/
Текст
на воду
СПРАВОЧНИК
по бурению
и оборудованию
скважин
на воду
Под общей редакцией В. В. Дубровского
ВТОРОЕ ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ
И ДОПОЛНЕННОЕ
642255
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НЕДР А»
Москва 1972
р
IЛ г и
I
а
аЛй}
Главная библиотека
1У111111
3054506
УДК 628.112.4(085)
Справочник по бурению п оборудованию сква-
жин на воду. Изд. 2, переработанное и дополнен-
ное. М., «Недра», 1972, 512 стр.
В книге приведены основные справочные сведе-
ния по бурению, опробованию и эксплуатации
скважин на воду. Описаны новые виды бурового,
водоподъемного и другого оборудования. Рас-
смотрена технология бурения в различных горных
породах и гидрогеологических условиях. Изло-
жены методы опробования скважпн. Даны рас-
четы дебита, характеристика фильтров и эксплуа-
тационных насосов, способы их установки и мон-
тажа. Справочник предназначен для инженерно-
технических работников, занятых бурением и
проектированием скважин на воду, для гидро-
геологов, изыскателей, работников водоснабже-
ния в сельском хозяйстве.
В справочнике таблиц 215, иллюстраций 393,
список литературы 46 названий.
АВТОРЫ:
В. В. ДУБРОВСКИЙ, М. М. КЕРЧЕНСКИЙ, В. И. ПЛОХОВ,
В. А. Р Я ПОЛ ОБА, |я. А. СИДНЕВ \
3—7—11
127—71
ПРЕДИСЛОВИЕ
После выхода в свет последнего изданий «Справочника» прошло восемь
лет. За истекшее время значительно обновился парк бурового и водоподъ-
емного оборудования в нашей стране — появились станки, специально
предназначенные для бурения скважин на воду, вошли в серийное произ-
водство новые марки погружных насосов с большой производительностью
и высотой подъема и пр. Были пересмотрены, составлены заново и официально
утверждены в качестве обязательных некоторые нормативные документы,
касающиеся классификации горных пород и определяющие их категории
по буримости различными методами. Положено начало инженерным расчет-
ным методам сооружения и эксплуатации бесфильтровых скважин. Накоплен
немалый опыт в технологии сооружения скважин и установке фильтров.
Развитие всех отраслей народного хозяйства нашей страны настоятельно
требует дальнейшей интенсификации разведки и добычи подземных вод.
как самого доброкачественного источника хозяйственно-питьевого, а нередко
и технологического водоснабжения населения, промышленности, сельского
хозяйства и др. В настоящее время в СССР эксплуатируется лишь около
10% потенциальных ресурсов подземных вод.
В девятой пятилетке предстоит соорудить и оборудовать многие сотни
тысяч новых скважип на воду. В этой работе будут принимать участие мно-
гие тысячи молодых специалистов, еще не обладающих необходимым опытом
и поэтому особенно нуждающихся в практических справочных пособиях.
«Справочник», изданный в 1964 г., уже давно отсутствует на книжном
рынке.
Настоящее издание «Справочника» существенно переработано и допол-
нено, главным образом, за счет замены устаревших сведений новыми данными.
Например, в нем помещены технические характеристики нового бурового
агрегата 1БА15В, некоторые новые данные о забойном инструменте, вне-
сены необходимые уточнения в связи с выходом новых ГОСТов на оборудова-
ние и обсадные трубы, даны технические характеристики новых насосов
типа ЭЦНВ и ЭПН, методы расчета скважин, предназначенных для бесфиль-
тровой эксплуатации, а также охарактеризованы условия, обеспечивающие
их успешное сооружение, и т. д. Приведены выдержки из официально утвер-
жденных обязательных «Единых правил безопасности при геологоразведоч-
ных работах», касающиеся бурения на воду, а также формы технической
документации скважин.
Г
3
Однако в целом рубрикации глав и разделов «Справочника» сохранены
без изменений.
Настоящее издание составили инж. В. В. Дубровский — введение,
главы I—IV, XIV—XVII, а также разделы о гидрогеологических наблюде-
ниях при всех видах бурения; инж. М. М. Керченский — главы V—VII и XI;
инж. В. И. Плохов — главы VII, X, XII, XVIII; канд. техн, наук В. А. Ря-
полова — главу XIII; инж. Я. А. Сиднев — раздел «Технология роторного
бурения» главы VII, а также главы VIII и IX.
Авторы просят присылать отзывы и пожелания о содержании книги но
адресу: Москва, К-12, Третьяковский проезд, 1/19, издательство «Недра».
ВВЕДЕНИЕ
Буровые скважины представляют собой
цилиндрические горные выработки, име-
ющие большую глубину (до 5 км и более)
и сравнительно небольшой диаметр. Глу-
бина буровых скважин на воду составляет
от 10 до 1000 м и более; наиболее часто
распространены скважины глубиной 100—
150 м, реже — 200—300 м. Только в отдель-
ных, сравнительно небольших районах
страны глубина скважин на воду достигает
800—1000 м.
Скважины, вскрывающие пласты, содер-
жащие подземные воды, имеют много пре-
имуществ перед другими водозаборными
сооружениями, и в связи с этим бурение
их носит массовый характер.
Для добычи подземной воды бурят оди-
ночные скважины или группы скважин.
Поэтому все водозаборы подземных вод
подразделяются на групповые и одиночные.
Групповые подземные водозаборы со-
стоят из нескольких одновременно работа-
ющих скважин, расположенных на таком
расстоянии, при котором они взаимодей-
ствуют или могут взаимодействовать
в определенных условиях режима эксплу-
атации.
Одиночные подземные водозаборы пред-
ставляют единичные скважины и группы
скважин, которые находятся вяе зоны
возможного взаимодействия или рас-
положены хотя и на близком расстоянии
одна от другой, но работают в разное время
и поэтому не взаимодействуют (поочередно
действует только одна скважина, а осталь-
ные — резервные).
На участках крупных водозаборов
в малоизученных районах необходимо про-
водить разведочное бурение и опытные
работы. В районах с хорошо изученными
гидрогеологическими условиями на уча-
стках, перспективных в отношении коли-
чества и качества подземных вод для про-
ектируемого группового водозабора, бы-
вает целесообразно без предварительной
разведки начать сразу эксплуатационную
разведку скважинами большого диаметра.
После того как эти скважины выполнят
свое назначение — разведку и опробование
водоносного горизонта, их оборудуют экс-
плуатационными водоподъемниками и пре-
вращают в источники постоянного водо-
снабжения.
Одиночные скважины на воду бурят,
как правило, без предварительной раз-
ведки. Следовательно, это своеобразная
и ответственная работа, так как разведка
и исследование в этом случае должны
сочетаться с созданием эксплуатационного
инженерного сооружения.
Разведочно-эксплуатационной назы-
вается скважина, конструкция которой,
включая водоприемную часть, рассчитана
на оборудование водоприемником проект-
ной производительности. При положи-
тельных результатах опробования эти
скважины передают в постоянную эксплу-
атацию.
Разведочной называется скважина об-
легченной конструкции и сравнительно
небольшого диаметра, оборудованная вре-
менным фильтром и предназначенная для
вскрытия и предварительного опробования
водоносного горизонта. Разведочные сква-
жины обычно бурят с таким расчетом,
чтобы при необходимости можно было из-
влечь обсадные трубы и фильтр.
Эксплуатационной может считаться сква-
жина только после передачи ее в эксплу-
атацию. Это название не должно присва-
иваться скважпне при проектированип,
так как даже в районах с хорошо изучен-
ными, но не разведанными детально на
данном конкретном участке геоло! о-гидро-
геологпческими условиями всегда встре-
чаются значительные отклонения от
проекта. Поэтому одиночные скважины
на воду, которые бурят без предваритель-
ной разведки точки заложепия, должны
быть всегда разведочно-эксплуатацион-
ными. В проектную конструкцию почти
каждой скважины приходится вносить
5
изменения в процессе ее бурения, опробова-
ния и оборудования. В этом заклю-
чается принципиальное отличие назна-
чения и задач разведочно-эксплуатацион-
ного бурения на воду от эксплуата-
ционного бурения, например, нефтяных
скважин.
Эксплуатационные скважины на нефть
бурят на детально разведанных место-
рождениях, четко оконтуренных и опро-
бованных. При этом соблюдается строгое
соответствие проекту, иногда даже типо-
вому для данного месторождения. Недо-
оценка, а иногда и непонимание различия
между эксплуатационным бурением на
нефть и эксплуатационным бурением на
воду нередко приводят к формальному
механическому следованию запроектиро-
ванной конструкции скважины без учета
вскрываемого разреза и к изоляции нуж-
ного водоносного горизонта. В результате
скважина оказывается дефектной. Во
избежание этого при так называемом экс-
плуатационном бурении на воду необхо-
димо вести инициативную разведку и опро-
бование вскрываемых водоносных гори-
зонтов, особенно в малоизученных
районах.
Конторы бурения или специализирован-
ные строительно-монтажные управления,
которым поручается проведение работ,
должны критически оценивать получаемые
проекты скважин и при необходимости
вносить в них соответствующие исправле-
ния и изменения, согласованные с проект-
ной организацией еще до начала бурения.
Бурение скважин на воду по типовым
проектам, а также составление таких про-
ектов совершенно недопустимы вследствие
чрезвычайного многообразия гидрогеоло-
гических условий страны.
В связи с широким применением ротор-
ного бурения на воду особое значение
приобретают геологический надзор за
правильным проведением работ и геолого-
техническая документация скважин. Ни
одна разведочно-эксплуатационная сква-
жина не должна сооружаться без наблю-
дения геолога или гидрогеолога, по усмо-
трению и под ответственность которого
могут и должны вноситься изменения
в запроектированную конструкцию сква-
жин. Детали конструкции фильтра,
а иногда и его тип следует уточнять на
основании данных о строении и составе
водоносного горизонта.
Глава I
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
ИЗ ГЕОЛОГИИ
МИНЕРАЛЫ
Минералами называются все элементы
и их химические соединения, встреча-
ющиеся в земной коре в форме тел, отли-
чающихся однородностью состава, стро-
ения и свойств. Минералы можно опреде-
лять по цвету, блеску, твердости, излому,
запаху и т. д. Для бурения большое зна-
чение имеет твердость, которую опре-
деляют при помощи шкалы твердости
Мооса (табл. 1-1).
Таблица 1-1
Минерал Твер- дость Минерал Твер- дость
Тальк . . 1 Полевой пшат 6
Гипс . . . 2 Кварц .... 7
Кальцит . . 3 Топаз .... 8
Флюорит . . 4 Корунд . . . 9
Апатит . . 5 Алмаз .... 10
Твердость минерала определяют, цара-
пая им минералы этой шкалы. Минерал
с более высокой твердостью оставляет
черту на всех минералах данной шкалы,
обладающих меньшей твердостью, и сам
последними не чертится.
Если минерал оставляет при царапа-
нии черту (царапину), например на апа-
тите, и последним можно сделать на нем
царапину, то его твердость равна 5. Мине-
рал с твердостью 5х/2 будет царапать
апатит, сам же от него царапины не полу-
чит; однако на минерале с твердостью 5х/2
оставит царапину полевой шпат и т. д.
Когда в полевых условиях не имеется
под рукой набора минералов, составля-
ющих шкалу твердости, можно руковод-
ствоваться следующими признаками для
определения твердости испытуемого мине-
рала.
Если минерал пишет на бумаге, не
царапая ее, твердость его равна 1. В слу-
чае, когда минерал чертится ногтем, а сам
не оставляет царапины на ногте, его твер-
дость составляет 2 или меньше. Если ноготь
не оставляет царапины на минерале, но
кончик стального ножа чертит его без
заметного усилия, то твердость минерала
равна 3. Если для получения царапины
на минерале при помощи ножа надо при-
менить небольшое усилие — твердость 4.
Если усилие значительное — твердость 5;
если минерал чертится при крайнем уси-
лии, его твердость можно считать рав-
ной 5х/2. Минералы с твердостью 6 оста-
вляют царапины на ноже и стекле.
В природе преобладают минералы с твер-
достью не выше 7, более твердые минералы
встречаются редко.
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Минералы в земной коре, за редкими
исключениями, не встречаются отдельно.
Обычно они собраны в группы или агре-
гаты, называемые горными породами.
Горные породы по происхождению раз-
деляются на изверженные, осадочные и ме-
таморфические.
Бурение на воду производят преимуще-
ственно в осадочных и метаморфических
породах и значительно реже в извержен-
ных. На картах и разрезах горные породы
показывают различными условными обо-
значениями (рис. 1-1).
Осадочные породы по происхождению
разделяются на обломочные, образовав-
шиеся из обломков других пород, хими-
ческие, образовавшиеся в результате вы-
падения осадков из воды или из других
растворов (эти породы бывают кремнистые,
карбонатные и железистые) и органоген-
ные, образовавшиеся из скопления остат-
ков животных и растений (к ним относятся
известняки, доломиты, угли и т. п.).
7
Обломочные породы по размеру слага-
ющих их частиц подразделяются на не-
сколько групп (по классификации, утвер-
жденной в институте Гидропроект,
табл. [-2, 1-3).
НН7 1Ж1В19 Вй77
™ » г,• 'Л
2 ж и
3 — - п шв ||| 19
4 II 1 Iй 11 20
5 |!i!| i 1^ 21
О <5 6 14 yV УУ У У 22
1-1 , “
с
Ч VV С' Л 7 II II ]j (I 15 23
i; s:
ой 00 00 8 ' . -4 ’ г ‘/т 16 + + + + + + 24
Рис. 1-1. Условные обозначения горных
пород.
1 — торф; 2 — песок мелкозернистый; 3 — песок
среднезернистый; 4 — песок крупнозернистый;
5 — гравий; в — галечник; 7 — щебень; 8 — ва-
луны; 9 — супесь; 10 — суглинок; 11 — глина;
12 — лёссовидный суглинок; 13 — лёсс; 14 —
известняк; 15—доломит; 16—мергель; 11 —
песчаник; 18 — глинистый сланец; 19 — мел;
20 — аргиллит; 21 — гипс, 22 — опока; 23 —
каменный уголь; 24 — гранита и другие скаль-
ные породы.
Валуны, галечник, щебень и другие
крупные окатанные и угловатые обломки
горных пород образовались в результате
Таблица 1-2
Классификация обломочных пород
по размеру частиц
разрушения разнообразных изверженных
и метаморфических пород и последующей
обработки их ледниками и морскими во-
дами.
Пески представляют собой продукт
дальнейшего разрушения более крупных
обломочных пород. Наибольшее распро-
странение имеют кварцевые пески. По
примесям других разрушенных минералов
выделяют пески слюдистые, полевошпато-
вые, глауконитовые, магнетитовые, же-
лезистые и др.
Глины могут образовываться в резуль-
тате сноса мельчайшего ила, который реки
несут в виде мути и который затем отла-
гается в спокойной воде. Различают, кроме
того, глины, образовавшиеся в результате
деятельности ледника, а также представля-
ющие собой конечный продукт разрушения
гранита в процессе выветривания (као-
лины и огнеупорные глины Украинского
кристаллического массива). Химический
состав глин разнообразен. Кроме каолина
(кремниевых соединений глинозема), в со-
став глин входят мельчайшая кварцевая
мука, железистые соединения, известь, до-
ломит, иногда гипс и другие вещества.
Суглинки (песчаные глины) и супесп
(глинистые пески) — это переходные
горные породы от глин к пескам; по своему
составу они представляют различные соот-
ношения смеси песчаных и глинистых
Таблица 1-3
Классификация песчаных пород
по составу мелких частпц
Наименование
видов песчаных
пород
Содержание фракций, %
от веса сухой породы *
Песок гравели-
стый **
Песок крупный
Песок средней
крупности
Песок мел-
кий ****
Песок пылева-
тый
Вес частиц крупнее 2 мм
составляет 25% ***
Вес частиц крупнее 0,5
мм составляет более 50%
Вес частиц крупнее 0,25
-ИЖ составляет более 50%
Вес частиц крупнее 0,1
мм. составляет более 75%
Вес частиц крупнее 0,01
.«.и составляет менее 75%
Наименование породы
Размер, мм
Валуны (окатанные) пли калиги
(неокатанные) ..............
Галечник (окатанный) или ще-
бень (неокатанный) ....
Гравий (окатанный) или дресва
(неокатанная) ..............
Песок ......................
Пыль.........................
Глина .......................
100
100—11
10—3
2—0,06
0,05—0,005
< 0,005
Примечания. * Для наименования породы по-
следовательно суммируют проценты содержания
частиц: крупнее 2 мм, затем крупнее 0,5 леи и т. д.
Наименование принимают по первому удовле-
творяющему показателю в порядке расположе-
ния наименований в таблице. ** Сюда добавляют
наименование мелкозема, полученное в соответ-
ствии с втой таблицей после исключения из со-
става породы частиц крупнее 2 aim. *** При со-
держании частиц крупнее 2 лип более 50 % поро-
ды относят к крупнообломочпым. **** Наименова-
ние породы дополняют словом «глинистый»,
если мелкие или пылеватые пески содержат
частиц мельче 0,005 лип от 1 до 5%.
8
частиц. Наименования «суглинок» и «су-
песь» применяются только для пород чет-
вертичного возраста. Для пород дочетвер-
тпчного возраста, аналогичных по составу
суглинку и супеси, соответственно при-
меняются наименования «песчанистая
глина» и «глинистый песок».
При оборудовании водоприемной части
скважины необходимо знать размер частиц
породы, в которой намечается установить
фильтр, и количественное соотношение
этих частиц между собой. Для определения
содержания (в процентах) в обломочной
породе частиц разного размера (диаметра)
производится анализ ее гранулометриче-
ского состава (табл. 1-3). Точные анализы
выполняют в специальных лабораториях,
а упрощенными способами — в полевых
условиях.
Классификация видов глинистых пород
по гранулометрическому составу приведена
в табл. 1-4.
Таблица 1-4
Классификация глинистых пород
по размеру частиц
Н аименование глинистых пород Содержание фракций, %
<0,005 мм 0,05-0,005 мм
Супесь легкая . . Супесь легкая, пы- 5-8 < 25
леватая .... >25
Супесь тяжелая Супесь тяжелая пы- 8-13 < 30
леватая .... >30
Суглинок легкий Суглинок легкий 13—18 < 35
пылеватый . . . >35
Суглинок средний Суглинок средний 18—26 < песчаных
пылеватый . . < песчаных
Суглинок тяжелый 26—35 > песчаных 1
Суглинок тяжелый * i
пылеватый . . < песчаных
Глина легкая . . Глина легкая пы- 35—50 > песчаных
леватая .... > песчаных
Глина тяжелая . . >50 —
УПРОЩЕННЫЕ СПОСОБЫ
АНАЛИЗА
ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА
ГОРНЫХ ПОРОД
Способ анализа, предложенный М. М. Ва-
сильевским, заключается в следующем.
Бумажный круг (рис. 1-2) делят на восемь
секторов. В каждом секторе вычерчивают
кружки.
В
секторе № 1 — диаметром 0,1 ММ
» № 2 » 0,25 »
» № 3 » 0,5 »
» № 4 » 1,0 »
» № 5 » 2,0 »
» № 6 » 3,0 »
» № 7 » 5,0 »
» № 8 » 7,0 »
Рис. 1-2. Круг и измерительные квадраты
для упрощенного анализа гранулометри-
ческого состава горных пород.
Среднюю пробу песка насыпают в сере-
дину внутреннего кружка, и при помощи
лупы определяют диаметр зерен песка
по сравнению с кружками и в секторах.
Размер преобладающих по количеству зе-
рен обозначают номером сектора. Размер
зерен, количество которых менее 50%,
обозначают также номером соответствую-
щего сектора, но записывают после номера
сектора преобладающей фракции. Диа-
метр зерен редко встречающегося размера
можно обозначать цифрами, взятыми в
скобки.
Для анализа состава гравия с частицами
размером более 10 мм вычерчивают сетки
со сторонами квадрата в 10 и 15 мм. Этот
способ позволяет с удовлетворительной
9-
точностью разделять песчано-гравийные по-
роды на группы, довольно близкие по
своему механическому составу.
Другой способ упрощенного анализа
заключается в определении размеров пре-
обладающих частиц при помощи лупы на
миллиметровой бумаге. Самые тонкие ли-
нии на миллиметровой бумаге, образующие
квадраты со сторонами в 1 мм. проведены
мелким пунктиром (точками). Диаметр та-
кой точки и промежуток между двумя
точками приблизительно равны 0,2 мм.
В лупу можно легко опознавать частички
диаметром 0,1 и 0,05 мм (половина и чет-
верть точки). Если площадь квадратного
сантиметра (100 мм2) принять за 100%,
то можно с достаточным приближением
определять и процентное содержант! е ча-
стиц преобладающего диаметра.
Приближенно определить состав по-
роды можно при помощи фильтровой
сетки.
Для этого следует отобрать возможно
большее количество образцов с тем, чтобы
потом часть средней пробы весом до 1 кг
направить в лабораторию для анализа
механического состава. Из оставшейся
средней пробы 1—2 кг песка следует про-
сушить. Среднюю пробу песка насыпают
в тонкий чайный стакан (объем которого
равен 250 см3). Затем берут сито из той
сетки, которую намечено использовать для
фильтра, и через него просеивают песок
из стакана. После просеивания остаток
на сите снова высыпают в стакан, а сверху
насыпают песок, прошедший сквозь сетку.
Границы поверхности песков разной круп-
ности в стакане должны быть строго гори-
зонтальными (лучше всего разделить слои
песка листом бумаги). Если, например,
оказалось, что через сито прошел песок,
образовавший в стакане слой толщиной
42,5 мм, остаток на сите образовал в ста-
кане слой толщиной 39,5 мм (измерять
следует по высоте стакана линейкой, на
которой нанесены миллиметры), то про-
центное содержание частиц, прошедших
через сетку, определится 42,5 + 39,5 =
= 82 Л1ж, или 100%, откуда 1 мм =
= 1,24%; следовательно, 42,5 мм X 1,24=
=51,83%.
