное кольцо
наружного подшипника и надевают торцовую крышку стакана.
После установки стакана регулируют подшипники.
При регулировке подшипников болты наружных крышек
затягивают и подшипники зажимают в стаканах до полного выбора
максимальных зазоров. Болты затягивают усилием од ного рабочего
гаечным ключом с рукояткой длиной не более 210 мм. При этом
одновременно постукивают молотком по дну крышки стакана,
чтобы выбор зазора был более надежным.
После этого болты освобождают и устанавливают между
крышкой и корпусом три свинцовых кубика, располагая их под
углом 120° друг от друга. Затем болты затягивают до защем ления
подшипников. При этом следят, чтобы разница зазора между
крышкой и торцом корпуса по окружности была не более 0,05 мм.
Далее болты вывинчивают, замеряют толщину свинцовых кубиков
и подбирают пакеты прокладок с общей толщиной, на 0,3 —0,4 мм
превышающей толщину кубиков. Устанавливают пакеты прокладок
между крышкой и корпусом подшипников и затягивают болты до
отказа.
После затяжки болтов стакан должен проворачиваться уси лием
одного рабочего на рычаг длиной 1 м. Перед регулиров кой
подшипники смазывают машинным маслом марки индустриальное-50. Окончательно отрегулированные подшипники
заправляют густой смазкой.
Осевой люфт подшипников на пальце кривошипа регули руют
набором прокладок между торцом пальца и упорной шай бой. При
этом толщина набора прокладок подбирается на 0,15 —0,25 мм
больше замеренного зазора при отсутствии ос евого люфта у
подшипников. Увеличенный зазор между крейцкопфом и
направляющим устраняют установкой прокладок между корпусом
крейцкопфа и накладками либо заменяют на кладки. Собранный
крейцкопф должен свободно перемещаться в направляющих без
заеданий и ударов. Изношенные бронзовые втулки шатунов
выпрессовывают и устанавливают новые, которые должны быть
пришабрены по пальцу крейцкопфа.
При сборке гидравлической части насоса необходимо обра щать
особое внимание на чистоту сопрягаемых поверхностей и
плотность их прилегания. Недопустимы местные зазоры любой
величины, через которые может проникнуть жидкость, так как они
являются основной причиной абразивного размыва де талей.
Прилегание конической поверхности седла клапана к сопря гаемой поверхности гнезда клапанной коробки проверяют на
краску; оно должно представлять собой сплошное кольцо ши риной
не менее 15 мм. Прилегание конических поверхностей штока и
поршня должно быть сплошным по кольцу и занимать не менее 60
% поверхности конуса.
После сборки насос прокручивают вручную за шкив на один
ход поршня для того, чтобы убедиться, что кривошипно шатунный
механизм свободно вращается без заеданий и скре жета.
Обкатку производят на воде на испытательном стенде, при чем
насос должен быть снабжен втулкой наименьшего диаметра.
Сначала в течение 20—30 мин насос работает без давления, затем
20—30 мин при давлении, равном половине от номинального для
данной втулки, и наконец — при номинальном давлении в течение
1 ч.
При испытании измеряют число двойных ходов, действи тельную подачу насоса, давление всасывания и нагнетания,
подводимую мощность, а также снимают индикаторную диа грамму. По полученным данным подсчитывают полезный напор
насоса, гидравлическую и индикаторную мощности. Все это
позволяет определить коэффициент подачи, механический и индикаторный к. п. д. насоса, а по ним судить о качестве прове денного ремонта.
(S 11. РЕМОНТ ТУРБОБУРОВ И БУРИЛЬНЫХ ТРУБ
Ремонт турбобуров
Конструкция одного из типов турбобуров показана на рис. 25.
Все детали турбобура работают в абразивной среде при больших
давлениях и осевых нагрузках, что вызывает ин тенсивный износ
деталей.
Неисправный турбобур должен быть доставлен в мастер скую в
течение суток для распрессовки, т. е. извлечения вала
127
с деталями из корпуса. Если по каким-либо причинам невозможно
доставить турбобур в мастерскую, его необходимо рас - прессовать при
помощи буровой лебедки. В противном случае буровой раствор
высохнет и образует корку между статорами и корпусом, что сделает
невозможной его разборку даже с применение м паровых или нефтяных
ванн.
Содержание и объем ремонта определяют после частичной или
полной разборки турбобура. После промывки и очистки при помощи
крана или тельфера турбобур подают на механи ческий круговой ключ,
которым отвинчивают ниппель. При этом специальная катушка
задержки
предотвращает
проворачивание
корпуса
турбобура.
Реактивный момент на катушке задержки передается трансформатором
давления,
а
давления
регистрируются
манометрами,
проградуированными в единицах силы, что позволяет контролироват ь
момент отвинчивания и завинчивания.
Завинчивать и отвинчивать резьбовые соединения турбо бура можно
и более простым способом, используя лебедку и тельфер (рис. 26).
Канат от барабана лебедки через направляющий ролик 3, заделанный в
полу цеха, прикрепляют к ключу 1, надетому на отвинчиваемую или
завинчиваемую деталь турбобура. Для предотвращения проворачивания
корпуса турбобура надевают ключ 2. Усилие затяжки определяется по
механическому динамометру 4. При отвинчивании и завинчивании
турбобур помещают на стойки 5. После отвинчивания ниппеля турбобур
поступает на гидравлический пресс для рас - прессовки корпуса и вала в
сборе. При распрессовке в валу турбобура возникают значительные
растягивающие напряжения. Чтобы избежать деформации вала,
максимальное напряжение не должно превышать половины предела
текучести.
В таблице на гидравлическом прессе указывается допусти мое
давление по манометру для каждого типоразмера турбобура. Если вал не
распрессовывается
предельной
нагрузкой, турбобур помещают на
несколько часов в емкость с горячей
водой, а затем снова устанавливают
на пресс. После страгива- ния вал в
сборе извлекают из корпуса при
помощи троса, связанного через
полиспаст с барабаном лебедки.
Извлеченный вал устанавливают на
направляющих и тем же круговым
ключом или с помощью описанного
выше способа отвинчивают контргайку, а затем, снимая колпак,
отвинчивают роторную гайку. Детали с вала снимают с помощью
гидравлического пресса и лебедки с полиспастом, при меняемых для
извлечения из корпуса вала в сборе.
Разобранные валы и корпуса промывают в емкости на 1 м
длиннее турбобура. Ее используют также для облегчения раз борки
турбобура; для этого воду подогревают паром. Часто емкость
изготовляют из обсадной трубы большого диаметра. Сверху на ‘/з ее
вырезают по всей длине, а по торцам ввари вают днища. Мелкие
детали
турбобура
промывают
в
ваннах,
снабженных
подогревательным устройством. Промыты е и высушенные детали
проходят контроль и отбраковку, если износ превышает
установленные техническими требованиями нормы. При осмотре
вала и корпуса обращают внимание на наличие вмятин, трещин и
других внешних дефектов. Обязательно про веряют прямолинейность
этих деталей; для этого их уклады вают на две опоры и, вращая вал,
индикатором производят замеры в пяти-шести точках. Если кривизна
превышает допустимую величину, вал и корпус подвергают правке
на прессе, предназначенном для правки бурильных труб.
Вал или корпус устанавливают на опорах пресса дугой вверх.
Контроль обратного прогиба замеряют линейкой, ведя отсчет от
станины пресса. При правке корпуса для предотвра щения его смятия
применяют специальные полукольца, уста навливаемые между
корпусом, пуансоном и опорами. Состояние резьб деталей турбобура
проверяют внешним осмотром, резьбовыми калибрами, а также
свинчиванием резьбового соединения. Перед проверкой резьба
должна быть очищена и промыта. Детали, поступающие на сборку,
не должны иметь дефектов резьбы. При проверке конических резьб
измеряют их натяг, который должен соответствовать установленным
нормам. Изношенные резьбы перенарезают. У вала проверяют со стояние шпоночных пазов. При смятии шпоночного паза или
значительном увеличении его ширины на валу под углом 90 или 180°
фрезеруют новый паз. Корпус, имеющий радиальную выработку
внутренней поверхности, выбраковывают. При вос становлении
резьбы корпуса приходится часть корпуса отре зать, а для сохранения
номинальной
длины
устанавливать
над ставки.
Надставка
центрируется с корпусом цилиндрическим участком с прессовой
посадкой, а жесткость соединению при дает резьбовой участок.
Надставку устанавливают с предварительным нагревом до 400—450
°С.
Резиновые обкладки подпятников не должны иметь по вреждений.
Допускается дальнейшее использование подпятни ков при износе до
1 мм, но при этом кольца пяты должны быть соответственно
уменьшены по высоте. При износе наруж ной поверхности более чем
на 1 мм кольца пяты отбраковывают. Диски пяты при наличии
гладких рабочих поверхностей и износе по высоте менее чем на 1 мм
можно использовать повторно.
Радиальные опоры не должны иметь дефектов на рабочих
поверхностях. Для сборки применяют втулки средних и ниж них опор
с износом наружной поверхности не более чем на
1,5 мм на диаметр при условии установки в паре с ними новых
ниппелей
и средних опор. Опоры качения турбобуров при осе вом
130
люфте более 4 мм и радиальном более 3 мм на сборку не
допускаются и ремонту не подлежат. У ступеней турбобура
проверяют высоту статора и ротора, осевую высоту лопаток, осевой
люфт по величине выхода ступицы ротора из статора, а также
радиальный зазор между ротором и статором. Турбины с
поломанными и погнутыми лопатками выбраковывают.
Перед сборкой ступени подбирают в комплекты. Все тур бины
одного комплекта должны иметь одинаковую номиналь ную высоту и
осевой люфт. Подбирают комплекты из новых ступеней, из ступеней,
бывших в употреблении с износом по высоте лопатки до 2 мм и
более, а также из отремонтированных ступеней.
Комплектацию производят следующим способом. На контрольную плиту укладывают торцами друг на друга по десять
статоров и роторов, образующих две стопы, и замеряют их вы соты.
Если разница в высотах более 1 мм, одну стопу пере укомплектовывают другими статорами или роторами, но с одинаковой номинальной высотой и осевым люфтом. Разница в высотах
стоп должна быть не более 0,2 мм. В отдельных слу чаях допускается
подрезка одного или нескольких статоров или роторов со стороны
лопаток, но не более чем на 1 мм.
Комплект с износом по высоте лопатки более 2 мм не рекомендуется применять при бурении скважин глубиной свыше 3000
м. Турбобур, укомплектованный ступенями с износом по высоте
лопатки более 2 мм, можно применять только при бурении верхних
интервалов, где возможно компенсировать снижение мощности
турбобура
соответственным
увеличением
по дачи
насосов.
Отремонтированные ступени с уменьшенной вы сотой, но с осевым
люфтом,
равным
номинальному,
применяют
в
турбобуре,
собираемом с увеличенным количеством ступеней. Детали пяты
комплектуют так, чтобы высота подпятника рав нялась сумме высот
диска и кольца пяты. Средние опоры ком плектуют по высоте с
втулками средних опор.
Укомплектованные детали собирают на сборочном стенде.
Основное условие правильной сборки турбобура — получение
заданного осевого люфта при полной затяжке деталей по движной и
неподвижной частей. Необходимый осевой люфт получают с
помощью регулировочного кольца 9 (см. рис. 25), которое является
компенсационной деталью. Определить высоту кольца можно
различными методами. Приведем один из
них. После установки последней
ступени турбины, т. е. ротора 4 и
статора 3 (рис. 27), на вал надевают
ступень
пяты.
Подпятник
2
прижимается к диску 1, а статор— к
ротору, после чего измеряют размер В
между торцами подпятника и статора.
Высоту Н регулировочного кольца
принимают меньше измеренного размера В на необходимую величину
верхнего зазора Л в турбине. После
установки регулировочного кольца на
вал
надевают
детали
упорного
подшипника и детали затягивают роторной гай кой. Последнюю
стопорят колпаком и контргайкой. Детали, собранные на валу,
смазывают снаружи густой смазкой и уста навливают в корпус с
помощью той же лебедки, которая ис пользовалась при разборке
турбобура. Затем завинчивают ниппель. Турбобур считается
правильно собранным, если:
а) все конические резьбовые соединения свинчены до упора в
торцы;
б) величина натяга ниппеля, т. е. расстояние между тор цами
корпуса и ниппеля в затянутом состоянии находится в пределах 5 —
15 мм;
в) вал легко вращается моментом до 200 Н Х м ;
г) осевой люфт, замеряемый при перемещении вала в край нее
верхнее и нижнее положение, находится в заданных пределах.
После проверки турбобур обкатывают на специальном стенде,
причем в зависимости от положения турбобура стенды делятся на
вертикальные и горизонтальные. В состав стендов входят: буровой
насос; зажимное приспособление корпуса; устройство, разгружающее
пяту при запуске и обкатке; приборы и приспособления для замера
частоты вращения вала, момента на валу, подачи насоса, перепада
давления в турбобуре; устройства для нагружения вала турбобура
тормозным моментом. После обкатки на холостом ходу на этом же
стенде, постепенно нагружая вал турбобура, снимают его
индивидуальную характеристику, которая является окончательным
критерием качества ремонта.
Унификация присоединительных размеров
шпиндельных турбобуров
Унификация присоединительных размеров — это приведение
присоединительных размеров всех секций одного диаметра к заранее
выбранным эталонным размерам в целях их взаимо заменяемости при
сборке.
132
Унификацию присоединительных размеров турбобуров про водят в турбинном цехе бурового предприятия на базе имею щегося
оборудования и инструмента с использованием системы размеров,
приведенных на рис. 28:
где А — расстояние от торцов соединительных межсекционных
переводников 1 и 3 турбобура до торца верхней полумуфты 2
соединяемых секций; В — расстояние от торцов соединенных
межсекционных переводников 1 и 3 турбобура до торца выступающей части нижней полумуфты 4 соединяемых секций; С —
длина выступающей части нижней полумуфты 4\ Dн— длина
верхней полумуфты 2.
Размеры А я В определяют с использованием калибров.
Изготовление калибров. Подбирают пару серийно выпускае мого конусно-шлицевого соединения. Нижнюю полумуфту 4 соединяют с верхней полумуфтой 2 и замеряют размер С (см. рис.
28). Для удобства в работе нижнюю полумуфту максимально
облегчают, к ней приваривают ручку и принимают в качестве
конуса-калибра (рис. 29).
Определяют длину D B верхней полумуфты 2 (см. рис. 28),
которую принимают произвольной, но таким образом, чтобы после
ее соединения с конусами собранных шпиндельных
133
секций верхняя полумуфта выступала из корпуса на расстояние,
удобное для замеров. Длина верхней полумуфты может быть
увеличена за счет приваренной втулки. Верхнюю полумуфту также
максимально облегчают, к ней приваривают ручку и принимают в
качестве муфты-калибра (рис. 30).
Калибры необходимо содержать в чистоте и ежедневно пе ред
началом смены выполнять их проверку, т. е. соединять их и
замерять общую длину, которая должна быть постоянной и равной
(Л + В) ±0,5 мм.
Унификация присоединительных размеров шпиндельных секций.
Шпиндельная
секция
—
наиболее
нагруженный
и
быстроизнашиваемый узел турбобура, поэтому ее сборку и регу лировку необходимо производить особенно тщательно.
Перед началом унификации присоединительных размеров
шпиндельных секций необходимо выбрать эталонный размер Ш
(рис. 31), который принимают с таким расчетом, чтобы практически
не
менять
сложившуюся
в
турбинном
цехе
си стему
присоединительных размеров шпиндельной и первой турбинной
секций. С этой целью муфту-калибр поочередно соединяют с
конусами собранных шпиндельных секций и замеряют размер Ш. В
качестве эталонного размера принимают среднее значение
полученных результатов замеров, округленное до це лой величины.
Приведение присоединительного размера Ш к эталонному
достигается перестановкой регулировочных колен в корпусе
шпинделя.
134
Контроль присоединительного размера Ш производится после
полной сборки шпинделя; для этого на конус
шпинделя устанавливают до упора муфтукалибр 2 (см. рис. 31). После проверки плотности соединения ее с конусом замеряют размер
Ш, значение которого должно быть равно
эталонному с отклонением ±0,5 мм.
Порядок сборки, разборки и ремонта
шпиндельных секций с унифицированными
присоединительными
размерами
идентичен
неунифицированным.
Унификация присоединительных раз меров
турбинной секции. Используя ранее полученные
размеры С и Ш, определяют присоединительные
размеры А и В при крайнем нижнем положении
вала турбинной секции, которые принимаются в
качестве эталонных.
А = Ш—Ь,
где А — эталонный присоединительный размер,
определяющий расстояние от торца верхнего
соединительного переводника турбинной секции
до торца муфты- калибра (рис. 32); Ш —
эталонный
присоединительный
размер
шпинделя, определяющий расстояние от торца
верхнего
соединительного
переводника
шпинделя до торца муфты-калибра (см. рис. 31);
Ь — величина подъема вала турбинной секции
от его крайнего нижнего положения, принятая
для кон кретного района бурения.
где В — эталонный присоединительный размер,
определяющий расстояние от торца нижнего
соединительного переводника тур бинной секции до торца выступающей
части конуса-калибра; D u — длина муфты-калибра; С — длина
выступающей части конуса-калибра при соединении его с муфтойкалибром.
Разница длин корпуса секции с переводниками и вала с
контрольными полумуфтами (см. рис. 32) для секций с уни фицированными
присоединительными
размерами
постоянна
и
составляет А + В.
До разборки прибывающей на ремонт турбинной секции тщательно
зачищают рабочие поверхности конусно -шлицевых
полумуфт, устанавливает на них до упора калибры и опреде ляют
размеры Л и В.
Сумму полученных размеров А я В сравнивают с эталонной и
вычисляют величину, на которую необходимо изменить длину
корпуса или вала турбинной секции.
Исходя из имеющихся возможностей выбирают один из
следующих способов приведения разности длин корпуса и вала
турбинной секции к стандартной:
подбор одного или двух соединительных переводников соответствующей длины;
изготовление переводника соответствующей длины;
уменьшение длины вала или корпуса турбинной секции.
Разбирают турбинную секцию, производят необходимый ремонт
(замену ступеней турбин, радиальных опор и т. п.), затем секцию
собирают, используя подобранные или изготовлен ные переводники,
вал и корпус с откорректированными дли нами.
Работы по разборке, ремонту и сборке (за исключением ре гулировки) секций с унифицированными присоединительными
размерами не отличаются от работ для секций с неунифициро ванными размерами.
После сборки секции осуществляют контроль присоедини тельных
размеров при нижнем положении вала (см. рис. 32). На нижнем конце
секции в верхнюю полумуфту 1 вставляют плотно до упора
контрольный конус 2 и замеряют размер В, который для всех
унифицированных секций независимо от ти поразмера должен
составлять S±0,5 мм. На верхний конец вала секции надевают
контрольную полумуфту 1 и замеряют расстояние А (см. рис. 32) при
нижнем положении вала. Подъем вала (на гидравлическую нагрузку)
при этом составляет Ь±0,5 мм.
Без ущерба взаимозаменяемости секций можно изменить размер В
в большую или меньшую сторону, сохраняя постоян ным размер А+В
и обеспечивая таким образом другое пере распределение осевого
люфта секции. Например, если при стандартном размере В
обеспечивается подъем вала на b мм, то этот подъем можно
увеличить на величину т, установив при регулировке секции размер
В + т. Это не изменит распределение зазоров в ступенях турбин на
последующих при сборке турбобура секциях.
Разрезная конусная вставка к
шпиндельным турбобурам
Разрезная конусная вставка (РКВ) предназначена для опе ративного восстановления первоначальных регулировочных размеров
в целях увеличения межремонтного периода работы
136
шпиндельной и турбинных секций турбобура (рис. 33). Буровой бригаде
поставляется комплект РКВ для каждого диаметра шпиндельного
турбобура. РКВ используется многократно в шпиндельных турбобурах как
с шаровым, так и резинометаллическим подшипниками.
Каждый комплект РКВ, соответствующий определенному диаметру
турбобура, включает вставки с различной толщиной стенки, определяющей
высоту подъема роторной системы секций турбобура.
Состав комплекта РКВ уточняется в процессе эксплуатации последних.
Комплекты РКВ изготавливаются для шпиндельных турбобуров типа ТСШ
и АШ диаметрами 172, 195 и 240 мм. Состав комплекта РКВ по толщинам
стенок обусловлен необходимостью оперативного восстановления
первоначальных регулировочных размеров шпиндельной секции в целях
решения последующих технологических задач.
На рис. 34 показана установленная РКВ 1 между шпиндельной 2 и
турбинной 3 секциями.
Ремонт бурильных труб
В практике бурения скважин обычно применяют бурильные трубы
наружным диаметром 60; 73; 89; 114; 127; 141 и 168 мм. В процессе
бурения трубы соединяют между собой замками. Замок состоит из двух
частей — ниппеля и муфты, имеющих резьбу с конусностью 1 :4 или I : 6 и
шагом 5—6 мм, благодаря чему при свинчивании или развинчивании
требуется всего пять- семь оборотов, что сокращает вреущ спускоподъемных опера
137
ций. При износе резьбы количество оборотов уменьшается до
двух-трех, однако прочностные качества соединения остаются
удовлетворительными. Ниппели и муфты соединяют с трубой на
мелкой трубной резьбе (шаг 2,5—3,5 мм) с небольшой конусностью
(1:16 или 1:32). Кроме того, выпускают бурильные трубы с
приваренными встык замками. В процессе экс плуатации бурильные
трубы изнашиваются по наружному и внутреннему диаметрам.
Многократные свинчивания и развинчивания приводят к износу
замковых резьб. Бурильные трубы подвержены также уст алости и
коррозионной усталости металла; большим растягивающим
напряжениям при резком торможении или посадке с ударом
колонны на ротор; большим скручивающим напряжениям при
роторном бурении.
В процессе бурения забойными двигателями в колонне воз никают
меньшие усталостные напряжения, чем при роторном бурении.
Однако во время турбинного бурения вследствие ра боты при более
высоких
давлениях
промывочной
жидкости
не достаточное
крепление резьбовых соединений колонны может привести к
промыву замков. Поэтому после проводки скважины комплекты
бурильных труб подлежат проверке и ремонту.
Обычно эти работы проводят на специализированном ре монтном
предприятии — трубной базе, состоящей из проверочной площадки,
отделения для опрессовки труб и механической мастерско й,
выполняющей правильные, сварочные и трубона резные работы.
Основными признаками, ограничивающими дальнейшее при менение труб и замков, являются следующие:
1) износ стенки трубы или замка по диаметру превысил
допустимые пределы;
2) суммарное количество оборотов, совершенных трубой,
достигло установленной нормы (1 • 10 7 —2- 10 7 );
3) количество оборотов, необходимое для свинчивания из ношенного замка, составляет 0,25—0,30 от первоначального у
нового замка;
4) на трубах имеются трещины, вмятины, промытые отвер стия,
глубокие риски и другие дефекты;
5) отмечается
кривизна,
исправление
которой
нарушит
прочность трубы;
6) в результате аварии или использования в ловильных ра ботах
трубы подверглись нагрузкам, при которых возникли на пряжения
выше предела текучести.
Проверочная площадка трубной базы служит для установ ления
степени износа труб. Перед этим трубы проходят про мывку и
очистку. Критерием определения износа служат сум марное
количество оборотов, совершенное трубами, и износ по диаметру. В
процессе бурения учитывается работа отдельных комплектов и труб.
Порядок начисления условного износа ре ГламентироваН соответствующими инструкциями. В зависимо сти от
степени условного износа трубы разделяют на три класса: I — от 0
до 50%; И — от 51 до 85% (предельная глубина бурения 0,65—0,75
от глубин, допускаемых для I класса); III класс — от 86 до 100%
(предельная глубина бурения 0,70— 0,75 от глубин, допускаемых для
II класса). Состояние труб контролируется визуально, обмерами и с
применением различных дефектоскопов, которые позволяют
обнаружить
невидимые
трещины,
каверны
на
внутренней
поверхности, а также определить минимальную толщину стенки
трубы. Общую прямолинейность труб проверяют по стальной
натянутой проволоке, а кривизну отдельных участков определяют с
помощью линейки длиной 2—3 м. Линейку прикладывают к
образующей трубы и замеряют просвет между ребром линейки и
поверхностью трубы, при этом трубу медленно вращают на опорах
вокруг оси. Труба считается годной, если величина просвета не
превышает 1 мм на 1 м длины. Фактический натяг и конусность
резьбы замеряют гладкими и резьбовыми кольцами, калиб рами и
щупами. Перед проверкой резьба должна быть тща тельно промыта
керосином и протерта. Резьбы проверяют в со ответствии с правилами
контроля, установленными ГОСТами или т ехническими условиями.
Трубы, имеющие несколько перегибов в разных плоскостях,
большую стрелу прогиба в одной плоскости и скрученные в спираль,
а также трубы с трещинами, вмятинами и другими дефектами,
должны быть забракованы.
Трубы правят прессами с усилием на штоке до 0,5 МП; для этого
их укладывают на передвижные роликовые опоры ста нины пресса.
Замковую резьбу ремонтируют проточкой конической части,
подрезкой торцов и нарезкой новой резьбы. Износ наружных
поверхностей замков и переводников восстанавл ивают наплавкой
ручным, полуавтоматическим и автоматическим способами.
В случае неисправимых дефектов ниппель и муфту заме няют
новыми. Для развинчивания деталей замка от трубы при меняют
буровую лебедку, муфтонаверточный станок и цепные ключи. Для
облегчения развинчивания можно использовать предварительный
подогрев деталей замка, надрезание этих де талей газовой резкой с
диаметрально противоположных сторон вдоль образующих, при этом
необходимо строго следить за тем, чтобы не была повреждена резьба
трубы. Годные замковые детали свинчивают с забракованных труб.
Чтобы облегчить развинчивание, трубу отрезают газовой резкой, а
часть трубы, оставшуюся в замковой детали, вытачивают «в
стружку» на металлорежущем станке. При замене изношенных
замковых деталей новыми эти детали подбирают к трубе по натягу
таким образом, чтобы он был близок к номинальному. Подбор может
быть осуществлен как на основе измерения резьб ка либрами, так и
непосредственным свинчиванием вручную без смазки трубы с
замком. Трубы и замки необходимо свинчивать в горячем состоянии.
Температура нагрева для замков труб диаметром 73 —89 мм
составляет 400—430 °С, а для труб диаметром 114 мм и выше 380—
400 °С. Признанные годными и восстановленные бурильные трубы
на
опрессовочной
площадке
подвергают
ги дравлическому
испытанию. Предварительно трубы укладывают на стеллажи так,
чтобы ниппельные концы были обращены к опрессовочной установке
и располагались выше муфтовых. Очередную трубу заглушают со
стороны муфты специальной резьбовой пробкой, заполняют из л инии
низкого давления водой вплоть до перелива. Затем на ниппель
139
надевают опрессовочную головку, снабженную клапаном для спуска
воздуха, и окончательно заполняют трубу водой до пол ного удаления
воздуха. Закрыв клапан, поднимают давление до заданной величи ны.
Труба считается выдержавшей испыта ние при отсутствии пропуска
жидкости или потения. Если стенки трубы оказываются
негерметичными, она бракуется. В случае негерметичности в
резьбовом соединении с замком трубу ремонтируют.
§ 12. РЕМОНТ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ
При пневматическом управлении исполнительные меха низмы
включаются кранами, которые расположены на пульте бурильщика и
соединяют шинно-пневматические муфты и пневмоцилиндры с
магистралью
сжатого
воздуха.
Отключение
про изводится
соединением рабочей полости с атмосферой. Питание системы
пневматического управления осуществляется сжатым воздухом от
двух компрессорных установок. В состав компрес сорной установки
входят компрессор, электродвигатель или контрпривод, состоящий
из приводного вала со шкивом клиноременной передачи и шинно пневматической
муфты,
смонтированных
на
общей
раме.
Компрессоры нагнетают сжатый воз дух в воздухосборник,
оборудованный предохранительным кла паном и манометром.
Управление компрессорной станцией — автоматическое при помощи
регулятора давления и электро- пневматического вентиля через
переключательный клапан, соединяемый с вертлюжком шиннопневматической муфты привода компрессора. Для ручного
включения компрессора предусмотрен двухклапанный кран.
Клапанные краны, применяемые в системе пневматического
управления буровой установки, являются воздухораспредели тельными устройствами, предназначенными для оперативного
управления шинно-пневматическими муфтами и пневматиче скими
цилиндрами. Они бывают двухклапанными для управл ения одной
шинно-пневматической
муфтой
и
четырехклапанными
для
управления двумя муфтами.
В процессе эксплуатации кранов необходимо регулярно, не реже
одного раза в месяц, проверять состояние смазки в верх ней полости
кранов; окислившуюся или загрязненную смазку заменяют новой.
Особенно важно контролировать чистоту верхней полости
двухклапанного крана, так как он имеет открытую прорезь в крышке.
Если обнаруживается утечка воздуха через клапаны, атмо сферные
отверстия в корпусе или места присоединения шлан гов к ниппелям
крана, неплотности необходимо устранить.
Краны должны ремонтироваться в мастерских. При ремонте могут
быть заменены конические резинки и бронзовые втулки клапанов, а
также паронитовая прокладка нижней крышки. Втулки клапанов
устанавливают на прессовой посадке. Утечка воздуха через
посадочное сопряжение втулки не допускается. В некоторых втулках
необходимо согласно чертежу сверлить отверстия, образующие
каналы. После сверления втулки должны быть притерты к клапанам.
Зазор между клапаном и втулкой после притирки должен быть в
пределах 0,005— 0,01 мм. После смены конической резиики клапана
ее140поджимают гайкой до получения заданного чертежом размера от
края резинки до шарика, одновременно контролируя ее наруж ный
диаметр.
Для проверки прилегания резинки в гнезде ее рабочую по верхность нужно окрасить мелом, ввести клапан во втулку, по садить
ее легким ударом и осторожно вынуть. Если на резинке остался
некольцевой след, необходимо проверить, не искри вился ли клапан.
Искривленный клапан следует осторожно выправить и вновь
проверить прилегание.
При смене прокладки нижней крышки нужно обратить вни мание
на качество ее вырубки. Прокладка должна быть изго товлена из
качественного паронита, не должна расслаиваться и крошиться. На
поверхности паронита не допускается наличие посторонних
включений. Неплотное прилегание прокладки или хотя бы части ее
поверхности к крышке приведет к отказу крана в работе, так как
сжатый воздух будет прорываться че рез неплотности в закрытые
клапанами отверстия. После установки прокладки на сурике (с обеих
сторон) кран должен быть просушен.
Зазор между шариками клапанов и кулачковым диском ре гулируют после окончательной сборки кулачкового диска с верхним
фланцем. При неподжатом клапане зазор должен быть в пределах 1 —
2 мм. Изменить зазор можно за счет бумажных прокладок между
фланцем и корпусом. Величину зазора контролируют через отверстие
в корпусе.
После ремонта кран испытывают на герметичность. Плот ность
притирки втулки клапанов проверяют при снятом верх нем фланце.
Ниппель для подвода воздуха присоединяют к воз душной магистрали
с давлением 0,8—0,9 МПа через вентиль. При нажатом вручную
клапане воздух, вытекающий вверх че рез притертую поверхность, не
должен гасить спичку, находящуюся у среза бронзовой втулки. После
установки верхнего фланца проверяют работу конической резинки.
Для этого отводящий шланг погружают в сосуд с водой и ставят
рукоятку
в
среднее
положение.
Отсутствие
пузырьков
свидетельствует о хорошей герметичности резинки. Герметичность
атмосферного клапана проверяют, устанавливая рукоятку в
положение «включено» и пережимая отводящий шланг. При этом
через атмосферное отверстие не должен проходить воздух, что про веряется намыливанием. Допускается образование мыльного пузыря
и удержание его не менее 5 с.
Кроме описанных кранов в системе пневматического регули рования используют кран системы Казанцева, который приме няют
для регулирования давления сжатого воздуха в пневма тическом
цилиндре тормоза лебедки.
При ремонте кран необходимо полностью разобрать, осмот реть
все детали, устранить замеченные неисправности, произ вести
притирку клапанов (по всем четырем седловым поверх ностям) и
проверить их плотность.
Перед регулировкой кран следует соединить с воздушной
магистралью и металлическим баллоном, на котором дол жен быть
установлен точный манометр. В правильно отрегулиро ванном кране
при малейшем повороте блочка кран вызывает подачу воздуха в
баллон, отмечаемую показаниями манометра. После определения
141
верхнего крайнего положения блочка, при котором кран не подает
воздух в баллон, на торце блочка и на корпусе крана наносят краской
линии. При установке крана на лебедку и регулировке управления
краном эти линии необходимо совмещать.
Специальной смазки кран машиниста не требует, но очень важно
предохранить все его детали от коррозии. При каждой переборке
необходимо протирать все детали крана, в том числе поверхность
полостей корпуса, чистой тряпкой, слегка пропитанной техническим
вазелином или густой смазкой. Капли или заметный слой смазки не
допускаются.
Надежность работы пневматической системы зависит от ис правности вертлюжков, которые служат для подвода воздуха К
шинно-пневматическим муфтам или другим частям машины через
торцы вращающихся валов. В процессе эксплуатации не обходимо
следить за тем, чтобы вертлюжки не перегревались. Температура
корпуса выше 60° С недопустима.
При нагреве вертлюжка следует проверить, нет ли заедания или
задира в уплотнении. Для этого нужно снять вилку и по вернуть
корпус от руки. При исправном и правильно отрегу лированном
уплотнении корпус должен вращаться легко и свободно. Затяжка
сальника регулируется гайкой. Если обнаруживается заметная течь
воздуха через масленку или через отверстие в корпусе, то
необходимо поджать манжеты, а если это не поможет, то заменить
вертлюжок новым.
Биение корпуса вертлюжка, возникающее вследствие не точной
центровки с валом, не должно превышать 1,0—
1,5 мм.
Осевое биение корпуса относительно шпинделя не должно быть
более 0,5—0,6 мм. Осевой люфт шарикоподшипников регулируется
прокладкой под крышкой.
Вертлюжок следует ремонтировать силами квалифициро ванного
персонала, соблюдая все необходимые предосторожно сти, чтобы
избежать попадания внутрь вертлюжков грязи, песка или абразивных
материалов.
Вертлюжки с агрегатов буровой установки снимают вместе со
шпинделем. При этом необходимо проверить целостность
уплотнительного резинового кольца. Обязательно проверяют
торцевую поверхность шпинделя, которая должна быть поли рованной, без каких-либо дефектов — царапин, забоин, неровностей.
Торцевая поверхность шпинделя должна быть строго перпендикулярна к оси цилиндрической поверхности, на которую
устанавливают подшипники. Также не допускаются дефекты на
уплотнительном резиновом кольце.
При смене подшипников необходимо очень осторожно сни мать и
в дальнейшем устанавливать разрезное кольцо, не допуская забоин и
других повреждений шпинделя.
Для приработки новых манжет к шпинделю рекомендуется
отремонтированный вертлюжок в течение 1 ч обкатать при ча стоте
вращения 800 мин -1 и давлении в системе 0,6—0,8 МПа, а затем
опрессовать на давление, равное 1,25 от рабочего дав ления, но не
менее
чем на 0,3 МПа выше рабочего.
142
§ 13. РЕМОНТ АВТОМАТИЧЕСКИХ
УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ
КОМПРЕССОРОМ
Ремонт регулятора давления сводится к его регулировке, замене
резиновой мембраны, зачистке или замене контактов и ремонту
рычажного механизма.
При замене резиновой мембраны во избежание прилипания к
металлу необходимо подкладывать с обеих ее сторон пара финированную бумагу. Мембрану нужно устанавливать при
выключенных контактах и при этом следить за тем, чтобы на нее не
попадало масло. Винты крепления штуцера следует за тягивать до
отказа.
143
По окончании сборки регулятора производят его наладку, которая
сводится к раздельной регулировке давления включе ния и
выключения.
Давление выключения регулируют вращением винта. При
вращении его по часовой стрелке давление выключения умень шается, против часовой стрелки —увеличивается. После опрессовки
на давление, равное 1,25 от рабочего давления, но не ме нее чем на
0,3 МПа выше рабочего, головку винта пломбируют.
Давление включения регулируют по перепаду давлений, ко торый
представляет собой разницу давлений выключения и включения.
Перепад снижается при уменьшении раствора контактов и
регулируется вращением винта-упора.
При ремонте регулятора давления необходимо обращать особое
внимание на работу контактов. После регулировки ре гулятора
проверяют контактное давление (усилие прижатия контактов друг к
другу). Контактное давление проверяют протягиванием тонкой
латунной ленты, зажатой между контак тами. Усилие протягивания
должно быть в пределах 15—25 Н.
Ремонт механических частей электропневматического вентиля и
разгрузочных устройств в основном сводится к притирке кла панов,
замене уплотнений и промывке деталей.
Клапаны, пропускающие воздух в закрытом положении,
притирают пастой ГОИ или пастой из тонконатертой пемзы и
машинного масла. Притирку производят вращением клапана по седлу
в течение 3—5 мин. Если седла клапанов сильно изношены и не
поддаются притирке, то их обрабатывают на станке или вручную
фрезами, имеющими форму клапанов. При обра ботке седел вручную
необходимо при помощи направляющей втулки обеспечить
правильное положение фрезы.
По окончании сборки электронневматических вентилей и
разгрузочных устройств проверяют герметичность клапанов и
плавность их перемещения.
При ремонте предохранительного клапана производят притирку
клапана, обработку или замену седла и регулировку кла пана на
определенное давление. Регулируют давление вращением нажимного
стакана. После регулировки клапан плом бируют.
§ 14. РЕМОНТ ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ
Буровые установки оснащены двухступенчатыми бескрейц копфными компрессорами простого действия. Они бывают од норядными вертикальными и двухрядными У-образными. Система
охлаждения компрессоров, применяемых в бурении, воз душная,
система смазки — разбрызгиванием.
Базовая деталь компрессора — картер; на нем установлены все
остальные узлы компрессора. Картер — литой, чугунный, имеет с
двух сторон люки для доступа к нижним головкам шатуна. На
картере установлен сапун, сообщающий внутрен нюю полость
картера с атмосферой. Через сапун заливают масло в масляную ванну
картера. В расточках торцовых кры шек картера на конических
роликоподшипниках
установлен коленчатый вал, который имеет два
И4
колена, расположенных под углом 180°. К крайним щекам вала
болтами прикреплены противовесы. На одном конце вала расположен
шкив для привода вентилятора, на другом — маховик. На шейке
каждого колена вала установлено по два шатуна, один из которых со единяет коленчатый вал с поршнем 1-й ступени, второй — с
поршнем 2-й ступени.
Шатуны — штампованные, двутаврового сечения. Верхняя
головка шатуна, соединяющаяся с поршневым пальцем, не разъемная,
имеет запрессованную бронзовую втулку. Нижняя головка шатуна
разъемная, с тонкостенной баббитовой залив кой. На крышке нижней
головки установлен трубчатый черпак, при движении шатуна
захватывающий масло из картера и раз брызгивающий его, тем самым
осуществляя смазку деталей компрессора.
Поршни 1-й и 2-й ступеней — чугунные, имеют по два уплотнительных и два маслосъемных чугунных кольца. Пальцы
поршней одинаковые, плавающего типа, т. е. они могут пово рачиваться как в бобышках поршней, так и во втулках голо вок
шатунов. Пружинные кольца предотвращают перемещение пальцев в
осевом направлении.
Цилиндры 1-й и 2-й ступеней — чугунные, отлиты попарно в виде
отдельных блоков, имеющих сверху и снизу фланцы. Нижним
фланцем блоки крепятся к картеру, к верхнему фланцу
присоединяется клапанная головка. Для отвода тепла наружные
поверхности блоков имеют ребра.
Клапанные плиты 1-й и 2-й ступеней в сборе с клапанами
установлены между цилиндрами и клапанами головками, в ко торых
имеется перегородка, образующая всасывающую и на гнетательную
полости над клапанами. Клапаны компрессора — беспружинные
пластинчатые. Пластинки свободно лежат в про резях ограничителя,
препятствующего смещению пластин в сто рону от прорези. Во время
работы пластинки под давлением воздуха выгибаются по дуге до
упоров или благодаря своим пружинящим свойствам закрывают
каналы в седлах, регулируя тем самым направление движения
воздуха. Очистка всасываемого воздуха осуществляется двумя
фильтрами автомобильного типа. Вентилятор приводится во
вращение от шкива коленчатого вала при помощи клиновидного
ремня и служит для охлаждения трубок промежуточного
холодильника, а также ребристой поверхности цилиндров и
клапанных головок. Бесперебойная работа компрессора может быть
обеспечена, если при его эксплуатации обслуживающий персонал
будет строго выполнять технические требования по уходу,
установленные для каждого типа компрессора. Основные требования
по техническому обслуживанию следующие:
1. Содержать компрессор в чистоте.
2. Ежедневно проверять уровень масла щупом и при необ ходимости доливать. Масло заменять через 300 ч работы, а у нового
и отремонтированного компрессора — через 60 ч работы дважды.
Применяемое компрессорное масло должно иметь сертификаты.
Масло надо сливать сразу после остановки компрессора, пока оно не
остыло.
3. Продувать водомаслоотделитель через 3—4 ч работы.
4. Ежедневно проверять натяжение ремня вентилятора.
145
Нормальный прогиб ремня между шкивами должен быть равен 10 —
15 мм при нажатии на него с усилием 30 —40 Н.
5. Следить за промежуточным и конечным давлением воз духа.
В случае повышения промежуточного давления более чем на 0,23
МПа или понижения до 0,2 МПа необходимо остано вить компрессор
и сделать ревизию клапанов, сменить поло манные пластины. В
случае повышения конечного давления в воздухосборнике более чем
на 0,85 МПа следует остановить компрессор, сбросить давление в
воздухосборнике, сделать ревизию предохранительного клапана и
отрегулировать на давление сброса 0,82—0,85 МПа.
6. Периодически проверять затяжку всех болтовых соеди нений.
7. Через 40 ч работы набивать масленку вентилятора смазкой до
появления ее из контрольного отверстия.
8. Периодически разбирать воздушные фильтры и промы вать
фильтрующие элементы в керосине.
9. У нового и отремонтированного компрессора первое под тягивание шатунных болтов выполнять через 50 ч работы, а последующее— через 150 ч работы компрессора. Несвоевремен ное
подтягивание может привести к аварии.
При любой неисправности в работе компрессор необходимо
остановить, сбросить давление и только затем выявить при чины и
устранить их.
Сроки профилактического ремонта компрессора должны со ответствовать инструкции по эксплуатации и обслуживанию
разработанной заводом-изготовителем.
При разборке компрессора при капитальном ремонте необ ходимо:
отвинтить гайки и снять с картера вентилятор в сборе с
кронштейном; отсоединить воздушный фильтр, подводящие и
отводящие воздухопроводы; снять клапанные головки и кла панные
плиты в сборе; снять боковые крышки картера; рас - шплинтовать
гайки шатунных болтов и снять крышки нижних головок шатунов;
проворачивая коленчатый вал, вынуть поршни с шатунами при
помощи болтов, ввинчиваемых в головку поршня; при извлечении
поршней необходимо следить за тем, чтобы не поцарапать
мотылевые шейки коленчатого вала и зер кало цилиндра; поставить
на место крышки шатунов и навинтить те же гайки, так как смена
мест болтов и гаек не допускается; снять блоки цилиндров; отвинтив
гайки крепления маховика и шкива вентилятора, снять их при
помощи съемника; отвинтить гайки корпуса подшипников со
стороны снятого шкива вентилятора; при помощи двух отжимных
болтов, установленных в крышке в диаметрально противоположном
направлении, снять крышки; при снятии крышки оба болта на винтить одновременно, проследив за тем, чтобы не возникло
перекоса между направляющими крышек и отверстиями кар тера;
перед этим необходимо подложить под коленчатый вал чистый
деревянный брус с тем, чтобы вал сохранил свое пер воначальное
положение, мотылевые шейки при этом должны быть в
горизонтальной плоскости, а брус — под средней щекой вала;
вынуть коленчатый вал.
Картер компрессора — одна из крупногабаритных деталей
компрессора.
Основными неисправностями картера являются
146
трещины, пробоины, смятие, срыв и износ резьб в отверстиях под
болты и шпильки. Все трещины, не проходящие через от верстия
установки блоков цилиндров, торцовых крышек и постели коренных
подшипников, могут быть ликвидированы за вариванием или при
помощи эпоксидных клеев.
Картер с трещинами и пробоинами, проходящими через гнезда
подшипников, вкладыша и цилиндров или лапы крепле ния к раме,
выбраковывают.
Основные дефекты блоков цилиндров — износ рабочей поверхности цилиндра, риски и задиры на зеркале цилиндра, об лом
ребер охлаждающей поверхности, а также различные тре щины, срыв
и износ резьб, болтов и шпилек.
В результате длительной работы цилиндры изнашиваются по
длине (приобретают форму неправильного конуса) и по диа метру
(приобретают форму овала).
Блоки цилиндров не подлежат ремонту (выбраковываются) при
наличии трещин, выходящих на рабочую поверхность зер кала, при
обломах ребер поверхности охлаждения более чем на 20 % общей их
поверхности и при обломах фланцев или лап для крепления блоков
цилиндров к картерам.
При выработке зеркала цилиндра более допустимой вели чины
цилиндр подлежит расточке и запрессовке гильзы. После расточки
гильзу хонингуют. Клапанные головки могут иметь следующие
повреждения: трещины в стенках крышек, обломы приливов (ребер),
коробление крышек по плоскости прилега ния их к цилиндрам.
Головки, у которых имеются трещины, ремонту не подле ж ат — их
выбраковывают. Обломы ребер допускаются в пределах 10 % от
общей поверхности охлаждения. Коробление голо вок по плоскости
прилегания не должно превышать 0,1 мм. Ко робление устраняют
пришабровкой или фрезерованием. Основ ные дефекты деталей
клапанов — поломка пластинок, которые заменяют новыми, и
коробление клапанных досок. Клапанные плиты выравнивают
шабрением, фрезерованием или строга нием. Точность обработки
проверяют на плите щупом толщиной 0,1 мм, который не должен
проходить. При срыве резьбы под клапанные гнезда резьбо вые
отверстия заваривают и нарезают вновь. Клапанные плиты с
трещинами и обломами выбраковывают.
Методы ремонта коленчатых валов, подшипников скольже ния и
деталей шатунно-поршневой группы подробно рассмотрены выше.
Основные неисправности промежуточных холодильников —
трещины в крышках и ослабление посадки трубок в досках хо лодильника. Трещины в крышках заваривают или заделывают
эпоксидным клеем с последующим гидравлическим испытанием на
двойное рабочее давление 1-й ступени компрессора.
Ослабление посадки трубок в досках происходит в резуль тате
вибрации холодильника при работе компрессорной стан ции. Это
приводит к утечке воздуха из промежуточного холо дильника.
Трубчатую решетку очищают и промывают в специ альной моечной
ванне горячим содовым раствором (120 г соды на 1 л воды).
Внутренняя поверхность отмывается струей воды под давлением при
помощи шланга. После просушки трубча тую решетку следует
147
закрепить на поворотном стенде.
В специальной ванне распаивают соединения всех трубок. Затем
концы каждой трубки вновь вальцуют с двух сторон, трубки
заглушают, а всю поверхность вокруг их концов обез жиривают,
протравляют, лудят и паяют, опуская решетку в ванну с
расплавленным припоем на 3—4 мин. Отремонтированный
промежуточный
холодильник
подвергают
гидравлич ескому
испытанию на двойное рабочее давление 1 -й ступени компрессора.
При ослаблении заклепок лопасти вентилятора производят
переклепку. Если отверстия под заклепки приобрели овальную
форму, их рассверливают под больший размер. Массы лопа стей,
приклепываемых к одной крестовине, должны быть одинаковыми, а
кромки лопастей должны лежать в одной плоско сти. Вентилятор в
сборе со шкивом подвергают балансировке. При балансировке можно
высверливать шкив или спиливать утяжеленную лопасть.
Основные дефекты маховиков и шкивов — увеличение диаметра
посадочного отверстия, смятие шпоночного паза, тре щины,
выработки отверстия под резиновые пальцы и др.
Диаметр посадочного отверстия восстанавливают в зависи мости
от конструкции и размеров ступицы маховика или шкива. Е сли тело
ступицы маховика значительно по толщине, то из ношенное
отверстие растачивается на диаметр, равный глубине паза плюс 3 —5
мм. После этого в отверстие ступицы запрессо вывают и стопорят
втулку, которую затем растачивают на тре буемый размер и
продалбливают шпоночный паз. Если раста чивание может привести
к ослаблению ступицы, его проводят только на глубину шпоночного
паза с последующей установкой в это отверстие втулки на
эпоксидном клее. После установки и отвердения клея втулку
растачивают на требуемый размер и в ней продалбливают
шпоночный паз.
Изношенные отверстия под соединительные резиновые пальцы
ремонтируют зенкованием на ремонтный размер с по следующим
использованием соединительных пальцев увеличен ного размера.
Восстановленные шкивы и маховики должны быть подвергнуты
статической балансировке; допускаемый дебаланс 1,0 —
1,6 Н-см. Излишний дебаланс устраняется высверливанием от верстий в одном из торцов детали. Торцевое и радиальное бие ние
шкивов и маховика с наружным диаметром 300 —400 мм допускается
не более 0,2 мм.
Компрессор собирают в обратном порядке. При установке
коленчатого вала необходимо сохранить толщину первоначаль ного
комплекта прокладок. После окончательной затяжки кры шек
коленчатый вал должен свободно проворачиваться от руки, а осевой
люфт — находиться в пределах 0,2—0,3 мм.
При монтаже поршней и шатунов необходимо следить за
установкой их на свое место. Каждый цилиндр блока, а в нем
поршень и шатун имеют одноименное цифровое клеймо. Клеймо на
цилиндре ставят на лыске верхнего фланца блока, клеймо на поршне
— на днище, клеймо на шатуне — на одной из поверхностей как
стержня, так и нижней крышки шатуна. При установке этих деталей
порядковый
номер клейма должен быть одинаковым.
148
При установке запасных шатунов необходимо проверить качество
шабровки баббитовой поверхности отверстия нижней го ловки
шатуна.
Подгонку поверхности следует производить на краску, при этом
число пятен на 1 см 2 должно быть не менее пяти.
При затяжке крышки нижней головки шатуна необходимо
выполнять следующие условия:
а) наборы прокладок на обеих сторонах нижней головки должны
быть одинаковыми;
б) нормальный зазор в шатунных подшипниках должен быть
0,02—0,03 мм; регулируют зазор снятием прокладок оди наковой
толщины с обоих комплектов; не следует регулировать
зазор в подшипниках неполной затяжкой гаек, так как это мо жет
вызвать обрыв шатунных болтов;
в) гайки болтов шатуна следует затягивать равномерно с обеих
сторон до отказа;
г) для шплинтовки гаек шатунных болтов нужно пользо ваться
только новыми, не бывшими в употреблении шплинтами;
применять шплинты, бывшие в употреблении, или заме нять их
проволокой недопустимо.
Зазор между клапанной головкой и днищем поршня, уста новленного в верхней мертвой точке, должен быть выдержан в
пределах от 2 до 3 мм для каждого цилиндра. Регулирование можно
производить изменением толщины прокладки между ци линдровым
блоком и клапанной плитой.
При сборке клапанов необходимо следить за тем, чтобы
пластинки полностью перекрывали щели седел. Ширина пере крытия должна быть не менее 1 мм. Пластинки должны свободно
входить в пазы ограничителя и не защемляться. Торцо вые концы
новых пластин необходимо скруглять. После сборки клапанов на
клапанной плите следует проверить свободу дви жения пластин
концом отвертки, введенной в щель.
Собранный компрессор проходит обкатку и испытания. Об катку
обычно проводят в два этапа. Первый этап предусматри вает
обкатку со снятыми клапанными головками и клапан ными плитами
при отключенном вентиляторе. При этом необ ходимо обращать
внимание на количество масла, выбрасываемого через поршневые
кольца. К концу первого этапа выбрасы вание масла должно
прекратиться. Второй этап проводят в сборе с клапанами, но с
открытыми
продувочными
кранами
воздухосборника
и
промежуточного холодильника. Компрессор испы тывают на
специальном стенде.
Ъ§ 15. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ РЕМОНТЕ
ОБОРУДОВАНИЯ
Слесарь по ремонту оборудования выполняет разнообраз ные
операции: разбирает и собирает оборудование, налаживает и
обкатывает его, опиливает и сверлит детали, режет и рубит металл,
термически обрабатывает детали, поднимает и переме щает
149и
оборудование, узлы и детали с помощью подъемных ме ханизмов
т. д., а также выполняет совместно с электро - и газосварщиками
сварочные работы. В процессе работы слесарь пользуется
сверлильными и заточными станками, прессами, механизированным
и ручным инструментом, разнообразными при способлениями,
грузоподъемными механизмами, газопламенными горелками,
нагревательными печами и т. д.
При неправильном выполнении приемов работы и неумелом
обращении с оборудованием, станками, приспособлениями и
150
инструментом слесарь может травмировать себя и товарищей по
работе. Поэтому необходимо помнить, что основными условиями
безопасной работы по ремонту оборудования являются правильная
организация рабочего места, применение исправ ных приспособлений
и инструмента, строгое соблюдение про изводственной дисциплины и
правил техники безопасности.
Слесарь обязан содержать свое рабочее место в чистоте и
порядке, так как загроможденность и замазученность могут привести
к несчастным случаям. На рабочем месте не должно быть
неисправных приспособлений и инструментов, а также ненужных
для выполнения данной работы деталей и матер иалов. Перед
началом работы следует проверить исправность приспособлений и
инструмента.
При разборке и сборке машин следует применять специ альные
приспособления и механизмы, облегчающие труд и способствующие
созданию
безопасных
условий
труда
и
повы шению
его
производительности.
Тяжелые детали следует устанавливать с помощью грузо подъемных механизмов, которые должны соответствовать по
грузоподъемности весу поднимаемого груза. Их необходимо
освидетельствовать не реже одного раза в год. Чалочные сред ства
должны быть испытаны и обеспечены документами, удо стоверяющими их грузоподъемность и исправность. Грузы раз решается подвешивать стропальщикам или слесарям, имею щим
права на производство стропальных работ.
Работая на сверлильном или заточном станке, слеса рь должен
помнить основное правило техники безопасности: движу щиеся части
станка должны быть ограждены. При выполнении сверлильных
работ необходимо обеспечивать надежное крепле ние деталей.
Станки следует чистить только после их оста новки.
Электрический инструмент (с напряжением свыше 36 В) должен
подключаться к электрической сети при помощи шлан гового кабеля,
имеющего жилу для заземления электродвига теля инструмента. При
работе на станках, механизмах, исполь зовании электрического
инструмента необходимо следить за тем, чтобы кабели были
исправными и имелось заземление. В случае обнаружения
неисправностей в электрической части станка или инструмента
следует немедленно прекратить ра боты и сообщить о неисправности
мастеру или электромонтеру. До устранени я неисправностей к
работе приступать нельзя. По окончании работы электрический
инструмент следует очистить и сдать в инструментальную .
При выполнении работ по заливке подшипников на рабочем
месте не разрешается хранение кислоты. Кислоты должны хра ниться
в стеклянных бутылях с хорошо притертыми стеклян ными пробками
в специальных шкафах, установленных в кла довых. На бутылях
должны быть надписи с названием кислоты. По окончании работы
кислоту с рабочего места убирают в кла довую или сливают в
канализацию. Работу по заливке подшипников следует выполнять в
фартуке, рукавицах и одежде, кото рая полностью защищает тело от
попадания кислоты и горячих капель металла.
15!
Сварочные работы производят в специально отведенном ме сте,
оборудованном дополнительной вентиляцией, или в месте сборки
оборудования, огражденном переносными щитами. Пе ред началом
сварочных
работ
необходимо
убрать
с
рабочего
места
легковоспламеняющиеся материалы и удалить людей, не связанных с
выполнением сварочных работ.
Перед началом опробования и обкатки отремонтированных машин
необходимо проверить качество выполненных ремонт ных работ,
правильность их установки и подключения к транс миссии привода,
наличие и крепление ограждений и кожухов, а также смазать
подшипники. После этого следует удалить людей из опасной зоны и
произвести пробный пуск машины, а за тем после устранения всех
неисправностей, выявленных при пробном пуске, приступить к
обкатке машины.
В тех случаях, когда слесарю в процессе ремонта оборудо вания
приходится
выполнять
работы
и
пользоваться
станками,
приспособлениями и инструментом, которые он знает недоста точно,
он обязан обратиться к мастеру или механику за полу чением
дополнительного инструмента.
Контрольные вопросы
1. Какие детали кронблоков и талевых блоков подвергаются наибольшему износу в процессе эксплуатации?
2. В какой последовательности разбирают буровой крюк?
3. Какие работы входят в текущий и капитальный ремонты автоматических буровых ключей?
4. Укажите порядок разборки пневматических клиньев.
5. Какие работы выполняют при текущем и капитальном ремонтах
механизмов АСП? Какие требования предъявляются к отремонтированным
механизмам?
6. На какие узлы разбирают буровую лебедку?
7. В чем заключается ремонт коробок скоростей привода лебедки?
8. Какие работы проводят при ремонте превенторов?
9. Какие требования предъявляются к отремонтированным роторам?
10. Какие операции входят в ежедневный уход за вертлюгом?
11. Какие работы выполняют при текущем и капитальном ремонтах буровых насосов?
12. Назовите приспособления, применяемые при разборке буровых
насосов.
13. В чем заключается ремонт турбобуров?
14. Каковы особенности ремонта бурильных труб?
15. Какие работы входят в техническое обслуживание компрессора?
ГЛАВА Vil
РЕМОНТ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
§ 1. РЕМОНТ ФОНТАННОЙ АРМАТУРЫ
Для подвешивания фонтанных труб, герметизации прост ранства
между трубами и обсадной колонной, контроля и ре гулирования
режима работы фонтанной скважины устье ее обо рудуют
специальной стальной высокопрочной фонтанной арма турой, которая
представляет
собой
соединение
толстостенных
тройников,
крестовиков и запорных устройств (задвижек или кранов).
Фонтанная арматура подвергается истирающему дей ствию песка,
выносимого вместе с нефтью, газом и водой. Наи большее истирание
происходит в тройниках фонтанной елки в запорных устройствах.
Отдельные изношенные задвижки ме няют непосредственно на устье
скважины. Фонтанная арматура целиком должна порвергаться
периодической ревизии независимо от того, наблюдались ли
неисправности в процессе эксплуатации или она работала надежно.
Ревизию и ремонт арматуры производят в мастерских, разбирая ее на
отдельные узлы и детали. Разборка фланцевой арматуры не
представляет трудностей, так как болты, скрепляющие фланцы,
отвинчиваются сравнительно легко. Болты с забитыми резьбами
могут быть срезаны. Затруднения вызывает разборка резьбовой арма туры. Отвинчивают ее либо вручную двумя цепными ключами, либо
с помощью лебедки, оцинкованный канат которой крепят к плечу
шарнирного ключа, применяемого для бурильных труб. Канат
проходит через направляющий ролик аналогично тому, как это
делалось при разборке турбобура (см. рис - 28). Но фонтанную елку
не кладут на подставки, а крепят болтами фланцы крышек резьбовых
задвижек к фланцу упора. Упор состоит из крестовика, навинченного
на муфту трубы, которая прочно за делана в бетонном основании с
таким расчетом, чтобы верхний фланец крестовика находился на
высоте 0,7 м от пола. Отверстия в верхнем фланце просверлены
таким образом, что позволяют крепить арматуру разных
типоразмеров. Боковые отводы крестовика служат поддержкой для
ремонтируемых задвижек, которые привинчивают к отводам при
помощи коротких патрубков. После разборки фонтанную елку моют
и осматривают отдельные детали. Детали с трещинами, промывами и
с сильно утонченными в результате эрозии стенками выбраковывают.
Наиболее сложные детали для ремонта — задвижки. Прежде всего
проверяют легкость их открывания и закрывания. Затем разбирают
крышку, извлекают маховик вместе со штоком (шпинделем) и
запорным органом, клином, плашками, клапа
153
ном или пробкой и проверяют состояние уплотняющих поверх ностей. Многие задвижки на протяжении всего межремонтного
периода находятся в одном и том же положении (открыты или
закрыты). При работе таких задвижек без утечек достаточно
визуального осмотра деталей перед сборкой и замены сальни ков.
Если на уплотнительных поверхностях имеются изношенные
участки, их шлифуют. Износ глубиной до 0,1 мм ликвидируют
притиркой, которую производят с помощью паст. Различают грубую,
среднюю и тонкую пасты. Тонкой пастой завершают притирку.
Качество притирки определяют испытанием «на краску». Износ
дефектных задвижек устанавливают обмером и восстанавливают
наплавкой с последующей механической об работкой для получения
первоначальных размеров и чистоты поверхности. Так ремонтируют
запорное устройство и корпус.
Уплотняющие поверхности перед сборкой притирают. Часто
запорные устройства бывают изношены настолько, что их за меняют
новыми. Шпиндели контролируют на прямолинейность и годность
резьбы. Резьба должна быть полной, чистой и не забитой. Если
верхний конец — квадрат — свернут, необходимо запилить новый.
Резьбы деталей задвижки восстанавливают описанными выше
методами. Отремонтированные и частично вновь изготовленные
детали после пригонки отдельных узлов собирают в порядке,
обратном
разборке.
Собранную
задвижку
подвергают
гидравлическому испытанию на пробное давление, равное
удвоенному рабочему давлению. Пробное давление соз дают ручным
прессом.
Фонтанную елку собирают на стенде, который использовали при
разборке. Резьбы перед свинчиванием покрывают графит ной смазкой.
Особое внимание следует уделять сборке уплот няющих колец и
прокладок. Болтовые соединения должны за тягиваться в строгом
соответствии с правилами, описанными в разделе, посвященном
сборке резьбовых соединений. После сборки фонтанную арматуру
шаблонируют и опрессовывают удвоенным рабочим давлением в
течение 30 мин, проверяя гер метичность всех соединений.
Запотевание и утечки не допуска ются. Опрессовочной жидкостью
является водный раствор ингибиторов коррозии, например 0,5 %-ный
раствор хромпика. Фонтанную елку, прошедшую испытание,
продувают сжатым воздухом для удаления влаги, окрашивают ее
наружную поверхность эмалью после грунтовки и ко нсервируют
консистентной смазкой.
§ 2. РЕМОНТ ШТАНГОВЫХ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК
Планово-предупредительная система технического обслужи вания
и ремонта станков-качалок включает в себя периодические осмотры,
периодическое техническое обслуживание и ре монт (текущий,
капитальный). Периодические осмотры должны проводиться
ежедневно, техническое обслуживание — через 720 ч работы,
текущий ремонт — через 2160 ч, капитальный — через 44 тыс. ч
работы.
Периодический осмотр предусматривает: надзор за пра вильной
154
эксплуатацией
станка-качалки; наблюдение за исправной работой
всех узлов; надзор за состоянием и натяжением ремней;
подтягивание ослабленных креплений, сальников и др.
Техническое обслуживание включает комплекс работ, обес печивающих исправность станка-качалки при его эксплуатации:
смазку согласно карте смазки, проверку крепления деталей и
регулировку отдельных узлов. Техническое обслуживание про изводит бригада слесарей, которая должна иметь необходимый
инструмент и агрегат для смазки, например АзИНМАШ -48, на шасси
автоприцепа которого смонтированы: емкость для отра ботанного
масла; емкость для дизельного топлива или керосина, которым
промывают картер редуктора; емкость для свежего масла;
компрессорная установка; солидолонагнетатель и шланги.
Ремонт станков-качалок производится в целях восстановле ния их
работоспособности, нарушенной в процессе эксплуатации вследствие
износа, деформации деталей, нарушения посадок и т. д.
