МОБИЛЬНАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА МБУ 180

Полезная модель относится к буровой технике, а именно к мобильным буровым установкам высокой проходимости, предназначенным для глубокого бурения, обслуживания и ремонта скважин, а также бурения боковых стволов.
Все более возрастает потребность в мобильных передвижных буровых установках, используемых как для ремонтных целей, так и для бурения боковых стволов, что является одной из важнейших тенденций развития бурового оборудования. В настоящее время эта потребность для России удовлетворяется в большей степени импортными поставками. Отечественная промышленность выпускает передвижные установки грузоподъемностью до 125 т. Потребность же в установках грузоподъемностью 160, 180 и 200 т почти не восполняется. С этой целью создана мобильная буровая установка МБУ 180.
Мобильная буровая установка является чрезвычайно сложным по своей конструктивной основе устройством, поэтому при ее создании невозможно обойтись без такого этапа проектирования, как компоновка. В процессе компоновки применительно к мобильной буровой установке рассматривается относительное расположение конструктивных элементов, т.е. отдельных частей, таких как транспортная база, мачта, буровое основание и др., габаритные размеры которых на первом этапе проектирования выполняются в первом приближении, с целью создания объекта с улучшенными параметрами и техническими характеристиками.
В «Мобильной буровой установке», патент №2190076, патентообладатель «Федеральное унитарное предприятие «Производственное объединение «Баррикады», решена задача по сокращению времени и трудоемкости на монтаж-демонтаж буровой вышки и повышения надежности конструкции при эксплуатации. Основными элементами компоновки мобильной буровой установки являются многоосное шасси, буровая вышка, устройство для подъема вышки в вертикальное рабочее положение, консольная платформа, основание вышки с опорами.
Аналогами для разработки заявленной компоновки были выбраны установки известных производителей ЗАО «Иждрил» г.Ижевск: МБУ 170/3000; МК «Уралмаш» БУ3200/200; ООО «ВЗБТ», БУ3200/200, технические характеристики которых приведены в таблице 1.
Таблица 1
Весо вой коэффици ента
Наименование,обозначениеСравнительный параметр
МБУ 170/3000 «Иждрил»
Бу 3200/200 «Урал-Маш»
Бу 3200/200 «ВЗБТ»
0,3
Мощность двигателя, л.с.
792
580
560
0,25
Скорость подъема крюкоблока, м/с
1,3
1,5
1,55
0,2
Высота до подроторных балок, м
4,8
6
6
0,08
Номинальная длина поднимаемой свечи, м
24
18
18
0,065
Допускаемая нагрузка на крюке, кН
1700
2000
2000
0,05
Наибольшая глубина бурения по ГОСТ 16293- 89, м
2500
3200
3200
0,035
Масса подъемного блока без подроторного основания, т
72
110
122
0,02
Время монтажа буровой установки, ч
44
56
52
За прототип заявленного технического решения компоновки взято изобретение «Самоходная буровая установка», патент №1838565, в компоновку которой входят колесная транспортная база, на основании которой установлена А-образная складная мачта с кронблочной рамой, средство перевода мачты из транспортного положения в рабочее, узел фиксации рабочего положения, рабочую площадку с ротором, лебедку, пульт управления бурильщика. Недостатком прототипа является ограниченное и неэффективное применение установки из-за малой мощности и низких технических характеристик.
Задачей заявленной полезной модели является расширение функциональных возможностей буровой установки и повышение эффективности проведения работ.