Осталось за сеткой и будет участвовать
в образовании естественного фильтра
с внешней стороны сетки 39,5 X 1,24 =
= 48,17%.
При отсутствии данных о заводском
номере сетки очень важно установить ве-
личину отверстий ее в долях миллиметра.
По размерам наиболее крупных зерен,
которые прошли сквозь сетку при про-
сеивании, определяют величину ее отвер-
стий.
Содержание глинистых частиц можно
определять по способу Рутковского.
10
Для этого необходимо иметь мерный
цилиндр (мензурку) диаметром 2—2,5 см,
емкостью 100 см3, стеклянную палочку,
раствор 5%-ного хлористого кальция, ре-
зиновую трубку длиной 5 см, соответству-
ющую толщине стеклянной палочки, и пи-
петку. Определение ведется в следующем
порядке.
1. Просеивают сухую горную породу
через сито с отверстиями в 1 мм.
2. Всыпают в мензурку 3—5 см3 про-
сеянной горной породы, слегка уплотняя
легким постукиванием о стол.
3. Приливают 40—60 см3 воды; раз-
мешивают горную породу стеклянной
палочкой с резиновым наконечником
до исчезновения полосок глины на
стекле.
4. Прибавляют пипеткой 2—3 см3 рас-
твора хлористого кальция и снова раз-
мешивают.
5. Добавляют воды до 100 см3, размеши-
вают и оставляют отстояться разбухшую
горную породу до постоянного объема
и полного осветления воды в течение
2—3 ч (редко в течение одного дня и
более).
6. Определяют приращение объема (в см3)
горной породы на 1 см3 взятой перво-
начально породы по схеме, приведенной
в табл. 1-5.
Таблица 1-5
Объем сухой горной породы, а Объем осевшей горной породы, в Приращение на объем, в—а=с Приращение на 1 сма, с : а
7 7 — 4=3 3:4= 0,75
Содержание глинистых частиц по при-
ращению объема (см3) на 1 см3 исследуемой
породы определяется по табл. 1-6.
Таблица 1-6
Приращение на 1 см3 Содержание глины, % Приращение на 1 см3 Содержание глины, % приращение на 1 см3 Содержание глины, %
4,00 90,7 2,50 58,9 1,00 22,7
3,75 85,0 2,25 51,0 0,75 17,0
3,50 79,4 2,00 45,4 0,50 11,3
3,25 73,7 1,75 39,7 0,25 5,7
3,00 68,0 1,50 34,0 0,15 3,4
2,75 62,4 1,25 28,3 0,12 2,7
В приведенном примере для приращения
0,75 см3 содержание глины в горной породе
будет 17%.
Для определения содержания песка
и глины способом отмучивания в том же
цилиндре делают следующее.
1. Всыпают в цилиндр 10 см испытуемого
песка (просеянного через сито с отвер-
стиями в 1 мм).
2. Наливают воду до 100 см3, размеши-
вают породу стеклянной палочкой и дают
отстояться в течение 1,5—2 мин.
3. Сливают осторожно 85—90 см3 мут-
ной воды и добавляют свежей снова
до 100 см3.
4. Операции 2 и 3 повторяют несколько
раз, до тех пор, пока подлитая вода после
перемешивания и остаивания не будет
оставаться прозрачной.
5. Те же операции повторяют с долива-
нием воды до 30 см3.
6. Цилиндр ставят для отстаивания на
16—20 мин.
7. Определяют процентное содержание
песка в горной породе так:
10 см3 составляет 100% горной породы.
После отмучивания осталось а см3, т. е.
х%
ж = 100 X а : 10= 10а %-
При а = 6,3 см3
х=100Х6,3: 10 = 63%.
Таким образом, в горной породе содер-
жится 63% песчаных и 37% пылеватых
и глинистых частиц.
КЛАССИФИКАЦИЯ
ГОРНЫХ ПОРОД ПО БУРИМОСТИ
Все горные породы независимо от их
происхождения обладают определенной
сопротивляемостью разрушению буровым
инструментом. Эта сопротивляемость, на-
зываемая степенью буримости, зависит
от многих факторов, например от твердости
минеральных частиц, слагающих породу,
их крупности, хрупкости, от прочности
цементирующего вещества, влагоемкости
породы, вязкости и монолитности ее и т. д.,
иными словами, От состава, строения,
состояния и свойств породы, а также
от вида и способа бурения.
В связи с этим для горных пород раз-
работаны классификации по буримости,
в которых к определенным категориям от-
несены группы пород, равноценные плп
весьма близкие, по трудности проходки их
буровым инструментом (табл. 1-7 и 1-8).
Индексы стратиграфических подразделе-
ний приведены в табл. 1-9.
Таблица 1-7
Классификация горных пород *
для бурения вращательным
и ударно-канатным способами
Наименование и характеристика пород Группа пород при способе бурения
враща- тельном ударно- канатном
Ангидрит .... IV IV
Боксит Валунно-галечные от- IV IV
ложения X VII
Гипс . . .... Глины а) средней плотно- III—IV IV
сти с наличием
гравия и гальки б) плотные загип- сованные с нали- чием гравия и II ii
гальки .... III III
в) валунные . . . Гравийно-галечные грунты а) гравий и галька размером до 80 V IV
мм б) галька размером до 150 мм с не- большим количе- ством крупных V V
валунов .... Диабазы VII VII
а) выветрившиеся б) затронутые вы- VI V
ветрпванием . . в) крепкие, не за- тронутые выве- VII VI
триванием . . VIII VII
Диатомиты Доломиты а) мягкие, пори- стые, выветрив- шиеся, средней III II
крепости . . . б) плотные, креп- IV IV
кие IV V
Дресва .... Известняки а) мягкие, пори- стые, выветрив- шиеся, а также V V
ракушечники Ш-ГУ IV
* Согласно Сборнику № 27 «Единых районных
единичных расценок на строительные работы —
скважины» (утвержден Госстроем для применения
с 1 января 1969 г.).
If
Продолжение табл. 1-7
Продолжение табл. 1-7
Наименование и характеристика пород Группа пород при способе бурения
враща- тельном ударно- канатиом
б) доломитизиро- ванные, мерге- листые, плотные V V
в) окварцованные крепкие .... VII VI
г) кремнистые очень крепкие, скарновые . . IX VII
Кварцы и кварциты а) пористые, нозд- реватые и слан- цеватые (в том числе слабовыве- трившиеся), кварцево-карбо - ватные породы VII—VIII VI
б) жильные, слан- цеватые, слив- ные мелкозерни- стые кварцево- карбонатные по- роды IX—X VII
Конгломераты а) осадрчных^пород на известковом цементе . . . VI V
б) изверженных по- род (стальной до 50% по<объему) на песчано-гли- нистом цементе; осадочных пород на кремнистом цементе; извер- женных-пород на известковом це- менте .... VII—VII1 VI
в) изверженныхи кр и- сталлических по- род на кремни- стом цементе IX VII
Колчеданы и железняки а) выветрившиеся сыпучие . . . VI IV
б) плотные невыве- трившиеся . . VII—VIII V
в) окварцованные или окремнен- пые IX—X VII
Коренные излившиеся породы (андезиты, ба- зальты, диабазы, тра- хиты, манделыптейны и др-) VIII VI
Наименование и характеристика пород Группа пород при способе бурения
враща- тельном ударно- канатном
Лёсс а) рыхлый и сле- жавшийся . . . I—II I—II
б) плотный . . . III III
Магнезит IV IV
Мел а) мягкий .... III II
б) плотный . . . IV IV
Мергели а) мягкие, рыхлые II III
б) плотные, креп- кие III—IV IV
Мерзлые грунты а) лед II III
б) водоносный пе- сок, ил, торф, глины с приме- сью гравия и гальки .... IV IV
в) гравийно-песча- ные грунты, га- лечники, плот- ные глины, плот- ные суглинки и супеси, плотный ил V-IV V
Мрамор V V
Опоки IV IV
Пемза III—IV III
Почвенно-растительный слой без корней и с корнями деревьев и кустарника .... I—II I—II
Пески а) речной и слабосце- ментированный с содержанием гравия и гальки до 20% по объ- ему I—II I-II
б) то же, с содер- жанием гравия и гальки более 20% по объему III III
в) сухой .... III III
Песчаники а) выветрившиеся или сл абосцемен- тированньте на глинистом и из- вестковом цемен- те, железистые и известковые III—IV IV
12
Продолжение табл. 1-7
Продолжение табл. 1-7
Наименование и характеристика пород Группа пород при способе бурения
враща- тельном ударно- канатном
б) плотные на из- вестковом, желе- зистом и глини- стом цементе, по-
левопшатовые в) окварцованные и V—VI V
кварцевые . . VII VI
г) кремнистые и VII
окремненные IX
Плывуны II III
Соль каменная (галит) Сланцы а) выветрившиеся песчано-глини- IV IV
стые (горючие) б) глинистые, угли- стые и талько- хлоритовыесред- ней крепости, выветрившиеся III—TV III
окварцованные в) аспидные, кро- вельные, глини- V IV
сто-слюдяные г) крепкие оквар- цованные, ок- VI V
ремненные . . - VII-VIII VI
д) кремнистые . . Супеси и суглинкп а) с примесью гра- вия и гальки по IX VII
объему до 20% б) то же, от 20 до 1-П I—II
30% III III
в) то же, более 30% Торф без корней и с кор- III IV
нями Трепел I I—II
а) слабый . . . I—II I—II
б) плотный . . . Туф а) средней крепо- III III
сти III—IV III
б) окремненный Угли IX VI
а) слабые .... б) средней крепо- III II
сти в) крепкие (антра- IV III
циты н др.) . . V IV
Фосфориты Коренные глубинные по- роды (граниты, дио- V IV
Группа пород при способе бурения
Наименование и S
характеристика пород 1 S 1°
ща ьно вё Сьсй
св И
р-ф И «
га ь
риты, сиениты, гней- сы, габбро, порфири- ты, пегматиты и др.) а) выветрившиеся V—VI V
б) затронутые вы- ветриванием . . VII—VIII VI
в) крупно- и сред- незернистые, не затронутые вы- ветриванием . . IX VI
г) мелкозернистые, не затронутые выветриванием X VII
Таблица 1-8
Классификация *
типичных представителей
горных пород по буримости
для вращательного механического
Ц бурения скважин
Категория горной поро- ды Типичные представители горных пород для каждой категории
I Торф и растительный слой без корней. Рыхлые: лёсс, пески (не плывуны), супеси без гальки и щебня. Ил влажный и иловатые грунты. Суглинки лёссовидные. Трепел. Мел слабый
II Торф и растительный слой с кор- нями или с небольшой примесью мел- кой (до 3 см) гальки и щебня. Супеси и суглинки с примесью до 20% мелкой (до 3 см) гальки пли щебня. Пески плотные. Суглинок плотный. Лёсс. Мергель рыхлый. Плывун без напора. Лед. Глины средней плотности (ленточ- ные и пластичные). Мел. Диатомит. Сажи. Каменная соль (галит).
* Принята Министерством геологии СССР в
1969 г. в соответствии с «Едиными нормами вре-
мени на бурение разведочных, структурно-поиско-
вых и картировочных скважин», утвержденными
Государственным комитетом Совета Министров
СССР по вопросам труда и заработной платы
27 сентября 1962 г., постановлением JM5 307 и
согласованными с ЦК профсоюза рабочих геолого-
разведочных работ 11 сентября 1962 г. и ЦК
профсоюза рабочих нефтяной п химической , про-
мышленности 5 сентября 1962 г.
13
Продолжение табл. 1-8
Продолжение табл. 1-8
Типичные представители горных
пород для каждой категории
Типичные представители горных
пород для каждой категории
III
IV
Нацело каолинизированные продук-
ты выветривания изверженных и ме-
таморфических пород.
Железная руда охристая
Суглинки и супеси с примесью
свыше 20% мелкой (до 3 см) гальки
или щебня. Лёсс плотный. Дресва.
Плывун напорный.
Глины с частыми прослоями (до
5 см) слабосцемеитпрованных песча-
ников и мергелей, плотные, мерге-
листые, загипсованные, песчанистые.
Алевролиты глинистые, слабосцемен-
тированные. Песчаники слабосцемен-
тированные глинистым и известко-
вистым цементом. Мергель. Извест-
няк-ракушечник. Мел плотный. Маг-
незит. Гипс топкокристаллический,
выветрелый.
Каменный уголь слабый. Бурый
уголь.
Сланцы тальковые, разрушенные,
всех разновидностей.
Марганцевая руда. Железная руда
окисленная, рыхлая. Бокситы гли-
нистые
Галечник, состоящий из мелких
галек осадочных пород.
Мерзлые водоносные пески, ил,
торф.
Алевролиты плотные глинистые.
Песчаники глинистые. Мергель плот-
ный. Неплотные: известняки и доло-
миты. Магнезит плотный. Пористые
известняки, туфы. Опоки глинистые.
Гипс кристаллический. Ангидрит.
Калийные соли.
Каменный уголь средней твердости.
Бурый утоль крепкий.
Каолин (первичный).
Сланцы глинистые, песчано-глини-
стые, горючие, углистые, алевроли-
товые. Серпентиниты (змеевики) спль-
новыветрелые и оталькованпые.
Неплотные скарны хлоритового и
амфибол-слюдистого состава.
Апатит кристаллический.
Сильновыветрелые дуниты, перидо-
титы. Кимберлиты, затронутые выве-
триванием.
Мартитовые и им подобные руды
сильновыветрелые. Железная руда
мягкая вязкая. Бокситы
Галечно-щебенистые грунты. Галеч-
VI
ник мерзлый, связанный глинистым
или песчано-глинистым материалом
с ледяными прослойками. Мерзлые:
песок крупнозернистый, дресва, ил
плотный, глины песчанистые.
Песчаники на известковистом и же-
лезистом цементе.
Алевролиты. Аргиллиты. Глины ар-
гиллитоподобные, весьма плотные,
плотные сильнопесчанистые. Конгло-
мерат осадочных пород на песчано-
глинистом или другом пористом це-
менте. Известняки. Мрамор. Доло-
миты мергелистые.
Ангидрит весьма плотный. Опокп
пористые выветрелые.
Каменный утоль твердый. Антра-
цит, фосфориты желваковые.
Сланцы глинисто-слюдяные, слюдя-
ные, тальково-хлоритовые, хлорито-
вые, хлорито-глинистые, серицитовые.
Серпентиниты (змеевики).
Выветрелые альбитофиры, керато-
фиры. Туфы серпентинизпрованные
вулканические.
Дуниты, затронутые выветривани-
ем. Кимберлиты брекчиевпдные.
Мартитовые и им подобные руды,
неплотные
Ангидриты плотные загрязненные
туфогевпым материалом.
Глины плотные мерзлые. Глины
плотные с прослоями доломита п сиде-
ритов. Конгломерат осадочных пород
на известковистом цементе. Песча-
ники полевошпатовые, кварцево-из-
вестковистые. Алевролиты с включе-
нием кварца. Известняки плотные
доломитизированные, скарнирован-
ные. Доломиты плотные. Опоки.
Сланцы глинистые, кварцево-сери-
цитовые, кварцево-слюдяные, квар-
цево-хлоритовые, кварцево-хлорито-
серицитовые, кровельные.
Хлоритизированные и рассланцо-
ванные: альбитофиры, кератофиры,
порфириты, габбро.
Аргиллиты слабоок|юмненные.
Дуниты, не затронутые выветрива-
нием. Перидотиты, затронутые выве-
триванием. Амфиболиты.
Пироксениты крупнокристалличе-
ские.
Тальково-карбонатные породы.
Апатиты.
14
Продолжение табл. 1-8
Продолжение табл. 1-8
Типичные представители горных
пород для каждой категории
Типичные представители горных
пород для каждой категории
Скарны эпццото-кальцптовые.
Колчедан сыпучий. Бурые желез-
няки ноздреватые. Гематито-мартито-
вые руды. Сидериты
VII Аргиллиты окремненные.
Галечник изверженных и метамор-
фических пород (речник). Щебень
мелкий без валунов.
Конгломераты с галькой (до 50%)
изверженных пород на песчано-гли-
нистом цементе. Конгломераты оса-
дочных пород на кремнистом цементе.
Песчаники кварцевые. Доломиты весь-
ма плотные.
Окварцованные полевопшатовые
песчаники, известняки.
Каолин агальматолитовый. Опоки
крепкие плотные.
Фосфоритовая плита.
Сланпы слабоокремиенные амфибол-
магнетитовые, куммингтонитовые, ро-
говообманковые, хлорпто-роговооб-
манковые.
Слаборассланцованные альбитофи-
ры, кератофиры, порфиры, порфири-
ты, диабазовые туфы. Затронутые
выветриванием порфиры, порфириты.
Крупно- и среднезернистые, затро-
нутые выветриванием граниты, сие-
ниты, диориты, габбро и другие извер-
женные породы.
Пироксениты, пироксениты руд-
ные.
Кимберлиты базальтовидные.
Скарны кальцитсодержащие авги-
то-гранатовые. Кварцы пористые (тре-
щиноватые, ноздреватые, охристые).
Бурые железняки ноздреватые по-
ристые. Хромиты.
Сульфидные руды. Мартито-сидери-
товые и гематитовые руды.
Амфибол-магнетитовые руды
VIII Аргиллиты кремнистые.
Конгломераты изверженных пород
на известковистом цементе.
Доломиты окварцованные. Окрем-
ненные известняки и доломиты.
Фосфориты плотные пластовые.
Сланцы окремненные кварцево-хло-
рптовые, кварцево-серицитовые, квар-
цево-хлорито-эпидотовые, слюдяные.
Гнейсы.
Среднезернисгые альбитофиры и ке-
ратофиры. Базальты выветрелые. Ди-
абазы. Порфиры и порфириты. Анде-
зиты.
Диориты, не затронутые выветри-
ванием. Лабрадориты. Перидотиты.
Мелкозернистые, затронутые выве-
триванием граниты, сиениты и габ-
бро. Затронутые выветриванием гра-
нито-гнейсы, пегматиты, кварцево-
турмалиновые породы.
Скарны крупно- и среднезернистые
кристаллические авгитогранатовые,
авгито-эпидотовые. Эпидозиты.
Кварцево-карбонатные и кварцево-
баритовые породы.
Бурые железняки пористые. Гидро-
гематитовые руды плотные. Кварциты
гематитовые, магнетитовые. Колчедан
плотный. Бокситы диаспоровые.
IX Базальты, не затронутые выветри-
ванием.
Конгломераты изверженных пород
на кремнистом цементе.
Известняки карстовые. Кремнистые
песчаники, известняки.
Доломиты кремнистые.
Фосфориты пластовые окремненные.
Сланцы кремнистые. Кварциты маг-
нетитовые и гематитовые тонкополос-
чатые, плотные мартито-магнетитовые.
Роговики амфибол-магнетитовые и се-
рицитизированные.
Альбитофиры и кератофиры. Тра-
хиты. Порфиры, окварцованные. Диа-
базы топкокрисгаллические. Туфы
окремненные, ороговикованные.
Затронутые выветриванием липа-
риты, микрограниты. Крупно- и сред-
незернистые граниты, гранито-гнейсы,
гранодиориты. Сиениты. Габбро-но-
риты. Пегматиты. Березиты.
Скарны мелкокристаллические ав-
гито-эпидото-гранатовые, датолито-
гранато-гедепбергитовые. Скарны
крупнозернистые гранатовые. Оквар-
цованные амфиболит, колчедан. Квар-
цево-турмалиновые породы, не затро-
нутые выветриванием.
Бурые железняки плотные. Кварцы
со значительным количеством кол-
чедана. Бариты плотные.
X Валунно-галечные отложения из-
верженных и метаморфизованных по-
род.
Песчаники кварцевые сливные.
15
Продолжение табл. 1-8
Продолжение табл. 1-9
Типичные представители горных
пород для каждой категории
dp ^2. * .•£
Джеспилиты, затронутые выветрива-
нием, фосфато-кремнистые породы.
Кварциты неравномернозернистые.
Роговики с вкрапленностью сульфи-
дов.
Кварцевые альбитофиры и керато-
фиры. Липариты.
Мелкозернистые граниты, гранито-
гнейсы и гранодиориты. Микрогра-
нпты. Пегматиты плотные, сильпо-
XI
XII
кварцевые.
Скарны мелкозернистые гранато-
вые, датолито-гранатовые.
Магнетитовые и мартитовые руды,
плотные, с прослойками роговиков.
Бурые железняки окремневные.
Кварц жильный.
Порфириты сильноокварцованные и
ороговикованные
Альбитофиры тонкозернистые, оро-
говикованные.
Джеспилиты, не затронутые выветри-
ванием. Сланцы яшмовидные крем-
нистые. Кварциты. Роговики желези-
стые, очень твердые.
Кварц плотный.
Корундовые породы.
Джеспилиты гематито-мартитовые и
гематито-магнетитовые
Совершенно не затронутые выветри-
ванием монолитно-сливные джеспи-
литы, кремни, яшмы, роговики, квар-
циты, эгириновые и корундовые по-
роды
Таблица 1-9
Индексы стратиграфических
подразделений
Наименование
Обозначение
Кайнозойская
группа ...............
Четвертичная
система ..............
Современный отдел.....
Верхний » ............
Средний » ............
Нижний » .............
Морские отложения^ееропей-
ской части СССР
Kz
Q<
Qi
Q
Q
Q
3
2
H аименование
Обозначение
Qk
Q4nk
Q3hv
Q-zhz
Qib
отложения . .
» ....
» ....
» ....
» ....
Прибалти-
Q4nek
Q3an
Q2kg
Q2us
Q2ek
Каспийские отложения нерас-
члененные .................