При текущем ремонте выполняют:
1) частичную разборку станка-качалки;
2) проверку состояния, замену канатной подвески, головки
балансира, серьги, кривошипов, шатунов, тормозного шкива и ленты,
подшипников, втулок и пальцев, осей при наличии из носа, трещин,
погнутости, отколов;
3) проверку состояния, замену изношенных ремней и регу лировку их натяжения;
4) контроль состояния, ремонт рамы, лестниц, ограждений;
5) проверку и регулировку соосности соединения кривоши пов с
шатунами;
6) уравновешивание станка-качалки;
7) проверку фиксатора головки, замену крепежных стопор ных
деталей при наличии износа, вмятин и т. д.;
8) смену смазки в соответствии с картой смазки;
9) сборку, регулировку станка-качалки;
10) окраску по мере необходимости.
Для ускорения ремонта станков-качалок на промыслах широко
применяют метод узлового ремонта, который заключается в том, что
узел, включающий в себя несколько деталей, среди которых имеются
износившиеся, целиком снимают со станков - качалок, а на его место
устанавливают другой, заранее отремонтированный в мастерских.
Для технического обслуживания и ремонта станков -качалок
используют агрегат наземного ремонта АНР-1, который имеет
155
грузоподъемный механизм, отопительно -вентиляционную установку, пневмоинструмент, верстак, компрессор, насос для густой
смазки, маслораздаточный бак и другое оборудование, уста новленное на шасси автомобиля, который буксирует также
электрогазосварочную установку.
Ниже приводится краткое описание ремонтных работ основ ных
узлов станка-качалки.
Балансир и опора балансира. Тело балансира может быть
изогнуто в результате перегрузки, что требует его демонтажа в
сборе, разборки и правки.
В случае повышенного радиального люфта подшипники ка чения
необходимо заменить, а изношенные посадочные поверх ности оси
восстановить наплавкой. При техническом обслужи вании следует
проверять затяжку болтов корпусов подшипни ков, крепление
балансира к оси и узла подвески траверсы к ба лансиру.
Узел подвески траверсы к балансиру (рис. 35). Техническое
обслуживание этого узла заключается в подтяжке резьбовых
соединений, креплений кронштейнов к траверсе, болтовых сое динений корпуса подшипника и грузов на балансире. Изношен ные
подшипники качения заменяют, а корпус подшипника и ось бракуют
или восстанавливают. Трещины в сварных швах траверсы
заваривают.
Узел шатуна и кривошипа (рис. 36). При техническом обслуживании этого узла кривошипы устанавливают наклонно к го ризонтальной линии. После этого проверяют крепление грузов к
кривошипам, затяжку резьбовых соединений у крив ошипов и
шатунов, люфт пальцев, крепление корпусов, подшипников к
156
шатунам, крепление крышек к корпусам подшипников, и в слу чае
необходимости эти соединения подтягивают. При увеличен ном
люфте оси верхней головки шатуна, изношенные втулки
выпрессовывают из бобышек в траверсах и заменяют новыми.
Запрессованную втулку обрабатывают разверткой до заданного
размера сопряжения втулки с пальцем. Клеммовое соединение
верхней головки шатуна должно быть надежно затянуто, чтобы
избежать проворачивания в ней пальца. Ос обое внимание уде- Ч ляют
при техническом обслуживании затяжке корончатой гайки пальца,
так как от этого зависит долговечность узла. При про ворачивании
пальца в корпусном отверстии кривошипа узел подлежит разборке с
заменой изношенных деталей. Палец вы прессовывают с помощью
съемника. Перед установкой нового пальца следует очистить
посадочное место. Заплечик вставленного пальца должен упереться в
плоскость кривошипа. Затем со стороны редуктора надевают на палец
разжимную втулку и в шпоночный паз пальца за бивают шпонку. При
заворачивании корончатой гайки промежуточная шайба вдавливает
разжимную втулку в отверстие кривошипа и затягивает палец. Между
шайбой и телом кривошипа должен остаться зазор, гарантирующий
натяг. Корончатую гайку шплинтуют. Изношен ные подшипники
качения пальцев кривошипа заменяют но выми. Погнутые шатуны
рекомендуется заменять, а их сварные швы реставрируют заваркой.
При ослаблении затяжки клеммового соединения кривошипа
уменьшается натяг сборки с валом редуктора, вследствие чего
ослабляется шпоночное соединение. Это приводит к смятию шпонки
и шпоночных пазов, что в свою очередь вызывает сме шение
продольной оси одного кривошипа относительно другого.
Кривошипы начинают работать рывками, что может привести к
отрыву верхних головок шатунов. Для снятия кривошипа отвинчивают стяжные винты клеммового соединения. Клеммовое
соединение разжимают домкратом и снимают кривошип с по мощью
съемника. Смятые стенки шпоночных пазов на валу и в кривошипе
запиливают для получения правильной геометри ческой формы. По
размерам шпоночных пазов изготовляют сту пенчатую шпонку,
которая должна ликвидировать смещение осей кривошипа. Сильно
изношенные шпоночные пазы заваривают и долбят новые.
Узел подвески полированного штока ремонтируют заме ной
изношенных деталей, а при необходимости — п самого штока.
157
Клиноременная передача. При техническом обслуживании
клиноременной передачи проверяют креплен ие шкивов на валу
электродвигателя и редуктора, состояние и натяжение ремней.
Рабочие поверхности ремней должны быть гладкими, без
складок, трещин, торчащих нитей, срывов резины и других де фектов. Натяжение ремней проверяют нажатием на середину ветви
с усилием 50 Н. Нормально натянутые ремни должны иметь стрелу
прогиба верхней ветви не более 45 мм и не менее 18 мм. В случае
необходимости натяжение регулируют. Ремни с дефектами
заменяют новыми. Ремни в комплекте не должны отличаться по
длине более чем на 10 мм. Недопустима эксплуатация передачи с
уменьшенным количеством ремней.
Ремонт узла тормоза (рис. 37) заключается в замене тор мозных колодок и восстановлении шпоночного соединения тор -
158
мозпого шкива. Изношенные гайки и ходовой винт заменяют новыми.
Ремонт редуктора производят на заводе или в механической
мастерской. Методы восстановления зубчатых передач подробно
рассмотрены выше.
Капитальный ремонт станка-качалки заключается в полной разборке,
замене или ремонте всех деталей и узлов, в том числе и базовых, сборке
станка, его регулировке, обкатке и испыта нии. Станок обкатывают в
течение 24 ч без нагрузки, после чего осуществляют контро ль основных
узлов станка-качалки.
Режимы обкатки редуктора следующие:
под нагрузкой, равной 0,25 от номинальной мощности, — 15 мин;
под нагрузкой, равной 0,5 от номинальной мощности, — 45 мин;
при номинальной нагрузке — 60 мин.
В процессе обкатки проверяют:
работу зубчатых передач — по характеру шума зубчатых колес,
устанавливаемому на слух (шум должен быть умерен ной силы, ровным,
без ударов и пульсации); силу шума опреде ляют на максимальных
оборотах, а характер шума — на минимальных оборотах;
работу подшипников —по характеру шума;
отсутствие течи масла — по разъему корпуса и крышки, из- под
фанцев стаканов, заглушек и сальников — наружным осмотром;
температурный режим (установившиеся температуры масла,
залитого в редуктор и подшипники, не должны превышать 70 °С).
После испытания масло из редуктора должно быть слито и редуктор
промыт.
Конструкции скважинных насосов, приводимых в действие
станками-качалками, разнообразны. Насосы бывают невстав ные, когда
цилиндр насоса присоединен к насосным трубам и с ними спускается в
скважины, а плунжер спускают и поднимают на штангах. Вставные
насосы, т. е. цилиндр и плунжер, спускают в скважину на насосных
штангах в собранном виде. Недостатком невставных насосов является
то, что для замены в случае износа приходится под нимать из скважины
и штанги и насосные трубы, тогда как для смены вставных насосов из влекают только штанги, что значительно сокращает время про стоя
скважины и снижает трудовые затраты. Несмотря на не которые
конструктивные отличия насосов, их основные ор ганы одинаковы.
С течением времени рабочие поверхности плунжера, цилин дра и
клапанов истираются, вследствие чего точность пригонки их нарушается
и подача насоса падает из-за утечки. Особенно сйльно рабочие органы
изнашиваются при наличии в скважине песка, воды, грязи и вредных
примесей, вызывающих коррозию металлов. Песок является причиной
эрозии и абразивного износа деталей насоса, а попадая в зазор между
плунжером и цилиндром, приводит к заклиниванию последних.
Заклиненный вставной насос извлекают путем подъема штанг. Извлечь
же заклиненный плунжер из цилиндра невставного насоса не всегда
удается, так как обрываются штанги. В этом случае поднимают трубы
вместе со штангами. Извлеченные из скважины закли ненные насосы и
насосы, снизившие подачу, доставляют для ремонта в ремонтную
мастерскую.
Текущий ремонт, проводимый в мастерских, заключается в смене
основных быстроизнашивающих деталей: штоков, ша риков, седел,
клапанов, клеток и плунжера. Насос, бывший в употреблении, перед
разборкой пропаривают в специальном устройстве, которое состоит из
трубы большого диаметра. К одному торцу трубы приварена крышка с
соплом, к которому подводится пар. Другой конец трубы после
помещения в нее насоса закрывают крышкой. Снизу в трубе имеется
отверстие, в которое вварена трубка для слива конденсата и грязи в ка нализацию. После очистки насос укладывают на сборочно - разборочный
стенд и кожух закрепляют зажимами. Порядок разборки зависит от
конструкции насоса.
Плунжер из цилиндра извлекают при помощи рыма-толка- теля.
Детали и узлы насоса проверяют в соответствии с техни ческими
условиями. Не допускаются смещение втулок цилин дра и задиры на их
внутренних поверхностях. Если цилиндр насоса имеет равномерный
износ, он может быть использован с одним из плунжеров ремонтны х
размеров. Завод изготовляет плунжеры, диаметры которых больше
начальных размеров. Подобранный плунжер должен без заеданий
свободно проталкиваться по всей длине цилиндра усилием одного
рабочего. Искривленные и неравномерно изношенные цилиндры
подлежат полной разборке. Искривленные кожухи правят, а изношенные
цилиндровые втулки заменяют новыми. Изношенные плунжеры после
соответствующей обработки могут быть использованы в малоразмерных
цилиндрах. Незначительный износ восстанав ливают хромированием.
Изношенные резиновые манжеты гум мированных плунжеров заменяют
новыми.
Ответственными деталями насосов являются клапаны. При сильном
износе и коррозии шарик и седло заменяют новыми. При отсутствии
следов износа пару шарик —седло подвергают гидравлическому
испытанию и в случае негерметичности при тирают в течение 10 мин в
специальном приспособлении. Для притирки на лист мягкой резины
наносят слой пасты. Притирая шарик и седло, проверяют их состояние.
При отсутствии рисок и-царапин пару вновь испытывают на
герметичность на специ
альном стенде. Аналогично поступают и с новыми парами ша* рик —
седло, предназначенными для замены изношенных. Перед сборкой
насоса цилиндр с установленным всасывающим клапа ном подвергают
гидравлическому испытанию на соответствующее давление, после чего
производят окончательную сборку. Кроме ремонта изношенных в
мастерской проверяют новые насосы перед их спуском в скважину.
§ 3. РЕМОНТ ГАЗОМОТОКОМПРЕССОРОВ
Компрессорные станции оборудуются компрессорами 10 ГК, ЮГКН
или
дожимными
компрессорами,
например
2СГД -100.
Газомотокомпрессоры 10ГК и ЮГКН — наиболее сложные агрегаты,
так как у них коленчатый вал газового двигателя слу жит одновременно
приводным валом компрессора. Подробное описание устройства этих
компрессоров приведено в книге М. М. Дубинина «Компрессорные
установки в нефтяной и газовой промышленности» и в другой
литературе. Остановимся на вопросах ремонта этих машин, исходя из
приведенных
ниже
возможных
неполадок
в
работе
газомотокомпрессоров.
Ненормальное повышение давления в какой-либо ступени вызывается
неисправностью клапанов на следующей ступени. Не исправный клапан
легко обнаружить по индикаторной диаграмме и заменить его.
Ненормальное повышение температуры сжимаемого газа может быть
следствием неправильного распределения давления по ступеням или
неисправностью системы охлаждения.
Неисправность системы охлаждения заключается в образовании
накипи в водяных рубашках компрессора и в трубах хо лодильника.
Накипь удаляют раствором соляной кислоты, заливая его в систему
охлаждения на 12—24 ч и поддерживая его температуру в пределах 50 —
80°С периодическими запусками компрессора. После этого раствор
сливают, а систему промывают водой. Снижение эффективности
охлаждения может быть вызвано также неисправностью центробежных
насосов.
Внезапное падение давления масла в циркуляционной системе смазки
может быть вызвано: поломкой шестеренного на соса с внутренним
зацеплением;
разрывом
маслопровода;
по ломкой
пружины
предохранительного клапана.
Постепенное падение давления в циркуляционной системе может быть
обусловлено: засорением масляного фильтра или приемной сетки
насоса;
неплотностью
предохранительного
кла пана;
большой
выработкой вкладышей подшипников скольже ния; разжижением смазки
вследствие перегрева.
Повышение температуры масла вызывается загрязнением масляного
холодильника или повышением температуры движущихся частей
компрессора вследствие их износа.
_
В лубрикаторной системе смазки могут быть следующие не исправности: перебои в подаче смазки из -за пропусков обратных
масляных клапанов; негерметичность маслопроводов; по ломка
лубрикаторов.
Резкий стук в цилиндре компрессора может быть следствием ряда
неполадок: попадания куска пружины, обломка клапана между
поршнем и крышкой; непосредственных ударов поршня о крышку;
ослабления соединения поршня со штоком; ослабле ния поршневых
колец в канавках поршня; осабления соедине ния штока с
крейцкопфом; попадания в цилиндр жидкости или чрезмерной смазки
его; большого износа продувочного цилин дра или крейцкопфа и
увеличенного зазора между ними; из носа пальца крейцкопфа или
разработки бронзовых втулок его; слабой посадки клапанов в гнездах
цилиндра.
Снижение подачи компрессора является следствием негерметичности клапанов, износа поршневых колец, цилиндров или
сальников.
Г азомотокомпрессор не запускается или запускается с тру дом.
В этом случае необходимо проверить давление пускового воздуха;
продуть линию пускового воздуха от конденсата, за грязняющего
свечи; продуть газовую линию от воздуха; про верить, правильно ли
установлено начало открытия клапанов воздухораспределителя;
проверить, не заедают ли пусковые кла пана воздухораспределителя и
не пропускает ли пусковой трубопровод; отрегулировать систему
зажигания. Свечи зажигания должны быть сухими и иметь
правильный зазор. Контакты магнето не должны быть обгоревшими,
щетки изношенными.
Цилиндры двигателя перегреваются, если пропускают поршневые
кольца продувочного насоса; установлено позднее зажи гание;
засорен воздушный фильтр или загрязнены выхлопной коллекто р и
глушитель; недостаточно давление охлаждающей воды или на
стенках рубашек охлаждения имеется накипь. Пе регрев цилиндров
обнаруживают по температуре выхлопных газов.
Повышенная дымность двигателя наблюдается в следующих
случаях: велика подача масла лубр икатором в цилиндры двигателя и
к газорегулирующему клапану; неисправен маслосбра сывающий
клапан продувочного насоса; в ресивере и выхлоп ном тракте
скопилось значительное количество несгоревшего масла.
Двигатель не принимает нагрузку, т. е. под нагрузкой уменьшаются обороты вала и ручной регулировкой натяжения пру жины
центробежного регулятора не удается довести частоту вращения до
нормальной. В этом случае необходимо проверить давление
топливного газа, систему зажигания, работу топлив ных клапанов,
клапаны продувочных цилиндров, воздушные фильтры, состояние
поршней и цилиндров двигателя.
Двигатель дает обратные вспышки при слишком богатой рабочей смеси, большом опережении зажигания, несогласован ности
зажигания с работой двигателя вследствие неисправ ности муфты
магнето.
Стуки в цилиндрах двигателя могут быть вызваны: большим
опережением зажигания топлива; износом поршневых колец, канавок
поршней или подшипников; большим количеством по даваемого
топлива или содержанием в нем бензина, газолина или воды. При
всех неполадках компрессор останавливают для выявления и
устранения причин.
Чтобы увеличить срок службы газомотокомпрессора, обес печить
длительную и бесперебойную работу его, а также не допустить
преждевременный
износ деталей, необходимо произ водить планово162
предупредительные ремонты.
На основе изучения режима эксплуатации газомотокомпрес соров
рекомендуются
следующие
сроки
проведения
планово предупредительных ремонтов:
технический осмотр — через 250—350 ч работы; ревизия — через
1500—2000 ч работы; текущий мелкий ремонт — после 4000 ч
работы; текущий ремонт — после 8000 ч работы; капитальный
ремонт — после 30—40 тыс. ч работы. Допускаются отступления от
указанных сроков, так как в каждом отдельном случае они зависят от
продолжительности работы машины, степени нагрузки, качества
употребляемого масла, воды и топлива, технического состояния
машины, а также квалификации обслуживающего персонала
компрессорной станции.
§ 4. РЕМОНТ ПОГРУЖНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
Срок эксплуатации погружного центробежного насос а (рис. 38) и
межремонтный период зависят от условий его ра боты и абразивных
свойств перекачиваемой жидкости. При незначительном содержании
песка в пластовой жидкости межре монтный период составляет от 6
до 9 мес. Насосы проходят текущий и капитальный ремонты, которые
выполняют
в
специализированных
ремонтных
мастерских.
Основными неисправностями в работе насоса могут быть:
уменьшение подачи насоса, вызванное либо засорением приемной
сетки, либо износом ра бочих органов; полное прекращение подачи и
остановка двигателя. Причиной последней неисправности может
быть заклинивание или большое сопротивление вращению вала
насоса из-за разрушения верхней или нижней опоры, а также из -за
износа опорных шайб рабочих колес.
Насос разбирают на сборочно-разборочном стенде, куда насос
поступает после наружной очистки. Отвинчивая болты, сни -
6*
163
мают транспортировочную крышку 17 и вывинчивают пробку 1 из
ловильной головки 3. Снимая с вала муфту, цепными ключами
отвинчивают стакан 18 насоса, а затем извлекают стопорное кольцо
из паза на шлицевом конце вала. Так как все сое динительные швы
насоса запаяны, перед отвинчиванием их необходимо распаивать или
спиливать. Дальнейший порядок раз борки следующий: ослабив
стопорный винт и вывернув гайку подшипника, выпрессовывают
втулку с шарикоподшипниками 16 и шпонкой; отвинчивают
основание насоса, снимают опорное кольцо грундбуксы и
выпрессовывают сальник 14 из основания; отвинчивают ловильную
головку 3 и вывинчивают гайку 7 верхнего подшипника; укрепляют
корпус насоса при помощи хомутов; надевают специальный захват на
шлицевой конец вала 8 и запирают его стопорным кольцом; снимают
стопорное кольцо 4 с верхнего конца вала и все детали верхней пяты
5; на место верхней пяты устанавливают специальный хомут,
затягивают его и запирают стопорным кольцом; прикрепляют трос к
захвату и выпрессовывают вал в сборе; снимают оба стопорных
кольца, захват и хомут; снимают с вала направляющие аппа раты 11,
рабочие колеса 10 и другие детали.
Все детали насоса направляют в моечную машину. Чистые и
сухие детали проходят контроль. Направляющие аппараты и рабочие
колеса замеряют специальными калибрами и скобками. Конец вала
насоса в месте посадки сальника проверяют микро метром. Визуально
проверяют выточки под стопорные кольца. Вал насоса в случае
изгиба подлежит правке. Шлицевый конец восстанавливают. Шпонку
вала в случае смятия заменяют но вой. Корпус насоса проверяют
аналогично корпусу турбобура на прямолинейность, в случае
необходимости правят, а дефектные участки резьб удаляют.
Изношенные резинометаллические подшипники выпрессовывают из
корпусов и заменяют новыми, так же как элементы пяты, упорные
шайбы рабочих колес, кольца сальника и подшипники качения.
Наружный диаметр последних должен сопрягаться с основанием
насоса скользящей посадкой. На втулку подшипники надевают в
горячем состоянии напряженной посадкой. Втулку подшипника
собирают с валом плотной посадкой. Изношенные рабочие колеса и
направляющие аппараты заменяют новыми. Рабочие колеса должны
свободно перемещаться вдоль вала. Направляющие аппараты с
корпусом сопрягают ходовой посадкой. Изношенные уплотни тельные втулки выпрессовывают из направляющих аппарат а, а на их
место запрессовывают новые. Зазор между внутренним диаметром
уплотнительной втулки и ступицей рабочего колеса не должен
превышать 0,2 мм.
Сборку насоса производят в обратном порядке. Корпус за.
крепляют на стенде хомутами и через него пропускают трос лебедки,
который крепят к монтажному захвату, установленному и запертому
опорным кольцом на валу. Наружные поверхности направляющих
аппаратов смазывают. Затем вал устанавливают в корпус.
В сальниковое гнездо основания вставляют стопорное кольцо.
Основание надевают на вал и заворачивают. После набивки сальника
насоса вставляют бронзовую втулку, затем грунд - буксу,
устанавливают опорное кольцо грундбуксы и проверяют вращение
165
вала с набитым сальником. Вкладывают шпонку по садочной втулки
подшипников и надевают на вал нижнюю опору в сборе, которую
стопорят опорным кольцом. Завинчивают специальную гайку до
получения необходимого осевого люфта и стопорят ее винтом.
Навинчивают стакан на основание. Направляющие аппараты
зажимают гайкой верхнего подшипника, после чего регулируют
осевой люфт верхней пяты. В верхнем положении вала насоса осевой
люфт должен быть минимальным для разгрузки нижней шаровой
опоры. После полной сборки насоса производят опрессовку сальника
и пайку швов.
Все насосы, прошедшие ремонт, должны быть подвергнуты
двухчасовой обкатке и испытаниям на стенде-скважине. Цель
испытания — снятие комплексной характеристики насоса и про верка
готовности его к эксплуатации. Допускается проведение испытаний
на трансформаторном масле вместо нефти и про верка напора насоса
при трех подачах: средней — между нулевой и номинальной;
промежуточной
—
между
номинальной
и
максимальной;
максимальной. Отклонение напора в сторону уменьшения не должно
превышать 5 % от паспортного.
Привод насосов осуществляется маслозаполненными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором типа
ПЭД. Большое значение для увеличения срока службы погружного
электродвигателя имеет надежная работа его гид розащиты.
Гидрозащита типа К состоит из одного узла, назы ваемого
компенсатором (протектором). Гидрозащита типа ГД и типа Г
состоит из двух узлов: протектора, защищающего полость двигателя
от
попадания
пластовой
жидкости,
и
ком пенсатора,
предназначенного для компенсации утечек через тор цевое
уплотнение жидкого масла и тем пературных изменений объема масла
в системе двигатель — гидрозащита.
Ремонт протектора гидрозащиты типа К состоит в его раз борке и
замене уплотнительных резиновых манжет поршня, ре зиновых колец
корпуса, изношенных элементов сальника и под шипников.
Просевшие и поломанные пружины выбраковывают. Ремонт валов
производят методами, описанными выше.
В протекторах гидрозащиты типа ГД замене подлежат поте рявшие герметичность диафрагмы, резиновые кольца корпуса,
изношенные детали подшипников, пят и торцевых уплот нений.
Протектор типа ГД разбирают в следующем порядке:
отвинчивают верхнюю головку;
снимают с вала втулку подшипника и отражатель;
отвинчивают винты, снимают кожух;
устанавливая протектор вертикально на нижнюю транспор тировочную крышку, проверяют герметичность торцевого уплотнения и резиновой диафрагмы избыточным давлением 0,1 МПа в
течение 10 мин. Жидкое масло закачивают, ввинчивая в крышку
штуцер шланга заправочного насоса и выпуская воз дух через
верхнюю пробку.
Во время испытания вал проворачивают от руки с частотой
вращения 10 мин -1 . Он должен вращаться свободно, без за еданий.
Если торцевое уплотнение и резиновая диафрагма гер метичны, то
протектор годен для дальнейшей работы. В случае негерметичности
диафрагмы необходима переборка ее узла. При неге рметичности
166
торцевого уплотнения полностью разбирают протектор, осматривают
все детали и замеряют их износ. Кривизна вала не должна превышать
0,06 мм на всей длине. Дальнейшая разборка, выполняемая после
слива масла, не представляет трудностей.
Перед сборкой протектора проверяют посадки шлицевых муфт и
втулок подшипников на вал. Все резьбовые соединения корпусных
деталей протектора необходимо свинчивать момен том 800—1000 Н •
м. Сборку производят в последовательности, обратной разборке,
включая гидравлическое испытание диафрагмы и торцевого
уплотнения. После полной сборки протек тора все его резьбовые
соединения и обратный клапан испыты вают на герметичность
избыточным давлением 0,2—0,25 МПа с выдержкой не менее 20 мин.
Утечки и запотевание не допускаются. После слива масла из камер
протектора запаивают его резьбовые стыки припоем ПОС -61.
Перед отправкой на скважину верхнюю камеру отремонти рованного протектора заполняют густым маслом в соответствии с
инструкцией по эксплуатации установок погружных центробежных
электронасосов в нефтяных скважинах.
§ 5. РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ
ПОДЗЕМНОГО РЕМОНТА СКВАЖИН И
ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ
Подземный ремонт скважин связан с подъемом из скважин
колонны насосно-компрессорных труб или штанг с последую щим их
спуском после ремонта насосов. Для выполнения этих операций
используют различные подъемники, оборудованные одновальными
лебедками с мачтами или без них. Механизмы подъемника
размещают на тракторе или платформе автомо биля, тяговый
двигатель которых через специальный механизм отбора мощности
используют для привода лебедки. Талевые блоки, кронблоки, крюки
и лебедки эксплуатационных подъем ников восстанавливают теми же
методами, что и буровые. Простота их конструкции облегчает
ремонт.
Кроме спуско-подъемных операций при капитальном ремонте
скважин производят промывку песчаных пробок, используя про мывочные агрегаты, а также проводят работы, связанные с за качкой
цемента в скважину цементировочными агрегатами. В настоящее
время для промывки песчаных пробок пр именяют тракторный
АзИНМАШ-32М и автомобильные АзИНМАШ-35А и АзИНМАШ35Б агрегаты, оборудованные трехплунжерными насосами 1НП -160 и
2НП-160. Привод насосов осуществляется тяговыми двигателями
трактора или автомобиля через меха низм отбора мощности.
Цементировочные агрегаты ЦА-320М, ЗЦА-400 и ЗЦА-400А
предназначены для затворения цементного раствора, закачки его в
скважину с последующей продавкой заколонного прост ранства водой
или буровым раствором.
Для гидравлического разрыва пластов применяют агрегаты 2АН 500 и 4АН-700. Все узлы агрегата смонтированы на плат форме
грузовой автомашины. Привод трех плунжерных гори зонтальных
насосов высокого давления 2Р-500 или 4Р-700 осуществляется от
167
автономного двигателя, соединенного с короб кой перемены передач,
ведомый вал которой связан зубчатой муфтой с понизительным
редуктором.
Другим методом воздействия на призабойную зону является
кислотная обработка скважины. Для перекачки кислоты из же лезнодорожных цистерн в емкости хранения и из последних в
автоцистерны применяют кислотоупорные центробежные насосы.
Для соединения цистерн с насосами используют резино вые
гофрированные шланги или трубы из полиэтилена. Кислот ные
обработки проводят с помощью описанных выше цементи ровочных
агрегатов и агрегатов, предназначенных для гидроразрыва пластов.
Специализированный агрегат для кислотной обработки АзИНМАШ 30 смонтирован на шасси автомашины. Он имеет гуммированную
изнутри цистерну вместимостью 8 м 3 , которая разделена
перегородкой на два отсека и снабжена уровнемером поплавков ого
типа из винипласта. Трехплунжерный горизонтальный насос
простого действия 2НК-500 приводится в действие от тягового
двигателя автомашины через механизм отбора мощности.
При всех перечисленных работах, связанных с закачкой жид кости
в скважину, кроме насосных агрегатов применяют авто цистерны ЦР500, 4ЦР и ЦР-20 различной вместимости. Автоцистерны снабжены
вертикальным трехплунжерным насосом простого действия, который
служит для заполнения цистерны, а также центробежным насосом
консольного типа, который подает жидкость из цистерны в насосные
агрегаты.
Ремонт перечисленных выше агрегатов заключается в тех ническом обслуживании и ремонте тракторов и автомобилей.
Обычно эти машины проходят агрегатный ремонт, при котором
отдельные неисправные агрегаты (двигатель, коробка скорос тей и
т. п.) заменяют новыми или заранее отремонтированными.
168
Капитальный ремонт двигателей и других узлов машин произ водится на специализированных заводах после наработки в ча сах,
установленной заводом-изготовителем. Все указанные агрегаты
снабжены также плунжерными или поршневыми насо сами
высокого давления с кривошипно -шатунным механизмом. К
приводной части насоса можно отнести коробку отбора мощ ности.
Особенность передвижных агрегатов — применение трехплунжерных насосов простого действия 1НП -160, 2НП-160, 2Р500, 4Р-700 и 2НК-500.
Ремонт приводной части насоса 2Р -500 (рис. 39) незначительно
отличается от ремонта бурового насоса, описанного выше.
Ремонт гидравлической части значительно проще ремонта
насосов двойного действия и состоит в замене изношенных
плунжеров, сальников манжет, клапанов и седел клапанов.
Сроки осмотров и ремонтов зависят от условий работы насоса.
Не реже чем через каждые 300 ч работы насоса рекомен дуется
производить техническое обслуживание, включающее:
а) крепление крышек коренных подшипников, крышек кла панов,
поджатие сальников и других соединений;
б) смену дефектных прокладок и манжет клапанов; осмотр
рабочих поверхностей параллелей, крейцкопфов, плунжеров и
зубчатых зацеплений.
При текущем ремонте, производимом через 2000 —3000 ч:
а) меняют детали сальников, клапаны, седла и дефектные
уплотнения гидравлической и приводной части;
б) ремонтируют крейцкопфы и параллели;
в) заменяют смазку.
При капитальном ремонте через 5000 ч производят:
а) полную разборку насоса и проверку состояния всех его
деталей;
б) ремонт или замену всех изношенных деталей;
в) опрессовку всех деталей гидравлической ча сти, работающих
под давлением;
г) замену всех подшипников.
При капитальном ремонте не допускается замена материа лов
деталей, а сменные детали (плунжеры, детали клапанов, сальников и
крейцкопфов) должны быть взаимозаменяемыми. Конические
поверхности седел клапанов должны прилегать к сопрягающимся
деталям не менее чем на 70 % своей опорной поверхности и
равномерно соприкасаться по всей окружности.
Недопустимы местные зазоры.
При текущем ремонте коробок отбора мощности подтяги вают
болтовые соединения, заменяют негодные прокладки и сальники, а
также проверяют состояние подшипников.
При капитальном ремонте производят полную разборку, про мывку и разбраковку деталей. Изношенные шестерни меняют или
восстанавливают. В случае необходимости ремонтируют корпус.
До установки на агрегат насос обкатывают на испытатель ном
стенде в два этапа:
1) без нагрузки в течение 30 мин при частотах вращения
коленчатого вала, соответствующих режимам наибольшей по дачи;
2) под нагрузкой в течение 10 мин на каждом режиме; на169
сос
испытывают аналогично буровому насосу.
Коробку отбора мощности и коробку передач обкатывают на
специальном стенде по 10 мин на каждой скорости. При этом
проверяют работу зубчатых передач по характеру шума,
определяемому на слух. Шум должен быть ровным, без ударов.
Кроме того, проверяют:
отсутствие просачивания масла через уплотнения валов и других
соединений;
нагрев масляных ванн и подшипников (термометром);
работу механизма управления — надежность фиксирующего
устройства; самопроизвольное отключение скорос тей не допускается;
правильность зубчатого зацепления (замерами и осмотром после
обкатки).
После обкатки все болтовые соединения должны быть про верены,
отработанное масло слито, масляные ванны промыты и заправлены
свежим маслом.
После окончательной сборки насоса и коробки отбора мощности
на платформе агрегата насос опробуют на воде без на грузки по 10
мин и под нагрузкой по 5 мин на каждой скорости.
В процессе испытаний агрегата необходимо проверить:
а) отсутствие стуков при работе клапанов насоса;
б) отсутствие стуков в передаче, чрезмерного шума и по вышенного ее нагрева;
в) герметичность уплотнения плунжеров или штоков;
г) отсутствие утечек смазки;
д) возможность свободного и надежного включения меха низмов;
е) нагрев масляных ванн и подшипников;
ж) отсутствие течи из-под крышек и в других соединениях;
з) давление в системе смазки насоса.
Автоцистерну в собранном виде испытывают следующим об разом: заполняют цистерну водой из посторонней емкости; пере качивают воду из цистерны в постороннюю емкость.
§ 6. РЕМОНТ РЕЗЕРВУАРОВ
Все эксплуатационные резервуары подвергают осмотрам, те кущему и капитальному ремонтам. Периодичность их устанав ливается в зависимости от свойств среды в резервуаре. Предо хранительные клапаны, дренажные устройства, задвижки и дру гие
устройства
осматривают
систематически.
Осмотру
также
подвергаются сварочные швы в целях своевременного устране ния
течи. Перед проведением ремонтных работ резервуар дол жен быть
полностью опорожнен и тщательно очищен. При сливе продукта
следует исключить образование вакуума, что может вызвать
деформацию резервуара. Для этого перед сливом проверяют
состояние дыхательного клапана. После опорожнения резервуара его
промывают водой или пропаривают, а затем вентилируют.
Приступать к ремонту можно только после того, как содер жание
паров продукта в резервуаре будет соответствовать до пустимым
нормам. Осадки на дне и стенках очищают деревян ными лопатками,
совками, скребками, щетками и метлами. Нельзя пользоваться
предметами, которые могут вызвать искру. Рабочие должны работать
170
в резервуаре в специальной одежде и шланговых противогазах. Они
должны иметь спасательный
171
пояс с присоединенной к нему сигнальной веревкой, конец ко торой находится вне резервуара у наблюдателя, готового в лю бую
минуту оказать помощь. Ручная очистка малопроизводи тельна,
поэтому применяют гидродинамическую очистку струей воды
большого давления. Очистка упрощается при использова нии моющих
растворов.
Иногда струей пара разжижают осадок, а затем резервуар
промывают горячей водой. Перед ремонтом стенки протирают
ветошью, а продукты коррозии очищают металлическими щет ками.
Обнаруженные при эксплуатации дефектные швы подва ривают,
предварительно удалив поврежденный участок шва га зовой
горелкой или механическим способом. При необходимости может
быть удалена дефектная часть корпуса или поставлена заплатка.
Качество сварки устанавливают следующими мето дами: обдувом
сжатым воздухом, в то время как с другой сто роны шов покрывают
мыльным раствором; испытанием аммиа ком, при котором сосуд
заполняют аммиаком на 1 % объема, а на испытываемый шов
укладывают ткань, пропитанную 5%- ным раствором азотнокислой
ртути, которая меняет цвет при утечке аммиака; гидравлическим
давлением, заполняя резервуар водой. При последнем методе сосуд
выдерживают от 2 до 24 ч. Если в течение этого времени не
обнаружено пропусков воды и уровень ее не снизился, емкость
считают выдержавшей испытания.
Вакуумный контроль применяют в том случае, когда ис пользование других способов невозможно. Вакуум созд ают переносной вакуум-камерой, которую устанавливают на прове ряемом
участке шва, обильно смоченном мыльным раствором. В результате
разности давлений, созданной вакуум -насосом, на дефектном шве
образуются пузыри, хорошо видимые через про зрачный верх
камеры. Испытание керосином основано на его способности
подниматься по капиллярным трубкам, какими в сварных швах
являются трещины.
Испытание проводят следующим образом. После очистки шва
его покрывают меловым раствором. Когда раствор высох нет,
другую сторону обильно смачивают керосином. О наличии пор и
прочих дефектов шва будут свидетельствовать жирные желтые
точки или полоски на меловом слое. Испытание длится не менее 12
ч, причем за это время керосин наносят 3 —5 раз. Существуют и
другие методы контроля: ультразвуковой, радиационный и т. д.
Вертикальность
резервуаров
проверяют
отве сом.
При
неравномерной осадке резервуара просевшие участки поднимают
домкратами и под днище подбивают песок. После ремонта
резервуары окрашивают изнутри и снаружи.
§ 7. РЕМОНТ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОЙ
Центробежные насосы применяют как при бурении скважин для
подпора поршневых буровых насосов и подачи бурового раствора к
гидроциклонам, так и при эксплуатации нефтяных месторождений для
внутрипромыслового сбора нефти и на уста новках первичной обработки
нефти.
Эти насосы перекачивают нефть, нефтепродукты, сжижен ные газы,
щелочи, кислоты и работают в широких диапазонах подачи, напора и
температуры.
Все это обусловливает многообразие конструкций центро бежных
насосов. Наиболее употребительны следующие: с односторонним
расположением опор в консольных насосах при вер тикальных разъемах
корпуса; в моноблочном исполнении, при котором рабочее колесо
крепится на удлиненном валу электро двигателя, а подшипники
последнего являются
одновременно
подшипниками
насоса;
с
расположением подшипников по обе стороны насоса с горизонтальным
разъемом корпуса; в бескор- пусном исполнении, при котором каждая
ступень насоса выполнена в виде отдельной секции, а затем все ступени
стягиваются длинными болтами вместе с концевыми секциями, в
которых расположены опоры.
В связи с этим невозможно дать единую схему разборки и сборки
центробежных насосов, а также единую схему чередо вания ревизий,
текущих и капитальных ремонтов. Приведем лишь объем работ по
видам ремонтов.
Техническое обслуживание насоса проводится через каждые 700—
750 ч работы и предполагает следующие работы: проверку
подшипников (при необходимости их смену или перезаливку); очистку
и промывку картеров, смену масла, промывку масля ных трубопроводов;
ревизию, а при необходимости смену саль ников и защитных гильз;
проверку муфты и уплотнений крышек подшипников; промывку и
продувку паром труб системы гидро защиты; проверку центровки
агрегата и надежность его крепления на фундаменте.
При текуш,ем ремонте, который производится через 4300— 4500 ч
работы, осуществляют: ревизию насоса, разборку на соса, проверку
биения ротора в корпусе и зазоров в уплотне ниях; проверку конусности
и эллиптичности шеек вала (возможна их проточка и шлифовка), если
насос работает в подшипниках скольжения; тщательный осмотр всех
узлов и деталей насоса, устранение замеченных дефектов; смену под шипников качения; проверку состояния корпуса с помощью
ультразвуковой или магнитной дефектоскопии.
Капитальный ремонт производится по мере необходимости (обычно
через 25 000—26 000 ч работы) и предполагает: полный объем
предыдущих ремонтов; тщательную ревизию всех
узлов и деталей; замену по результатам контроля рабочих колес,
валов, уплотняющих колец корпуса, грундбукс, распорных втулок,
нажимных втулок сальника; снятие корпуса насоса с фундамента,
наплавку и расточку посадочных мест корпуса; для секционных
насосов — замену отдельных секций; гидравлическое испытание
насоса при избыточном давлении, превышаю щем рабочее на 0,5 МПа.
§ 8. РЕМОНТ ТРУБОПРОВОДОВ
В процессе эксплуатации трубопроводы и их элементы из нашиваются. В основном трубопроводы подвержены коррози онному
и эрозионному износам, поэтому основная задача заклю чается в
устранении их причин. Нарушение условий эксплуа тации может
привести к аварийному выходу трубопровода из строя: разрыву
трубы, отрыву фланца, выбиванию прокладки, ослаблению болтовых
соединений и др.
Состояние трубопровода систематически контролирует пер сонал.
Периодически трубопроводы подвергают наружному ос мотру.
173
Данные
наблюдений
и
контрольных
измерений
размеров,
характеризующие состояние трубопровода, заносят в эксплуа тационный журнал. Проверку и испытание трубопроводов, под ведомственных органам Госгортехнадзора, производят в сроки,
оговоренные в регистрационном журнале.
Тщательная ревизия трубопроводов осуществляется при пла новых
ремонтах. Однако трубопровод по различным причинам может выйти
из строя в межремонтный период, поэтому за тру бопроводом должно
быть установлено тщательное наблюдение.
Действующий трубопровод может быть не только разрушен, но и
забит твердыми отложениями или парафином. Пропуски в
действующих трубопроводах определяют визуально, по появ лению
запаха или изменению режима перекачивания, например по
снижению давления или подачи.
Ремонтируемые трубопроводы должны быть полностью ос вобождены от продукта. Дефекты могут быть быстро выявлены при
измерении толщины стенки ультразвуковыми дефектоско пами.
Замеры производят по всему периметру трубопровода. Особенно
тщательно измеряют толщину стенки тр уб на крутых изгибах, где
износ наблюдается раньше, чем на прямых участках. Кроме
нарушений условий эксплуатации аварии трубопровода могут быть
вызваны различными причинами. Боль шинство из них обусловлено
некачественным монтажом. Авария сопровождается о бычно полным
или частичным разрушением сварных стыков, разгерметизацией
фланцевых соединений и разрушением трубы. Несвоевременно
обнаруженный дефект трубопровода также приводит к аварии.
Любая авария должна быть ликвидирована после остановки
перекачки и соответствующей подготовки. Однако в некоторых
случаях можно избежать полного отключения трубопровода и
обеспечить нормальную эксплуатацию его до очередного пла нового
ремонта с помощью временных мер. Пропуски на по верхности трубы
или сварных швах можно ликвидировать наложением хомутов. Для
этого по форме трубы изготовляют хомуты или скобы с накладками.
Их устанавливают на дефектный участок таким образом, чтобы при
стягивании хомутов или скоб прокладка (асбест, паронит, резина,
свинец, фторопласт и др.) оставалась зажатой между трубой и
хомутом и заполняла неплотности в трубе или сварном шве. Ширина
хомута или накладки должна быть такой, чтобы при стягивании не
раздавить трубу. Хомут должен обладать достаточной прочностью и
жесткостью, т. е. его толщину необходимо точно определить. Иногда
для большей надежности хомут приваривают к трубе. Материал
прокладок зависит от условий работы трубопровода: давления,
температуры и свойств перекачиваемой среды. Про кладка не должна
растворяться или разрушаться средой при длительной эксплуатации в
рабочих условиях. Для водопрово дов с температурой воды до 100 °С
и нефтепроводов при давлении до 1,6 МПа можно применять
прокладки из картона. В водопроводах и кислотопроводах
используют мягкую резину. Обычную резину можно применять при
температуре не выше 50 °С. Следует помнить, что она нестойка в
нефтепродуктах.
В трубопроводах для газа, пара, нефтепродуктов, горячей воды и
других жидкостей при давлениях до 4 МПа и темпе ратуре до 400°С
174
устанавливают прокладки из паронита (прессованная смесь асбеста и
резины). Для сред при давлении до 10 МПа и температуре до 300 °С
успешно применяют асбоалю- миниевые прокладки. Широко
используют полимерные материалы.
Аварию, вызванную разрывом сварного шва, устраняют, удаляя
дефектный участок с последующей заваркой. Если уча сток дефекта
большой и его нельзя устранить наложением хо мутов, его заменяют.
Для этого трубопровод освобождают от продукта, и участок длиной,
равной не менее одному диаметру трубы, вырезают.
Заранее приготовленный кусок трубы вставляют вместо вырезанного участка и приваривают к трубопроводу после про верки
стыков. При ремонтных работах используют в основном ручную
электродуговую сварку, при этом особенно важно пра вильно выбрать
электроды. Для сварки труб из углеродистой и малолегированной
стали применяют электроды марок ОММ -5 МЭЗ-04, УОНИ-13/5, СМ11, УП-2 и др.
Пропуски во фланцевых соединениях обычно обусловлены плохой
подгонкой
соприкасающихся
поверхностей,
дефектами
этих
поверхностей, некачественной прокладкой и недостаточной
175
подтяжкой болтов и шпилек. Для ликвидации утечки сначала
подтягивают болты. Если утечка не устраняется, меняют про кладку.
Для этого разъединяют фланцевое соединение, фланцы раздвигают на
ширину, несколько большую толщины новой прокладки, с помощью
распорного клина. Перед установкой новой прокладки уплотняющие
поверхности тщательно очищают и проверяют отсутствие на них
раковин или забоин. Если фланцы имеют дефекты, они должны быть
заменены.
Плановый ремонт трубопроводов предусматривает замену
определенных участков труб с фланцами и крепежными дета лями.
Трубы отбраковывают, если их толщина в результате износа не
обеспечивает заданные параметры эксплуатации. Для каждого
трубопровода установлены предельные нормы износа.
После ремонта трубопроводы испытывают на плотность и
прочность. Все стыки трубопровода должны быть доступны для
визуального осмотра. Сварные швы полностью или выборочно
подвергают контролю с помощью рентгеновских или гамма -лучей,
магнитографированием или ультразвуком. Ремонтный участок
опрессовывают водой под давлением 1,25 —1,5 рабочего давления, но
не менее 0,2 МПа. При испытательном давлении трубопровод
выдерживают в течение 5 мин, затем снижают давление до рабочего
и приступают к осмотру. Сварные швы должны быть герметичными,
запотевание также не допускается. Если испытание производят
сжатым воздухом, неплотности обнаруживаются по появлению
пузырьков
мыльной
эмульсии,
нанесенной
на
швы.
В се
трубопроводы надежно заземляют для предотвращения образования
зарядов статического электричества. При плановых ремонтах
проверяют также опоры и подвески трубопроводов.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается ремонт задвижек оборудования устья скважин?
2. Какие работы выполняют при текущем и капитальном ремонтах
станков-качалок?
3. Расскажите об особенностях ремонта плунжеров и клапанов глубинных штанговых насосов.
4. Каковы основные неполадки в работе газомотокомпрессоров?
5. В каком порядке разбирают погружной центробежный насос?
6. Какие работы входят в текущий и капитальный ремонты оборудования для подземного ремонта скважин и воздействия на призабойную зону?
7. Как контролируют качество сварных швов резервуаров?
8. В чем заключается ремонт центробежных насосов?
9. Как устраняют утечки на дефектных участках трубопроводов?
10. Какими методами испытывают трубопроводы на плотность и прочность?
ГЛАВА VIII
ПОДГОТОВКА К МОНТАЖНЫМ РАБОТАМ
Технологический процесс монтажа — совокупность операций по
подготовке строительной площадки, сооружению фундаментов,
доставке оборудования к месту монтажа и расположению его на
площадке, установке и пуску смонтированного оборудо вания.
Особенности проведения монтажных работ в нефтяной и га зовой
промышленности заключаются прежде всего в многочисленности
применяемых типов буровых установок, монтажных схем и методов
строительства при монтаже бурового оборудо вания; тесной зависимости
выбора монтируемого оборудования от геологических условий района
(пластового давления, притока нефти, режима эксплуатации скважины и
др.) при монтаже эксплуатационного оборудования.
В большинстве случаев монтаж осуществляется в районах,
удаленных от железных дорог, часто в условиях бездорожья, что
требует
максимальной
типизации
проектов
и
применения
индустриальных методов.
§ 1. СООРУЖЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ, ДОРОГ И
ОСНОВАНИЙ ПОД ОБОРУДОВАНИЕ
В процессе работы вышки буровое и эксплуатационное обо рудование испытывает значительные вибрации, вызываемые на грузками
и инерционными силами, развивающимися в системе переда точных
механизмов. Поэтому фундамент должен обеспечить нормальную
работу всей установки, воспринимая вибрации и опрокидывающие
моменты. Он дает возможность независимо от рельефа местности
установить оборудование по уровню и в строгом соответствии с
монтажной схемой.
Фундаменты под вышки, буровое и эксплуатационное обо рудование
должны удовлетворять следующим требованиям.
1. Масса фундамента должна быть достаточной для вос приятия
вибрационных нагрузок и опрокидывающих моментов.
2. Удельное давление на грунт не должно быть больше до пустимого для данного вида породы. Ниже приведены удельные
давления, допустимые для различных пород, МПа:
3. Фактическое напряжение сжатия материала фундамента при
наибольшей нагрузке не должно превышать допустимое для
данного материала.
4. Фундамент должен быть жестким: расшатывающие уси лия,
возникающие в процессе работы, не должны влиять на
устойчивость фундамента и его прочность.
5. Материал фундамента должен быть устойчивым к темпе ратурным и другим атмосферным воздействиям.
6. Фундамент должен быть прочным и сооружен с мини мальными затратами труда, материалов и времени.
7. Фундаменты под буровую вышку должны позво лять устанавливать противовыбросовое оборудование.
Размеры фундамента и глубина его заложения определя ются
177
прежде всего видом оборудования и глубиной скважины.
В зависимости от характера использования фундаменты под разделяют на стационарные и передвижные. Стационарные
фундаменты непрактичны ввиду их однократного использова ния.
Возведение их требует больших затрат времени, в резуль тате чего
срок строительства скважины значительно увеличи вается.
Передвижные фундаменты, представляющие собой комплекс
блоков из различных материалов, могут быть использованы
многократно. Время, затрачиваемое на их строительство, зна чительно сокращается.
В зависимости от назначения скважины и типа оборудова ния для
сооружения фундамента применяют лесоматериалы, бетон и
металлоконструкции. Конструкции фундаментов опре деляются
размерами, массой оборудования и сроками работы.
При монтаже стационарного эксплуатационного оборудова ния
конструкция фундамента должна соответствовать нагруз кам,
возникающим
при
длительной
работе.
Такой
фундамент
укладывают в соответствии с требованиями технических усло вий
для сооружения ответственных фундаментов.
Изготовление фундаментов
Изготовление фундаментов начинается с подготовительных
работ — земляных, а при необходимости—взрывных и свайных.
Земляные работы начинают с планировки площадки. Затем
выполняют разметку, при этом необходимо учитывать направ ление
ветра, рельеф и расположение дороги. Если объем земля ных работ
небольшой, то их можно выполнять вручную. При значительном
объеме этих работ применяют землеройные машины: грейдеры,
скреперы, бульдозеры, экскаваторы и т. д. Для рытья котлованов
может быть использован одноковшовый экскаватор.
Взрывные работы проводят только при наличии скального
грунта, не поддающегося разработке землеройными машинами. Для
этих целей используют взрывчатые вещества.
Свайные работы. При неустойчивых грунтах с очень малым
допускаемым удельным давлением фундаменты сооружают на сваях.
В настоящее время широко распространены железо бетонные сваи.
Материалом для свай могут служить также сосна, пихта, дуб, кедр,
лиственница. Свая должна быть ровной (допускаемая кривизна — не
более 1—2% длины сваи).
Фундамент на деревянных стульях является облегченным и
применяется при небольшой плотности грунта. Котлован роют
размером 1,8x1,8 м и глубиной 1,2—1,5 м в зависимости от толщины
верхнего разрыхленного слоя.
Фундамент на клетках из брусьев под оборудование применяют
для бурения скважин небольшой глубины в плотных устойчивых
грунтах. Котлованы под такие фундаменты роют ра змером
2,0x2,0X0,8 м. Толщина трамбованной песчаной подушки 50 мм.
Фундамент на деревянных фермах под оборудование сооружают
для бурения скважин до 1200 м. Котлован под фермы роют размером
2,0x2,0 м, глубиной 1,2—1,5 м.
Фундамент на деревянных сваях используют в местах, где
178
удельное сопротивление грунта незначительно и фундамент
обычного типа непригоден.
Бетонный фундамент под вышку применяют для глубоких
скважин с длительным сроком бурения, в основном для разве дочных.
Высота его должна позволять устанавливать противовыбросовое
оборудование. Котлован под тумбы роют до плот ной породы, но
глубиной не менее 1,2 м.
Если фундамент располагается на неустойчивой породе, то для
предупреждения возможного смещения угловые и проме жуточные
тумбы связывают якорями из 102-миллиметровых бурильных труб.
Для соединения якорей в центре каждой тумбы забивают
металлические вставки из бурильных труб диамет ром 90 мм. В
каждой тумбе оставляют отверстие размером 100X100мм для
анкерных болтов рамных брусьев.
Описанные типы фундаментов используют также для уста новки
на них эксплуатационных вышек и мачт, бурового и экс плуатационного оборудования, внося соответствующие измене ния в
объем земляных работ и размеры фундаментов.
179
Расчет фундаментов под вышку
На фундаменты действуют постоянные и временные на грузки,
передаваемые от надфундаментных сооружений. К по стоянным
нагрузкам относят вес сооружения, машины и укры тия, к временным —
все полезные нагрузки, а также давление ветра, снега и др.
Постоянные и временные нагрузки определяют в соответст вии с
указаниями СНиП, а также с требованиями отраслевых руководящих
документов.
Для расчета необходимо знать максимально возможные на грузки на
основание
фундамента
и
нормативные
давления
(рас четные
сопротивления) грунтов оснований. За основу расчета принимают
следующее условие: среднее давление фундамента р не должно
превышать расчетных сопротивлений грунтов R H ;
где Q — максимально возможные нагрузки на основание фунда мента; F
— опорная поверхность подошвы фундамента.
Сначала производят предварительный расчет, а затем окон чательный. Цель предварительного расчета — определить опорную
площадку фундамента по условию
где F ' — расчетная площадь подошвы фундамента по грунту основания;
Q'
— максимально возможные нагрузки на фунда мент от
надфундаментного сооружения.
Размеры (длину и ширину) фундамента выбирают конструк тивно в
зависимости от опор оборудования или его основания, на котором оно
смонтировано и через которое передаются нагрузки на фундамент.
Сначала задаются длиной, а затем по известной площади определяют
ширину. При сосредоточенной нагрузке на фундамент (нога вышки)
длину и ширину его принимают одинаковыми, а при распределенной
(полоз
основания)
задаются
шириной,
а
затем
определяют
конструктивные элементы фундамента (бетонные или железобетонные
блоки, деревянные брусья и др.), причем опорная площадь этих элемен тов должна быть несколько больше расчетной. После этого выполняют
проверочный расчет фундамента, при котором максимально возможные
нагрузки на основание фундамента при нимают с учетом веса
фундамента.
Проверочный расчет считается удовлетворительным, если среднее
давление на основание фундамента не превышает рас четных
сопротивлений
грунтов
(нормат ивных
давлений)
с
учетом
корректировки их коэффициентом т при глубине заложения фундамента
менее 1 м:
180
Материал для фундамента (порода древесины, марка бе тона)
определяется также из условия, что среднее давление р' должно быть
меньше нормативных сопротивлений соответст вующего материала:
где f — площадь опоры надфундаментной конструкции, которой
передается нагрузка на фундамент; Rн.м — нормативное давление на
материалы.
Строительство дорог и оснований
Природные условия Западной Сибири потребовали реш ения ряда
технических проблем по обустройству и подготовке ме сторождений к
разбуриванию.
Для эффективного разбуривания сильнозаболоченных и за тапливаемых участков разработаны и успешно внедрены:
лежнево-сланевые дороги, площадки и трассы для перетас кивания
буровых;
дороги и площадки на промороженном основании для пере таскивания буровых, так называемые ледовые дороги и осно вания;
лежнево-мерзлотные основания под кусты скважин с ком плексным использованием лежнево -сланевого настила и промороженного грунта;
упрощенные конструкции оснований на железнодорожном ходу
под буровые на затапливаемых участках.
Лежнево-сланевые дороги и площадки (рис. 40) сооружают для
обустройства разбуриваемых площадей и участков, покры тых
болотами средней проходимости I и II ти пов, т. е. болотами,
заполненными торфом, на которых работа технических средств
возможна только при снижении удельного давления на поверхность
площадки.
В сланевых настилах основная нагрузка приходится на верх ний,
растительный слой торфяной залежи и част ично — на лесоматериалы, поэтому при подготовке основания корневую систему
сохраняют, а пни, оставшиеся после расчистки трассы, отпили вают
или обрубают заподлицо с поверхностью болота.
На болотах I типа непосредственно на поверхность торфя ной
залежи укладывают лежни 6 из леса первого и второго сор тов (см.
рис. 40), а на болотах II типа для равномерного рас пределения
нагрузок сначала настилают в один слой хворост 5 и на него
укладывают лежни. На лежнях располагают попереч ный настил из
бревен 3 диаметром 12—16 см, который крепят к лежням и
прижимным брусьям 4 скрутками из проволоки. Между бревнами
настила укладывают лапник 2, который засыпают слоем 1 из торфа и
дренирующего грунта толщиной 0,3 м.
181
Размеры сланевых настилов определяют в зависимости от
несущей способности болота и расчетных нагрузок. Равномер ное
распределение давления на торфяную залежь обеспечи вают
изменением размеров основания.
Дороги и площадки на промороженных основаниях (рис. 41)
строят на глубоких непроходимых боло тах III типа только в зимний
период.
Технологический процесс строительства включает в себя ряд
последовательно выполняемых операций:
1) утрамбовку трассы для предварительного проморажива ния
поверхности болот;
2) очистку дорожной полосы и площадки от снега, мо хового
очеса, древесной и кустарниковой растительности для ус коренного
промораживания болот;
3) систематическую очистку сооружаемой дороги и пло щадки
от снега в течение всего периода промораживания ос нования;
4) устройство водопропускных сооружений, деревянных на стилов на непромерзающих или слабопромерзающих участках
болот.
5) покрытие промороженного основания дороги и площадки
теплоизоляционным материалом и устройство водоотводных
каналов.
Лежнево-мерзлотные основания с использованием промороженного грунта (рис. 42) применяют для строительства кустов
скважин на глубоких болотах; в конструктивном отношении они
аналогичны лежнево-сланевым покрытиям и ледовым осно ваниям.
На поверхность предварительно промороженного болота укладывают лежнево-сланевый настил и насыпают дренирующий слой.
Дальнейшее промораживание грунта в период строитель ства куста
скважин происходит за счет естественной вентиля ции лежневого
слоя с помощью вентиляционных труб, устанав ливаемых в торцевой
части основания.
Такой способ дает возможность одновременно вести работы по
строительству лежнево-сланевого покрытия, монтажу бурового
оборудования в кусте и дальнейшему промораживанию торфяной
залежи вплоть до наступления плюсовых температур. Это о чень
важная
особенность
лежнево-мерзлотных
оснований
с
использованием промороженного грунта, так как для болот
Западной Сибири характерно медленное промерзание поверх ностных слоев.
Упрощенная конструкция основания для бурения кустов с кважин
в зонах затопления представляет собой брусчатый настил из
однокантных брусьев, укладываемых непосредственно на грунт
через 50 см один от другого и скрепленных сверху рельсами,
которые служат для передвижения оборудования
183
(рис. 43). Во избежание всплытия ненагруженных участков брусчатый настил
в нескольких местах заякоривают.
В отличие от других типов искусственных оснований для затопляемых
участков такая конструкция оснований, помимо простоты исполнения, не
зависит от глубины паводковых вод.
Морские нефтепромысловые
гидротехнические сооружения
Сооружения, используемые в настоящее время для работы в море,
подразделяют на три типа: стационарные, передвижные и плавучие.
Применяют также комбинированные сооружения, сочетающие принципы
сооружений стационарного, передвижного и плавучего типов.
Сооружения стационарного типа широко применяют при разведке и
разработке
морских
нефтяных
месторождений.
Для
разработки
месторождений используют островные, эстакадные и намывные (грунтовые
дамбы с площадками) сооружения. К последней группе относятся земляные
сооружения, возводимые преимущественно на мелководной прибрежной
акватории на глубине до 4—5 м в виде отдельных намывных площадок,
соединенных с берегом грунтовыми дамбами.
Островные сооружения крупноблочной конструкции применяют
преимущественно для структурного, глубокого разведоч ного
бурения, а также для эксплуатационного бурения в тех слу чаях,
когда разработка месторождения при помощи других сооружений
184
экономически нецелесообразна. Конструкции мор ских оснований
выполняют, как правило, из металла.
В настоящее время используют исключительно крупноблоч ные
островные сооружения, полностью вытеснившие свайные.
Наиболее ответственным в строительстве островных основа ний
является крепление его ко дну моря. Крупноблочные островные
основания крепят при помощи комбинированных бу розаливных
свай, которые изготовляют следующим образом. После установки
блока на заданном месте внутреннюю стойку его ноги отсоединяют
от башмака и молотом забивают в дно на глубину 6 —8 м, чтобы
пройти верхние слои слабого грунта. Затем через внутреннюю
полость стойки ноги блока, вбитой в дно моря, бурят скважину,
глубина которой устанавливается расчетом и зависит от
действующей на ногу нагрузки и физико механических свойств
грунтов дна моря на участке работ.
Бурение ведут с использованием воды, в целях качествен ной
очистки скважину дополнительно промывают после буре ния. По
окончании промывки для обеспечения надежной ра боты сваи в
скважине в зависимости от действующих на ногу блока нагрузок
устанавливают один или несколько концентрично расположенных
трубчатых анкеров различных диаметров.
Схема крепления крупноблочного основания на бурозаливных
сваях с анкерами и без них показана на рис. 44.
Концентричность анкеров относительно друг друга и про буренной скважины достигается приваркой к ним направляю щих
фонарей. После установки анкеров в скважину нагнетают
цементный раствор по методу «снизу вверх». Ввиду того, что
цементный поток не имеет сообщения с затрубным простран ством и,
следовательно, выхода из скважины, заливку можно производить
выше уровня дна моря до верхнего конца забитой в грунт стойки.
В настоящее время крупноблочные основания выполняют как
призматической, так и пирамидальной конструкции. Осно вания
призматической
конструкции
наиболее
распространены
и
сооружаются при глубине воды до 30 м. Применяют осно вания под
шифром МОС, МОСМ, Гипромос, Гипроморнефть И др.
Размер блока в плане определяется в первую очередь тех нологическими требованиями и возможностями завода -изготовителя и организации, производящей монтаж основания в море
(оснащенность монтажной площадки, грузоподъемность крано вых
судов).
185
Высота блока зависит от глубины моря и средней высоты волны
с учетом сгонно-нагонных явлений на акватории строительства.
Блоки крупноблочных оснований изготовляют размерами в плане
8x8; 8x16; 16x16; 10x20 м. В зависимости от высоты блоки бывают
одно-, двух-, трех-, четырех- и пятиярусными.
Крупноблочные основания монтируют при помощи специ альных
кранов судов.
Морские эстакадные сооружения. При разработке нефтяных
месторождений Каспийского моря, в тяжелых гидрометеороло гических условиях открытых акваторий широко используются
сооружения мостового типа — магистрали эстакад с примыкающими к ним специальными производственными (приэстакадными)
площадками различного назначения.
Эстакады в основном сооружают из металла и сборного
железобетона.
Э с т а к а д ы н а с в а й н ы х о п о р а х представляют собой
пролетные строения, состоящие из деревянной или желе зобетонной
проезжей части и металлических пространственных или сплошных
балочных ферм и опоры. Длина пролетного
186
строения эстакады зависит от конструкции последней и харак теристики
эстакадно-строительных агрегатов. Современные эстакадостроительные
агрегаты позволяют сооружать эстакады с пролетом до 20 м. Опоры
представляют собой рамную систему, образованную наклоннозабитыми в грунт моря металлическими трубчатыми сваями и опорным
ригелем, непосредственно воспринимающим нагрузку от пролетных
строений.
В настоящее время эстакадные сооружения на свайных опо рах
возводят при глубине воды до 26 м. Эстакады строят с помощью крана
Гипроморнефть-20.
Эстакады
на
крупноблочных
о п о р а х , сооружаемые с помощью крановых судов, представляют собой мно гопролетную конструкцию, состоящую из опорных блоков пи рамидальной формы, расставленных на определенном расстоя нии вдоль
оси эстакады. Эстакады такого типа сооружают преимущественно на
глубоководных акваториях. Пролетная часть выполняется в виде
металлической спаренной цельносварной балки со сплошной стенкой,
объединенной с железобетонной проезжей частью.
Эстакадные сооружения на свайных опорах из сборного же лезобетона применяют в целях экономии металла и обеспече ния
долговечности сооружений в коррозионно -агрессивных условиях.
Сооружения передвижного типа. Передвижные буровые установки
подразделяют на три типа:
1) установки с погружным понтоном;
2) установки самоподъемного типа;
3) установки самоподъемного типа с погружным понтоном.
