Учебная буровая установка разведочного бурения с применением регулируемого электрического привода

Полезная модель относится к системам обучения персонала для нефтяной и газовой промышленности в области бурения. Полезная модель служит для обучения буровых бригад на учебной буровой установке.
Из области обучающих тренажеров известны различные обучающие комплексы для подготовки персонала в нефтяной и газовой промышленности.
Известен Тренажер - имитатор бурения АМТ-231 учебный класс.
Разработан для повышения эффективности и удобства компьютерного обучения. Позволяет индивидуальное и бригадное обучение. Обслуживает до нескольких десятков рабочих мест. Обеспечивает контроль действий обучаемых с рабочего места инструктора. Предназначен для повышения квалификации инженерного персонала буровых подразделений нефтегазодобывающих предприятий, а также, для обучения студентов по специальностям бурение скважин, разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Позволяет производить дистанционное обучение.
Программное обеспечение тренажера содержит средства проектирования учебных заданий с любыми начальными условиями выполнения проводки скважин: характеристиками продуктивного пласта, конструкцией скважины, набором оборудования и инструмента, технологий выполнения основных операций, нестандартными ситуациями. Оно также содержит средства контроля и автоматического оценивания действий обучаемых, ведения персональных журналов прохождения учебного процесса, формирования протокола обучения. Кроме того, программное обеспечение учебного класса позволяет выполнять учебные задания как индивидуально, так и в составе бригады.
http://amt-s.spb.ru/amt231uk.html
Известен ТРЕНАЖЕР "ГОРИЗОНТ-1" ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ БУРОВОЙ УСТАНОВКОЙ. Переносной тренажер предназначен для обучения и проверки навыков и умений персонала по управлению скважиной при бурении на суше.
Оборудование тренажера позволяет вести процессы бурения, СПО, возникновения ГНВП, герметизации скважины и ликвидации ГНВП методами бурильщика, ожидания и утяжеления и объемным методом.
http://tence.ru/_Products/Gorizont1/Goriz1_new.shtml
Автоматизированная система обучения (АСО) предназначена для подготовки обучаемых по специальности «Бурение нефтяных и газовых скважин». Для работы АСО необходима система виртуальной реальности (СВР) HTC VIVE. АСО состоит из четырех обучающих блоков и двух тренажерных. И позволяет отрабатывать задания для буровых установок, задания по монтажу и демонтажу буровых установок, изучение систем верхнего привода, изучение бурового оборудования и инструмента, изучение элементов промышленной безопасности.
http://www.is-it.ru/p_burvr.html
Недостатком данных комплексов является то, что данные тренажеры – виртуальные, и не формируют полной картины цикла выполняемых работ.  Работы не могут быть выполнены в реальности и не позволяют произвести опытные замеры буримости разных геологических пород. Данные тренажеры не дают возможности почувствовать усилие подачи бурового инструмента и не формируют ловкость, силу и физическую выносливость при бурении. На тренажерах возможно отрабатывать сценарии только по уже написанным программам.
Из области техники известен ряд установок, позволяющих производить работы по бурению.
Известна установка разведочного бурения УРБ 2А2, используемая при бурении гидрогеологических, технических, инженерно-геологических скважин вращательным способом, монтируемая на различные шасси: автомобили повышенной проходимости или гусеничные транспортеры, zavodbt.ru/zapasnie-chasti-k-urb-2a.
Известна УСТАНОВКА РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ " УРБ -12.ZBT". Установка разведочного бурения, содержащая мачту с талевой системой и с возможностью установки в горизонтально-транспортное и вертикально-рабочее положения, грузовую лебедку, пульт управления, гидравлические приводы, бурильное и вспомогательное оборудование, установленные на раме автомобильного шасси, отличающаяся тем, что мачта выполнена с верхним и нижним кронблоками для монтажа талевой системы, расположенными, соответственно, в верхней и нижней частях мачты, имеет П-образную форму, сваренную из швеллера с поперечными балками, усилена дополнительной металлоконструкцией из профильных труб, снабжена кареткой для перемещения вращателя по внутреннему профилю мачты, выполненной с корпусом в виде сварной рамы, четырьмя верхними роликами, жестко зафиксированными в корпусе каретки с центрированием ее внутри мачты подшипником скольжения, четырьмя нижними роликами, позволяющими проведение регулировки положения каретки внутри мачты, ползуном с установленным на нем вращателем с возможностью перемещения справа налево по каретке и обратно с помощью гидроцилиндра отвода вращателя, при этом грузовая лебедка установлена в верхней части мачты, на вышке которой размещен кронштейн для выполнения спуско-подъемных операций, а в нижней части мачты закреплена направляющая балка, на которой установлено устройство подъема обсадной колонны, выполненное в виде механизма захвата с возможностью перемещения в осевом направлении по направляющей балке с помощью двух гидроцилиндров, управляемых с пульта управления. RU №145 811 U1, E21B 7/02 (2006.01).