Новокаспийскпе отложения (с
Cardium edule) .........
Хвалынские отложения . . .
Хазарские » ...............
Бакинские » ...............
Отложения Черноморского бас-
сейна
Новоэксинские
Аланские
Карангатские
Узунларские
Древнеэвкинские
Отложения района
ки
Отложения лпторпнового бас-
сейна .....................
Отложения анцилового бассей-
на ........................
Отложения иольдиевого бас-
сейна .....................
Отложения северного побережья
Отложения трансгрессии Tapes
Отложения трансгрессии Port-
landia ....................
Отложения бореальной транс-
грессии ...................
Генетические типы
Элювиальные образования . .
Делювиальные отложения . .
Пролювиальные » ....
Осыпи и обвалы ............
Аллювиальные отложения . .
Озерные » ....
Болотные » ....
Эоловые » ....
Лёсс.......................
Химические осадки..........
Ледниковые отложения . . .
Флювиогляциальные отложе-
Q*lt
Q3jo
Qitp
Q3pt
Q2br
elQ
dQ
pIQ
clQ
alQ
IQ
hQ
eoQ
IsQ
chQ
glQ
Зандровые отложения . . .
Озерно-ледниковые отложения
Породы вулканического проис-
хояадения ................
Континентальные отложения
нерасчлененные .............
Морские отложения нерасчле-
ненные .....................
Неогеновая система
Верхний отдел (плиопен) . .
Ашиеронский
Акчагыльский
Киммерийский
Понтический
Нижний отдел (миоцен)
ярус
»
»
»
fglQ
sdQ
ig!Q
₽Q
cQ
mQ
N
N
N2ap
N2ak
N,k
N2pri
16
Продолжение табл. 1-9
Продолжение табл. 1-9
Наименование Обозначение Наименование Обозначение
Мэотический ярус .... N.m Геттангский ярус Jth
Сарматский » N.s Триасовая система Т
Тортонский » Nlt Верхний отдел Т3
Гельветский » Njh Рэтский ярус Т3г
Бурдигальский » Палеогеновая Nxb ! 1орийский ярус Карийскпй >> Т3п Т3к
система Pg б редкий отдел . .... т2
Верхний отдел (олигоцен) . . Pg3 Ладинскип ярус Т21
Полтавский ярус Pg3P< Анизийский »
Харьковский » Pg3hr Нижний отдел тг
Сумсарский » Ханабадский » . . Pg3sm Pg3bn Скифский ярус Палеозойская Tts
Средний отдел (эоцен) . Киевский ярус . ... Pgs, Pg2k группа Верхний палеозой (средний и Pz
Бучакскип ярус Исфаринский ярус Pg2b PgH верхний карбон + пермь) Средний палеозой (силур + Pz3
Риштанский ярус . . Туркестанский ярус Pg7! Pgaz + девон + нижний карбон) Нижний палеозой (кембрий + Pz2
Алайский ярус Pg3a 4~ ордовик) Pzt
Сузанский » . . ... I’goSS Пермская система p
Каневский >?. ...... Pg2c Верхний отдел p2
Нижний отдел (палеоцен) . . Pg! Татарский ярус p2t
Саратовский ярус . . PglS Казанский » . P2kz
Сызранский » PgiSZ Нижний отдел . . ... Pi
Бухарский » Pgxbh Кунгурский ярус . . Pibg
Мезозойская группа Mz Артинский »
Меловая система . . Cr Сакмарскпп » Pxs
Верхний отдел ... Датский ярус . Cr, Crjjd Ассельскпй » Каменноугольная Ргаз
Маастрихтский ярус .... Cr,m система C
Кампанскпп » . . Cr2cp Верхний отдел c3
Сантонский » ... Cr2st Гжельский ярус C3g
Коньякский » .... Cr2cn Касимовский ярус ... C3k
Туронский » .... Cr2t Средний отдел c2
Сеноманский » ... Cr2cm Московский ярус C2m
Нижний отдел Crx Башкирский ярус C2b
Альбский ярус Crxal Нижний отдел c,
Аптский » Crtap Намюрский ярус C.n
Барремский ярус Cr.b Визейский » ... C,v
Готеривский ярус . . Cr.b Турнейский » cxt
Валанжинский ярус ... Cr,v Девонская система D
Юрская система . . J Верхний отдел D3
Верхний отдел J3 Фаменский ярус .... D3fm
Верхний волжский ярус . . . JSV2 Франский » D3fr
Нижний » » . . . J3v1 Средний отдел d2
Кнмериджский ярус ... J3km Живетский ярус. D2gv
Оксфордский » . . . . J3ox Эйфельский » . D2e
Келловейский » . Нижнпй отдел
Средний отдел J2 Кобленцский ярус. D,c
Батский ярус Байосский ярус J2bt Жединский » Силурийская Dlgd
Ааленскпй » система S
Нижний отдел Ji Верхний отдел S,
Тоарский ярус Jidtr Лудловский ярус S,ld
Домерский ярус Jxd Нижний отдел Sj
Плиенсбахскнй ярус .... J,P Вснлокский ярус Srw
Лотарпнский ярус Синемюрский » 2 Заказ 1050 .1,1 Ландоверский ярус I1S 642205 SJn 17
Продолжение табл. 1-9
Продолжение табл. 1-9
Наименование
Ордовикская систе-
м а О
Верхний отдел ... О3
Ашгилльский ярус . . О3а
Карадокский ярус О3с
Средний отдел ... . . . Оо
Ландейльский ярус ... 0 21
Нижний отдел .....
Аренигскпй ярус . • О] аг
Тремадокский ярус . . Ojt
Обозначение
Наименование Обозначение
К е мбр пи ская систе-
м а Ст
Верхний отдел Ст3
Средний » Ст2
Нижний » Протерозойская Стг
группа Археозойская Pt
группа А
Глава II
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
ИЗ ГИДРОГЕОЛОГИИ
Гидрогеология изучает вопросы проис-
хождения, состава, движения и распре-
деления подземных вод в горных породах,
слагающих земную кору, а также взаимо-
отношения горных пород с этими водами,
ВОДОПРОНИЦАЕМЫЕ
II ВОДОУПОРНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ,
ВОДОНОСНЫЕ ГОРИЗОНТЫ
Водопроницаемы и обычно также водо-
носны горные породы, хорошо пропуска-
ющие (фильтрующие) воду: крупнозер-
нистые пески, гравий, галечники, щебень,
валуны, сильнотрещиноватые скальные по-
роды ит. и., т. е. породы, в которых имеется
достаточное количество крупных пустот
для проникновения и передвижения воды.
Водоупорными горными породами
являются плотные тяжелые глины, плот-
ные суглинки, а также различные извер-
женные и метаморфические породы, если
они не трещиноваты.
Если изверженные и метаморфические
породы трещиноваты, то они становятся
водопроницаемыми.
Пласты и слои водопроницаемых и водо-
упорных пород обычно чередуются. Формы
и виды залегания отдельных слоев горных
пород и их свит весьма разнообразны
(рис. П-1, П-2, II-3). Нередко различно
наклоненные или изогнутые слои водо-
проницаемых пород выходят на земную
поверхность. Здесь воды рек и атмосферные
осадки, соприкасаясь с ними, просачи-
ваются вглубь, причем наиболее благо-
приятны для этого песчаные, гравийные,
галечниковые слои или слои трещиноватых
горных пород — известняков, сланцев,
песчаников и т. п.
В верхних частях земной коры пре-
обладают подземные воды в песках и дру-
гих рыхлых породах. На значительных
глубинах подземные воды встречаются пре-
имущественно в трещиноватых скальных
породах.
Водоносным горизонтом называется
пласт водопроницаемой породы, заполнен-
ный (насыщенный) водой и способный
отдавать ее (рис. 11-4).
Площади распространения водоносных
горизонтов и водоносных пород обычно
совпадают.
Площади питания совпадают с местами
выхода на дневную поверхность пород,
слагающих водоносный горизонт, а также
с участками, где эти породы не перекрыты
водоупорными толщами значительной
мощности.
Водопроницаемость рыхлых (обломоч-
ных) пород зависит от их гранулометри-
Рис. П-1. Выклинива-
ющиеся пласты глнн среди
песчано-гравийной толщн.
2*
19
Рис. П-2. Мульдообраз-
ное залегание слоев,
переходящее в горизон-
тальное.
Рис. П-3. Моноклиналь-
ное залегание пластов.
ческого состава и, в частности, от содержа-
ния мелких пылеватых и глинистых частиц.
Для определения содержания в водоносной
породе частиц различного размера необ-
ходим анализ ее гранулометрического со-
става (см. главу I). В соответствии с полу-
ченными данными подбирают размер частиц
Рнс. П-4. Схема строения водоносного
пласта.
1 — верхний водоупорный пласт; 2 — нижний
водоупорный пласт; 3 — водоносный пласт; 4 —
кровля водоносного пласта; s — подошва водо-
носного пласта: h — мощность водоносного
пласта.
песчано-гравийной засыпки, определяют
шаг намотки проволоки, выбирают номер
сетки для фильтра и т. д.
виды подземных вод
По условиям залегания н питания водо-
носных горизонтов различают следующие
подземные воды: верховодки, грунтовые
воды со свободной поверхностью, безнапор-
ные межпластовые, артезианские (напор-
ные).
Кроме того, по условиям движения
в водоносных слоях различают подземные
воды, циркулирующие в рыхлых (песча-
ных, гравийных и галечниковых) слоях
и в трещиноватых скальных породах.
Рис. П-5. Условия образования верхо-
водки.
1 — уровень верховодки; 2 — основной водонос-
ный горизонт; 3 — водоупорная порода; 4 — во-
допроницаемая порода.
Водоносные горизонты всегда залегают
на водоупорных или весьма слабопрони-
цаемых для воды горных породах.
Подошвой водоносного горизонта на-
зываются горные породы, подстилающие
водоносный горизонт, н, в частности, их
верхняя поверхность. Обычно она бывает
водоупорной.
Верховодкой называют подземные воды,
которые находятся на незначительной глу-
бине (2—3 л) над водоупорными прослоями
имеющими небольшое распространение на
площади (рис. П-5). В местах, где водо-
упорные прослои кончаются, верховодка
20
также исчезает, стекая в нижележащий,
более мощный водоносный горизонт. За-
пасы верховодки незначительны и непо-
стоянны и зависят от количества выпада-
ющих осадков. В засушливые периоды
п зимой верховодка обычно исчезает. Для
водоснабжения верховодку не используют,
она легко загрязняется с поверхности
земли. Поэтому прн бурении скважин для
водоснабжения верховодку необходимо
тщательно изолировать обсадными тру-
бами, чтобы избежать загрязнения рас-
положенного ниже водоносного гори-
зонта.
Рис. П-6. Грунтовые воды со сво-
бодной поверхностью.
1 — водопроницаемые породы; 2 — водо-
упорные породы; 3 — скважина.
Горизонты грунтовых вод со свободной
поверхностью залегают на ближайшем от
поверхности земли водоупорном слое. Со-
держащие их водоносные слои сложены
рыхлыми зернистыми или скальными тре-
щиноватыми породами (рис. П-6). Подзем-
ные воды этого типа могут питаться за счет
инфильтрации (просачивания) в глубину
по всей площади распространения водо-
носного горизонта. Они могут легко загряз-
няться стоком из выгребных ям, животно-
водческих ферм и т. п. Поэтому при исполь-
зовании таких грунтовых вод для во-
доснабжения необходимо обеспечить
надежную санитарную проверку и охрану
участка водозабора.
Уровень грунтовых вод устанавливается
в скважине на той же глубине, на которой
они были вскрыты. Если среди водонос-
ного слоя имеются водоупорные прослои
в виде линз, то после проходки их в сква-
жине может наблюдаться местный, обычно
небольшой напор (рис. П-7).
Подземные воды, циркулирующие в водо-
носных породах и расположенные между
4
□
Рис. II-7. Местный папор грунтовых вод.
1 — водоупорный прослой (линза); 2 — уровень
грунтовой воды; 3 — высота подъема грунтовой
воды при бурении; 4 — скважина.
двумя водоупорными слоями, бывают
безнапорными или же обладают определен-
ным напором. В последнем случае они
называются артезианскими.
Грунтовые безнапорные межпластовые
воды соединяются с поверхностью земли
водопроницаемыми слоями лишь на отдель-
ных участках своего распространения; на
всей остальной площади они хорошо за-
щищены от загрязнения с поверхности
верхним водоупорным слоем (рис. П-8).
Рис. П-8. Условия залегания меж-
пластового безнапорного водонос-
ного горизонта. |
I — горизонт грунтовой воды; г — верхний
водоупорный пласт; з — межпластовый
водоносный горизонт; 4 — нижний водо-
упорный пласт; 5 — области питания.
21
Рис. II-9. Условия залегания
артезианских водоносных го-
ризонтов.
а — область питания; б — область
напора; в — область разгрузки;
1 — высота напора; 2 — водоупор-
ные пласты; 3 — водоносный пласт,
сложенный песками; 4 —- водонос-
ный пласт, сложенный скальными
породами; 5 — фонтанирующая
скважина.
При вскрытии вод уровень их в скважинах
устанавливается либо очень незначительно
выше водоупорной кровли водоносного
слоя, либо на границе верхнего водоупора
и водоносного слоя.
Артезианские водоносные горизонты
также залегают между двумя водоупор-
ными слоями и надежно защищены от
поверхностного загрязнения. В отличие
от грунтовых вод они (рис. П-9) часто
имеют отдаленную область питания — за
несколько километров и даже за десятки
н сотни километров. При вскрытии сква-
жиной уровень артезианской воды всегда
устанавливается значительно выше водо-
упорной кровли водоносного горизонта,
а иногда артезианская вода сама изли-
вается из скважины (фонтанирует). На тех
участках, где артезианские воды получают
питание, они приобретают характер пли
грунтовых со свободной поверхностью,
или межпластовых грунтовых вод.
Подземные воды всех перечисленных
видов могут циркулировать в пустотах
рыхлых зернистых или в трещинах скаль-
ных пород. В последнем случае подземные
воды, относящиеся к любому из перечис-
ленных видов, получают дополнительное
название трещинных.
Движение подземных вод
Движение воды в водоносном горизонте,
или так называемая фильтрация, проис-
ходит по порам п мелким трещинам горных
пород. Отдельные струи движутся равно-
мерно, без разрыва сплошного потока,
с небольшими скоростями параллельно
одна другой.
Такое движение подземной воды пре-
обладает в природных условиях и назы-
вается ламинарным.
Закон ламинарного движения форму-
лируется следующим образом. Расход (или
количество) воды, фильтрующейся через
определенную площадь (поперечное сече-
ние) горной породы, пропорционален этой
площади, напору и обратно пропорциона-
лен длине пути фильтрации па данном
участке потока. Он зависит от некоторой
постоянной величины — коэффициента
фильтрации, свойственной данной породе.
Для определения расхода Q подземных
вод нрименяется следующая формула:
(П-1)
где Q — расход воды в м9/су тки', F —
площадь поперечного сечения потока
(водоносного пласта) в л2; к — коэффи-
циент фильтрации при напорном градиенте,
Рнс. 11-10. Уклон потока подземной
воды.
Hi и Нг—мощности водонапорного пласта
в сечениях 1 и 2; I — расстояние между
сечениями.
равном единице, в м! сутки', i — напорный
градиент, или падение напора на единицу
пути фильтрации, определяемый по фор-
муле
где Н1 и Н2 — пьезометрические напоры
в двух сечениях потока в м; I — расстояние
между этими сечениями по пути фильтра-
ции в м (рис. II-10).
Коэффициент фильтрации к в полевых
условиях определяется при помощи отка-
чек, а в лаборатории путем исследования
горных пород в специальных приборах,
22
а также по результатам анализа грануло-
метрического состава водоносной по-
роды.
Отклонения от закона ламинарного дви-
жения происходят при действительной ско-
рости движения подземной воды свыше
1000 м! сутки, что наблюдается лишь в кар-
стовых районах и в породах, имеющих
большие трещины. Движение подземной
воды переходит в вихреобразное или тур-
булентное, при котором струн воды уже
не двигаются параллельно, и расход воды
выражается уравнением
Q = kF Vi. (П-3)
Таким образом, при вихреобразном дви-
жении воды скорость ее пропорциональна
уклону не в первой степени, а в сте-
пени J/2.
Поскольку вихреобразным движение
воды будет только при скорости свыше
1000 м/сутки, что в природных условиях
наблюдается довольно редко, для расчетов
применяют формулу (II-1), выражающую
линейный закон фильтрации.
Оценка качества воды
для целей водоснабжения
Требования к химическому
и бактериальному составу воды
Согласно ГОСТ 27С1-57, источник (под-
земные воды) может быть использован для
хозяйственно-питьевого водоснабжения,
если качество воды соответствует следу-
ющим требованиям.
Содержание сухого остатка, не бо-
лее, .иг/л .................. 1000
Содержание сульфатов, не более,
.мг/л......................... 500
Содержание хлоридов не более,
мг/л.......................... 350
Общая жесткость не более, мг-эке/л 7
Среднее количество кишечных па-
лочек в 1 л воды, пе более:
для источников, намечаемых
к использованию только с
хлорированием воды . . 1000
для источников, намечаемых к
использованию с полной
очисткой и с хлорированием
воды ....................... 10 000
запах и привкус при темпера-
туре 20р С не более, баллы 3
Суммарное содержание железа в воде
подземных источников не должно превы-
шать 1 мг/л.
Согласно ГОСТ 2874-54, качество воды,
подаваемой • потребителям, должно по-
стоянно удовлетворять следующим требо-
ваниям.
Запах и привкус при температуре
209 С пе более, баллы .... 2
Цветность по шкале не более, град 20
Прозрачность по шрифту не мепее,
см ......................... 30
Общая жесткость не более, мг-акв/л 7
Содержание не более, мг/л
» свинца ............... 0,1
» мышьяка ............ 0,05
» фтора................. 1,5
» меди ................. 3,0
» цинка ................ 5,0
Общее число бактерий в 1 мл пе
более........................ 100
Количество кишечных палочек в
1 л воды не более........... 3
Титр кишечной палочки не менее 300
Кроме того, качество воды водопроводов,
имеющих устройство для ее обработки,
должно соответствовать следующим тре-
бованиям.
Мутность по мутномеру при ос-
ветлении воды не более, мг/л 2,0
Содержание железа суммарное
при обезжелезивании воды,
мг/л........................ 0,3
Активная реакция (pH) при ос-
ветлении или умягчении воды 6,5—9,5
Для всесторонней характеристики хи-
мического состава воды ее подвергают
сокращенным н полным анализам, пере-
чень необходимых определений для кото-
рых предусмотрен «Инструкцией по
применению классификации эксплуата-
ционных запасов подземных вод», утвер-
жденной Государственной комиссией по
запасам полезных ископаемых при Совете
Министров СССР в 1961 г.
Из физических свойств всегда опреде-
ляют температуру и, при необходимости,
прозрачность, цвет, запах, вкус, удельный
вес, количество взвешенных частиц.
Для получения общей характеристики
химического состава подземных вод де-
лается сокращенный химический анализ
с определением содержания СГ, SOJ,
НСО3, Са", Mg", pH, С02 (своб.), Fe“,
Fe"’, NO2, NO', NHj, сухого остатка,
а также жесткости. Этот анализ произ-
водится всегда независимо от целевого
назначения подземных вод.
Для более детальной характеристики
химического состава вод необходим полный
анализ с определением содержания, кроме
23
перечисленных, следующих компонентов:
СО'з, Na’, К’, АГ", HBOS, H2SiOs, СО2
(агресс.), H2S, а также окисляемости.
Результаты анализов должны быть выра-
жены в ионной, миллиграмм-эквивалент-
ной и процент-эквпвалентноп формах.
В дополнение к сокращенным и полным
химическим i нализам в зависимости от
целевого назначения подземных вод про-
водят специальные химические анализы.
Для питьевых вод должно быть определено
содержание мышьяка, свинца, меди, цинка,
фтора, ртути, никеля, кобальта, кадмия,
хрома (трех- и шестивалентного), бария,
радиоактивных элементов и фенолов, обра-
зующих хлорфенол.
При анализе промышленных вод необ-
ходимо определять содержание компонен-
тов, намечаемых к извлечению, и компо-
нентов, осложняющих технологию извле-
чения. Например, для йодо-бромных вод
наряду с содержанием йода и брома должны
быть определены нафтеновые кислоты,
нефть, щелочность и галоидопоглощаемость
воды.
В минеральных водах определяют редко
встречающиеся элементы и газы, имеющие
лечебное значение.
Вследствие очень большого разнообразпя
качества подземных вод на территории
СССР и отсутствия в некоторых местах
вод, соответствующих общесоюзным кон-
дициям, для них разработаны свои местные
нормы (табл. П-1 и П-2).
Наибольшее количество солей, входящих
в состав сухого минерального остатка
воды, состоит из хлоридов, карбонатов
и сульфатов. Присутствие хлоридов (пова-
ренной соли) в воде ощущается на вкус
при содержании их около 0,15 г/л, содер-
жание хлористого и сернокислого магния
(горькой соли) заметно при 0,13—0,25 г/л,
хлористого железа 0,00035 г/л (0,35 мг-л).
По содержанию в воде железа оценивают
ее качество. При содержании железа
в большом количестве, особенно в присут-
ствии марганца, оно в виде окиси железа
(ржавчины) выпадает из раствора на стекле,
на стенках котла, на внутренней поверх-
ности водопроводных труб, вызывая в по-
следующем разрушение (коррозию) ме-
талла. При постоянном употреблении для
питья сырой воды, содержащей большое
количество растворенного железа, разру-
шается эмаль зубов. Так же действует на
эмаль зубов вода, содержащая фтор в ко-
Таблица II-1
Нормы оценки питьевой воды для пустынных районов Средней Азии и Казахстана
(утверждены Министерством сельского хозяйства СССР в 1959 г.)