Основной конструктивной особенностью передвижной буро вой
установки с погружным понтоном является то, что произ водственная
площадка при помощи системы стоек или колонн, соединенных между
собой распорками и подкосами, связана в общую жесткую систему с
понтонами. Эту установку применяют при небольшой глубине
водоемов.
Передвижные установки самоподъемного типа предназна чены для
бурения разведочных и эксплуатационных скважин. Преимуществами
установок этого типа являются:
использование в качестве опор мощных колонн или про странственных
решетчатых
конструкций,
имеющих
большую
поперечную жесткость, что позволяет создавать установки для бурения
на сравнительно больших глубинах моря;
широкий диапазон применения ПБУ на различных глубинах моря в
соответствии с длиной опорных колонн.
Передвижные установки самоподъемного типа с погруж ным
понтоном имеют жестко закрепленные опорные колонны, которые
составляют одно целое с понтоном. В транспортном положении понтон
несет на себе опорные колонны и корпус
а
установки. На точке бурения после приема балласта понтон с
опорными колоннами погружается на дно моря. За тем корпус при
помощи системы подъемников поднимают на необхо димую высоту.
Наличие самостоятельного понтона, опирающе гося на дно моря,
позволяет значительно уменьшить удельное давление на грунт и
использовать ПБУ для буровых работ при слабых грунтах дна моря.
Сооружения плавучего типа. При глубинах моря свыше 100 м
сооружения, опирающиеся на дно моря, отличаются гро моздкостью,
металлоемкостью, высокой стоимостью. Возни кают трудности при
их изготовлении, транспортировке и мон-
таже на точке бурения. Поэтому применение таких сооружений,
особенно для разведочного бурения, нецелесоо бразно. Вместе с
тем необходимость изучения геологического строения много численных месторождений нефти и газа, залегающих на глу боководных акваториях, требует своевременной организации на
первом этапе структурного и глубокого разведочного буре ния. Эти
задачи решают с помощью сооружений плавучего типа, которые
позволяют вести буровые работы независимо от глубины.
В настоящее время применяют плавучие сооружения двух
типов: буровое судно (рис. 45, а) и полупогружную установку (рис.
45, б).
189
Детально конструктивные особенности, преимущества и не достатки всех морских нефтепромысловых гидротехнических
сооружений описаны в специальной литературе.
§ 2. ТРАНСПОРТНЫЕ РАБОТЫ
Существуют различные способы транспортировки бурового и
эксплуатационного оборудования: большегрузными автомо билями с
бортовой платформой, автомобилями-тягачами с прицепами и
полуприцепами и тракторами с гусеничными тележ - камитяжеловозами.
Работы по монтажу бурового и эксплуатационного оборудования
ведутся в различных районах страны. Удаленность строительно монтажных объектов от железных дорог и боль шой объем перевозок в
условиях бездорожья требуют правиль ного выбора средств и способа
транспортировки, что в значительной мере будет способствовать
снижению трудоемкости всего комплекса монтажных работ.
При выборе транспортных средств необходимо учитывать
следующее:
какое оборудование, материалы и изделия можно достав лять
непосредственно на место монтажа, минуя
промежуточные
погрузочно-разгрузочные пункты;
возможность комплексной механизации погрузочно -разгрузочных
работ при транспортировке оборудования;
расстояние, состояние дорог, способы выполнения погрузоч норазгрузочных работ, способствующие сокращению затрат времени и
труда.
К оборудованию, которое можно перевозить на автомашинах
грузоподъемностью до 4,5 т, относятся: кронблоки, талевые блоки,
крюки,
крюкоблоки,
вертлюги,
компрессоры,
редук торы,
электродвигатели,
генераторы,
глиномешалки,
передвиж ные
электростанции, двигатели всех типов, маслорегене рационные
установки, приводы индивидуальных роторов.
Более тяжелое оборудование (массой до 12 т) перевозят на
специальных тяжелых автомашинах, оборудованных механиче ской
лебедкой с приводом от двигателя автомашины.
На автомобилях с бортовой платформой (ЗИЛ-130, МАЗ-200П,
МАЗ-500, Урал-377, КрАЗ-257 и др.) перевозят различные материалы
и оборудование небольших габаритных раз меров массой до 10—12 т.
Для транспортировки узлов и блоков оборудования приме няют
автомобили-тягачиМАЗ-200В,МАЗ-504,КрАЗ-258,
Урал-377с и др. С автомобилями-тягачами используют платформенные тяжеловесные полуприцепы 4МЗАП -5204, 4МЗАП-5203,
Т-151А и прицепы 4МЗАП-5208УКБ, 4МЗАП-5523, 4МЗАП-5212 и др.
В зависимости от грузоподъемности при- цепы снабжаются двумя,
тремя и четырьмя осями. Колеса ИХ устанавливают не на
сплошные оси, а на балансирные подвески, соединенные в
систему, которая позволяет копировать неровности дорог.
Для транспортировки тяжелого оборудования и грузов
тракторами по проселочным дорогам и бездорожью исполь зуют
прицепные тележки-тяжеловозы на гусеничном ходу марки ТГТ 20, ТГ-40, ТГ-50, ТГ-60 грузоподъемностью соответственно 20, 40,
50 и 60 т.
Длинномерный груз — трубы и лесоматериалы транспортируют
на прицепах-роспусках 2-Р8А, 2-Р15А и др., грузоподъемность
которых составляет 8—15 т, а максимальная длина 11— 13 м.
Транспортировка оборудования на тележках
Моторные блоки силовых агрегатов с коробками скоростей
попарно перевозят на гусеничных тележках «Восток» грузо подъемностью 20 т. На этих же тележках транспортируют роторы,
буровые насосы и лебедки.
Для таких перевозок тележку дополнительно оборудуют. Так
как гусеницы тележки выступают над ее рамой, на нее укладывают
поперечные балки швеллерного профиля № 20, закрепляют их при
помощи болтов и на балки настилают платформу из досок
толщиной 60—80 мм.
Для перевозок тяжелого оборудования (лебедок, насосов,
дизелей, электродвигателей, трансформаторов, обвязок насосов,
вибросит и др.) применяют платформы на пневмошинах с ав тотягачами. При этом благодаря высокой проходимости и скорости
автотягачей значительно снижается время пере возок.
На небольшие расстояния допускается перемещать обору дование волоком. Тяжелое оборудование для переброски воло ком
снабжают специальными полозьями, в передней и задней частях
которых должны быть отверстия для каната.
Транспортировка оборудования тяжеловозами ТК-40
'От применявшихся ранее хребтовых лафетов тяжеловозы ТК -40
отличаются в основном тем, что вместо двух несущих балок,
опирающихся на неподвижные жесткие опоры, у них и меется одна
шарнирная опора, обеспечивающая свободное пе редвижение
тележек тяжеловоза при перевозке по неровной местности; в
результате перевозки стали безаварийными.
Два крупноблочных тяжеловоза ТК-40 в комплекте с направляющей лыжей, снабженной шаровой опорой, обеспечивают
снятие с фундамента крупных блоков буровой установки ,
перевозку их с законченной бурением скважины на новую точку и
установку на фундамент.
Тяжеловоз ТК-40 состоит из следующих узлов: рамы, гид ропневмосистемы, двух кронштейнов, фиксаторов, двух гидродомкратов, форкопа, полуопоры, двух рам тележки, подклад ных
опор, серьги и двух пар гусеничных скатов от гусеничной
тракторной тележки ТГТ-20 «Восток».
Рама тяжеловоза предназначена для равномерного распре деления нагрузок от перевозимых блоков на две гусеничные
191
тележки. Она состоит из двух двутавровых балок № 55а, свя занных
между собой цилиндрами поворотных шкворней. В про межутке
между балками рамы предусмотрены соответствую щие места
крепления
к
ней
оборудования
и
трубопроводов
гидропневмосистемы.
Гидропневмосистема приводит в действие гидродомкраты. Она
состоит из масляного бачка, двух воздушных баллонов вы сокого
давления, ручного гидравлического насоса, манометра и системы
трубопроводов, соединяющих баллоны с воздухом и ручной нас ос
с гидродомкратом. Рамы тяжеловоза предна значены для установки
и снятия с фундамента блоков буровой установки. Кронштейн и
фиксатор предохраняют гусеничные тележки тяжеловозов от
произвольного поворота. Форкоп и серьгу используют для
сцепления тяжеловоза с тяговыми или тормозными тракторами при
перевозке и монтаже блоков. По- луопора является связующим
звеном между рамой тяжеловоза и несущей балкой основания
крупного блока во время транспортировки. Ненагруженная рама
при движении тяжеловоза порожняком опирается подкладными
опорами на рамы гусеничных тележек.
Лыжа, представляющая собой полоз размером 5070 X X1200
мм, является третьей опорой крупного блока в транс портном
положении. Каркас полоза изготовлен из трех про дольных и пяти
поперечных двутавровых балок № 36. В крестовину поперечной и
продольной средних балок вварен полусферический подпятник.
Внешняя поверхность полусферического подпятника представляет
усеченный конус с диаметром окружности основания 300 мм.
Внутренняя поверхность подпятника является полусферой
диаметром 150 мм. Шаровая опора блока закреплена в
полусферическом подпятнике вкла дышем, кольцом и четырьмя
шпильками.
В передней части лыжи сверху закреплен деревянный брус,
который служит амортизатором при ударах распорной трубы
форкопов тяжеловозов о лыжу. Полоз снизу закрыт сплошным
металлическим листом толщиной 12 мм, а сверху — листом толщиной 3 мм. К продольным двутавровым балкам лыжи прива рена
268-миллиметровая труба, за выступающие концы кото рой
прицепляют буксирные канаты. Во избежание произволь
192
ного сбрасывания буксирного каната на концы трубы навари вают пластины, в которые вставляют фиксаторы. Масса лыжи 1944
кг. В летнее время вместо лыжи используют тележку, по добную
тележке тяжеловоза ТК-40. Она состоит из двух гусеничных
скатов, рамы, в которую вмонтирован полусферический подпятник
(такой же конструкции, что и у лыжи), и форкопа.
Грузоподъемность тележки 20 т.
Транспортировка оборудования тяжеловозами Т-40
Тяжеловоз Т-40 предназначен для снятия с фундаментов и
перевозки крупных блоков. В отличие от тяжеловозов ТК -40 он
имеет один низко расположенный домкрат, что облегчает под водку
его под несущую балку основания блока. Такое распо ложение
домкрата позволяет не выносить несущие балки за габаритные
размеры основания и уменьшает транспортную ши рину блока.
Тяжеловоз 'Г-40 состоит из следующих основных узлов: заднего коромысла, переднего коромысла, рамы, поршня, дышла, двух
пар гусеничных скатов, гидропневматической системы.
Заднее коромысло свободно посажено на консольной оси рамы
и состоит из литого корпуса сварной траверсы, на кон цах которой
впрессованы и застопорены полуоси. На эти полу оси надеты
задние гусеницы. К переднему коромыслу подвешена передняя
пара гусениц. Переднее коромысло отличается от заднего
наличием шарниров для крепления дышла.
Рама передает нагрузки от домкрата или блока на гусе ницы.
Цилиндр домкрата устанавливают в центральной части рамы, к
бокам которой приваривают шарнирные опоры для крепления
основания блока при транспортировке. Масляный бак расположен
в задней части рамы.
Поршень изготовлен из сварной трубы. В теле трубы выпол нено контрольное отверстие, которое ограничивает подъем поршня
выше 700 м. Вверху поршень заканчивается полуци- линдрическим
гнездом диаметром 900 мм, в которое входит опора при снятии с
фундамента или установке на него основа ния блока.
Дышло изготовлено из труб. В передней части дышла рас положено прицепное устройство, а в задней — проушины для
шарнирного крепления с передней траверсой. На дышле смон тированы воздушные баллоны гидропневмосистемы.
Кроме двух воздушных баллонов, наполненных воздухом под
давлением до 15 МПа, в состав гидропневмосистемы вхо дят
масляная емкость, манометр, ручной гидравлический на сос и
система трубопроводов с вентилями. Допустимое давление в
системе 8 МПа.
Тяжеловоз ТМП-40 предназначен для снятия с фундамента и
перевозки крупных блоков в готовом для эксплуатации виде.
Особенностью тяжеловоза является то, что его платформа имеет
грузонесущую шарнирную раму, к которой прикрепляются опоры
несущих балок блоков. Шарнирная рама обеспечи вает перевозку
7 Заказ № 2683
193
Транспортировка оборудования тяжеловозами f МП-40
блока на различном уровне подъема несущей балки в пределах
хода поршня гидродомкрата.
Эти особенности упрощают подводку тяжеловоза под не сущую
балку, а также обеспечивают ориентацию его по отношению к
перевозимому сооружению.
Транспортировка оборудования по железной дороге
Перевозку крупноблочных оснований и бурового оборудо вания
на
значительные
расстояния
целесообразно
осуществлять
железнодорожным транспортом.
Для этих целей могут быть использованы железнодорож ные
вагоны: крытые, платформы и гондолы. Крытые вагоны и
платформы бывают двухосные грузоподъемностью 16,5 и 20 т и
четырехосные грузоподъемностью 50 т. Гондолы используют
четырехосные грузоподъемностью 60 т. У вс ех вагонов возвышение пола над рельсами составляет 1,23 —1,4 м.
Особенности транспортировки оборудования в районах со
сложными природными и геологическими условиями
В районах со сложными природными и геологическими ус ловиями особое внимание необходимо уде лять выбору вида
транспорта, учитывать скорость и экономичность перевозки
оборудования. Выбирая вид транспорта, следует принимать во
внимание покрытие дороги и время года.
При дожде, снегопаде, гололеде для безопасности доставки
оборудования на место скорость движения транспортных средств
необходимо снижать.
При буксировке грузов на санных, колесных и гусеничных
прицепах во избежание опасности наезда прицепа на транс портное
средство должны применяться жесткие буксиры дли ной не менее
2,5 м. Для перемещения тяжеловесного оборудования на уклоне
следует использовать тяговые и тормозные тракторы.
При ветре свыше пяти баллов по шкале Боффорта передви жение блоков запрещается. В зимнее время трассу очищают от
снега до грунта для определения неровностей.
Передвижение оборудования по льду замерзших водоемов
требует особо тщательной подготовки и хорошей организации
194
работ. Перед началом передвижения необходимо проверить толщину
ледяного покрова и уточнить трассу. При этом реко мендуется
руководствоваться данными, приведенными в табл. 3.
В последние годы значительный объем бурения выполняют в
отдаленных, малодоступных районах, где из-за суровых природноклиматических условий, большого разнообразия грунтов, сильной
обводненности территорий и, как следствие этого, пол ного
бездорожья весной и осенью проблема транспортировки оборудования
стоит особенно остро. Так, например, в Тюменской области
водосборные площади рек сильно заболочены; весной и летом реки
разливаются на десятки километров, за полняя огромное пространство.
Это объясняется равнинным рельефом, близким залеганием к
поверхности водоносных горизонтов и наличием зон вечной
мерзлоты. Большинство рек и озер не промерзает даже в сильные
морозы, а в зимнее время автотракторные дороги используются
только в течение 3— 5 мес.
Учитывая природные условия, буровое и вспомогательное
оборудование транспортируют вертолетами. В последние годы создан
ряд буровых установок (БУ-2000Бр, БУ-2500БрД), приспособленных
для перевозки отдельными блоками с помощью вертолетов. Для этих
целей используют мощные вертолеты МИ-6, которые могут доставить
блок буровой установки массой около 8 т (при транспортировке на
внешней подвеске вертолета). Применение вертолетов позволяет
более четко организовать работу, избежать сезонности, ускорить
разведку новых месторождений нефти и газа и увеличить
коэффициент оборачиваемости оборудования на 35—40 %•
Существует несколько способов транспортировки буровых вышек,
но каждый из них включает в себя один и тот же ком плекс работ:
подготовительно-вспомогательные работы к передвижению вышки,
передвижение и установку ее на новую точку.
Подготовительно-вспомогательные работы к передвижению
7*
195
вышек.
К подготовительно-вспомогательным работам относятся выбор
и подготовка трассы передвижения, выбор способа и средства
передвижения, подготовка вышки к передвижению, размещение
транспортных средств и порядок сигнализации.
Важно, чтобы до начала подготовительных работ были со ставлены
план и график передвижения вышки, которые дол жны определять
расстановку людей, число тракторов, необхо димые инструмент,
приспособления, материалы и т. п.
Рельеф трассы (уклоны), ее длина, наличие препятствий на пути
определяют число транспортных тракторов, необходимых для
поддержания и торможения вышки, способы передвижения на том или
ином отрезке пути, необходимость устройства со оружений на трассе
(переходы, мостки, выкладки) для преодоления препятствий
(различных линий передач, трубопроводов и т. д.).
Подготовка вышки к передвижению. Перед тем как открепить и
снять вышку с фундамента, необходимо убрать с тер ритории
демонтированное оборудование. При передвижении вышки вме сте с
талевой системой (кронблоком, талевым бло ком и крюком), а также с
подвешенным гибким шлангом их надежно закрепляют в фонаре с
таким расчетом, чтобы весь груз был равномерно распределен на
основании вышки.
Вышку снимают с фундамента осторожно и медле нно, чтобы не
повредить арматуру.
Для спуска вышки с фундамента и затаскивания ее на но вую точку
сооружают специальные ходы из брусьев, уложен ных в два-три ряда в
клетку; ширина хода должна быть не ме нее 1,2—1,5 м. Настилают
ходы из досок толщиной 80—90 мм. Ходы со стороны фундамента
вышки должны быть по длине 10 м горизонтальными, а затем
переходить в наклонную поверхность с уклоном 10°. Такие ходы
могут быть подготовлены и из старых бурильных труб.
По окончании подготовительно-вспомогательных работ приступают к передвижению вышки.
Передвижение вышки. В зависимости от рельефа местности и
величины уклонов трассы различают три варианта передви жения
вышек:
по ровной местности или с уклоном 12°;
под уклон с максимальным углом 40°;
н а подъем с максимальным углом 30°.
По ровной местности или с уклоном до 12° в зависимости от
состояния трассы, применяемых транспортных средств, вы соты вышки
используют талевую систему или передвигают вышку без нее (зимой
— на санях-раме при наличии мощных тракторов или пологого уклона
в сторону передвижения и т. п.).
В практике имеются случаи передвижения вышек под укло ном 40°.
Передвижение под таким значительным уклоном мо жет быть
допущено как исключение и только при отсутствии боковых уклонов и
хорошем состоянии трассы (твердый, ровный путь). Особое внимание
при этом необходимо обратить на выбор места следования тракторов с
оттяжками.
При передвижении используют четыре, иногда пять трак торов.
Число их зависит от мощности тракторов, рельефа и со стояния пути,
196
грузоподъемности и оснастки талевой системы, необходимости
увеличения числа оттяжек при наличии боко вого уклона, торможения
при помощи трактора за нижнее ос нование вышки и т. п. Один или два
трактора находятся на ходовом конце талевого каната, один на якоре и
один или два — на оттяжках (в зависимости от величины уклона).
При передвижении вышки на подъем двумя -тремя транспортными
тракторами с применением оснастки 3x3 ролика достигнут
наибольший угол, равный 30°.
Все необходимые условия при передвижении вышки по д уклон
остаются в силе и при передвижении на подъем. Расста новка
тракторных средств и членов бригады производится в со ответствии со
схемой (рис. 46).
Передвижение вышек на санях. Металлические сани-рама для
вышек высотой 41 м состоят из двух полозьев. Каждый полоз
изготовляют из трех 127-мм или 153-мм отработанных бурильных труб
длиной 10,3 м, соединенных между собой бол тами или сваркой.
Передний и задний концы каждого полоза по длине 400 мм загнуты
кверху под углом 30°. С обеих сторон переднего конц а каждого полоза
на расстоянии 2 м приваривают крючки или в отверстие полоза
пропускают болт для зацепления буксирного каната. Для установки
башмаков ног вышки и скрепления их с полозьями саней -рамы
прикрепляют болтами или приваривают на каждом полозе по две
опорные плиты из 12-мм листового железа.
Для того чтобы увеличить площадь опоры и предотвратить
зарывание в землю при передвижении, на передний конец каж дого
полоза крепят металлический башмак из 12 -мм железа размером
1200X1900 мм.
Сани-раму после передвижения и установки вышки на но вой точке
бурения используют в качестве рамных брусьев. Вышку по окончании
бурения перетаскивают на следующую точку на этих же санях -раме. В
результате при сооружении
197
фундаментов сокращаются работы по устройству рамы из брусьев.
Передвигают вышку на санях-раме волоком при помощи тракторовтягачей.
Передвижение вышек комбинированным способом при помощи
металлических саней и гусеничного хода. По этому способу вышку
передвигают на металлических санях-раме и на специальном одноосном
гусеничном лафете, подводимом под полозья саней-рамы со стороны
передних по ходу ног. Лафет состоит из двух гусеничных колес,
сидящих на концах одной оси. Ось гусеничного лафета изготовляют из
153-мм утяжеленной бурильной трубы.
Для прочного крепления концов оси с гусеницами в трубу и
гусеницу пропущены стальные отрезки длиной 1,5 м. Для установки ног
вышки (вернее, концов полозьев саней) на гусеничный лафет на оси
приварены две опорные плиты. Ноги вышки к опорным плитам крепят
болтами. Для большей прочности ось лафета стягивают двумя хомутами
с манжетным поясом вышки.
Хомуты изготовляют из 10— 12-мм листового Железа, согнутого
по форме оси, и монтажного пояса и стягивают болтами. Так как
длина оси гусеничного хода значительна (9 м) и имеет прогиб, то ее
дополнительно стягивают стальным канатом с первым поясом вышки
при помощи стяжных рамок.
198
Гусеничный ход подводят под сани-раму при помощи домкратов.
Вышку стаскивают и устанавливают на фундамент но вой точки с ходу.
При неровном рельефе местности устраивают специальные площадки
или ставят подкладки.
Благодаря большой поверхности гусениц значительно уменьшается
удельное давление на грунт и тем самым достигается хорошая
проходимость на слабых грунтах и плохих дорогах. Поэтому не
требуется особой подготовки дороги и принятия ка ких-либо мер для
снижения сил трения опоры вышки о грун т (подсыпка песка,
подкладка досок и т. д.).
Вследствие уменьшения сопротивления о грунт при передви жении
вышки комбинированным способом сокращается число транспортных
тракторов.
В процессе передвижения вышку поворачивают; для этого
необходимо постепенно перемещать якорь в нужном направле нии и
тормозить одну из гусениц.
Трение задних (по ходу) концов полозьев саней и зарыва ние их в
грунт из-за перемещения центра тяжести обеспечи вают торможение
даже при значительных уклонах пути. Од нако для особо крутых
склонов или тогда, когда по условиям состояния дороги торможение
требуется обязательно, необхо димо применять тормозные башмаки,
подкладывая их под полозья саней. Без особого торможения (кроме
поддержки вышки тракторами за оттяжки) вышки высотой 41 м
передвигались по пути с уклоном до 28°.
При этом способе вышку в случае необходимости можно быстро
снять с гусеничного хода и передвигать на санях -раме.
Передвижение буровых вышек вместе с оборудованием при
кустовом бурении. Важное значение для ускорения строительства и
монтажа буровых имеет метод кустового бурения на клоннонаправленных скважин. В связи с этим возникает необ ходимость
передвижения вышек вместе с оборудованием в пре делах куста. Эту
операцию осуществляют следующим образом.
Перед началом разбуривания куста на одной из его крайних точек
при помощи подъемника Кершенбаума собирают вышку и монтируют
механическое
и
силовое
оборудование.
Для
облегчения
перетаскивания после окончания бурения од ной скважины вышку и
агрегатный сарай устанавливают на о дной общей раме.
Размещение точек под бурение скважин в пределах куста
принимают однорядное, как наиболее рациональное и удовлетворяющее требованиям бурения и эксплуатации наклонно
199
направленных скважин. При этом расстояние между устьями
скважин устанавливают по размеру нижнего основания вышки, чтобы
две опоры под ноги вышки использовать вторично.
После окончания бурения скважины вышку передвигают со всем
оборудованием с одной точки на другую до полного раз - буривания
куста.
При строительстве куста в условиях болота основания под все
сооружения монтируют на свайных опорах; выкладные из брусьев
основания применяют при размещении куста на твердых грунтах.
Выбор фундамента и его положение обусловлены тем, что после
окончания бурения скважины вышку переместят на но вую точку
вместе с оборудованием и подвышенной рамой. На фундамент под
рамные брусья вышки укладывают четыре 153-мм бурильные трубы—
по две с каждой стороны. Трубы должны быть уложены в направлении
передвижения и по длине достаточны для перемещения вышки на 8 м.
Фундаменты для новой точки куста подготавливают заранее, причем
две опоры вышки используют вторично. Фундамент под редукто ром и
основание редукторного сарая связывают с рамными брусьями вышки,
благодаря чему достигается плавный пере ход рамы вышки на новый
фундамент. Под бурильные трубы, по которым производится
перемещение, подводят дополните льные промежуточные опоры.
Редукторный сарай перемещают по деревянным балкам.
После окончания бурения и сдачи скважины в эксплуата цию
приступают к подготовке вышки к передвижению. Для этого рамный
брус вышки с насосной стороны вырезают, а ниж ний пояс вышки с той
же стороны убирают с таким расчетом, чтобы при передвижении
вышки не повредить оборудованное устье скважины.
Все коммуникации трубопроводов на буровой оставляют на месте.
Разъединяют на время только участок трубопроводов, который врезан
или соединен со стояком буровой. После перемещения его вновь
восстанавливают.
Агрегатный сарай перемещают вместе с вышкой. На месте
оставляют только заднюю сторону сарая и площадку со стан циями
управления. Стенку сарая удлиняют в сторону переме щения; стропила
крыши отделяют и перемещают по удлиненной стенке. Для создания
большей устойчивости крышу сарая подвешивают на легость. Второй
конец легости крепят у лебедки. Роторные брусья подвешивают на
крюке. Желобную систему разъединяют и после перемещения вышки
удлиняют.
Мостки буровой также разъединяют в месте стыка с полом буровой
и после перемещения вышки переносят отдельно.
Все растяжки перед передвижением вышки открепляют.
После окончания подготовительных работ и отключения
электроэнергии приступают к передвижению вышки. Вышку можно
передвинуть при помощи буровой лебедки и тракторов.
Состав бригады по перетаскиванию вышки значительно со кращен.
Если при обычных способах строительства и монтажа вышки бригада
состоит из 12 или 16 квалифицированных выш комонтажников, то при
описанном способе сооружения буро вых в состав бригады входят
200
всего 4 человека.
Передвижение вышки и бурового оборудования в собран ном виде
на металлическом основании и на крупных блоках при помощи
тяжеловозов. В настоящее время во многих нефтяных районах
страны широко применяют способ монтажа и пе ревозки буровых
установок крупными блоками.
При
крупноблочном
строительстве
буровых
используют
комплексно-звеньевую форму организации труда. Бригаду в ко личестве 14—20 человек делят на звенья: а) слесарей-монтажников
(лафетчиков); б) вышкомонтажников; в) плотников по укладке
фундаментов под блоки и строительству привышечных сооружений;
г) вышкомонтажников-электромонтеров.
Сварщик, газорезчик, моторист и крановщик работают в звене
слесарей-монтажников. Количественный состав звена зависит от
условий и объема работы.
Транспортировку блоков и монтаж их на новой точке ведут в
такой последовательности. После окончания бурения сква жины звено
слесарей-монтажников выполняет подготовитель ные работы и
подводку
лафетов
под
блоки.
Одновременно
звено
вышкомонтажников заканчивает строительство ранее на чатой
буровой. Параллельно с этим третье звено выполняет земляные
работы, обшивку проемов и подготовку фундаментов на новой точке.
В процессе перевозки участвует вся бригада или одно звено.
До начала транспортировки подготовленную трассу прове ряет
начальник участка или прораб и сверяет фактически вы полненный
объем работ с объемом, запланированным в про екте-карточке. После
этого приступают к перевозке блоков. Перевоз кой вышечного блока
руководит начальник ВМЦ или прораб.
Транспортировку вышечного блока выполняют 5, силового и
насосного 3—4 рабочих. Особое внимание следует обращать на
расчленение вышечного и силового блоков и стаскивание их с точки.
Необходимо строго следить за тем, чтобы основания блоков не
задевали за фонтанную арматуру.
Переправа блоков буровых установок через большие реки.
Подготовка вышки к переправе заключается в следующем:
параллельно соединяют и скрепляют две баржи грузоподъ емностью 300 т каждая;
для крепления барж приготовляют две балки из двойного бруса
сечением 40x40 см, длиной 20 м;
* 201
для придания прочности и жесткости двойные брусья соеди няют
между собой скобами и скрепляют железным каркасом;
продольные пояса каркаса изготовляют из уголкового профиля
115X115 мм и через 2 м соединяют между собой пластин ками 80Х 16
мм на сварке;
подготовленные и скрепленные каркасом балки устанавли вают
поперек двух барж;
каждую балку прикрепляют на палубе к трем продольным балкам
каждой баржи шестью хомутами.
Вышку, установленную и закрепленную на салазках длиной 10 м,
затаскивают
на баржу десять тракторов (рис. 47). Для уменьшения
20 2
парусности фонаря с вышки снимают кронблок и обшивку.
Соединенные таким образом в жесткую систему бар жи размером в
плане 20x40 м пришвартовывают к берегу четырьмя тракторами. Один
трактор затаскивает вышку, а три стоят на оттяжках.
При переправе вышку закрепляют на баржах четырьмя от тяжками,
каждую из которых прикрепляют к крайним угло вым кнехтам баржи.
Для придания устойчивости баржам и вышке на палубе размещают
семь тракторов: четыре из них «наезжают» на каждый выступающий
конец салазок, два расположены по сторонам фонаря и один в центре.
Баржи переправляют тремя катерами, из которых один ис пользуется как буксир, а два применяют как тормозные (рис. 48).
Для стаскивания вышки с барж используют также десять
тракторов, из которых три стаскивают вышку, три стоят на оттяжках и
четыре на пришвартовке (рис. 49).
Опыт первой переправы показал, что соединение барж было
недостаточно жестким и наблюдалось смещение одной баржи относительно
другой. Этот недостаток был учтен при последующих переправах и перевозке
по реке блоков буровой установки. Объединением Татнефть были перевезены
блоки буровой установки БУ-2000Бр на расстояние 45 км по р. Каме (из
района г. Елабуги на пристань Тихие горы, возле пос. Бон- дюга). Баржи
были соединены такими же тремя балками. При затаскивании на баржи
бурового блока с А-образной вышкой было использовано шесть тракторов
(рис. 50), два из кото-
204
рых — на пришвартовке, один — на страховой оттяжке, а три
затаскивали блок на баржи. Один трактор, зацепленный за те лежку
«Восток», двигался посередине, а два трактора, зац епленные за
тяжеловозы Т-40,— по краям. Погруженный на баржи блок вышки был
закреплен оттяжками.
Баржи с блоком транспортировали катерами. При раз грузке баржи
также были пришвартованы к берегу двумя тракторами. Один трактор
был поставлен на оттяжки, и три трактора стаскивали блок с барж.
Среднее время погрузки и выгрузки с подготовленными трапами и
местом погрузки составляло 15—20 мин.
Удобство транспортировки по реке заключается также в том, что
водная трасса является открытой и не требует до полнительных затрат
времени и труда на ее подготовку.
Транспортировка вышки на море осуществляется при помощи
монтажного кранового судна, имеющего необходимые высоту подъема
стрелы и грузоподъемность.
Перед транспортировкой проверяют все сварные и болто вые
соединения вышки, снимают и спускают кронблок, допол нительно
крепят пожарный и буровые стояки, маршевые лест ницы, перильные
ограждения, пальцы бурильных свечей, пло щадки второго помощника
бурильщика и кронблочную. Для увеличения жесткости фонаря на
шестую секцию надевают четыре монтажных пояса и устанавливают
76-мм трубу длиной
3
м. Чтобы поднять вышку, из опорных плит ног извлекают
глухари, оттяжки сворачивают и прикрепляют к ногам. На ноги сразу
под шестым поясом надевают два стопора длиной
4
м, изготовленные из каната диаметром 32 мм. Под каждую
петлю помещают по три подушки шириной 600 мм, изготовлен ные из
подтоварника диаметром 150 мм.
Для подъема фонаря крановое судно швартуют вдоль осно вания
таким образом, чтобы ось поворота крана лежала в вертикальной
плоскости, проходящей через шестой пояс задней грани вышки.
Стрелу крана подводят вплотную к кронблочной площадке, а главный
блок поднимают на высоту шестого пояса, т. е. на 27 м. Медленным
подъемом блока и одновременным поворотом стрелы вправо вышку
переводят в положение, при котором центр ее тяжести совпадает с
вертикальной линией оснастки главного блока. Затем вышку
приподнимают над основанием и поворотом стрелы заводят над
палубой судна. Во время подъема и поворота вышка висит с левой
стороны стрелы крана. На высоте 1 м от палубы судна на нижние лапы
передних ног вышки накидывают стропы, вторые концы которых
прикрепляют к канату лебедки трактора, находящегося на кор мовой
части палубы. После этого передние ноги вышки уста навливают на
площадки из брусьев и плавно опускают ее на палубу. Чтобы избежать
соскальзывания ног вышки с брусьев, канат к трактору должен
находиться под натягом. Под под- кронблочные балки устанавливают
две стойки из подтоварника диаметром 150 мм, а фонарь прикрепля ют
оттяжками к палубе.
По прибытии на новую точку судно швартуют так, как было
описано выше. Плавна вышку поднимают на стреле над палу бой и
освобождают от каната. Затем трактором при помощи каната,
205
пропущенного через блоки, вышку разворачивают в рабочее
положение, поднимают главный блок и поворачи вают стрелу влево.
Вышку возводят на основание, передние ноги ее устанавливают на
брусья фундамента и в опорные плиты забивают по одному глухарю.
Поворачивая кран и опуская блок, вышку устанавливают на четыре
ноги. С шестого пояса снимают монтажные пояса, укрепляют оттяжки
и вновь проверяют все сварные и болтовые соединения.
Новые виды транспортировки вышек и бурового оборудо вания.
Внедрение крупноблочного способа транспортировки буровых вышек
и оборудования в Западной Сибири ограничено из-за специфических
природных условий, несмотря на то что применение его позволяет
сократить сроки монтажа бурового станка с 30 —40 дней до 1—2 смен.
Территория Тюменской, Томской и других областей сильно
заболочена, так что часто приходится огибать непроходимые участки,
увеличивая тем самым расстояние перевозки в десятки раз.
Гусеничные тяжеловозы Т-40, предназначенные для транспортировки буровых установок индустриальным способом, со здают
удельное давление на грунт 0,25 МПа, в то время как для успешной
работы в Западно-Сибирском регионе необходимы транспортные
средства с удельным давлением на грунт не более 0,01 МПа.
Главтюменнефтегазом
было
предложено
и
испытано
новое
техническое решение—буровая установка на воздушной подушке. В
условиях Западной Сибири применение воздушной подушки позволяет
транспортировать буровые установки крупными блоками; удельное
давление на грунт от веса всей конструкции снижается до 0,04 МПа.
Верх блока основания серийной установки выполнен воз духонепроницаемым и уплотнен по периферии завесой. На ос новании,
кроме перевозимого одним блоком оборудования, мон тируют вышку
со всеми механизмами, насосы высокого давле ния, электростанцию,
воздушные баллоны, напорные емкости и компрессоры. Вентиляторы
(серийные ВД-18) устанавливают на насосном блоке, их рабочие
колеса приводятся во вращение от силовых агрегатов (дизель 1Д 12Б с
тепловым турбокомпрессором) через цепной редуктор, трансмиссию и
клиноременные
передачи.
Переключением
кулачковых
муфт
приводится во вращение шкив вентиляторов или шкив насосов УВ -4.
Вентиляторы подают воздух под основание установки, создавая подъ емную силу, равную массе буровой установки. В результате
применения установки с воздушной подушкой резко сокраща ется
объем монтажных работ на точке, число используемы: для
транспортировки болотоходов (Т100Б, ГТТ).
Тюменские нефтяники в сильнозаболоченных районах шг роко
используют сплошное кустовое разбуривание площаде: наклонно направленными скважинами. Применение ледовы оснований под
буровые, ледовых дорог и площадок в условия: Тюмени позволило
максимально приблизить скорости бурени: наклонно -направленных
скважин к скоростям бурения верти кальных. Достигается это
следующим образом. Трассу для пе ретаскивания буровых установок и
площадки под буровые в пе риод сильных морозов очищают от мха и
снежного покровг благодаря чему глубина промерзания болота
увеличиваете: в 4—5 раз и достигает 1,5 м. Весной (в марте) эти
дороги
i площадки закрывают изоляционным слоем (мхом со снегом)
206
укатывают. Такое сооружение получило название ледовых ос нований.
Использование ледовых оснований и перемещение бу ровых в
пределах куста блоками на железнодорожных тележ ках и
специальных катках позволило ликвидировать сезонност и обеспечить
круглогодичную работу буровых бригад. Первым: в стране
предложили и организовали работы по единому план; в условиях
Тюмени бригады вышкомонтажников А. Г. Тим ченко и буровиков Г.
П. Еремина. Участие в перетаскивани: буровой установки двух бригад
сократило срок перемещения е на новую то чку до 8 ч.
Расчет необходимого количества тракторов
для транспортировки вышек и блоков оборудования
Для транспортировки вышек и тяжеловесных блоков обору
дования требуется различное количество тракторов. Это зави сит от
состояния грунта, массы вышек и блоков, величины ук лонов
местности и способов транспортировки.
Необходимое количество тракторов п определяют из уело вия
перемещения груза по наклонной плоскости с углом на клона,
соответствующим максимальному уклону местности.
где R — сила, необходимая для транспортирования вышки или блока
по трассе при максимальном уклоне местности; Р — тяговая сила
одного трактора; К—поправочный коэффициент, учитывающий
дополнительное сопротивление движению в случае врезания саней в
грунт (этот коэффициент зависит от плотности грунта и его состояния
и принимается равным 1,3—1,4; при транспортировке вышек на
колесно-гусеничных средствах
в расчет не принимается); К\ — коэффициент неравномерности работы
тракторов, равный 1,2—1,3.
Вес транспортируемой вышки или блока Q можно разложить на две
составляющие Q t и Q 2 . Вертикальная составляющая сила Qi направлена
перпендикулярно к плоскости перемещения вышки и создает давление на
грунт
где а — максимальный
угол
наклона
местности,
Горизонтальная составляющая Q 2 направлена в сторону уклона и
противоположна движению
определяемый при выборе и подготовке трассы; р — коэффициент трения
качения или скольжения, зависящий от способа транспортировки.
При транспортировке вышек волоком на санях в расчет принимают
коэффициент трения скольжения между полозом са ней и грунтом, а при
транспортировке на колесных или гусеничных средствах — коэффициент
трения качения.
Коэффициент трения скольжения при движении стальных саней по
поверхности грунта принимают в пределах 0,3 —0,5, при движении по
снегу или льду —0,02—0,04.
Коэффициент трения качения принимают в пределах 0 ,1— 0,06.
Тяговую силу трактора Р (Н) определяют по паспортным данным или
по мощности двигателя по формуле
где N — мощность двигателя трактора, кВт; т) — к. п. д. передачи от
двигателя к движителю (гусеницам), равный 0,7 —0,8; о — скорость
движения трактора, м/с.
Так как транспортировка вышек и блоков в основном осу ществляется
на первой и второй скоростях, то для тракторов марки Т -100 скорость
движения принимают в пределах 0,7— 1,1 м/с.
Таким образом, необходимое количество тракторов
208
Для перебазирования вышек и блоков по местности без уклонов
необходимое количество тракторов рассчитывают по формуле
Подъемные механизмы и приспособления
При монтаже, демонтаже и ремонте оборудования для выполнения
такелажных работ используют грузоподъемные меха низмы, например
мостовые и другие краны, и специально мон тируемые механизмы
(козлы, треноги, монтажные мачты, ле бедки, тали, домкраты и т. п.), а
также
автомобильные
краны,
автопогрузчики
и
некоторые
специальные грузоподъемные уст ройства. Погрузочно-разгрузочные
работы
с
применением
грузоподъемных
кранов
должны
осуществляться в соответствии с «Правилами устройства и
безопасной эксплуатации грузо подъемных кранов».
Домкраты. Для подъема и передвижения груза на сравни тельно
небольшую
высоту
или
расстояние
используют
домкрат,
представляющий собой самостоятельный подъемный механизм, очень
удобный при временных работах благодаря компактно сти и
небольшой массе.
Домкрат при монтаже и демонтаже находит разнообразное
применение. С его помощью приподнимают оборудование для
укладки и выемки катков; передвигают оборудование при вы верке его
на фундаменте; заложив домкрат между цепными колесами на
лебедке, смещают колеса на нужное расстояние и т. д.
В и н т о в о й д о м к р а т (рис. 51) состоит из винта, гайки и
корпуса. Корпус изготовляют стальным или чугунным. Гайку обычно
выполняют неподвижной, наглухо связанной с корпу сом; в этом
случае при вращении винт вывинчивается из гайки и поднимает груз.
210
Чтобы
вращение винта не сообщалось грузу, винт в верхней части
снабжают свободно сидящей чашкой (рис. 51, а).
При другом устройстве домкрата (см. рис. 51, б) винт может иметь
лишь
поступательное
движение—вращение
задерживается
направляющей шпонкой. В этом случае для подъема груза необходимо
вращать гайку, опирающуюся нижней гранью на корпус. Винты таких
домкратов выполняют самотормозя- щимися, выбирая угол подъема
винтовой линии А. = 4ч-8° Винтовые домкраты используют для
подъема груза до 20 т.
Гидравлические
домкраты
с ручным приводом
применяют для подъема грузов от 3 до 200 т. Домкрат с насо сом,
имеющим ручной привод, показан на рис. 52.
На опорной плите 7 установлена вертикальная скалка 6. В верхней
части подъемного цилиндра 3 находятся насос с приводным рычагом 4
и запасной резервуар 5 для рабочей жидко сти. В нижней части
цилиндра имеется лапа 1 для подъема низко расположенных грузов.
При перекачивании жидкости из запасного резервуара в полость над
скалкой происходит подъем цилиндра; опускается цилиндр под
действием собственного веса, когда работа насоса прекращена и
полость над скалкой поворотом запорного вентиля 2 сообщается с
запасным резервуаром.
Лебедки с электроприводом. Особенностью конструкции лебедок
этого типа является то, что электродвигатель установ лен вместе с
лебедкой на одной раме и передача мощности к лебедке
осуществляется при помощи зубчатой или цепной передачи. Эти
лебедки снабжены колодочными тормозами, что дает возможность
останавливать поднимаемый груз в любом положении.
Применение лебедок с электрическим приводом при строи тельномонтажных
работах,
особенно
на
участках
разведки
и
малооснащенных нефтяных промыслах, ограничивается недо статком
или отсутствием электроэнергии. В этих случаях необ ходимо
использовать лебедки с двигателями внутреннего сго рания, которые
незначительно отличаются от обычных фрик ционных лебедок,
например лебедки тракторные ЛТ-11КМ, АзИНмаш-43П и др.
Тали с ручным и электрическим приводами
Т а л и с р у ч н ы м п р и в о д о м выпускают с червячной и
шестеренчатой передачами. Применяют их при подъеме буро вого
оборудования в тех случаях, когда нет возможности ис
пользовать другие, более производительные подъемные меха низмы. Верхним крюком тали подвешивают к балке или к тре ногам
над поднимаемым оборудованием, или к тележкам, смон тированным
на мостовых, поворотных кранах или других подъ емных средствах.
Тали с ручным приводом используют для подъема груза от 1 до 5 т.
Т а л и с э л е к т р и ч е с к и м п р и в о д о м грузоподъемностью
до 5 т имеют тележки для передвижения по однорель совому пути, в
качестве которого применяют двутавровые балки от № 24 до № 45.
Конструкция тележки допускает приспособление ее для езды по
балкам всех указанных номеров. Электротали имеют тележки с
механическим передвижением от электродвигателей. Управление
талями кнопочное с пола. Кнопки управления подвешены
непосредственно к тали.
Передвижные электрические тали состоят из механизма подъема и
механизма передвижения. Подъемный механизм слу жит для подъема и
опускания
грузов.
Механизм
передвижения,
к
которому
подвешивается подъемный механизм, служит для горизонтального
перемещения тали.
Погрузочно-разгрузочные работы
При сооружении буровых выполняют большой объем таке лажных
работ, связанных с погрузкой и разгрузкой оборудования и
материалов.
Погрузочно-разгрузочные
работы
производят
различными
способами: вручную, с использованием отдельных приспособле ний,
облегчающих труд рабочих, и при помощи грузоподъем ных машин.
Применение каждого из этих способов обусловлено в идом груза, его
состоянием, массой и габаритными размерами. Легкие грузы, такие
как пиломатериалы и трубы небольшого диаметра, обычно грузят
вручную. Мелкие и сыпучие грузы (песок, щебень) нагружают и
разгружают лопатами или специальными механизмами. Для погрузки
круглых длинномерных грузов (бревна, трубы) используют накаты..
Тяжелое оборудование, электроаппаратуру и т. д. грузят при помощи
подъемных машин — тракторных и автомобильных кранов.
Накаты. Для погрузки труб и бревен должны применяться
специальные безопасные накаты конструкции ВНИИТБ. Ком плект
состоит из двух накатов, изготовленных из швеллера № 10. Для
предотвращения свободного скатывания груза во время погрузки на
каждом накате имеются четыре предохранителя, посаженные на
пальцы. Предохранители могут вращаться в одну сторону,
обеспечивая свободное прохождение через них груза, а затем занимать
вертикальное положение под действием собственного веса, так как
нижняя их часть более тяжелая, чем верхняя. Вращению их в обратном
направлении от
21]
вертикального положения препятствуют ограничители, благо даря
чему груз не может скатываться с накатов. Для устой чивости и
свободного накатывания груза нижний конец на ката выполнен в
виде лопаты, а верхний конец имеет отверстие для соединения его
с транспортным средством (трубовозом). В верхней части наката
имеется шарнирный рычаг, который позволяет грузить трубы в
несколько рядов.
Грузоподъемность двух накатов составляет 500 кг, рабочая
длина 4,37 м.
При установке накатов нижний конец их должен опираться на
грунт без перекоса, а предохранители свободно качаться на
пальцах.
Строповка грузов. Наиболее ответственными операциями при
погрузочно-разгрузочных работах и работах, связанных
214
с монтажом и демонтажом оборудования, выполняемых при по мощи
кранов, являются строповка грузов и правильный подбор тросов для
стропов.
Следует применять только заранее подготовленные и ис пытанные
канаты (рис. 53).
Поднимаемый груз надежно завязывают узлами, которые легко
развязываются при необходимости. Способы завязывания узлов,
часто применяемые при подъеме грузов и натягивания канатов,
показаны на рис. 54.
В зависимости от размеров, конфигурации и массы оборудования
можно применять любой из рекомендованных видов обвязки, но во
всех случаях под действием веса груза узел связки должен
затягиваться или оставаться неизменным.
Подъем негабаритного и громоздкого оборудования с
помощью мачт и монтажных кранов
При механизированных погрузках и разгрузках длинномер ных
грузов необходимо связывать их двумя стропами с приме нением
траверс.
Для подъема массовых длинномерных грузов (штанг, труб, досок
и т. п.) следует применять специальные захватные при способления.
Балки, рельсы, трубы диаметром более 114 мм и другие
длинномерные грузы следует переносить при помощи специальных
устройств (клещей).
Существуют специальные способы строповки поднимаемого и
переносимого грузов. Примеры правильной строповки отдель ных
узлов бурового оборудования показаны на рис. 55.
Перед строповкой следует точно установить положение центра
тяжести поднимаемого груза и равномерность натяга ветвей каната;
при отсутствии данных о положении центра тя жести его
устанавливают
пробным
подвешиванием.
Для
этого
груз
предварительно поднимают на высоту 100 —200 мм и нажимают на
каждую ветвь стропа длинномерным предметом.
Во избежание опрокидывания груз при подъеме стропы следует
крепить выше центра его тяжести, причем делать это так, чтобы
ветви стропа не соскальзывали вдоль груза при на рушении его
горизонтальности в процессе подъема. Для этого канат подбирают
такой длины, чтобы угол между ветвями не превышал 90°.
Крюк крана должен быть установлен точно над грузом, под лежащим подъему. Нельзя подтаскивать грузы краном и отрывать
примерзшие грузы.
Для предохранения от резкого перегиба и перетирания ка ната об
острые кромки обвязываемого груза необходимо при менять
деревянные подкладки. Ветви стропов следует распола гать рядами,
не допуская пережима одной ветви каната другой.
При подъеме груза необходимо обеспечить возможность уп равления им во время подъема. Для этого крепятся оттяжки из
прочного пенькового каната или тонкого троса.
Погрузку и разгрузку негабаритных и громоздких грузов
выполняют подъемными кранами на гусеничном ходу ПК-2М, Т-106,
АзИНмаш-5, агрегатом АзИНмаш-47, автомобильными кранами К51, АК.-2, АТК-1, К-32, АК-11, прицепными кранами КП-20, КП-25
конструкции ВНИИнефтемаша и др.
Контрольные вопросы
1. Для каких целей служат фундаменты и основания под
оборудование?
2. Какие требования предъявляются к фундаментам?
3. Назовите основные преимущества и недостатки тракторных и автомобильных кранов.
4. Какие виды строповки применяются для подъема грузов?
ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА ПРИ МОНТАЖЕ
БУРОВОГО И НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
§ 1. СОСТАВ ОСНОВНЫХ РАБОТ
В состав основных работ при сооружении буровой входят:
1) демонтаж блоков и оборудования на старой точке бу рения;
2) транспортировка блоков и оборудования на новую точку;
3) монтаж блоков оборудования на новой точке.
В процессе демонтажа рабочие вышкомонтажной бригады
разбирают или разъединяют коммуникации, блоки, узлы; разбирают вышки и привышечные сооружения; снимают обвязки;
отсоединяют или разбирают электролинии и осветительные сети;
выполняют планово-предупредительный осмотр оборудо вания и
механизмов, используемых в вышкостроении, и ре монт
оснований; подготовляют блоки и узлы к транспортировке и т. д.
При транспортировке контролируют состояние блоков и
оборудования, производят переоснастку и маневрирование
транспортными средствами.
В процессе монтажа освобождают транспортные средства:
устанавливают, соединяют и обвязывают блоки, узлы и обо рудование; монтируют и собирают коммуникации и нагнета тельные линии; собирают вышки и привышечные сооружения;
подсоединяют электролинии и осветительные сети и т. д.
Все подсобные и вспомогательные работы вне рабочей пло щадки сооружаемой буровой (заготовка и транспортировка
материалов, распиловка леса на пилорамах, укомплектование и
разукомплектование блоков, подготовка трасс, строительство
мостов, культбудок и т. д.) в состав основных работ не вклю чаются. В отдельных случаях к основным работам может относиться сооружение фундаментов на рабочей площадке, если они
не строятся заблаговременно подготовительными бригадами.
Монтаж и демонтаж оборудования для добычи нефти включает
в себя следующие комплексы работ:
1) подготовку площадки;
2) монтаж фундаментов для подъемных сооружений, стан ковкачалок, оттяжных роликов и устройство бутобетонной пло щадки
для агрегата А-50 и трактора-подъемника;
3) транспортировку оборудования на площадку и раскла дывание его с учетом последовательности монтажа;
4) монтаж и демонтаж подъемных сооружений, фонтанной арматуры,
станков-качалок, трапов и замерных емкостей.
§ 2. ОРГАНИЗАЦИЯ И НОРМИРОВАНИЕ ТРУДА РАБОЧИХ
Основное
производственное
звено
сооружения
буровых
—
вышкомонтажная бригада. Наибольшее распространение в на стоящее
время получили комплексные бригады, выполняющие все основные виды
работ, связанные с сооружением буровых, включая подготовительные
работы к демонтажу, демонтаж, транспортировку и монтаж буровых,
прокладку водопроводов и линий электропередачи в пределах
строительной площадки.
217
В процессе работы комплексную бригаду можно разбить на отдельные
ГЛАВА IX
звенья,
специализирующиеся на выполнении отдель ных работ. При
определении
квалификационного
состава
ком плексных
бригад
необходимо стремиться укомплектовать их ра бочими широкого
производственного профиля, владеющими двумя-тремя специальностями.
Основная специальность таких рабочих — вышкомонтажник, но
выполняют
они
также
слесарные,
плотничные,
сварочные,
электроналадочные и другие работы.
Работа
комплексными
бригадами
позволяет
ликвидировать
внутрибригадные простои, установить правильную последова тельность
выполнения работ, рационально перекрывать во вре мени одни операции
другими.
Распределение
обязанностей
внутри
комплексной
вышкомонтажной бригады зависит от спо соба сооружения буровой
(мелкоблочный, крупноблочный и др.). Однако во всех случаях
целесообразно, чтобы бригада в процессе работы была разбита на
отдельные звенья по три- четыре человека. Такие звенья можно создавать
по ходу выполнения работ или постоянными специализированными.
Бригадир-вышкомонтажник
является
руководителем
работ
комплексной вышкомонтажной бригады. Он назначается из наиболее
квалифицированных вышкомонтажников высшего раз ряда, должен
обладать практическим опытом и организатор скими способностями.
Бригадир лично участвует в выполнении наиболее сложных и
ответственных работ; расстанавливает ра бочих по видам работ с учетом
знаний и квалификации каждого члена бригады; проверяет правильность
выполнения работ; обеспечивает соблюдение рабочими требований
техники безопасности и противопожарных мероприятий; определяет
объем работы для каждого звена рабочих на день; принимает работу в
конце дня и дает оценку качества выполняемых опе раций; участвует в
сдаче готовой буровой по акту буровой бригаде или представителю УБР.
Бригадир подчиняется прорабу вышкостроения и ведет всю работу
под его непосредственным руководством.
218
Важнейшее условие роста и совершенствования социалисти ческого
производства — систематическое повышение производительности труда.
В решении этой задачи большое значение имеет техническое
нормирование. Оно устанавливает время, не обходимое для выполнения
заданной работы (норму времени), и количество продукции, к оторое
должно быть изготовлено в единицу времени (норму выработки).
Чтобы правильно организовать труд вышкомонтажников, на каждую
работу устанавливают норму рабочего времени. Ее разрабатывают на
основе тщательного анализа и учета произ водственных возможностей
рабочего места, рационального ис пользования оборудования и
инструмента, наиболее квалифицированных действий вышкомонтажника
при данных технических и организационных условиях. При этом
учитывают передовые методы труда новаторов.
Техническое нормирование — действенное средство повышения
производительности труда и его правильной организации. Оно исходит
из наиболее полного использования производ ственных возможностей
рабочего места и опирается на достижения науки и передовой практики.
Внедрение в производство технически обоснованных норм резко
поднимает производительность труда, улучшает условия работы.
Необходимые затраты времени на сооружение буровой ус танавливаются нарядом на производство работ. Наряд состав ляют на
основе предварительного определения объема работ в соответствии с
действующими сборниками норм времени и выдают вышкомонтажной
бригаде перед началом сооружения буровой.
Основным сборником норм, используемым при нормирова нии работ
по сооружению буровой, являются «Единые нормы в ремени на монтаж и
демонтаж вышек и оборудования для бурения». Наряд может быть также
составлен по укрупненным нормам времени, разрабатываемым на
определенную технологию сооружения буровых и типы буровых
установок. В наряде указывают перечень и объем раб от, нормы времени,
состав вышкомонтажной бригады, общую норму времени в человеко часах, нормативный срок сооружения буровой в календарных бригадо днях и сдельную расценку.
Календарный нормативный срок продолжительности соору жения
буровой определяют делением общей нормы времени в человеко -часах
на установленную продолжительность рабо чего дня и нормальный
состав бригады.
Общая норма времени складывается из всех видов работ цикла
сооружений буровой, включенных в наряд и про нормированных по
соответствующим действующим сборникам норм.
После окончания сооружения буровой предварительный на ряд
корректируют на фактически выполненный объем работ, вместе с этим
изменяется нормативный срок.
Труд рабочих специализированных бригад, занятых на ра ботах по
монтажу и демонтажу нефтепромыслового оборудова ния, нормируется
на основе «Единых норм времени на монтаж и демонтаж
нефтепромыслового оборудования».
219
§ 3 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА
К понятию «рабочее место» следует относить:
а) индивидуальные рабочие места, включающие одну единицу
технологического
оборудования
и соответствующие
коли честву
обслуживающих его рабочих;
б) рабочие места, закрепленные за бригадой рабочих, со вместно
выполняющих часть технологического процесса;
в) группу рабочих мест (рабочую зону обслуживан ия), составляющих
одно целое в выполнении технологического про цесса независимо от
расположения конкретного отдельно взя того рабочего места и
обслуживаемых определенным составом рабочих (звеном, вахтой,
бригадой).
Для бригад по монтажу нефтепромыслового оборудования рабочим
местом является вся рабочая зона, в которой произ водится монтаж
технологического оборудования, располага ются технические средства, а
также подсобные (складские) по мещения, культбудка и столовая.
Рациональная организация рабочего места на научной основе
способствует достижению наиболее высокой производи тельности труда.
Она должна предусматривать создание ра ботающему всех условий для
выполнения
производственного
задания.
Совершенствование
организации рабочих мест на предприятиях неф тяной и газовой
промышленности осуществляется на базе типовых проектов.
Типовые проекты организации рабочих мест включают во просы
целесообразного оснащения и рационального размеще ния основного
оборудования и вспомогательных механизмов, рекомендации по
условиям труда и перечень необходимой в ра боте документации.
Важное значение при монтаже нефтепромыслового обору дования
имеет рациональное размещение на площадке перед началом монтажа
оборудования, материалов, средств механи зации, инструментов и
приспособлений с тем, чтобы не допустить лишних переездов
механизмов, перетаскивания оборудо вания, переходов рабочих в
процессе монтажа, а также не создавать стесненных условий. В
соответствии с этим в типовых проектах даются схемы расположения
оборудования и материалов. При этом учитываются типы установок,
способ монтажа, состав работ и форма организации труда.
§4. ЧИСЛЕННЫЙ И КВАЛИФИКАЦИОННЫЙ СОСТАВ
Состав вышкомонтажных бригад
Численный состав вышкомонтажной бригады зависит от уровня
концентрации буровых работ, механизации труда, применения способа
крупноблочного строительства и монтажа буровых, а также объема
выполняемых работ.
Организация труда при сооружении буровых во многом за висит от
численного и квалификационного состава вышкомонтажной бригады.
Правильно расставить людей и обеспечить их работой в соответствии со
знаниями и специальностью можно только при наличии в бригадах
необходимого числа рабочих по квалификации.
Согласно нормативному ряду для рабочих вышкомонтаж ных бригад
при сооружении буровых установок утверждены следующие нормативы
220
численности (табл. 4).
Таблица 4
Численный и квалификационный состав вышкомонтажной бригады
Состав бригад по монтажу нефтепромыслового
оборудования
Монтаж и демонтаж нефтепромыслового оборудования вы полняют
рабочие специализированных бригад. При комплекто вании численного
состава бригад исходят из обеспечения мак симальной занятости рабочих в
целях исключения простоев.
Численный и квалификационный состав звена определяют в зависимости
от вида работ, перечень которых приведен в сбор нике «Единые нормы
времени на монтаж и демонтаж нефтепромыслового оборудования»,
утвержденном Министерством нефтяной промышленности СССР для
применения на всех предприятиях министерства.
§ 5. ДОКУМЕНТАЦИЯ НА МОНТАЖ БУРОВОГО И
НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Документация на строительство скважин
221
Для четкого выполнения вышкомонтажных работ бригада должна быть
обеспечена необходимой технической документацией. Перед началом
демонтажных работ составляют:
1. Акт о готовности буровой к демонтажу.
Такой акт составляют представители УБР и вышкомонтаж ного цеха
(управления, конторы). В нем указывают замеченные недостатки в
оборудовании, основаниях блоков и вышек, сроки их исправления,
конкретных исполнителей.
2. Акт о заложении скважины.
3. График на переброску бурового оборудования составляют начальник
и старший механик вышкомонтажного цеха (кон торы), утверждает начальник
цеха и передает прорабу вышкомонтажной бригады. В графике указывает
пункты, в которые транспортируются узлы, блоки и оборудование с
демонтируемой буровой, сроки и ответственных за транспортировку.
4. Проект транспортировки вышки (ВАС-42, ВАС-53, ВМ- 41 или ВМ53) в вертикальном положении.
Проект работ на транспортировку вышки разрабатывает прораб
вышкостроения
и
утверждает
главный
инженер
или
на чальник
вышкомонтажного цеха (конторы). В проекте должна быть описана трасса,
по которой транспортируется вышка, и указаны количе ство транспортных
средств, мероприятия по технике безопасности и т. д. Проект выдают
прорабу вышкомонтажной бригады до начала перетаскивания вышки.
5. Наряд на демонтажные работы.
Отдельные наряды и график на производство демонтажных работ выдают
вышкомонтажной бригаде только в тех случаях, когда эти работы
выполняются отдельно от монтажных. Если
222
вышкомонтажная бригада производит все работы по сооружению буровой,
составляют единый наряд и график на демонтаж ные, транспортные и
монтажные работы.
Перед началом монтажных работ составляют:
1. Схему рационального размещения блоков, оборудования и
строительных материалов на рабочей площадке.
Такую схему для каждого типа буровой разрабатывает тех нический
отдел вышкомонтажной конторы с участием прораба. Она необходима для
того, чтобы до минимума сократить рас стояние подноски материалов и
подтаскивания бурового оборудования и блоков до места установки и
монтажа.
Если монтаж оборудования ведут крупноблочным способом, при
котором блоки сразу устанавливают на фундаменты, схему размещения
оборудования не составляют.
2. Монтажную схему расположения бурового оборудования.
В целях снижения трудоемкости сооружения буровых и
уменьшения объема отдельных видов работ разрабатывают ти повые
монтажные схемы для различных типов буровых уста новок. Если такие
типовые схемы еще не разработаны, то мон тажные схемы должны
составляться на каждую буровую техническим или технологическим
отделом с учетом наиболее рационального расположения оборудования.
Монтажную схему подписывают начальник отдела, главный инженер УБР и
утверждает начальник управления буровых работ.
3. Заявку-разрешение на выполнение огнеопасных работ.
Разрешение на газоэлектросварочные работы при монтаже
буровой согласуют с представителем пожарной охраны, кото рого
начальник вышкомонтажного цеха (участка) вызывает на рабочую
площадку до начала монтажных работ. Представи тель пожарной охраны
знакомится с объемом огнеопасных работ, выписывает разрешение на их
выполнение и выдает прорабу. В разрешении указываются дополнительные
требования, которые необходимо выполнять для безопасного ведения
работ.
4. Наряд на выполнение монтажных работ.
В тех случаях, когда работы по сооружению буровой вышкомонтажная
бригада начинает с демонтажа, выдается единый наряд на все виды работ.
Наряд составляет инженер по нормированию труда вышкомонтажного цеха
(конторы)
на
основе
объемов
работ,
представленных
прорабом
вышкомонтажной бригады согласно типовой монтажной схеме. Наряд
проверяет и подписывает начальник отдела труда вышкомонтажной кон торы
УБР и утверждает руководство. С нарядом вышкомон тажная бригада
знакомится до начала сооружения буровой.
5. Лимитно-заборную карту на необходимое количество материала.
Помимо этого, прорабу, прикрепленному к бригаде, выдают:
акт на отвод земельного участка под сооружение буровой;
утвержденный план подготовки трассы для транспортировки блоков и
оборудования.
Кроме технической документации, которую получает вышкомонтажная
бригада перед началом монтажных работ (в этой документации отражается в
223
основном вся работа вышкомонтажной бригады на всех стадиях сооружения
буровой), в процессе работы бригадир и прораб заполняют:
1) акт о начале демонтажа или монтажа — основной документ,
фиксирующий начало работ по сооружению буровой;
2) акт об окончании монтажных работ — основной документ,
фиксирующий окончание работ по сооружению буровой;
3) суточный рапорт бригадира вышкомонтажной бригады.