Техническая задача решается за счет известной мобильной буровой установки, содержащей конструктивно-функциональные элементы: лебедку и др., установленные на основании самоходной колесной транспортной базы, которое шарнирно соединено с А-образной складной мачтой с кронблоком, а также подъемный блок и буровое основание, согласно полезной модели, установка снабжена аппарелью, на которой установлена транспортная база, при этом длина аппарели превышает длину транспортной базы в передней части, выполненной со скосом книзу, а в задней части аппарели за пределами основания транспортной базы установлена мачта, состоящая из двух телескопических конструкций, расположенных симметрично относительно друг друга и соединенных между собой в верхней части, кроме того, каждая конструкция мачты состоит из двух секций, верхней и нижней, и выполнена с делением на ячейки, при этом буровое основание выполнено с барьерным ограждением и установлено на аппарели между нижними секциями мачты, с незначительным выходом за ее пределы, а между верхними секциями мачты установлен балкон верхового рабочего, который также выполнен с барьерным ограждением и незначительным выходом за пределы мачты с нависанием над буровым основанием, и дополнительно установка снабжена приемными мостками и мобильным блоком оператора и буровой бригады.
Сущность полезной модели поясняется фигурами.
На фиг.1 изображена мобильная буровая установка МБУ 180.
На фиг.2 изображен поэтапный подъем мачты.
Мобильная буровая установка МБУ180 выполнена в модульном исполнении и включает в себя самоходную колесную транспортную базу с основанием 1 (фиг.1), конструктивно-функциональные элементы 2, в том числе: лебедку с механическим приводом от двухмоторной силовой установки, тормоз лебедки дисковый с гидравлическим дистанционным управлением и пневматическим «стояночным тормозом», вспомогательный гидродинамический тормоз, аварийный электрогидравлический привод мощностью 50-75 кВт, подъемный блок 3 и др., установленные на основании колесной транспортной базы, а также мачту А-образной формы 4, которая выполнена телескопической конструкции с опорой в рабочем положении на аппарель 5, с возможностью установки верхнего привода. При этом мачта состоит из двух телескопических конструкций, расположенных симметрично относительно друг друга и соединенных между собой в верхней части. Каждая конструкция мачты состоит из двух секций, верхней А и нижней Б, и выполнена с делением на ячейки В. Верхние секции мачты выдвигаются из нижних при помощи гидроцилиндров, установленных на одной из конструкций мачты. Мачта выполнена в виде многогранной конструкции из профиля квадратного сечения. Очень важно, что при определении поиска конструктивного решения не были нарушены пропорциональные соотношения транспортной базы и мачты. С учетом грузоподъемности установки была выбрана многоосная транспортная база и рассчитаны конструкция и размеры мачты, высота которой равна 43,5 метра. Благодаря разработанной конструкции мачты и применению мощной транспортной базы расширились функциональные возможности буровой установки.
Аппарель 5, на которую установлены транспортная база, мачта и буровое основание 6 выполнена длиной, превышающей длину транспортной базы в передней части, которая имеет скос книзу для удобства въезда транспортной базы.
Буровое основание 6 выполнено с барьерным ограждением 7 и состоит их двух блоков со встроенными подсвечниками. Буровое основание установлено на аппарели между нижними секциями Б мачты, с незначительным выходом за ее пределы. Приемные мостки 8 имеют специальную транспортную базу.
Между верхними секциями А мачты установлен балкон верхового рабочего 9 с барьерным ограждением и незначительным выходом за пределы мачты с нависанием над буровым основанием. Балкон верхового рабочего выполнен съемным и транспортируется совместно с буровым основанием. Возле бурового основания установлены мобильный блок оператора и буровой бригады 10.
Модули приспособлены для перевозки тягачами. Кроме того, модули разделяются на части для перевозки на специальном гусеничном транспорте.
При компоновке мобильной буровой установки МБУ 180 учитывалось обеспечение безопасности, для чего конструкцией предусмотрена установка следующих конструктивных элементов (на фиг. не показано):
1. Ограничитель грузоподъемности;
2. Ограничитель подъема талевого блока;
3. Ограничитель момента на роторе;
4. Устройство аварийной эвакуации верхового рабочего;
5. Аварийный склиз для эвакуации бригады с бурового основания;
6. Взрывозащищенное электрооборудование;
7. Радиосвязь между членами бригады;
8. Комплекс контроля и регистрации параметров бурения с черным ящиком;
9. Датчики измерения усилий натяжения ветровых и силовых оттяжек.