Характеристика воды Сухой остаток, Ж2 Предельное содержание, жг/л Жесткость, мг-экв
Na Са Mg Cl S04
Хорошая 1500 400 150 75 600 600 40,7
Удовлетворительная .... 2000 500 250 125 700 800 16,0
Допустимая 2500 700 300 125 800 900 21,4
Предел для питьевых вод 3000 800 350 150 900 1000 28,5
Таблица II-2
Нормы оценки воды для водопоя овец в пустынных районах
Средней Азии и Казахстана
(утверждены Министерством сельского хозяйства СССР в 1959 г.)
Группа Характеристика воды Сухой остаток, мг Предельное содержание, мг/л Жест- кость, мг-эке
Na Са Mg Cl so.
1 Хорошая 3 000 800 350 150 900 1000 28,5
2 Удовлетворительная 5 000 1500 700 350 2000 2500 53,5
3 Допустимая 7 000 2000 800 500 3000 3000 71,33
4 Допустимая по нужде в весенне- летний сезоп 10 000 2500 900 600 4000 4000 89,2
5 Допустимая по нужде в осенне- зимний сезон 15 000 4000 1000 700 6000 6000 89,2
24
личестве, превышающем допустимую
норму.
Агрессивными по отношению к метал-
лическим водопроводным трубам являются
воды с pH < 6.
Жесткость воды зависит от содержания
в ней солей кальция и магния. Чем больше
жесткость воды, тем хуже она образует
мыльную пену (взмыливание) и тем больше
выпадает из нее накипи. Жесткость выра-
жается в мг-акв Са" н Mg", содержащихся
в 1 л воды; 1 мг-акв жесткости соответ-
ствует содержанию 20,04 мг/л Са” или
12,16 мг!л Mg".
Принято считать воду очень мягкой
при жесткости 1,43 мг-акв, мягкой —
1,43—2,86 мг-акв, умеренно жесткой —
2,86—5,35 лгг-акв, жесткой — 5,35—
8,92 мг-акв, очень жесткой — при 8,92 мг-
акв.
До введения ГОСТ 2874-54 жесткость
выражали в немецких градусах: 1° соот-
ветствует 0,357 мг-акв или 1 мг-акв же-
сткости равен 2,8°.
Растворимые и взвешенные вешества
бытовых и хозяйственных отбросов, а также
отбросов и отходов различных произ-
водств содержат большое количество бо-
лезнетворных бактерий и мочевину, в со-
став которой входит аммиак, а также
продукты разлагающихся тканей живот-
ных и растений, содержащие азотистую
кислоту. Все эти вещества н бактерии
могут просачиваться через толщи проница-
емых горных пород н загрязнять подзем-
ные воды.
Следы болезнетворных веществ, обнару-
женные в результате химического анализа
воды, присутствие аммиака, азотной, азо-
тистой кислот, сероводорода и иногда
ненормально большое содержание хлора
в подземных водах служат косвенными
показателями органического загрязнения.
Следует различать присутствие хлора и се-
роводорода минерального происхождения,
которые могут н не быть показателями
загрязнения. В частности, легко улетучи-
вающийся из воды глубокого водоносного
горизонта запах сероводорода может быть
результатом наличия средн горных пород
серного колчедана (пирита FeS3) или не-
достатка в подземной воде растворенного
кислорода.
Азотнокислые соли и азотная кислота
образуются в результате полного распада
и обезжиривания органического вещества.
Поэтому некоторое количество азотной
кислоты (без азотистой) допустимо. Пить-
евая вода совершенно не должна содержать
аммиака. Повышенная (4 4- 8 мг/л О2)
окисляемость указывает на возможное за-
грязнение. Степень органического загряз-
нения определяют на основании бакте-
риологического анализа. Пробу воды
для такого анализа должен отбирать
представитель санитарно-эпидемиологи-
ческой станции в стерильную посуду не-
посредственно из скважины, а анализ
следует проводить в бактериологической
лаборатории этой же станции.
Показателем загрязнения принята бак-
терия «кишечная палочка», носящая на-
звание «бактерия-коли». Количество ки-
шечных палочек в 1 л воды, пригодной для
питья, не должно быть более 3, а титр
кишечной палочки, т. е. число кубических
сантиметров воды, в котором она обнару-
жена, должен быть не менее 300. Общее
количество колоний неболезнетворных
бактерий не должно быть более 100 в 1 слг3
(1 мл) воды.
Чаще всего подземные воды, особенно
находящиеся на большой глубине, доста-
точно хорошо защищены от загрязнения
с поверхности земли мощной толщей водо-
упорных горных пород. Если результаты
бактериологического анализа воды нз сква-
жины, вскрывшей такие воды, указывает
на устойчивое загрязнение воды, иногда
не исчезающее в течение длительного вре-
мени, причину загрязнения следует обычно
искать в проникновении сточных вод из
шурфа по затрубному пространству, в об-
садных трубах, насосном оборудовании,
лотках и т. п. Иногда загрязнения зано-
сятся в скважину при роторном бурении
вместе с глинистым раствором, особенно
при потере циркуляции. Такого рода за-
грязнения всегда могут быть устранены
продолжительной откачкой, хлорирова-
нием и пр.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАЧВОДЫ
На месте производства работ качество
воды можно оценить приблизительно по
внешним физическим признакам. К числу
их относятся прозрачность, цвет, запах,
вкус, осадок, взвешенные вещества и тем-
пература. Определение этих показателей
очень простое и необходимо для первого
контрольного суждения о качестве
воды.
Большинство подземных вод прозрачно,
бесцветно, без запаха, без специфических
привкусов и без осадка или мути. Темпе-
ратура подземных вод изменяется от
+0,2 -5- +2° С (подмерзлотные воды), до
+6° +10° С, иногда в южных областях
поднимаясь до 12 4- 15° С, и всегда по-
стоянна для данного глубоко залегающего
водоносного горизонта. Температура грун-
товых вод, особенно верховодки, несколько
изменяется в зависимости от изменений
температуры воздуха по временам года
и иногда в зависимости от изменений суточ-
ной температуры. Значительное изменение
25
температуры подземных вод, находящихся
глубоко от дневной поверхности, может
указывать на близкое расположение об-
ласти питания. В таких случаях резко
изменяется и положение уровня воды
в скважине в зависимости от количества
выпадающих осадков или от изменений
уровня воды в реке или водоеме (например,
при паводках или при поступлении воды
из водохранилища), а при самоизливе
из скважин наблюдаются такие же замет-
ные изменения дебита. Запах может ука-
зывать на присутствие в воде следов серо-
водорода. По вкусу можно отличать соле-
ные и горькосоленые воды (причем пробо-
вать надо подогретую воду), а также воды,
содержащие железистые соединения. Оса-
док и, главным образом, мутность или цвет
воды зависят от присутствия мельчайших
взвешенных минеральных или органиче-
ских частиц. Муть иногда появляется
в первоначально прозрачной воде в резуль-
тате выпадения окиси железа (растворимая
закись железа при солнечном освещении
переходит в нерастворимую окись железа —
ржавчину). При этом на дне и стенках
сосуда после отстаивания выпадает осадок
от бледно-желтого до краспо-бурого цвета.
Глава III
ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ
УЧАСТКОВ РАСПОЛОЖЕНИЯ СКВАЖИН НА ВОДУ
Для предохранения участка водозабор-
ного сооружения (скважины на воду) от
возможных загрязнений вокруг него
должны быть созданы охранные зоны.
Ниже приведены основные положения из
«Инструкции по установлению зон сани-
тарной охраны хозяйственно-питьевых
водопроводов с подземными источниками
водоснабжения», утвержденной Главной
государственной санитарной инспекцией
СССР 7 июля 1956 г.
Зона санитарной охраны представляет
собой специально выделенную территорию,
в пределах которой создается особый ре-
жим, исключающий возможность загряз-
нения, а также ухудшения качества воды
источника и воды, подаваемой водопровод-
ными сооружениями. Санитарный режим
в зоне санитарной охраны устанавливается
в зависимости от местных санитарных и ги-
дрогеологических условий.
Зона санитарной охраны подземного
источника водоснабжения делится на два
пояса, в каждом из которых устанавли-
вается особый режпм.
Для определения границ зоны санитар-
ной охраны подземных источников водо-
снабжения и необходимых санитарных
мероприятий в ее пределах должны быть
проведены санитарные гидрогеологиче-
ские и лабораторные исследования
с целью:
а) оценки санитарных условий в районе
водозабора;
б) выявления загрязнений на поверх-
ности земли и на глубине;
в) изучения гидрогеологических усло-
вий района (направления и скорости дви-
жения потока грунтовых вод, условий
питания скважины и величины радиуса
депрессионной воронки, рельефа ме-
стности и поверхностного стока, районов
питания);
г) определения размеров и характера
искусственных вскрытпй земных недр (су-
ществующие и действующие, заброшенные
и неправильно эксплуатируемые скважины,
шахты, карьеры и прочие горные выра-
ботки), степени влияния их на подземные
воды и мер по предотвращению возможного
вредного воздействия.
При разработке санитарных меропри-
ятий в зоне санитарной охраны подземного
источника водоснабжения необходимо учи-
тывать его большую подверженность воз-
можным загрязнениям, когда он непосред-
ственно перекрыт крупнозернистыми
породами (песками, гравием и нр.) или
представлен трещиноватыми породами,
выходящими на дневную поверхность. Не-
обходимо выяснить, не имеется ли карсто-
вых явлений.
Первый пояс (зона строгого ре-
жима) — территория, на которой рас-
положены место забора воды н все голов-
ные водопроводные сооружения (скважины
н каптажи, а также связанные с ними
насосные станцпн и сооружения для обра-
ботки воды, резервуары и основные тран-
зитные водоводы в пределах расположения
водозаборных сооружений).
Границы первого пояса создаются
с целью устранения случайного или умыш-
ленного загрязнения источника водозабор-
ных сооружений или нарушения их нор-
мальной работы и обеспечения хорошего
качества воды, подаваемой потребителю.
Прн определении границ первого пояса
необходимо принимать во внимание рельеф
местности и учитывать направление дви-
жения грунтовых вод. Если на участке
существующих источников водоснабжения
предусматривается бурение новых сква-
жин, то необходимую для них территорию
заранее следует включать в первый пояс
зоны санитарной охраны.
Для артезианских, а также других на-
дежно защищенных с поверхности под-
земных вод территория первого пояса
зоны санитарной охраны устанавливается
размером около 0,25 га с радиусом не
менее 30 м вокруг скважины.
27
При использовании грунтовых вод ра-
диус первого пояса зоны следует при-
нимать не менее 50 м вокруг скважины,
а площадь зоны охраны равной примерно
1 га.
Территория первого пояса должна быть
ограждена забором, защищена полосой
зеленых насаждений и обеспечена охраной.
Планировку ее необходимо проводить так,
.чтобы поверхностный сток отводился за
пределы этой территории в водоотводные
канавы. Если скважина расположена на
склоне или в низине, то необходимо устра-
ивать нагорные канавы. Территория вокруг
скважины, подземного резервуара, а также
проезды должны быть замощены или за-
асфальтированы.
На территории первого пояса запре-
щается строительство и размещение зда-
ний, сооружений и устройств, не имеющих
отношения к эксплуатации водозабора.
Запрещается также располагать скважины,
насосные станции и резервуары в жилых,
производственных и других помещениях,
не имеющих отношения к водопроводным
сооружениям.
Если жилые, производственные и иные
здания находятся в непосредственной бли-
зости к границе первого пояса, то необхо-
димо благоустроить их территорию, исклю-
чить возможность ее загрязнения и пол-
ностью изолировать ее от территории пер-
вого пояса зоны. Здания на территории
первого пояса зоны должны быть при-
соединены к канализации. Если канализа-
ции нет, то находящиеся здесь уборные
необходимо оборудовать водонепроница-
емыми приемниками с таким расчетом,
чтобы при вывозе нечистот не загрязнялась
территория первого пояса.
В границах первого пояса зоны санитар-
ной охраны запрещается:
а) проживание людей, в том числе и лиц,
работающих на водопроводе;
б) содержание скота;
в) доступ посторонних;
г) сажать и выращивать зеленые наса-
ждения с применением органических удоб-
рений и ядохимикатов;
д) проводить строительные работы.
П римечание. Строительные ра-
боты, связанные с нуждами водопровода,
можно проводить только с согласия орга-
нов Госсаннадзора.
Второй пояс (зона ограничений)
представляет собой территорию, которая
в зависимости от санитарных и гидрогеоло-
гических условий может использоваться
в целях предохранения эксплуатируемого
водоносного горизонта от загрязнения.
Второй пояс санитарной охраны уста-
навливается в отношенпи всех скважин
независпмо от характера перекрытия водо-
носного горизонта. Прн определенип гра-
ниц' этого пояса необходимо руководство-
ваться санитарными условиями, в которых
находятся скважина п водоносный гори-
зонт в данной точке, и гидрогеологиче-
скими — мощностью и составом перекры-
вающих пород, направлением потока под-
земных вод, депрессией, создаваемой при
эксплуатации скважин, а также измене-
ниями качества воды.
Если связь водоносного горизонта с от-
крытыми водоемами (река, озеро и т. п.)
установлена, то часть этого водоема также
должна быть включена во второй пояс
зоны санитарной охраны.
В границах второго пояса зоны санитар-
ной охраны подземных источников водо-
снабжения необходимо:
а) выявлять, ликвидировать цементи-
рованием или восстанавливать все старые
недействующие, дефектные и неправильно
эксплуатируемые скважины и приводить
в порядок действующие, опасные в отно-
шении загрязнения водоносного горизонта;
цементирование ликвидируемых скважип
обязательно должно производиться с вос-
становлением первоначальной защищен-
ности горизонта по утвержденному проекту
и под надзором санитарного врача и гидро-
геолога;
б) запретить сохранение скважин, под-
лежащих ликвидации, в качестве резерва
источника водоснабжения для технических
н противопожарных целей;
в) выявлять и ликвидировать имеющиеся
поглощающие скважины и устройства;
г) регламентировать бурение новых сква-
жин;
д) запретить разработку недр (карьера)
с нарушением водоупорных слоев над водо-
носным горизонтом;
е) всевозможные строительные работы
осуществлять только по согласованию с ор-
ганами Государственного санитарного
надзора;
ж) обязательно благоустраивать насе-
ленные пункты, находящиеся на террито-
рии второго пояса зоны (водоснабжение,
канализация, устройство водонепроница-
емых выгребов со своевременным вывозом
их содержимого, упорядочение и организа-
ция отвода загрязненных поверхностных
стоков, устройство водонепроницаемых по-
лов в скотных дворах, конюшнях и др.),
с таким расчетом, чтобы поверхностные
и более глубокие слоп горных пород были
защищены от загрязнения;
з) запретить загрязнение водоемов
и территорий, находящихся во втором
поясе зоны, спуском неочищенных сточных
вод, выбрасыванием всевозможных нечи-
стот, мусора, промышленных отходов и т. п.
Если хозяйственно-бытовые и производ-
ственные сточные воды спускаются в от-
крытые водоемы на тех участках, которые
28
включены во второй пояс зоны санитарной
охраны, очистка сточных вод должна про-
изводиться с учетом повышенных санитар-
ных требований и при обязательном согла-
совании с органами санитарного надзора;
и) регламентирование промышленного
и гражданского строительства вплоть до его
запрещения.
Необходимые мероприятия в границах
зоны санитарной охраны первого и второго
поясов не исчерпываются приведенным
перечнем.
При разработке проекта зоны санитар-
ной охраны определенного источника водо-
снабжения должны быть рекомендованы
конкретные мероприятия, вытекающие из
санитарного и гидрогеологического обсле-
дований с учетом степени защищенности
водоносного горизонта.
Перечисленные требования являются
общими, и соблюдение ихюбязательно для
участков водозабора на всех объектах.
Проект зон санитарной’охраны участка
водозабора должна составлять та органи-
зация, которая занимается изысканием
подземных вод и разработкой проекта
водозаборных сооружений. Составлению
проекта зон санитарной охраны должны
предшествовать изыскания, подразделя-
ющиеся на санитарные и гидрогеологиче-
ские. В связи с этим подразделением сани-
тарные изыскания следует проводить при
непосредственном участии инженера —
специалиста по водоснабжению и санитар-
ного врача, а гидрогеологические исследо-
вания должен возглавлять инженер-геолог.
Изыскания должны включать изучение
общих условий местности, обследование
ее состояния с составлением санитарного
описания н гидрогеологических условий
местности, а также специального гидро-
геологического очерка. В состав изысканий
должны войти полевые обследования н ла-
бораторные исследования.
Санитарное описание. В результате из-
учения общих условий местности и обсле-
дования ее санитарного состояния сани-
тарный врач или пнженер-водоснабженец
должен составить общее описание террито-
рии в пределах области питания источника
проектируемого водозабора, включающее
следующее.
1. Наименование и местоположение на-
селенных мест, количество населения, за-
нимаемую площадь, характер застройки
(расположение, занимаемая площадь,
технология производства, наличие сто-
ков), гидрографическую характеристику
затопляемости при паводках, положение
зеркала грунтовых вод.
2. Характеристику используемых источ-
ников водоснабжения, характеристику от-
дельных водозаборов и водопроводов (их
ведомственную принадлежность, соедине-
ние питьевых и технических водопроводов,
суточный расход, степень обеспеченности
населения водопроводной водой), деталь-
ное описание каждого из намечаемых
и существующих водозаборных сооруже-
ний н обстановки вокруг них с указанием
очагов возможного загрязнения, с учетом
рельефа местности и других факторов
и показанием их на плане.
Для сооружений должны быть указаны
оборудование и состояние устьев скважин,
положение башмаков обсадных труб, обо-
рудование и состояние насосной станции,
конструкция и состояние подземных резер-
вуаров, грязевых и переливных выпусков,
водонапорных башен и пр.; недостатки
оборудования и конструкций; влияние их
на качество воды и предложения по их
устранению; ближайшие жнлые, вспомо-
гательные и производственные здания и со-
оружения, состав и состоянне грунтов
оснований и возможность их влияния на
водопроводные сооружения и качество
воды; возможные очагп и источники за-
грязнения территории, направление по-
верхностного стока и потока грунтовых вод,
возможность загрязнения последних, пред-
ложения по устранению вредного влияния.
3. Сведения о заболеваемости от водных
инфекций за последние годы на 10 000 че-
ловек населения, в частности о групповых
заболеваниях.
4. Источники загрязнения водоносных
горизонтов (поглощающие скважины и ко-
лодцы, неправильно эксплуатируемые
и дефектные скважины, карьеры и т. п.)
и их расположение по отношению к суще-
ствующим и проектируемым источникам
водоснабжения.
5. Описание способов удаления твердых
и жидких отбросов, количество зданий
с канализацией и без нее; количество насе-
ления (в процентах), живущего в зданиях
с канализацией, канализация обществен-
ных зданий (больниц, школ, детских учре-
ждений, столовых и т. д.); должны быть
также указаны расход хозяйственно-быто-
вых сточных вод, место сброса в водоем
пли водоток, вид, расположение и сани-
тарно-техническое состояние очистных
сооружений, эффективность их работы,
количество производственных сточных
вод от каждого предприятия, их состав,
система очистки, расположение и сани-
тарно-техническое состояние н эффектив-
ность работы очистных сооружений;
должны быть описаны способы удаления
нечистот и отбросов в зданиях без канали-
зации, а также состояние уборных, вы-
гребных и помойных ям, вид и состояние
ассенизационного транспорта н пр., си-
стема удаления и обезвреживания не-
чистот и отбросов (свалки, поля ассениза-
ции, компостные кучи, биотермические
29
камеры, их расположение по отношению
к источникам водоснабжения н водонапор-
ным сооружениям), количество накоплений
и процент удаляемого сухого мусора;
скотные и конные дворы, количество скота,
состояние навозохранилищ, жижеприем-
ников, направление стоков; твердые про-
мышленные отходы, их характер, места со-
держания и способы обезвреживания, влия-
ние их на источники водоснабжения, рас-
положение кладбшп и скотомогильников-
Гидрогеологический очерк. Если при
изысканиях подземных вод для сооруже-
ния водозабора проводились комплексные
полевые геолого-гидрогеологические ис-
следования, то специальные дополнитель-
ные полевые работы в целях сбора мате-
риалов для гидрогеологического очерка
к проекту зон санитарной охраны могут
не выполняться, так как все необходимые
сведения могут быть получены в результате
использования и соответствующей обра-
ботки материалов проведенных изыскании.
Но если, например, целью основных изы-
сканий было изучение только глубоко
залегающих водоносных горизонтов или
если комплексная геолого-гидрогеологи-
ческая съемка по каким-либо причинам
в районе не проводилась, то необходимо
выполнить специальные гидрогеологи-
ческие исследования и дополнительное из-
учение района. На основании этого инже-
нер-гидрогеолог сможет составить очерк,
в котором были бы кратко освещены:
а) географическое положение и рельеф
района (высшие и низшие точки), а также
размещение скважин применительно
к рельефу);
б) геологическое строение (сверху вниз
с указанием мощности и абсолютных отме-
ток кровли отдельных слоев, площадей
их распространения, прерывистости залега-
ния н др.), гранулометрический состав,
трещиноватость п фильтрационные свой-
ства водоносных и перекрывающих их
пород, связь с поверхностными водами,
нарушения водоупорных пород кровли;
в) водоносные горизонты, пх статиче-
ские уровни (напоры), удельные дебпты
скважпн, качество воды, глубина, напра-
вление, скорость и расход потока грунто-
вых вод, области питания и область рас-
пространения, данные о возможности не-
посредственного влияния области питания
наТкачество воды;
г) описание конструкций действующих,
недействующих и проектируемых скважин,
анализ санитарно-гидрогеологических ус-
ловий существующих и проектируемых
скважпн и предложения по улучшению их
конструкций с учетом влияния загрязнений
с поверхности болот, торфяников и up.;
д) естественные условия залегания арте-
зианских горизонтов и изменения их ре-
жима, создавшиеся в результате сооружения
скважин, влияние длительного отбора воды
из близ расположенных скважин на поло-
жение уровня воды и ее состав и свойства;
е) влияние всех местных возможных оча-
гов загрязнения: карьеров, карстовых про-
валов, буровых скважин (заброшенных,
неправильно эксплуатируемых, дефект-
ных), грунтовых н поглощающих колодцев
и предложения по устранению их вредного’’
влияния;
ж) предложения по установлению границ
зон санитарной охраны по гидрогеологи-
ческим признакам.