Бригадир вышкомонтажной бригады ежедневно составляет
рапорт и передает прорабу (последний передает его диспетчеру или
начальнику вышкомонтажного цеха). В рапорте отража ются объемы работ,
выполненных бригадой за день, работа тех нических средств, а также
количество занятых рабочих. По этому документу диспетчер (начальник
цеха) контролирует выполнение оперативного графика по каждой буровой.
Документация на обустройство скважины
В
состав
нефтегазодобывающего
управления
(НГДУ)
вхо дят
многочисленные сооружения. Строительство их ведут по генеральным
схемам и проектам обустройства площади, разработанным проектными
организациями.
Основными наземными сооружениями являются эксплуата ционные
скважины с их оборудованием, нефтегазопроводные сети с установками по
сбору нефти, газа и их отделению друг от друга, резервуарные парки,
установки по подготовке нефти для дальнейшей транспортировки, системы
производственнопожарного водоснабжения, очистки и канализации сточных
вод.
Проект обустройства площади зависит от режима работы мес торождения,
темпа отбора нефти по годам, системы разме щения скважин на площади,
состава добываемой нефти, физико-химических свойств пластовых вод,
климатических и метеорологических условий района и др. В целях
обеспечения запланированной добычи нефти при минимальных затратах на 1
т проектная организация, разрабатывающая проект обустрой ства площади,
выполняет расчеты нескольких вариантов ис пользования оборудования,
средств автоматики и телемеханики, систем сбора нефти и газа, подготовки
их к транспортировке. Выбирают вариант, обеспечивающий минимальную
стоимость товарной нефти.
Исполнительную документацию (акты и схемы на скрытые работы; акты
приемки фундаментов под оборудование; акты испытания материалов,
сварных швов и собранного оборудования в целом; исполнительные чертежи
и схемы, в которых отражаются все внесенные при монтажных работах
изменения конструкции и системы, а также другие отклонения от проекта с
указанием оснований для таких отклонений) подготовляет монтажная
организация. В составлении некоторых актов принимает участие
представитель нефтегазодобывающего управ ления.
Завершение обустройства скважин оформляется соответ ствующей
документацией. В состав ее входят первичная про ектная документация,
документы, составленные на стадии выполнения строительно-монтажных
работ, а также акты о приемке в эксплуатацию государственной приемочной
комиссией законченной обустройством скважины, выходящей из бурения.
224
Приемо-сдаточные
акты
подписывает
комиссия,
назначенная
нефтегазодобывающим управлением, в состав которой входят представители
всех организаций, принимавших участие в об устройстве скважины. В акте
приема-сдачи дается оценка выполненной работы, а также указываются
имеющиеся недоделки.
§ 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СЕТЕВЫХ ГРАФИКОВ ПРИ
МОНТАЖЕ БУРОВОГО И НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Совершенствование управления циклом строительства сква жин на
научной основе — решающее условие сокращения сроков ввода в действие
новых скважин и улучшения технико-экономических показателей.
С увеличением объемов бурения и добычи нефти и газа планирование и
управление строительно-монтажными работами становятся все более
сложными и требуют большей точности и обоснованности. Практика работы
вышкомонтажных и строительно-монтажных организаций показывает, что
часто информация о состоянии работ, которой располагают руководители,
является неполной и поступает нерегулярно. Положительные результаты
достигаются
там,
где
планируется
работа
всех
под разделений,
принимающих участие в строительстве буровых ус тановок, на протяжении
всего производственного процесса. Та кая оперативность позволяет выбрать
из множества возможных решений наилучшее, своевременно использовать
резервы производства.
Большое значение для обеспечения непрерывности планиро вания,
концентрации усилий трудового коллектива на достиже ние конечного
результата имеют сетевые методы планирования и управления. По
сравнению с существующими методами управления производственными
процессами система сетевого планирования обладает значительными
преимуществами. Она поз
225
воляет совершенствовать организацию работ, улучшить кон троль и
управление, упростить плановую и учетную докумен тацию. Особенно
важную роль играет эта система при выпол нении вышкомонтажных
работ и обустройстве скважин, так как эти работы состоят из большого
числа разнообразных этапов с участием многих исполнителей.
С помощью сетевых графиков устанавливают сроки и пос ледовательность выполнения работ, ответственных исполните лей и
порядок материально-технического обеспечения вышко монтажной
бригады.
Сетевой график представляет собой графическое изображе ние на
бумаге работ, их рациональной технологической после довательности и
взаимосвязи между собой во времени.
В сетевом графике приводятся следующие понятия и опре деления.
Работа — трудовой или технологический процесс, требую щий
затраты времени. На сетевом графике работа обознача ется стрелкой.
Событие — окончание одной или нескольких работ, необходимых для
начала последующих работ. Обозначается событие кружком, внутри
которого ставится номер или шифр.
Различают следующие виды событий:
исходное, не имеющее никаких предшествующих работ и оп ределяющее начало сооружения буровой;
начальное, которое обозначает окончание первой работы и за
которым следуют дальнейшие работы;
конечное, которое определяет завершение предшествующей работы;
завершающее, которое не имеет никаких последующих ра бот и
определяет окончание цикла сооружения буровой.
Зависимость, или фиктивная работа, — связь между двумя
событиями, не требующая затрат времени, но указывающая, что
возможность начала одной работы непосредственно за висит от другой.
Обозначается зависимость пунктирными ли ниями.
Сеть — графическое изображение нескольких работ и собы тий,
отражающее их технологическую последовательность и взаимосвязь.
Критический путь — путь сетевого графика с наибольшей
продолжительностью работ от исходного до завершающего со бытия.
Работы на критическом пути обозначаются жирной или двойной линией.
Оптимизация — изыскание возможностей сокращения кри тического
пути сетевого графика или сокращения сроков соору жения буровой.
Для разработки сетевых графиков используют следующие данные:
технологическую
последовательность
выполнения
работ
при
сооружении буровой;
нормативную продолжительность работ, которая определя ется по
наряду на сооружение буровой или по действующим укрупненным нормам;
перечень и объем подготовительных работ: строительство дорог,
проводка
магистральной
водяной
линии,
строительство
линий
электропередачи, телефонной линии и др.;
перечень и объем доставки на строительную площадку не достающего
оборудования и материалов;
потребность структурных подразделений, которые должны принимать
7 Заказ № 2683
226
участие в сооружении буровой.
Сетевой график разрабатывают в следующем порядке. Сначала строят
черновой вариант графика. Для этого лист бумаги делят вертикальными
линиями на равные графы, соответствующие дням строительства. Правую
сторону листа оставляют для карточки определителей работ.
При построении графика с расчленением цикла сооружения буровой на
укрупненные работы отдельную карточку опреде лителей работы можно не
составлять. В этом случае наимено вание работ записывают выше стрелок,
обозначающих работы между начальными и конечными событиями.
В верхней части граф проставляют календарные дни строи тельства и
даты окончания работ, за исключением выходных дней.
Построение графика начинают с исходного события, кото рое
обозначают в начале первого дня строительства. От исход ного события
наносят все технологически последовательные и параллельные работы,
которые необходимо выполнить до за вершающего события. События
обозначают на линиях граф между днями строительства и отмечают
соответствующим номером и шифром.
Количество
одновременно
выполняемых работ
на
графике
рассчитывают, исходя из числа звеньев вышкомонтажной бригады,
которые могут вести параллельные работы, и их состава.
Продолжительность каждой работы в днях проставляют над стрелкой, а
состав звена — под стрелкой. Наименование выполняемых работ заносят
в карточку определителей работ и шифруют по начальному и конечному
событиям.
После составления чернового варианта графика производят его
оптимизацию и определяют необходимое количество тран спорта и
средств механизации для каждого дня строительства в соответствии с
запроектированными видами работ.
График ежедневной потребности в механизмах, матер иалах и
оборудовании с указанием события помещают под сетевым графиком. В
составлении сетевого графика принимают участие инженерно технические работники вышкомонтажной конторы или цеха, а также
прораб и бригадир вышкомонтажной бригады.
Окончательный вариант сетевого графика согласовывают с
руководителями буровой, после чего его утверждает руково дитель УБР.
Утвержденный график размножают и выдают всем заинтересованным
подразделениям. Сетевой график строительства буровой установки
Уралмаш 3000БД показан на рис. 56.
Применение сетевых графиков в
обустройстве скважин
После перехода на новую организацию производства все ра боты по
применению сетевых графиков в обустройстве скважин проводятся
производственными отделами НГДУ и СМУ, ко торые совместно с
лабораториями НОТ занимаются составлением, размножением, выдачей
исполнителям сетевых графиков и вместе с ЦИТС осуществляют
контроль за ходом работ.
Исходный материал для составления сетевых графиков об устройства
скважин — техническая документация (смета на обустройство
скважины), на основании которой определяются перечень и объемы
работ в их технологической последователь -
228
ности, а также нормы времени для выполнения каждой работы.
Кроме того, для каждой работы в перечне устанавливается чис ленный и квалификационный состав непосредственных испол нителей и количество материально -технических ресурсов, необходимых для выполнения работы.
Типовой сетевой график обустройства скважин приведен на
рис. 57.
Контрольные вопросы
1.
Какие работы считаются основными при сооружении буровой?
2.
Назовите основное звено сооружения буровых.
3.
Какими документами регламентируется нормативное время
сооружения буровой?
4.
Что относится к понятию «рабочее место»?
5.
От чего зависит численный и квалификационный состав
бригад вышкостроения?
6.
Какими преимуществами обладает система сетевого
планирования?
ГЛАВА X
229
ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА
БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Эффективность работ по монтажу бурового оборудования в
значительной степени определяется правильной организацией
труда, учитывающей последовательность и методы монтажа и
демонтажа, а также схемы расположения бурового оборудова ния,
особенности и опыт сооружения буровых в различных гео логических и климатических условиях.
§ 1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И МЕТОДЫ
МОНТАЖА И ДЕМОНТАЖА БУРОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Методы монтажа буровых установок
Существует три метода монтажа буровых установок: агре гатный, мелкоблочный и крупноблочный.
Агрегатный метод предусматривает индивидуальный монтаж
оборудования и строительство сооружений установки с при менением фундаментов однократного использования. В этом
случае строят бетонные или деревянные фундаменты отдельно под
каждый агрегат установки. При повторном мо нтаже буровую
установку разбирают на агрегаты и узлы и перевозят на новую
точку бурения, где вновь строят фундаменты, сооруже ния и
монтируют оборудование.
Агрегатному методу присущи следующие недостатки:
длительные сроки сооружения буровых из -за трудоемкости работ,
связанных с монтажом и демонтажем оборудования,
строительством и разборкой буровых укрытий, сооружением
фундаментов и транспортировкой оборудования и материалов;
преждевременный износ, связанный с многократным демон тажем и монтажом оборудования, в результате чего возрастает
объем ремонтных работ, нарушается комплектность оборудова ния
(отдельные агрегаты монтируют из различных комплектов с
разными сроками службы);
значительное снижение возврата материалов из -за периодической разборки буровых укрытий и коммуникаций.
Эти недостатки агрегатного метода приводят к низкой про изводительности труда и высокой себестоимости сооружения
буровых. В настоящее время агрегатный метод применяют очень
редко и только при монтаже буровых установок большой
грузоподъемности.
Мелкоблочный метод заключается в том, что агрегаты и узлы
установки монтируют не на бетонных или деревянных
фундаментах, а на металлических основаниях санного типа.
Металлическое основание со смонтированным на нем узлом
установки составляет мелкий блок. Количество мелких блоков
230
определяется конструкцией установки, условиями разработки
месторождения и географическими условиями; обычно буровая
установка расчленяется на 15—20 мелких блоков. Габаритные
размеры и масса мелких блоков позволяют перевозить их на
универсальном транспорте или волоком, а в труднодоступных
районах — вертолетами.
Мелкоблочный метод монтажа буровых установок широко
применяют в разведочном бурении, а в некоторых районах и в
эксплуатационном, когда местные условия не позволяют пе ревозить установки крупными блоками. По сравнению с агре гатным методом при мелкоблочном снижается трудоемкость
вышкомонтажных работ, сокращаются объемы работ по соору жению фундаментов и сроки сооружения буровых, повышается
сохранность оборудования и увеличивается срок его службы,
снижается объем транспортно-такелажных работ.
К недостаткам этого способа относятся:
большая расчлененность бурового оборудования на мелкие
блоки, в результате чего не обеспечивается создание кинемати чески увязанных обособленных рабочих узлов;
применение оснований санного типа, требующих большое
количество тракторов для перетаскивания блоков;
ограниченные габаритные размеры оснований, не позволяю щие
размещать на них буровые укрытия и коммуникации.
Крупноблочный метод монтажа буровых установок включает
перевозку агрегатов и узлов установки крупными блоками на
специальном транспорте (тяжеловозах), установку блоков на
фундаменты и соединение их коммуникациями. При этом буровую
установку расчленяют на два-три блока массой 60— 120 т.
Крупный блок состоит из металлического основания, пе ревозимого
на специальных транспортных средствах, и смонти рованных на нем
агрегатов и узлов буровой установки, кинема тически связанных
между собой. При перевозке таких блоков почти не нарушаются
кинематические связи узлов установки и коммуникации и не
демонтируются укрытия, что позволяет ис ключить трудоемкие
работы, выполняемые при других методах монтажа (строительные,
плотничные, слесарные и некоторые подсобно -вспомогательные).
По сравнению с мелкоблочным методом крупноблочный имеет
следующие преимущества:
резкое сокращение числа блоков, размещение буровых ук рытий
на основаниях, упрощение конструкции фундаментов;
снижение объема строительно-монтажных работ и сокращение
сроков сооружения буровых до минимума;
увеличение скорости транспортировки блоков и уменьшение
числа используемых для этого тракторов;
повышение срока службы оборудования и оснований благо даря
их транспортировке на гусеничных тяжеловозах;
экономия строительных материалов.
231
Несмотря на существенные преимущества крупноблочного
метода монтажа буровых, эффективность его применения во
многом зависит от объемов буровых работ, рельефа местно сти,
расстояния транспортировки блоков, наличия естественных и
искусственных препятствий по трассе. Высокая эффектив ность
метода
достигается
на
эксплуатационных
площадях
со
значительным объемом работ, небольшими сроками бурения,
малыми расстояниями между скважинами, открытым непересеченным рельефом.
Эффективность крупноблочного метода снижается при
транспортировке блоков на большие расстояния, особенно по
лесистой и пересеченной местности, так как в этих условиях
приходится выполнять работу по подготовке трасс. В этих слу чаях
выгоднее полностью демонтировать оборудование, разо брать
основания на мелкие секции и перевезти их автомобиль ным
транспортом.
Последовательность монтажа и
демонтажа бурового оборудования
Технологическая последовательность монтажа бурового обо рудования и строительства сооружений зависит от типа буро вых
установок и применяемых методов монтажа.
Оборудование буровых установок с групповым дизельным
приводом, кинематически связанным с лебедкой, ротором и на сосами, монтируют в следующем порядке. Прежде всего монтируют вышку с подвышенным основанием, ротор, лебедку или
вышечно-лебедочный блок (при крупноблочном методе мон тажа),
а затем групповой привод, буровые насосы, приемные и запасные
емкости. После этого выполняют обвязку насосов и других
коммуникаций,
строительство
буровых
укрытий,
монтаж
циркуляционной системы, механизмов очистки и приготов ления
бурового раствора. Собирать буровые вышки в горизон тальном
положении можно одновременно с монтажом оборудо вания. При
мелко- и крупноблочном методе монтажа блоки буровых
установок Уралмаш ЗД-76, Уралмаш 3000БД, Урал- маш 4000ДГУ
и др. также монтируют поочередно.
Буровые установки с индивидуальным электроприводом на сосов и лебедки допускают параллельное ведение работ: одно временно с монтажом вышки, лебедки и ее привода можно монтировать буровые насосы, емкости, механизмы очистки и при готовления растворов. При крупноблочном методе параллельно с
вышечно-лебедочным блоком монтируют насосные блоки с ра бочими и запасными емкостями. Таким способом можно монти ровать установки Уралмаш 4Э-76, Уралмаш 3000БЭ и др. Буровые
установки демонтируют в последовательности, обратной монтажу.
При демонтаже буровых установок с дизельным приводом в
первую очередь разбирают буровые укрытия и трубопроводы,
232
затем запасные и приемные емкости, циркуляционную систему,
буровые насосы и групповой привод. В послед нюю очередь
подготовляют к транспортировке вышку или вы - шечнолебедочный блок.
Насосное оборудование буровых установок с электроприво дом
можно разбирать одновременно с демонтажом вышечнолебедочного блока, до или после него.
§ 2. СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Расположение оборудования на буровой должно обеспечи вать:
максимальное удовлетворение технологическим требова ниям
бурения (разрушение горной породы, вынос ее из с кважины,
очистка промывочной жидкости от выбуренной породы,
выполнение спуско-подъемных, вспомогательных операций
и др.);
использование установленной мощности;
наиболее полную механизацию трудоемких работ и авто матизацию процесса проводки скважины;
хорошую маневренность (приспособляемость установки к
различным условиям бурения), удобство управления, экс плуатации
и ремонта отдельных механизмов;
удобство и быстроту монтажа и демонтажа всего обору дования;
возможность сборки установки из отдельных легко транспортируемых и собираемых блоков механизмов при перевозке с
одной точки на другую.
Компоновка оборудования в современных буровых установ ках
зависит от вида энергии, используемой для привода, назна чения
буровой установки, конструкции отдельных меха низмов, методов
монтажа, транспортировки и т. д.
В зависимости от привода агрегатов буровые установки делят
на три основные группы: с индивидуальным приводом; с
групповым; с комбинированным.
Индивидуальный привод чаще всего применяют при исполь зовании электродвигателей, групповой — при использовании
двигателей внутреннего сгорания, комбинированный — в случаях,
когда не удается сблокировать все двигатели одной трансмиссией
или при недостаточном снабжении электро энергией.
В нашей стране широко применяют буровые установки с ин дивидуальным и групповым приводом.
233
Различные схемы буровых установок с индивидуальным
электроприводом приведены на рис. 58, а—г. Ротор 2 монтируют в
центре буровой. Лебедку 3 устанавливают сзади ротора и соединяют
через блокирующую трансмиссию 4 с электродвигателями 5, Для
привода
буровых
насосов
6
применяют
индивидуальные
электродвигатели. Буровые насосы устанавливают либо в сарае
сзади буровой, либо в отдельном сарае сбоку на расстоянии 20 —60
м от буровой в зависимости от рельефа мест ности. Ворота в вышке 1
для подачи труб располагают напро тив буровой лебедки.
Схемы расположения оборудования буровых установок с
приводом от двигателей внутреннего сгорания с различным
выполнением и размещением двигателей, коробок передач и
блокирующих трансмиссий, показаны на рис. 58, д—к.
На рис. 58, д передача осуществляется многорядными цепями,
карданными валами и клиновыми ремнями на на сосы.
На рис. 58, е и и применены цепные, клиноременные и зуб чатые
передачи. На рис. 58, ж в передачах использованы карданные валы,
а на рис. 58, з передачи осуществлены многорядными цепями,
привод ротора — карданным валом, а насосов — клиновыми
ремнями. Установка, включающая все эти типы передач, показана на
рис. 58, к.
Как видно из приведенных схем, расположение оборудования в
буровой установке в значительной степени зависит от типа
двигателей и используемых передач.
Почти все современные буровые установки с приводом от
двигателей внутреннего сгорания снабжены гидравлическими
передачами, установленными между двигателем и блокирующей
трансмиссией.
Для снижения частоты вращения трансмиссии при быстро ходных
двигателях применяют понижающие зубчатые редук торы (см. рис.
58, и, к).
§ 3. ОСОБЕННОСТИ СООРУЖЕНИЯ
БУРОВЫХ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО
СЕВЕРА
При строительстве буровых в условиях Крайнего Севера в
первую очередь необходимо учитывать особые условия соору жения
фундаментов.
При использовании вечномерзлых грунтов в качестве осно вания
для проектируемого сооружения к ним предъявляют одно из
следующих требований:
сохранение в мерзлом состоянии в течение всего срока службы
сооружения;
допускается оттаивание в процессе строительства или экс плуатации сооружения;
необходима специальная подготовка, включая оттаивание,
замораживание или замену.
Первое требование предъявляют к грунтам при строительстве
235
неотапливаемых зданий и сооружений; при этом прини мают меры
по сохранению вечномерзлого состояния грунтов, включая
изоляцию их от тепла (проветривание, предохранение от попадания
воды и т. д.).
Второе требование предъявляют к грунтам, когда конструкция
здания или сооружения приспособлена к неравномерному оседанию
грунтового основания.
При предъявлении третьего требования к грунтам предпо лагается их оттаивание, уплотнение, подсыпка под фундаменты
крупноскелетных грунтов и предохранение их в дальнейшем от
промерзания. Последнее возможно при небольшой мощности
мерзлых грунтов. Однако для этого необходимы большие за траты
энергии на оттаивание грунтов.
Для промышленного строительства стационарных сооруже ний на
вечномерзлых грунтах лучшими признаны свайные фундаменты.
Фундаменты буровых сооружений первоначально также сооружали
на сваях, однако накопленный опыт строи тельства позволил в
дальнейшем упростить их конструкцию. Учитывая, что буровая
установка является временным сооружением, нецелесообразно
возводить капитальные фундаменты, требующие не менее 1,5 —2,0
мес. труда бригады, состоящей из 15 —17 человек.
При сооружении фундаментов на вечномерзлых грунтах не обходимо решить две задачи: повысить несущую способность
грунта до необходимой величины и предупредить оттаивание
вечномерзлого грунта. Принимая во внимание эти требования,
можно сооружать и более дешевые фундаменты достаточно прочной
конструкции, например с использованием деревянных клеток и др.
В качестве примера рассмотрим фундамент буровой установки,
сооруженный с использованием общей деревянной клетки в
объединении Коминефть (рис. 59, а). Вначале грунт вынимают на
соответствующую глубину. Затем на грунты I, II или III категорий
укладывают нижний слой из бревен диамет ром 250—300 мм. Поверх
нижнего слоя настилают последующие слои из таких же бревен.
Одновременно с укладкой бревен осуществляют послойную засыпку
и уплотнение грунтами.
Последний слой бревен укладывают с таким расчетом, чтобы
верхняя плоскость этого слоя была на 200 мм выше нулевой
отметки. Все слои бревен в узлах «кладки» скрепляют
строительными скобами. Одновременно с укладкой слоев бре вен
обшивают шахту.
Глубина заложения фундаментов колеблется от 0 до 2,5 м в
зависимости от характеристики грунтов, места залож ения
236
фундамента и других факторов. Фундаменты на деревянных клетках
сооружают в условиях разведочного бурения.
При бурении эксплуатационных скважин фундаменты сооружают
на так называемой песчаной подушке (рис. 59, б ) . Глубина выемки
грунта зависит от его характеристики. Песча ную подушку образуют с
послойной трамбовкой каждого слоя толщиной 200 мм.
В целях удешевления и ускорения монтажных работ буровые
организации применяют упрощенные фундаменты. На рас тительный
слой грунта с учетом допустимой нагрузки уклады вают брусья. Затем
засыпают
их
опилками,
шлаком,
мхом
или
другим
теплоизолирующим материалом, после чего засыпают слоем глины
толщиной 5—10 см для водоизоляции основания грунта.
Трудности ведения буровых работ в условиях Крайнего Се вера
связаны также с климатическими особенностями. Мини мальные
зимние температуры в этих районах составляют от —45 до —50 °С.
Число морозных дней, например, в Западной Сибири доходит до 180.
Продолжительность периода с отрица тельной температурой в
среднем составляет 240 дней в году. Все это усложняет эксплуатацию
бурового и вспомогательного оборудования, вызывает его поломки и
аварии.
Наряду с трудностями технического характера низкие температуры обусловливают тяжелые условия труда. Вследствие этого
буровые установки, работающие в районах Крайнего Се вера, должны
быть оснащены утепленными укрытиями и системой обогрева
рабочих мест буровой бригады и оборудования. Укрытия должны
быть дешевыми, быстрособираемыми, легкими и защищать не только
машинное отделение и рабочие площади на буровой, но также
пространство под вышечным
блоком, блоки для приготовления и очистки буровых растворов и
другие вспомогательные сооружения.
Как показала практика вышкомонтажных работ, у нас в стране и
237
за рубежом предпочтение отдается резинотканевым укрытиям,
изготовленным из технических тканей или синтети ческих
материалов. Резинотканевое укрытие имеет сборно -разборную
каркасную конструкцию. С наружной и внутренней сто роны к
металлическому каркасу пристегиваются полотна из ре зиновой
ткани. Между наружным и внутренним полотнами имеется
воздушная прослойка соответствующей толщины. Тол щину
прослойки выбирают, исходя из оптимального с экономической
точки зрения термического сопротивления ограждаю щих укрытий.
Для
повышения
термического
сопротивления
внутренние
поверхности резиновой ткани целесообразно покры вать слоем
краски.
Теплопередача резинотканевых укрытий не намного меньше, чем
укрытий, изготовленных из других материалов (панелей,
изготовленных из дерева, металла и др.). Однако благодаря
легкости, удобству транспортировки, быстрой сборке и другим
преимуществам резинотканевые укрытия целесообразно приме нять
при работе в условиях низких температур.
Укрытия из резиновой ткани широко используют почти во всех
нефтедобывающих предприятиях.
За рубежом, кроме того, внедряют укрытия из синтетиче ских
материалов. Например, фирма «Ве Гаррет» разработала надувное
здание из прорезиненной синтетической ткани, которое рассчитано
на работу в северных районах Аляски. Отдель ные полотна
соединяются застежками-молниями. Здание монтируется за 3 чел-ч.
Фирма «Нордвес тенд энд аунинг» изготовляет укрытия бу ровых
из специального нейлона* покрытого с двух сторон неопреновым
каучуком. Материал сохраняет гибкость при тем пературе —51 °С и
не трескается при температуре —56 °С. Габаритные размеры
укрытия — 36,6X12,2X5,5 м, масса 3,8 т. Укрытие собирают на
металлическом каркасе за 60—80 чел.-ч. Стоимость 1 м 2 такого
укрытия 35,5 долл. Укрытие рассчитано на ветровую нагрузку,
создаваемую при скорости ветра 45 м/с, и на снеговую нагрузку 0,3
МПа.
Изготовляют также целые комплексы укрытий, транспорти руемых вертолетами. Такой комплекс включает жилые поме щения
на 2—4 человека.
Фирма «Полидоум меньюфекчуринг» поставляет укрытые
брезентом помещения, которые могут складываться в плоский тюк и
транспортироваться в фюзеляже или на подвеске верто лета.
Каркасом могут служить алюминиевые трубы, которые уменьшают
массу блока с укрытием до 1,13 т. Для повышения прочности
укрытия используют полиуретановую пленку, кото рая при
необходимости легко сворачивается. Рабочая площадь внутри
помещения составляет 29,7 м 2 .
Применяют также укрытия буровых, изготовленные из ме таллических листов. Для этого утепляемые блоки сплошь об шивают
металлическими листами, наносят на них теплоизоли рующий слой
238
пенополиуретана, после чего в необходимых ме стах вырезают
дверные проемы.
Однако более выгодно использовать укрытия из гибких ма териалов: синтетической резиновой ткани, бельтинга, чефера и т. д.
Выбор конструкции укрытия тесно связан с принимаемой
системой обогрева буровой. Сочетание определенной конструк ции
укрытия и системы обогрева должно обеспечить минимум затрат на
их
монтаж
и
эксплуатацию.
Основным
критерием
при
проектировании системы обогрева и разработке конструкции
укрытия является создание температуры в пределах рабочих мест
буровой бригады от +5 до —10 °С при температуре окружающего
воздуха от —45 до —55 °С.
Институтом ВостНИИТБ разработаны системы обогрева буровых
для оттаивания льда под основанием буровой установки перед
демонтажем, осушки воздуха, а также установка для по догрева воды
и горюче-смазочных материалов перед запуском дизелей.
В условиях Крайнего Севера в установках по-новому решается
вопрос прокладки трубопроводов и других коммуникаций. Все
коммуникации, сгруппированные в секции, укладывают в
металлический ящик с изоляцией. Такие секции коммуника ций
собирают на быстроразъемных соединениях и штепсельных
разъемах. Ящики в процессе обслуживания легко открываются с
помощью откидной крышки. Эти секции устанавливают под
переходами помещений, благодаря чему предупреждается об леденение переходов.
Буровые установки, предназначенные для работы в усло виях
Крайнего Севера, имеют следующие конструктивные от личия:
1. Основания блоков должны состоять из минимального числа
секций, транспортируемых всеми видами транспорта, в том числе
вертолетами.
2. Укрытия буровой необходимо изготавливать из гибких
материалов, которые можно складывать при транспортировке
вертолетами и наземным транспортом. Этот материал должен быть
теплостойким, обеспечивая при обогреве температуру внутри
помещения от +5 до —10 °С.
3. Установка должна быть снабжена комплектом предпус ковых
подогревателей, устройствами для осушки воздуха, системами
обогрева и устройствами для оттаивания льда под ос нованиями
блоков.
4. Установка
должна
обладать
повышенной
монтажеспособностью за счет применения унифицированных узлов,
быстроразъемных соединений и штепсельных разъемов для быстрой
сборки оснований блоков, монтажа и крепления оборудования,
сборки коммуникаций.
5. За счет применения облегченных металлоконструкций,
устройства укрытий и прокладки коммуникаций установка должна
иметь повышенную транспортабельность.
6. Установку необходимо укомплектовать современным жи лым
239
комплексом, состоящим из изготовляемых в заводских ус ловиях
унифицированных
блочных
помещений,
обеспечиваю щих
комфортные условия проживания буровой бригады.
7. При конструировании и компоновке агрегатов, а т акже узлов
системы приготовления и очистки буровых растворов сле дует
предусматривать возможность их обогрева и надежной ра боты в
условиях низких температур. Для безопасности труда необходимы
газовые
анализаторы,
уровнемеры
бурового
ра створа,
автоматическая блокировка закрытия плашек превенторов в случае
газопроявлений в скважине.
8. Должны быть предусмотрены достаточная высота подъ ема
ротора и пола буровой от поверхности земли, обогрев превенторной
установки и надежная обшивка оснований бло ков, а также надежная
защита
грунтовых мерзлых оснований от
оттаивания
и
предупреждение попадания воды под фун дамент.
§ 4. ОСОБЕННОСТИ
СТРОИТЕЛЬСТВА БУРОВЫХ
УСТАНОВОК В МОРЕ
Основная особенность строительства буровых установок в море
— создание специальных площадок для выполнения необходимых
производственных
процессов.
Наибольшее
распро странение
получили островные основания и эстакадные пло щадки.
Организация работ на островных основаниях связана с ис пользованием морского транспорта, эксплуатация которого на
морских промыслах почти полностью зависит от гидрометеоро логических условий. В связи с этим на каждом основании должны
быть созданы необходимые запасы инструмента и ма териалов.
Выполнение работ на эстакадных площадках носит иной
характер. Эстакадные площадки соединены между собой и с базами
снабжения (береговые базы, базовые площадки на море)
магистральными эстакадами, по которым движется авто транспорт.
Поэтому снабжение эстакадных площадок не зави сит от
гидрометеорологических
условий.
Учитывая
это,
высокие
капиталовложения
в
строительство
морских
нефтепромыслов
эстакадного типа могут окупиться в короткие сроки за счет эко номии эксплуатационных расходов.
Ряд характерных особенностей строительства нефтяных скважин
в море не зависит от типа применяемых сооруже ний. Например,
ствол скважины под направление бурят непосред ственно со дна
моря без круговой циркуляции. Для обеспече ния вертикальности
ствола скважин бурение под направление, спуск и его
цементирование необходимо производить при спо койном море. В
морских условиях направление используется также как несущий
элемент конструкции морского основания.
Буровое и вспомогательное оборудование на площадках в
отличие от наземных условий не устанавливают на специаль ных
фундаментах, а крепят к фермам и конструкциям морского
240
основания. Такое положение значительно ухудшает эксплуата ционные условия оборудования.
Оборудование для бурения и добычи нефти, находясь в среде
морской атмосферы, при высокой относительной влаж ности воздуха
подвергается интенсивной коррозии.
Работы в море осуществляются на ограниченной производ ственной площади.
Основание — дорогостоящее инженерное сооружение; его
стоимость при одинаковой глубине моря определяется разме рами
производственной площади.
Наиболее эффективным мероприятием, направленн ым на
сокращение капитальных затрат и ускорение темпов разбуривания
морских
нефтегазовых
месторождений,
является
широкое
применение кустового бурения.
§ 5. ОПЫТ СООРУЖЕНИЯ
МОРСКИХ БУРОВЫХ ЗА
РУБЕЖОМ
За рубежом в практике строительства морских буровых ус тановок в качестве оснований применяют затопляемые баржи,
затопляемое основание, стационарное основание, стационарное
основание с тендерным судном, буровое судно, подъемную бу ровую
установку, погружную буровую установку, полупогруж - ную
буровую установку. В настоящее время основным видом
гидротехнического сооружения при строительстве буровых ус тановок для эксплуатационного бурения при глубине вод до 100 —
150 м стали стационарные основания. Имеются также про екты
оснований, рассчитанных на глубину вод до 200 м.
Доставку оснований на точку и установку их в рабочее по ложение осуществляют различными способами. Основание по гружают на баржу и доставляют на скважино -точку (рис. 60). Затем
с помощью крана основание снимают с баржи и в вер тикальном
положении устанавливают на дно моря. После этого сквозь стойки
основания пропускают сваи, которые забивают
241
в грунт с помощью груза, подвешенного на кране. Для забивки свай
применяют также падающий молот массой до 15 т. В за висимости от
вида грунта и различных условий, действующих на основания, их
опоры закрепляют сваями, погруженными в большинстве случаев на
глубину до 80—100 м.
Блок морского основания состоит из двух частей: нижней —
собственно основания и верхней — платформы, включающей отдельные
транспортные узлы.
Изготовленное в доке основание доставляют на место строи тельства
описанным выше способом. В этом же доке собирают платформу, на
которой монтируют технологическое оборудова ние, выполняют обвязку
трубопроводов и других коммуника ций. Там же настилают полы. При
этом
для
настила
применяют
просечно-вытяжные
стальные
перфорированные листы. Собранную платформу с оборудованием и
коммуникациями доставляют на место строительства.
На скважино-точке платформу в собранном виде устанав ливают на
свайное основание. Для облегчения установки направляющие стержни
платформы имеют коническую форму.
Если высота основания большая, то его доставляют на место
строительства с помощью понтонов (рис. 61).
Основание в горизонтальном положении буксируют на пон тонах к
месту установки (рис. 61, а). Затем, закачивая жидкость-балласт в
соответствующие понтоны, основание подни мают в вертикальное
положение (рис. 61, б, в) и крепят сваями. После этого с помощью
крана устанавливают платформу в сборе с оборудованием (рис. 61, г).
Для установки платформы используют краны грузоподъемностью 1600
т.
Все вспомогательные, жилые и служебные помещения изго товляют
на берегу в специальных цехах и в готовом виде уста навливают на
платформе.
Кроме
стационарных
оснований,
представляющих
собой
четырехопорные платформы, используют основания с трех - и
одноопорными платформами.
Одноопорное основание типа «Монопод» рассчитано на бу рение
куста из 32 скважин и представляет собой вертикальную стальную
цилиндрическую толстостенную оболочку высотой 30 м, опираю щуюся
на четыре диагональные наклонные связи и на два стальных
горизонтальных
цилиндрических
понтона,
скрепленных
горизонтальными элементами (рис. 62). В верх ней части опор оболочки
имеются четыре мощные металлические балки, которые служат опорами
для рабочей платформы. Основание крепят с помощью забиваемых в
грунт дна 32 свай, пропущенных через понтоны, которые размещены по
четырем углам опорной базы. Основание выгодно применять при глу бине вод до 30 м. Платформа поднята над поверхностью воды на 20 м.
243
Монтаж основания сводится к буксированию его на плаву к месту
установки. При установке основания в рабочее поло жение его затопляют,
впуская воду (балласт) в соответствую щие отсеки. После установки
основание крепят сваями.
Итальянской
фирмой
«Текномаре»
предложена
конструкция
стационарного основания, рассчитанного на работу при глу бине вод 200
м и более. Масса основания около 15 тыс. т. С та кого основания можно
бурить 32 скважины.
Для бурения в арктических условиях разработано также бу ровое судно
со сферическим корпусом, позволяющим успешно выдерживать натиск
льда (рис. 63). Водоизмещение установки— 4000 т; высота от киля до
верхней балластной емкости— 70,1 м, максимальный диаметр — 32 м,
осадка судна при бурении — 9,1 м. Судно оснащено автоматической
системой укладки труб. Над кронблоком размещается балластная
емкость, рассчитанная на 375 т воды. Роторный стол установлен в гео метрическом центре сферы. Центр тяжести установки при за полненной
или разгруженной балластной емкости находится ниже геометрического
центра сферы.
Наряду с металлическими основаниями (платформами) в последнее
время разработаны предложения и проекты по со оружению бетонных
оснований.
Для разведочного бурения в основном применяют самоподъ емные
буровые установки при глубине вод до 100 м и полупо - гружные буровые
установки при глубине вод 300 м и более, а также буровые суда. Выбор
типа передвижного сооружения
244
зависит от географических, климатических и геологических ус ловий. При
работе в районах, где поверхность воды свободна от ль да
непродолжительное время, а также при большой глу бине вод применяют
самоходные буровые суда и баржи. Само подъемные буровые установки
целесообразно использовать в прибрежных водах и в районах, близких к
береговой линии. Особенности монтажа бурового обор удования при этом
заключаются в следующем.
Технология бурения скважин с установок, расположенных на
стационарных основаниях, и с самоподъемных плавучих ус тановок, а
также используемая при этом техника почти не от личаются от техники и
технологии, применяемых на суше. Вследствие этого весь комплекс
противовыбросового
оборудования
монтируют
на
стационарном
основании по типовой схеме, рекомендуемой для данных геологических
условий проводки скважины. Добавляют только водоотделяющую
колонну, которая соединяет устьевую площадку основания с морским
дном.
При бурении с передвижных плавучих установок оборудо вание устья
скважины и компоновка бурильной колонны ус ложняются.
Действие качки плавучей буровой установки требует ис пользования
компенсирующих устройств на водоотделяющей и бурильной колоннах.
Благодаря
водоотделяющей
колонне
с
компенсирующими
устройствами, которая соединяет колеб лющуюся буровую установку и
245
неподвижное морское дно, ограничивается амплитуда колебания
установки. В настоящее время допустимая максимальная амплитуда
горизонтальных колебаний — примерно 3% от глубины вод, а
вертикальных— до 6 м для погружных установок и 3—4 м для буровых
судов.
Результаты бурения скважины в Гудзоновом заливе пока зали
возможность проведения буровых работ с плавучей установки
«ВОДЭКОП» при скорости ветра 16 м/с и высоте волн до 2,5 м.
При большом волнении моря бурение прекращают, подни мают
бурильный инструмент, закрывают превенторы и отсое диняют
водоотделяющую колонну от блока превентора. Если времени для
проведения этих работ до начала урагана не хва тает, то бурильную
колонну закрепляют в превенторной уста новке и оставляют в скважине,
а водоотделяющую колонну отсоединяют от превенторов и поднимают
на палубу. Это дает возможность удалить установку или пережда ть
ураган на месте.
Полупогружные установки менее чувствительны к погодным
условиям, однако и на них устанавливают устьевое оборудова ние с
компенсирующими устройствами.
Таким образом, при бурении с плавучих буровых установок
подводное устьевое оборудование должно обеспечивать посто янную
осевую нагрузку на долото, а также компенсацию вер тикальных
смещений установки, вызываемых волнением моря, и горизонтальных
смещений в пределах, допустимых для нор мальной работы.
В случае шторма водоотделяющую колонну необходимо быстро
отсоединить от превенторной установки, а превенторы, установленные
под водой, надежно закрыть. Управление пре венторами должно быть
дистанционным, а при демонтаже нижняя часть водоотделяющей
колонны, установленной под водой, так же должна быть отсоединена от
плавучей буровой установки.
В начале монтажа устьевого оборудования на морском дне
устанавливают плиту-основание и специальный кондуктор (на правление), состоящий из обсадных труб высокой прочности. Диаметр
обсадных труб выбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить спуск и
крепление обсадной колонны в соответствии с конструкцией скважины.
В подводное устьевое оборудование входит комплект про тивовыбросового
оборудования,
состоящего
из
двух -четырех
плашечных
превенторов,
одного
универсального
превентора,
специального манифольда, системы гидравлического управле ния и
специального оборудования, которое дает возможность дистанционно
устанавливать и снимать устьевое оборудование. Специальное
оборудование включает гидравлические соеди нительные устройства,
которые должны обладать прочностью, до статочной для восприятия
нагрузок, создаваемых колеблющейся установкой и волнением моря,
иметь надежное уплотнение, рассчитанное на давление до 70 МПа, и
удобную конструкцию соединительных узлов для быстрого и
надежного соединения и разъединения путем подачи жидкости под
давлением по каналам с плавучей буровой установки.
Плашечные превенторы оснащают запирающими устрой ствами и
246
гидравлическим управлением. Плашками превентора, задвижками
манифольда и другими запорными и регулирую щими устройствами
управляют также дистанционно, с буровой установки.
В каждом блоке плашечных превенторов и манифольда пре дусматриваются линии для глушения скважины, которые с по мощью
дистанционного управления соединяются или разъединяются при
необходимости подъема или спуска водоотделяю щей колонны.
В северных районах, характеризующихся суровыми метео рологическими условиями, к технике предъявляются особые
требования.
Для бурения разведочных скважин преимущественно применяют
самоподъемные и полупогружные буровые установки. Работы проводят
в основном в межледовый период. Эксплуа тационное морское бурение
осуществляют с мощных, обладающих большой прочностью кустовых
стационарных одно-, трех- и четырехопорных оснований.
В полупогружных установках и стационарных основаниях
сконцентрировано большое число узлов и элементов металло конструкций. Опоры, пояса, подкосы выполняются из мини мального
числа элементов больших диаметров с толщиной сте нок до 52 мм (в
пределах контакта лед — воздух).
Для передвижных установок используют мощную якорную систему.
Стационарные установки в северных районах надежно крепят сваями,
которые забивают в грунт дна моря, что позво ляет выдерживать
ледовые и волновые нагрузки. Стоимость таких уста новок в 2 раза и
более превышает стоимость устано вок для морских районов с более
мягкими условиями. Месторождение эксплуатируют со стационарных
кустовых оснований примерно таких же конструкций, как и обычные
буровые основания. Трубопроводы прокладывают под водой с выходом
стояка внутрь мощной опоры основания и подсоединением его к опоре
на дне моря.
Для суровых арктических условий разработаны мощные ос нования
типа искусственных островов, которые крепятся мно жеством свай ко
дну моря. Стоимость таких сооружений до 40 млн. долл., т. е. в 3 раза и
более превышает стоимость оснований для районов с умеренным
климатом.
Водоотделяющая колонна, применяемая при бурении сква жины, в
этих случаях имеет повышенную прочность. Металло конструкции и
оборудование изготовляют из спокойной стали и специальных сталей,
предназначенных для работы в усло виях Крайнего Севера.
Стационарные основания монтируют в межледовый период. При
этом в районах с умеренным климатом и в северных рай онах большой
объем работ по монтажу оснований и бурового оборудования
выполняют на берегу в механизированных доках.
Основание изготовляют из двух транспортных частей: ниж ней—
собственно основания и верхней — платформы.
Сначала в море к месту установки доставляют основание, а затем на
нем с помощью кранов большой грузоподъемности монтируют
платформу с технологическим оборудованием и ком муникациями. Весь
комплекс вспомогательных сооружений, служебных и жилых
247
помещений также устанавливают на плат форме в готовом виде.
Как правило, конструкция кустовых оснований позволяет бурить
кусты из 12—48 скважин. В целях ускоренного бурения куста скважин
на основании монтируют две буровые уста новки, с помощью которых
одновременно ведут бурение.
В большинстве случаев все буровые установки имеют ди - зельэлектрический привод, что позволяет более компактно размещать
оборудование на основании.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные методы монтажа буровых установок.
2. Какие особенности надо учитывать при сооружении буровых в условиях Крайнего Севера?
3. Назовите характерные особенности строительства скважин в море.
ГЛАВА XI
МОНТАЖ БУРОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Производительное время буровой бригады в значительной степени
зависит от успешной работы механизмов, узлов и аг регатов установки.
В свою очередь бесперебойная работа агрегатов определяется
качеством их монтажа. Монтаж буровой установки должен выполняться
в строгом соответствии с монтажными установочными и узловыми
чертежами буровой установки.
Технический прогресс в буровой технике, создание новых буровых
установок
и
оборудования
способствуют
совершенст вованию
технологии сооружения буровых, снижению трудоем кости строительномонтажных работ.
§ 1. МОНТАЖ ВЫШЕК
Метод монтажа башенных вышек «сверху вниз»
Монтаж вышек методом «сверху вниз» ведут с помощью
подъемника Кершенбаума. Разработаны три конструкции та ких
подъемников: ПВК-1, ПВУ-35 и ПВ2-45.
Подъемник ПВК-1 (рис. 64) представляет собой простран ственную
конструкцию, состоящую из спаренных угловых труб ных стоек,
связанных между собой вверху и внизу поясами из труб. Для придания
конструкции жесткости стойки скреплены диагональными тягами. В
просвете спаренных стоек проходят концы двух параллельных траверс
из двутавровых балок № 36 (45). Траверсы опускаются и поднимаются
при помощи направляющих ползунов, которые связаны с талевой
оснасткой.
Талевая оснастка состоит из неподвижного и подвижного блоков и
каната. Поперек траверс уложены две трубы, на кон цах которых
наварены предохранительные реборды из прутко вого железа.
Поднимают и спускают траверсы и трубы при помощи лебедок В1 -М.
248
Допускается поднимать вышки тракто ром-подъемником.
В подъемнике ПВУ-35 в отличие от подъемника ПВК-1 нижние
талевые блоки встроены в несущую балку, а верхние блоки (кронблоки)
установлены над стойками, что позволило уменьшить высоту
подъемника на 900 мм. В связи с увеличе нием грузоподъемности
оснастка талевой системы принята 4Х Х4; улучшена конструкция
захвата для быстрой подвески и разъединения собранной части вышки,
увеличена поперечная жесткость несущих балок.
Подъемник ПВ2-45 аналогичен по конструкции подъемни кам ПВК-1
и ПВУ-35. В отличие от последних он имеет увели ченные размеры и
большую грузоподъемность.
Порядок сборки вышки следующий. На полу площадки со бирают в
узел детали верхнего пояса с хомутами и устанавливают скобы
диагональных тяг. Одновременно на полу собирают козлы. Затем на пол
площадки опускают одну из несущих труб, зацепляют хомутами или
крюками за поперечину козел и приподнимают их для сборки вместе с
секцией пояса. Затем при помощи однороликового блока, закрепленного
на попере-
чине козел, устанавливают подкронблочные балки, освобож дают
несущую трубу из-под поперечины козел, опускают обе несущие
трубы и зацепляют хомутами (крюками) за пояса со бранной секции.
Приподняв секцию, подвешивают на болтах или гибких под весках
249
ноги вышки и поднимают секцию на необходимую вы соту для
закрепления ног в стыковых хомутах. Одновременно крепят болтами
подкронблочные скобы и хомуты в стыках подкронблочного патрубка и
ног девятой секции. Скобы представляют собой замкнутую
прямоугольную рамку (размеры прямоугольника 270x130 мм),
изготовленную из полосового железа сечением 8X70 мм.
Для устройства подкронблочной площадки в скобы заводят два
бруса сечением 26x10 см таким образом, чтобы они выступали наружу
на 80 см. Брусья крепят к скобам гвоздями через отверстие в скобе.
После устройства подкронблочной площадки секцию подни мают
на необходимую высоту и на полу собирают в общий узел следующую
секцию. Опуская приподнятую секцию, нижние концы ног заводят в
хомуты и крепят болтами. После того как
250
соединение поднятой части вышки с девятой секцией закончено,
освобождают хомуты (крюки) от поясов верхней секции, опу скают
несущие трубы вместе с траверсами, зацепляют хо муты за пояса
девятой секции и опять приподнимают на необходи мую высоту, т. е.
повторяют процесс. В таком порядке соби рают все остальные секции.
Одновременно с подъемом вышки строят площадку второго
помощника бурильщика, переходные площадки, крепят лестн ицы. К
строительству площадки второго помощника бурильщика приступают
после сборки шестой секции вышки. Для этого на противоположных
поясах седьмой секции навешивают два крюка из круглого железа
диаметром 32—36 мм и длиной 2400 мм. На крюки устанавливают
круглые сосновые балки диаметром 150—200 мм и длиной 6500 мм,
затем поперек укладывают еще две такие балки. Все четыре балки
служат основанием для строительства площадки вто - рого помощника
бурильщика с люлькой и укрытием.
Монтаж вышек А-образного типа
Сборку А-образной вышки и ее оснащение производят в
горизонтальном положении. Перед монтажными работами
подготовляют рабочую площадку размером 30X60 м и располагают в
последовательности, соответствующей очередности. монтажных работ,
оборудование, механизмы и элементы вышки. Схема расположения
оборудования буровой установки БУ -2000БрЭ при первичном монтаже
на индустриальной базе приведена на рис. 65.
Под основание вышки готовят плотный фундамент, исклю чающий
просадку грунта. Отклонение правой и левой сторон вышечного блока
относительно горизонтальной плоскости до пускается не более чем на Г.
Вышку поднимают в вертикальное положение с помощью
механизма подъема вышки (МПВ), состоящего из стрелы и талевой
системы. Стрелу МПВ закрепляют в гнездах основания вышки.
Устанавливать стрелу на основание удобнее до начала сборки, так как
свободная площадка при этом дает возмож ность маневрировать крану
со стрелой, опустить стрелу в гнезда основания; кроме того, отпадает
необходимость в трудоемких операциях по затаскиванию стрелы в
гнезда основания с помощью ломов и т. д.
Стрелу механизма МПВ вместе с подкосами монтируют в
горизонтальном положении; после их подъема трактором-краном на
высоту 3—4 м подкосы оттягивают двумя тракторами до тех пор, пока
стрела не примет вертикальное положение. Горизонтальность
монтажной стрелы проверяют по уровню, так как в случае
неправильной установки ее при подъеме вышка может опрокинуться изза неодинакового распределения усилий на ноги. Стрелу монтируют
так, чтобы она располагалась строго по оси основания блока.
Подъем вышки — наиболее ответственная операция. По этому при
сборке ее на земле следует строго следить за пра вильностью и
последовательностью технологического процесса. Прежде всего на
площадке через каждые 10 м следует уложить восемь выкладок так,
чтобы на них могли расположиться обе ноги вышки. При помощи 5 тонного крана в проушины заранее установленного металличес кого
основания заводят нижние секции ног, которые закрепляют
специальными пальцами. Свободные концы секции опускают на
выкладки.
Следующие секции ног вышки в соответствии с заводской
маркировкой соединяют между собой при помощи специальных
быстросъемных замков. Для того чтобы не нарушалась строй ность ноги
вышки, следует соблюдать определенную последо вательность затяжки
замков. Горизонтальность ног не нарушится и не потребуете,я
выполнять дополнительные работы, если установленный нижний замок
сначала слегка затянуть, а после установки бокового и верхнего замков
окончательно затянуть болты на замках.
Собранные ноги вышки проверяют на горизонтальность (по верхней
секции). Необходимо, чтобы расстояние между цент рами обеих ног
было равно расстоянию между центрами отверстий в подкронблочных
рамах. Затем начинается монтаж кронблока.
При помощи 5-тонного крана кронблок приподнимают, и
подкронблочные балки заводят в проушины ноги секции с
последующим закреплением пальцами; аналогично заводят вторую
сторону кронблока в проушины следующей ноги.
После установки кронблока ноги вышки у подкронблочной
площадки скрепляют между собой двумя тягами и четырьмя
диагоналями. Для обеспечения центровки вышки выравнивают длину
диагоналей с помощью оттяжек.
Хорошо сцентрированная в горизонтальном положении вышка
почти не требует центровки после ее подъема.
Для центровки вышки на середине центральной фермы и по центру
ротора устанавливают две вехи. При помощи стяжек, которые имеются
на диагоналях, добиваются такого положе ния, чтобы средний ролик
252
кронблока был расположен в вертикальной плоскости, проходящей
через обе вехи.
После установки кронблока производят оснастку талевой системы.
Для этого бухту с талевым канатом устанавливают на специальные
металлические стойки, расположенные на расстоянии 3—5 м от левой
боковой фермы металлического осно вания. Талевый блок подвешивают
на край левой боковой фермы металлического основания. С талевого
блока и с кронблока снимают предохранительные щиты.
Чтобы талевый канат при оснастке не каса лся земли, предварительно между ногами вышки через 3—4 м укладывают доски
толщиной 40 мм.
Для протягивания ходового конца талевой системы необхо димо
применять трактор. Предварительную оснастку проводят 9 - или 12миллиметровым канатом, который после оконч ания работ заменяют
талевым.
Это
в
значительной
степени
облег чает
труд
вышкомонтажников и сокращает время оснастки.
При помощи трактора ходовой конец талевого каната с бухты
подтягивают к кронблоку и пропускают в левый край ний ролик
кронблока сверху вниз, затем протягивают до талевого блока и заводят
в крайний левый ролик снизу вверх. Эту операцию повторяют до тех
пор, пока не будет полностью вы полнена оснастка талевой системы
вышки. Ходовой конец талевого каната, сбегающий с крайнего правого
ролика кронблока, крепят к специальному приспособлению,
смонтированному на правой боковой ферме металлического основания.
Свободный конец талевого каната, который сбегает с левого ролика
кронблока, пропускают над балкой жесткости у балкона второго
помощника бурильщика и крепят к боковой ферме блока или к нижней
левой секции вышки.
Оснастку талевой системы вышки можно производить и в обратном
порядке. По окончании оснастки всю талевую си стему с талевым
блоком через каждые 3—4 м необходимо привязывать к левой ноге
вышки, чтобы она не мешала во время подъема.
При горизонтальном положении вышки устанавливают
253
также площадки для второго помощника бурильщика, ролики для
подвески машинных ключей, ролик на кронблоке для под вешивания
якорного каната, производят полное электроосна щение вышки.
Монтажники устанавливают канаты для подве шивания машинных
ключей, канат для ограничителя подъема талевого блока под кронблок
и для якоря. Буровой шланг прикрепляют к двум верхним секциям
стояка. Для этого его предварительно обвязывают по всей длине
канатом и крепят к стояку. Второй конец шланга подвязывают к ноге
вышки так, чтобы он не мешал во время подъема.
Полати второго помощника бурильщика монтируют одно временно
со сборкой вышки. Так как расстояние между ногами вышки и уровнем
земли недостаточно для выполнения монтажа, приходится рыть
траншею глубиной 1,5—2,0 м. При этом многие детали, узлы балкона и
его обшивку рабочие вынуждены крепить, находясь в траншее, в
неудобном положении.
На некоторых предприятиях полати второго помощника бу рильщика
монтируют отдельно, а после подъема вышки при помощи
вспомогательного ролика кронблока их поднимают и устанавливают.
Этот способ менее трудоемкий, но опасный из -за необходимости вести
монтажные работы на большой высоте.
Полати второго помощника бурильщика можно также мон тировать
следующим образом. Собранную в горизонтальном по ложении вышку
приподнимают монтажной стрелой на высоту, обеспечивающую
свободный монтаж полатей, с помощью специальных подпорок
оставляют в таком положении до конца монтажа. Талевая система
монтажной стрелы при этом остается в натянутом состоянии на тормозе
лебедки. Этот способ более безопасен и рационален, но требует
применения специальных козел (опор) и правильной их установки в
местах жесткости, чтобы не вызвать деформации и искривления ног
вышки.
После сооружения балкона на его противоположной сто роне
устанавливают и надежно крепят к ногам вышки балку жесткости. На
балконе монтируют комплект ограждений, кото рый затем обтягивают
брезентом для укрытия второго помощ ника бурильщика от непогоды.
Установка вышки в вертикальное положение является наи более
ответственной операцией независимо от того, производят ее при
помощи механизмов буровой установки или тракто рами.
До подъема вышки должно быть обкатано и тщательно про верено
механическое и силовое оборудование, опробованы ме ханизмы буровой
установки
на
холостом
ходу
и
устранены
обнаруженные
неисправности. Особое внимание следует обратить на регулировку
тормоза лебедки, который должен срабаты вать при возможно меньшем
ходе тормозной рукоятки. Необхо димо также проверить надежность
крепления канатов оснастки стрелы и вышки, смазку роликов, талевой
системы и всех трущихся частей. Подъемные канаты, закрепленные на
левой и правой частях и заведенные в канавки монтажной стрелы,
должны иметь строго одинаковую рабочую длину во избежа ние
перекоса стрелы и вышки.
Особое внимание уделяют пневматическому управлению ус тановки.
Проверяют ее безотказность в работе, правильность монтажа,
254
возможность аварийной остановки. Перед подъемом вышки еще раз
проверяют надежность крепления к ее ногам всех восьми оттяжек.
Натяжными винтами устраняют зазор между башмаками для
крепления подкоса и направляющими балками и прове ряют надежность
крепления их к боковым фермам основания. Затем контролируют
правильность оснастки талевой системы подъемной стрелы и
надежность крепления всех ее узлов.
Подъемные канаты вышки укладывают на боковые ролики у
верхнего блока стрелы. Ходовой конец талевой системы стрелы крепят
к барабану лебедки или пропускают сверху вниз через барабан и крепят
к трактору-тягачу.
Для страховки при подъеме вышки к шарнирам верхних секций
крепят два каната, нижние концы которых присоеди няют к тракторам,
расположенным по продольной оси буровой, на расстоянии 60 —80 м от
устья скважины.
Поднимают вышку в безветренную погоду, при хорошей ви димости
и отсутствии дождя на первой скорости лебедки или трактора.
Сначала приподнимают стрелу (рис. 66), проверяют пра вильность ее
сборки, оснастку, горизонтальность основания и положение оси
относительно оси вышки, а также длину подъ емных канатов.
Полностью подготовленную к подъему вышку плавно приподнимают на
2—3 м от земли. При тщательно заторможенной системе еще раз
проверяют все узлы крепления вышки и стрелы, а затем вышку
медленно и плавно поднимают.
Приподнятую над землей вышку выдерживают в течение 5 мин.
Пробное натяжение производят несколько раз, что позволяет
полностью убедиться в правильности и надежности всех механизмов и
узлов.
Вышку поднимают плавно, без рывков, остановок во время подъема
и резкого торможения. Постоянно ведут наблюдение за слабиной
страховых канатов, закрепленных за тракторами, свободным движением
вышки, стрелой подъема, движением подкосов и трактора, к которому
прикреплены передние оттяжки.
После того как вышка примет вертикальное положение, ее
центрируют в плоскости продольной оси приемного моста ре -
гулировкой ходовых винтов опор подкоса, а в плоскости ног
регулировкой диагональных связей, расположенных под крон - блоком.
—
Механизация вышкомонтажных работ
Для механизации вышкомонтажных работ необходимы сле дующие
механизмы, машины и инструменты.
1. Подъемники ПВК.-1 или ПВ2-45 для сборки металлических вышек
высотой 41 и 53 м. В целях сокращения времени на сборке и разборке
подъемник заранее собирают и устанав255
ливают на металлические салазки. На место сборки вышки подъемник
следует доставлять в собранном виде.
256
Для расширения фронта работ и возможного перекрытия во времени
одних работ другими собирать вышку нужно на расстоянии 50 —70 м от
центра буровой с последующим передвижением ее на место установки.
Место сборки вышки должно быть предусмотрено в рациональной
схеме расположения оборудования и материалов. Детали вышки
следует сгружать вблизи места сборки и обязательно разложить по
спецификации. Это позволит ускорить сборку и сократить общий срок
сооружения буровой. Поэтому на рабочей площадке необходимо
разместить трассу передвижения собранной вышки и не загро мождать
ее оборудованием и материалами.
Для ускорения сборки трубчатых вышек реком ендуется применять
специальные приспособления. Для установки поясов ис пользуют
приспособление, состоящее из двух стальных тросов (на каждый пояс)
длиной по 5 м со спиральными крючками (рис. 67). Пояса собираемой
секции предварительно укладывают у внутренних граней вышки и
укрепляют тросами за нижние пояса собранной части вышки. При
подъеме собранной вышки одновременно поднимают и пояса. После
этого их соединяют с хомутами секции и крепят. Применение такого
приспособления значительно облегчает работы.
Несущие трубы подъемника в большинстве случаев соеди няют с
поясами собранной части вышки специальными стро пами из стального
троса. Однако изготовить все четыре стропа строго одинаковой длины
трудно. Разница в длине стропов вы зывает перекос вышки при подъеме.
Ликвидируют перекос подкладыванием досок между трубами и
стропами, что небезопасно при проведении работ и занимает много
времени.
Для соединения несущих труб с поясами вышки целесооб разно
применять хомуты (рис. 68), которые служат как для сборки, т ак и для
разборки вышки ВМ-41. Хомут состоит из цепи (роторная двухрядная,
32 звена) и замка. Детали замка (обойма и вкладыш), изготовленные из
листовой стали, соединяют с концами цепи через щечки и пальцы этой
цепи.
Цепь хомута перебрасывают через несущую трубу подъемника.
Чтобы цепь не порвалась при подъеме, ее привязывают проволокой
толщиной 6 мм к низу трубы, не снимают до конца монтажа и только
передвигают в процессе работы.
1. Прицепной кран КП-25 для установки тяжелого бурового
оборудования вместо затаскивания его тракторами-тягачами (буровой
лебедки, буровых насосов, насосных электродвигате лей, агрегата
форсированного бурения с двумя электродвига телями и т. п.).
2. Подъемный кран грузоподъемностью 5 т (на автомашине ЗИЛ),
которым можно устанавливать на место станции управ -
ления, электродвигатели подъемные РВНО, вибрационное сито, глиномешалку
и т. д.
4. Автоэскаватор (на автомашине ЗИЛ) с ковшом вместимостью 0,25 м3
для рытья амбаров под глинистый раствор и воду, траншей для прокладки
кабеля, а также для погрузки песка и камня на самосвалы.
5. Пневматическая лопатка для рытья траншей и котлованов под ноги
вышки и ленточные фундаменты.
6. Автобур-столбостав для рытья ям и установки в них столбов для
силовой и световой линий, стоек каркасов с,араев и оттяжек.
7. Электрорубанок для обработки лесопиломатериалов.
8. Электродрель с набором сверл по дереву для просверливания отверстий
в брусьях и бревнах под болты и шпильки.
9. Автомешалка для приготовления бетона.
10. Передвижная электростанция мощностью 40—50 кВт для питания
электролебедок подъемника Кершенбаума, электродре-
7 Заказ № 2683
9
леи и для освещения (при отсутствий подведенной электроэнергии) .
11. Домкраты гидравлические грузоподъемностью 100 и 25 т.
12. Электросварочный агрегат АСБ-300.
13. Комплект газосварочного инструмента.
14. Электроключи или пневмоключи для механизации свинчивания и
развинчивания болтовых соединений.
15. Набор ручного слесарного и плотничного инструментов.
Для сокращения объема плотничных работ при сооружении
буровой необходимо, чтобы отдельные деревянные детали и конструкции
вышки и привышечных сооружений заранее заготовляли в плотничной
мастерской и в готовом виде доставляли на строительную площадку для
сборки. Заранее следует заготовить обрезные и строганые доски для полов,
деревянные щиты для обшивки стен вышки и сараев, строганые перила для
лестниц, маршевые деревянные лестницы, полностью изготовленные
лестничные площадки, трапы, деревянные детали балкона второго помощника
бурильщика, шланговую площадку, полотна приемных ворот вышки, двери со
стойками для сараев, деревянные ограждения о перилами, стропила и прогоны
для сараев и т. д.
В целях сокращения электромонтажных работ при сооружении буровой
необходимо, чтобы отдельные детали и узлы электрооборудования и
осветительной сети заранее изготовляли в электромастерской и в готовом для
сборки виде доставляли к месту монтажа. Так, заранее должны быть
заготовлены и проверены кабели нужной длины, концы их разделаны, напаяны
наконечники, изготовлены концевые воронки и муфты, залитые кабельной
массой, и т. п.