Известен агрегат ремонтно-буровой, содержащий мачту с талевой системой и с возможностью установки в горизонтально-транспортное и вертикально-рабочее положения, грузовую лебедку, пульт управления, гидравлические приводы, буровое и вспомогательное оборудование, установленные на раме автомобильного шасси, RU №2380512 C2, E21B 7/02, 27.01.2010.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящей полезной модели.
2
Агрегаты аналогов содержат двигатель внутреннего сгорания, за счет работы которого проводится в действие гидронасос. Источником всех действий для движения является двигатель внутреннего сгорания, который рассчитан на работу системы от 500 об/мин. При начальной работы буровой установки необходимо прогреть сначала двигатель внутреннего сгорания, после этого приступить к выполнения следующих операций, что приводит к увеличению времени на подготовительные работы. Число оборотов двигателя внутреннего сгорания, а как следствие число оборотов на шкиве гидронасоса, возможно, регулировать только за счет ручного изменения нажатия на рычаг управления дросселем, и как следствие, работа двигателя внутреннего сгорания при оборотах в диапазоне от 60 до 500 об/мин невозможно. Это снижает рабочий диапазон гидронасоса. К недостаткам данных установок можно отнести выброс СО при работе двигателя внутреннего сгорания и низкий КПД по сравнению с электродвигателем.  Большие затраты на обслуживание, замену технических жидкостей и требует обслуживание двигателя внутреннего сгорания квалифицированными специалистами, что не входит в область работы помощника бурильщика и бурильщика.
Технический результат, на достижение которого направлено создание данной полезной модели, заключается в обеспечении возможности одновременно с индивидуальным обучением конкретного бурильщика, использовать тренажер для коллективных занятий с выполнением обучаемым в реальном времени буровой обстановки и действий бурильщика по управлению буровой установкой, электрогидравлических и механических систем процессов по управлению учебной буровой установки. Учебная буровая установка предназначена для приобретения и закрепления знаний и навыков практического обучения студентов управлению технологическими агрегатами буровой установки методом силовой подачи бурильного инструмента, приобретения практических навыков при управлении электро-гидравлическим приводом, распределительной и контрольно-регулирующей гидроаппаратурой для обеспечения спуско-подъемных операций, колонкового и эксплуатационного бурения.
Технической задачей заявленной полезной модели является расширение арсенала буровых установок, предназначенных для обучения.
Поставленная задача достигается тем, что учебная буровая установка разведочного бурения с применением регулируемого электрического привода включает в себя мачту с талевой системой с возможностью установки в горизонтально-транспортное и вертикально-рабочее положения, грузовую лебедку, пульт управления, гидравлические приводы, бурильное и вспомогательное оборудование, установленные на раме автомобильного шасси, отличающаяся тем, что на неподвижной площадке, которая располагается  на раме автомобиля установлен выполненный с возможностью регулировки натяжения ремней ременной передачи электродвигатель с короткозамкнутым ротором и с частотным преобразователем, выполненным с возможностью взаимодействия с выносным мобильным пультом.
Техническим результатом является приобретение и закрепление знаний и навыков практического обучения студентов управлению технологическими агрегатами буровой установки методом силовой подачи бурильного инструмента, приобретение практических навыков при управлении электро-гидравлическим приводом, распределительной и контрольно-регулирующей гидроаппаратурой для обеспечения спуско-подъемных операций и бурения. Полезная модель  позволит значительно улучшить качество практического обучения  и повысит мотивацию обучающихся к дальнейшей учебной и производственной деятельности.
Описание чертежей.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема учебной буровой установки разведочного бурения с применением регулируемого электрического привода.
1. Компрессор
2. Буровой насос
3. Электродвигатель с короткозамкнутым ротором
4. Ременная передача с регулировкой натяжения ремней
5. Раздаточная коробка
6. Коробка отбора мощности
7. Коробка раздаточная установки
8. Насос MН250/100
9. Насос НШ-10ЕЛ
10. Насос MН250/100
11. Гидромотор MН250/100
12. Вращатель
13. Частотный преобразователь с выносным мобильным пультом.
Система обучения персонала на учебной буровой установке разведочного бурения с применением регулируемого электрического привода функционирует следующим образом: перед началом работы и во время нее инструктор на своем рабочем месте контролирует процесс обучения с возможностью экстренной остановки процесса. Бригада буровиков производит подготовку оборудования к пуску оборудования. Устанавливают параметры на пульте управления частотным преобразователем 13, запускают электродвигатель 3, с помощью рычага управления включают коробку отбора мощностью 6, контролируют работу насосов 8, 9, 10, компрессора 1 и бурового насоса 2.  С помощью органов управления устанавливают стрелу в вертикальное положение. Производят установку бурового оборудования бурильных, колонковых труб, колонкового снаряда, долот в зависимости от типа бурения. Подводят буровое оборудование к устью скважины, приводят в действие гидромотор 11, приводя в движение вращатель 12. Производят процесс бурения, регулируя с помощью пульта на частотном преобразователе 13 частоту вращения и усилие подачи, контролируя буримость породы.