Приложения. 1. Геолого-гидро-
геол огическне разрезы по характерным
направлениям в пределах области питания.
2. Сводная текстовая таблица скважин,
находящихся на всей обследованной тер-
ритории.
Содержание проекта зоны санитарной
охраны подземного источника
водоснабжения, подлежащего
согласованию с органами Государственного
санитарного надзора
А. Текстовая часть
1. Пояснительная записка, содержащая:
а) санитарные описания с приложением
таблиц анализов;
б) гидрогеологический очерк;
в) обоснование размеров поясов зоны
и мероприятий в них.
2. Проекты решений исполкомов ме-
стного и областного Совета депутатов тру-
дящихся (Совета Министров союзной рес-
публики), содержащие:
а) указание о границах зоны санитарной
охраны;
б) перечень санитарных правил и оздо-
ровительных мероприятий, подлежащих
проведению в зоне санитарной охраны,
со сроком выполнения и указанием ответ-
ственных за их выполнение лиц.
Б. Картографические материалы
1. Общий ситуационный план в мас-
штабе 1 : 50 000—1 : 25 000.
2. План I пояса зоны санитарной охраны
в масштабе 1 : 500—1 : 1000 с горизонта-
лями, точным нанесением границ пояса
и источников загрязнения.
3. Проект благоустройства территории
I пояса.
4. Гидрогеологические разрезы (общие
и по скважинам).
5. План II пояса зоны санитарной охраны
в масштабе 1 : 10 000—1 : 25 000 с гори-
зонталями, нанесением границ I и II по-
ясов, застройки, почв, растительности,
использования почв и недр н указанием
всех источников загрязнений.
6. Чертежи сооружений и устройств по
осуществлению мероприятий в зоне сани-
тарной охраны.
30
Глава IV
ПРОЕКТИРОВАНИЕ БУРЕНИЯ И ОПРОБОВАНИЯ
РА ЗВЕДО ЧНО- ЭКСПЛУА ТА ЦИОННЫХ С КВ А ЖИН
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Каждый проект бурения и опробования
одиночной разведочно-эксплуатационной
скважины следует составлять только спе-
циально на данную скважину и основы-
ваться на всестороннем анализе комплекса
естественно-исторических условий иногда
довольно обширных территорий. Только
при этом условии можно добиться макси-
мального приближения предварительных
проектных данных к действительным. Не-
допустимо составление типовых проектов
для ^одиночных разведочно-эксплуатацион-
ных скважин на воду.
Обоснование конструкции — одно иг
самых сложных элементов проекта сква-
жины. При этом необходимо принимать
во внимание особенности предварительного
геологического разреза, глубину залега-
ния водоносного горизонта (или горизон-
тов); удельный дебит горизонта (или не-
скольких соединяемых), потребный расчет-
ный дебит, расчетный динамический
уровень, тип и копструкцикЛводоприемной
части, тип водоприемника и способ буре-
ния.
Природные факторы и элементы кон-
струкций скважины находятся в тесной
взаимосвязи. Так, например, глубина сква-
жины в значительной мере определяет
начальный и конечный диаметры ее. В то
же время при выборе эксплуатационного
или рабочего диаметра скважины необхо-
димо учитывать диаметр намечаемого экс-
плуатационного водоподъемника, а при
установлении конечного диаметра сква-
жины — водопропускную способность
и тип намечаемого фильтра. Например,
необходимо иметь в виду, что для гравий-
ного фильтра диаметр последней колонны
обсадных труб должен быть по меньшей
мере на 50 мм больше, чем для фильтра
без гравийной обсыпки. Кроме того, тип
фильтра зависит от литологического со-
става водоносного горизонта и его водо-
отдачи, определяющейся, в частности,
гранулометрическим составом и фильтра-
ционной способностью пород водоносного
горизонта.
Иногда можно устанавливать потайной
фильтр. При этом в зависимости от поло-
жения расчетного динамического уровня
бывает необходимо предусмотреть спуск
насоса ниже динамического уровня и раз-
мещение его выше надфильтровой трубы.
Если же в зависимости от геологического
разреза фильтр должен устанавливаться
на колонне труб, выходящей на поверх-
ность земли, то при этом неизбежна так
называемая «потеря диаметра» эксплуата-
ционной колонны, что необходимо учиты-
вать и согласовывать с диаметром намеча-
емого водоподъемника.
Выходы колонн обсадных труб при про-
ектировании скважин, рассчитанных на
бурение ударно-канатным способом, опре-
деляют, исходя из предполагаемого гео-
лого-гидрогеологического разреза. Осо-
бенно необходимо учитывать выдержан-
ность мощности пород одного литологи-
ческого состава. Для однообразных
толщ пород выход колоппы увеличивается;
прн частом же переслаивании и различном
литологическом составе, особенно при
чередовании рыхлых н связных пород,
наоборот, он резко уменьшается.
Средний выход каждой колонны должен
быть 30—40 м с внесением соответству-
ющих поправок на диаметр колонны, лито-
логический состав проходимых пород и на
сочетания различных по состоянию и свой-
ствам пластов. Выход отдельной колонны
диаметром 203—255 мм может достигать
60—70 м очень редко, при особо благо-
приятных условиях (например, при буре-
нии скважпн в породах, однообразных
по составу, устойчивых по сложению
и легко проходимых по категории бури-
мости).
При проектировании буренпя скважи-
ны ударным способом с обсаживанием
31
трубами, снабженными обычными толсто-
стенными муфтами, которые невозможно
обточить, конструкция скважины должна
намечаться с чередованием колонн обсад-
ных труб через один порядковый диа-
метр.
Обсаживать скважину очередной колон-
ной порядкового диаметра при ударно-
канатном бурении можно только прп усло-
вии, что трубы снабжены тонкостенными
муфтами н имеется возможность обточить
толстостенные муфты (муфты навинчены
на трубы не в горячем состоянии, а ручным
способом), или при условии, что скважину
намечается обсаживать трубами, соединя-
емыми сваркой.
При проектировании следует предусма-
тривать остановку башмака каждой ко-
лонны труб в водоупорных породах (за ис-
ключением башмака последней эксплуа-
тационной колонны). Это требование
обусловливается тем, что прп переходе
па другой диаметр бурения в водоносной
породе, и особенно в мелкозернистых пе-
сках, обладающих свойствами плывунов,
часто происходит заклинивание колонн
обсадных труб в результате подъема мел-
ких частиц породы в межтрубное про-
странство. Избежать этого довольно
трудно, особенно при переходе на бурение
с обсаживанием труб очередного (порядко-
вого) диаметра, тем более что применяемые
методы тампонажа участка перехода гли-
ной или цементом при ударном бурении
весьма малоэффективны. Поэтому, если
в рыхлых водоносных породах крайне
необходимо обсадить ствол колонной сле-
дующего меньшего диаметра, то при про-
ектировании конструкции надо предусма-
тривать использование труб не очередного
диаметра, а через диаметр, например с диа-
метра 305 мм переходить не на 255 мм,
а сразу на 203 мм. Следовательно, началь-
ный диаметр скважины в подобных
условиях нужно соответственно увели-
чивать.
Башмак последней глухой колонны об-
садных труб при ударно-канатном способе
бурения должен входить в водоносную
породу на 1—3 м ниже ее кровли. Если
водоносный горизонт сложен песками пли
другими рыхлыми породами и скважина
оборудуется фильтром, то после его уста-
новки башмак этой глухой колонны (вместе
с колонной) приподнимают до указанного
положения.
При роторном способе бурения выходы
отдельных колонн могут быть намного
большими, чем при ударно-канатном.
Вследствие этого конструкции скважин
на глубину 100—250 м при небольшом
расчетном дебите и эксплуатационном диа-
метре (200—250 мм) могут быть проще,
чем прн ударно-канатном бурении, п со-
стоять не более чем из двух колонн. Но
при больших глубинах (250—300 м) н не-
обходимости сохранения довольно зна-
чительного эксплуатационного диаметра
скважины (например, 300 мм), следует
предусматривать конструкцию из трех-
четырех колонн.
Такая сложность конструкций роторных
скважин на воду по сравнению с конструк-
циями скважин во много раз большей
глубины на нефть объясняется большей
мощностью станков и двигателей, исполь-
зуемых для бурения скважин на нефть,
и меныппм эксплуатационным диаметром
последних. Роторные станки, применяемые
для бурения на воду, предназначены для
бурения разведочных скважин малого диа-
метра.
Для роторных скважин, особенно при
одноколонной конструкции, в проекте
необходимо предусматривать цементацию
затрубного пространства от башмака до
устья. Независимо от количества колонн
всегда следует проектировать полную це-
ментацию кондуктора.
При проектировании бурения скважины
роторным способом необходимо предусмо-
треть применение забойного инструмента
диаметром минимум на 100 мм больше
наружного диаметра обсадных труб. На-
пример, для спуска колонны диаметром 12"
скважина должна быть пробурена до-
лотами № 16 диаметром 153/а", для
колонны диаметром 10" — долотами № 14
диаметром 13®/4" и т. п. Обсадка колонн
при роторном бурении должна пред-
усматриваться не в порядке очередных
диаметров, а через один, т. е., напри-
мер, 16" X 12" X 8" или 14" X 10" X 6"
и т. д.
За рубежом в последние годы получило
широкое распространение бурение на воду
роторными станками с обратной промыв-
кой чистой водой.
Несмотря на многие преимущества, этот
вид бурения в СССР еще не внедрен в боль-
ших объемах из-за отсутствия соответству-
ющих серийно выпускаемых станков, а от-
части и из-за ограниченности природных
условий, благоприятствующих его при-
менению. Проектирование скважин для
такого буренпя заключается в проектиро-
вании фильтровой колонны, которая
одновременно является н эксплуатацион-
ной, так как бурение ведут без обсадки
трубами. Требования, относящиеся к сани-
тарно-техническому оборудованию ого-
ловка скважины, а также к ее верхней
части, в пределах которой находятся не-
используемые водоносные горизонты,
остаются те же, что и к скважинам, прой-
денным обычными способами.
32
СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА
РАЗВЕДОЧНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ
СКВАЖИНЫ 1
Проект должен состоять из текста и гра-
фических приложений. Кроме того, к про-
екту прилагается смета на производство
работ. Текст в свою очередь подразде-
ляется на две основные части — общую
и специальную. Примерное содержание
этих частей следующее.
1 Предлагаемый проект рекомендуется
для районов, относящихся к категориям
средней и недостаточной изученности. Для
районов с хорошей геолого-гидрогеологиче-
ской изученностью описание естественно-
исторических условий в общей части может
быть значительно сокращено и схематизи-
ровано. Специальную же часть следует
составлять всегда одинаково подробно.
Общая часть
Введение
Во введении должен быть указан объект,
для водоснабжения которого намечено бу-
рение скважины, и приведен расчет недо-
потребления (суточного или часового с уче-
том коэффициента неравномерности), осно-
ванный на общепринятых нормах
(табл. IV-1, IV-2); точное место располо-
жения скважины: координаты или рассто-
яние по прямой линии с указанием напра-
вления по странам света от ближайших
железнодорожной станции и крупного на-
селенного пункта; название железной до-
роги, административного района, области
(края) и республики; абсолютная высота
устья скважины над уровнем моря.
Во введении должно быть также при-
ведено обоснование выбора места заложе-
ния скважнны. При этом должны при-
ниматься во внимание гидрогеологические
Таблица IV-1
Нормы хозяйственно-питьевого потребления воды для населенных мест*
Степень благоустройства" районов . жилой застройки Водопотребление на 1 жителя, л /сутки Коэффициент часовой неравномер- ности водопот- ребления
среднесуточ- ное (за год) в сутки наибольшего потребления
Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом и канализацией без ванн .... 125—150 140—170 1,4-1,5
То же, с газоснабжением 130—160 150—180 1,35—1,40
Застройка зданиями, оборудованными водопрово- дом, канализацией и ваннами с водонагревателями, работающими на твердом топливе 150—180 170—200 1,25-1,3
То же, с газовыми водонагревателями 180—230 200—250 1,25—1,3
Застройка зданиями, оборудованными внутренним водопроводом, канализацией и системой центра- лизованного горячего водоснабжения 275—400 300—420 1,2—1,25
Застройка зданиями, не оборудованными внутрен- ним водопроводом и канализацией с водопользо- ванием из водозаборных колонок ....... 30—50 40—60 1,8—2,0
* Согласно СНиП П-Г.3-62.
Примечания. 1. В приведенные нормы водопотребления включены все расходы воды на хозяйст-
венно-питьевые нужды в жилых и общественных зданиях за исключением домов отдыха, санаториев
и пионерских лагерей.
2. Выбирать нормы водопотребления в пределах, указанных в каждой из позиций табл. IV-1, следует
в зависимости от климатических и других местных условий.
3. Количество воды на нужды местной промышленности, обслуживающей население, и неучтенные
расходы допускается принимать дополнительно в размере 5—10% от суммарного расхода воды на хозяй-
ственно-бытовые нужды населенного места.
4. При учете перспективного развития водопровода на 20—25 лет нормы водопотребления могут
быть повышены не более чем на 15%.
5. При централизованном горячем водоснабжении расход холодной воды следует определять по
табл. IV-1 с коэффициентом 0,7.
3 Заказ 1050
33
. Таблица IV-2
Нормы потребления воды
Наименование потребителей Объект потребления Норма потребления» л / сутки
Гостиницы и пансионаты с общими ваннами Больницы, санатории общего типа н дома отдыха 1 житель 100—120
(с общими ваннами и душевыми) Санатории и дома отдыха с ваннами во всех жилых 1 копка 250—300
комнатах 1 » 300—400
Больницы и санатории С грязеводолечением . . 1 » 400—500
Поликлиники и амбулатории 1 больной 15
Бани (без плавательных бассейнов) 1 посетитель 125—180
Прачечные механизированные 1 кг сухого белья 60—90
Прачечные немеханизированные Предприятия общественного питания: приготовление пищи, потребляемой в предприя- 1 кг » » 40
тип ... 1 блюдо 12
то же, продаваемой на дом . Животноводческая ферма на 600 голов скота . . 1 » 10
Ферма 60 000—90 000
Теплично-парниковое хозяйство ....... Хозяйство 60 000—110 000
Центральная усадьба животноводческого совхоза Сельскохозяйственный поселок с количеством жите- Усадьба 100 000—250 000
лей до 500 человек Поселок 30 000
То же, с количеством жителей до 2000 человек . . . » 120 000
Крупный рогатый скот Голова 100—150
Молодняк крупного рогатого скота » 40
Лошади, волы, верблюды . » 60
Свиноматки с поросятами » 95
Свиномолодняк ............... » 25
Овцы ... » 12
Овцы с ягнятами ... » 15
Птицы (куры, гуси, утки) В ветеринарных амбулаториях и пунктах Штука 1,5—2,5
1 осмотр 30
Мойка и питание грузового автомобиля .... Машина 500
Мойка п питание легкового автомобиля .... » 300
Детские ясли и сады с дневным пребыванием детей Детские ясли и сады с круглосуточным пребыванием 1 ребенок 75
детей » 100
Административные здания 1 работающий 10—15
Кинотеатры . . 1 место 3—5
Клубы ....... . Театры: 1 место и 1 посетитель 10
зритель 1 место 10
артисты 1 артист 40
Учебные заведения и общеобразовательные школы 1 учащийся и преподаватель 15—20
Школы-интернаты На 1 место 200—220
Пионерские лагеря Водопойный пункт, полевой Стан, небольшая жпвот- То же 200—250
новодческая ферма Пункт, стан, ферма 15 000—20 000
Мойка и питание трактора Машина 150
Ремонт трактора » 700
Ремонт грузового автомобиля » 1500
Ремонт легкового автомобиля . Водоснабжение мастерских: » 500
механической Станок 35
34
Продолжение табл. IV-2
Наименование потребителей Объект потребления Нормы потребления, л {сутки
слесарной , Станок 80
столярной » 20
кузницы . . . . » 40
Охлаждение двигателя внутреннего сгорания . . л. С. ч. 15
Примечания. 1. Нормы водопотребления, приведенные в табл. IV-2, не включают расходы воды на
полив и мойку улиц, дворов и зеленых насаждений.
2. Норма водопотребления на 1 койку в больницах, санаториях и домах отдыха и на 1 место в пио-
нерских лагерях^и.школах-интернатах приведена с учетом расхода воды столовой и прачечной.
условия, технико-экономические факторы
и санитарные требования, например отда-
ление скважины от возможных очагов
загрязнения, необходимость заложения
скважины вне зоны затопления паводко-
выми водами и т. н. В конце введения
следует дать перечень материалов, исполь-
зованных при составлении проекта.
Если предполагается использовать грун-
товые воды, на режим которых решающее
влияние оказывают местная гидрографи-
ческая сеть и климатические условия,
после введения должна быть помещена
глава, включающая анализ влияния этих
факторов на режим грунтовых вод. Если
же местные факторы второстепенны (на-
пример, при проектировании скважины,
рассчитанной на эксплуатацию артезиан-
ского водоносного горизонта), то о гидро-
графической сетп и климатических усло-
виях участка может быть кратко упомянуто
во введении.
Геолого-геоморфологическая
характеристика
района и участка бурения
В первом разделе необходимо вкратце
рассмотреть геолого-геоморфологические
условия района как части какого-то более
крупного геолого-структурного региона
или геоморфологической области (зоны)
и собственно участка бурения как эле-
мента этой части или зоны. Следует рас-
смотреть и оценить влияние этих условий
на гидрогеологические особенности района
и участка и, кроме того, принять во вни-
мание также санитарные условия.
Во втором разделе, освещающем стра-
тиграфию и литологию, должны быть рас-
смотрены последовательно, начиная
с древнейших, все разведанные свиты,
ярусы, горизонты и пласты с указанием
условий их залегания, мощности, состава
и пр. В пределах проектной глубины эта
характеристика должна быть подробной,
для больших глубин — схематичной.
В этом же разделе целесообразно при-
вести геологические разрезы существу-
ющих скважин, если они типичны для
геологического строения района и могут
являться опорными для проектирования
новой скважины.
Для районов, сложных в тектоническом
отношении (преимущественно горных
и предгорных), в отдельном, третьем, раз-
деле должны быть приведены те основные
черты тектоники, которые имеют значение
для гидрогеологической характеристики
района и в той или иной мере влияют на
степень и характер водоносности пластов.
Гидрогеологическая
характеристика района
и участка бурения
В этом разделе должны быть рассмо-
трены все водоносные горизонты, начиная
с древнейших, причем желательно, чтобы
были освещены условия их питания и дре-
нирования, а также следующие данные:
удельные дебиты скважины, коэффициенты
фильтрации пород, сведения о химическом
и бактериальном составе, а также о физи-
ческих свойствах воды и пр.; сведения
о положении статического (пьезометри-
ческого) уровня каждого горизонта,
о пределах сезонных изменений уровня,
об изменении степени минерализации воды
в течение года и другие данные, каса-
ющиеся режима подземных вод рассматри-
ваемого горизонта, если они имеют реша-
ющее значение для оценки качества и коли-
чества воды.
Выводы
В выводах следует дать сравнительную
оценку всех природных, санитарных и эко-
номических факторов, а также преимуществ
и недостатков того или иного водоносного
горизонта. На основе этой оценки должен
быть сделан всесторонне обоснованный
выбор одного или нескольких горизонтов,
наиболее соответствующих требованиям
3*
35
масштаб № слоя I Геологический Возраст Наименование пород категория буримости | мощность СЛОВАМ 1 Глубина пдбош-\ вы слая.м I Абсолютная отметка^ | Геологический разрез 1 ЛтлтиилспиЛ □ г f Конструкция скважины
Ударно- канатное (бурение Диаметры, Роторное бурение Диаметр и олинаоосод ных колонн,
№c. jmiL При cqa- рении При сдаче
-8 -16 -29 -37 -60 -98 -56 -69 12 -80 -88 -96 -106 т 120 -126 -130 -166 152 -160 -168 -120 -186 192 -200 -208 716 -226 -232 -260 268 / 5 1 Суглинки и глины лёссовидные, пылеватые средней плотности 1.-11 2 190 190 по / у //3 // // 0,0 лтт и 1 111 || ? II f Ji1 i 1 '1 i! н Н 11. 11 И 1 г ! 1 I I •i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 If? ф It Ip Ip It. nr Ji; in |l‘ < 1 f 1 fll 11 1 11 i'' 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 656 30 909 90 355 130 305 188 255 250 355 130 203 188 255 200 203 250 1 ! i ft г 1 1 Г , X l г / / г К 906 8 39В 196 298 909 8 203 186 305 196 203
2 Пески крупнозерни- стые, с гравием водоносные III 68 236 122 • 6 о . '.о •.•о’?; о •' О' о. • о .о • ’.о*. ?' о Р 0 -о'/', •о--". О-.’-о,.-' ° . о'.'<о о /о. .