Сократить слесарные и сварочные работы можно за счет сборки
трубопроводов при помощи заранее изготовленных в механических мастерских
быстроразъемных деталей. Эти детали должны быть проверены и опрессованы
на необходимое давление и только после этого доставлены к месту сборки.
В настоящее время при сооружении буровых используют два типа
соединений: плоские и сферические.
Плоские быстроразъемные соединения
применяют для стыков ферм оснований.
Плоское соединение (рис. 69) состоит из двух
патрубков 1 и 4 с коническими буртиками,
стяжного шарнирного хомута 3 и прокладки 2.
Время
монтажа
быстроразъемного
соединения по сравнению со сварным
уменьшается в 10 раз. Широкое внедрение этих
соединений позволяет
уменьшать число рабочих, занятых на выполнении данных работ.
Все болты в мастерской проверяют, рас хаживают, смазывают и
складывают по размерам в специальные ящики и только после этого
доставляют к месту монтажа. Все задвижки также проверяют в
мастерской на необходимое давление и до ставляют на место
проведения монтажных работ.
Для ускорения бетонных работ рекомендуется использовать
разборно-переставные опалубки, механизированные бето номешалки,
ускорители схватывания и затвердения цемента в зимних условиях. Для
уменьшения объема бетонных работ при сооружении буровой
применяют блочные бутобетонные, армированные или изготовленные
из отработанных старых бурильных труб передвижные фундаменты
(козлы) под лебедку, редуктор АФБ, ноги вышки и др. Блочные
фундаменты необходимо изготовлять в централизованном порядке и в
готовом виде доставлять к месту сооружен ия буровой. Помимо экономии строительных материалов это дает возможность значи тельно
ускорить вышкомонтажные работы.
В целях экономии лесоматериалов и ускорения работ при
строительстве приемного моста буровой (при отсутствии метал лических
оснований) можно рекомендовать вместо деревянных стоек устраивать
с помощью бульдозера земляную насыпь, на которой сооружать мостки.
Для сокращения времени монтажа буровой рекомендуется
организовать работу вышкомонтажной бригады по оператив ному или
сетевому графику, учитывающему правильную расстановку рабочей
силы по звеньям с максимально возможным перекрытием во времени
одних работ другими.
Закрепление вышки оттяжками
Оттяжки применяют для удержания буровой вышки от воз можного
опрокидывания под действием возникающи х горизонтальных нагрузок.
Для вышек башенного типа оттяжки распо лагают в плоскости
диагонали башни, мачтового типа —■ в плоскости диагонали квадрата,
центром которого является ось скважины (две стороны квадрата,
перпендикулярных к оси приемных мостков).
Вышки 2ВБ53—300 (В1—300—53) закрепляют четырьмя ярусами
оттяжек диаметром 25 мм, вышки ВМ -41 и В200-41 — тремя ярусами.
В восточных районах страны при строительстве буровых вышки ВМ 41М крепят к якорям четырьмя оттяжками из ка ната диаметром 25 или
28 мм. Для крепления вышек БУ-2000БрЭ и БУ-2000БрД используют
восемь (рис. 70,а), а для БУ-2500БрД — четыре оттяжки диаметром не
менее 15,5 мм (рис. 70, б).
7*
259
Детали оттяжек поставляют заводы-изготовители в комплекте деталей и
узлов вышек.
Из якорей наиболее широко применяют зарытое в землю горизонтальное
бревно или накат бревен. Рассчитывают такой якорь по схемам (рис. 71) и
формуле
где М — масса грунта; р — плотность грунта; Т — сила трения (коэффициент
трения дерева по грунту f i = 0,5, коэффициент трения дерева по дереву /2 = 0,4);
N 2 — вертикальная составляющая усилия Q ; К — коэффициент запаса для
вертикальных сил (для якорей без щита К ^ З , со щитом Для якоря без щита
(рис. 71, а)
На промыслах Татарии якоря для крепления оттяжек изго товляют из бурильных труб диаметром 102 мм. Для того чтобы
петля оттяжек не работала на срез, на расстоянии 100 мм от
верхнего конца врезают патрубок диаметром 51 мм, за который
зацепляют петлю. Якорь закапывают в шурф диаметром 0,5 м и
глубиной 1,5 м.
В грунтах II категории применяют стопорные якоря, изго товленные из стального проката диаметром 32 и 52 мм на соснокомпрессорной трубы. Длина стопорного якоря 1,5 м; диа метр
стопора 300 мм. Винт-шнек изготовляют из листовой стали
толщиной 10 мм и приваривают к прутку с двух сторон.
Монтируют оттяжки в следующем порядке: хомуты с коушами
устанавливают на ногах вышки в пе риод монтажа ее секций;
на коуши надевают стальные канаты и закрепляют сжи мами;
на пальцах якорей устанавливают стяжные рамки; натягивают
канат оттяжки, свисающий с хомута; для этого канат оттяжки
перехватывают вспомогательным тросом выше места соединения
каната с коушем стяжной рамки и натяги вают при помощи лебедки
трактора или талей; конец натянутого каната пропускают через
верхний коуш стяжной рамки и закрепляют зажимами; винты
стяжной рамки при этом должны быть полностью выдвинуты;
окончательно натягивают канат оттяжки при помощи стяж ной
рамки.
§ 2. МОНТАЖ УЗЛОВ ТАЛЕВОЙ СИСТЕМЫ
Талевая система буровой установки состоит из кронблока,
монтируемого на подкронблочных балках верхнего основания
вышки, талевого блока, связанного с кронблоком канатной
оснасткой, и грузоподъемного крюка, соединенного с талевым
блоком.
Монтаж талевой системы начинают с подъема кронблока на
верхнее основание вышки.
Кронблок при монтаже вышки подъемником Кершенбаума
261
поднимают вместе с вышкой. При строительстве вышки при помощи
шагающих стрел для подъема кронблока используют лебедку на
тяговом канате, который пропущен через одноро ликовый блок,
подвешенный к козлам вышки.
Перед подъемом кронблока на вышку должны быть прове рены:
легкость вращения блоков; легкость откидывания кожу хов и
отсутствие в них погнутости; надежность крепления все х соединений,
особенно вспомогательного и тартального блоков; наличие шплинтов,
контргаек, винтов и проволоки, а также смазки во всех подшипниках.
На вышке кронблок должен быть выверен по уровню, сцент рирован и прикреплен к подкронблочным балкам. Креплени е
выполняют хомутами из прутка диаметром 33 мм, швеллерами и
гайками МЗО или крючьями из прутка диаметром 30 мм, планками и
гайками МЗО. Так как размеры подкронблочных балок непостоянные,
размеры хомутов определяют по месту при монтаже. Рама кронблока
может крепиться непосредственно к подкронблочным балкам
болтами. Для удобства подъема кронблока на вершине вышки
устанавливают козлы, к которым подвешивают монтажный блок.
Один конец троса прикрепляют к кронблоку, а второй через блок на
вершине вышки и отводной блок у основания протягивают к лебедке.
В буровых установках типа Уралмаш 3000, имеющих А-образные
вышки, кронблок крепят к подкронблочным балкам в то время, когда
вышка находится в горизонтальном положении (перед подъ емом
вышки). При этом выполняют все перечисленные выше требования.
Крюкоблок поставляют в собранном виде. Он не требует при вводе
в эксплуатацию выверки, установки и крепления. Для его монтажа
целесообразно использовать лебедку буровой установки. Крюкоблок
подвешивают сразу после окончания монтажа вышки и лебедки.
Перед оснасткой талевого блока необ ходимо проверить легкость
вращения блоков, легкость откиды вания кожухов и отсутствие в них
погнутости, надежность всех соединений и наличие смазки в
роликоподшипниках.
Замеченные
неисправности
устраняют.
Необходимо также осмотреть нижнюю серьгу, щеки и другие части.
При обнаружении дефектов (например, трещин) талевый блок должен
быть заменен.
После монтажа кронблока приступают к оснастке талевой
системы. В зависимости от нагрузок талевой системы во время
бурения, устанавливают необходимое число рабочих струн в ос настке
и диаметр талевого каната.
По числу струн в оснастке и высоте вышки определяют мак симально необходимую длину каната для оснащения талей
262
Выбор числа струн оснастки должен обеспечивать коэффи циент
запаса не менее 3.
При оснастке и смене талевого каната бухту с новым ка натом
должны устанавливать в конце мостков с правой стороны на свободно
вращающейся горизонтальной оси, параллельной оси кронблока.
Талевый блок подвешивают при помощи сталь ного каната диаметром
17—19 мм над ротором так, чтобы перетягиваемый канат не терся о
борта роликов или щит талевого каната.
Перед сращиванием отработанного и нового канатов с обоих
концов следует предусмотреть тугую перевязку из мяг кой проволоки
(10—15 витков) для предотвращения нарушения свивки обоих
канатов. Соединять отработанный канат с новым рекомендуется при
помощи вертлюжного захвата.
При сматывании нового каната с барабана нельзя допу стить его
провисания. В случае образования петли на канате ее необходи мо
немедленно сбросить, так как затягивание петли в «жучок» приводит
к порче каната. Для правильной укладки каната особенно важно
обеспечить плотную намотку первого ряда.
Оснастку талевой системы производят с таким расчетом, чтобы
при нижнем положении элеватора на барабане лебедки в первом ряду
навивки не хватало двух-трех витков. Навивка последних витков
первого ряда под нагрузкой уплотняет весь первый ряд и уменьшает
случаи прорезания верхних витков в нижние.
Неподвижный конец талевого каната крепят к специальному
барабану. Изношенный канат сматывают на деревянный барабан.
Концы каната перевязывают мягкой проволокой.
§ 3. МОНТАЖ ЛЕБЕДКИ
В буровых установках Уралмаш ЗД-76, Уралмаш 4Э-76, Уралмаш 3000БД и
Уралмаш 3000БЭ лебедки устанавливают на отметке пела рабочей площади и
крепят к балкам металлоконструкций основания.
В буровых установках Уралмаш 4000, Уралмаш 5000 и Уралмаш 200
предусмотрено расположение лебедок ниже пола основания на балках
металлоконструкций лебедочного основания.
В буровых установках Уралмаш 300 и Уралмаш 15000 лебедки располагают
ниже пола рабочей площадки основания на балках, забетонированных в
фундамент спуско-подъемного агрегата.
Лебедку размещают в соответствии с заданными в чертежах координатами,
центр ротора служит центром будущей скважины, относительно которого
выверяют продольную и поперечную оси барабана лебедки. Продольная ось
барабана должна быть параллельной оси шкива кронблока, на который идет
подвижная ветвь талевого каната, а поперечная ось барабана перпендикулярна к
этой оси и смещена на величину, заданную в чертежах.
Правильная установка лебедки обеспечивает нормальную ее эксплуатацию и
предупреждает повышенный износ талевого каната. Лебедка должна быть
выверена по уровню в двух направлениях с точностью 0,5—0,8 мм на 1 м и
надежно укреплена на балках металлоконструкций основания лебедочного блока
или на фундаментных балках.
В буровых установках Уралмаш ЗД-76, Уралмаш 4Э-76, Уралмаш 3000БД и
Уралмаш 3000БЭ при выверке лебедок по высоте следует учесть, что приводная
цепь ротора, всегда имеющая некоторое провисание, не должна задевать балки
рамы лебедки и основания.
Чтобы упростить и облегчить перевозку, погрузку, разгрузку, монтаж и
подъем, с буровой лебедки перед отправкой к заказчику снимают некоторые
узлы. Например, в лебедках У2-5-5 и У2-2-11 снимают гидравлический тормоз,
холодильник гидротормоза, фрикционную катушку (только в У2-5-5).
,(После размещения и крепления лебедки устанавливают гидротормоз,
проверяют его центровку и крепление, приваривают кронштейны под
холодильник, ставят его и соединяют с гидравлическим тормозом и
водопроводом.
Теперь можно подключать пульт бурильщика, подсоединять все шланги
управления и надевать цепи на передачи.
При выверке соосности центровки валов барабана и гидравлического тормоза
торцевое и радиальное биения не должны превышать 0,5—0,8 мм. Соосность
выверяют по показаниям стрелок, укрепленных на валу лебедки и
гидравлического тормоза, а регулируют прокладками, помещаемыми под
стойки j корпуса гидравлического тормоза.
Плохая центровка приводит к быстрому разрушению коренных
подшипников, раскачиванию и сдвигу гидравлического тормоза; во
избежание этого гидротормоз скрепляют с рамой коническими штифтами.
После затяжки штифтов центровку проверяют вторично. Затем включают
подвижную полумуфту, сближают рабочие поверхности кулачков до
соприкосновения и проверяют зазоры между всеми рабочими кулачками.
Допустимое неприлегание плоскостей трех кулачков — 0,25 мм.
Фрикционная катушка комплектно собрана на втулке, поэтому монтаж
сводится к надеванию ее на катушечный вал лебедки. Далее проверяют
возможность совместного и раздельного вращения барабана и тормозного
шкива катушки, отсутствие вытекания масла из уплотнений. После этого
начинают монтировать тормозные ленты, рукоятку управления и кронштейн
для их закрепления.
Длину тормозных лент необходимо отрегулировать таким образом,
чтобы при заторможенном барабане катушки грузовые рычаги находились в
горизонтальном положении, а штанга касалась упора. В это же время
проверяют радиальный зазор между рабочей лентой и тормозным шкивом,
264
который в данном положении равен 1,5 мм и регулируется стяжками
тормозных лент.
Если на поверхность тормозных лент попало смазочное масло, то их
следует снять и тщательно обезжирить. В противном случае включение
катушки потребует больших усилий, и она не удержит на весу расчетный
груз. Подобные трудности также могут возникнуть при неправильных
регулировке рабочей ленты и положении противовеса.
После установки противовеса для обратного хода катушки проверяют
свободное вращение ее в расторможенном состоянии. Невозможность
обратного хода может быть вызвана только заеданием вращающихся
деталей вне или внутри катушки. Если при снятых тормозах катушка не
будет легко вращаться от руки, следует ее демонтировать и обследовать в
мастерской.
В обязанности монтажников входят проверка, регулировка, обследование
и опробование тормозов после монтажа.
Холодильники гидротормозов присылают, как правило, отдельно.
Лебедки типа ЛБУ-1100 и ЛБУ-1700 поступают на монтаж двумя
агрегатами — лебедочным блоком и коробкой скоростей.
В первую очередь выверяют и крепят лебедочный блок. Затем по
установленной лебедке выверяют по звездочкам тихий и быстрый ходы
цепных передач коробки скоростей, надевают и
с помощью винтовых растяжек, находящихся между рамами лебедки
и коробки скоростей, натягивают цепи. Раму надежно крепят к
балкам металлоконструкции лебедочного блока. В масляные ванны
цепных передач заливают масло, налаживают и включают масляный
насос, регулируют системы смазки и заправки всех смазочных точек.
Далее устанавливают приводной редуктор и центрируют его вал с
приводным валом коробки скоростей.
После выполнения основных работ по монтажу лебедки вы веряют
соосность валов лебедки и тормозной м ашины, а также соосность
промежуточного вала привода «тихой» скорости ти хоходного вала
редуктора РП и промежуточного вала коробки скоростей. Способ и
последовательность выверки валов анало гична применяемым при
монтаже лебедки У2-5-5.
После выверки и крепления лебедок У2-5-5 и У2-2-11 приводную
звездочку цепной передачи привода ротора соединяют с приводной
звездочкой ротора, при этом также производят контрольную выверку
соосности вала трансмиссии ротора и приводного вала редуктора
лебедки. Торцевое биение не должно превышать 0,5—0,8 мм.
В буровых установках Уралмаш 4000, Уралмаш 5000ДГУ и
Уралмаш 200ДГ-1У для привода ротора применяют специаль ный
агрегат — трансмиссию привода ротора, который устанав ливают на
одной высотной отметке с лебедкой по координата м, заданным в
проектной документации, выверяют по звездочкам цепной передачи
приводного блока лебедки и приводного вала трансмиссии ротора и
закрепляют на балках металлоконструкции лебедочного блока.
Параллельное смещение плоскостей звездочек цепной передачи
допускается в пределах 0,8— 1 мм на 1 м.
265
Агрегат привода ротора, состоящий из двух конических ре дукторов, соединенных карданным валом, выверяют также по
горизонтальной плоскости. Чтобы установить карданный вал с
наименьшими отклонениями и обеспечить наиболее благоприятные
условия для работы шарнирных соединений, параллель ное смещение
не должно превышать 0,5 мм на 1 м.
Одновременно с основными монтажными работами прове ряют
герметичность
воздушных
коммуникаций,
крепление
и
подсоединение электрических проводов к приборам, агрегатам,
пультам управления и т. д. Только после этого опробуют ра боту
лебедки на всех скоростях без нагрузки (холостой ход) и проверяют
все
блокировки,
работу
основного
(гидравлического
или
электрического) и вспомогательного ленто чных тормозов.
/Регулировка ленточного тормоза лебедок заключается прежде всего
в регулировке лент. При опускании рукоятки в положение
«заторможено» (наклон к вертикали не более чем на 80°) все колодки
тормозных лент должны равномерно, без
перекосов, Плотно прилегать к тормозным шкивам барабана, i
Допустимое смещение лент от середины тормозных шкивов равно
2—4 мм. Балансир тормоза должен быть строго горизонтальным, а
зазоры между гайками и нижней кромкой листа рамы лебедки — в
пределах 15—20 мм. Длину лент регулируют гайками.
j
При подъеме рукоятки в положение «расторможено» (на клон к
вертикали под углом 10°) между колодками и тормозными шкивами
должен образоваться равномерный зазор, равный 1,5 —2 мм при
новых колодках и до 9 мм — при изношенных. Регулировать этот
зазор можно поворотом рычага на i 30—45°. Неравномерность зазора
по окружности шкива устраяют пружинами оттяжек; если это не
помогает, значит, погнуты ленты.
В лебедках У2-5-5 после регулировки лент проверяют на тяжение тросика между краном (тормозным) машиниста и ко ленчатым валом и регулируют работу крана (в лебедках пер вых
выпусков).
При повороте колпачка на тормозном рычаге давление 1 в
пневматическом цилиндре должно быть 0,5 —0,45 МПа. Настройку
проверяют по манометру на пульте бурильщика.
Хорошо отрегулированный тормоз должен быть легким и
надежным в управлении. Все его трущиеся части следует тща тельно покрывать густой смазкой, остерегаясь при этом попа дания
ее на тормозные шкивы и фрикционные катушки. При поворотах
коленчатого
вала
тормоза
необходимо
следить,
чтобы
шарикоподшипники не были зажаты, так как это может вы звать их
поломку.
При регулировке ленточного тормоза в лебедках типа ЛБУ 1100, ЛБУ-1700, У2-300, ЛБУ-3000, учитывая, что лебедки
монтируют под основанием и рычаг управления вынесен на пол
основания, следует тщательно проверить шарнирные соеди нения
вертикальной тормозной тяги с рычагами, укрепленными на
266
тормозном коленчатом валу и валу рукоятки тормоза, а также
срабатывание стопорного и аварийного привода лен точного
тормоза.
При соединении блока тормозной рукоятки с блоком крана
машиниста следят, чтобы стык петли троса был примерно на
середине расстояния между ними.
Стопорный тормоз регулируют перемещением груза. Длину
ленты стопорного тормоза можно корректировать вращением гаек.
У правильно отрегулированного стопорного тормоза гру зовой
рычаг при зафиксированной рукоятке находится в гори зонтальном
положении.
При монтаже лебедок У2-300 и ЛБУ-3000 следует обратить
внимание на выверку соосности промежуточных валов с валами
электродвигателей и валом барабана лебедки. Радиальное и
торцевое биения допустимы в пределах 0,5 —0,8 мм. Выверяя
соосность промежуточного вала и вала электродвигателя, сле дует
между мотором и рамой разместить металлические про кладки
толщиной 4—6 мм, чтобы обеспечить возможность ре гулировки
соосности при эксплуатации агрегата. Болтовые соединения следует
надежно закрепить.
Лебедки ЛБУ-3000 и У2-300 вследствие больших габаритных
размеров и массы поступают с завода в разобранном виде (лебедка,
рамы
под
приводные
электродвигатели
и
приводные
электродвигатели). Лебедку устанавливают на фундаментные балки,
выверяют относительно центра ротора по координатам, заданным в
проектной документации, и крепят, так как ходо вой конец каната
старается оторвать лебедку от фундамента, а ведущие звенья —
сдвинуть ее в горизонтальной плоскости. Затем на этих же
фундаментных балках размещают рамы, к которым крепят приводные
электродвигатели.
Маркировка полумуфт для консолей промежуточных валов, валов
электродвигателей, а также трансмиссионных валов обя зательно
должна совпадать; в противном случае не все рези новые валики
можно будет установить в цилиндрические расточки эластичной
муфты и она не сможет передать расчетный момент кручения.
§ 4. МОНТАЖ РОТОРА
Ротор устанавливают на подроторные балки и центрируют
относительно центра вышки, приводной звездочки в буровых
установках, имеющих цепной привод ротора (Уралмаш ЗД-76,
Уралмаш 4Э-76, Уралмаш 3000БД, Уралмаш 3000БЭ), про дольной оси
приводного вала электродвигателя в буровых уста новках с приводом
через карданный вал (Уралмаш 5000Э, Уралмаш 200Э -1У) или
продольной оси верхнего редуктора (ко нического) в буровых
установках также с приводом через карданный вал (Уралмаш 4000,
Уралмаш 5000ДГУ, Уралмаш 200ДГ-1У).
Центровку производят горизонтальными упорными болтами,
267
ввинченными в кронштейны, приваренные к подроторным бал кам.
Расстояние (в вертикальном направлении) от торца кондуктора,
установленного в устье скважины, до нижней плоско сти ротора
должно быть не менее 400 мм, чтобы исключить подтекание раствора
под ротор. Горизонтальное положение ро тора проверяют в двух
направлениях по уровню с точностью 1 мм на 1 м.
При монтаже ротора необходимо, чтобы приводная и ведо мая
звездочки цепной передачи находились в одной плоскости.
Допускается параллельное смещение плоскостей звездочек не более
0,8—1 мм. Вертикальная ось приводного вала верхнего редуктора
ротора должна совпадать с вертикальной осью вала нижнего редуктора
ротора. Допустимое отклонение из условия обеспечения длительной
работы карданной передачи равно 3—4°.
Собирая редукторы привода ротора, следует проверять на личие в
них масла. Приводные цепи и шарниры карданных ва лов необходимо
хорошо смазать. Эти требования надо соблю дать и для карданной
передачи между приводным редуктором и ротором.
При монтаже ротора буровых установок Уралмаш 300 и Уралмаш
15000 с отдельным приводом от электродвигателя через двойную
цепную передачу следует отцентрировать вал электродвигателя с
трансмиссионным валом, установленным на специальной балке под
полом основания, а также выверить цепные передачи, соединяющие
трансмиссионный вал с промежуточным и промежуточный — с
ротором. Затем закрывают передачи и карданные валы защитными
кожухами.
§ 5. МОНТАЖ СИЛОВЫХ ПРИВОДОВ
Монтаж привода буровой установки Уралмаш ЗД-76
Привод буровой установки Уралмаш ЗД-76 состоит из силовых
агрегатов двух- и трехдизельных блоков, которые крепят анкерными
болтами к рамам и балкам, установленным на пред варительно
выверенные металлические основания или бетонный фундамент.
Рамы и балки должны быть размещены в строгом соответ ствии с
заданными размерами с точностью по отношению к центру вышки до
±50 мм, а также выверены по уровню в продольном и поперечном
направлениях с точностью до 1 мм на 1 м. Выверка силовых агрегатов
на фундаментных рамах с помощью прокладок, помещаемых между
фундаментными рамами и рамами силовых агрегатов, недопустима.
При использовании бетонного фундамента фундаментные рамы и
балки следует устанавливать на металлические под кладки с обеих
сторон каждого анкерного болта. При этом между плоскостью
фундамента и нижними плоскостями рам и балок необходимо
выдерживать зазор 50—60 мм. Фундаментные рамы и балки после
выверки закрепляют анкерными болтами и заливают быстро
схватывающимся цементным раство ром. Работы на фундаментных
рамах запрещаются до полного схватывания цемента.
После установки и крепления на фундаментных рамах и балках
монтируют силовые агрегаты.
268
Перед выверкой силовых агрегатов необходимо предвари тельно
надеть на шкивы трансмиссий клиновые ремни. Каждый комплект
ремней, связанный в один пакет, следует надевать на совместно
работающие шкивы, так как при отправке заказчику ремни подбирают
по длине в соответствии с заданными техническими условиями.
Наибольшая разница размеров в комплекте для ремней длиной 5600
мм допускается не более 10 мм, а для ремней длиной 10 000 мм — не
более 15 мм.
Для надевания ремней необходимо снять муфты ПМ -500,
подготовить под шкивы выкладку из деревянных брусьев с кли ньями
или подставить домкраты, вынуть конические штифты, отсоединить
корпуса коренных подшипников от стоек и при по мощи клиньев или
домкратов поднять трансмиссию на высоту, обеспечивающую заводку
клиновых ремней.
Силовые агрегаты трехдизельного блока выверяют по ле бедке,
выверенной и укрепленной в заданных координатах. Сна чала
выверяют силовой агрегат с коробкой скоростей, при этом ось
ведомого вала коробки скоростей, передающего четыре «тихих»
скорости, и вал-шестерня редуктора лебедки должны находиться на
одной оси. Допустимое смещение осей валов 5 мм. Все силовые
агрегаты должны быть установлены по уровню с точностью 1 мм на 1
м.
Так как расстояние между осями приводной шестерни редуктора
лебедки и осью трансмиссии V скорости равно 612 мм, а расстояние
между осями ведомых валов коробки скоростей, передающих «тихие»
и быструю скорости, 600 мм, несоосность в горизонтальной плоскости
осей ведомого вала коробки скоростей, передающего V скорость, и
осью трансмиссии V скорости должна быть 12 мм. Это можно
объяснить тем, что на «тихих» скоростях производят и бурение и
спуско-подъем, а следовательно, передаются большие нагрузки.
Точная выверка осей ведомого вала коробки скоростей и
приводного вала шестерни редуктора лебедки создает благо приятные
условия для работы нагруженного карданного вала и удлиняет срок
службы.
Силовые агрегаты привода лебедки и буровых насосов должны
быть установлены таким образом, чтобы выполнялись следующие
условия:
1) оси ручьев клиноременных шкивов трансмиссии и буро вых
насосов должны находиться в одной плоскости, допуска ется
параллельное смещение не более 2 мм;
2) оси трансмиссионных валов силовых агрегатов и буро вых
насосов должны быть параллельны, отклонения допускаются не более
1 мм на 1 м длины;
3) необходимо обеспечить нормальный предварительный натяг
клиновых ремней.
При невыполнении этих условий ремни будут сбегать со своих
ручьев, иметь неравномерный натяг, б ыстро изнаши
269
ваться и создавать осевые нагрузки на подшипники трансмис сионных валов.
При длительной эксплуатации клиноременной передачи воз можно
удлинение ремней вследствие их вытягивания. Поэтому размещать
раму двухшкивного силового агрегата следует бл иже к насосу, так
как с помощью стяжек, расположенных между рамами силовых
агрегатов, можно восстановить натяжение ремня и ликвидировать
удлинение.
Натяжение характеризуется прогибом, который при нор мальном
натяжении новых ремней длиной 10 000—12 000 мм равен 130—140
мм, длиной 5600 мм — 65—75 мм. Натяжение ремней контролируют с
помощью подвешенного на середине прогиба груза массой 10 кг и
линейки, установленной на шкиве.
После монтажа все клиноременные и цепные передачи, карданные
валы и вращающиеся части необходимо закрыть защитными
кожухами. Одновременно нужно собирать воздуш ные коммуникации,
водопроводы и масляные системы смазки коробки скоростей и
редуктора лебедки, масляные и топливные емкости, трубопроводы
топливоподачи с соответствующей аппаратурой.
Все трубопроводы должны быть проложены в привышечном
сооружении с таким расчетом, чтобы они не выступали над уровнем
пола и не мешали обслуживающему персоналу. Если трубопроводы
прокладывают непосредственно по полу, то их следует закрыть
защитными кожухами, щитами, настилами и т. д.
Каждый выхлопной коллектор дизеля должен быть соеди нен с
отдельной выхлопной трубой, выходящей из помещения в сторону
преобладающего
направления
ветра,
чтобы
предо хранить
обслуживающий персонал от воздействия выхлопных газо в. Высота
выхлопной трубы от пола должна быть не ме нее 2—2,2 м с уклоном в
сторону выхлопа. В местах прохода выхлопных труб через обшивку
сарая, согласно противопожарным требованиям, должна быть
разделка из несгораемого материала. Трубы должны быть
оборудованы искрогасителями, вес их не должен передаваться на
выхлопные коллекторы дизелей.
Подготовку системы смазки, опробование готовности ее к
эксплуатации, монтаж, наладку и регулировку системы ди станционного управления топливными насосами дизелей необ ходимо
выполнять
в
строгом
соответствии
с
рекомендациями,
разработанными заводом-поставщиком.
Монтаж привода буровых установок Уралмаш 4Э -76,
Уралмаш ЗОООБД и Уралмаш 3000БЭ
Все приведенные выше рекомендации по установке, выверке и
креплению привода буровой установки Уралмаш ЗД-76 полностью
распространяются и на монтаж приводов буровых уста новок Уралмаш
ЗОООБД, Уралмаш 4Э-76 и Уралмаш 3000БЭ. Разница состоит в том,
что в буровой установке Уралмаш ЗОООБД устанавливают силовой
агрегат с цепной коробкой скоростей, а также второй двухшкивный
агрегат (силовой). Привод соединяют с лебедкой цепной передачей,
что требует особого внимания при монтаже и выверке силовых
агрегатов.
Силовой агрегат с цепной коробкой скоростей размещают так,
чтобы приводная звездочка цепной коробки скоростей и ведомая
звездочка трансмиссионного вала лебедки лежали в одной плоскости.
Допустимое параллельное смещение одной звездочки относительно
другой 1 мм.
Соблюдение параллельности звездочек в заданных преде лах и
исключение провисания цепи обязательны, так как в про тивном
случае при работе лебедки возникнут рывки, которые неизбежно
приведут к порыву цепи, нарушению крепления ле бедки и даже
выходу их из строя. Слабое натяжение может привести к
проскакиванию цепи на звездочках и заеданию о раму лебедки.
Непараллельность звездочек вызывает рас - шплинтовку и даже разрыв
цепи.
Монтаж привода буровой установки Уралмаш 4Э -76 сводится к
размещению и выверке привода лебедки, коробки ско ростей и
установке карданных валов (как в буровой установке Уралмаш ЗД-76),
а в буровой установке Уралмаш 3000БЭ — к выверке цепной коробки
скоростей (приводной звездочки) по звездочке на трансмиссионном
валу лебедки.
Дизель-генераторные установки должны быть смонтиро ваны на
отдельном фундаменте или металлическом основании, выверены по
уровню с точностью 0,5 мм на 1 м и надежно за креплены. Топливо к
дизелям
генераторных
установок
подво дится
от
общей
топливоподающей линии основных дизелей.
Монтаж привода буровых установок Уралмаш 5000ДГУ,
Уралмаш 4000БГУ и Уралмаш 2000ДГ-1У
Монтаж группового привода буровой установки Уралмаш
4000ДГУ следует начинать с выверки в горизонтальном поло жении
металлоконструкций основания энергетического блока и соединения
его с лебедочным блоком. На балки выверенного и укрепле нного
(если это определяется типом буровой уста новки) основания
устанавливают силовые агрегаты, суммирующий цепной редуктор и
редуктор привода лебедки.
Далее выверяют соосность валов силовых агрегатов с при водными
валами суммирующего цепного редуктора, а также валов редуктора
привода лебедки с приводным валом коробки скоростей лебедки и с
трансмиссионным
валом
суммирующего
редуктора.
Сначала
центрируют приводные валы лебедки и ко робки скоростей, при этом
допустимое радиальное и торцевое биения должны бы ть в пределах
0,5—0,8
мм.
Затем
валы
приводного
редуктора
и
гидротрансформатора силовых агрегатов центрируют с валами
суммирующего редуктора таким образом, чтобы угол отклонения оси
карданных валов не превышал 3°.
После выверки и крепления силовых агрегатов и суммирующего
редуктора приступают к установке, регулировке, креп лению и выверке
привода буровых насосов и компрессорной станции. При монтаже
271
приводного редуктора лебедки и сум мирующего редуктора следует
проверять наличие смазки.
Параллельно с монтажом основных агрегатов собирают также
дизель-электрические
агрегаты,
компрессорную
станцию
с
электроприводом, агрегаты осушки воздуха, воздухосбор ники,
электропроводки, воздухопроводы и т. д.
Монтаж группового привода буровой установки Уралмаш 5000ДГУ
аналогичен рассмотренному, а сборка буровой уста новки Уралмаш
200ДГ-1У отличается тем, что на нулевой от метке необходимо
смонтировать силовой агрегат с приводной станцией третьего
бурового насоса.
Монтаж привода буровых установок Уралмаш 4000ЭУ,
Уралмаш 5000ЭУ и Уралмаш 2009-IV
Монтаж привода буровой установки Уралмаш 4000ЭУ сво дится к
монтажу электропривода лебедки и буровых насосов. Привод лебедки,
состоящий из приводного агрегата (электро двигатель и индукционная
магнитная муфта, смонтированные на одной раме) и цепного
редуктора
привода
лебедки,
устанав ливают
на
балки
металлоконструкции энергетического блока, заранее выверенного и
скрепленного с лебедочным блоком.
Выверку агрегатов привода лебедки начинают с центровки вала
цепного редуктора с приводным валом коробки скоростей лебедки и
ведут в двух направлениях — радиальном и торцевом; допустимые
отклонения должны быть в пределах 0,5— 0,8 мм. Затем приводной
агрегат выверяют относительно редук тора с таким расчетом, чтобы
угол отклонения оси карданного вала, соединяющего вал
индукционной магнитной муфты с приводным валом, не превышал 3—
6°.
Монтаж и выверка привода лебедки буровых установок Уралмаш
5000ЭУ и Уралмаш 200Э-1У аналогичны рассмотренным. Отличие
состоит в том, что относительно приводного вала цепного редуктора
выверяют привод лебедки и спаривающий
272
редуктор, а относительно приводного вала спариваю щего редуктора— два приводных агрегата. При выверке этих агрегатов
необходимо следить, чтобы угол отклонения карданных валов также
не превышал 3—6°. При монтаже цепных редукторов и приводных
агрегатов необходимо проверять наличие смазки в подшипниках и
исправность шестеренных насосов, подающих масло для смазки
цепных передач.
Монтаж привода буровых установок Уралмаш 300ДЭ, Уралмаш
300Э и Уралмаш 15000
У буровых установок Уралмаш 300ДЭ, Уралмаш 300Э и Уралмаш
15000 привод ротора, лебедки и буровых насосов о существляется от
электродвигателей
постоянного
тока.
Источ ником
энергии
(постоянный ток) в буровых установках Урал маш 300ДЭ служат
дизель-электрические агрегаты постоянного тока, а для привода
вспомогательных механизмов используются дизель -электрические
агрегаты переменного тока.
Буровые установки Уралмаш 300Э и Уралмаш 15000 полу чают
энергию (переменный ток) от электроподстанций. На бу ровой с
помощью
машинного
преобразователя
переменный
ток
преобразовывается в постоянный и служит для питания при водных
электродвигателей ротора, лебедки и буровых насосов, установленных
в специальных блоках.
Дизель-электрические агрегаты или машинные преобразо ватели
монтируют в электрическом блоке, лебедки и ротор — в вышечнолебедочном, буровые насосы — в насосном.
Таким образом, монтаж привода буровых установок Урал маш
300ДЭ, Уралмаш 300Э и Уралмаш 15 000 сводится к мон тажу дизельэлектрических агрегатов, машинных преобразова телей, привода
лебедки, ротора и буровых насосов.
Валы приводных электродвигателей лебедки со единяются с
промежуточным валом эластичной муфтой, образуя единую
конструкцию лебедки, монтаж которой рассмотрен выше.
Электродвигатель привода ротора устанавливают на балку
основания и соединяют также с трансмиссией ротора эластич ной
муфтой.
Монтаж привода бурового насоса
Привод насосов в буровых установках Уралмаш ЗД -76 и Уралмаш
3000БЭ осуществляется от двухшкивных силовых аг регатов трех- и
двухдизельного блоков через клиноременную передачу. Клиновые
ремни в трехдизельном блоке натягивают с помощью нат яжного
ролика, а в двухдизельном блоке — перемещением двух- и
одношкивного
силовых
агрегатов
с
помощью
растяжек,
установленных между их рамами.
Буровые установки Уралмаш. 4000ДГУ, Уралмаш 5000ДГУ и
Уралмаш 200ДГ-1У работают от приводной станции, которую
устанавливают на балки основания насосного блока Или на
фундаментные балки как можно ближе к насосу. Угол откло нения оси
карданного вала, соединяющего приводную транс миссию (насосную)
суммирующего редуктора с валом привод ной станции, от оси вала
приводного шкива не должен превышать 7°, чтобы обеспечивать
необходимое натяжение ремней в процессе эксплуатации. Для
натяжения ремней раму приводной станции соединяют с винтовым
устройством.
Привод буровых насосов в буровых установках Уралмаш 4000ЭУ,
Уралмаш 5000ЭУ, Уралмаш 300Э, Уралмаш 300ДЭ, и Уралмаш 15
000, работающих от электродвигателей, монти руют следующим
образом.
Приводную станцию буровых насосов устанавливают на балки
основания насосного блока или фундаментные балки в ближнее к
насосу положение. Из упругой муфты вынимают резиновые валики,
по консоли трансмиссионного вала центри руют вал электродвигателя,
выверяют его и надежно крепят к раме привода.
Затем снимают трансмиссию, надевают ремни и подшипники
трансмиссии фиксируют на стойках рамы коническим и штифтами.
После этого в упругую муфту вставляют резиновые ва лики и с
помощью винтового натяжного устройства, соединен ного с рамой
приводной электростанции, натягивают ремни клиноременной
передачи.
Допустимое отклонение длины ремней из одного комплекта
должно быть не более 15 мм.
При натяжении ремней и креплении приводной станции не обходимо проверять параллельность вращения валов (допусти мое
отклонение 1 мм на 1 м длины), соосность канавок шкивов
(допустимое отклонение 2 мм на 1 м длины межцентрового
расстояния), натяжение ремней (допустимый прогиб при на грузке 180
Н, приложенной в середине пролета, 55 —56 мм).
Монтаж приводных станций буровых насосов буровых уста новок
Уралмаш 4Э-76, Уралмаш 3000БЭ и Уралмаш 2003-IV аналогичен
рассмотренному. Отличие состоит в том, что после центровки вала
электродвигателя и трансмиссионного вала к шинно -пневматическим
муфтам подводят сжатый воздух.
§ 6. МОНТАЖ ДИЗЕЛЬ-ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ
И МАШИННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Дизель-электрические агрегаты постоянного тока монтируют в три
этапа.
На первом этапе агрегат устанавливают на балки, забетони рованные в фундамент, выверяют по уровню в двух направле ниях и
надежно крепят.
На втором этапе монтируют остальные системы (топливо - подачу,
смазку, охлаждение, выхлоп, запуск дизеля, пульты управления и т.
д.), обеспечивающие нормальную эксплуатацию агрегата. Выверять и
крепить дизель-электрический агрегат необходимо в строгом
соответствии с требованиями инструкции завода -изготовителя на
монтаж.
274
В начале монтажа следует убедиться, что фундамент под дизельэлектрический агрегат выполнен в соответствии с тех ническими
условиями на строительство фундамента (глубина заложения, объем,
армирование металлом, крепление заклад ных балок к фундаменту
анкерными болтами, крепление агре гата к фундаментным балкам и т.
д.), разработанными заводами— изготовителями дизель-электрических
агрегатов. Невыполнение этих технических условий может вызвать
повышенную вибрацию агрегатов, при которой их эксплуатация не до пускается.
На третьем этапе высококвалифицированные специалисты электрики монтируют и налаживают электрические коммуни кации.
Монтаж дизель-электрических агрегатов и машинных преоб разователей постоянного тока, наладку и пуск их в эксплуа тацию
рекомендуется выполнять под наблюдением представителя заводаизготовителя.
§ 7. МОНТАЖ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
И СИСТЕМЫ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ
Монтаж пневматического управления следует поручать наи более
квалифицированным слесарям, знающим конструкцию и технологию
наладки пневматических аппаратов буровой установки. Краны,
вертлюжки, клапаны-разрядники рекомендуется разбирать только в
условиях мастерской на специально отве денном для этого чистом
верстаке, защищенном от попадания грязи, пыли, песка и т. д.
Персонал, ведущий разборку и ре гулировку пневматических
аппаратов, должен иметь чистые обтирочные материалы, особо
чистую смазку и промывочные жидкости. При выполнении монтажных
работ необходимо руководствоваться монтажными чертежами и
выполнять следующие указания.
1. При установке компрессора важно следить за правиль ным
направлением вращения коленчатого вала компрессора — по часовой
стрелке, если смотреть со стороны контрпривода. Устанавливать
компрессор для работы в обратном направлении недопустимо.
2. Компрессорные станции с- контрприводом следует монтировать на фундаментных балках и крепить к ним болтами, ком прессорные станции с электроприводом — на специальном фундаменте и использовать для крепления фундаментные болты.
Компрессор необходимо устанавливать по уровню. Отклонение от
горизонтальной плоскости в продольном и поперечном направлениях
не должно превышать 1 мм на 1 м.
3. Канавки шкива контрпривода компрессора и шкива на
трансмиссии силового агрегата должны лежать в одной плос кости.
Для этого оси трансмиссионного вала силового агрегата и
контрпривода компрессора должны быть параллельны. От клонения
допускаются не свыше 1 мм на 1 м длины.
4. Трубопровод от компрессоров к воздушным резервуарам
должен иметь наибольший наклон в сторону резервуаров для стока
конденсата и масла. В этом трубопроводе недопустимы вставки из
275
резиновых шлангов, так как выходящий из компрес сора горячий
воздух быстро выводит их из строя. На трубо проводе устанавливают
обратный клапан, отключающий баллон от компрессора при
остановке последнего.
5. Перед опробованием компрессора на ходу необходимо
произвести пробные включения шинно -пневматической муфты;
провернуть контрпривод вручную и убедиться в том, что нет заедания
или пережима подшипников; проверить уровень масла в картере
компрессора; смочить маслом сетку фильтра компрессора; спустить
через спускной краник конденсат и масло из холодильника
компрессора.
6. При опробовании компрессора первые 10 —15 мин необходимо
работать без нагрузки и лишь при отсутствии ненор мального нагрева,
стука или шума перекрыть выпускной вентиль на воздушных
резервуарах, поднять давление в системе и настроить регулятор
давления.
Воздухосборник устанавливают вне помещения буровой, но таким
образом, чтобы его вентили, перекрывающие воздухопро воды,
находились внутри укрытия. Во избежание случайных толчков и
повреждений вокруг воздухосборника сооружают ме таллическое
ограждение и воздухосборник закрывают навесом, чтобы он не
подвергался непосредственному воздействию сол нечных лучей.
Если по климатическим условиям возможно замерзание влаги в
аппарате пневматического управления, то необходимо, чтобы
температура воздуха, окружающего баллон, была нес колько ниже
температуры воздуха в помещении буровой. Раз ность температур
способствует выделению влаги в резервуаре и понижает конденсацию
паров в аппаратуре управления, так как вода выделяется из воздуха
там, где он более охлажден. Поэтому полезно обдувание баллона
ветром.
Манометр резервуара помещен на трубке, выведенной в бу ровую.
Он должен быть защищен от действия солнечных л учей, ветра,
хорошо освещен и расположен так, чтобы его пока зания были
отчетливо видны обслуживающему персоналу. Ци ферблат манометра
следует устанавливать в вертикальной плоскости. Шкала манометра
должна быть выбрана такой,
Чтобы стрелка в рабочем положении находилась в средней трети
шкалы, а на циферблате нанесена красная черта макси мального
давления. Между манометром и баллоном не разре шается ставить
запорные вентили.
В соответствии с Правилами устройства, установки и осви детельствования сосудов, работающих под давлением, мано метры
должны быть проверены и опломбированы представите лями местных
органов Государственного комитета СССР по стандартам.
Применение манометров не допускается в случаях, когда от сутствует пломба, просрочен срок его проверки, стрелка манометра
при его отключении не возвращается к упорному штифту или при
отсутствии давления отклоняется от нулевого показа теля на
величину, превышающую половину допустимой погреш ности для
276
данного манометра.
Предохранительный клапан должен быть отрегулирован на
давление, на 15 % превышающее максимальное, застопорен про волокой и запломбирован.
Воздушный резервуар — сосуд высокого давления и до пуска в
эксплуатацию подлежит обязательной регистрации в Государ ственной
инспекции по техническому освиде тельствованию сосудов. Вместе с
заявлением о регистрации воздушного резерву ара должна быть
представлена шнуровая книга, а также пас порт (в двух экземплярах),
высылаемый с документацией резервуара заводом-изготовителем.
При монтаже двухбаллонных резервуаров, бывших ранее в
употреблении, необходимо снять трубку, соединяющую их с
фланцами, и осмотреть с переносной лампой внутреннюю по верхность резервуаров, на которой не должно быть следов зна чительного окисления. Если на стенках много ржавчины, ее удаляю т
проволочной щеткой на длинной ручке и окрашивают внутреннюю
поверхность, наливая краску при заглушенных отверстиях. Такую
очистку
проводят
и
при
использовании
одно баллонных
воздухосборников.
Воздушный резервуар присоединяют к воздухопроводу та ким
образом, чтобы воздух, поступающий из компрессора, про шел через
один из резервуаров или первую полость однобал лонного резервуара,
по соединительной трубе попал во второй резервуар (вторую полость)
и лишь затем вышел в магистраль воздухопровода. При этом
вследствие охлаждения и резкого изменения скорости движения
воздуха в резервуарах конденсируется влага и выпадают частицы
пыли, грязи и капельки масла из компрессора.
При монтаже нового бурового оборудования необходимо
проверить соосность валов, соединяемых шинно-пневматическими
муфтами, и если необходимо, дополнительно выверить их положение.
Монтаж воздухопроводов рекомендуется проводить после того, как
установлены, окончательно выверены и закреплены основные
агрегаты. В условиях скоростного монтажа основны х агрегатов и
воздухопроводов принимают специальные меры, чтобы избежать
повреждения деталей системы пневматического управления. Главные
требования
при
монтаже
воздухопрово дов—
герметичность
(воздухонепроницаемость)
и
надежность
всех
соединений.
Герметичность воздушных магистралей уменьшает расход воздуха,
сокращает продолжительность необходимой работы компрессора,
повышает его долговечность. При герметичной воздушной системе
муфты работают всегда при нормальном давлении, не нагреваются и
не выходят из строя.
Все части системы пневматического управления должны быть
защищены от случайных ударов, толчков (например, при ходьбе
персонала) и падения тяжелых предметов. Трубы и ру кава,
пересекающие проходы и рабочие площадки, закрывают досками или
металлическими щитами. В тех местах, где рукава проходят через
вырезы в рамах или около кромок других эле ментов, их защищают,
обматывая, например, изоляционной лен той в несколько слоев.
277
Все трубы, резинотканевые рукава и другие элементы воз духопроводов перед установкой на место необходимо тщательно
продуть. Оставленные в воздухопроводе деревянные пробки, концы
тряпок, куски изоляционной ленты приводят к наруше нию
пневматической системы и могут быть причиной тяжелых аварий при
бурении.
Внутреннюю поверхность стальных труб, поступающих с буровой
установкой, на заводе-изготовителе очищают от окалины, ржавчины
травлением с последующей консервацией. Если не обходимо
установить в воздухопровод дополнительный отрезок стальной трубы,
то он должен подвергнуться обстукивани ю и продувке, внутреннюю
поверхность следует тщательно очистить от окалины и ржавчины.
Очищенную трубу во избежание ржавчины смазывают изнутри
маслом.
Все резьбовые соединения собирают на сурике. Необходимо
контролировать длину завинчивания концов труб, ш туцеров и
ниппелей в муфты. Небрежные соединения, выполненные при
недостаточном количестве резьбы, быстро нарушаются и слу жат
причиной повреждения воздушной системы.
Для монтажа труб, соединяющих компрессоры с воздуш ными
резервуарами,
фланцы
поставляют
неприваренными.
После
окончательной установки агрегатов и уточнения длины этих труб
фланцы приваривают по месту. Во всех фланцевых соединениях
ставят картонные прокладки и следят за равномер ной затяжкой
болтов.
На концы резинотканевых рукавов перед надеван ием на трубки для
облегчения посадки рекомендуется нанести изнутри сухой порошок
талька. Употреблять вместо талька нефтяные масла категорически
запрещается, так как они разъедают шланги.
При обжиме рукавов хомутиками необходимо следить за тем,
чтобы концы их плотно не сходились, так как при этом шланг не будет
надежно зажат. В таких случаях снимают хо мутик, обматывают конец
рукава изоляционной лентой в несколько слоев и вновь накладывают
хомутик.
При сжатии в компрессоре воздух нагревается, постепенно ост ывая
в напорном воздухопроводе и воздушных резервуарах. Учитывая это,
не разрешается устанавливать резиноткане вые рукава на участке от
компрессора до воздушных баллонов, даже если при монтаже
приходится менять размещение агре гатов или длину элементов
трубопровода. При интенсивной работе компрессора рукава могут
перегреться и крепление зажимными хомутиками станет ненадежным.
Воздухопровод на этом участке следует соединять при помощи
фланцев.
Обратные клапаны, установленные после компрессора, мон тируют
в вертикальном положении так, чтобы стрелка, отлитая на корпусе
клапана, была направлена от компрессора (по нап равлению движения
воздуха). Трубопровод от компрессора к воз духосборнику должен
иметь небольшой уклон в сторону резер вуара для стока конденсата и
масла. Нельзя допускать значительного провисания рукавов, так как
278
они могут лопнуть при замерзании сконденсировавшейся влаги.
Трубы воздухопровода крепят к полу и стенам буровой хомутиками,
прижимными планками и др. Трубы устанавливают плотно, без
шатания. Не следует прибегать к подгибанию труб при креплении к
полу или стенам. Приварка или прихватка труб электросваркой к
рамам или другим элементам недопустима.
Испытывают пневматическое управление сжатым воздухом.
Поэтому к пуску и испытанию подготавливают в первую очередь
систему воздухоснабжения и, в частности, компрессорные станции.
При дизельном приводе буровой установки к пуску прежде всего
готовят дизель-генератор и компрессор с электро приводом.
Перед пуском электрокомпрессора проверяют направлени е
вращения электродвигателя. Двигатель должен вращаться про тив
часовой стрелки, если смотреть со стороны компрессора. До
опробования компрессора необходимо выполнять все указа ния,
приведенные ранее.
Если система воздухоснабжения и предохранительный кла пан на
воздухосборнике работают нормально, приступают к про верке
герметичности
трубопроводов,
аппаратуры
пневматиче ского
управления и правильности их функционирования. Эту проверку
проводят при неподвижных механизмах.
Пневматическая система буровой устано вки (краны, трубойроводы, сосуды) после монтажа должна опрессовываться воздухом на
давление, равное 1,25 от рабочего, но не менее чем на 0,3 МПа выше
него. Результаты испытания оформляются актом. В местах соединения
труб при обмыливании не должно быть пузырей. Сжатый воздух при
дизельном
приводе
подают
компрессорной
станцией
с
электроприводом. Неплотности, за меченные при опробовании, должны
быть обязательно устранены. При опробовании воздушной системы
необходимо проверить действие всех кранов в каждом положении их
рукояток и убедиться, что они в соответствии с пневматической
схемой правильно и без задержек включают и выключают шинные
муфты.
Необходимо также проверить исправность и нормальное действие
пневматического цилиндра, всех вентилей, клапанов (в том числе и
обратных,
предохранительного,
клапанов -разрядников),
крана
машиниста, манометра и спускных кранов.
Убедиться в нормальной работе муфт и правильности при соединения клапанных кранов к воздухопроводам можно не посредственным наблюдением за сжатием и разжатием баллона
муфты или закладкой между колодками муфты и обхватывае мым ею
шкивом тонкой пластинки. При выключении муфты пластинку
вытащить нельзя.
Подача сжатого воздуха в муфту при отсутствии в ней шкива
недопустима, так как может привести к разрушению баллона.
После проверки пневматической системы при неподвижных
агрегатах приступают к испытанию пневматической системы на
холостом ходу, а затем и под нагрузкой.
При опробовании установки на ходу необходимо проверить
279
исправность действия и, если нужно, дополнительно отрегули ровать
аппаратуру автоматического управления компрессором, проверить
исправность действия и отсутствие нагрева вертлюж ков, произвести
восемь-десять включений каждой шинной муфты на холостом ходу.
При пробных включениях с поверхности колодок стирают
случайные наплывы бакелита, снижающие коэффициент трения и,
следовательно, величину передаваемого муфтой крутящего момента.
Необходимо проверить также работу пневматического ци линдра
тормоза лебедки и легкость управления им.
Опробование действия кранов конечного выключателя про водят
поочередно на всех скоростях, начиная с низших, сначала на
небольшой высоте, при этом краны выключают вруч ную. Затем, если
выбег крюка не превышает на высшей ско рости 6 м, проверяют
действие противозатаскивателя с натянутым тросиком.
Дальнейшие испытания пневматического управления под на грузкой проводят совместно со всеми агрегатами буровой ус - тановки.
При
этом
обращают
внимание
на
температуру
шинно пневматических муфт и вертлюжков. Муфты при нормальном режиме
работы не должны нагреваться. Нагрев вертлюжков свыше 50 —60 °С
недопустим.
§ 8. МОНТАЖ БУРОВЫХ НАСОСОВ
На буровой установке обычно монтируют два насоса. Для
бурения глубоких скважин монтируют три насоса и более. Ко личество насосов, входящих в комплект буровой установки,
определяется необходимой для промывки скважины и привода
забойного двигателя гидравлической мощностью. Монтаж на сосов на
буровой сводится к установке их на подготовленной площадке.
Насосы, как правило, устанавливают на балки металлических
оснований. Однако возможно использовать и деревянные брусья,
уложенные в грунт на расстоянии 500 мм друг от друга. Ввиду
значительной массы насоса нет необходимости в спе циальном
фундаменте или креплении насоса к балкам или брусьям.
Насос устанавливают горизонтально по уровню как по длине, так
и по ширине. Емкости с раствором рекомендуется размещать так,
чтобы уровень жидкости в них был выше оси цилиндров насоса. В
противном случае коэффициент наполне ния насоса уменьшается и
снижается подача. На конце всасывающей трубы устанавливают
фильтр, а если уровень раствора ниже осей цилиндров, то и обратный
клапан. Диаметр всасывающей трубы должен быть не менее диаметра
отверстия приемной коробки, т. е. 250 мм, а длина (для уменьшения
гидравлического сопротивления) небольшой с минимальным числом
изгибов; при установке труба должна иметь уклон от насоса к чану.
Для промывки штоков к насосам от водопровода подводят трубу
диаметром 19 мм.
Только после установки и крепления насосов, выверки па раллельности
трансмиссионного
насоса
относительно
вала
трансмиссии приводного агрегата, выверки параллельности осей
валов и совпадения плоскостей ведущего шкива привода и ве домого
шкива на насосе можно начинать монтаж трубопроводов высокого
280
давления, подсоединение насоса к компенсаторам и соединение
емкостей с буровыми насосами.
Клиновые ремни следует подбирать одинаковой длины. От клонение по длине отдельных ремней в комплекте свыше 25 мм не
допускается. Клиноременная передача должна быть надежно закрыта
предохранительным кожухом.
Сливное отверстие предохранительного клапана необходимо
надежно соединить с трубой и отвести ее в емкость с раствором.
Гидравлическую обвязку насосов производят согласно про
281
екту в такой последовательности. Вначале укладывают прием ные
трубопроводы. Конец приемного трубопровода, опущенный в емкость
для промывочной жидкости, оборудуют обратным кла паном,
препятствующим сливу жидкости из насоса и трубопровода во время
остановки, и защитной сеткой (фильтром), пре дохраняющей обратный
клапан и клапан насоса от засорения посторонними предметами.
Несколько насосов в одной буровой установке обычно мон тируют
по параллельной схеме нагнетания, что позво ляет увеличить
количество перекачивающей жидкости без изменения напора.
В зависимости от типа применяемой буровой установки и
технологии бурения скважины используют различные схемы монтажа
нагнетательных и всасывающих трубопроводов. Иногда требуется
вводить в общую схему дополнительные агрегаты, механизмы и
сооружения. В соответствии с этим выбирают ра циональную схему
обвязки нагнетательных и всасывающих ли ний (трубопроводов).
Монтаж буровых насосов должен отвечать следующим тре бованиям:
1. Нагнетательные линии буровых насосов необходимо под вергать гидравлическому испытанию на полуторакратное мак симальное рабочее давление, предусмотренное геолого -техниче- ским
нарядом скважины. Испытания проводят перед пуском в эксплуатацию
насосов, а также после каждого ремонта обвязки. Результаты
испытания оформляют актом.
Испытание нагнетательных линий буровыми насосами запре щается.
2. На нагнетательных линиях буровых насосов следует уста навливать задвижки, отключающие выкид насоса во время его ремонта
от общей нагнетательной линии. Если в обвязке буро вых насосов не
установлены такие задвижки или предусматри ваются запорнораспределительные устройства (обратные клапаны), то перед
ремонтом любого насоса давление в обвязке необходимо снизить до
атмосферного.
3. Пусковые задвижки буровых насосов должны иметь ди станционное управление. Пуск в ход насосов при закрытых пусковых
задвижках запрещается.
4. На каждом буровом насосе должно быть смонтировано
предохранительное устройство заводского изготовления на но минальное (рабочее) давление в соответствии с инструкцией по
эксплуатации.
Установку и проверку состояния предохранительных уст ройств
регистрируют в журналах технического состояния обору дования.
5. Предохранительные пластины необходимо устанавливать в
специальном устройстве, исключающем перекос пластины и
обеспечивающем постоянное омывание ее промывочной жид костью.
Это устройство должно монтироваться в обвязке насоса до места
установки задвижки или фильтра и иметь сливную трубу, через
которую при разрыве предохраните льной пластины промывочная
жидкость сбрасывается в приемную емкость. Сливную трубу следует
прокладывать прямолинейно и надежно закреплять.
282
В районах Крайнего Севера и приравненных к нему мест ностях
необходимо предусмотреть обогрев предохранительного устройства в
зимнее время.
6. На нагнетательной линии бурового насоса должен быть
установлен манометр, смонтированный на предохранительном
устройстве, гасящем колебания стрелки прибора и исключаю щем
засорение его промывочной жидкостью.
Если два или более насоса работают в одну нагнетательную
линию, разрешается устанавливать для них в насосном поме щении
один общий манометр.
7. Для обслуживания бурового насоса вокруг него должен быть
устроен пол с желобами для отвода жидкости.
8. На буровых насосах или на нагнета тельных линиях от них
необходимо установить компенсаторы давления.
Рабочее давление компенсатора по паспорту должно быть не менее
максимального рабочего давления, создаваемого на сосом.
Запрещается использовать компенсаторы, имеющие неров ную
поверхность (вмятины, выступы, наружные трещины, за платы, косо
приваренные фланцы).
9. Воздушно-гидравлические компенсаторы, устанавливае мые
отдельно на фундаментах или насосах, должны дополни тельно
крепиться оттяжками, соединяемыми с компенсатором при помощи
хомутов.
Запрещается приваривать к корпусу компенсатора какие - либо
устройства для крепления оттяжек.
10. Запрещается эксплуатация буровых насосов, оборудован ных
пневмокомпенсаторами с предварительным сжатием, при давлении в
компенсаторах ниже установленного паспортом.
11. При наполнении пневматических компенсаторов возду хом или
инертным газом должны быть приняты меры, исклю чающие
возможность попадани-я в полость компенсаторов масел и других
горючих веществ. Перед разработкой компенсато ров из них
необходимо выпустить воздух или газ и давление в компенсаторе
снизить до атмосферного. При извлечении ре зинового элемента
(виккеля) следует пользоваться приспособ лением конструкции
ВНИИТБ.
12. Пневматические компенсаторы должны иметь:
а) приспособление для проверки давления с жатия;
б) предохранительный колпак над вентилем для закачки и спуска
воздуха.
13. Задвижки с невыдвижными шпинделями на выкидных линиях
буровых насосов должны иметь указатели «Закрыто», «Открыто».
§ 9. МОНТАЖ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИНДИКАТОРОВ
ВЕСА И ДАВЛЕНИЯ
Гидравлические индикаторы веса и давления доставляют на
буровую в разобранном виде. Монтаж осуществляется в сле дующем
порядке (рис. 72). В двух отделениях специального шкафа 1 монтируют
все приборы. В верхнем отделении устанав ливают рабочий манометр 2
и показывающий прибор 3 со встроенным верньером, в нижнем —
самопишущий прибор 4 , служа-
284
щий для записи массы бурильного инструмента и давления в
нагнетательной линии, бачок 5 для жидкости, ручной насос 6 для
заполнения гидравлической системы жидкостью, запорные вентили и
трубопроводы с арматурой.
Шкаф с приборами подвешивают на две стойки, врытые в землю и
не связанные ни с полом, ни с обшивкой буровой, на высоте 2,5 —3,0
м.
Датчик веса 9 (трансформатор) прикрепляют к неподвиж ному
концу талевого каната на высоте 2,5—3,0 м. В месте, выбранном для
крепления датчика веса, канат не должен иметь следов износа,
разорванных проволок.
На патрубке 12, вваренном на высоте 2 м от пола буровой в стояк, с
помощью резьбы М20 крепят датчик давления 11 в нагнетательной
линии (разделитель).
Затем соединяют датчик веса через гибкий дюритовый шланг 8
длиной 350—400 мм и датчик давления с помощью медных трубок с
приборами, смонтированными в шкафу. При сборке гидравлического
индикатора веса и давления во всех соединениях необходимо
прокладывать кожаные шайбы.
После этого всю систему заполняют жидкостью и проверяют ее
герметичность. При заполнении системы жидкостью бачок 5 на 3 Д
высоты заливают пресной водой, а в зимнее время во избежание
замерзания — водным раствором денатурированного этилового спирта
или глицерина.
При открытом воздушном ниппеле 7 датчика веса и откры том
запорном вентиле жидкость плавно, без рывков закачивают насосом 6
в систему при давлении не более 15—20 делений по показывающему
прибору. После появления жидкости в воздуш ном ниппеле
продолжают качать еще 8—10 мин. Для облегчения удаления воздуха
из системы при ее заполнении рекомендуется слегка постукивать по
трубкам до прекращения выделения пузырьков воздуха из выходящей
жидкости. Затем, слегка отвинчивая накидные гайки у показывающего
и самопишущего приборов, спускают из системы 1 —2 см 3 жидкости и
снова их подвинчивают. Если по истечении 8 —10 мин из воздушного
ниппеля вместе с жидкостью все еще будет поступать воздух, на качивание приостанавливают, так как, очевидно, насос заса сывает
воздух, и проверяют его уплотнения. Затем продолжают закачивание
жидкости. Чтобы проверить систему на герметич ность, закрывают
запорный вентиль и воздушный ниппель и поднимают давление в
системе до 60-го деления по показывающему прибору, а затем
выдерживают в течение 2 ч. Убедившись в герметичности, давление в
системе понижают до 10-го деления, при этом спускают часть
жидкости из системы через воздушный ниппель.
Перед монтажом датчика веса крюк освобождают от инст румента и
опускают его так, чтобы он находился на 1—2 м выше ротора. Затем
демонтируют верхний ролик датчика веса, заводят канат в кронштейн
и ставят ролик на место. С нижним роликом поступают так же.
Проверяют правильность положения среднего ролика; если тарелка
перекошена, ее следует повернуть по часовой стрелке.