Для обеспечения комфортности условий труда и создания максимума удобств для рабочих (на фиг. не показано) конструкцией предусмотрено:
1. Каркасно-тентовое укрытие лебедочного блока;
2. Каркасно-тентовое укрытие рабочего пространства на буровом основании;
3. Каркасно-тентовое укрытие подроторного пространства;
4. Укрытие балкона верхового по всему периметру;
5. Кабина бурильщика;
6. Кабина для обогрева буровой бригады;
7. Лифт для подъема верхового рабочего.
Для повышения удобства обслуживания разработаны:
1. Централизованная система смазки подшипников палубного оборудования;
2. Автоматическая смазка подшипников шкивов кронблока.
Работа установки заключается в работе ротора и в работе лебедки (в настоящей заявке не рассматривается).
Подготовка установки к работе.
Перед началом монтажа установки на скважине производят выравнивание площадки и монтаж аппарели. Затем подают установку на аппарель задним ходом до определенного места. Установку стопорят, устанавливают противооткатные башмаки. Далее производят подъем мачты в три этапа с помощью домкратов. На первом этапе осуществляется подъем двумя домкратами, закрепленными на аппарели конструкции мачты, расположенной сверху (фиг.2). На втором этапе подъем всей мачты в рабочее положение этими же домкратами (фиг.3). На третьем этапе выдвижение верхних секций мачты двумя гидроцилиндрами, расположенными снаружи мачты фиг.4. После чего устанавливают буровое основание, мобильный блок оператора и буровой бригады, крепят балкон верхового рабочего (фиг.1).
Конечно, невозможно решить все задачи, стоящие перед разработчиками на этапе компоновки. Заявленная полезная модель дает стратегическое направление в конструировании мобильной буровой установки. Для расширения функциональных возможностей буровой установки использована многоосная транспортная база, увеличен размер мачты и др. в результате получен технический результат в виде улучшенных характеристик, приведенных в таблице 2 в сравнении с аналогами.
Таблица 2
Весовой коэффициент α
Наименование, обозначение
МБУ Оптимальный вариант
МБУ 180 (заявленная)
МБУ 170/3000 «Иждрил»
Бу 3200/200 «Ур-Маш»
Бу 3200/200 «ВЗБТ»
Сравнительный параметр
0,3
Мощность двигателя, л.с.
1200
1200
792
580
560
0,25
Скорость подъема крюкоблока, м/с
2
2
1,3
1,5
1,55
0,2
Высота до подроторных балок, м
6
6
4,8
6
6
0,08
Номинальная длина поднимаемой свечи, м
25
25
24
18
18
0,065
Допускаемая нагрузка на крюке, кН
2000
1800
1700
2000
2000
0,05
Наибольшая глубина бурения по ГОСТ 16293-89, м
3500
3500
2500
3200
3200
0,035
Масса подъемного блока без подроторного основания, т
72
105
72
110
122
0,02
Время монтажа буровой установки, ч
32
32
44
56
52
Анализируя данные таблицы 2 выделяем преимущества заявленной полезной модели - это: высокая мощность двигателя; высокая скорость подъема крюкоблока; наибольшая высота до подроторных балок; наибольшая длина поднимаемой свечи; высокая допускаемая нагрузка на крюке; наибольшая глубина бурения; наименьшее время монтажа буровой установки и наименьшая масса подъемного блока.
Заявленная мобильная буровая установка значительно повышает эффективность обслуживания за счет модульного исполнения, благодаря чему сокращается время по монтажу и установке. Конструкция установки рациональна, обеспечивает удобство, безопасность и эффективность проведения работ при эксплуатации. Функциональные возможности установки позволяют ее использование не только для глубокого бурения, обслуживания и ремонта нефтяных и газовых скважин, а также бурения боковых стволов. Первые образцы установки находятся в производстве.
Применение в установке простых узлов, и сварных конструкций позволяет эффективно воспроизвести заявленную полезную модель при организации производства средних серий (от 15 установок в год) и ввести ее в хозяйственный оборот без дорогостоящего оборудования.