3 'V' Глины известно бистые плотные II 12 250 110 — JL
250 250
Рис. IV-1. Графическая часть проекта бурения и опробо
Основные проектные данные скважины
1. Местоположение- санаторий,, Мечта "в 2 км к югу от ст. Машино, Черноморской, жди в Зкм к западут пос Майский Васильевского района Шевченковской области Украинской ССР 2. Абсолютная высота устья, м 360,0 3. Гпубина до бабоя, н 250,0 Ц. Геологический возраст намеченного к эксп- луатации водоносного горизонта П2у 5. Статический уровень воды, м 10,0 6. Расчетный дебит Воды, м3/ч 60,0 7 Удельный дебит, м3[ч 8,0 в Динамический уровень, м » 18-20 9 фильтр проволочный,шаг навивки проволоки подбираетеяв соответствии с механическим составом воденасной породы-, скважность каркаса 20%, перфорация - по стандарту 10 . Тип сальника-резиновый, зажимной 11 Эксплуатационный насос ЛТН-1О-1-11 или 10-ЛП-18хв 12 Показатели минерализации воды-сухой остаток 0,5-11,6 г/л, общая жесткость 15~18°Н
Спецификация материалов
Ё Наименование ge эё Вес Приме- чание
Един общ. изм т кг
УслоВия производство, работ
I Для бурения ударно-канатного п Для бурения роторного
1. Бурение ведется с соблюдением кон-
„ 959(18")909(181.35519Т
струкции 30
, 305(12), 255(10“. т г-
х~188~ ~250’ муфты об-
садных труб должны Выть тон-
ко стенные ели предварительно обточи
2 Глубина отдельных обсадных ко ‘
тонн может корректироваться в
соотВетстбии с действительным
геологическим разрезом по усмот
рению геолога конторыбурения, ,
но Водоносный горизонт должен
Выть Вскрыт при диаметре сьба
шины не менее заданного.
3 После установки фильтра, экс-
плуатационную колонну ф 255
приподнимают для его обнаже-
ния .после опробования скважи-
ны обсадные колонны&959<1> 9О‘<
и 0 305извлекают полностью,
в Перед сдачей скважины в эксплу-
атацию должен быть залит
цементом кольцевой зазор меж
ду обсаднойкололнойф355 и
эксплуатационной колонной 1255
1 После установки направления
ВбИЧ (16') бурение ведется долотом
PX9398(153ft'j до глубины 196м,
удельный вес глинистого рост
Вора 1,10-1,15, вязкость после-5
при трубкеф 5 мм Щ-Фсен, со-
держание песка неболлеПповесу
2 После Вскрытия кровли водонос-
ного горизонта в скважину спус-
кают колоннуфЗдв мм и цемен-
тируют.
3 Проходка водоносного горизонт
ведется долотом РХФ298(11 эр'}
до проектной глубины, удельный
вес глинистого раствора 1,2-1,25,
вязкость по СП В-5 22 29 сек,
содержание песка тоже.
4 При бурении 6 Водоносном горизон-
те следует Взять грунтоносом
не менее трех проб песка и ера-
Вия в интервале глубин205-290Н.
По окончании бурения должен
быть проведен каротаж Сква
жины-
5 . фильтр должен быть установ-
лен тотчас же по окончании ly-
тия и каротажа, скважины, пос-
ле чего следует немедленно
приступить к откачке
Оборудование Водоприемной части и опробование скважины
Для ударно-канатного бурения
,г, - .. ,п .i-,n , ffojQpdjnKjgyy Водоприемная часть скважины при обоих способах бурения оборуду-
1ется проволочным фильтром(Ф каркаса 203мм) фильтр устанй-
ливается в потай с разжимным сальником, резиновым или пеньковы, -,
Надфильтровая чисть должна Входить Ъ эксплуатационную колон-
8озврап1ОВ% ну не менее чем на 5м верх отстойника дс.пжен находиться на
' вазвратгОЦ, 2-Змвыше водоупорной подошвы
Пробную откачку необходимо провести с помощью эрлифта "
Дебит при откачке следует довести да 86-16'6 мЗ/ч.
. Ориентировочная продолжительность откачки 15 смен, из кото-
рых не менее 6смен откачка должна продолжаться после полного
осветления воды при установившемся дебите и стабильном пони-
жении уровня
В конце откачки должна быть взята проба воды для химико-
бактериологического исследования
Тру Вы обе стольныебвб
404
355
305
255
203
454
404
355
305
255
3'9
Башмаки сталь-
ные
ПМ
30
50
130
188
250
62
1379
112,6
993
TH
58,6
шт
1
9,2
10.1
130
ло
/4,7
2,6
59,2
Проволока ст керн,
цемент
Трубы обе. стальные909
305
203
к
н. Для роторного бурения
‘ ' ____ .... <„ ;;.,6
77,7
4/е
nN
»
Башмаки стальныеУРУ
» „ ЗОВ-
mm.
noptmerm,
Проволока cm нерж.
Цемент
8
196
62
t
/
кг
1 0.9
152
2,6
18J
юрасчету
Штамп проектной организации
Проект разведочно-эксплуатационной скважины на Воду
Объект Подписи лиц,составив- ших, проверивших и выпустивших проект
ванпя разведочно-эксплуатационной скважины на воду.
задания и в связи с этим подлежащих
вскрытию и опробованию, должна быть
установлена целесообразность бурения
разв едочно-э ксплу атационной скважины
и намечена ее глубина.
Специальная часть
В этой части проекта следует освещать
вопросы, непосредственно связанные с бу-
рением и опробованием разведочно-экс-
плуатационной скважины.
Предварительный
геологический разрез
Предварительный геологический разрез
скважины на запроектированную глубину
составляют на основе интерполяции по
данным разрезов ближайших скважин или
дублируют разрез существующей сква-
жины с соответствующими коррективами,
например на разницу по высоте поверх-
ности земли на возможные геоструктурные
изменения и другие, или строят пред-
положительно на основе общих геолого-
гидрогеологических данных по району.
В предварительном разрезе должны быть
указаны: 1) стратиграфические индексы
подлежащих проходке горных пород, яру-
сов, горизонтов, свит и пластов; 2) лито-
логическое описание пород; 3) категории
пород по буримости в соответствии с их
классификацией, утвержденной для при-
нятого вида бурения согласно справочнику
сметных норм, по которому составляется
смета на бурение и опробование проекти-
руемой скважины; 4) мощность и глубина
залегания подошвы пород; 5) водоносные
горизонты с указанием положения уровня
воды и ориентировочной величины удель-
ного дебита (рис. IV-1).
Проектируемая конструкция
скважины и фильтра
Проектируемая конструкция скважины
проводится с указанием начального и ко-
нечного диаметров и глубины обсаживания
отдельных колонн сообразно с намеченным
способом бурения. Не исключается воз-
можность проектирования конструкции
в двух вариантах — для ударно-канатного
и роторного способов бурения, когда оба
способа вполне приемлемы для данных
условий или когда неизвестно, какими
станками и оборудованием располагает
буровая организация.
В конструкции скважины должны быть
предусмотрены все дополнительные и вспо-
могательные ее элементы: сальниковые
устройства, дополнительные колонны,
цементация и пр.
38
Прп проектировании конструкции сква-
жины в сложных геологических условиях
надо учитывать возможность так называ-
емой потери диаметра скважины. Поэтому
следует планировать резерв диаметра, т. е.
конечный диаметр скважины должен быть
на один очередной номер больше нормаль-
ного расчетного.
Конструкцию фильтра не рекомендуете я
разрабатывать во всех деталях, так как
литологический состав водоносного гори-
зонта, а также его мощность обычно уточ-
няют, а иногда и устанавливают только
после его вскрытия и проходки. В проекте
рекомендуется предусматривать только
тип фильтра и его основные габариты
с некоторым запасом и с учетом возмож-
ности внесения необходимых поправок
в конструкцию применительно к факти-
чески встреченным условиям.
Опробование скважины
В разделе должны быть перечислены
все виды откачек: предварительных — для
опробования водоносных горизонтов,
встреченных в процессе бурения сква-
жины, а также опытных и пробно-эксплу-
атационных — для опробования гори-
зонта, намеченного по проекту к эксплу-
атации в качестве источника водоснабже-
ния объекта. Должны быть указаны
продолжительность п производительность
откачки, количество, величины п последо-
вательность понижений, а также особые
условия проведения откачки, например
при питании скважины только через дно,
после установки временного фильтра, прп
соединении нескольких горизонтов, прп
изоляции одного пли некоторых из них
и пр.
Здесь же должен быть указан порядок
отбора проб воды для химпко-бактери-
ологического исследования, количество
отборов и объем отбираемых проб.
Условия производства работ
В разделе должны быть даны указания
о способе бурения, глубине спуска обсад-
ных колонн и особых условиях проходки
различных горных пород при том или ином
способе бурения, как, например, при ро-
торном буренпп — применение глинистого
раствора с различными показателями
удельного веса, вязкости и т. д., примене-
ние колонковых долот для отбора керна
на определенных глубинах и интервалах,
представляющих интерес в геолого-гидро-
геологическом отношении и требующих
точной характеристики разреза и т. п.;
при ударно-канатном бурении — приме-
нение метода расхаживания и «вывешива-
ния» отдельных колонн труб в процессе
спуска их, установки на некоторых колон-
нах переводников с левой резьбой для
их последующего отвинчивания и извле-
чения, применение тампонажа глиной во
избежание заклинивания колонн при неиз-
бежном переходе на колонну меньшего
диаметра в песчаной толще и пр.
Затем также должны быть даны указания
о приемах изготовления и установки филь-
тра, описаны способы изготовления и уста-
новки сальника; здесь же необходима
оговорка о том, что отдельные элементы
конструкции фильтра (а иногда даже тип
фильтра) могут быть изменены после окон-
чания бурения в зависимости от особен-
ностей литологического состава вскры-
того водоносного горизонта, примени-
тельно к которым и должны вноситься
соответствующие коррективы. Должны
быть даны указания о подъеме рабочей
колонны труб для обнажения фильтра,
если его устанавливают впотай и пр.
Рассматривая производство откачки из
скважины, необходимо указать тип водо-
подъемника, рекомендуемого для откачки,
а также некоторые приемы создания не-
скольких понижений, если это необхо-
димо, способы измерения дебита и уровня,
частоту этих измерений, особые наблюде-
ния за ходом откачки, порядок наблюде-
ний за уровнем в соседних скважинах
и т. д.
Отдельно должен быть дан детальный
порядок отбора и документации образцов
горных пород, проходимых в процессе
бурения скважины, направления их на
анализ гранулометрического состава,
водных вытяжек и т. д.
В конце необходимо указать на спе-
циальные работы, подлежащие выполне-
нию перед сдачей скважины в эксплуата-
цию, а именно: вид и способ цементации
отдельных колонн труб, полное или ча-
стичное извлечение некоторых колонн
после их отвинчивания или вырезки
и т. п.
Необходимо также отметить, что
окончательно согласовывать местоположе-
ние скважины следует с участием предста-
вителя местной санитарной инспекции.
Желательно иметь предварительные за-
ключения территориального геологиче-
ского управления и санитарной инспекции
о местоположении скважины еще перед
составлением проекта. Это в значительной
мере облегчит проектирование и будет
способствовать нахождению правильных
решений при выборе деталей конструкции
скважипы с учетом местных санитарных
условий.
Приложением к разделу, освещающему
условия производства работ, является спе-
цификация материалов, потребных для
сооружения скважины: лесоматериала для
сооружения вышки (при бурении на боль-
шие глубины), цемента, глины, обсадных
труб, башмаков и т. п.
Сметы на бурение и опробование сква-
жины следует составлять на основании
сборника «Единых районных единичных
расценок на строительные работы — Сква-
жины» № 27, утвержденного Госстроем
СССР для применения с 1 января
1969 г.
Сметы на монтаж эксплуатационного
водоподъемного оборудования следует
составлять отдельно — после сооружения,
опробования и сдачи — приема скважины,
на основании ценника на монтаж оборудо-
вания «Компрессорные машины, насосы
и вентиляторы» № 7, утвержденного Гос-
строем СССР для применения с 1 января
1969 г. Это требование объясняется необ-
ходимостью предварительно установить
гидрогеологические параметры скважины
для выбора насоса соответствующего типа
и марки и определить оптимальную глу-
бину спуска его в скважину.
ПРИМЕНИМОСТЬ
РАЗНЫХ СПОСОБОВ БУРЕНИЯ НА ВОДУ
И ВЫБОР БУРОВОГО СТАНКА
В настоящее время бурение на воду
производится двумя наиболее широко рас-
пространенными способами — роторным
и ударно-канатным. Колонковый способ
бурения применяется редко ввиду малого
диаметра скважины, исключающего воз-
можность оборудования ее водоподъ-
емником и фильтром необходимого раз-
мера.
Роторный способ имеет преимущество
перед ударно-канатным в отношении
скорости бурения, однако у него имеются
также и недостатки, которые не позволяют
рекомендовать его без ограничений в лю-
бых условиях. К основным недостаткам
роторного бурения относятся глинизация
водоносных горизонтов и невозможность
попутного опробования их в процессе
проходки скважины. Поэтому роторное
бурение допускается применять: 1) при
хорошо изученном геолого-гидрогеологи-
ческом разрезе участка бурения; 2) с целью
вскрытия заранее разведанных и опробо-
ванных водоносных горизонтов, для
которых имеется подробная характери-
стика качества и количества воды; 3) при
условии, что эти горизонты характери-
зуются большими напорами; 4) при воз-
можности проведения каротажа скважины?
5) при возможности бесперебойной до-
ставки воды и кондиционной глины к месту
39
бурения; 6) при наличии оборудования,
инструмента и возможностей для быстрого
восстановления водоотдачи горизонта, за-
глинизированного в процессе бурения;
7) при условии надлежащего утепления
бурового агрегата в районах (и в периоды
года) с температурами ниже 0° С; 8) при
необходимости сооружения скважин глу-
биной более 150 л.
Основные преимущества ударно-канат-
ного способа перед роторным заключаются
в том, что при ударно-канатном бурении
скважина и проходимые водоносные гори-
зонты остаются чистыми от посторонних
примесей, нет необходимости доставки на
скважину глины и воды (последнее осо-
бенно важно при работе в пустынных,
безводных местностях), всегда имеется воз-
можность опробования попутно встре-
ченных неразведанных водоносных гори-
зонтов.
Существенные недостатки ударно-канат-
ного бурения — сравнительно небольшая
механическая скорость в легкопроходимых
породах, относительно большой расход
обсадных труб и ограниченность глу-
бины.
Ударно-канатный способ бурения реко-
мендуется при: 1) сооружении скважин
в районах с недостаточно изученными
геологическим строением и гидрогеологи-
ческими условиями; 2) необходимости
предварительного и раздельного опробо-
вания водоносных горизонтов в процессе
бурения; 3) вскрытии и проходке водонос-
ных горизонтов любой мощности и произ-
водительности независимо от их гидравли-
ческого состояния; 4) работе в районах,
где невозможно или затруднительно орга-
низовать доставку кондиционной глины
и воды для промывки скважины в процессе
бурения; 5) сооружении скважины глу-
биной до 150 м; 6) сооружении скважин
с большим (500 мм и более) начальном
диаметром.
Парк станков, используемых для буре-
ния на воду, в основном состоит из станков,
сконструированных для других целей: раз-
ведки различных полезных ископаемых,
производства буровзрывных работ, буре-
ния скважин группами для водопонижения
и т. д. Только в последнее время начали
выпускать станки, специально предназна-
ченные для бурения гидрогеологических
и разведочно-эксплуатационных скважин
на воду (1БА15В).
Для бурения на воду наиболее
подходящими являются следующие
станки: роторные АВВ-3-100, УРБ-ЗАМ
и УРБ-4ПМ, комбинированный УГБ-50А
и ударно-канатные УКС-22М и
УКС-30М.
Станки АВБ-3-100 и УГБ-50А могут
быть использованы для бурения скважин
сравнительно небольшого диаметра на
глубину до 100 м (УГБ-50А до 50 м). При
больших глубинах и начальных диа-
метрах скважин следует использовать
станки УРБ-ЗАМ, УРБ-4ПМ, УКС-22М
и УКС-ЗОМ.
Станки колонкового бурения рекомен-
дуется применять только при проходке
скважин в кристаллических породах боль-
шой крепости. При этом необходимо зада-
вать скважинам максимальные диаметры.
ПОРЯДОК ОФОРМЛЕНИЯ
СОГЛАСОВАНИЙ И ПОЛУЧЕНИЯ
РАЗРЕШЕНИЯ НА БУРЕНИЕ
СКВАЖИНЫ НА ВОДУ
Постановлением правительства от 4 сен-
тября 1959 г. об усилении государственного
контроля за использованием подземных
вод и о мероприятиях по их охране уста-
новлено, что методическое руководство
всеми проводимыми на территории СССР
работами по изучению и использованию
подземных вод, по их охране от истощения
и загрязнения, а также координацию этих
работ осуществляют Министерство гео-
логии СССР и Министерство здравоохра-
нения СССР.
Бурение эксплуатационных скважин
на воду, переоборудование разведочных
скважин в эксплуатационные, передача
разведочно-эксплуатационных скважин для
эксплуатации, строительство и переобору-
дование других водозаборных сооруже-
ний для использования подземных вод
производятся только с разрешения респу-
бликанских органов геблогии и охраны
недр или территориальных геологических
управлений (трестов).
Устраивать водозаборы следует в соот-
ветствии с проектом водоснабжения,
в котором должна быть учтена перспек-
тива роста водопотребления в дальней-
шем.
В республиканские органы геологии
и охраны недр яли в территориальные
геологические управления (тресты) для
получения разрешения на бурение экс-
плуатационных скважин на участке вновь
проектируемого или расширяемого дей-
ствующего водозабора должен предста-
вляться проект, включающий данные о по-
требности в воде, гидрогеологических усло-
виях района водозабора, об общей компо-
новочной схеме водозабора и конструкциях
отдельных скважин, их оборудовании и на-
мечаемом размещении, об эксплуатацион-
ном дебите, качестве воды, зонах санитар-
ной охраны и пр.
Проект водозабора должен быть пред-
варительно согласован с областными (кра-
40
евыми), городскими или районными орга-
нами государственного санитарного над-
зора в зависимости от того, на какой тер-
ритории расположен объект. Необходимо
также предварительно согласовать проект
с органами коммунального хозяйства, если
участок проектируемого водозабора нахо-
дится в черте города или рабочего по-
селка.
Кроме того,'постановлением правитель-
ства от 22 апреля 1960 г. «О мерах по упо-
рядочению и усилению охраны водных
ресурсов СССР» дополнительно устано-
влено, что бурение новых скважин на
воду, переоборудование разведочных сква-
жин в эксплуатационные, строительство
и переоборудование водозаборных соору-
жений для использования подземных вод
производятся также по согласованию с ор-
ганами советов министров республик по
использованию и охране водных ресурсов
(Госводхозами), заключения которых по
вопросам обеспечения подземной водой
населения и распределения ее между от-
дельными отраслями народного хозяйства
являются обязательными.
Глава V
ОБСАДНЫЕ ТРУБЫ
И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ К ПИМ
Обсадные трубы предназначаются для
закрепления стенок скважины в неустой-
чивых породах и изоляции неиспользуемых
водоносных горизонтов, а также перекры-
тия отдельных участков скважины для
их опробования.
При буренпи скважин на воду роторным
и ударно-канатным способом обычно
применяют стальные бесшовные трубы по
ГОСТ 632-64 с короткой, нормальной пли
удлиненной резьбой и муфты к ним.
Трубы по этому ГОСТ изготавливают
из сталей марок: С, Д, К, Е, Л, М и Р.
Основные размеры и вес труб и муфт
с короткой, нормальной и удлиненной
резьбой приведены в табл. V-1, рис. V-1.
В зависимости от глубины скважины,
ее диаметра, геологических условий и спо-
соба бурения применяют трубы соответ-
ствующих размеров и толщины стенок.
Прп проходке неглубоких скважин в не-
сложных геологпческпх условиях следует
применять трубы с минимальной толщиной
стенки, с муфтами, навинченными от рукп.
Тонкостенные трубы значительно легче
и почти вдвое дешевле толстостенных.
При бурении в осложненных условиях
и особенно при бурении в валунно-галеч-
никовых отложениях независимо от глу-
бины скважпны необходимо применять
трубы с утолщенными стенками.
Для того чтобы колонна труб следующего
диаметра свободно проходила в колонну
труб предыдущего диаметра, при ударно-
канатном способе бурения следует при-
менять обсадные трубы с толщиной стенок,
указанных в табл. V-2.
Таблица V-2
Рекомендуемая толщина стенок
обсадных труб для ударно-канатного
бурения (размеры в мм)
Условный диаметр труб предыдущей колонны Толщина стенки труб Наружный диаметр последующей колонны
наруж- ный внутренний муфты трубы
426 406 10 351 324
377 357 10 299 273
325 307 9 299 273
273 255 9 245 219
219 205—203 7—8 188 168
Перед доставкой обсадных труб на буро-
вую необходимо проверить при помощи
шаблона внутренний диаметр каждой
трубы.
Для лучшего использования обсадных
труб с различной толщиной стенок, муфты
этих труб должны быть обточены до раз-
меров, указанных в табл. V-3.
Рис. V-1. Труба
и муфта.