При заполнении системы датчика давления жидкостью не обходимо
вывинтить на один оборот пробку 10 выпускного отверстия датчика и
открыть запорный вентиль. Затем плавно, без рывков нужно
закачивать насосом жидкость в систему при давлении не свыше 2
МПа. Дальнейшее заполнение системы жидкостью проводится так же,
как и при заполнении датчика веса. После этого давление во всей
системе поднимают до 4— 5 МПа и при закрытом запорном вентиле
выдерживают в течение 2 ч. Затем слегка открывают пробку датчика
давления, снижая давление в системе до 1 МПа, и снова закрывают
пробку.
После окончания монтажа датчика веса давление от усилия в
неподвижном конце талевого каната будет несколько больше 10
делений по показывающему прибору. Для снижения его до 10 делений
необходимо выпустить из воздушного ниппеля дат чика веса
необходимое количество жидкости, слегка постукивая по медным
трубкам до тех пор, пока стрелка показывающего прибора не
установится на 10-м делении; это будет соответствовать усилию в
неподвижном конце каната от веса талевого блока, крюка и вертлюга.
Затем необходимо установить рычаги перьев самопишущего
прибора на 10-е деление поворотом их в месте крепления, за вести
часы, установить диаграмму по времени и заправить чер нилами перья.
§ 10. МОНТАЖ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И
МЕХАНИЗАЦИИ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ
Монтаж пневматических клиньев ПКР-Ш8 (ПКР-У7)
До начала монтажа проверяют исправность узлов меха низма и
наличие смазки в подшипниках и трущихся местах. Затем
подроторные балки раздвигают на расстояние 700 мм. Высоту
подроторных балок принимают с таким расчетом, чтобы верхняя
поверхность стола ротора, установленного на балках, возвышалась
над полом не более чем на 500 мм, а расстояние между нижней
поверхностью ротора и выводным желобом составляло не менее 700
мм.
ПКР-Ш8 монтируют в следующем порядке.
К ротору приваривают кронштейн 8 (рис .73, а) и упоры 9 для
замков (на роторе У7-520), а затем с помощью верхней оси 4 к
кронштейну прикрепляют цилиндр управления 3. После
286
этого с помощью талевой системы устанавливают корпус 6 с направляющими
5 и кольцом 7 в ротор и запирают замком 10. Кронштейн цилиндра
поворачивается вокруг верхней оси, и ролики рычага 1 заводятся под кольца;
затем устанавливают нижнюю ось 2 и закрепляют на кронштейне.
287
После этого собирают пневмосистему управлен ия клиньями (рис.
73,6). Для этого на полу у поста бурильщика крепят глу харями кран
управления 11. Затем воздухопроводом соединяют фильтр 12 с
ресивером 13 и краном. Проложенными под полом шлангами
соединяют цилиндр и кран управления.
После монтажа пневмосистемы регулируют и испытывают всю
систему.
Монтаж автоматического бурового ключа АКБ -ЗМ2
Механизм АКД-ЗМ2 можно устанавливать на различных ос нованиях. Монтажная схема плиты на металлических основа ниях
приведена на рис. 74. Колонну ключа с каретко й монтируют на
плите размером 650x650 мм, которую приваривают к верхним
поясам основания бурового блока. В плите предусмот рено семь
отверстий диаметром 36 мм под болты крепления ко лонны ключа с
кареткой. Высота расположения каретки отно сительно ротора
зависит от использования ее при работе с клинь ями. Колонна
фиксируется в плите пальцем, а каретка относи тельно колонны —
чекой. На каретку блока устанавливают ключ, который соединяется
с двумя подвесками штоком пневмоцилин дров подвода ключа. Затем
монтируют пульт управления и производят обвязку воздухопровода
от ресивера к пульту, а от пульта — к пневмоцилиндру и
пневмодвигателю.
Монтаж механизмов АСП-3
В комплект оборудования АСП-3 входят универсальный
кронблок, универсальный талевый блок, направляющие ка наты,
подвижный центратор, механизм захвата свечи, механизм
расстановки
свечей,
автоматический
элеватор,
приспособление для подвески вертлюга,
механизм
подъема
свечи,
подсвечник, хомут-элеватор для
труб диаметром 114 мм, хомутэлеватор для труб диаметром 127
мм, механизм смазки свечи,
пульт управления расстановки
свечей, пульт управления подъема свечи, магазин для свечей.
Перед монтажом механизма
АСП-3 собирают А-образную
вышку из секций, прикрепляют к
опорам,
расположенным
на
основании, и ук
7 Заказ № 2683
10
ладывают на козлы высотой не более 2 м. Затем устанавливают
кронблок,
кронблочную
площадку,
козлы,
амортизаторы
направляющих канатов центратора, верхний ролик механизма
подъема свечей на подкронблочную раму, которую крепят к сек циям
вышки. После этого проверяют правильнос ть расположения вышки
относительно основания. Монтируют на вышке пояса жесткости,
связи тяги, которыми создают жесткость вышки в плоскости ног.
Далее устанавливают плавающий центратор в следующем
порядке.
На секции вышки навешивают кронштейны направляющих
канатов центратора. Под вышкой между кронштейнами направ ляющих канатов и кронблоком раскладывают канаты, подвески,
причем большая бухта каната должна быть под кронблоком.
Плавающий центратор укладывают пресс -масленками вверх,
воронкой к основанию вышки. С центратора снимают крышки,
направляющие канаты заводят между роликами и крышки за крепляют. Центратор краном поднимают так, чтобы ось воронки
центратора совпадала с осью вышки. Затем верхние концы ка натов
крепят к регулировочным болтам амортизаторов, а нижние— через
предохранительные устройства и серьги — к кронштейнам
направляющих канатов.
После окончания монтажа центратор регулируют и прове ряют
монтажные размеры. Расстояние между шарнирными сое динениями
(осями) кронштейнов должно быть выдержано ре гулировкой
присоединительных проушин заднего балкона в пре делах 4372+10
мм для вышки ВАС-42А и 4294+10 мм для вышки ВАС-53А.
Расстояние между направляющими канатами должно быть 1900+10
мм.
Монтаж заднего балкона на вышке начинают с укладки его на
секции выше специальных кронштейнов, затем заводят опор ную
трубу балкона в кронштейны и фиксируют двумя чеками, а верхнюю
часть балкона прикрепляют к ногам вышки хому тами.
Для монтажа боковых балконов и полатей механизма рас становки свечей вышку двумя кранами KJI-25 приподнимают и
укладывают на козлы высотой 4,5 м. Козлы устанавливают под
секции вышки в зоне расположения связей.
Против места установки боковых балконов роют яму раз мером
10x4x2 м. С помощью крана заводят опорные трубы правого и
левого боковых балконов в соответствующие кронштейны на вышке
и фиксируют чеками от выпадания. Верхнюю часть балконов
прикрепляют пальцами к специальным проуши нам. На правом
балконе устанавливают оттяжной ролик каната механизма подъема
свечей.
Полати механизма расстановки свечей укладывают в яму
полозьями к опорным трубам боковых балконов. С помощью
290
двух кранов приподнимают полати механизма расстановки све чей к боковым балконам и закрепляют. После этого крепят механизм
захвата свечи к стрелке механизма расстановки свечей. Затем
стрелку заводят в направляющие катки механизма рас становки
свечей. Приводную цепь стрелы устанавливают на шестерни и
прикрепляют к стреле.
К механизму захвата свечи через специальную серьгу крепят
конец каната механизма подъема стрелы. Другой конец каната
пропускают через верхний и оттяжной ролики механизма подъ ема
свечей и привязывают к правой ноге вышки.
Между полатями и кронблоком устанавливают магазины свечей
таким образом, чтобы расстояние между нижней плос костью
центратора и осью магазина не превышало 100 мм. Высота
установки зависит от типа вышки. Левый и правый мага зины крепят
четырьмя хомутами и регулируемой тягой к ноге вышки. Кроме
того, магазины закрепляют страховочными 16 -мм канатами к вышке.
Пневмоцилиндр механизма подъема свечей, подсвечники, пульты
управления механизмами АСП-3 монтируют после подъема вышки в
вертикальное положение. Пневмоцилиндр меха низма подъема свечи
представляет собой два пневмоцилиндра, смонтированных в одном
корпусе. Шток нижнего цилиндра кре пят болтом к нижнему
кронштейну. Корпус цилиндра устанав ливают в направляющие
катки верхнего кронштейна. Шток верхнего цилиндра через стяжку
крепят к концу каната механизма подъема свечей, привязанному к
ноге вышки. Верхний кронштейн окончательно закрепляют после
того, как достигается соосность штока верхнего цилиндра и каната
механизма подъема свечей. На нижний кронштейн монтируют
вспомогательный пневмоцилиндр. Шток это го цилиндра соединяют
с головкой защелки пневмоцилиндра. Защелку крепят болтом к ниж нему кронштейну.
После настила полов в вышечном сарае устанавливают под свечники симметрично оси скважины на фундаментные балки
основания блока; между балками основания и полозьями подсвечника выкладывают бруски. Передние балки подсвечников ставят
на блок на расстоянии 3095 мм от оси скважины. Рас стояние между
направляющими кронштейнами правого и ле вого подсвечников
должно быть 240 мм. Балки крепят к осно ванию, а подсвечники — к
балкам болтами и шпильками.
Дозатор и смазочную камеру механизма смазки свечей уста навливают на подсвечнике, а пульт управления — рядом с пультом
механизма подъема свечей.
После окончания монтажа всех механизмов АСП -3 их соединяют
воздушными электрическими линиями, затем произво дят наладку и
регулировку.
§ 11 МОНТАЖ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ
ПОДАЧИ ДОЛОТА НА ЗАБОЙ И СОЗДАНИЯ НАГРУЗКИ НА
ДОЛОТО
В настоящее время широко применяют регулятор подачи до лота
электрический
РПДЭ-3, который предназначен для автоматической
10*
291
подачи долота на забой при бурении скважин тур бобуром и
ротором. Регулятор РПДЭ-3 может быть использован и для бурения
скважин электробуром при наличии специ альной приставки ПЭБ.
РПДЭ-3 выпускают в двух вариантах, которые определяют его
монтаж. В первом варианте РПДЭ-3 объединяют на одной раме с
коробкой скоростей лебедки, т. е. его узлы зафиксиро ваны на этой
раме на заводе и не требуют установки, выверки и крепления.
Во втором варианте РПДЭ-3 может поставляться отдельным
агрегатом, который устанавливают на балках металлического
основания (Уралмаш 3000) или на балках, заложенных в фун дамент
(Уралмаш 300 и Уралмаш 15 000). Затем его соеди няют с
тихоходным валом коробки скоростей лебедки У2 -2— 11 и
трансмиссионным валом лебедок У2-300 и ЛБУ-3000 цепной
передачей.
Регулятор выверяют по звездочкам цепной передачи, кото рую
натягивают с помощью растяжек, установленных между рамами
лебедки и РПДЭ-Э.
Упрощенная схема РПДЭ-3 приведена на рис. 75.
Перед монтажом РПДЭ-3 на буровой необходимо подготовить к
работе все его узлы. После подготовки к работе узлов регулятора
необходимо подвести и подключить кабели к элек трооборудованию
и установить датчик веса на канате.
При монтаже РПДЭ-3 следует обратить особое внимание на
обеспечение надежной работы цепной передачи и крепление
агрегата, так как в буровых установках, оснащенных А -образ- ными
вышками, регулятор используют для подъема вышки, а в буровых
установках с башенными вышками — для испытания вышки
статическим нагружением.
Установка датчика веса ДВР-26. Датчик веса (рис. 76) размещается
на неподвижном конце талевого каната над транс форматором ГИВа
на расстоянии не менее 100 мм от него и на расстоянии 1,5 —2 м от
пола буровой.
Перед установкой датчика на канат необходимо отвинтить гайки
2 и снять прокладки 1 и 3; затем надеть на канат зажим 11 и прочно
закрепить его гайкой 12. После этого следует на зажиме
смонтировать нижнюю опору датчика 13, надеть прокладки и
затянуть гайку 2. При этом необходимо следить, чтобы гайка 2 и
гайка, находящаяся с обратной стороны болта (под кожухом 9),
занимали примерно одинаковую длину резьбовой части болта.
Доступ к внутренним гайкам возможен после сня -
292
тия шплинта 4 , шайбы 5, валика 6 и поворота кожуха 9 , как показано
стрелкой, вокруг оси 8 .
После закрепления датчика необходимо снова вставить ва лик 6 ,
надеть шайбу 5 и вставить шплинт 4 .
В целях удобства монтажа и демонтажа датчика при перетягивании или смене талевого каната рекомендуется датчик до полнительно закрепить с помощью троса 7.
Датчик веса на канате должен располагаться так, чтобы исключить
возможность задеваний или ударов по нему шлангом.
293
Кабель 10 датчика веса привязывают (без натяжения) к канату, затем
кратчайшим путем спускают вниз под пол буровой и прокладывают
его под полом к станции управления. Пр и этом следят, чтобы не
было повреждений кабеля.
По окончании установки датчик закрывают специаль ным
брезентовым чехлом, поставляемым в комплекте с датчиком.
Все кабели, подведенные к станции управления, электриче скому
блоку бурильщика, электрическим машинам, закрепляют с помощью
специальных скоб. Концы кабелей прочно прикреп ляют к
соответствующим клеммам. Концы кабелей, подведен ные к
двигателям АДГ, АДВ и АДТ, тщательно изолируют и закрепляют
соответствующими крышками.
В буровой кабели прокладывают по специальным желобам в
соответствии с инструкцией по монтажу и эксплуатации электрооборудования данной буровой установки,
§ 12. МОНТАЖ ИНДИКАТОРА МОМЕНГА
РОТОРА ИМР-17
294
Индикатор момента ротора ИМР-17 предназначен для непре-
рывного контроля и регистрации крутящего момента, затрачи ваемого на вращение бурильной колонны в скважине, а так же
автоматического отключения привода ротора при прев ышении
заданного предельного значения крутящего момента. ИМР -17
применяется при бурении глубоких и сверхглубоких скважин
буровыми установками, имеющими цепной привод ротора.
Индикатор момента ротора устанавливают на валу ротора вместо
приводной звездочки (рис. 77). Отключатель 2 монтируется на
пульте бурильщика и в случае превышения заданного предельного
значения
крутящего
момента
автоматически
вклю чает
пневмокраном роторную муфту.
Вторичные приборы — показывающий, верньерный и регистрирующий манометры — устанавливают на приборном щите
буровой установки рядом с вторичными приборами индикатора
веса. Там же располагается пресс-бачок, который заполняет
гидравлическую систему индикатора рабочей жидкостью — техническим спиртом (при плюсовых температурах допу скается
применение фильтрованной воды). Для обвязки вторичных при боров
и отключателя с индикатором момента ротора использу ются медные
трубки диаметром 6 мм и гибкий дюритовый шланг.
§ 13. МОНТАЖ РАСХОДОМЕРОВ
Монтаж скоростных расходомеров. Расходомеры с крыльчатой
вертушкой следует устанавливать только на горизонталь ных
участках трубопровода. Расходомеры с горизонтальной вертушкой
монтируют на горизонтальных, вертикальных и на клонных участках
трубопровода.
При установке счетчиков с горизо нтальной вертушкой необходимо обеспечить перед счетчиком прямолинейный участок
трубопровода длиной, равной 8—10 диаметрам трубопровода
(участок трубопровода за счетчиком должен составлять не ме нее 5
диаметров).
При установке расходомера диаметром до 80 м м необходимо до
него и за ним установить запорные вентили, а также обвод ную
линию (байпас); это позволит снять и разобрать его на месте при
ремонте.
Направление стрелки, нанесенной на корпусе прибора, дол жно
совпадать с направлением потока измеряемой жид кости.
Монтаж датчиков индукционных расходомеров. Датчик монтируют
на участке нагнетательного трубопровода, через кото рый проходит
буровой раствор от всех буровых насосов. При этом перед датчиком
и после него должны быть предусмотрены линейные участки дл иной
по 0,5 м, а направление стрелки на корпусе датчика должно
соответствовать направлению потока.
Преобразовательный блок расходомера устанавливают на
расстоянии не более 5 м от датчика и тщательно зазем ляют.
Расходомер следует монтировать вдали от сильных электромагнитных полей (мощных электродвигателей, сильноточных
кабелей и т. д.), в месте, защищенном от затопления или пря мого
295
попадания сильных струй жидкости, а для преобразова тельного
блока — также от сильных солнечных лучей.
§ 14. МОНТАЖ ПРИВЫШЕЧНЫХ И
БУРОВЫХ НАЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ
Строительство агрегатного и насосного укрытий
Агрегатное укрытие для размещения оборудования при страивают непосредственно к задней грани вышки в направле нии,
противоположном
мосткам.
Размеры
укрытия
зависят
от
применяемого типа бурового и силового оборудования.
При строительстве укрытия необходимо предусматривать
проходы для удобства обслуживания и смены узлов и агрега тов.
Каркас укрытия изготовляют из стоек круглого леса диа метром не
менее 16 см, устанавливаемых на расстоянии 1,5— 2 м друг от
друга. Стойки заглубляют в грунт и обвязывают досками в четыре
ряда по высоте. Высоту от пола укрытия до верхней обвязки
принимают не менее 3,2—3,5 м. К стойкам крепят фермы из
круглого леса или досок. После этого крышу и стен ы обшивают
досками толщиной 20 мм и укрывают толем или другим материалом.
Пол настилают из досок толщиной 40 мм, которые прибивают к
лагам, установленным на стульях или сваях. Крыши в зависимости
от размеров и расположения оборудования выполняются одно - или
двускатными. У выхода из укрытия устанавливают трапы или
лестницы с перилами для обслуживающего персонала.
В зависимости от типа привода буровой установки насосное
укрытие пристраивают непосредственно к грани вышки (ди зельный
привод) или строят- отдельно в стороне (электропривод). Место
расположения насосной определяется в основном удобством
расположения всей циркуляционной системы и зави сит от рельефа
местности.
Укрытие на один насос строят с односкатной крышей, а на два три насоса — с двускатной. Каркас насосного укрытия собирают из
70-мм досок или из 10—12-см подтоварника. Стойки для стен
заглубляют в грунт так же, как и при устройстве аг регатного
укрытия. Конструкция элементов насосного укрытия незначительно
отличается от описанной выше конструкци и агрегатного укрытия, за
исключением размеров. Поэтому насосное укрытие строят так же,
как агрегатное. Пол насосного укрытия устраивают на 20 —30 см
выше уровня земли для того, чтобы буровой раствор не заливал его.
При строительстве буровых на блочных основаниях применяют
два типа каркасов привышечных сооружений: деревян ные и
металлические сборно-разборные. В этом случае исполь зуют
несколько видов обшивки буровых укрытий: деревянные и
алюминиевые щиты и резинотканевые полотна.
Деревянный каркас. По наружному периметру К основанию блока
через 2—2,5 м приваривают металлические стаканы из 127 —152-мм
труб длиной 0,5 м. В стаканы вставляют деревян ные стойки каркаса
296
диаметром до 160 мм. Остальные элементы конструкции укрытия
аналогичны используемым при обычном способе строительства
буровых.
Металлический сборно-разборный каркас, предназначенный для
обшивки укрытий алюминиевыми или деревянными щитами кассетным
способом. Каркасы агрегатных и насосных укрытий однотипны и
отличаются
только
размерами.
Все
укрытия
с ооружают
двускатными.
Конструкция каркаса состоит из стоек, изготовляемых из
парного швеллера № 10. Внизу к стойкам приваривают две косынки
из листового железа толщиной 10 мм. Стойки с блоч ным
основанием соединяют двумя пальцами через отрезок швел лера,
приваренного к поперечным трубам. Вверху стойки скреп ляют
между собой балками из швеллера № 10. Конструкция позволяет
после выбивки соединительных пальцев полностью положить
панель на блок, что значительно облегчает сборку и разборку
укрытия.
Верхние поперечные балки съемные. Их крепят к стойкам
посредством косынок и пальцев. Для создания кассет щитовой
обшивки вверху и внизу стоек по наружному периметру укры тия
приваривают швеллер № 6 или 5, причем нижний в торце вой части
укрытия приваривают не к стойкам, а к трубе основания. Стропила
укрытия
изготовляют
съемными
из
уголка
50x50
мм.
Промежуточные стропила сооружают из спаренного уголка, крепят
их к несущим балкам посредством пальцев, а между собой
соединяют болтами.
Для установки щитов крыши в верхней кромке уголков стро пил
приваривают планки 10 X 70X 3 5 мм, по пять планок на длину 4,5 м.
Стены и крышу укрытия обшивают свободным задвиган ием щитов в
направляющие кассеты, что очень важно при ремонтных работах с
оборудованием. Для того чтобы не
297
было щелей, у щитов предусматривается напуск 50 мм на одну
сторону. Масса каркасов 1,5—2 т.
Металлический сборно-разборный каркас, предназначенный для
резинотканевых укрытий. Каркас прост по конструкции и состоит из
стеновых стоек, связывающих боковых и коньковой балок, стропил
для крыши и щитов. Боковые и коньковая балки имеют приварные
патрубки для соединения со стойками кар каса.
Опорные стеновые стойки устанавливают по периметру ук рытия
в специальные стаканы, приваренные к основанию блока. Стропила
соединяют с боковыми и коньковой балкой посред ством пальцев
или болтов; для этого на балках приваривают специальные
полухомуты, а на концах стропил — пластины из полосового
железа. Щиты для крыши устанавливают на стро пила с помощью
полухомутов. Материалом для изготовления элементов каркаса в
основном служат 76-мм трубы.
Деревянные щиты изготовляют облегченными размером 2, 4X 1
или 3 x1 м. Каркас щита представляет собой четырехугольную раму
с раскосами, которая связана из реек 7 0Х Х 4 0 мм, соединенных
гвоздями. Обшивают полотно щита до сками 2 00 x 16 или 20 0 x2 0 мм
внахлестку или впритык с на- щельниками из реек размером 3X1 6
мм. К каркасу щиты крепят гвоздями или при кассетном способе —
задвиганием в направляющие швеллеры.
Преимущества деревянных щитов — простота изготовления и
недефицитность материала. Несмотря на это, они имеют ряд
существенных недостатков: легко воспламеняются, быстро изна шиваются и требуют больших затрат труда на обшивку.
Алюминиевые щиты по конструкции аналогичны деревянным.
Каркас щита изготовляют из дюралевого уголка 60 X30 мм. Полотно
щита обшивают алюминиевым листом толщиной 1,8 — 2 мм с
установкой заклепок через каждые 200 мм по периметру каркаса
щита. Ширина щита 1,47 м, длина зависит от типа укрытия (для
агрегатных 2,4 м, насосных — 3 м). Щиты применяют как для стен,
так и для крыш укрытий с металличе ским каркасом при кассетном
способе
установки.
Они
сво бодно
задвигаются
и
при
необходимости
(для
ремонта
или
смены
оборудования)
выдвигаются. Для того чтобы не было щелей, каждый щит имеет
напуск 5 0 мм на одну сторону. Алюминиевые щиты обладают почти
100 %-м возвратом, но относительно сложны в изготовлении.
Резинотканевые полотна изготовляют из обрезиненных в за водских условиях хлопчатобумажных тканей типа чефер, бель - тинг
и т. д. Эти полотна разрезают в специальной пошивочной
мастерской по чертежам заказчика на куски, которые необхо димы в
конкретных условиях для всех типо в буровых установок. Крепят
полотна к жесткому каркасу стойки или рамы рем нями. Для
установки оконных стекол в полотнах предусмотрены специальные
карманы с круглым вырезом. Дверные коробки с дверями из ткани
вставляют в жесткий каркас укрытия и за крепляют хомутами. Для
полотен крыши каркас укрытия покрывают деревянной обрешеткой.
Срок службы одного комплекта укрытия из прорезиненной ткани
составляет более трех лет.
Строительство трансформаторной площадки
Площадку для трансформатора и распределительных устройств
сооружают на расстоянии 4—5 м от агрегатного укрытия.
Трансформаторные площадки бывают трех типов:
открытые;
полуоткрытые, состоящие из открытой части и будки, где
помещаются аппараты включения;
закрытые.
Трансформаторная площадка открытого тип а представляет собой
участок земли размером не менее 5X5 м. По контуру площадки
устанавливают стулья высотой 0,5 м и обшивают досками толщиной
35 мм. Площадку засыпают землей и утрамбовывают, после чего
насыпают слой песка в 5 см. После уста новки трансформатора и
распределительных устройств пло щадку заливают цементным
раствором слоем толщиной 2 см. Трансформаторную площадку со
всех сторон ограждают металлическим забором высотой 1 м.
На трансформаторной площадке полуоткрытого типа соору жают
деревянную будку, в которой устанавливают трансформатор и
распределительные устройства. Будку обшивают досками, а крышу
покрывают кровельным железом или толем.
Трансформаторные киоски закрытого типа изготовляют на
заводе и доставляют на буровую в закрытых ящиках со с монтированной в единую схему электроаппаратурой.
Монтаж циркуляционной желобной системы
Циркуляционная желобная система служит для очистки бу рового
раствора от выбуренной породы.
Для более интенсивной очистки в желобной системе уст раивают
перепады и перегородки. Желоба для нормальных буровых
растворов укладывают с уклоном 1:100, 1,5:100. При неглубоком
бурении применяют однорядную, а при глубоком и турбинном
бурении — двухрядную циркуляционную систему. В желобах через
каждые 6—7 м сооружают поперечные съемные перегородки
высотой 0,25 м, около перегородок делают от верстия с клапаном. Длина желобной системы равна 20 —50 м и
зависит от технологического процесса и глубины скважины. Расход
материалов на 1 м желобов составляет 0,09 м 3 досок (толщиной 4
см), 0,35 м 3 подтоварника и 0,5 кг гвоздей.
В целях ускорения строительства, увеличения сроков службы
оборудования и узлов, экономии строительных материалов же лоба
устанавливают на блок-санях, в емкостях или навешивают на блоки
буровых установок.
В последнее время в циркуляционной системе широко при меняют прямоугольные и полукруглые металлические желоба,
которые монтируют преимущественно на металлических стой ках,
устанавливаемых по всей длине системы через каждые 10 м для
желобов полукруглого и через 4 м для желобов четырехугольного
сечения с уклоном 1,5: 100. Опыт эксплуатации показал, что желоба
299
полукруглого
сечения
имеют
ряд
преимуществ
перед
четырехугольными. Полукруглые желоба изготов ляют из сварных
труб диаметром 900—1220 мм, разрезая их вдоль на два равных
сектора. Секции желобов располагают на металлических стойках и
соединяют между собой на полуфлан- цах с помощью шести болтов
диаметром 15 мм. Между полу- фланцами устанавливают
прокладку.
Быстрота монтажа и демонтажа полукруг лых желобов выгодно
отличает их от металлических желобов прямоугольного сечения,
монтаж которых требует длительного времени. По длине желобов
через 8—10 м сваривают спускные люки из комплекта седло —
клапан насоса. Под люками для отвода шлама в шламовый а мбар
устанавливают специальные отводные желоба полукруглого
сечения диаметром 325 мм с углом наклона 20 —25°.
Параллельно желобам прямоугольного сечения устраивают
дощатые ходы шириной 400—500 мм, огражденные перилами. При
использовании желобов круглого сечения к ним приваривают
специальные складные кронштейны, на которые настилают ходовые
дорожки.
Монтаж оборудования очистки бурового раствора
. В некоторых случаях очистить буровой раствор в простой
желобной системе невозможно. Поэтому для улучшения и об легчения работ по очистке раствора на буровой применяют ме ханические устройства: вибрационные сита, сита -конвейеры, ситогидроциклонные установки.
Все эти устройства в большинстве случаев монтируют на блок санях, которые в рабочем положении служат фунда ментом, а при
перевозке — транспортным средством.
Высоту установки каждого устройства и их саней подби рают в
зависимости от высоты отметки пола буровой, обеспе чения циркуляции
бурового раствора и нормальной работы как буровых насосов, так и
очистных устройств.
Современное оборудование циркуляционной системы буро вых
установок обеспечивает: циркуляцию бурового раствора от устья
скважины до приемных патрубков буровых насосов; хра нение
определенного его объема в системе циркуляции; очистку бурового
раствора от газа и выбуренной породы; перемешива ние бурового
раствора в резервуарах; создание подпора на приеме буровых насосов.
Циркуляционная система включает различные унифициро ванные
блоки: очистки 5, промежуточный 22, промежуточные угловые,
подпорный 15 (рис. 78).
Комплект оборудования состоит из дополнительных проме жуточных блоков, дозировочных емкостей для химических реа гентов,
блоков емкостей 29 для хранения порошкообразных материалов,
насосной установки 10 для регенерации утяжелителя и регулирования
содержания глинистой фазы, вагонетки 24, перемещаемой по
узкоколейной дороге 23, для удаления выбуренной породы от блока
очистки.
300
Блок очистки состоит из типового резервуара для хранения
бурового раствора, на котором смонтированы: сдвоенное вибро сито 7
типа СВ-2Б, батарея 8 из четырех гидроциклов диаметром 150 мм,
вертикальный шламовый насос ВШН-150, вакуумный дегазатор 9,
гидравлические перемешиватели.
Промежуточный блок состоит из типового резервуара объе мом 40
м 3 с встроенным желобом, всасывающим коллектором, трубопроводом
для бурового раствора, воды, пара и жидких химических реагентов. В
блоке установлены гидравлические и механические перемешиватели
бурового раствора 11, а также площадки с перилами для обслуживания.
По
обеим
сторонам
емкости
желоб
и
коллектор
имеют
быстроразъемные соединения с пневматическими уплотнителями, к
которым присоединяются трубы между емкостями. На боковой
наружной стенке емкости устанавливают нагнетательный трубопровод
18 и паропровод 20. Сверху при необходимости размещают
дозировочную емкость 12. Промежуточные угловые блоки используют,
когда появляется необходимость Г-образного расположения блоков в
циркуляционной системе.
Подпорный блок также состоит из типового резервуара объ емом 40
м 3 . Кроме оборудования, предусмотренного для про межуточного блока,
в подпорном блоке имеются два вертикальных погружных
центробежных шламовых насоса 16 типа 5В-9, которые подают с
подпором буровой раствор во всасывающий трубопровод 17 буровых
насосов.
Насос 3 на перемещаемой по узкоколейной дороге 26 тележке
предназначен для перекачивания готового раствора из
301
гидромониторного смесителя или откачивания его из амбара в
циркуляционную систему.
Всасывающий трубопровод насоса 3 спускают в емкость
гидромониторного смесителя, а нагнетательный трубопровод 25
подают в любую емкость системы.
Все указанные типы унифицированных блоков на базе ре зервуара объемом 40 м 3 изготовляют серийно. Этими блоками в
настоящее время комплектуют все буровые установки Урал машзавода и экспортируемые установки завода «Баррикады».
К монтажу системы приступают после размещения основ ных
блоков на фундаменте. Вначале уста навливают на выкладки (из
бруса или бетона) блок очистной системы и к па трубку сборного
коллектора присоединяют трубопровод 6 от устья скважин. Затем
монтируют гидромониторный смеситель 1 и насосную установку
регенерации утяжелителя 10. После этого соединяют патрубок
гидромониторного смесителя с патрубком сборного коллектора на
блоке очистки трубопроводом 2.
Аналогично устанавливают остальные блоки и емкости и
обвязывают между собой в соответствии с данной схемой. Все
соединения нагнетательного трубопровода 14, соединительных
патрубков 13 желобов, паропроводов 21 и других коммуникаций
выполняют на быстроразъемных соединениях.
На емкостях постоянно установлены переходы 19 и ограждения.
Емкости
с
порошкообразным
материалом
соединяют
с
гидромониторным смесителем трубопроводами 27, 28. На очистном
блоке постоянно сооружают резинотканевое укрытие.
Высота установки очистного блока для каждой буровой ус тановки определяется высотой установки соединительного конца
трубопровода 6 с патрубком коллектора 4.
Высота установки второго конца соединительного трубопро вода
соответствует высоте выходного лотка устьевой обвязки, которая
определяется суммой высот противовыбросового обо рудования и
других узлов устьевой обвязки в зависимости от требований
технологии бурения и геологических условий.
Монтаж гидромешалок и глиномешалок
Под глиномешалку строят деревянное основание с при строенной
площадкой для обслуживания. Размер установочной площадки по д
глиномешалку 1 80 0X 30 0 0 мм, высота основания над уровнем земли
0, 5 м. Стойки основания изготовляют из кругляка диаметром 1 6 цм
и заглубляют на расстоянии 8 00 мм друг от друга. Между собой
стойки соединяют рамой из досок толщиной 4 0 мм.
На верхние концы стоек укладывают и укрепляют скобами
поперечины, а затем сверху настилают пол из 70 -мм обрезных
досок. Общий размер площадки под двухвальную глиноме шалку
обычно составляет 4000X3000 мм. Можно использовать и
металлическое сварное основание.
Глиномешалку затаскивают на площадку по специальным
303
накатам при помощи трактора с лебедкой или устанавливают на
место подъемным краном. Затем выверяют ее уровнем на
горизонтальность и крепят раму с площадкой при помощи бол тового соединения. Чтобы предупредить расшатывание глиномешалки во время работы, раму обычно обшивают по пери метру
досками толщиной 70—80 мм. Электромотор для привода
глиномешалки
устанавливают
на
салазки,
укрепляемые
непосредственно на полу. После того как будет надет клино видный
ремень на шкивы мотора и глиномешалки, последние центрируют
относительно друг друга при помощи натяжных болтов, создают
необходимое натяжение ремня, электромотор крепят и всю
передачу ограждают металлическим кожухом.
Для безопасности обслуживания рабочую площадку и лест ницу
для подъема ограждают перилами.
Затем соединяют фланцы трубопроводов обвязки глиноме шалки
с общей системой коммуникаций буровой установки, секции
желоба — с общей циркуляционной системой, подклю чают к сети
электродвигатель глиномешалки, устанавливают механизм ее
загрузки, укладывают рельсовые пути, собирают щитовое здание
или резинотканевое укрытие блока.
Для ускорения и облегчения приготовления бурового рас твора
применяют погрузочно-разгрузочные тележки, движущиеся по
рельсам наклонной площадки. Приводом для тележек служит
отдельно установленный электродвигатель или электро двигатель
глиномешалки. В последнем случае в качестве пони жающего
редуктора используют передачу глиномешалки. На торце вала
глиномешалки закрепляют муфту, привод и лебедку. От лебед ки
канат через направляющие ролики протягивают к загрузочной
тележке и закрепляют на ней. При использова нии индивидуального
привода лебедку с редуктором монтируют на площадке
глиномешалки.
Для непрерывного или периодического приготовления буро вого
раствора, химических реагентов и утяжелителя раствора
глиномешалку обвязывают по специальной схеме.
При периодическом приготовлении сливной желоб шириной 600
мм монтируют под спущеным клапаном глиномешалки с ук лоном
1,5:100, при непрерывном — сливной желоб шириной 400 мм
подводят к сливному желобу с уклоном 1 : 10. Высота сторон
желоба составляет 300—400 мм. Утяжелитель подают по
трехдюймовому
трубопроводу,
подсоединенному
к
днищу
глиномешалки.
На одиночных скважинах используют гидромешалку объ емом
10—14 м 3 .
Над гидромешалкой укрепляют трубопровод высокого дав ления,
который имеет несколько отводов с гидромониторными насадками.
В нижней части емкости находятся сливной патру бок и патрубок
для подсоединения всасывающей линии буро вого насоса.
Для механизированной гидромешалки на верхней ее площадке
304
монтируют загрузочный механизм, который по кон струкции
аналогичен механизму загрузки блока глиноме шалки.
Установленный на фундаменте блок гидромешалки обвязы вают
с буровым насосом. Для этого трубо провод высокого давления при
помощи фланцев соединяют с обвязкой, а всасываю щую линию
насоса — с емкостью гидромешалки. Затем укладывают рельсовые
пути от гидромешалки до склада с глиной. Коммуникации
гидромешалки соединяют с общей системой коммуникаций .
Гидромешалка должна иметь металлические боковые ог раждения высотой не менее 1 м из стали толщиной 5 —6 мм по всей
длине деревянного настила (с обеих сторон), а рабочая площадка —
перильные ограждения высотой 1250 мм и лест ницу с перилами для
подъема.
Перед пуском в работу гидромешалку опрессовывают на по луторакратное рабочее давление.
Монтаж эстакады для запасных емкостей
Запасные емкости служат для хранения необходимого ре зерва
бурового раствора на специальной площадке, устроенной около
циркуляционной системы. Высота основания запасных емкостей
должна обеспечить нормальный слив раствора само теком в желоба.
Основание представляет собой систему стоек, врытых в землю. На
верхние концы их укладывают и скрепляют скобами поперечины.
Стойки скрепляют между собой досками. Затем на площадку
устанавливают емкость. Для подъема на площадку сооружают
деревянный трап с перилами. Количество емкостей определяется
величиной требуемого резерва бурового раствора и их
вместимостью. Обычно размер площадки под одну емкост ь
принимается равным 3,5X4,3 м. Стойки и лаги к ним изготовляют
из подтоварника диаметром 12—16 см.
Для пополнения емкостей раствором от нагнетательной ли нии
насосов устраивают специальный отвод с задвижкой. Кроме того,
при пополнении емкостей заводским буровым раствором
предусматривают отвод от глинопровода буровой.
В последнее время в целях сокращения объемов монтаж ных
работ запасные емкости устанавливают на металлических блок санях (по две-четыре емкости и более).
305
Емкости, смонтированные на одном блоке, соединяют между
собой перепускным клапаном с задвижкой. Металличе ские блоксани устанавливают на деревянный фундамент.
С внедрением блочного строительства емкости под буровой
раствор располагают на блоках очистных устройств, блоках
приготовления и хранения реагентов.
Сооружение приемного моста
Для укладки бурильных и обсадных труб, перемещения и
затаскивания оборудования, инструмента и материалов на бу ровой
сооружают приемный мост. Приемные мосты делятся на
горизонтальные и наклонные.
При крупноблочном строительстве применяют цельносвар ные
приемные мосты, изготовленные из труб.
Приемный мост буровых установок Уралмаш 4Э -76 сооружают
размером 2X16 м, с уклоном не более 4: 100, а буровые установки
БУ-2000Бр и БУ-2500Бр имеют горизонтальные приемные мосты
такого же размера, которые соединяются с вы - шечным блоком при
помощи переходного трапа. Угол наклона переходного трапа у
буровых установок БУ-2000Бр должен быть не более 20°, а у БУ 2500Бр — не более 60°. Переходные металлические трапы
оборудуют с правой стороны лестницами (трапами) шириной не
менее 0,7 м с ограждениями с обеих сторон.
Приемный мост укладывают на подкладки из брусьев, до сок
или окантованного подтоварника длиной не менее 0,6 м.
Подкладки под полозья располагают прот ив стоек приемного
моста. По всей длине приемного моста, не более чем через 2 м, к
трубам при помощи укруток крепят брусья толщиной 70 — 100 мм
и длиной 2 м.
Настил приемного моста сооружают из досок толщиной не
менее 70 мм. Допускается двойной настил, при этом толщина
верхней доски должна быть не менее 60, а нижней — не менее 40
мм. Места стыков настила должны находиться на попереч ных
брусьях моста. Настил должен быть ровным, без выбоин, проемов,
щели — не более 10 мм. Износ рабочей поверхности досок
толщиной 70 мм допускается не более 1 0 % . Если начальная
толщина досок была более 70 мм, то после износа она должна быть
не менее 70 мм.
Козырек приемного Моста размером 2X5 изготовляют из
металла. Угол наклона козырька не должен превышать 20°.
Нижнюю часть козырька закапывают в землю на глубину не менее
300 мм, верхнюю часть крепят к приемному мосту.
С правой стороны козырька приемного моста устанавли вают
трап из досок шириной 0,6 м, поперечные рейки которого д елают
из 40-мм досок и прибивают через каждые 250 мм. Угол наклона
трапа не более 20°.
С левой стороны приемного моста установок БУ -2000Бр и БУ2500Бр перпендикулярно к нему сооружают три стеллажа длиной
по 8,5 м: один — к середине, два — к краям приемного моста. На
всех буровых установках с правой сторо ны у переходного трапа
устраивают инструментально-долотную площадку размером 1,5X3
м, на которой укладывают настил из 70 -мм досок с трехсторонним
перильным ограждением высотой 1,25 м. Одно из ограждений
делают откидным или открывающегося типа.
На стеллажах приемного моста должно быть устроено не менее
трех переходов шириной 0,7 м из 40-мм досок и не менее трех
боковых откидных стоек высотой не менее 500 мм. Стел лажи
располагают на одном уровне с приемным мостом и «подушками»
трубопровода.
§ 15. МОНТАЖ, ДЕМОНТАЖ И
ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ БУРОВЫХ УСТАНОВОК
ДЛЯ КУСТОВОГО БУРЕНИЯ
В настоящее время выпускаются буровые установки для ку стового бурения БУ-2500ЭУК и Уралмаш-ЗОООЭУК.
Оборудование буровой установки Уралмаш -ЗОООЭУК размещают на подготовленной монтажной площадке, которая должна
выдерживать давление опорных направляющих вышечно -лебедочного блока, равное 0,10—0,12 МПа.
Монтаж буровой установки ведут только при наличии комп лекта чертежей и технических описаний или инструкций на от дельные комплексы и комплекты.
Монтаж сводится к сборке блоков и всех коммуникаций на них,
стыковке блоков, а также проведению тех работ, которые
предшествуют пуску установки: контрольной проверке и цент ровке
механизмов, кинематически связанных между собой, установке
ограждений, центровке вышки и оснастке талевой системы,
опробованию механизмов на холостом ходу без на грузки и т. д.
При определении очередности ведения монтажных работ не обходимо иметь в виду следующее:
основание при монтаже должно опираться через прокладки на
направляющие балки, ходовые колеса разгружены;
противовесом для подъема УПВ является вышка, поэтому она
должна быть смонтирована сразу после установки вышеч - ного
основания;
перед подъемом вышки необходимо смонтировать основной
привод лебедки, а основание вышечно-лебедочного блока жестко
закрепить к направляющей балке, которая служит дополнительным
противовесом;
подъем УПВ и вышки осуществляется лебедкой от вспомо гательного привода.
Монтаж производится в следующей последовательности:
1) установка направляющих балок механизма перемещения;
2) монтаж основания и механизма перемещения вышечно лебедочного блока;
307
3) установка ротора, ключа АК.Б-ЗМ2 и вспомогательной
лебедки;
4) монтаж лебедки и вспомогательного привода лебедки;
5) монтаж устройства для подъема вышки и вышки в гори зонтальном положении;
6) оснастка талевой системы и системы подъема УПВ и са мой
вышки;
7) подъем портала УПВ;
8) монтаж основного привода лебедки и остального обору дования вышечно-лебедочного блока;
9) подъем вышки;
10)
монтаж насосного блока;
11)
монтаж компрессорного блока, энергоблока и
электроблока;
12)
монтаж внешних коммуникаций и остального
оборудования.
Монтаж циркуляционной системы, манифольда, укрытий,
системы обогрева, системы питания и управления целесооб разно
проводить после окончания монтажа основного оборудо вания. Во
время монтажа следует избегать резких толчков, уда ров и рывков,
которые могут привести к поломке отдельных деталей. При
выверке
оборудования
целесообразно
пользо ваться
гидравлическими и механическими домкратами.
Проводя монтаж всех агрегатов, необходимо, не приступая к
опробованию и прокрутке их вхолостую, предъявлять уста новку
Государственной горно-технической инспекции. Только после
получения официального письменного разрешения инспек ции
можно приступить к опробованию агрегатов и прокрутке
электродвигателей приводов лебедки вспомогательной, лебедки
основной, насосов и компрессоров.
Транспортировать установку в зависимости от рельефа ме стности можно следующими способами:
крупноблочным — на тяжеловозах ТГ-60;
мелкоблочным — на платформах ПП-40Бр или другого типа;
агрегатным — на универсальном транспорте.
При крупноблочном способе установку транспортируют бло ками: вышечно-лебедочным без вышки, насосным и блоком
вышки.
После окончания бурения последней скважины проводят
подготовительные работы перед демонтажем и транспортирова нием
установки: демонтаж внешних коммуникаций, циркуляци онной
системы, мостков, стеллажей, расчистку площадки во круг
установки, подготовку трассы для транспортирования блоков на
тяжеловозах и др.
Вышку транспортируют в горизонтальном положении на трех
тяжеловозах ТГ-60.
Насосный блок перевозят на трех тяжеловозах ТГ -60. Для этого
необходимо провести указанные подготовительные ра боты,
308
демонтировать укрытие и компрессорный блок, подвести
тяжеловозы под кронштейны блока, приподнять блок гидродом кратами на высоту, обеспечивающую зазор между блоком и
опорами, убрать из-под блока опоры и балки, опустить блок
кронштейнами в гнезда тяжеловозов, закрыть захваты, подсо единить тяговые средства и только после этого начать транс портирование на новую точку.
Вышечно-лебедочный блок транспортируют на четырех тя желовозах ТГ-60, два из которых устанавливают отдельно, а два
спаривают с помощью специального рычага. При этом в
зависимости от условий, рельефа местности и состояния трассы
рекомендуются два варианта транспортирования. Как первый, так и
второй варианты допускают транспортирование с колеей, по осям
тяжеловозов, равной 4200 и 6000 мм.
При первом варианте вышечно-лебедочный блок перевозят в
собранном виде вместе с устройством для подъема вышки и
укрытием, но со снятыми с блока подкатными тележками и
гидродомкратами механизма перемещения.
Вариант второй предусматривает транспортировку вышечно лебедочного блока в собранном виде вместе с тележками и
гидродомкратами, но с демонтированными устройством для
подъема вышки и укрытием.
Установку и крепление блока на тяжеловозы производят
аналогично насосному блоку.
При транспортировании мелкими блоками буровая лебедка,
вспомогательный привод лебедки, основной привод лебедки,
буровые насосы с электроприводами вместе с частью коммуни каций, установленные на рамы оснований, образуют мелкие блоки
и могут транспортироваться без разборки. Всего в уста новке с
учетом блока компрессоров, энергоблока, электроблока и
центральной рамы вышечного отделения с оборудованием на считывается девять мелких блоков.
Монтажная организация, выполняющая монтаж, демонтаж и
транспортирование,
должна
располагать
большегрузными
платформами типа ПП-40Бр или другого типа, а также кранами
соответствующей грузоподъемности и вылета стрелы.
Если невозможно доставить установку на новую монтажную
площадку крупными или мелкими блоками, необходимо произ вести
полный поагрегатный демонтаж. При этом вышку и основания
также
разбирают
на
отдельные
сборочные
единицы.
Транспортирование агрегатов и сборочных единиц к месту мон тажа
осуществляют универсальным транспортом.
Масса и габаритные размеры крупных и мелких блоков, а также
наиболее характерных сборочных единиц и деталей п риводятся в
заводских сопроводительных документах.
§ 16. МОНТАЖ ПРОТИВОВЫБРОСОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Для вскрытия газовых, нефтяных и водоносных горизонтов с
309
высоким пластовым давлением (выше гидростатического), а также
для бурения разведочных скважин устья их оборудуют
превенторами. Превенторы монтируют на кондукторе или про межуточных обсадных колоннах после цементирования колонн.
Перед монтажом превенторы опрессовывают в мастерских на
пробное давление. На первую колонну (кондуктор) устанавли вают
колонный фланец и крепят к колонне при помощи резьб или
сваркой с наружной и внутренней сторон. Колонный фла нец имеет
кольцевое уплотнение и удлиненный бурт с волнооб разным торцом
для приварки его к колонне с наружной сто роны волнообразным
швом. С внутренней сдороны фланец имеет конусную поверхность
для клиновой подвески последую щей колонны. К фланцу
шпильками
прикрепляют
крестовину.
Между фланцем
и
крестовиной
устанавливают
кольцевое
уп лотнение
из
малоуглеродистой стали. На крестовине монтируют превенторы.
Над превенторами располагают двухфланцевую катушку для
установки дополнительного превентора и разъем ную воронку,
которая желобом соединяет устье скважины с циркуляционной
системой.
При спуске последующей колонны для герметизации коль цевого
пространства применяют колонные головки с клиновой подвеской и
герметизирующим пакерным устройством. Колон ная головка
состоит из корпуса, катушки, клиньев и пакера. Клинья служат для
подвески последующей колонны на устье предыдущей, а пакер —
для герметизации межтрубного кольцевого пространства. Катушку
и
корпус
головки
соединяют
шпильками
и
уплотняют
металлическим
кольцом.
Сверху
катушки
устанавливают
крестовину, а затем превенторы в той же последовательности, что и
при установке их на первую ко лонну. Первую колонную головку на
кондукторе образуют колонный фланец и катушка.
Универсальный превентор устанавливают над плашечными
превенторами, соединяют с ними шпильками и дополнительно
крепят оттяжками за специальные серьги на корпусе.
После монтажа превенторов собирают нагнетательные линии
(выкиды). На каждой линии ставят по две задвижки вы сокого
давления: аварийную у крестовины и рабочую на рас стоянии не
менее 15 м от основания вышки. Между крестови ной и аварийными
задвижками монтируют отсекатели, а около рабочих за движек —
манометры с трехходовым краном и вентилем.
На рабочем выкиде после отвода в желоб, отводов для со единения с нагнетательной линией буровых насосов и присоеди нения насосных агрегатов устанавливают третью задвижку.
Выкидные линии собирают прямолинейными с небольшим
уклоном от устья скважины и крепят к металлическим стойкам
хомутами. Стойки устанавливают через каждые 7 —8 м в котлованы
размером 0,6X0,6X1,0 м и бетонируют. Повороты выкидных линий
разрешается делать только с применением ко ваных угольников.
Длина выкидов должна быть не менее 30 м, а при условии вскрытия
310
газовых горизонтов — не менее 100 м.
Основные пульты управления превенторами монтируют на
расстоянии не менее 10 м от устья скважины в доступном ме сте.
Пульты управления и ручные штурвалы помещают в передвижной
металлической будке или около них сооружают щит. Перед каждым
ручным штурвалом водостойкой краской нано сят стрелку,
указывающую направление вращения и необходи мое число
оборотов
штурвала
для
полного
закрытия
превен тора.
Вспомогательные дублирующие пульты устанавливают у поста
бурильщика.
После окончания сборки превенторы и обвязку опрессовы - вают
водой на давление, соответствующее прочностной харак теристике
обсадной колонны, но не выше давления, указанного в паспор те
превентора. На сборку и опрессовку составляют акт.
Противовыбросовое оборудование монтируют по типовой схеме,
утвержденной
нефтегазодобывающим
объединением
и
согласованной со службами Госгортехнадзора для конкретных
условий.
§ 17. ПОДГОТОВКА К ПУСКУ,
ОПРОБОВАНИЕ И СДАЧА БУРОВОГО
ОБОРУДОВАНИЯ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ
По окончании монтажа буровой установки перед сдачей ее в
эксплуатацию обкатывают и налаживают все агрегаты и ме ханизмы
установки.
Перед началом обкатки проверяют правильность монтажа
агрегатов и механизмов, состояние и натяжку клиновых ремней и
цепей, наличие и состояние кожухов и ограждений, а также
смазывают узлы, заправляют агрегаты и механизмы маслом и водой.
После этого оборудование опробуют на ходу для выявления
возможных дефектов монтажа, которые не были обнаружены при
осмотре. Вначале опробуют и обкатывают энергетические агрегаты
установки: электростанции, двигатели привода уста новки и
компрессорные станции. Затем поднимают давление воздуха в
воздухосборнике до рабочего и приступают к наладке с истемы
пневматического
управления:
проверяют
работу
кла панов,
регулятора давления кранов, вертлюжков и тормозной системы
буровой лебедки, правильность подключения исполни тельных
механизмов системы управления, а также давление воздуха в
баллонах муфт и при необходимости регулируют их. Одновременно
с наладкой пневматической системы налажи вают механическую
систему управления.
После обкатки двигателей и проверки действия системы уп равления опробуют агрегаты и исполнительные механизмы
установки на ходу. С этой целью осуществляют их кратковре менную работу на холостом ходу, в процессе которой прове ряют
надежность крепления, состояние узлов трения, взаимо действие
311
узлов, плавность работы зубчатых, цепных и клино ременных
передач, степень вибрации отдельных узлов и машины в целом и т.
д. После устранения дефектов, выявлен ных при опробовании,
обкатывают агрегаты и механизмы.
Обкатке подвергают только новые машины, прошедшие средний
и капитальный ремонты. При этом прирабатываются трущиеся
детали, поэтому следует обращать особое внимание на степень
нагрева подшипников, сальниковых уплотнений и других трущихся
деталей; температура нагрева не должна пре вышать 65—75 °С.
После обкатки масло следует заменить свежим.
По окончании обкатки все агрегаты и механизмы установ ки
тщательно промывают и очищают от грязи и пыли.
Особое внимание в процессе опробования оборудования
уделяют работе предохранительных устройств, срабатыванию
механизма противозатаскивателя талевого блока под кронблок и
правильности подключения его в общую схему пневмоуправления.
Определяют
инерционный
пробег
талевого
блока
после
срабатывания конечного выключателя. Для этого трос противо затаскивателя устанавливают на расстоянии 20 —25 м от рамы
кронблока и на максимальной скорости подъема талевого блока
определяют расстояние его инерционного пробега до полной
остановки. Тормозной путь должен быть в пределах 5 —6 м. Результаты испытания оформляют актом с указанием величины
тормозного пути.
Смонтированную 1 буровую -сдают в эксплуатацию только после
приема ее комиссией, назначенной руководством управ ления
буровых работ. В состав комиссии входят начальник РИТС,
главный механик, главный энергетик, начальник вышко монтажного
цеха, прораб и бригадир вышкомонтажной бригады, буровой мастер
и инженер по технике безопасности.
В работе комиссии также принимают участие представители
районной горнотехнической инспекции и пожарной охраны.
Прием буровой оформляют актом, подтверждающим при годность и правильность монтажа оборудования для бурения
скважины до проектной глубины. К акту прикладывают разре шение
электронадзора на подключение буровой в сеть (для установок с
электроприводом), а также акты на испытание (опрессовку)
нагнетательной линии буровых насосов, на опрес совку системы
пневмоуправления и проверки сопротивления заземления.
Приемочная комиссия проверяет:
состояние подъездных путей и территории вокруг буровой;
состояние приемного моста, стеллажей, пола буровой, буро вых
укрытий, уклона желобной системы и прохода вдоль желобов,
фундаментов, вышки и другого оборудования;
исправность лестниц, площадок, ограждений, контрольно измерительных приборов и пусковой аппаратуры;
наличие и исправность щитов и соблюдение правил ограж дения
вращающихся и движущихся частей меха низмов;
312
исправность противозатаскивателя, заземления и освещения
буровой;
наличие стоков для воды;
наличие аптечки и набора в ней медикаментов для оказа ния
первой помощи, а также наличие пожарного инвентаря.
Все неполадки, выявленные в период проверки и п риема
буровой, до пуска ее в эксплуатацию должны быть устранены.
После этого выдается разрешение на ввод буровой установки в
эксплуатацию.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные методы монтажа вышек.
2. Какие требования предъявляются к монтажу лебедки, ротора,
силовых приводов?
3. Как производится монтаж талевой системы противовыбросового
оборудования?
4. Расскажите о порядке сдачи бурового оборудования в
эксплуатацию.
Г .ПАВА XII
МОНТАЖ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
§ 1. МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ
ШТАНГОВЫМИ НАСОСАМИ
Эксплуатация нефтяных скважин штанговыми насосами —
наиболее распространенный способ добычи нефти, охватывающий
свыше 62 % действующего фонда скважин.
313
Современными
Штанговыми
насосными установками можно добывать
нефть из одного или нескольких пластов
скважин глубиной до 3500 м с дебитом
жидкости до нескольких сотен тонн в
сутки.
Штанговая насосная установка для
эксплуатации
однопластового
месторождения состоит из станкакачалки, оборудования устья скважины,
колонны насосных штанг, колонны
подъемных
труб
и
скважинного
штангового насоса.
Для
одновременной
раздельной
добычи нефти из двух пластов одной
скважиной выпускаются установки УГР
— с последовательно соединенными
насосами, УГПР — с двумя параллельно
подвешенными насосами и УНР — с
одним насосом. Наземное оборудование
установок типа УГР и УНР однотипно
применяемому для добычи нефти из одного пласта скважины. В установках
УГПР используется оборудование устья, позволяющее осуществлять
подвеску параллельных рядов подъемных труб и параллельных рядов насосных штанг.
Штанговая насосная установка (рис. 79) состоит из скважинного насоса
2 , насосных штанг 3 , насосно-компрессорных труб 4 , тройника 5 ,
устьевого сальника 6 , сальникового штока 7, канатной подвески 8 , станкакачалки 9 .
В нижней части на приеме скважинного насоса устанавливают фильтр
1 д'ля сепарации нефти от свободного газа и песка, вредно влияющих на
подачу насоса. Скважинный насос опускают в скважину под уровень
жидкости.
Возвратно-поступательное движение плунжера насоса, подвешенного
на штангах, обеспечивает подъем жидкости из скважины на поверхность.
При содержании в продукции скважины парафина на штангах
устанавливают скребки, очищающие внутренние стенки насоснокомпрессорных труб.
В зависимости от глубины скважины, дебита и других факторов
подбирают станок-качалку, диаметр насосно-компрессорных труб, штанг и
скважинного насоса, устанавливают необходимую длину хода и число
качаний.
Наземное оборудование штанговой насосной установки состоит из
оборудования устья скважины и станка-качалки. В подземное
оборудование входят насосно-компрессорные
314
трубы, штанги и скважинный плунжерный насос — невставной или
вставной.
При однотрубной системе сбора и транспорта нефти и газа для
уплотнения сальникового штока скважин, эксплуатируемых
штанговыми насосами и расположенных в районах с умерен ным и
холодным климатом, предназначены сальники устьевые СУС.
Отличительная особенность сальника — наличие пространственного шарнира между головкой сальника (содержащей уп лотнительную набивку) и тройником. Шарнирное соединение,
обеспечивая самоустановку головки сальника при несоосности
сальникового штока с осью ствола скважины, исключает одно сторонний износ набивки, увеличивает срок службы сальника,
одновременно облегчает смену набивки.
Сальник рассчитан на повышенные давления на устье сква жины
и обеспечивает надежное уплотнение штока при одно трубных
системах сбора нефти и газа.
Устьевые сальники изготавливаются двух типов: СУС1 — с
одинарным уплотнением (для скважин с низким статическим
уровнем и без газопроявлений); СУС2 — с двойным уплотнением
(для скважин с высоким статическим уровнем и с газо проявлениями) .
Самоустанавливающийся сальник СУС1 (рис. 80, а) состоит из
шаровой головки с помещенными в ней нижней и верхней вту лками
с вкладышами из прессованной древесины и уплотни тельной
набивки. На верхнюю часть шаровой головки навинчи вается
крышка с двумя скобами, которыми подтягивается уп лотнительная
набивка. В верхней части крышки головки над грундбуксой имеется
кольцевой резервуарчик, служащий для смазки трущихся
поверхностей сальникового штока, набивки и вкладышей. Для
надежного
уплотнения
шаровой
головки
пре дусмотрено
уплотнительное кольцо. Два стопора в нижней ча сти шаровой
головки не позволяют ей проворачиваться вокруг своей оси при
затяжке крышки. Шаровая головка крепится к тройнику двумя
откидными болтами, укрепленными на трой нике пальцами, которые
входят в проушины болтов. Тройник снабжен быстроразборным
соединением для подсоединения к выкидной линии.
Устьевой сальник СУС2 (рис. 80,6) в отличие от сальника СУС1
имеет вторую камеру, включающую шаровую головку с
помещенными в ней уплотнительной набивкой и промежуточ ной
втулкой с вкладышами и двумя резиновыми кольцами. При этом
основная уплотнительная набивка помеще на в корпусе, который
навинчен на резьбу шаровой головки. Устьевой саль ник с двойным
уплотнением
позволяет
заменять
изношенные
верхние
уплотнительные
элементы
на
скважине.
Изношенные
направляющие втулки необходимо заменять при текущем
315
ремонте скважин, когда устьевой сальник вместе с штоком на ходится на мостках. Перед установкой устьевого сальника на
устье скважины вкладыши растачивают под соо тветствующий
диаметр сальникового штока. Сальниковый шток желательно
вставлять в устьевой сальник в горизонтальном положении на
мостках. Можно устанавливать устьевой сальник тогда, когда
шток находится в скважине. При этом используют зажим, уста навливаемый на сальниковом штоке.
При установке устьевых сальников на устье все резиновые
кольца и уплотнительные набивки необходимо смазывать густой
смазкой. При потере герметичности в шаровой опоре или при ее
заклинивании разбирать шаровую крышку и отделять го ловку от
тройника можно только в мастерской. После разборки шаровой
крышки и шаровой головки рабочие поверхности шар нира должны
быть тщательно очищены. При потере герметич ности в шаровой
опоре заменяют уплотнительное кольцо.
Запорное устройство оборудования — проходной кран с обратной пробкой. Скважинные приборы опускают по межтрубному
пространству через специальный патрубок (рис. 81).
316
Подъемные трубы подвешены на конусе и смещены относи тельно
оси скважины. Насосно-компрессорные трубы и патрубок для спуска
приборов уплотнены разрезными резиновыми прокладками и
нажимным фланцем. Конус и все закладные детали уплотнительного
узла выполнены разъемными.
В оборудовании применен устьевой сальник с двойным уп лотнением. Для перепуска газа в систему сбора и предотвра щения
излива нефти в случае обрыва полированного штока предусмотрены
обратные клапаны.
Канатная подвеска на 10 т (рис. 82) состоит из нижней траверсы
2, в которую вварены две втулки; клиновидных зажимов 10 для
крепления концов каната 7; нажимной гайки 1\ подъемных винтов 3 с
конусной заточкой в верхней части и отверстием для вставки ворота
'( нижни е концы винтов имеют нарезку, которой они ввинчиваются в
отверстие с нарезкой в нижней траверсе); верхней траверсы 5 с
вваренной в нее втулкой 4; клиновидных плашек 6 для зажима
сальникового штока 8; зажимной гайки 9 с отверстиями для вставки
ворота при креплении сальникового штока. В верхней траверсе рас -
положены
отверстия для пропускания концов каната и конус ные
318
выточки для упора конусной части винтов.
При подвеске колонны насосных штанг к головке балансира
станка-качалки выбирают необходимую длину каната, концы
которого обрубают и вводят сначала в отверстие верхней тра версы, а затем во втулки нижней траверсы таким образом, чтобы
они немного выступали из втулок. После этого ка нат закрепляют,
нажимая на клиновидные зажимы нажимной гайки.
Верхнюю часть канатной подвески надевают на блок ба лансира
станка-качалки, а траверсу соединяют с сальниковым штоком,
захватывая его плашками.
После сборки установки включают станок -качалку и проверяют
работу насосов. Затем, останавливая качалку, к трой нику-сальнику
присоединяют нагнетательную линию.
В нашей стране применяют только редукторные станки -качалки: балансирные (рис. 83, а) и безбалансирные (рис. 83,6). Их
устанавливают на фундаменты, которые делятся на три группы:
а) бутобетонные или бетонные;
б) из бетонных труб;
в) металлические постаменты различных конструкций.
Бутобетонные фундаменты для станков-качалок нормального
ряда сооружают с использованием деревянной опалубки; стены
цоколя выкладывают из бутового камня.
При сооружении бутобетонного фундамента с устройством
деревянной опалубки рекомендуется соблюдать следующую
очередность работ: спланировать местность под фундамент,
разметить место под котлованы и вырыть их; устроить д еревянную
опалубку цоколя; промазать щели опалубки, обваловать низ
опалубки землей; доставить бутовый камень; приготовить
цементный раствор; сложить гнезда для анкерных болтов (па трубков) из бутового камня; раздробить бутовый камень, вы ложить котлован и опалубку цоколя бутовым камнем и залить
цементным раствором; после затвердевания цемента разобрать
деревянную опалубку цоколя; выровнять поверхность цоколя
цементным раствором.