42
Таблица V-1
Основные размеры обсадных труб и муфт к ним (по ГОСТ 632-64)
Трубы
Условный диаметр трубы Наруж- ный диаметр, D Тол- щина стенки, S Внутрен- ний диаметр, d । 9 Е о g So*» г- са . о
Размеры, Л1Л1 1
Муфты
Наруж- ный диаметр, DM Длина, L Расточка Ширина торцевой плоскости, Теорети- ческий вес, кг
Г диа- метр, d. дли- на
Размеры, л!м
Трубы с короткой и нормальной резьбой
114 114,3 6 7 8 102,3 100,3 98,3 16,0 18,5 20,9 133 158 116,7 12,7 6 3,7
127 127 6 7 8 9 115 113 111 109 17,9 20,7 23,5 26,2 146 165 129,4 12,7 6 5,7
140 139,7 6 7 8 9 10 11 127,7 125,7 123,7 121,7 119,7 117,7 19,8 23,0 26,0 29,1 32,1 35,0 159 171 142,1 12,7 6,5 7,0
146 146 6,5 7 8 9 10 11 133 132 130 128 126 124 20,7 24,0 27,2 30,4 33,5 36,6 166 177 148,4 12,7 6,5 8
168 168,3 6,5 7 8 9 10 11 12 155,3 154,3 152,3 150,3 148,3 146,3 144,3 25,9 27,8 31,6 35,3 39,0 42,6 46,2 188 184 170,7 12,7 6,5 9,1
178 177,8 7 8 9 10 11 12 163,8 161,8 159,8 157,8 155.8 153,8 29,6 33,6 37,3 41,4 45,0 49,0 198 184 180,2 12,7 6,5 10
194 193,7 7 8 9 10 12 179,7 177,7 175,7 173,7 169,7 32,3 36,7 41,1 45,4 53,9 216 190 196,1 12,7 6,5 12,2
219 219,1 7 8 9 10 12 205,1 203,1 201,1 199,1 195,1 36,6 41,6 46,6 51,5 61,3 245 196 221,5 12,7 7,5 16,2
43
Продолжение табл. I -7
Условный пияметв трубы 1 Трубы Муфты
Наруж- ный диаметр D Тол- щина стенки S Внутрен- ний диаметр d Теорети- ческий вес 1 пог. м, кг Наруж- ный диаметр D., м Длина L . Расточка Ширина торцевой плоскости В<^ Теорети- ческий вес, кг
Диа- метр а0 дли- на 10
Размеры, лии Размеры, мм
245 244,5 7 8 9 10 12 230,5 228,5 226.5 224,5 220,5 41,1 46,5 52,4 58.0 69,0 270 196 246,9 12,7. 7,5 17,3
273 273,1 7 8 9 10 12 259,1 257,1 255,1 253,1 249,1 45,9 52,3 58,6 64,9 77,2 299 203 275,5 12,7 7,5 21
299 298,5 8 9 10 11 12 282,5 280,5 278,5 276,5 274,5 57,4 64,4 71,3 78,1 84,9 324 203 300,9 12,7 7,5 22,4
324 323,9 9 10 11 12 305,9 303,9 301,9 299,9 70,1 77,6 85,1 92,6 351 203 326,3 12,7 8,5 23,4
340 339,7 9 10 11 12 321,7 319,7 317,7 315,7 73,2 82 89 96,6 365 203 342,1 12,7 8,5 25,5
(351) (351) 9 10 И 12 333 331 329 327 75,9 84,1 92,2 100,3 376 229 353 16 А 8,5 29
(377) (377) 9 10 И 12 359 357 355 353 81,7 90.5 .99,3 108,0 402 229 379 16 • 8,5 31
407 406,4 9 10 И 12 388,4 386,4 384,4 382,4 88,0 97.5 107,0 117,5 432 228 408,8 12,7 8,5 35,8
(426) (425,5) 10 И 12 406 404 402 102,7 112,6 122,5 451 229 428 16 8,5 37,5
508 114 508 114,3 11 7 8 9 486 rJ 100,3 98,3 96,3 135 руби с у) 18,5 20,9 23,3 533 цлиненной 133 228 резьбе 177 510,4 й 116,7 12,7 12,7 8,5 6 44,6 5,6
127 127 7 8 9 113 111 109 20,7 23,5 26,2 146 196 129,4 12,7 6 7
44
Продолжение табл. V-1
Условный диаметр трубы Трубы Муфты
Наруж- ный диаметр, D Тол- щина стенки, S Внутрен- ний диаметр, d Теорети- ческий вес 1 пог. Л1, кг Наруж- ный диаметр, Пм Длина, L Расточка Ширина торцевой плоско- сти, Теорети- ческий вес, кг
диа- метр, do дли- на, 10
Размеры, жм Размеры, мм
140 139,7 7 8 9 10 11 125,7 123,7 121,7 119,7 117,7 23,0 26,0 29,1 32.1 35,0 159 203 142,1 12,7 6,5 8,5
146 146 7 8 9 10 11 132 130 128 126 124 24,0 27,2 30,4 33,5 36,6 166 215 148,4 12,7 6,5 9,7
168 168,3 8 9 10 11 12 14 152,3 150,3 148,3 146.3 14<3 140,3 31,6 35,3 39,0 42,6 46,2 53,2 188 222 170,7 12,7 6,5 11,3
178 177,8 8 9 10 11 12 14 161,8 159,8 157,8 155,8 153,8 149,8 33,6 37,3 41,4 45,0 49,0 56,5 198 228 180,2 12,7 6,5 10,7
194 193,7 8 9 10 12 14 177,7 175,7 173,7 169,7 165,7 36,7 41,1 45,4 53,9 62,2 216 235 196,1 12,7 6,5 15,5
219 219,1 9 10 11 12 201,1 199,1 197,1 195,1 46,6 51,5 56,4 61,3 245 354 221,5 12,7 7,5 21,5
245 244,5 9 10 11 12 14 226,5 224,5 272,5 220,5 216.5 52,4 58,0 63,5 69,8 79,8 270 266 246,9 12,7 7,5 25,5
Примечания. 1. Трубы, размеры которых указаны в скобках, применять не рекомендуется. 2. При
вычислении теоретического веса относительный вес стали принят 7,85.
45
Таблица V-3
Рекомендуемые диаметры обточенных муфт обсадных труб, мм
Наружный диаметр трубы 168 219 273 324 377 426
Наружный диаметр необгоченной муфты .... 188 245 299 351 402 451
Наружный диаметр обточенной муфты 184 236 287 340 390 440
Резьбовые соединения с короткой, нормаль
Услов- ный диаметр трубы Наруж- ный диаметр трубы D Толщина стенки S Средний диаметр резьбы в основной плоскости ,гср Диаметр резьбы у торца трубы Длина резь
наруж- ный ds внутренний ds общая (до конца сбега резьбы) до основной плоскости (нитки с пол- ным профи- лем), 1
Резьбовые соединения с короткой
114 114,3 6-8 112,566 111,136 107,516 66,5 50,625
127 127 6 125,266 124,023 120,403 63,5 47,625
127 127 7-9 125,266 123,617 119,997 70 54,125
140 139,7 6 137,966 136,534 132,914 66,5 50,625
140 139,7 7—11 137,966 136,130 132,510 73 57,125
146 146 6,5—11 144,316 142,292 133,672 76 60.125
168 168,3 6 5—12 166,541 164,298 160,678 79,5 63,625
178 177,8 7—12 176,066 173,823 170,203 79,5 63,625
194 193,7 7 191,941 190,105 186,485 73 57,125
194 193,7 8—12 191,941 189,511 185,891 82,5 66,625
219 '219,1 7 217,341 215,317 211,697 76 60,125
219 219,1 8—12 217,341 214,723 211,103 85,5 69,625'
245 244,5 7 242,741 240,311 236,691 82,5 66,625
245 244,5 8-12 242,741 240,123 236,503 85,5 69 625
273 273,1 7 271,316 269,667 266,047 70 64,125
273 273,1 8—12 271,316 268,480 264,860 89 73,125
299 298,5 8—12 296,716 293,880 290,260 89 73,125
324 323,9 9-12 322,116 319,280 315,660 89 73,125
340 339,7 9—12 337.991 335,155 331,535 89 73,125
407 406,4 9—12 404,666 401,048 397,428 101,5 85,625
508 508 11 506,266 502,648 499,028 101,5 85,625
Резьбовые соединения
114 114,3 7-9 112,566 110,542 106,922 76 60,125
127 127 7—9 125,266 122,648 119,028 85,5 69,625
140 139,7 7—11 137,966 135,130 131,510 89 73,125
146 146 7—11 144,316 141,105 137,485 95 79,125
168 168,3 8—14 166,541 163,111 159,491 98,5 82,625
178 177,8 8—14 176,066 172,448 168,829 101,5 85,625
194 193,7 8-14 191,941 188,105 184,485 105 89,125
219 219,1 9—12 217,341 212,911 208,291 114,5 98,625
245 244,5 9—14 242,741 237,936 234,316 120,5 104,625
Примечания. 1. Концом сбега (последней риской резьбы на трубе) считается конец непрерывно
2. Размеры ds, ds, dt, Is, Ь и угол сбега 12° приведены в качестве справочных.
3. Толщина стенки под резьбой на конце трубы определяется из выражения tc=
4. Трубы с толщиной стенки 7 .и поставляются после пуска соответствующего оборудования.
5. Резьбы труб с условными диаметрами 351; 377 и 426 мм изготовляются по техническим ус
6. Трубы с толщиной стенки 6 мл» поставляются после пуска соответствующего оборудования.
46
Обсадные трубы поставляются длиной
от 9,5 до 13 м, допускается поставка
до 20% труб от 8 до 9,5 м и не более 10%
труб от 5 до 8 м.
Примеры условных обозначений обсад-
ных труб с условным диаметром 168 мм
и с толщиной стенки 12 мм и муфт
к ним:
— трубы с нормальной длиной резьбы
из стали 4 группы прочности Д обычной
точности изготовления:
труба 168 X 12 Д ГОСТ 632-64;
Таблица V-5
ной и удлиненной резьбами (размеры в л.л)
бы Диаметр цилинд- рической р асточки у торца муфты do Внутренний диаметр - резьбы в плоскости торца муфты d4 Длина цилинд- рической расточки Ц Расстояние от торца муфты до конца сбега резьбы на трубе при свинчивании от руки (натяг А) Расстояние от торца тру- бы до сере- дины муфты при свинчи- вании на станке X ь Натяг резьбы трубы (расстояние от измери- тельной плоскости калибра кольца до торца трубы)
от основ- ной плоскости до конца сбега, h сбег 1г
и нормальной длиной резьбы
15,875 7,248 116,7 129,4 129,4 142,1 142,1 148,4 170,7 180,2 196,1 196,1 221,5 221,5 246,9 246,9 111,230 123,930 123,930 136,630 136,630 142,980 165,205 174,730 190,512 190,512 215,912 215,912 241,312 241,312 12,7 9,5 12,5 19 12,5 19 12,5 125 12,5 12,5 22 12,5 22 12,5 15,5 12.5 3,2 9,7 3,2 9,7 3,2 3,2 32 3,2 12,7 3,2 12,7 3.2 6,2 3,2
15,875 с удлинен 15,875 7,248 ной резьб 7,248 275,5 275,5 300,9 326,3 342,1 408,8 510,4 ой 116,7 129,4 142,1 148,4 170,7 180,2 196,1 221,5 246,9 269,887 269,887 295,287 320,687 336,562 403,237 504,837 111,230 123,930 136,630 142,980 165,205 174,730 190,512 215,912 241,312 12,7 12,7 12,7 И 9,5 И 31,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 12,5 22,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 6,3 12,3 12,8 15,8 15,8 18,8 19,3 25,8 31,8
исчезающей нитки резьбы.
0,0090 + 1 мм, во должна быть не менее 2 мм.
ловиям, утвержденным в установленном порядке.
Рис. V-2. Профиль резь-
бы обсадных труб.
— муфты к тем же трубам:
муфта 168 Д ГОСТ 632-64;
трубы с удлиненной резьбой из стали
группы прочности Е обычной точности
изготовления:
труба 168 X 12 У-Е ГОСТ 632-64;
ж муфты к тем же трубам:
муфта 168 У-Е ГОСТ 632-64.
Таблица V-4
Размеры профиля резьбы (размеры в ли)
Параметры резьбы
Число ниток
8 на длине
25,4 лсл«
Шаг резьбы 5 ...........
Глубина резьбы hr .........
Рабочая высота профиля й2
Радиусы закруглений:
г .........................
О .....................
Зазор z....................
Угол уклона <р.............
Конусность 2 tg tp.........
3,175
1,810
1,734
0,508
0,432
0,076
1° 47' 24"
1 : 16
В табл. V-4 по рис. V-2 приведены про-
филь и размеры профиля резьбы труб
и муфт к ним, а в табл. V-5 по рис. V-3 —
размеры резьбовых соединений.
Безмуфтовые обсадные трубы
При бурении в рыхлых неустойчивых
породах, а также при проходке песков-
плывунов, когда обсадные трубы опере-
жают буровой снаряд, целесообразно поль-
зоваться обсадными трубами безмуфто-
вого соединения. Соединение этих труб
между собой осуществляется «труба
в трубу», т. е. на одном конце трубы наре-
зается внутренняя резьба, а на другом
наружная.
Обсаживать скважину трубами такой
конструкции, а также извлекать их при
ликвидации скважины значительно легче,
чем при трубах, соединенных муфтами.
Для безмуфтового соединения можно
использовать стальные бесшовные горяче-
катаные трубы по ГОСТ 8732-58 (табл. V-6,
рис. V-4).
рукой.
на станке
Рис. V-3. Резьба
обсадных труб.
48
Рис. V-4. Безмуфтовое резьбовое
соединение обсадных труб.
Таблица V-6
Трубы стальные бесшовные горячекатаные (размеры в мм)
Наружный диаметр труб А Б В Г Д Е Ж
168 168 144 156 161 161,5 151 100
219 219 194 207 212 212,5 202 100
Примечание. Профиль резьбы, конусность и число ниток на длине 25,4 мм по ГОСТ 632-64.
Для крепления стенок скважин больших
диаметров применяют стальные электро-
сварные трубы по ГОСТ 10706-63
(табл. V-7). Соединение этих труб осуще-
ствляют при помощи электро- или газо-
сварки.
чается риской, а совпадающие направля-
ющие и упорные планки нумеруют одним
и тем же номером. Первую трубу убирают,
а на ее место передвигают вторую трубу,
на место же второй укладывают третью
Рис. V-5. Стеллаж для стыковки труб
перед сваркой.
Перед сваркой и спуском труб в сква-
жину следует проверить точность их уста-
новки.
Трестом Союзшахтоосушенпе разрабо-
тан следующий способ предварительной
подгонки свариваемых труб.
Из труб диаметром 168—219 мм устра-
ивают стеллаж длиной 11—12 м (рис. V-5).
На этот стеллаж укладывают две трубы.
Вращая одну из них, подбирают такое
положение, при котором зазор в стыковом
соединении будет наименьшим. Затем на
конце одной трубы приваривают три напра-
вляющие планки, а на другой — упорные
(рис. V-6). Взаимное положение труб отме-
Рис. V-6. Направляющие планкп на сва-
риваемых трубах.
1 — направляющие планки; в — упорные план-
ки; з — направляющие риски; 4 — обсадные
трубы.
п т. д., и вновь подгоняют и нумеруют
трубы в указапном порядке.
После того как будет подогнано и раз-
мечено необходимое количество труб, их
доставляют на место, где при наращивании
труб (перед сваркой) вновь тщательно
проверяют вертикальность колонны. Для
сварки труб рекомендуется применять элек-
троды ОМУ-1 марки 3-50. Средний расход
указанных электродов составляет 1,8 кг
на 1 кг наплавленного металла.
4 Заказ 1050
49
Таблица V-7
Продолжение табл. F-7
Трубы стальные электросварные
Наружный диаметр труб, мм Толщина стенки, мм Теоретиче- ский пес 1м, кг Наружный диаметр труб, Толщина стенки, мм геиретиче- ский вес 1 му кг
426 5 51,91 920 7 157,6
6 62,15 8 179,9
7 72,33 9 202,2
8 82,47 10 224,4
9 92,56 11 246,6
10 102,6 12 268,7
11 112,6 13 290,8
12 122,5 14 312,8
478 5 58,33 1020 8 199,7
6 69,84 9 224,4
7 81,31 10 249,1
8 92,73 11 273,7
9 104,1 12 298,3
10 115,4 13 322,8
11 126,7 14 347,8
12 137,9
530 6 77,39 1120 8 219,4
7 90,11 9 246,6
8 102,9 10 273,7
9 115,4 11 300,8
10 128,0 12 327,9
11 140,5 13 354,9
12 153,0 14 381,9
630 6 92,33 1220 9 268,8
8 107,5 10 298,4
8 122,7 11 328,0
9 137,8 12 357,5
10 152,9 13 387,0
11 167,9 14 416,4
12 182,9
720 7 123,1 1320 9 291,0
8 140,5 10 323,0
9 157,8 11 355,1
10 175,1 12 387,1
11 192,3 13 419,0
12 209,5 14 450,9
Наружный диаметр труб, лш Толщина стенки, мм 1еиретиче- ский вес 1 Му кг Наружный диаметр труб, лыи Толщина стенки, мм теоретиче- ский вес 1 Му кг
820 7 140,3 1420 10 347,7
8 160,2 11 382,2
9 180,0 12 416,7
10 199,8 13 451,1
И 219,5 14 485,4
12 239,1
13 258,7 •
14 278,3
Трубы муфтовые
Для изготовления запасных муфт
и башмаков могут быть использованы муф-
товые трубы (табл. V-8).
Таблица V-8
Трубы муфтовые (сортамент
и ТУ ЧМТУ 3337-53)
Размеры труб, мм К АХ Размеры труб, мм
I сб h й К Р - Е* । л % ® Сб Я а s 5
О Л*4 ° О се о.**
Ри 2 и S аан о ® Н о £ К t-i PJ
133 14 41,69 298 20 137,12
166 16 59,19 325 20 150,44
188 18 75,46 351 22 178,50
216 18 87,89 402 22 206,17
243 19 104,96 451 22 232,76
269 19 117,14
Трубы асбоцементные
Опыт применения асбоцементных труб
подтверждает целесообразность широкого
их внедренпя. По сравнению со стальными
обсадными трубами асбоцементные при
бурении скважин на воду дают экономию
металла около 50—60 кг на 1 м скважины
и снижение стоимости на 60—65%. Асбо-
цементные трубы значительно легче метал-
лических, они не подвержены коррозии,
что особенно важно при эксплуатации
скважин с агрессивными водами, содержа-
щими повышенное количество хлористого
натрия, сероводорода, углекислого газа,
йода, брома и т. д.
59
Трубы асбоцементные водопроводные по ГОСТ 539-65 (размеры в л.и)
X Т12 1111g СО 00 см см мо О со МО О СО СО к ф и i te- st
я CQ •ч-t ч—< см см X* МО в а й мм с цил
со f» Ь о ВТ9 чН СО чН мо см со СО МО мо СО 134 00 со ч—< со со см 315 466 & £ С га 'g » сб
*£> 146 и о о о
и ё н и < чЙ см см со §> о S •чН см S со t I С Сб § я
ю ОЗ
Спр вт; чН СО чН см 24 см со СО мо СО со 142 145 185 279 Ш ик ВЩСОШ ОЭ.
И § ВТ12 1 1 1 1 200 200 200 200 006 200 200 S а £ органа □D э
а обточс концов ВТ9 350 350 350 350 350 350 350 350 О ОО со 380 380 С & S планирующими Проходами 600:
Длин ВТЗ, ВТ6 300 300 300 300 300 300 300 60S 360 360 400 ь а i
га на у бы L О МО О мо 05( и 3950 и 3950 )50 О мо о МО ost О МО СО МО S с •6 1 “ 3- s ё S S § В-
З-а чь СМ 03 СМ 2950 2950 СО со СО со СО СО 2 сб fi W И о W О j о
и S о ВТ12 1 1 1 1 17,0 21,5 23,0 МО см 32,0 36,0 45,5 S к 7 8 J 19 - S : и BTG
Ю гл °§ к tf ° 8 «2 ВТ9 0*6 9,0 11,0 ; 12,о О №< ч-з 16,0 19,0 23,0 27,0 30,0 СО со со [НЫХ тр эбовани] эок ВТЗ
fi а сте НИХ Р ВТ6 9.0 0'6 9,0 0*01 11,0 14,0 15,0 17,5 19,5 со СО мо. чугув по тр< «3 S ю
S ь» « ё
1 ВТЗ 9,0 9,0 0*6 9,0 001 10,0 12,0 13,0 15 0 17,0 21,0 1 внутреннему диаметр; груб больших диаметро !НТНЫХ 1
ОбтО- D ВТ 12 1 1 1 1 169 224 274 325 376 428 532 ° Ё О Й5
ай диаметр ых концов ; ВТ9 СО СО СО О 122 143 169 221 273 325 376 428 532 условиям ? ми цод зачс
СО Н Og со 00 со СО о. мо ч—i & и
И И « я К ф И ч—> см СМ со со хг МО ЭТОТ! 'ОНН Bi
§ к ВТЗ 68 со О 118 137 161 209 259 305 352 402 498 Е ® § ’g S 3 « § 5хничес1 тыми му
t’ Й р- И с7 £ о ВТ12 1 1 1 1 135 181 228 270 312 356 441 4 * 5 S Е" Ь « и <* ф S 2 К ф S tr
&Е и S ии СО СО С» ЬЬЬ ЙЙЙ О ю мо 100 119 141 189 235 279 322 СО СО со 456 5§° SgS по республика! рическими асбс
-odn * оЛОе Кох И1ЧНН01ГЭЛ о МО мо 100 125 150 200 250 300 350 400 500 * сК ю f>» р- ь
4*
51
Наряду с преимуществами асбоцемент-
ных труб перед металлическими они имеют
ряд недостатков. Основной их недоста-
ток — хрупкость и ограниченная прочность
на гидростатический напор (9—12 кПсм2),
непригодность для забивки или посадки
расхаживанием, поэтому применять эти
трубы можно в основном при роторном
«способе бурения или при наличии в сква-
жине устойчивых, необрушивающихся по-
род. Вследствие большой толщины стенок
необходимо, чтобы диаметр скважины был
на 75—100 мм больше, чем наружный
диаметр скважины при обсадке метал ли-
•ческими трубами. Возможности бурения
в скважине, обсаженной асбоцементными
трубами, ограничены.