При сооружении бутобетонного фундамента с кладкой стен
цоколя из бутового камня соблюдается та же очередность ра бот,
что и при сооружении фундамента с деревянной опа лубкой.
При сооружении фундамента из бетонных тумб порядок ра бот
следующий: планировка местности под фундамент; раз - метка мест
под котлованы и рытье их; засыпка гравия на дно котлованов и
разравнивание по уровню; подтаскивание бетон ных тумб к месту
установки; установка в котлованы бетонных тумб с проверкой по
уровню.
319
Установку металлического постамента на деревянных брусьях ведут
в такой последовательности: планируют мест ность под фундамент,
размеряют место под котлован и роют его; укладывают в котлован
четыре бруса размером 2,5Х0,ЗХ Х0,4 м, выравнивают их по уровню и
засыпают гравием; привязывают канат к металлическому постаменту,
приподнимают его и подносят к котловану; затаскивают постамент на
брусья, цементируют его и засыпают котлованы с постаментом землей
при помощи бульдозера.
Очередность работ при установке металлическо го постамента на
бетонные плиты та же, что и при установке его на деревянные брусья.
В этом случае на дно котлована уклады вают 12 бетонных плит,
которые до установки на них поста мента засыпают слоем земли или
гравия.
Перед монтажом станка-качалки проверяют комплектность
поставки узлов и крепежного материала (болтов, гаек, шайб).
Доставленные к месту монтажа узлы станка -качалки располагают с
учетом последовательности сборки. Монтаж начинается с установки
рамы на фундамент затаскиванием ее по уложен ным накатам из труб
или краном, смонтированным на тракторе.
После установки рамы выверяют ее положение относи тельно центра
скважины и горизонтальность в продольном и поперечном
направлениях.
При наличии на скважине вышки или мачты монтаж стойки и
балансира можно выполнять при помощи подъемника, в дру гих
случаях — грузоподъемными средствами. Перед установкой балансира
проверяют горизонтальность верхней плиты стойки в двух
направлениях и крепление к раме. Балансир поднимают и
устанавливают на плиту стойки вместе с его опорой. При этом
продольная ось балансира должна совпадать с продоль ной осью
симметрии станка, а плоскость качания балансира — быть
перпендикулярной к плоскости основания. Правильность положения
балансира относительно центра скважины проверяют отв есом,
прикрепленным к центру траверсы канатной подвески.
Небольшие отклонения устраняют перемещением балансира при
помощи регулировочных болтов. Закрепляя балансир, под нимают
траверсу с двумя шатунами и ее опорой для присоеди нения к
балансиру. Верхние головки должны свободно вращаться на пальцах во
втулках траверсы. Пальцы должны быть надежно застопорены в
верхних головках шатунов. После сборки тормозного устройства
проворачивают шкив редуктора до уста новки кривошипов в
горизонтальное положение и затормаживают их. На кривошипы
устанавливают противовесы и закрепляют их болтами с гайками и
контргайками. Нижние головки шатунов присоединяют к кривошипам
и закрепляют их в определенном положении, затягивая гайку
специальным патронным
ключом. Гайки после крепления шпинтуют. Расстояние между шатунами и
кривошипами с обеих сторон станка должно быть одинаковым. После
проверки параллельности продольных осей кривошипов и совпадения
наружных поверхностей шкивов редуктора и электродвигателя надевают
клиновые ремни. Натяжение ремней регулируют, поднимая или опуская
поворотные салазки. По окончании сборки и проверки ее качества уста7 Заказ № 2683 фундаментные шпильки, концы которых должны выступать321
навливают
над
верхней плоскостью рамы для установки гайки и контргайки. При заливке
цементного раствора под раму 'станка-качалки фундаментные болты
затягивают после затвердения раствора.
По окончании монтажа электрооборудования, ограждения кривошипа и
площадки с лестницей для обслуживания электродвигателя, а также проверки
смазки в подшипниках и в редукторе разрешается выполнить пробный пуск
станка-качалки и обкатку на холостом ходу в течение 3 ч.
В процессе обкатки проверяют вертикальность движения шатунов, точки
подвеса штанг, величину торцевого и радиального биения шкивов, наличие
шума и стуков в узлах. При удовлетворительной работе и отсутствии дефектов
присоединяют штанги скважинного насоса и включают станок под нагрузкой.
Техника безопасности при эксплуатации скважин
штанговыми насосами
Основные положения техники безопасности при эксплуатации скважин
штанговыми насосными установками — ограждение движущихся частей
станка-качалки и правильное выполнение требований при ремонте. С
внедрением однотрубной системы сбора и транспорта продукции нефтяных
скважин серьезные требования предъявляются к оборудованию устья
скважины. При сравнительно высоких устьевых давлениях (2,0 МПа и выше)
оборудование должно иметь достаточный запас прочности. Необходимо
эксплуатировать только стандартное оборудование устья скважин,
опробованное и принятое к серийному призводству, в частности, устьевые
сальники с самоустанавливающейся головкой типа СУС1—73—25, рассчитанные на рабочее давление 2,5 МПа, и СУС2—73—40—на давление 4,0 МПа.
I При монтаже и эксплуатации станков-качалок предъявляется следующие
основные требования техники безопасности:
1. Станок-качалку необходимо монтировать под руководством опытного
бригадира или мастера при помощи монтажных приспособлений или крана.
2. Все движущиеся части станка должны быть ограждены.
3. При нижнем положении головки балансира расстояние
322
между траверсой подвески сальникового штока и устьевым
сальником должно быть не менее 20 см.
4. Запрещается проворачивать шкив редуктора вручную и
тормозить его, подкладывая трубу, лом или другие предметы.
5. Запрещается снимать клиновидный ремень при помощи
рычагов: устанавливать и снимать ремень необходимо путем
передвижения электродвигателя.
6. При замене пальцев кривошипа шатун следует надежно
прикрепить к стойке станка.
7. Работы, связанные о осмотром или заменой отдельных
частей станка, необходимо выполнять при остановке станка. w 8.
Перед пуском станка-качалки следует убедиться, что станок не на
тормозе, ограждения установлены и закреплены, а в опасной зоне нет
посторонних лиц.
9. До начала ремонтных работ на установке привод дол жен быть
отключен, а на пусковом устройстве укреплен плакат «Не включать
— работают люди». На скважинах с автомати ческим и
дистанционным управлением у пускового устройства должен быть
укреплен щит с надписью «Внимание! Пуск автоматический».
При обслуживании электропривода персонал должен рабо тать в
диэлектрических перчатках. Штанговая насосная уста новка перед
пуском в эксплуатацию должна иметь заземление. В качестве
заземлителя электрооборудования необходимо ис пользовать
кондуктор скважины, который должен быть связан с рамой станка
двумя заземляющими проводниками (сечение каждого 50 мм 2 ),
приваренными в разных точках кондуктора и рамы, доступных для
осмотра. Заземляющим проводником может быть круглая, полосовая,
угловая и другого профиля сталь, кроме каната. Для защиты от
поражения электрическим током при обслуживании станка -качалки
применяют изолирующие подставки.
§ 2. МОНТАЖ И ДЕМОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ ФОНТАННОЙ И КОМПРЕССОРНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
СКВАЖИН
Оборудование, применяемое для фонтанной и компрессорной
эксплуатации скважин, идентично. Подземное оборудование
включает одну или две колонны насосно -компрессорных труб
(двухрядный лифт) наземное состоит из устьевой арматуры,
служащей для подвешивания колонн насосно -компрессорных труб,
герметизации устья скважины, контроля и регулирования режима ее
работы; нагнетательных линий; обвязки устьевой ар матуры с
нагнетательными линиями; трапной установки.
В настоящее время в связи с внедрением на нефтяных ме сторождениях ряда принципиально новых систем совместного
сбора и транспорта нефти и газа на скважинах трапы не со оружаются.
Фонтанная арматура представляет собой соединение на фланцах
различных тройников, крестовиков и запорных уст ройств (задвижки
или краны). Между фланцами для уплотнения укладывают стальное
кольцо
из специальной малоуглеродистой стали, которое 323
имеет
И*
овальное сечение. Фланцевые со единения крепят болтами.
Колонну насосно-компрессорных труб спускают с помощью двух
элеваторов.
При свинчивании и развинчивании труб вручную широко
используют элеваторы конструкции Халатяна. Элеваторы наде вают на
муфту трубы и подвешивают к крюку стропами. Перед свинчиванием
резьбу труб смазывают.
Для облегчения и ускорения операций по свинчиванию труб
применяют комплекс механизмов АПР. В этот комплекс вхо дят
автомат
с
электроприводом,
снабженным
реверсивным
пе реключателем, и инструменты новой конструкции (элеватор, трубные
ключи и др.).
При работе с комплексом АПР используют один элеватор ЭГ,
постоянно подвешенный на крюке, ч то значительно облегчает работу.
Перед спуском колонны труб автомат АПР цент рируют, закрепляют на
колонном фланце, и в него вставляют клиновую подвеску. Указанный
автомат не приспособлен для работы в скважинах, оборудованных
погружными электро- центробежными насосами. Заключительные
операции при спуске колонны труб зависят от способа подвески труб
на устье.
При подвеске труб на резьбе воздушного тройника необхо димо:
присоединить подъемный патрубок к центральной задвижке или
переводной катушке;
поднять с пола воздушный тройник с переводной катушкой или
центральной задвижкой и навинтить на колонну труб, а затем посадить
их на крестовик трубной головки;
соединить воздушную линию с задвижкой воздушного трой ника;
отсоединить подъемный патрубок, снять и опуст ить на мостки;
зацепить елку арматуры канатным стропом, поднять и ус тановить
на центральную задвижку или переводную ка тушку;
соединить елку арматуры болтами с центральной задвиж кой или
переводной катушкой;
соединить выкиды арматуры.
При подвеске труб на фланце-планшайбе к ней присоединяют
подъемный патрубок. Поднимая планшайбу, ее навинчи вают на
колонну труб и ставят на крестовик. Затем отсоеди няют подъемный
патрубок и устанавливают елку арматуры вместе с переводной
катушкой на крестовик.
Для сбора и транспорта нефти и газа из фонтанных сква жин на
промыслах (старых) используют индивидуальные трап ные установки,
т. е. обслуживающие только одну скважину, и групповые установки,
предназначенные для сбора продукции из нескольких скважин. В
настоящее время широко распространены групповые замерные
установки. В них замеряют продук цию скважин без сепарации газа.
При однотрубной системе сбора на нефтепромыслах Запад ной
Сибири, Коми АССР, Татарии, Башкирии и в других райо нах, имеющих
низкие температуры окружающей среды, для автоматического
переключения скважин на замер и автомати ческого измерения дебита
скважин применяют групповую авто матизированную установку
«Спутник-A». Установка состоит из двух утепленных закрытых блоков:
замерно-перекрывающего и блока приборов управления (щитового
помещения).
«Спутник-A» работает по заданной программе, обеспечиваю щей
поочередное подключение на замер скважин на строго оп ределенное
324
время. Поочередное подключение скважин на за мер осуществляется
при помощи многоходового переключателя скважин, к которому
поступает продукция всех скважин. Каж дый секторный поворот
роторной каретки переключателя обес печивает поступление продукции
одной из подключенных скважин через патрубок в гидроциклонный
сепаратор. Продукция отдельных скважин в это время проходит в
общий
сборный
коллектор
через
выходной
патрубок.
В
гидроциклонном сепараторе свободный газ отделяется от жидкости.
Групповые автоматизированные установки «Спутник -A» устанавливают на бетонном основании, гравийной подсыпке, э стакаде и
т. д. Вид основания определяется проектом привязки в зависимости от
местных условий. Планировка площадки, строительство эстакады и
монтаж замерно-переключающей установки должны обеспечивать сток
из дренажных патрубков в дренажный колодец или емк ость.
Перемещение блоков волоком, а также подъем их без применения
траверсы не допускается.
Монтаж установок «Спутник-A» заключается в подключении к ним
трубопроводов, идущих от скважины, присоединении ее к общему
коллектору и подводе электропитания.
При подключении к установке менее 14 скважин свободные
патрубки должны быть перекрыты фланцевыми заглушками.
После окончания монтажа установки необходимо проверить
правильность электрических соединений и опробовать работу
гидропривода, отсекателей, блока местной автоматики, много ходового
переключателя, отопителя и всей системы в целом без подачи
жидкости.
325
Транспортирование установки производится железнодорож ным,
водным или автотранспортом. Замерно -переключающий блок и блок
приборов управления хранят и транспортируют в собранном виде.
Все движущиеся части установки покрывают защитной смазкой.
Отверстия патрубков, служащих для внеш них подсоединений,
глушат деревянными пробками.
Установка ЗУГ-5 предназначена для автоматического изме рения
дебита 10—14 скважин (рис. 84). Все устройства и приборы, кроме
блока местной автоматики (на схеме не показан), монтируют на
общем основании.
В настоящее время все площади нефтяных месторождений,
поступающих в разработку, обустраивают, как правило, высо конапорными герметизированными и автоматизированными системами сбора нефти, газа и воды. При монтаже систем сбора нефти,
газа и воды предусматривается герметизация их на всем пути
движения от скважины до магистральных нефтепро водов.
На площадях нефтяных месторождений применяют не сколько
разновидностей герметизированных систем сбора про дукции
скважин:
зависящие от величины и конфигурации нефтяного место рождения;
зависящие от рельефа местности;
зависящие от физико-химических свойств нефти и нефтяных
эмульсий, а также от климатических условий данного месторождения;
применяемые на морских месторождениях.
Из индивидуальных трапов наиболее широко распростра нены
вертикальные трапы гравитационного типа.
Трап устанавливают на фундамент высотой до 1 м. Монти руют
его на металлической подставке. От трапа к мернику прокладывают трубопровод с задвижкой. Монтируют переводник на приеме
трапа, прокладывают трубопровод от батареи к трапу. На газовом выкиде
трапа размещают переводник, приваривают патрубки для манометра и
для замера газового фактора. От трапа до выкидной задвижки
прокладывают газовую линию, в которую врезают водосборник. Затем
326
сооружают нагнетательную линию диаметром 102 мм от фонтанной елки
до батареи. Монтируют лестницу с перилами. На металличе ском
постаменте трапа настилают пол.
При монтаже оборудования для компрессорной эксплуата ции
скважин особое внимание уделяют компрессорам.
Как поршневые, так и турбокомпрессоры устанавливают на
специальные фундаменты. По конструкции фундаменты под разделяют на
массивные, стеновые и рамные (рис. 85).
Массивные фундаменты представляют монолит с выемками, шахтами
и отверстиями для размещения машин и оборудова ния. Такие
фундаменты применяют под поршневые компрес соры, а также
турбокомпрессоры при условии установки этих машин на уровне пола
первого этажа и незначительной высоте наземной (цокольной) части
фундамента.
В целях экономии стали массивные фундаменты объемом до 40 м 3
армируют сетками из стержней диаметром 8—12 мм через 150—200 мм,
укладывая их по контуру фундамента и
в местах, значительно ослабленных отверстиями или вырезами.
Массивные фундаменты объемом более 40 м 3 армируют сетками из
стержней диаметром 12—16 мм через 300—400 мм также по контуру
(наружным граням) фундамента.
При сооружении массивных фундаментов под турбокомпрес соры и
турбовоздуходувки следует иметь в виду, что воздуш ные каналы
нельзя выполнять непосредственно в теле фунда мента. Для этой цели
следует применять металлические короба с надежной изоляцией их
поверхности.
Стеновые фундаменты состоят из плит (стен), жестко соеди ненных
327
между собой и с нижней фундаментной плитой. Ма шина крепится к
верхней железобетонной плите, также жестко связанной со стенами.
Поперечные и продольные стены фунда мента образуют жесткую
коробку, внутри которой располо жены холодильники компрессора с
вспомогательным оборудованием.
Рамные фундаменты характеризуются тем, что в них основ ные
несущие конструкции выполнены в виде колонн, жестко закрепленных
в фундаментной плите и связанных поверху про дольными и
поперечными балками, называемыми ригелями. Ко лонны или балки
устанавливают только в местах, где это необ ходимо для восприятия
нагрузок от машины, что позволяет более рационально расходовать
материал фундамента и свободно обслуживать отдельные части
машины и вспомогательное оборудование.
Для фундамента под поршневые компрессоры применяют бетон
марки не ниже 100, а для тонкостенных элементов желе зобетонных
конструкций — бетон марки 150. Для массивных фундаментов под
поршневые машины мощностью до 74 кВт, если фундамент
расположен выше уровня грунтовых вод, иногда используют
кирпичную кладку из глиняного хорошо обожжен ного кирпича марки
не ниже 100, а на цементном растворе — марки не ниже 50.
Фундаменты
под
турбокомпрессоры
и
турбовоздуходувки
выполняют из железобетона или бетона марки не ниже 100, а для
верхней части рамных фундаментов — из бетона марки не ниже 150.
Фундаменты под поршневые компрессоры отделяют от конструкций
зданий. Несколько одинаковых машин устанав ливают на общей
фундаментной плите толщиной не менее 800 мм.
Глубина заложения фундамента зависит от его размеров и
конструкции, расположения примыкающих каналов, ям, со седних
фундаментов,
геологических
и
гидрогеологических
условий
строительной площадки, а также от того, отапливается ли помещение,
в котором устанавливают компрессоры. Если поме щение не
отапливается, то при определении глубины заложения фундамента
учитывают глубину промерзания грунта.
После приемки фундамента, доставки компрессора к месту монтажа
и подготовки монтажных механизмов и устройств при ступают к
установке компрессора на фундамент. Последова тельность операций
по монтажу компрессоров указывается в инструкциях, направляемых
заводами-изготовителями вместе с машинами.
После установки на фундамент выверяют горизонтальность
компрессора по уровню, заливают цементным раствором фун даментные болты и раму компрессора, а затем обкатывают его и
испытывают. При монтаже больших компрессорных станций работами
непосредственно руководят и составляют промежуточ ные акты на
монтаж оборудования шеф-монтеры — представители заводаизготовителя.
В тех случаях, когда вблизи нефтяных имеются газовые скважины с
достаточными запасами газа и высоким давлением, для подъема
жидкости из скважины используют энергию газа. Такой способ
эксплуатации нефтяных скважин носит название бескомпрессорного
газлифта. Газ из газовой скважины непо средственно подается в
нефтяную
или сначала поступает в га зораспределительную будку, а
328
затем направляется по отдельным нефтяным скважинам. Существуют
различные схемы подвода газа к скважинам. Выбор той или иной из
них зависит от местоположения газовых и нефтяных скважин,
предназначенных для газлифтной эксплуатации.
Оборудование, применяемое для газлифтной эксплуатации, ничем
не отличается от оборудования, используемого при обычной
компрессорной эксплуатации.
Бескомпрессорный газлифтный способ эксплуатации сква жин
требует решения следующих технологических задач:
бесперебойной подачи газа в нефтяную скважину;
полной утилизации попутного и природного газа;
обеспечения очистки подаваемого газа от механических примесей;
создания условий, предотвращающих образование гидратов.
Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры
По окончании бурения скважины в зависимости от ожидаемого
дебита и максимального давления на устье подбирают фонтанную
арматуру и подготовляют к монтажу. Для пуска фонтанной скважины в
эксплуатацию необходимо смонтировать наземное оборудование, т. е.
проложить выкидные линии, смонтировать манифольд и собрать
арматуру. Прокладка выкидной линии и сборка манифольда могут быть
выполнены заблаговременно, до сдачи скважины в эксплуатацию.
В фонтанной арматуре должны быть проведены запорные
устройства
на
легкость
проворачивания
шпинделя,
наличие
уплотнительной смазки в прямоточных задвижках, крепление
329
фланцевых соединений, исправность манометров. При транспор тировании арматуры, а также при погрузке и выгрузке необхо димо
беречь ее от ударов, приводящих к поломке маховиков задвижек.
. В процессе монтажа фонтанной арматуры требуется тща тельно
собирать фланцевые соединения. При затяжке шпилек необходимо
соблюдать равномерный зазор между фланцами. Для обеспечения
равномерного зазора и во избежание переко сов фланцев при креплении
следует попеременно затягивать диаметрально расположенные болты.
Фонтанная арматура на устье скважины может быть смон тирована
имеющимися в распоряжении НГДУ самоходными автомобильными
или транспортными кранами, а также при по мощи талевого механизма,
специального приспособления, ле бедки или подъемника.
Техника безопасности при фонтанной эксплуатации скважин
При оборудовании устья фонтанной скважины наиболее ответственной частью является колонная головка. Неправильная и
некачественная сборка оборудования устья в процессе экс плуатации
скважины может быть причиной открытого фонтана. Поэтому
монтировать колонную головку следует с особой тща тельностью.
До начала сварочных работ на скважине должны быть вы полнены
противопожарные мероприятия: в первую очередь не обходимо
очистить от ненужных и посторонних предметов пло щадку устья
скважины, заготовить песок, кошму, привести в порядок огнетушители
и обеспечить подачу воды. Во избежа ние деформаций по окончании
сварочных работ для равномерного остывания сварочного шва фланец
накрывают металлическим листом. Допущенные дефекты в процессе
сварки нельзя исправлять зачеканкой и подваркой. Дефектные мес та
шва должны быть удалены вырубкой и вновь тщательно заварены с
последующим обязательным контролем шва.
При установке трубной головки на колонну необходимо обеспечить
чистоту уплотнительных канавок на фланцах и пра вильно уложить
прокладки. Во избежание перекоса фланцев шпильки следует
затягивать равномернОл/Фонтанную елку уста навливают после спуска
в скважину насосно-компрессорных труб. В зависимости от
подъемного механизма или приспособления, применяемого для
установки
фонтанной
елки,
должны
быть
подго товлены
приспособления, обеспечивающие безопас ность работ.
После монтажа арматуры присоединяют выкидную линию. Так как
работы проводятся на высоте и в неудобном положе нии, требуется
соорудить подмостки,
При эксплуатации фонтанной скважины должен быть уст ановлен
систематический контроль за арматурой, исправностью манометров,
фланцевых соединений, штуцера и сальниковых уплотнений задвижек.
Выход из строя любого перечисленного звена и несвоевременное
устранение неисправности могут служить причиной серьезной аварии,
на устранение которой потребуется затратить значительное время.
Внедрение фонтанной арматуры с прямоточными задвиж ками и
пробковыми кранами, которые более надежны в работе и герметичны,
позволило сократить число пропусков через за порные устройства.
После установки арматуры на устье сква жины требуется проверить
330
поднабивку
уплотнительной смазки запорных устройств и плавность
работы затвора. Конструкция прямоточной задвижки обеспечивает
возможность замены уплотнительной манжеты шпинделя при ее
эксплуатации как в открытом положении, так и в закрытом.
Техника безопасности
при компрессорной эксплуатации скважин
При оборудовании устья компрессорной скважины необхо димо
соблюдать все требования по технике безопасности так же, как и при
оборудовании фонтанных скважин. В газораспределительных будках
(ГРБ) представляет опасность скопление газа, который в определенном
соотношении с воздухом и при наличии огня может вызвать взрыв. Газ
обычно скапливается в ГРБ вследствие пропуска его через фланцевые
соединения или сальники вентилей. Чтобы газ из скважины не
поступал по трубопроводу в ГРБ, трубопровод должен иметь обратный
клапан. Особенно благоприятным периодом для скопления взрыв чатой
смеси является зима, когда окна и двери газораспреде лительных будок
(ГРБ) закрыты. В зимнее время в батареях и газовоздухопроводах
вследствие замерзания конденсата могут образоваться пробки, что
приводит к повышению давления в трубопроводах и может стать
причиной взрыва.
Основная мера предосторожности — вентиляция помещения. Для
предотвращения утечки газа на линии следует постоянно следить за
исправностью сальниковых набивок вентилей, кон денсационных
сосудов, устанавливаемых на газовоздухопровод ных магистральных
линиях, освобождая их от скоплений жид кости. Конденсационные
сосуды устанавливают в низких точках трубопроводов.
В зимнее время для того чтобы предотвратить замерзание
конденсата в батареях, утепляют помещение.
На газовых и воздушных коллекторах газовоздухораспреде лительных
будок необходимо устанавливать свечи для продувки на расстоянии не
менее 10 м от будки. ГРБ необходимо оборудовать приборами,
автоматически регулирующими подачу рабочего агента в скважину.
Газ или воздух должен подогреваться перед ГРБ паром или
специальными
печами.
В
помещении
нельзя
устанавливать
электрические приборы. Внутри по мещения запрещается зажигать
огонь и курить.
Для лучшего проветривания ГРБ их обычно строят на воз вышенном
месте.
§ 3. МОНТАЖ УСТАНОВОК
ПОГРУЖНЫХ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ
ЭЛЕКТРОНАСОСОВ
При эксплуатации высокодебитных скважин применяют погружные
центробежные электронасосы (рис. 86). Наземное обо рудование
электронасосов не требует монтажа фундаментов и других
сооружений.
Погружной насосный агрегат в собранном виде спускают в
скважину на насосно-компрессорных трубах.
Перед спуском на устье необходимо выполнить следующие работы:
331
1) установить хомут-элеватор на электродвигателе, поднять
электродвигатель с мостков, спустить его на устье скважины и снять
предохранительную крышку;
2) установить хомут-элеватор на протекторе, поднять протектор
над скважиной, снять предохранительную крышку с нижнего конца
протектора, проверить вращение вала протек тора и электродвигателя
шлицевым
ключом,
установить
свинцовую
прокладку
на
электродвигатель, соединить вал протек тора с валом двигателя
шлицевой муфтой, соединить протектор с электродвигателем;
3) снять хомут-элеватор с электродвигателя и опустить дви гатель
с протектором в устье скважины;
4) снять предохранительную крышку с верхнего конца протектора
и проверить вращение вала шлицевым ключом;
5) поднять электродвигатель с протектором над фланцем
обсадной колонны и снять упаковочные крышки с кабельного ввода
электродвигателя и кабельной муфты, проверить изо ляцию;
6) установить свинцовую прокладку в паз кабельного ввода,
соединить кабельную муфту с концами обмотки статора электродвигателя и слегка закрепить гайками, не допуская полного
уплотнения;
7) вывинтить пробку для выпуска воздуха из нижней ка меры
протектора и пробку обратного клапана в головке двига теля, ввинтить
на место пробки штуцер напорного шланга за правочного насоса;
закачать в двигатель жидкое масло до появления его в отверстии
нижней камеры протектора и в зазоре неплотно затянутой кабель ной
муфты; вывинтить штуцер за-
правочного насоса и ввинтить на место пробку обратного клапана
головки двигателя;
8) ввинтить пробку в
протектор и затянуть гайки, с помощью которых
кабельная муфта крепится
к двигателю; опустить
двигатель с протектором в
скважину
до
посадки
хомута на протекторе на
фланец обсадной колонны
и проверить вращение
двигателя включением в
электросеть;
9) навинтить патрубок-переводник на насос,
поднять насос с мостков;
снять предохранительную
крышку с конца насоса,
вывинтить пробку в основании насоса, проверить
вращение
вала
насоса
шлицевым ключом; установить свинцовую прокладку и шлицевую муфту
на
вал протектора
и
соединить насос с протектором;
10) снять хомут-элеватор с протектора, поднять
протектор над фланцем
обсадной колонны; вывинтить пробку обратного
клапана
протектора
и
ввинтить на ее место
штуцер
заправочного
насоса с жидким маслом;
вывинтить
пробку
из
спускного отверстия протектора и закачать жидкое масло до его
появления в спускном отверстии протектора.
11) ввинтить пробку в спускное отверстие протектора и про должать закачивать жидкое масло до появления его в отвер стии
основания насоса;
12) ввинтить в отверстие основания насоса манометр и опрессовать агрегат;
13) при отсутствии утечек масла в соединениях вывинтить
манометр и штуцер заправочного бачка;
8) ввинтить воздушную пробку протектора и открыть пере пускной клапан протектора на 1,5—2 оборота;
9) при появлении густого масла в отверстии основания насоса
закрыть пробку, спустить агрегат и установить предо хранительные
кожухи;
10) подключить кабель и произвести пробный запуск на соса.
Так как к насосно-компрессорным трубам необходимо хомутами
крепить кабель питания электродвигателя, обычный авто мат АПР-2ВБ
не может быть применен для свинчивания труб. Для механизации
работ по спуску погружных электроцентро - бежных агрегатов
ВНИИнефтемашем разработан автомат АПР -2ЭПН, представляющий
собой сочетание автомата АПР-2 с автоматической приставкой,
оснащенной автоматическим центрирующим устройством и системой
съема и надевания хомутов.
После спуска труб при их подвеске на планшайбе следует провести
заключительные операции:
1) ввинтить подъемный патрубок в планшайбу, поднять ее с
мостков и навинтить на колонну труб;
2) приподнять колонну труб и снять приспособление для защиты
кабеля с устья скважины и посадить колонну труб на колонный
фланец;
3) вывинтить подъемный патрубок из муфты планшайбы;
4) установить и закрепить сектор планшайбы;
5) поднять и ввинтить арматуру (тройник и задвижку) в муфту
планшайбы;
6) соединить нагнетательную линию арматуры и проверить работу
насоса и станции управления.
При подвеске труб и переводной катушки необходимо:
1) снять кабель с подвесного ролика;
2) поднять переводной патрубок вместе с переводной ка тушкой и
навинтить на колонну труб;
3) приподнять колонну труб и снять приспособление для защиты
кабеля с устья скважины;
4) протащить свободный конец кабеля в отверстие ка тушки;
5) посадить колонну труб на крестовик и закрепить пере водную
катушку с крестовиком болтами;
6) установить сальниковое уплотнение;
7) отсоединить переводной- патрубок от переводной катушки;
8) поднять елку арматуры и соединить ее с переводной катушкой;
9) соединить нагнетательные линии арматуры.
Автотрансформатор и станция управления имеют салазки,
и для них не требуется изготовлять фундаменты. Их устанав - ливают
на полу дощатой будки, которая защищает их от атмо сферных осадков
и заносов зимой.
В последнее время для скважин, эксплуатируемых погруж ными
центробежными
электронасосами
(ПЭЦН),
вместо
план шайб
применяют специальную арматуру, которая отличается от обычной
фонтанной конструкцией катушки, предназначенной для пропуска
кабеля. Для этого в катушку вварена сальниковая камера, уплотненная
набивкой. Подвеска насосных труб аналогична подвеске подъемных
труб в фонтанных скважинах. Эту арматуру выпускают тройниковой и
крестовой.
Для транспортировки оборудования погружных центробеж ных
электронасосов используют специальные агрегаты. Погружное
оборудование (насос, двигатель и гидрозащиту) достав ляют на
скважину не соединенными друг с другом. Все перевозимое
оборудование должно быть закреплено. При отсут ствии специальных
машин
оборудование
установок
погружны х
центробежных
электронасосов перевозят на бортовых машинах с длинным кузовом,
при этом насос и двигатель должны тран спортироваться в специальных
футлярах. Можно использовать для перевозки ПЭЦН специально
изготовленные сани. Кабель перевозят намотанным на барабан.
Кантовать и сбрасывать оборудование установок погружных
центробежных электронасосов категорически запрещается.
Станции управления необходимо перевозить, соблюдая пра вила
транспортировки контрольно-измерительной и релейной аппаратуры.
Погрузку и разгрузку двигателя и секций насоса производят
специальным приспособлением с захватом в двух местах (рас стояние
между точками захвата должно быть не менее 1,5 мм).
Техника безопасности при монтаже и эксплуатации ПЭЦН
1. Все работы по монтажу, демонтажу и эксплуатации установок
необходимо выполнять в строгом соответствии с прави лами
безопасности в нефтедобывающей промышленности, пра вилами
устройства электроустановок, правилами техники безо пасности при
эксплуатации электроустановок.
2. Проверку надежности крепления аппаратов, контактов
наземного электрооборудования и другие работы, связанные с
возможностью прикосновения к токоведущим частям, следует
осуществлять только при выключенной установке, выключен ном
рубильнике и со снятыми предохранителями.
3. Корпуса трансформатора (автотрансформатора) и стан ции
управления, а также броня кабеля должны быть за землены.
4. Обсадная колонна скважины должна быть соединена с за земляющим контуром или нулевым проводом сети 380 В.
5. Установка включается и выключается нажатием на кнопки
«Пуск» и «Стоп» или поворотом пакетного переключа теля,
расположенных на наружной стороне двери станции уп равления,
персоналом, имеющим квалификацию I группы и про шедшим
специальный инструктаж.
6. Работы по монтажу, проверке, регулировке, снятию н а ремонт
и установке измерительных приборов и релейных аппа ратов в
станциях управления, а также переключение ответвле ний в
трансформаторах (автотрансформаторах) необходимо проводить
только при выключенной установке, выключенном блоке «рубильник предохранитель», со снятыми предохранителями; эти работы должны
выполняться двумя рабочими с ква лификацией не ниже III группы.
7. Кабель от станций управления до устья скважины про кладывают на специальных опорах на расстоянии не менее 400 мм от
поверхности земли.
8. Запрещается прикасаться к кабелю при работающей установке
и при пробных пусках.
335
9. Сопротивление изоляции установки измеряется мегоммет ром
напряжением до 1000 В.
10. Менять блок «рубильник-предохранитель» и ремонтиро вать его
непосредственно на станции управления можно только при
отключении напряжения сети 380 В от станции управления
(отключение осуществляется персоналом квалификации не ниже III
группы на трансформаторной подстанции 6/0,4 кВ).
11. При соединении узлов погружного агрегата запреща ется
держать руками шлицевую муфту.
§ 4. МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И ОБЕССОЛИВАНИЯ НЕФТИ
Нефть, добываемую из скважины вместе с пластовой водой,
содержащей. минеральные соли, а часто и механические при меси,
обезвоживают и обессоливают непосредственно на не фтяных
месторождениях и на нефтеперерабатывающих за водах.
Для первичного отделения воды и солей от нефти непосред ственно
на площади месторождения монтируют установки под готовки нефти. В
настоящее время наиболее широко распрост ранены блочные
термохимические установки, в которых одно временно производят
сепарацию нефти и газа, обезвоживание и обессоливание.
Блочные термохимические установки, выпускаемые заво дами,
поставляют
с
оборудованием
для
полной
автоматизации
технологического процесса и монтируют на месте. Выпускают
блочные установки следующих типов: УДО -2М, У ДО-3, СП- 1000, СП2000, «Тайфун», ДГ-2500, ДГ-6300, БН-М и др.
Применение
блочного
автоматизированного
оборудования
позволяет снизить капиталовложения, расход металла, сокра тить сроки
строительства, уменьшить размеры технологических площадок и х - ДВсе строительно-монтажные работы выполняют в три этапа:
1) предварительная подготовка строительства: проверка и
изучение
технической
документации,
расчистка
территории,
планировка площадки, сооружение подъездных путей и др.;
2) проведение подземных работ: устройство траншей, кот лованов
под фундаменты оборудования, устройство фундаментов и постоянных
подземных коммуникаций;
3) проведение наземных работ: монтаж оборудования и тру бопроводов, пусконаладочные работы, благоустройство терри тории.
§ 5. МОНТАЖ ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ СБОРА И ХРАНЕНИЯ
НЕФТИ
Основными элементами систем промыслового сбора и хранения
нефти и нефтепродуктов являются резервуарные парки. В состав
резервуарных парков входят стальные, железобетон ные и бетонные
резервуары. Наибольшее распространение на промыслах получили
наземные стальные вертикальные
цилиндрические резервуары
вместимостью от 25 до 100 ООО м 3 ; которые делятся на следующие
группы:
без давления (с плавающей крышей, понтоном и др.);
336
низкого давления (до 2 кПа);
повышенного давления.
Разработаны конструкции понтонов из синтетических мате риалов
для вертикальных стальных резервуаров со щитовой кровлей
вместимостью 100—400; 700;
1000; 2000; 5000 м 3 .
Конструкция понтона сборная из отдельных элементов, что дает
возможность монтировать его в резервуарах без огневых работ.
Основная часть такого понтона — эластичный ковер, изготовленный из полимерного материала, который крепится по пе риферии
к коробам и собран на уголке в кольцо жесткости.
Наибольшее распространение получили цилиндрические ре зервуары со сферической крышей' и сфероидальные (рис. 87).
Последние более экономичны для хранения под давлением, так как
отношение поверхности резервуара к объему (при одинако вой
вместимости) у них ниже, чем у цилиндрических. Кроме того,
равномерное распределение напряжений позволяет умень шить
толщину стенки.
К цилиндрическим резервуарам со сферической крышей от носятся
резервуары ДИСИ вместимостью до 2000 м 3 и типа «Гибрит»
вместимостью до 5000 м 3 .
337
Железобетонное резервуаро- строение получило распространение с
1950 г. Монтаж железобетонных резервуаров, как и стальных, основан на
двух
принципах:
максимальном
использовании
сборных
элементов
заводского
изготовления
при
минимальном
объеме
работ
на
строительной площадке и наиболее
полной унификации конструктивных
элементов. Решающим в железобетонном
резервуаростроении
является
применение синтетических материалов.
При хранении нефтей и нефтепродуктов
используют
железобетонные цилиндрические резервуары
вместимостью 100; 250; 500; 1000;
2000; 3000; 5000; 6000; 10 000; 20 000;
30 000;
40 000 м 3 , рассчитанные на давление 2
кПа и вакуум 18 МПа.
Монтаж металлических вертикальных резервуаров
Различают два метода монтажа вертикальных цилиндриче ских
резервуаров: 1) полистовой; 2) индустриальный из рулон ных и
укрупненных заготовок.
Полистовой метод монтажа. При таком методе на строительную
площадку доставляют отдельные листы для монтажа корпуса, днища и
кровли, а также отдельные элементы из профильного проката (швеллеры,
двутавры,
уголки),
являющиеся
частями
ферм
перекрытия,
поддерживающих листы кровли. На строительной площадке организуют
работы по вальцовке листов корпуса и укрупнению узлов ферм
перекрытия.
На выбранной для резервуара площадке по диаметру осно вания
бульдозером снимают верхний слой грунта (раститель ный грунт). Затем на
подготовленную почву тонкими слоями насыпают песчаный грунт, причем
каждый слой тщательно уплотняют катком. Верхний слой основания,
непосредственно соприкасающийся с листами днища резервуара, должен
быть гидрофобным, не пропускающим влагу к неизолируемым по верхностям стальных листов днища. Этот слой толщиной 80 — 100 мм
представляет собой смесь песчаного грунта и нефтяных остатков (мазута,
битума).
На подготовленное основаьше, соблюдая необходимую осто рожность,
укладывают листы центральной части днища и бо лее толстые листы —
окрайки, на которые опирается первый пояс корп уса резервуара.
338
Сборку всех листов днища, за исключением периферийных участков
окраин, осуществляют внахлестку с помощью корот ких швовприхваток или специальных сборочных приспособле ний. Сварку
внахлестку осуществляют только с одной, верхней (наружной)
стороны, так как внутренняя (нижняя) сторона днища опирается
непосредственно на песчаное основание. Сое диняют листы днища
ручной электродуговой сваркой или авто матической сваркой под
флюсом с помощью сварочного трактора ТС-17М или ТС-17Р.
Вначале сваривают все короткие швы (кроме окраек), т. е.
соединяют отдельные листы в длинные полотнища. Затем листы окраек
соединяют между собой.
Окончив сварку листов окраек, приступают к соединению полотнищ
центральной части днища по длинным сторонам, В связи с большой
протяженностью сварных швов (в резер вуаре РВС-5000 длина
продольного шва днища достигает 22 м) возможно коробление днища;
чтобы избежать этого, сварку начинают с центральных продольных
швов, а затем перемещаются к периферии днища; ручную сварку
продольного шва выполняют обратно-ступенчатым методом, т. е. весь
сварной шов разделяют на участки длиной примерно 500 мм, и сварку
ведут прерывисто — сначала заваривают один участок, затем второй и
т. д.; в пределах каждого участка сварку выполняют в напра влении,
обратном общему направлению движения сварщика.
Автоматическую сварку под флюсом начинают от центра днища в
направлении периферии. При этом желательно исполь зовать два
сварочных трактора, ведущих сварку одного про дольного шва в
противоположных направлениях от центра к периферии днища.
Окончив сварку центральной части днища, приступают к монтажу
листов первого пояса корпуса. Листы соединяют между собой сначала
в нижней части короткими вертикаль ными швами (длиной около 250
мм). Сплошным кольцевым швом с двух сторон приваривают первый
пояс к окрайкам днища. Кольцевой шов обычно выполняют ручной
сваркой в два слоя обратно-ступенчатым методом одновременно двумя
сварщиками с наружной- и внутренней сторон. Только после сварки
первого пояса корпуса с окрайками днища выполняют замыкающий
шов, соединяющий окрайки с листами центральной части днища.
Монтируют корпус резервуара последовательным нараще нием
поясов из отдельных предварительно изогнутых по необ ходимому
радиусу листов. Подают листы по мере монтаж а с помощью подъемных
приспособлений.
При сварке листов следующего пояса сначала сваривают
вертикальные стыковые швы двусторонней сваркой, затем соединяют
пояса кольцевым швом внахлестку, снаружи —• сплошным, внутри —
прерывистым.
Все сварочные работы при монтаже корпуса резервуара выполняют
ручной электродуговой сваркой. Пояса собирают из отдельных листов
с помощью простейших сборочных приспо соблений с временных
площадок, устанавливаемых на подъем ном приспособлении — копре
или закрепленных на листах нижележащего пояса.
Для монтажа ферм кровли резервуара в центре днища
устанавливают вертикальную вспомогательную стойку. У верх ней
кромки последнего пояса резервуара снаружи монтируют верхний
339
обвязочный уголок, а внутри резервуара из швеллеров по всей длине
первого пояса — опорную стойку.
Решетчатые полуфермы кровли одним из концов опирают на
опорную стойку, а другим — на центральную стойку. На по - луфермах
монтируют поперечные балки (прогоны), на которые опирают
промежуточные продольные балки. Листы кровли небольшой толщины
(2,5 мм) соединяют между собой сваркой внахлестку и по наружному
контуру присоединяют сплошным кольцевым швом к верхнему
обвязочному уголку на корпусе резервуара. Кроме того, через
определенные интервалы листы кровли присоединяют точечны ми
проплавочными
швами
(электрозаклепками)
к
элементам
поддерживающих конструкций (полуфермы, радиальные балки).
По окончании монтажа кровли вспомогательную централь ную
стойку и другие приспособления, находящиеся внутри резервуара,
извлекают через люк-лаз или специально оставленное окно в нижней
части корпуса (затем окно заделывают листом и заваривают).
Высокие требования предъявляются к сварным соединениям.
Помимо тщательного внешнего осмотра сварные швы подвер гают
просвечиванию
гамма-лучами
радиоактивных
элементов
и
магнитографированию. Полученные снимки являются доку ментальным
доказательством проведенного контроля 1. После установления
вспомогательного
оборудования
резервуар
под вергают
гидравлическому испытанию и окраске.
Индустриальный метод изготовления и монтажа резервуара состоит из
двух этапов:
1) изготовление рулонных заготовок корпуса и днища и сек ционных заготовок (щитов) покрытия в заводских условиях, доставка
их к месту монтажа резервуара;
2) монтаж резервуара из рулонных заготовок.
Основной объем сварочнО-монтажных работ при данном методе
выполняется в заводских условиях. Элементы резер вуара — корпус,
днище — изготовляют из отдельных листов в виде развернутых
полотнищ, а покрытия — в виде отдельных секций (щитов) на
специальных заводах. Полотнища корпуса и днища на заводе
сворачивают в рулоны и вместе с секциями покрытия доставляют на
строительную площадку. Высота и диаметр рулона определяются
размерами
и
грузоподъемностью
транспортных
устройств
(железнодорожных платформ, трейле ров и т.. д.). На строительной
площадке резервуар монтируют из заготовленных таким путем
крупных блоков.
И з г о т о в л е н и е р у л о н н ы х з а г о т о в о к корпуса и днища
резервуара в заводских условиях осуществляют на спе циальных
стендах.
Наиболее
распространены
двухъярусные
сте нды,
обеспечивающие качественную двустороннюю сварку листов корпуса и
днища и максимальную степень механизации сборочно -сварочных
работ с выполнением всех швов автомати ческой сваркой под слоем
флюса.
Монтаж резервуаров на подготовленном песч а н о м о с н о в а н и и начинают с укладки днища. Для резер вуаров
вместимостью
до
1000
м3
днище
поставляют
полностью
3401 Более подробно методика контроля качества сварки освещена в книге В. С. Корниенко, Б. В.
Поповский. Сооружение резервуаров. М., Стройиздат, 1971.
смонтированным в виде одного рулона, для резервуаров вме стимостью
2000—5000 м 3 — в виде двух половин, свернутых в один рулон.
Днище вертикального стального резервуара вместимостью 10 000 м 3
(РВС-10 000) состоит из центральной части, постав ляемой в виде трех
или четырех секций, и 18 элементов — окраек сегментного кольца
(рис. 88). Днище РВС-20 000 также включает центральную часть,
поставляемую в виде трех-четы- рех секций, и 24 элемента — окрайки
сегментного кольца.
Монтаж днища резервуара небольшой вместимости (до 1000 м 3 )
заключается в развертывании рулона и укладке по лотна днища на
основание. Из-за малой толщины листов металл свернутого рулона
находится в упругом состоянии, и при развертывании рулона возможно
его самопроизвольное раскрытие. Поэтому прежде чем разрезать
удерживающие планки, под рулон днища пропускают трос, один конец
которого прикрепляют к якорю, а второй — к трактору. Разрезав
планки, удерживающий трос ослабляют, перемещая трактор; этим
достигается плавное развертывание рулона и укладка днища на под готовленное основание.
Технология монтажа днища резервуара вместимостью 2000 — 5000
м 3 отличается от описанной выше технологии только тем, что
последовательно на песчаном основании развертывают ру лоны двух
половин днища. После проверки правильности уста новки этих половин
их сваривают внахлестку ручной электро - дуговой сваркой обратноступенчатым методом.
Монтаж днища резервуара вместимостью 10 000 и 20 000 м 3
начинают с развертывания рулона и установки на песчаном
341
основании отдельных полотен центральной части. Эти полотна
соединяют ручной электродуговой сваркой внахлестку обратно ступенчатым методом. Листы окрайки раскладывают по кольцу (на
периферии днища). Соединяют листы окраек встык на стальных
подкладках.
Окончательно соединяют окрайки с центральной частью днища
только после развертывания рулона корпуса и прихватки его с
сегментным кольцом днища (окрайки). Это необ ходимо для
уменьшения деформации днища.
М о н т а ж к о р п у с а р е з е р в у а р а включает подъем рулона
в вертикальное положение, развертывание его и сварку монтажных
стыков.
Корпус резервуара поставляют в виде одного рулона для
резервуаров вместимостью до 5000 м 3 , двух рулонов для резервуаров вместимостью 10 000 м 3 ~и трех рулонов для резервуаров
вместимостью 20 000 м 3 .
Подъем в вертикальное положение рулона корпуса для ре зервуаров небольшой вместимости (до 1000 м 3 ) не представляет
трудности ввиду малой массы рулона. Для этой цели исполь зуют
передвижные краны.
Подъем рулонов корпуса для резервуаров вместимостью более 2000
м 3 осуществляют специальными кранами большой грузоподъемн ости
(25—50
т), а для резервуаров вместимостью менее 2000 м 3 — с
342
помощью
тракторов
или
тракторных
лебедок.
Широкое
распространение получила схема подъема рулонов с помощью А образной мачты. Один конец рулона укрепляют в специальном
приспособлении, позволяющем поворачивать рулон при подъеме.
К верхней части рулона прикрепляют два так называемых ложных
штуцера из коротких отрезков труб, упрочненных внутри ребрами
жесткости и имеющих на внешних торцах огра ничительные шайбы.
Через эти штуцеры рулон корпуса тросами соединяют с верхней
перекладиной мачты. Подъем рулона кор пуса осуществляют трактором
через систему талевой оснастки.
Перед началом подъема к рулону прикрепляют монтажную
временную лестницу, а на место его установки на днище ре зервуара
укладывают поддон — стальной толстый лист. Поддон облегчает
поворот рулона корпуса при его развертывании и предохраняет
сварные швы днища от разрушения.
При подъеме рулона трактором для предотвращения само произвольного падения с противоположной стороны его поддер живают
с помощью тросов тормозным трактором. Тормозной трактор
включают в работу в тот момент, когда рулон корпуса поднят на
высоту, с которой возможно его падение (обычно при угле наклона
корпуса к горизонту 75—80°).
Резервуары вместимостью 10 000 и 20 000 м 3 монтируют в заранее
намеченных местах днища путем подъема соответст венно двух и трех
рулонов корпуса.
Перед подъемом рулона необходимо проверить тросы, си стему
оснастки, крепления, осуществить предварительный подъем рулона на
небольшую высоту (2—3 м), чтобы убедиться в прочности оснастки.
Необходима строгая соосность системы рулон — А-образная мачта —
трактор; продольная ось рулона должна проходить через центр днища
резервуара.
В центре днища резервуаров вместимостью до 5000 м 3 устанавливают постоянную центральную стойку, а резервуаров вме стимостью 10 000 и 20 000 м 3 — временную монтажную стойку,
которую удаляют после монтажа покрытия. Центральную стойку
закрепляют расчалками.
Прежде чем развернуть рулон, предварительно обвязанный тросом
и установленный на поддоне вертикально, необходимо кислородной
резкой разрезать удерживающие планки, начиная с верхней.
Газорезчик в процессе резки перемещается сверху вниз по монтажной
лестнице. Последние две планки газорезчик разрезает, стоя на днище
резервуара.
Освобожденный конец полотнища корпуса подтягивают к ли нии
разметки корпуса на днище и фиксируют прихватками.
343
К рулону корпуса приваривают съемное приспособление (скобу) для
крепления натяжного троса. Развертывают рулон кор пуса трактором.
По мере развертывания полотнище корпуса фиксируют сварочными
прихватками по линии разметки на днище. Чтобы облегчить этот
процесс, по наружной стороне линии разметки к днищу
предварительно приваривают короткие уголки.
Развернув 5—6 м полотнища, начинают монтаж покрытия из
отдельных щитов для повышения устойчивости корпуса. Од ним
концом щиты опирают на оголовок центральной стойки, а другим — на
кромки листов верхнего пояса корпуса, усиленного уголками
жесткости. Монтаж резервуаров вместимостью 10 000 и 20 000 м 3
начинают с развертывания 7—8 м полотнища и установки
сферического покрытия из отдельных щитов. Уста новив один щит
покрытия, продолжают развертывать полотнище корпуса. К
неразвернутой части рулона вновь привари вают скобу для крепления
троса и продолжают развертывать рулон с одновременной установкой
щитов покрытия.
Развернув 15—20 м рулона, сваривают кольцевое монтаж ное
тавровое соединение между листами корпуса и днища. Сварку ведут
сплошным швом с обеих сторон корпуса. Чтобы исключить большие
остаточные напряжения в швах значитель ной протяженности (десятки
метров), тавровое соединение сва ривают обратно-ступенчатым
методом.
Корпус резервуара вместимостью до 5000 м 3 изготовляют из одного
рулона, поэтому монтаж заканчивается выполнением вертикального
шва, соединяющего встык полотнища. Монтаж ный шов выполняют
сплошным с обеих сторон.
При монтаже корпуса резервуаров вместимостью 10 000 и 20 000 м а
последовательно развертывают соответственно два и три рулона.
Соединяют полотнища корпуса встык двусторон ней сваркой.
Замыкающий шов выполняют также встык.
М о н т а ж п о к р ы т и я р е з е р в у а р о в производят по мере
развертывания рулона корпуса. Покрытие резервуаров вмес тимостью
до 5000 м 3 состоит из отдельных щитов. Листы щитов соединяют
между собой и с центральным (круглым) щитом.
Покрытие и листы верхнего пояса корпуса резервуара сое диняют
сплошным швом, снаружи верхний пояс усиливают при варкой через
определенные промежутки вертикальных уголков.
Щиты сферического покрытия резервуаров вместимостью 10 000 и
20 000 м 3 поставляют к месту монтажа в виде двух половин. Перед
началом монтажа покрытия эти половины на специальном стенде
соединяют сваркой. Каждый щит сфериче ского покрытия одним
концом опирают на оголовок монтажной центральной стойки, а другим
— на верхнюю кромку листов корпуса, усиленных изнутри сплошным
кольцом жесткости. 344
К ольцо жесткости состоит из швеллеров, изогнутых по внутрен нему
радиусу верхнего пояса корпуса резервуара.
Монтаж кольца жесткости несколько опережает монтаж щитов
покрытия. Элементы кольца жесткости — швеллеры — совмещают с
верхней кромкой листов верхнего пояса корпуса резервуара и
приваривают сплошным швом. Щиты покрытия соединяют ме жду
собой и с центральным щитом сплошным швом. Покрытия резервуара
сваривают с листами верхнего пояса корпуса также сплошным швом.
Для резервуаров вместимостью 10 000 и 20 000 м 3 устанавливают
сплошное ограждение по внешнему контуру сфериче ского покрытия.
По окончании монтажа покрытия монтажную центральную стойку
вместе с оголовком извлекают из резервуара через люк-лаз. Удаляют
также временные внутренние леса и монтажные приспособления,
монтируют различное оборудование (дыхательные клапаны и др.) и
лестницу.
Особенности монтажа резервуаров с
понтоном и плавающей крышей
Понтон представляет собой круглое полотно, изготовленное из
тонких листов стали (например, для резервуаров вмести мостью 5000—
10 000 м 3 —3 мм). По краям полотна приваривают полые сегментные
элементы (герметизированные свар ные коробки), повышающие
плавучесть понтона. Между кром кой понтона и корпусом резервуара
оставляют зазор от 100 до 300 мм (в зависимости от вместимости
резервуара). Для герметизации рабочего пространства резервуара
устанавливают затвор из прорезиненного бельтинга.
Понтон поступает на строительную площадку с завода -изготовителя в виде свернутой в рулон центральной части и от дельно
сегментных элементов — полых коробок. Центральную часть понтона
поставляют в одном рулоне с днищем. Для уплотнительного кольца
затвора
предназначены
поставляемые
с
завода
специально
раскроенные и прошитые секции из проре зиненного бельтинга.
Монтаж понтона начинают сразу после установки днища на
песчаном основании. Вначале разворачивают рулон ц ентрального
полотнища, затем, проверив правильность установки, по внешней
кромке временно прикрепляют его к днищу короткими швами прихватками. По внешнему контуру полотнища понтона делают
разметку для установки внешних сегментов — полых коробок. В
центре понтона вырезают отверстие диаметром 2760 мм для установки
на днище центральной опорной стойки. После этого монтируют
центральную стойку, поднимают и раз вертывают рулон корпуса. По
мере развертывания рулона корпуса продолжают монтаж понтона и
удаляют временные прихватки. По внешнему контуру центрального
полотнища раскладывают согласно предварительной разметке
сегментные элементы — полые коробки. Проверив правильность их
установки, сваривают коробки между собой и соединяют с
центральным полотнищем внахлестку. После проверки плотности швов
места соединения сегментных элементов закрывают планками, кото рые сваривают по контуру.
К корпусу резервуара на высоте 1,8 м от днища привари вают
поворотные кронштейны, которые прижимают к стенке корпуса
(кронштейны необходимы для опирания понтона в крайнем нижнем
положении), и одновременно в центре на днище монтируют
центральное опорное кольцо, служащее опо рой центральной части
понтона в крайнем нижнем положении. В качестве центрального
345
опорного кольца обычно используют промежуточное съемное кольцо
жесткости от центральной стойки. Дальнейший монтаж понтона ведут
только после полного окончания монтажа корпуса.
Корпус резервуара заполняют водой, чтобы поднять понтон на 2 м
от днища. Когда понтон окажется на плаву, поворачивают кронштейны
на 90°, подводят их под понтон и фиксируют в этом положении.
Понтон также закрепляют в центральной части. Для этого опорное
кольцо четырьмя прутками приваривают к центральной стойке. После
этого воду из резервуара сливают и продо лжают монтажные работы с
нижней стороны понтона (сварку монтажных швов, окончание монтажа
опорной стойки).
Монтаж понтона заканчивается установкой затвора из сек ций
прорезиненного бельтинга в зазор между корпусом резер вуара и
внешней кромкой понтона. Каждую секцию болтами прикрепляют к
контурному уголку понтона.
По окончании монтажа понтон испытывают. При пробных подъемах
понтона обращают внимание на непроницаемость его швов, отсутствие
перекосов (горизонтальность понтона), плавность движения.
Монтаж резервуара с плавающей крышей в принципе не от личается
от монтажа резервуара с понтоном.
Контроль качества резервуаров
Контроль качества элементов конструкции резервуаров в процессе
монтажа заключается в проверке качества сварных соединений.
Контроль осуществляют вакуумированием, керосиновой пробой,
химическими методами контроля (на плотность) и просвечиванием
рентгеновскими или гамма-лучами.
Качество монтажных сварных соединений днища резервуара
проверяют по окончании его монтажа. Для этого наибольшее
распространение получил метод в а к у у м и р о в а н и я, осно ванный
на создании разрежения (0,07 МПа) в специальной камере. Камера
представляет собой продолговатую коробку без дна с крышкой из
прозрачного материала (плексиглас). Стенки камеры изготовлены из
губчатой резины. В крышку камеры вмонтирована трубка с краном для
присоединения шланга от вакуумного насоса. На отводах этой трубки
устанавливают кран для снятия разрежения в камере, а также
вакуумметр для контроля разрежения. Для проверки качества угло вых
швов используют угловую вакуумную камеру, коробка которой изог нута под прямым углом вокруг продольной оси.
Процесс вакуумирования швов проводят в следующем по рядке.
Испытываемый участок шва очищают от шлака и загряз нений и
смачивают индикаторным (мыльным) раствором, который образует
пену при попадании в него воздуха, проходящего через дефекты шва.
Пузыри пены видны через прозрачную крышку камеры. Дефектные
места отмечают рядом с камерой мелом или краской, после чего
снимают разрежение в камере и переставляют ее на новое место.
Герметичность швов центральной части понтона или плаваю щей
крыши проверяют аналогично швам днища.
Качество нахлесточных сварных соединений (например, швов
корпуса небольших резервуаров) контролируют к е р о с и н о м . Для
этого контролируемую сторону шва очищают от шлака и грязи и
346
покрывают
меловым раствором. Стыковые швы с обратной стороны
обильно смазывают керосином. При наличии дефектов в шве на
меловой поверхности появляются жировые пятна или полосы.
Появление отдельных жировых точек или пятен свидетельствует о
наличии в шве сквозных пор или свищей. Жировые полосы указывают
на образование в шве сквозных трещин. Время испытаний зависит от
положения шва в пространстве, толщины свариваемого металла и
температуры окружающего воздуха. В среднем оно составляет 1—3 ч,
однако для повышения надежности контроля шов после нанесения
керосина выдерживают при положительных температурах в те чение 12
ч, при отрицательных — в течение 24 ч.
Наиболее нагруженные сварные швы стенки резервуара проверя ют
физическими
методами
контроля
—
рентгеноили
р а д и о г р а ф и р о в а н и е м . Просвечиванием рентгеновскими или
гамма-лучами проверяют монтажные вертикальные швы полностью.
Кроме того, просвечиванию подвергают стыковые соединения окраек
днища в местах соединения днища со стенкой (на длине 240 мм).
Рентгенографический контроль качества сварных соедине ний
основан на способности рентгеновских лучей проходить через сварные
соединения как через полупрозрачные тела, при чем интенсивность их
падает по мере увеличения толщины ме талла. Прохождение лучей
фиксируется рентгенографической
347
пленкой. В местах дефектов швов общий путь прохождения рентгеновских
лучей через металл сокращается и, следовательно, интенсивность их
возрастает, что и фиксируется на пленке.
После проявления пленки на ней можно
видеть характерные дефекты шва.
К работе с источниками гамма- и
рентгеновских лучей допускают только лиц,
прошедших специальную подготовку.
Монтаж
газгольдеров.
В
резервуарные парки промыслов входят также
газгольдеры. Они предназначены для
хранения
под
давлением
газа.
В
зависимости от давления газа газгольдеры
подразделяются на два класса: 1) высокого
давления; 2) низкого давления.
Газгольдеры
высокого
д а в л е н и я предназначены для хранения
газа под давлением выше 0,07 МПа (до
2,0МПа). Рабочий объем их постоянен, а
давление изменяется до расчетного по мере
заполнения рабочего пространства газом.
Газгольдеры
низкого
давления
представляют
собой
герметические
емкости
переменного
объема. Различают мокрые и сухие
газгольдеры низкого давления.
Мокрые газгольдеры (рис. 89, а, б) имеют вместимость от 100 до 30 000 м3
и представляют собой сочленение неподвижного звена (стального или
железобетонного резервуара) и подвижных звеньев (колокола и телескопа).
Резервуар газгольдера заполняют водой. По специальным направляющим с
помощью роликов перемещается подвижное звено (колокол). Для
герметизации рабочего пространства газгольдера между колоколом и
резервуаром установлен водяной затвор. В зависимости от вместимости
газгольдеры подразделяются на однозвеньевые (резервуар — колокол),
двухзвеньевые (два подвижных звена — колокол и промежуточное звено — телескоп) и трехзвеньевые (три подвижных звена — два телескопа и колокол).
Типовые однозвеньевые газгольдеры имеют вместимость 6000 м 3, а типовые
двух- и трехзвеньевые — до 30 000 м3. Нетиповые мокрые -газгольдеры имеют
вместимость до 200 000 м3 и более. В мокрых газгольдерах с вертикальными
направляющими колокол и телескоп с помощью роликов перемещаются по
вертикальным бадкам-направляющим,
348
Мокрые газгольдеры с винтовыми направляющими имеют более
сложную конструкцию направляющих. Перемещение под вижных
звеньев (колокола и телескопа) происходит с помощью роликов по
винтовым балкам-направляющим, т. е. колокол (телескоп) как бы
ввинчивается или вывинчивается из неподвиж ного резервуара. Ролики
устанавливают на нижележащем звене газгольдера по отношению к
вышележащему.
Хотя мокрые газгольдеры с винтовыми направляющими бо лее
сложны в изготовлении, они менее металлоемки, чем газ гольдеры с
вертикальными направляющими, и более ком пактны.
Сухие газгольдеры (рис. 89, в , г ) могут быть двух видов:
поршневые, когда объем газового (рабочего) пространства изменяется
вследствие вертикального перемещения поршня;
с гибкой секцией (мембраной), когда объем изменяется из - за
вертикального перемещения мембраны, соединенной со стен ками
корпуса гибкой секцией.
Монтаж цилиндрических газгольдеров высокого
д а в л е н и я начинают с устройства основания. Для горизонтальных
газгольдеров ставят четыре опоры (стойки), а для вертикальных —
большее число опор (до шести). Затем готовые газгольдеры
устанавливают и закрепляют на опорах.
Горизонтальные газгольдеры обычно накатывают на опоры
(фундамент) по специально изготовленному наклонному балочному
пути. На практике цилиндрические горизонтальные газ гольдеры
устанавливают также на опоры путем подъема их одним или двумя
кранами (в зависимости от веса газгольдера). Если позволяет высота
опор, то возможен монтаж горизонтальных газгольдеров путем
подъема их двумя трубоукладчиками.
Монтаж вертикальных цилиндрических газгольдеров не сколько
сложнее. Он заключается в подъеме газгольдера, лежа щего на земле, и
установке его на опоры (рис. 90). Подъем
и установку газгольдера на опоры осуществляют с помощью стреловых
самоходных кранов (одного или спаренных).
М о н т а ж г а з г о л ь д е р о в н и з к о г о д а в л е н и я рассмотрим
на примере мокрых газгольдеров.
В настоящее время мокрые газгольдеры вместимостью до 30 000
м3
349
монтируют
индустриальным
методом.
Основные
эле менты
газгольдера—днище, корпус резервуара, телескоп, кор пус колокола,
элементы перекрытия, гидрозатвор — изготовляют на заводах и
доставляют к месту монтажа в виде рулонов и укрупненных блоков.
Монтаж газгольдеров начинают с устройства днища. Затем
поднимают, развертывают и устанавливают на заранее наме ченных
местах днища рулоны корпуса резервуара, телескопа (двух- и
трехзвеньевых газгольдеров) и колокола.
Рулоны телескопа и колокола устанавливают на постаменте. Это
необходимо для развертывания корпуса телескопа и коло кола на
опорных подкладках. Для монтажа элементов покры тия колокола в
центре днища устанавливают временную мон тажную стойку.
Применяют два способа развертывания рулонов корпуса
резервуара, телескопа и колокола: последовательный и парал лельный.
При последовательном способе сначала полностью развертывают и
фиксируют рулон корпуса резервуара, затем последовательно рулоны
телескопа и колокола. По мере развертывания рулона корпуса снаружи
верхнего пояса монтируют кольцевую площадку, обеспечивающую
жесткость верхней кромки резервуара. При монтаже корпуса
резервуара на днище устанавливают прокладки (отрезки двутавра),
которые являются опорой для телескопа и колокола.
После монтажа корпуса резервуара рулоны телескопа и ко локола
(газгольдер большой вместимости) или колокола (газ гольдер
вместимостью до 6000 м 3 ) оказываются внутри корпуса резервуара.
Поэтому рулоны телескопа и колокола разверты вают в замкнутом
пространстве (внутри корпуса резервуара).
Для развертывания рулона телескопа конец троса, прикреп ленного
к рулону, выводят с помощью системы блоков через люк -лаз к
тракторной лебедке. По мере развертывания рулона телескопа
промежуточный блок снимают и закрепляют на но вом месте.
Развернув половину рулона корпуса, трос направ ляют через второй
люк-лаз, расположенный в корпусе резер вуара в диаметрально
противоположном от первого люка направлении, и через такой же
люк-лаз в корпусе телескопа.
Применяют и другую схему развертывания рулона теле скопа (без
центрального направляющего ролика). В этом слу чае в люке
монтируют пару направляющих трубчатых роликов. По мере
развертывания рулона телескопа на нем из отдельных элементов
монтируют нижнее опорное кольцо, внутренние на
350
правляющие для перемещения колокола и гидрозатвора телескопа.
Развернув рулон телескопа, сваривают замыкающий монтажный шов
встык. После этого развертывают, как и рулон телескопа, рулон
колокола.
По мере развертывания рулона колокола на поверхности его
устанавливают вертикальные трубчатые стойки и каркас покрытия.
Элементы каркаса покрытия одним кондом опирают на трубчатые
стойки, а другим (в процессе монтажа) — на монтажную центральную
стойку.
Установив корпус колокола и каркас покрытия, монтируют листы
покрытия. Начинают с укладки листов-окраек, затем монтируют
центральную часть листового покрытия. Кровлю со бирают из
отдельных листов или из заранее укрупненных карт. Листы или карты
соединяют между собой и по периметру с окрайками. Монтаж
газгольдера заканчивают установкой внешних напра вляющих снаружи
корпуса резервуара.
При параллельном способе монтажа мокрых газгольдеров рулоны
резервуара, телескопа и колоколы развертывают парал лельно. Вначале
развертывают на некоторую длину (10—15 м) рулон корпуса
резервуара. По мере развертывания резервуара монтируют кольцевые
площадки и внутренние направляющие для перемещения телескопа.
Одновременно с этим устанавливают подкладки из двутавров,
служащие опорами для телескопа и колокола, и монтируют опорное
кольцо телескопа. Выполнив эти работы на определенной длине
развернутой части корпуса резервуара, тем же трактором развертывают
на некоторую длину (10—15 м) рулон телескопа. По мере его развертывания на нем устанавливают внутренние направляющие, слу жащие
для вертикального перемещения колокола, в верхней части телескопа
монтируют гидрозатвор, а в нижней уклады вают на подкладки из
двутавров гидрозатвор колокола.
После подготовки необходимого фронта работ приступают к
развертыванию рулона колокола. Одновременно монтируют трубчатые
стойки и каркас перекрытия.
Затем циклы развертывания рулонов, телескопа и колокола по мере
подготовки фронта работ периодически повторяют с интервалом между
рулонами 10—15 м. После замыкания монтажного стыка корпуса
резервуара заканчивают развертывание и стыковку после довательно
рулонов телескопа и колокола. Тяговый трос в этом случае пропускают
через люки-лазы корпуса резервуара и телескопа.
М о н т а ж ш а р о в о г о г а з г о л ь д е р а состоит из следующих
основных этапов:
1) сооружения фундамента, опорных колонн и установки
манипуляторов;
2) сварки отдельных лепестков (двух-трех) в блоки, если монтаж
газгольдера ведется из укрупненных блоков;
3) монтажа (сборки) газгольдера из укрупненных блоков; блоки
фиксируются короткими швами или с помощью специ альных
сборочных приспособлений;
4) автоматической сварки швов газгольдера неподвижным
сварочным автоматом при вращении резервуара с помощью
манипулятора.
351
Фундамент под шаровые газгольдеры состоит из бетонного
основания и ряда опорных колонн. Бетонное основание пред ставляет
собой сплошное кольцо или отдельные тумбы под каждую опорную
колонну.
Крепление
колонн
к
основанию
осуществляется
фундаментными болтами.
В центральной части между опорными колоннами на вре менном
основании устанавливают манипулятор для вращения собранного шара
при автоматической сварке под флюсом. Существуют различные
конструкции манипуляторов.
Резервуар вращается с помощью роликоопор (стальных, об резиненных,
резиновых,
пневматических большого
диаметра).
Поднимают резервуар для вращения на манипуляторах винто выми или
гидравлическими домкратами.
Предварительную сборку и сварку отдельных лепестков в
укрупненные блоки производят на специальном стенде сва рочным
трактором ТС-17М в нижнем положении. Собранный блок из лепестков
периодически поворачивают на стенде таким образ ом, чтобы сварка
велась на горизонтальном участке в нижнем положении.
Сборку газгольдера из отдельных лепестков или укрупнен ных
блоков осуществляют по-разному, в зависимости от вида и размера
лепестков. При изготовлении лепестков горячей штамповкой они
имеют длину, равную половине длины окруж ности резервуара. В этом
случае сначала собирают нижнюю половину шарового газгольдера на
специальном стенде. В центре этого стенда устанавливают временную
вертикальную стойку, в верхней части которой монтируют нижнее
днище. Затем гусеничным краном отдельные лепестки подают на стенд
и устанавливают, опирая одним концом по окружности стенда, а
другим — на кромку нижнего днища. Собранные лепестки или блоки
фиксируют
прихватками
или
специальными
сбороч ными
приспособлениями.
Собранную нижнюю половину газгольдера двумя кранами СГК -30
или двумя мачтами устанавливают на временную опору или на
неподвижную опору манипулятора. Затем точно так же собирают
верхнюю половину газгольдера, которую ус танавливают на нижней
половине, т. е. собирают весь газгольдер. Собранный газгольдер
поднимают
на
роликоопорах
манипулятора
и
производят
автоматическую сварку под флюсом.
Если шаровой газгольдер монтируют из лепестков, изготов ленных
холодной вальцовкой, то применяют иную технологию.
При этом различают две разновидности монтажа: с горизон тальным и
вертикальным расположением швов.
В первом случае блоки из предварительно сваренных ле пестков
последовательно подают для сборки на фундамент из опорных колонн,
временную
опору
или
неподвижную
опору
манипулятора.
Последовательным наращиванием собирают резер вуар. После контроля
газгольдер поднимают на манипуляторе и производят автоматическую
сварку под флюсом.
Во втором случае на временной опоре устанавливают вспо могательную вертикальную стойку с прикрепленными верхним и
нижним днищами. Лепесток или блок из предварительно сва ренных
лепестков подают краном к месту сборки, одним кон цом его опирают
на352кромку нижнего, а другим — на кромку верхнего днища.
Для увеличения жесткости лепестков при монтаже газгольдера
вместимостью 2000 м 3 и более внутри каждого лепестка по хорде
устанавливают временные распорки. Окончив сборку, газгольдер
поднимают
на
роликоопорах
манипулятора
и
про изводят
автоматическую сварку под флюсом монтажных швов. Сварочную
головку укрепляют на специальной площадке в верхней точке
газгольдера. От непогоды сварочный пост за щищают брезентовой
палаткой.
Сооружение железобетонных резервуаров
В целях сокращения расхода металла, обеспечения долго вечности
сооружений и сокращения сроко в строительства изготовляют
железобетонные резервуары.
Подготовительные и земляные работы. Подготовительные работы
включают устройства временных и постоянных подзем ных путей,
подводку электролиний, устройство складов для хра нения материалов
и оборудования, сооружение бетонного узла, подводку водопровода.
В состав земляных работ входят разработка котлованов для
отдельных резервуаров или общего котлована (каре) для группы или
всех резервуаров, рытье траншей для технологиче ских трубопроводов
различных подземных коммуникаций. При размещении резервуаров
стремятся,
чтобы
баланс
объема
разрабатываемого
грунта,
используемого для обсыпки резервуа ров, был близок к нулю. Если
резервуарный
парк
состоит
из
четырех-шести
резервуаров
вместимостью 10—30 тыс. м 3 каждый," разрабатывают общий котлован
с удалением грунта в отвал. При большем числе резервуаров все
работы, в том числе земляные, выполняют в определенной
последовательности.
Земляные работы производят в несколько этапов по участ кам, что
позволяет рационально использовать землеройную технику. При
устройстве
котлованов
для
группы
резервуаров
применяют
одноковшовые
экскаваторы
Э-505,
бульдозеры,
скреперы,
автогрейдеры.
После разработки котлована производят уплотнение грунта по всей
площади днища. Песчаные грунты уплотняют под воздействием
вибрирующей нагрузки, а глинистые и суглини стые — тяжелыми
катками.
Устройство днища. Подготовив грунтовое основание, устраи вают
днище. Для обеспечения равномерной передачи нагрузки от днища на
грунт насыпают слой песка с последующей планировкой его по
отметкам. По песчаной подушке (иногда ее накрывают одним -двумя
слоями пергамента) укладывают бе тон низких марок (75—100) от края
резервуара к его центру.
Бетонирование ведут непрерывно полосами шириной 2 —3 м.
Особое внимание уделяют уплотнению бетона с помощью виб раторов.
Виброуплотнение
повышает
прочность
и плотность
бе тона,
обеспечивает заполнение всех углублений и выемок.
После подготовки к бетонированию днище армируют свар ной
сеткой. Чтобы обеспечить проектное положение сеток, нижнюю
арматуру укладывают на прокладки из коротких арма турных стержней
определенного диаметра (12—18 мм), а верхнюю — на специально
изготовленные
из арматурной проволоки полочки. Если днище
7 Заказ № 2683
353
усиливают в местах установки колонн, дополнительно в соответствии
с расчетом укладывают сетки.
Арматуру кольцевого замка (для цилиндрических резервуа ров) и
арматуру узла соединения стенки с днищем (для пря моугольных
резервуаров) вяжут на месте или собирают из отдельных готовых
каркасов.
Установив арматуру, бетонируют днище. В практике строи тельства
резервуаров применяют различные схемы бетонирова ния. Наибольшее
распространение получили бетонирование па раллельными полосами
шириной 2—2,5 м с оставлением швов шириной 25—30 см и
бетонирование
картами
(участками),
расположенными
по
концентрическим окружностям. Закончив бе тонирование, днище
выдерживают в течение 8—10 дней. Стыки полос и карт
замоноличивают после усадки бетона.
Перед замоноличиванием стыков поверхность бетона тща тельно
зачищают пескоструйным аппаратом и промывают водой. В швы бетон
укладывают как вручную, что и торкрет - или шприц-бетоном. Для
замоноличивания швов применяют бе тон марки 300, в состав которого
рекомендуется добавлять жидкое стекло (3,35 % от массы цемента).
Размер зерен крупного заполнителя бетона, предназначенного для
замоноличивания, не должен превышать 10 —12 мм.
Устройство стен и покрытия. Когда бетон днища достигнет 70—80
% проектной прочности, монтируют элементы резервуа ров,
располагаемые выше поверхности днища. Сначала уста навливают
элементы, находящиеся внутри резервуара (фунда
354
менты колонн и колонны), собирают элементы покр ытия, опирающиеся на стены. Такая последовательность работ позволяет
полностью использовать площадку вокруг резервуара и его днище.
Прежде чем установить фундаменты колонн на днище, гео дезически определяют их размещение. Если резервуар прямо угольный,
за контуром днища двумя теодолитами отмечают точки пересечения
осей, которые указывают места установки фундаментов. Риски,
нанесенные на фундаментах, совмещают с осями. В фундаменты
устанавливают колонны и временно за крепляют их деревянными
клиньями. Одновременно с помощью двух теодолитов выверяют
вертикальность колонн и замоноли- чивают их.
Применяют также кольцевой метод монтажа колонн и пере крытия,
при котором сначала устанавливают колонны и со бирают элементы
покрытия (прогоны, панели, покрытия) пристен ной части резервуара,
затем — элементы, расположенные внутри него. Этот способ
позволяет до окончания монтажа колонн и покрытия внутри
резервуара собирать стены и замо - ноличить стеновые панели.
При сооружении цилиндрических сборных резервуаров перед
устройством фундаментов теодолитом, установленным в центре
резервуара, производят геодезическую разбивку. Сна чала определяют
в соответствии с проектом положение первого ряда колонн, затем
второго и т. д. Высотное положение дна стаканов фундаментов
проверяют нивелировкой. До установки все колонны измеряют и
маркируют, чтобы установить их в соответствующие фундаменты.
Этим можно уменьшить объем работ по регулированию высотного
положения дна стаканов.
Монтаж начинают с центральной колонны, на верх которой может
быть заранее насажена капитель. Колонну сначала ус танавливают в
капитель и перевернутом виде и замоноличи - вают, затем по
достижении бетоном 50 % прочности — в стакан фундамента,
раскрепляют оттяжками и замоноличивают. Пред варительно выверяют
вертикальность колонны. После этого монтируют первый кольцевой
ряд колонн, на которые укладывают кольцевые балки, а затем плиты
перекрытия. Дальнейший монтаж колонн и покрытия ведут
кольцевыми поясами от центра резервуара к стенке.
При монтаже плит покрытия между ними оставляют зазоры 10—12
мм, которые в дальнейшем заполняют бетоном. Плиты покрытия,
примыкающие к стенке резервуара и опирающиеся на них, монтируют
одновременно с установкой стеновых пане лей. Вертикальные стыки
панелей, находящиеся одна от другой на ра сстоянии 10—12 см,
заполняют литым бетоном, торкрет- или шприц-бетоном.
Для заполнения стыков литым бетоном сооружают как
внутреннюю, так и наружную опалубку. Ее изготовляют в виде
металлических щитов, плотное прилегание которых к панелям
обеспечивается резиновыми прокладками. Бетон подают встык по
лотку и уплотняют глубинными вибраторами И -116. Опалубку
забетонированных стыков снимают через 4—6 сут. Перед
замоноличиванием поверхность бетона в стыках тщательно очищают
пескоструйным аппаратом. Бетонирование стыков можно выполнять
торкрет-бетоном, тогда опалубку устанавливают только с внутренней
7*
355
стороны резервуара,■ а торкретирование производят с наружной. При
заполнении стыков шприц- бетоном опалубку устанавливают только с
внутренней стороны.
При строительстве монолитных резервуаров малой вмести мости
применяют установки шприц-бетонирования, что дает возможность
ограничиться
устройством одинарной опалубки из сборных
инвентарных деревянных щитов.
Установку арматуры начинают с укладки сеток и каркасов днища,
затем монтируют сетки стенок на всю высоту. После крепления
арматуры днища емкость очищают и продувают сжатым воздухом.
Бетонную смесь укладывают сначала в днище, затем на стенку в
пределах первой захватки, ведя бетонирование снизу вверх.
Состав сухой смеси, применяемой при шприц-бетонировании: 1 :
1,5—2,5 (цемент, песок, гравий) по объему или 1 : 2,43 :
: 3,5 (по массе). Шприц-бетонирование проводят с помощью машины
С-630А, производительность которой составляет до 4 м 3 /ч бетонной
смеси.
Навивка кольцевой арматуры и торкретирование. Кольцевую арматуру
навивают
на
стенку
цилиндрического
резервуара
после
замоноличивания стеновых панелей и достижения
бето ном,
уложенным в стыки, расчетной прочности. Однако до на вивки
арматуры стенку с днищем не замоноличиваю т. Это делают для того,
чтобы стенка могла свободно перемещаться при обжатии ее
арматурой. Количество арматуры на 1 м высоты стенки и шаг навивки
определяют расчетом.
В качестве кольцевой арматуры применяют высокопрочную
арматурную проволоку диаметром 3—5 мм. Предел прочности ее
достигает 1800 МПа. Навивают проволоку навивочными ма шинами,
создающими необходимое натяжение, которое контро лируют по ее
прогибу с помощью индикатора или звуковым ме тодом. Через каждые
пять-шесть витков проволоку закрепляют во избежание разрыва.
Окончив обжатие резервуара, производят торкретирование его
стенки снаружи и внутри торкрет- или шприц-бетоном с помощью
машины С-630А.
Торкретирование выполняют при положительной темпера туре
воздуха, когда обеспечивается наилучшее схватывание раствора или
бетона с арматурой. Если торкретируют при от рицательных
температурах, в воду добавляют 15—18 % хлористого кальция и до 5 %
хлористого натрия от массы воды. Однако эти добавки способствуют
коррозии арматуры, ухудшают качество торкрет-бетона.
После того как торкрет-бетон достигнет 70—80 % расчетной
прочности, до обсыпки грунтом резервуар подвергают гид равлическому испытанию. При испытании в течение двух -трех дней
визуальным
осмотром
устанавливают
сосредоточенные
пути
фильтрации. Затем, запломбировав люки, определяют по тери,
неустановленные при визуальном осмотре. Допустимая норма
суммарных потерь за третьи сутки не должна превы шать 3 л на 1 м 2
смачиваемой поверхности. При увеличении сроков испытания потери
за шестые, девятые или пятнадцатые сутки не должны превышать
соответственно 1,5; 1,0; 0,7 л на 1 м 2 смачиваемой поверхности.
Техника безопасности при монтаже оборудования для
сбора
356 и хранения нефти
При монтаже оборудования для сбора и хранения нефти должны
соблюдаться
все
правила
техники
безопасности
в
нефтегазодобывающей промышленности, связанные с земляными,
сварочными, строительно-монтажными, погрузочно-разгрузочными и
другими работами, проводимыми на открытой местно сти, внутри
резервуаров, на земле и на высоте.
§ 6. ПРОКЛАДКА И
МОНТАЖ
ТРУБОПРОВОДОВ
Основными наземными сооружениями на нефтяных и газо вых
промыслах являются стальные трубопроводы для транс портировки
различных жидкостей и газов. Прокладка трубо проводов— одна из
трудоемких работ в нефтепромысловом строительст ве.
Безаварийная и бесперебойная работа трубопроводов зави сит от
качества проведения монтажных работ. Согласно строи тельным
нормам и правилам, трубопроводы должны монтиро ваться блоками или
узлами, которые собирают на месте монтажа.
До монтажа проводят подготовительные работы:
приемку узлов и деталей трубопроводов, арматуры, опор и подвесок
с проверкой их соответствия требованиям проекта и технических
условий, а также их комплектности;
приемку зданий, сооружений и конструкций под монтаж
трубопроводов;
проверку типа, размеров и расположения присоединитель ных
штуцеров на аппаратах и оборудовании и соответствия их чертежам;
комплектование линий трубопроводов узлами, деталями,ар матурой
и вспомогательными материалами;
подготовку площадки, а также монтажных механизмов, приспособлений и инструмента для укрупненной сборки трубо проводов.
Монтаж трубопроводов ведут в такой последовательности: разбивка
трассы трубопровода; установка опорных конструкций и подвесок;
подвоз к месту монтажа блоков и отдельных детал ей, подъем и
установка их в проектное положение, проверка и за крепление;
подготовка к сварке стыков, сварка их и сборка фланце вых
соединений;
термическая обработка сварных стыков по заданному ре жиму (в
зависимости от марки стали труб);
установка арматуры и деталей, которые не вошли в состав блока;
проверка надежности закрепления трубопровода в непо движных
опорах, отсутствия защемления труб в проемах строи тельных
конструкций, а также в опорах и опорных конструк циях;
монтаж компенсаторов, дренажных устройств, приборов контроля и
автоматики;
гидравлическое или пневматическое испытание трубопро вода;
на трубопроводах, работающих при температуре 450 °С, оп ределение контрольных участков (согласно проекту) для заме ров
ползучести металла труб;
проверка положения оси трубопровода и при необходимости его
исправление;
357
установка теплоизоляции трубопровода;
промывка и продувка трубопровода.
Разбивку трассы трубопроводов, установку опор, подвесок и
опорных конструкций осуществляют согласно монтажным чертежам.
В состав подготовительных работ входят: расчистка строи тельной
полосы от леса, кустарника, пней и валунов, срезка крутых продольных
и поперечных склонов и планировка микро рельефа местности,
устройство временных и постоянных дорог, водопропускных
сооружений и т. д.
Для удаления мелкого леса (диаметром до 15 см) и кустарника со
строительной полосы используют буль дозеры, кусторезы, корчевателисобиратели или другие машины.
Крупные камни и валуны в зависимости от их величины й глубины
залегания удаляют со строительной полосы бульдозерами или
корчевателями сразу либо после дробления взры вами. При
поверхностном залегании камни дробят накладными зарядами, при
заглублении — зарядами, закладываемыми под камень.
Срезку грунта с возвышенных мест и подсыпку его в пони женные
места осуществляют бульдозерами.
При сооружении трубопроводов земляные работы выпол няют в
соответствии с требованиями строительных норм и правил.
На размеры траншей влияют тип и назначение трубопро вода,
диаметр труб, вид и глубина промерзания грунта. Ширина траншеи
зависит от диаметра трубопровода. Так, для тру бопроводов диаметром
менее 700 мм она составляет D + 300 мм, для трубопроводов большего
диаметра—1,5,0. Ширина обводненных траншей при балластировке
трубопроводов грузами должна быть равна ширине груза плюс 1 м, а
при балластировке водой — не менее 1,50. На кривых (в плане)
участках трубопровода ширину траншеи увеличивают до размеров,
указанных проектом.
Глубина укладки трубопроводов в траншею должна быть не менее
0,8 м до верха трубы. Для трубопроводов, прокладываемых в скальных
и болотистых грунтах, глубина заложения может быть уменьшена до
0,5 м.
В зависимости от вида грунта и глубины траншей их про фили могут
иметь различную конфигурацию.
При рытье траншей в обычных условиях максимальный объем
земляных работ выполняют роторными экскаваторами. На крутых
поворотах трассы (радиус закругления менее 50 м), лесных участках, в
сыпучих,
сильно
увлажненных
и
болотистых
грунтах,
на
резкопересеченной местности и приурезных участ ках разработку
траншей ведут одноковшовыми экскаваторами.
В скальных грунтах траншеи разрабатывают с применением
буровзрывных работ. Перед началом работ мягкую породу, по крывающую скальный грунт, удаляют роторным экскаватором или
бульдозером.
Шпуры для зарядов взрывчатых веществ (ВВ) в скальной породе
бурят за один прием на глубину не более 2 м пневмати ческими
перфораторами ПР-ЗОЛ, ПР-ЗОК, ПР-2УЛ, ПР-2УЛБ. Если мощность
вскрываемого слоя скалы более 2 м, буро взрывные работы производят
в несколько приемов. Сжатый воздух для перфораторов подается от
передвижных
компрессорных установок ЗИФ-ВКС-55, КС-9, ДК-9 и др.
358
Шпуры
бурят
также
самоходными
бурильными
машинами,
смонтированными на тракторе. Эти машины с одной стоянки могут
бурить наклонные и горизонтальные шпуры глубиной до 2,5 м на
Площади, ограниченной сектором с максимальным радиусом 5,5 м и
длиной 14 м.
Мерзлый грунт глубиной до 0,5 м разрабатывают одноков шовыми
экскаваторами. При глубине промерзания более 0,6 м и небольших
объемах
работ
применяют
механическое
рыхление
грунта
специальными механизмами или взрывом.
При глубине промерзания до 1 м рыхление грунта ведут дизель молотом С-254, навешенным на тракторе, стреле экска ватора или
трубоукладчика, а при глубине промерзания до 1,3 м — дизельмолотом С-222. Траншеи в мерзлом разрыхленном грунте роют
одноковшовым экскаватором.
В настоящее время трубопроводы для газа, нефти и нефте продуктов
сооружают в основном из стальных труб. Применяют также трубы из
алюминиевых
сплавов.
Ведутся
работы
по
ис пользованию
неметаллических труб (из пластмассы, асбоце мента, железобетона).
При сооружении трубопроводы сваривают плавлением и давлением.
При сварке плавлением металлы соединяются вследствие
совместного расплавления кромок свариваемых изделий и при садочного материала и их последующей совместной кристалли зации.
Механические усилия для формирования сварного шва в этом случае
не требуются. При сооружении трубопроводов широко применяют
следующие виды электродуговой сварки плавлением: ручную,
автоматическую под флюсом, полуавтоматическую в среде защитного
(углекислого) газа. Перспективна электродуговая сварка порошковой
проволокой.
Сварка давлением осуществляется в результате нагрева кромок
свариваемых изделий и последующего сближения сва риваемых
поверхностей под действием механических усилий.
Перед сваркой трубы должны быть специально подготов лены, т. е.
концы их очищены от грязи, льда (в зимнее время) и грунта, кромки
труб выправлены. Для выправления местных вмятин применяют
специальные гидравлические домкраты, а при наличии мощных
внутренних центраторов можно соче тать правку труб и центровку
(сборки) стыков.
При электродуговой сварке внутреннюю и наружную по верхности
концов труб по длине не менее 10 мм необходимо тщательно очистить
от ржавчины (до металлического блеска). Для этого используют
шлифовальные машины с наждачными кругами, стальные щетки из
жесткой проволоки с электро- или пневмоприводом. В зимнее время
перед электродуговой сваркой поверхности концов труб тщательно
осушают с помощью инжекционных подогрева телей, форсунок и
других приспособлений. Для электроконтактной сварки концы труб на
некотором расстоянии по всему периметру должны быть зачищены для
подвода тока через медные контактные башмаки.
Стыки труб при электродуговых методах сварки собирают с
помощью специальных центраторов — наружных и внутренних, при
прессовых методах сварки (электроконтактной, дуго контактной и др.)
— в специальных сварочных головках.
Различают три метода производства сварочно -монтажных работ
359
при сооружении газонефтепродуктов: 1) непрерывного наращения; 2)
поточно-расчлененный; 3) базовый.
В последние годы при сооружении трубопроводов исполь зуют
передвижные сварочные базы, предназначенные для сое динения труб
длиной 12 или 24 м в секции непосредственно на трассе строящегося
трубопровода (у бровки траншеи). Такая база состоит из двух стендов
(стыковочного и вращательного) и передвижного (самоходного)
сварочного агрегата.
Стыковочный и вращательный стенды представляют собой сварные
рамы, опирающиеся на полозья. Труба на стыковоч ном стенде
перемещается по трем направлениям координатных осей в
пространстве. Вдоль оси трубу перемещают на тележке, движущейся
по неподвижной раме стенда на катках, в гори зонтальной плоскости
(перпендикулярно к оси) — с помощью поворотной рамы,
расположенной на тележке, а по направле нию вертикальной оси —
подъемным механизмом через две пары роликов, на которых
вращается труба.
Стыковочный и вращательный стенды соединяют с помощью
связующих звеньев переменной длины.
Самоходный сварочный агрегат смонтиров ан на тракторе Т-100. Он
состоит из генератора и сварочной головки ПТ -56, размещенной на
специальной поворотной консоли.
Сварку труб в секции производят, следующим образом. Рас положенные на трассе трубы подают с помощью трубоукладчи ков на
стыковочный и вращательный стенды. После стыковки и центровки
стыки фиксируют прихватками. Сняв наружный центратор, сваривают
первый слой ручной электродуговой свар кой (звено из двух человек).
По первому случаю сварочной головкой ПТ -56 самоходного агрегата
при вращении труб выполняют автоматическую сварку под флюсом
остальных слоев шва. Полученную таким образом секцию длиной 24 м
передают на другой стеллаж, где соединяют со следующей трубой.
Для защиты подземных промысловых трубопроводов от кор розии в
зависимости от степени агрессивности грунтов и свойств
перекачиваемого продукта применяют три вида изоля ции: битумную,
битумно-резиновую и полимерную.
От качества противокоррозионных покрытий зависит без аварийная
эксплуатация промысловых трубопроводов и дли тельность их службы.
Поэтому изоляционное покрытие труб должно отвечать следующим
требованиям:
быть
водонепроницаемым;
обладать
прочцым
сцеплением с металлом; иметь электроизолирующие свойства; не
содержать веществ, разъедающих металл труб; обладать прочностью и
сопротивлением механическим воздействиям при засыпке траншей и
линейных температурных деформациях трубопровода; быть дешевым.
Техника безопасности при монтаже трубопровода,
опускании в траншею и засыпке
При перерыве в сварочных работах и после окончания их кон цы
трубопровода должны быть затрушены.
Секции из труб диаметром более 75 мм следует укладывать в
траншею кранами-трубоукладчиками или другими подъем ными
механизмами. При опускании труб машины должны пе ремещаться
360
вдоль
траншеи на расстоянии не менее 1,5 м от бровки.
Запрещается:
при работе крана-трубоукладчика с откидным контргрузом
находиться людям в зоне его перемещения;
при опускании трубопровода в траншею находиться рабо чим в ней,
а также между траншеей и опускаемой плетью труб;
во время подъема плети труб стоять под плетью или стано виться на
нее.
Удалять обвалившийся грунт и подчищать дно траншеи до
проектной отметки следует непосредственно перед опусканием в нее
плети трубопровода.
Если при надвигании плети труб грунт обваливается, то удалять его
из-под нависшей петли разрешается только после установки под
трубами поперек траншеи прочных лежек.
Перед засыпкой траншеи работник, ответственный за без опасное
проведение работ, должен убедиться в отсутствии в ней людей.
Выдвигать отвал бульдозера за край траншеи не допускается.
При прокладке трубопроводов следует соблюдать правила техники
безопасности в нефтегазодобывающей промышленно сти, связанные с
производством земляных работ (ручных и с использованием техники),
а также изоляционных и др.
§ 7. МОНТАЖ БЛОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ
ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ
Схемы водоснабжения для нагнетания воды в пласт могут
отличаться друг от друга в зависимости от условий района. Од нако
любая схема состоит из следующих основных элементов:
1) водозаборных сооружений, предназначенных для забора воды из
водоисточников и подачи ее в водопроводную сеть или на
водоочистную установку;
2) водоочистной установки (если требуется очистка воды);
3) сети магистральных и разводящих водопроводов;
4) насосных станций для подачи воды в водопроводную сеть и
закачки ее в нагнетательные скважины;
361
5) нагнетательных скважин.
В
Урало-Поволжье
большинство
нефтяных
месторождений
разрабатываются с применением метода заводнения пластов. Примерная
схема водоснабжения для этого региона показана на рис. 91. Источником
водоснабжения в этом случае служит протекающая вблизи месторождения
река, причем вода для системы может забираться непосредственно из реки
или под- русловых скважин, пробуренных в ее пойме.
Схема водозабора открытого водоема с водоочистной стан цией
приведена на рис. 92.
При заборе воды непосредственно из реки водозаборные со оружения
состоят из деревянного, железобетонного или металлического оголовка
прямоугольной формы, погружаемого на дно водоема; в этот оголовок
опускают приемную трубу насоса, подающего воду в систему заводнения.
Речная вода обычно загрязнена механическими примесями (глиной,
илом) и требует обязательной очистки, поэтому от по верхностного
водозабора ее подают на водоочистную станцию.
В большинстве случаев водозаборы сооружают закрытого типа с
использованием подрусловых вод. Для этого в пойме реки бурят мелкие
скважины глубиной 10—30 м; скважины пересекают верхние водоносные
слои, обычно состоящие из галечника и песка и питающиеся водами этой
реки. Подрусловый слой галечника и песка служит хорошим естественным
фильтром, и вода, получаемая из подрусловых скважин, почти не
содержит механических примесей.
362
При эксплуатации подрусловых вод водозабор из подрусловых
скважин может быть:
1) индивидуальным (рис. 93), когда в каждую скважину спущен
центробежный артезианский насос, подающий воду в резервуары
станции второго подъема (при этом надобность в ста нции первого
подъема отпадает);
2) сифонным (групповым) (рис. 94), когда устья подрусло вых
скважин связаны с сифонным коллектором, подводящим воду под
вакуумом в вакуум-котлы, расположенные в шахте;
363
отсюда вода насосами станции первого подъема, расположен ной здесь же
в шахте, направляется в резервуары станции второго подъема.
Вода от водозабора может подаваться и непосредственно в кустовые
станции, минуя станцию второго подъема.
Насосные станции второго подъема подают воду в магист ральные
кольцевые водоводы, по которым вода направляется в приемные
резервуары третьего подъема, называемые кустовыми насосными
станциями высокого давления.
При благоприятном рельефе местности, когда напор насо сов станций
первого подъема (из водозаборных сооружений) достаточен для подачи
воды ко всем кустовым станциям, станции второго подъема не
сооружают.
Кустовые насосные станции предназначены для непосред ственной
закачки воды в пласт через нагнетательные скважины. Эти станции
оборудуются мощными многоступенчатыми центробежными насосами
высокого давления подачей 150— 250 м 3 /ч. В зависимости от числа
установленных насосов
(с
учетом
резерва)
обычная
рабочая
производительность одной кус товой станции составляет 4—6 тыс. м 3
воды в сутки. Каждая кустовая станция обслуживает от 4 до 12
нагнетательных скважин.
Кустовые насосные станции подают воду к нагнетательным
скважинам
через
водораспределительные
батареи,
на
которых
регулируется подача воды по скважинам и замеряется ее расход.
Магистральные и кольцевые водоводы для подачи воды к кустовым
насосным станциям сооружают из стальных труб
диаметром от 200 до 500 мм. Разводящие водоводы к нагнета тельным
скважинам изготовляют из труб диаметром 100 — 150 мм. Все водоводы
укладывают в грунт на глубину ниже глубины его промерзания.
Разобщающие задвижки устанавливают в специальных колодцах.
Кустовые насосные станции, возводимые обычными мето дами,
требуют значительных затрат времени на строительство, монтаж
оборудования, наладку и пуск в эксплуатацию. Это с вязано с тем, что
все технологическое и энергетическое обо рудование насосной станции
365
поставляется на строительные площадки в виде отдельных узлов,
деталей и заготовок. Здания строят в основном из кирпича или
панелей с мощными монолитными фундаментами под агрегатные
установки. На строительство такой станции требуется 16—17 мес.
С переходом на индустриальные методы строительства на сосные
станции стали сооружать в блочном исполнении. Орга низовано их
централизованное изготовление на заводах. В со став блочной
кустовой насосной станции (БКНС) входят блоки (рис. 95): насосный,
низковольтной аппаратуры, управления и блок гребенки.
В зависимости от числа устанавливаемых насосных блоков
производительность станции составляет от 3600 до 10 800 м 3 /сут.
В насосном блоке монтируется весь необходимый комплекс
оборудования, трубопроводов и арматуры, что позволяет вклю чать
блок в систему сооружений насосной станции без допол нительных
монтажных работ. На месте строительства необхо димо только
приварить трубопроводы блока к внешним коммуникациям.
БКНС монтируют на заранее сооруженных фундаментах на
площадке с любыми грунтовыми условиями, нормативной на грузкой
1470 Н. Исполнение БКНС предусматривает эксплуа тацию их на
нефтяных месторождениях европейской части страны, С ибири и
Средней Азии при расчетной температуре наружного воздуха до —55
°С. Размеры блоков определяют с учетом перевозки их по железной
дороге и обычными транспортными средствами. На близкие
расстояния блоки перемещают на раме-салазках.
Конструкция насосной станции обеспечивает замену и ре монт
основного
и
вспомогательного
оборудования.
Насосы
и
электродвигатели заменяют через съемные крышки блоков.
Температура в помещении поддерживается за счет теплоот дачи
оборудования и дежурной электрической печи типа ПЭТ2. Вентиляция — приточно-вытяжная с механическим возбуж дением.
Габаритные размеры одного блока — 9800x3100x2990 мм,
максимальная масса блока — 25 000 кг. БКНС комплектуют
центробежными насосами типа ЦНС 180 по ГОСТ 10 407 —83.
Поступающие на монтаж насосные агрегаты необходимо
тщательно осмотреть. Если на патрубках имеются пломбы, на сос
можно полностью не проверять. Перед монтажом вскры вают и
проверяют подшипники насоса, а также проверяют гид - ропяту
прилеганием ее по краске. Поверхность, с которой
удалена смазка, покрывают тонким слоем жидкого масла. Для
взаимозаменяемости и облегчения монтажа насосы унифици рованы по
присоединительным размерам: ЦНС 180—1900 с насосом ЦНС 180—
1660; ЦНС 180—1422 с 9Ц12; ЦНС 180—950 с ЦНС 180—1185 и 5МС7Х10.
Насосы ЦНС 180—1900 и ЦНС 170—1660 изготавливают с
фундаментными рамами, а насосы ЦНС 180—1422, ЦНС 180—1185,
ЦНС 180—950 без рамы: устанавливают их непо средственно на раму
насосного блока. При центровке насоса и электродвигателя зазоры
проверяют щупом при проворачива нии в четырех положениях по двум
взаимно перпендикулярным диаметрам. Точность центровки должна
иметь биение, мм: радиальное — 0,05; осевое — 0,03.
Перед пуском насосного агрегата необходимо проверить ис правность контрольно-измерительных приборов, запорно-регулирующих устройств, маслоохладительной установки. Подготав ливают к
пуску электродвигатель согласно инструкции и про веряют давление на
входном патрубке трубопровода.
При включении основного электродвигателя сначала пус кают
маслонасос, который работает в течение 5 мин, смазы вает трущиеся
поверхности и создает давление в масляной си стеме, а затем включают
основной двигатель.
Основным методом разработки многопластовых залежей яв ляется
внутриконтурное и законтурное заводнение. В настоя щее время этот
метод подробно разработан и имеет много раз новидностей.
Широкое распространение в нефтяной промышленности по лучил
метод одновременной раздельной эксплуатации пластов через одну
скважину. В свою очередь этот метод потребовал разработки
технических средств для автономного раздельного воздействия через
одну скважину на каждый разрабатываемый пласт.
Одновременная раздельная закачка воды предусматривает подачу
воды отдельно в каждый пласт под разными давле ниями в соответствии
с коллекторскими свойствами каждого пласта в целях более
равномерной выработки вскрытых сква жиной пластов.
Закачку воды по отдельным пластам регулируют несколь кими
способами. Один из них предусматривает подведение к устью
скважины водоводов высокого и низкого давления и закачку воды в
разобщенные пласты в колонне насосно -компрессорных труб (НКТ) по
затрубному пространству. При другом способе вода закачивается..в
разобщенные пласты по одному каналу, а распределяется по отдельным
пластам при помощи сменных или регулировочных забойных
штуцеров. При использовании третьего способа в пласты с хорошими
коллекторскими свойствами воду закачивают периодически; отключе -
367
ние этих пластов или ограничение объемов воды, закачиваемой в
них, производят пакерами или эластичными шариками. Таким
методом осуществляют так называемую беструбную закачку воды
— непосредственно по обсадной колонне.
В условиях обустроенных месторождений с развитой систе мой
поддержания пластового давления наиболее рационален первый
вариант. При такой схеме значительно упрощаются процессы
раздельной закачки воды. Замер приемистости воды, закачиваемой
в
разобщаемые
пласты,
осуществляется
расходо мерами
непосредственно на устье скважины. Схема разводя щих водоводов
высокого и низкого давлений к скважинам, об служиваемым КНС 21
(объединение «Татнефть»), показана на рис. 96, а схема обвязки
скважины, оснащенной для раздель ной закачки воды при
дифференцированном давлении, — на рис. 97.
Схема обвязки отличается от обвязки обычной скважины в
основном наличием двух водоводов: низкого и высокого дав лений.
Водовод высокого давления подводится к крестовине, связанной с
колонной НКТ, по которой закачивается вода под высоким
давлением; водовод низкого давления подводится к за - трубному
пространству скважины. На каждом водоводе уста навливают
задвижку 8 , отключающую скважину от КНС, и расходомеры 9 для
измерения количества закачиваемой жид кости. При определении
расхода расходомер присоединяют
368
к патрубкам 10. Задвижки 3 и 6
служат для прекращения закачки
воды соответственно по колонне
НКТ и затрубному пространству, 2
и 5—для установки скважины на
самозалив
соответственно
по
колонне
труб
и
затрубному
пространству. Патрубки 11 служат
для установки манометра. Задвижки 7 предназначены для
забора жидкости из водозабора
при проведении на скважине работ
по гидравлическому разрыву пластов и др.
Техника безопасности при выполнении
сварочных и земляных работ
При прокладке трубопроводов особые меры предосторож ности
необходимо соблюдать при сварочных и земляных ра ботах.
Электросварщик должен пользоваться защитной маской, чтобы не
обжечь лицо.
При газосварочных работах следует обязательно проверить наличие
воды в затворе генератора. Нельзя пользоваться аце тиленовым
генератором при неисправном или незаполненном водой гидрозатворе
и без него. Во избежание взрыва необхо димо принимать меры,
исключающие возможность попадания масла, нефти и нефтепродуктов
на кислородные баллоны, шланги, горелки, а также в ацетиленовый
генератор. Следует строго соблюдать расстояние от кислородного
баллона до места сварочных работ, которое должно быть не менее 10
м, а до генератора — не менее 5 м.
При использовании передвижных электростанций перед началом
работ корпуса генератора, двигателя и рамы электро станции заземляют
при помощи двух штырей. Один штырь за бивают вблизи
электростанции, а другой — у распределительного ящика на конце
магистрального кабеля на глубину не менее 1 м. Ш тырь изготавливают
диаметром 25—30 мм, длиной не менее 1,5 м из круглой стали.
Земляные работы в непосредственной близости от подзем ных
коммуникаций необходимо выполнять под наблюдением руководителя
работ.
Разрешается пользоваться экскаватором, если в рад иусе
369
действия его стрелы отсутствуют провода электролиний. При работе
одноковшового
экскаватора
нельзя
находиться
в
ра диусе,
превышающем длину стрелы менее чем на 5 м, а также между
экскаватором и отвалом грунта, под стрелой и ковшом, на дне траншеи.
Необходимо обеспечить полную безопасность людей, работающих в
траншеях.
Изоляционные работы необходимо выполнять механизиро ванным
способом; вручную такие работы разрешается выпол нять только при
небольшом их объеме. При изолировании вруч ную необходимо
горячую битумную мастику из котлов наливать в бачки и лейки из
сливных кранов или черпаками. Бачки и лейки заполняют горячей
мастикой не более чем на 3 Д их объема. К месту работы горячую
мастику необходимо подносить в металлических бачках с плотно
закрывающимися крышками. Запрещается устанавливать емкость с
горячей мастикой на бровку траншеи.
При проверке изоляционного покрытия детектором проведе ние
любых работ на данном участке трубопровода не разре шается. Нельзя
проводить испытания детектором при влажной и золяции. Перед
включением детектор заземляют.
Контрольные вопросы
1. Расскажите последовательность монтажа оборудования для добычи
нефти штанговыми насосами.
2. Какие средства механизации применяются при монтаже и демонтаже
оборудования для фонтанной и компрессорной эксплуатации скважин?
3. Какие работы необходимо выполнить перед спуском в скважину погружных центробежных электронасосов?
4. Назовите основные виды контроля качества монтажа оборудования
для сбора и хранения нефти.
5. Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при сварочных
работах?
ГЛАВА XIII
О ХРА Н А О КР У ЖА Ю Щ ЕЙ СР ЕД Ы
§ 1. ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ ОХРАНЫ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Охрана окружающей среды и рациональное использование ее
ресурсов в условиях развития научно -технической революции и
бурного роста промышленного производства стали одной из
актуальных проблем современности.
Вопросы бережного отношения к природе в последние годы
получили глубокое отражение в решениях партийных и госу дарственных
органов
стран
социалистического
содружества.
Эффективная реализация этих решений возможна на базе ин тенсивного
развития экономики, науки, техники и всесторон
370
него совершенствования знаний о гармоническом взаимодей ствии
человека с окружающей средой.
Научно-технический прогресс характеризуется не только бурным
развитием производительных сил общества, но и все большим
влиянием его на природу. Возможности, масштабы и глубина
изменений людьми природной среды за последние де сятилетия
неизмеримо возросли, а проблема природоохранения приобрела
исключительную остроту.
Выделяют следующие основные аспекты охраны окружаю щей
среды:
экологический,
технико-экономический
и
социальнополитический.
Экологический аспект природоохранения заключается в обеспечении
благоприятных биологических условий жизни человека в настоящем и
будущем. Решение комплекса задач этой проблемы сводится к
сохранению и улучшению биосвязей животного и рас тительного мира с
окружающей природой. Рост численности людей, сокращение
площадей растительного покрова планеты и ограниченность резервов
многих, необходимых для существования человеческого общества
природных богатств придают экологическому аспекту охра ны природы
первостепенное значение.
Технико-экономический аспект состоит в рациональном выборе
технологии производственных процессов, технических средств,
обеспечивающих при наименьших экономических за тратах реализацию
необходимых природоохранных мероприятий.
Социально-экономический
аспект.
Результаты
взаимодействия
человека на природу необходимо рассматривать не только с точки
зрения развития технического прогресса и ро ста населения, но и в
зависимости от социальных условий, в ко торых они проявляются.
Различным общественно-экономическим системам присущи разные
отношения человека с природной средой.
Современное капиталистическое общество характеризуется ярко
выраженным хищническим отношением к природе, усили вающимся с
концентрацией монополистического капитала.
В социалистическом обществе нет главного препятствия для
рационального использования "природных богатств и охраны природы
— отсутствует частная собственность на землю, леса, недра, водоемы и
средства производства.
Наша страна последовательно и целенаправленно осуществляет
политику бережного отношения к окружающей среде. Масштабы
природоохранных мероприятий непрерывно возрас тают. В Основных
направлениях экономического и социального развития СССР на 1986 —
1990 годы и на период до 2000 года преду смотрено: повысить
эффективность мер по охране природы; последовательно улучшать
охрану водных ресурсов страны; более рационально использовать
водные ресурсы; повысить эффективность работы очистных
сооружений и установок; усилить охрану атмосферного воздуха;
обеспечить рациональное использование земель, защиту их от ветровой
и водной эрозии, селей, оползней, подтопления, заболачивания,
иссушения и засоления; рекультивировать около 660 тыс. гектаров
земель; улучшить охрану недр и комплексное использова ние
минеральных ресурсов; снизить потери полезных ископаемых при их
добыче, обогащении и переработке; усилить работу по охране,
воспроизводству и рациональному использованию рас тительного и
животного мира; повысить действенность государ ственного контроля
за состоянием природной среды и источни ками загрязнения, улучшить
техническое оснащение этой службы эффективными автоматическими
приборами и оборудованием.
§ 2. ОХРАНА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
Разведка месторождений полезных ископаемых не сопро вождается
существенным
загрязнением
воздушной
среды.
Ос новными
загрязнителями здесь являются выхлопные газы транспортных,
технологических и энергетических машин. Из транспортных машин,
широко используемых при производстве геологоразведочных работ,
следует отметить автомобили, тракторы, вездеходы, вертолеты,
самолеты и катера; комплекс технологических машин представлен
буровыми установками, экскаваторами, бульдозерами, самоходными
скреперами и автопогрузчиками; к энергетическим машинам относятся
передвижные и стационарные тепловые энергетические станции, ком прессоры, индивидуальные приводы подъемных установок, вен тиляторов, насосов и т. д.
Основные вещества в выхлопных газах двигателей, загряз няющие
атмосферный воздух, — это оксиды углерода и азота, сернистые газы,
альдегиды и др. При работе дизельных двига телей, кроме того, в
воздушную среду поступает значительное количество арозоля в виде
сажи и копоти; выхлопные газы бензиновых двигателей содержат
свинец, хлор, бром, фосфор.
Хотя количество двигателей, эксплуатируемых в геологоразведочных организациях, значительно, концентрация их в неф тедобывающих районах невелика, и поэтому не возникает за метных
локальных загрязнений атмосферы, характерных для промышленных
предприятий и автомагистралей.
Поступление в воздушную среду минеральной пыли проис ходит при
взрывном и машинном разрушении пород; эрозии пород, складируемых
на поверхности в отвалах; бурении сква жин без промывки;
эксплуатации грунтовых дорог, а также аэродромов, не имеющих
травяных покрытий.
Поступление в атмосферу пыли при других процессах гео логоразведочных работ столь незначительно, что его не прини мают во
внимание.
При эксплуатации транспортных и технологических машин с
двигателями внутреннего сгорания выхлопные газы нейтра лизуются до
выхода их в воздушную среду путем каталитиче ского окисления
вредных компонентов. Нейтрализация осущест вляется с применением
беспламенного каталитического дожига (окисления) при пропуске
выхлопных газов через катализатор. Таким способом нейтрализуются
оксид углерода, альдегиды и углеводороды. Кроме того, снижение
вредных выбросов обеспечивает нормализация режимов работы
двигателей, достигаемая при улучшении качества трасс.
При геологоразведочных работах целесообразно применять
следующий комплекс мероприятий: более широко использовать
электроэнергию от государственных и районных ЛЭП; укруп нять
372
собственные
тепловые электростанции с более совершен ными
приводами; использовать энергию рек и ветра; эксплуа тировать
технологические
машины
и
передвижные
компрессоры
с
электроприводом; осуществить частичную замену пневматиче ских
горнопроходческих машин электрическими.
Значительно уменьшает пылевыделение на дорогах связы вание
пылевых фракций продуктов износа дорожных покрытий вяжущими
веществами, образующими эластичный «коврик». Вяжущие вещества
должны отвечать следующим требованиям: прочно связывать пылевые
фракции,
обладать
эластичностью,
быть
нетоксичными,
нерастворимыми в воде, неагрессивными по отношению к резине и
металлу, экономичными.
Для снижения пылевыделения вследствие ветровой эрозии
необходимо выбирать эрозионно -устойчивые формы породных
отвалов, упрочнять откосы нерабочих бортов и выполнять ре культивационные работы.
§ 3. ОХРАНА ВОДНОЙ СРЕДЫ
Охрану водной среды рассмотрим на примере Западно -Сибирского
региона. Западная Сибирь — район осваиваемых нефтяных и газовых
месторождений — богата лесом, тундра служит кормовой базой
оленеводства, а реки являются промысло вым бассейном сиговых и
осетровых рыб. Сохранить чистоту природы Западной Сибири, по хозяйски расходовать ее ресурсы— задача, которая стоит наравне с
выполнением планов по добыче нефти и газа.
Проблема охраны водных богатств решается в двух основ ных
направлениях: предотвращение сброса в водоемы норма тивно
неочищенных стоков и всемерное снижение о бъемов водозабора из
поверхностных источников.
Водопотребление с последующим сбросом или утилизацией стоков
на промыслах складывается из использования воды на цели бурения,
поддержания пластового давления (ППД), эксплуатации скважин,
транспорта
и
промысловой
подготовки
нефти,
прочие
производственные и хозяйственно-бытовые нужды. Наибольший объем
потребляемой воды затрачивается на поддержание пластового
давления. Для заводнения используется и большая доля водозабора из
поверхностных
источников
водоснабжения.
Поэтому
главным
направлением экономии водозабора из рек и озер является изыскание
других пригодных для этих целей источников заводнения, а также
внедрение более экономичных систем ППД.
На месторождениях Западной Сибири система сбора нефти и газа
базируется на применении групповых замерных устано вок «Спутник» с
транспортированием газоводонефтяной эмуль сии до дожимных
насосных станций (ДНС) или комплексных сборных площадок (КСП),
где осуществляется первоначальная сепарация продукции скважин.
Обезвоживание проводят сочетанием внутритрубопроводного и
термохимического
способов
деэмульсации
с
использованием
электродегидраторов. Дренажные воды подготавливают по закрытой
схеме в резервуарах РВС-2000 и РВС-5000 при динамичном режиме.
Для получения сточных вод требуемых кондиций резервуары отстойники оборудуют распределительной арматурой, позволяющей
создавать правильный гидродинамический режим потока жидкости
373 в
емкостях.
Другой источник экономии поверхностных вод — замена их
подземными источниками заводнения.
Водоохранным требованиям отвечает также внедрение более
эффективных методов воздействия на нефтяные пласты. Так, экономия
пресной воды достигается в результате применения нестационарного
заводнения и закачки водогазовых смесей и диоксида углерода.
Сократить объемы использования пресной воды позволяет
внедрение на кустовых насосных станциях (КНС) оборотного
водоснабжения. Основной объем стоков на КНС складывается из
стоков от разгрузки сальников и из утечек. Количество КНС,
переводимых на частичное оборотное водоснабжение, увеличивается
из года в год.
При бурении скважин широко применяют повторное исполь зование
воды. Этому способствует кустовое разбуривание ме сторождений. До
20 % сокращается расход воды в результате повторного использования
задавочных жидкостей при ремонте скважин.
Загрязнение водоемов предотвращают очисткой, утилиза цией или
захоронением промысловых стоков.
В связи с тем, что строительство скважин связано с приме нением
различных по составу, свойствам и токсичности мате риалов и
химических реагентов, содержащихся в буровом ра створе, выбуренной
породе и буровых сточных водах (БСВ), в производственных
объединениях совершенствуются производ ственно-технологические
процессы. Типовые схемы рациональ ного размещения бурового
оборудования предусматривают: повторное использование БСВ после
их отстаивания в амбарах; сокращение площади шламовых и отстойных
амбаров и способы их гидроизоляции; сооружение наземных сборно разборных металлических и железобетонных амбаров для хране ния
бурового раствора и БСВ; контейнерный сбор и вывоз вы буренной
породы; специальную обвязку для откачки и вывоза оставшихся после
бурения растворов, реагентов, нефти; уст ройство бетонированной
шахты под превенторной установкой для сбора стоков с пола буровой.
В начале бурения скважин для всех производственно -технических
нужд используют чистую воду. В дальнейшем для мойки
производственных площадок, охлаждения штоков буро вых насосов,
обмыва резьбовых соединений бурильных труб, обслуживания
механизмов очистки и регенерации растворов, приготовления и
пополнения запаса бурового раствора и дру гих работ обычно
применяют оборотную воду.
БСВ — наиболее значительный по объему вид загрязненных
отходов бурения. Загрязненные БСВ собирают в земляные ам бары
объемом до нескольких тысяч кубических метров. Учитывая
неодинаковое загрязнение воды в различных точках во допользования,
необходимо разработать технологическую схему сбора и хранения БСВ
для их последующей очистки. В такой схеме важно предусмотреть
первичные
накопители
(отстойные
амбары,
нефтеловушки),
изолированные пленочными покрытиями и полимерными материалами.
В СССР и за рубежом практикуется повторное использова ние
бурового раствора, что особенно выгодно при кустовом бу рении. В
США,
например, создана и функционируе т сеть специальных баз, где
374
наряду
со
свежеприготовленными
буровыми
растворами
и
порошкообразными материалами хранят отрабо танные буровые
растворы. Причем стоимость их при прочих равных технологических
показателях примерно в 2 раза ниже свежеприготовленн ых.
Перспективное направление утилизации буровых раство ров—
приготовление на их основе или с помощью добавок от верждаемых
смесей и материалов, используемых в качестве тампонажного камня,
строительного материала, удобрений для сельского хозяйства и т. д. В
настоящее время ведутся разработки материалов, способных при
взаимодействии с глинистым компонентом бурового раствора
образовывать нетоксичные отверждаемые композиции, которые можно
использовать для разЛичных хозяйственных целей или захоронить в мине ральном грунте
без нанесения ущерба окружающей среде.
Другим направлением утилизации буровых растворов явля ется
получение из них глинопорошков. Доказана возможность регенерации
компонентов основных видов буровых растворов на водной основе.
Особого внимания заслуживает проблема защиты окружаю щей
среды при использовании растворов на нефтяной основе. Нефть и
нефтепродукты — устойчивые загрязнители среды. По этому
применение растворов на нефтяной основе требует цен трализованного
их приготовления, многократного использования, закрытой системы
циркуляции. При этих мерах сводится к минимуму испарение легких
фракций углеводородов в атмосферу, загрязнение почвы и водоемов.
После окончания бурения растворы на нефтяной основе необходимо
вывозить на базы хранения и уничтожать с помощью бактерий.
Выбуренную породу перед сбросом в море, по данным иностранных
фирм, очищают от нефтепродуктов термическим способом или
отмывкой специальным составом.
§ 4. ОХРАНА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Земли, утратившие свою хозяйственную ценнос ть или являющиеся
источником отрицательного воздействия на природ ную среду в
результате производственной деятельности чело века, называются
нарушенными. Нарушение земель происходит при разведке и
разработке нефтяных и газовых месторождений на территории
промплощадок под буровые и геологоразведоч ные работы, в зонах
расположения
транспортных
коммуника ций,
аэродромов
и
перевалочных баз, на площадях, отводимых для жилищных и
производственных сооружений.
К основным мероприятиям, направленным на сокращение
экологического ущерба от сооружения и эксплуатации автомо бильных
и тракторных дорог, следует отнести: тщательный вы бор видов
транспортных связей и дорожных трасс с учетом кон кретных
географических условий, что позволяет уменьшить нарушение
почвенно-растительного
покрова
местности;
оптимизацию
конструктивных параметров, технологии сооружения, эксплуатации и
ремонта
дорожного
полотна;
выбор
транспорт ных
машин,
обеспечивающих при прочих равных характеристи ках наибольшую
сохранность трассы; установление наиболее благоприятных периодов
выполнения транспортных операций с учетом климатических условий
и характеристик дорожного полотна; проведение восстановительных
375
работ на земельных участках, нарушенных при сооружении и ремонте
дорог (в частности, снятие и сохранение почвенного слоя при разработке резервов с последующим перекрытием им вскрытых пород, а
также укрепление откосов выемок и насыпей); выпол нение после
окончания эксплуатации дороги агротехнических мероприятий по
восстановлению нарушенных земельных уча стков.
При проектировании, сооружении, эксплуатации, консерва ции,
восстановлении
или
ликвидации
дорог,
используемых
гео логоразведочными организациями, мероприятия природоохран ного
характера должны выполняться так же неуклонно, как и правила
технической эксплуатации и безопасности движения.
Перемещение колесных и гусеничных машин по бездорожью
оказывает наиболее существенное отрицательное влияние на
почвенно-растительный слой в тундровых и аридных районах, в
которых восстановление естественных ландшафтов затруднено из-за
малой
интенсивности
протекания
природных
биоло гических
процессов. Каждый рейс по бездорожью в тундре ле том приводит к
протаиванию грунтов, проявлению термокарста, в результате которого
образуются провалы, ямы, заполненные водой, и так называемые
развеваемые пески, причем вездеход и тем более автомашина не может
второй раз пройти по проложенной колее. Поэтому тундровые земли
покрыты многочисленными колеями.
Уменьшить нарушения поверхности тундры в летний период
позволяет использование автомобилей на шинах арочного про филя,
болотоходов (с малым удельным давлением на почву) и машин на
воздушной подушке.
Значительно сократить бездорожные перевозки можно за счет
более широкого использования водного транспорта не только на
крупных сибирских, но и на многочисленных мелких реках. При этом
большое значение приобретают мелководные буксиры, баржи и катера;
работы, связанные с устройством транспортной связи, сводятся в
некоторых случаях к расчистке в отдельных местах фарватера рек.
Выполнение наземных перевозок в зимнее время при на личии
мощного снежного покрова, устройство снежно -ледяных дорогзимников и транспортировка грузов по замерзшим рекам также
позволяют значительно уменьшить нарушение почвенно растительного
слоя в тундре.
Рассмотрим мероприятия по снижению негативных послед ствий
устройства и эксплуатации производственных площадок, на которых
ведутся геологоразведочные работы, на примере площадок бурения
разведочных скважин. При необходимости планировки поверхности
всю удаляемую плодородную почву необходимо складировать в бурты.
В местах возможного загрязнения поверхности нефтепродуктами,
химреагентами, глиной, цементом верхний почвенный слой
(мощностью 0,3—0,5 м) также удаляют и складируют. На
подготовленной площадке сооружают покрытие, чтобы предотвратить
попадание загряз
376
нителей в нижезалегающий почвенный слой. Покрытия устраи вают
с твердой поверхностью и гидроизоляционным слоем или грунтовые с
гидроизоляционным слоем; насыпной грунт явля ется адсорбентом.
После окончания бурения железобетонные плиты демонти руют,
породы, залегающие под ними, перепахивают на глубину не менее 0,4
м и перекрывают почвами плодородного слоя, уло женными в буртах.
Сократить количество нарушаемых площадей можно при бурении
многозабойных
скважин.
Размеры
буровой
площадки
при
многозабойном бурении практически такие же, что и при проходке
одной скважины. Помимо уменьшения числа площа док снижаются
количество
и
суммарная
протяженность
подъездных
путей,
располагаемых на разведочном поле.
Следует выделить две группы приоритетных исследований по
проблеме охраны окружающей среды.
Первая группа охватывает разработку специальных мето дов,
технологии и технических средств предо твращения загрязнений. Их
решение требует усиления и расширения масштабов исследований
способов и средств очистки БСВ, обезвреживания и утилизации
выбуренной породы и отработанных буровых ра створов на водной и
углеводородной основах.
Вторая группа проблем связана с совершенствованием технологических процессов и приемов работ по снижению загряз нения
окружающей среды и охраны недр при строительстве, бурении и
освоении скважин. В свете современных требований к защите
окружающей среды все технологические пр оцессы и оборудование
необходимо разрабатывать по принципу замкну тых циклов и
безотходной технологии, а исследования в обла сти материалов,
реагентов и добавок к буровым растворам должны быть ориентированы
на создание биологически безвредных и активно биодеградирующих
продуктов.
К этой группе задач следует также отнести: совершенство вание
методов рекультивации земель с учетом почвенно -ландшафтных
условий; разработку рецептур нетоксичных буровых растворов;
обеспечение качества крепления скважин и долго вечности крепи,
разработку специальных мер по изоляции го ризонтов питьевых и
лечебных вод и исключение попадания в них токсичных продуктов;
совершенствование техники и технологии освоения скважин по
направлениям, предусматривающим защиту объектов природной
среды; разработку единых методик анализа загрязнений, отличающихся
точностью, надежностью и хорош ей воспроизводимостью результатов в
промысловых условиях и др.
1.
Назовите основные аспекты охраны окружающей среды.
2.
Какие требования предъявляются в современных условиях к проблеме охраны
окружающей среды?
3.
Каковы основные требования к охране воздушной и водной среды?
4.
Назовите требования по охране земной поверхности.
5.
В чем заключаются отраслевые принципы замкнутых циклов ведения работ и
безотходной технологии?
Контрольные вопросы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Алексеевский Г. В. Буровые установки Уралмашзавода. М., Недра, 1981.
2.
Афанасьев В. А., Березин В. JI. Сооружение газохранилищ и нефтебаз. М., Недра,
1986.
3.
Лесецкий В. А., Ильский А. Л. Буровые машины и механизмы. М., Недра, 1980.
4.
Молчанов Г. В., Молчанов А. Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа.
М., Недра, 1984.
5.
Охрана окружающей среды/С. А. Брылов, Л. Г. Грабчик, В. И. Ко- мащенко и др.
М., Высшая школа, 1985.
6.
Палашкин Е. А. Справочник механика по глубокому бурению. М., Недра, 1981.
7.
Раабен А. А., Шевалдин П. Е., Максутов Н. X. Монтаж и ремонт бурового и
нефтепромыслового оборудования. М., Недра, 1980.
8.
Система технического обслуживания и планового ремонта бурового и
нефтепромыслового оборудования в нефтяной промышленности. М., ВНИИ- ОЭНГ, 1982.
9.
Справочник по нефтепромысловому оборудованию/Под ред. Е. И. Бухаленко. М.,
Недра, 1983.
10. Чичеров Л. Г. Нефтепромысловые машины и механизмы. М., Недра,
О Г Л АВ Л Е Н И Е
1983.
380