Аварии, связанные с креплением сква-
жин асбоцементными трубами, происходят
в основном из-за недостаточной опытности
суровой бригады пли вследствие несовер-
шенства соединения труб и способа их
погружения.
Асбоцементные трубы
и муфты к ним
Для обсаживания скважин на воду
применяют асбоцементные трубы (ГОСТ
539-65), предназначенные для водопроводов
Соединение асбоцементных труб
Основные способы соединения асбоце-
ментных труб для спуска их в скважину
следующие.
Рис. V-8. Резьба 2 нитки на длине 25,4 мм.
1. Резьбовое соединение на стальных
или чугунных муфтах. Муфты изготовляют
из обсадных труб, наружный диаметр
которых равен соответствующему наруж-
ному диаметру асбоцементных труб. Число
Рис. V-9. Резьба 3 нитки на длине 25,4 мм.
Рис. V-7. Асбоцементная труба.
с рабочим гидравлическим давлением 3, 6,
9 и 12 кГ/сл2 (изб.) (табл. V-9, рис. V-7,
табл. V-10).
ниток резьбы 2 или 3 на длине 25,4 мм,
профиль резьбы трехгранный со срезанной
вершиной (рис. V-8 и V-9).
2. РеЗьбовое соединение на муфтах, из-
готовленных из асбоцементных труб того
же диаметра. Для этого соединения наре-
зается ленточная резьба 4 нитки на длине
25,4 мм (табл. V-11, рис. V-10).
При использовании асбоцементных труб
для крепления стенок скважины необхо-
димо, чтобы диаметр забойного инстру-
Таблица V-10
Размеры стальных и асбоцементных труб (по ГОСТ 632-64 и ГОСТ 539-65)
Диаметр труб, льи Наружный диаметр муфт, мм Теоретический вес 1 м трубы, кг
стальных асбоцементных асбоцемент-
наружный внутренний м ных * К
наруж- ный внут- рен- ний втз ВТ6 ВТ9 ВТ12 втз, ВТ6, ВТ9 ВТ12 стальн вмз ВМ6 к л ° Сб е ВТЗ ВТ6 ВТ9 ВТ12
168 154 161 163 168 141 135 188 206 211 27.8 8,10 8,86 10,9 12,6
219 205 209 217 224 189 181 243 252 269 36,6 13,9 20,25 24,1 30,0
273 255 228 259 265 235 228 298 305 313 58,6 21,9 26,9 33,9 38,5
325 305 305 314 324 279 270 351 351 365 77,7 35.9 36,9 47,3 55,2
52
Таблица V-11
Муфты асбоцементные (размеры в мм)
Диаметр
асбоцементной
трубы
D
di
d£
da
Число
ниток
на 1"
Заслуживает внимания конструкция
безрезьбового муфтового соединения асбо-
цементных труб, предложенная в 1961 г.
В. М. Гаврилко. Это соединение (рис. V-11)
состоит из фанерной муфты 1, резиновых
168/141
224/189
265/235
168
224
265
159
209
-257
154
204
252
141
189
235
4
мента был на 75—100 мм больше соответ-
ствующего наружного диаметра асбо-
-цементной трубы (табл. V-12).
г — —:
Рис. V-10. Муфта из асбоцементной
трубы с ленточной резьбой.
Рис. V-11. Муфтовое
соединение из фанер-
ного шпона.
Испытания на разрыв асбоцементных
труб диаметром 168/141 мм, соединенных
асбоцементными муфтами, показали, что
они выдерживают нагрузку до 3710 кГ,
что соответствует колонне труб длиной
270 м. Учитывая, что трубы с муфтовым
соединением ослаблены вследствие рас-
точки под резьбу, применять их на глу-
бину свыше 100 м следует весьма осто-
рожно.
3. Безрезьбовое муфтовое соединение.
Для этого можно использовать обычные
асбоцементные муфты с резиновыми коль-
цами по ГОСТ 539-59.
Таблица V-12
Размеры долот и обсадных
асбоцементных труб (в мм)
Наружный Диаметр долота Разница в диаметрах (минимальная)
диаметр асбоце- ментных труб । о S о s s «ьй _ йЗ Ф о« в й г>, к •^ ° р при ударно- : канатаом бурении I •орпом >ении
&Й сб >> ао к» И схю 0.0 И 0-10
135—168 248 269 80 101
202-224 298 295 74 71
259—274 345 346 71 72
305—324 394 394 70 70
колец 4 и прокладок 3. Соединение ука-
занной конструкции, кроме повышенной
прочности стыкового соединения труб 2,
обеспечивает надежную герметичность.
СТАЛЬНЫЕ КАНАТЫ
Канаты (тросы) изготовляются из сталь-
ных проволок, свитых в пряди. Наиболее
применимы в бурении шестипрядные ка-
наты с сердечником из пеньки, пропитан-
ной битуминозными веществами.
Проволока для каната может быть оцин-
кованная или светлая (неоцинкованная).
Оцинковка предохраняет канат от разру-
шающего действия атмосферных влияний,
но из-за того, что она производится в горя-
чем состоянии, механические свойства про-
волоки снижаются.
По роду, направлению и виду свивки
канаты изготовляют: обыкновенные и не-
раскручивающиеся с применением предва-
рительной деформации проволок или пря-
дей: правой или левой свивки по направле-
нию свивки верхнего ряда проволок; по
роду свивкп: крестовой, односторонней
или комбинированной (рис. V-12a, б, е,
г, д).
В канате крестовой свивки направление
прядей противоположно направлению про-
волок в отдельных прядях, поэтому на-
53
Рис. V-12. Виды
а — правая крестовая;
б — левая крестовая;
в — правая односторон-
няя; г — левая односто-
ронняя; 0 — комбиниро-
ванная односторенняя.
свивки канатов.
правление проволок почти совпадает с на-
правлением оси каната. Канаты крестовой
свпвки раскручиваются незначительно.
В канате односторонней свивки направле-
ния свивки проволок и прядей совпадают;
проволоки располагаются под некоторым
углом к оси каната.
По сравнению с канатом крестовой
свивки канаты односторонней свивки
больше раскручиваются. В канате ком-
бинированной свивки проволоки в смеж-
ных прядях свиты в противоположном
направлении. Поэтому в одной пряди про-
волоки расположены параллельно канату,
а в другой — под некоторым углом
к ней.
Для оснастки талевой системы, а также
в качестве желоночных канатов следует
брать канаты крестовой свивки как правой,
так и левой. В качестве бурильных канатов
(инструментальных) применяют канаты
левой крестовой свивки. Для вспомога-
тельных целей можно применять в зави-
симости от условий работы и назначения
различные канаты. Желоба направля-
ющих и рабочих блоков на станке и мачте
(вышке) должны быть достаточной вели-
чины во избежанпе излишнего трения в них
или защемления каната. Но они не должны
быть слишком велики, так как при этом
уменьшается поверхность соприкоснове-
ния между канатом и шкивом, что вызы-
вает скольжение (буксование) каната в же-
лобе и увеличение износа поверхности
каната и футеровки желоба. Нельзя также
применять шкивы и блоки с желобами
клинообразной формы. При такой форме
желоба происходит заклинивание каната
и быстрый его износ.
При выборе каната следует исходить
из его разрывного усилия, указанного
в заводском паспорте, и коэффициента
безопасности, принимаемого в сред-
нем 3,5.
Например, согласно табл. V-13 (и. 5)
(ГОСТ 3071-55) канат диаметром 17,5 мм
имеет предел прочности 170 кГ/мм? и раз-
рывное усилие 15 500 кг. Следовательно,
его допустимая рабочая нагрузка будет
равна 15 500 : 3,5 = 4,43 т.
Максимальная рабочая нагрузка на
подъемном крюке определяется весом наи-
более тяжелой колонны бурильных или
обсадных труб.
Допустим, что скважина глубиной 400 м
имеет одноколонную конструкцию (кон-
дуктор диаметром 273 мм на глубину
100 м, бурильные трубы диаметром 73 мм,
эксплуатационная колонна диаметром
168 мм на глубину 400 м).
При этих условиях наиболее тяжелая
нагрузка на подъемный крюк будет
от веса эксплуатационной колонны
диаметром 168 мм, равная 400 X 39 =
= 15,6 т.
Следовательно, в этом случае канат
должен быть оснащен 15,6 : 4,43 3 рабо-
чими концами (т. е. 2 X 1).
Наиболее нагруженным и быстро изна-
шивающимся концом каната является ходо-
вой, навиваемый и разматывающийся с ба-
рабана буровой лебедки во время подъ-
ема колонны бурильных или обсадных
труб.
Действительное наибольшее значение
натяжения, развивающегося у ходового
конца каната, определится по формуле
Р — ст 4~ PpjtHt (V-1)
где РСТ — статическая нагрузка на канат;
Рд1Ш — дополнительная динамическая на-
грузка на канат во время подъема.
54
Таблица V-13
Техническая характеристика стальных канатов
1. Канат (трос) типа ЛК-0 6x19 = 114 проволок ГОСТ 2688-55
(прядь 1+64-6; 6)
Диаметр, льи Разрывное усилие каната, не менее, кг Вес 100 м каната, кг
каната проволоки
центральной 1-го слоя 2-го слоя от до
малого размера большого размера
4,2 0,31 0,28 0,24 0,31 830 1 420 6,54
4,6 0,34 0,31 0,26 0,34 1 000 1 640 7,87
5,0 0,37 0.34 0,28 0,37 1 190 1 870 9,35
5,4 0,40 0.37 0,31 0,40 1 410 2 210 11,09
6,8 0,50 0,45 0,37 0,50 2 110 3 030 16,65
8,1 0,60 0,55 0,45 0.60 3 110 4 440 24,42
8,8 0,65 0,60 0,50 0,65 3 700 5 300 29,10
9,5 0,70 0,65 0,55 0,70 4 360 6 240 34,23
11,5 0,85 0,75 0,65 0,85 6 150 8 785 48,22
12,5 0,90 0,80 0,70 0,90 6 970 9885 54,75
13,5 0,95 0,85 0.70 0,95 7 620 10 885 59,76
15,0 1,10 1,00 0,80 1,10 10 200 13 850 80,50
16,5 1,20 1,10 0,90 1,20 12 400 16 850 97,50
17,5 1,25 1,15 0,95 1,25 13 620 18 480 106.80
19,5 1,40 1,30 1,05 1,40 17 050 23 150 134,00
21,0 1,55 1,40 1,20 1,55 20 800 28 225 163,10
22,0 1,60 1,45 1,20 1,60 21 900 29 750 172,10
24,0 1,75 1,55 1,35 1,75 26 235 35 600 205,70
25,0 1,80 1.65 1,40 1,80 28 400 38 550 223,10
2. Канат (трос) типа ЛК-РО 6x36 = 216 проволок ГОСТ 7668-55
(прядь 1+7+7; 7 + 14)
Диаметр, мм Разрывное усилие каната не менее, кГ Вес 100 м каната, кг
каната проволоки
центральной проволоки в прядях 1-го слоя 2-го слоя 3-го слоя от ДО
большого размера малого размера
18,0 1,10 0,80 0,80 0,60 1.0 12 350 19 550 117,4
19,5 1,20 0,90 0,90 0,65 1,1 15100 23 900 143,6
21,5 1,30 1,00 1,00 0,70 1,2 18 150 28 750 172,6
23,5 1,45 1,05 1,05 0,80 1,3 21 150 33 450 200,8
25.0 1,55 1,15 1,15 0,85 1,4 24 750 39 150 234,9
3. Канат (трос) Tima ТЛК-0 6X31 = 186 ГОСТ 7679-55 (прядь 1 + 6+12+12)
Диаметр, мм Разрывное усилие каната, не менее, кГ Вес 100 Ju каната, кг
каната проволоки
центральной 1-го слоя 2-го слоя 3-го слоя от до
6,9 0,34 0,31 0,31 0,45 2 380 3 580 19,1
7,7 0,37 0,34 0,34 0,50 2 910 4170 23,3
9,2 0,45 0,40 0,40 0,60 3 560 5 930 33,2
«6
55
Продолжение табл. V-13'
Диаметр, мм Разрывное усилие каната, не менее, кг Вес 100 м каната, кг
каната проволоки
центральной i-го слоя 2-го слоя 3-го слоя от до
11,0 0,50 0,45 0,45 0,70 4 690 7 430 43,8
12,0 0,55 0,50 0,50 0,75 5 550 8 750 51,7
13,0 0,60 0,55 0,55 0,85 6 990 11 000 64,8
14,0 0,65 0,60 0,60 0,90 7 990 12 600 74,5
15,0 0,70 0,65 0,65 0,95 9 090 14 400 84,5
15,5 0,70 0,65 0,65 1,00 9 640 15 250 90,0
17,0 0,75 0,70 0,70 1,10 11 460 18 150 107
17,5 0,80 0,75 0,75 1,15 12 790 20 250 119
18,5 0,85 0,80 0,80 1,20 14 150 22 409 132
20,0 0,90 0,85 0,85 1,30 16 350 25 900 152
21,5 0,95 0,90 0,90 1,40 18 700 29 650 174,7
23,0 1,1 1,00 1,00 1,50 22 100 35 000 206,3
25,5 1,2 1,10 1,10 1,65 26 850 42 500 250,4
П родолжение табл. V-13
к. Канат (трос) 6x19 = 114 проволок
и один органический сердечник, свивка
крестовая, комбинированная или
односторонпяя и левая ГОСТ 3070-55
(прядь 1 + 6+12)
Продолжение табл. V-13
5- Канат (трос) 6 X 37 =222 проволоки
в один органический сердечник. Свивка
крестовая, комбинированная или
односторонняя правая и левая
ГОСТ 3071-55 (прядь 1 + 6+12 + 18)
Диаметр, мм Разрывное усилие каната не менее, кГ Вес 100 м каната, кг
каната проволо- ки от до
3,0 0,20 486 790 3,40
3,1 0,22 588 952 4,10
3,4 0.24 600 1 130 4,68
4,0 0,26 771 1 230 5,73
4,4 0,28 892 1420 6,65
4,8 0,31 1 090 1 750 8,15
5,3 0,34 1 220 1920 9,81
5,7 0,37 1460 2 290 11,66
6,2 0,40 1 700 2 670 13,60
7,7 0,50 2460 3 790 21,17
9,3 0,60 3 280 5 480 30,57
11,0 0,70 4 470 7 080 41,59
12,5 0,80 5 840 9 230 54,33
14,0 0,90 7 390 11650 68,70
15,5 1,00 9 090 14450 84,80
17,0 1,10 11 000 17 400 102,60
18,5 1,20 13 100 20 700 122,00
20,0 1,30 15 400 24 300 143,30
22,0 1,40 . 17 850 28 300 166,30
23,5 1,50 20 400 32 350 190,10
25,0 1,60 23 300 36 950 217,10
Диаметр, мм Разрывное усилие каната не менее, кГ Вес 100 л& каната, кг
каната проволо- ки от ДО
4,8 0,22 1 100 1796 7,93
5,2 0,24 1 310 2132 9,42
5,7 0,26 1440 2 320 11,07
6,1 0,28 1 680 2 680 12,85
6,7 0,31 2 050 3 290 15,74
7,4 0,34 2 310 3 630 18,93
8,0 0,37 2 740 4 320 22,51
8,7 0,4 3 200 5 040 26,27
11,0 0,5 4 630 7 130 40,86
13,0 0,6 6 180 10 250 59,00
15,5 0,7 8 400 13 250 80,27
17,5 ' 0,8 10 950 17 350 104,8
19,5 0,9 13 850 21 950 132,6
22,0 1,0 17 200 27 250 164,6
24,0 1,11 20 800 33 000 199,1
26,0 1,2 24 850 39 400 237,7
56
Статическая нагрузка на канат опре-
делится по формуле
рст= (V-2)
•где Q — максимальный вес поднимаемой
колонны (в данном случае 15,6 т); п —
число вращающихся роликов талевой си-
стемы (п = 3); Р — к. п. д. (в данном
случае р = 92).
Значение к. п. д. роликов в блоке при-
ведено ниже.
Число роликов . . 1 2 3 4
К. п. д. стального
каната......... 0,97 0,94 0,92 0,90
Число роликов . . 5 6 7 8 9
К. п- д. стального
каната......... 0,89 0,87 0,86 0,81 0,80
После подстановки получим:
„ 0,92s (0,92—1)
Ат— 0 928—1 15,6 — 4,37 тс.
Динамическая нагрузка в ходовом конце
стального каната определяется
V
Рцкк — Pct — ,
(V-3)
где Рст — статическая нагрузка на ка-
нат, равная 4,37 т; V — скорость подъема
крюка: на I скорости 0,51, на II — 0,87
и на III — 1,45 м/сек (для буровой уста-
новки типа УРБ-ЗАМ, при подъеме боль-
ших грузов принимаем I скорость равной
0,51 м/сек); q — ускорение силы тяжести,
равное 9,81 м/сек; t — время разгона дви-
гателя, принимаемое равным 1 сек.
Следовательно,
„ 4,37 X 0,51 п
Рдин — 9 81 * 1 — ^’23 ’ПС'
Наибольшее значение натяжения ходо-
.1)010 конца будет
Р=4,37 + 0,23= 4,6 тс.
Уход за канатом
при эксплуатации
1. Канат необходимо смазывать 3—4 раза
в неделю.
2. При смазывании канат должен нахо-
диться под возможно меньшей нагрузкой.
3- Для смазки каната нельзя применять
нефть из-за содержания в ней примесей,
врэдно действующих на пеньку сердечника
и стальную проволоку. Рекомендуется при-
менять второстепенные сорта машинного
масла, смесь из 90% солидола и 10%
битума или смазочный мазут. Упомянутую
смесь следует перед употреблением подо-
гревать.
4. Нельзя наносить смазку на канат
непосредственно рукой, так как лопнув-
шими и отогнутыми наружу проволоками
можно поранить руку.
5. Смазка должна протекать через всю
толщу каната и хорошо пропитывать пень-
ковую сердцевину.
6. Необходимо систематически про-
верять ролики кронблока и талевого блока
и следить за их смазкой. Канавки в роли-
ках не должны иметь трещин, выкрошен-
ных мест и не должны быть задраны.
7. Диаметр роликов талевой системы
должен соответствовать размеру и кон-
струкции применяемого каната.
8. Желобки роликов должны быть глад-
кими, чтобы канат во время работы не
заклинивался в них. Диаметр желоба
ролика обычно берется на 1—2 мм больше
диаметра каната.
9. Нельзя пользоваться канатом на ро-
ликах, диаметр канавки которых рассчитан
на канат меньшего диаметра.
10. При оснастке талевого механизма
необходимо следит)., чтобы во время работы
трение каната о боковые поверхности кана-
вок роликов было наименьшим, а канатные
ролики имели минимальное сопротивление
вращению и были тщательно смазаны.
11. Недопустимо трение каната о защит-
ные кожухи кронблока и талевого блока.
Необходимо устранять возможность со-
прикосновения каната с этими деталями.
12. Для увеличения срока службы тале-
вых канатов делают переоснастку талей,
причем наиболее изношенный «ходовой»
конец каната закрепляют неподвижно,
а бывший «мертвый» конец становится
«ходовым».
13. При работе необходимо избегать вне-
запных изменений скоростей и резких
нагрузок на канат, так как это может
повлечь за собой обрывы отдельных про-
волок, прядей. Необходимо избегать подъ-
ема инструмента «рывком».
14. Запрещается ударять по канату
стальными молотками, топором или ломом,
так как можно повредить и даже разрушить
отдельные проволоки каната.
15. Необходимо избегать ненужных пере-
гибов каната. Резкие перегибы каната
вызывают разрушение отдельных проволок
даже при незначительных нагрузках на
канат.
16. При подъеме инструмента канат сле-
дует укладывать на барабан виток к витку
вплотную; витки каждого следующего ряда
должны ложиться в углубления, образу-
емые витками предыдущего ряда.
57
17. При наматывании на барабан ле-
бедки канат все время должен быть натя-
нут.
18. Все рабочие канаты перед началом
смены должны быть осмотрены буриль-
щиком. Кроме того, талевые канаты и ка-
наты для подъема мачт (вышек) должны
подвергаться ежедекадному осмотру по
всей длине, производимому буровым масте-
ром, с занесением результатов осмотра
в буровой журнал, а также разовому
осмотру по всей длине после работы па
предельных нагрузках.
19. Канат, применяемый для спуско-
подъемных операций, должен быть забра-
кован’и заменен новым, если: одна прядь
оборвана; на длине шага свивки каната
диаметром до 20 мм число оборванных
проволок составляет 5%, а диаметром
свыше 20 мм — более 10%; износ по диа-
метру каната составляет более 10%.
20. Неподвижный («мертвый») конец та-
левого’каната необходимо закреплять так,
чтобы канат не касался каких-либо частей
мачты, а конец каната был закреплен
не менее чем тремя винтовыми зажи-
мам и.
21. Соединять канат с подъемными ин-
струментами следует при помощи коуша
и винтовых зажимов.
22. Сращивать канат, заплетая свобод-
ные концы, необходимо так, чтобы длина
заплетенной части составляла не менее
300 мм.
Транспортирование
и хранение каната
23. При транспортировании, погрузке
и выгрузке канатов, поставляемых на
барабанах, не следует их сбрасывать с же-
лезнодорожной платформы или с автомо-
биля. Особенно осторожно нужно грузить
и выгружать канаты, упакованные в бух-
тах, так как при этом их легче повредить.
24. Новый канат необходимо хранить
в сухом месте во избежание порчи его
от ржавчины.
25. При отсутствии сухого помещения
для хранения каната бухту необходимо
распустить и канат смазать.
26. Если канат распущен из бухты, то
его не надо свивать кольцами малого
диаметра.
27. Канат, бывший в употреблении, при
сдаче на склад необходимо очистить от
грязи и смазать.
28. Хранящийся на буровой канат сле-
дует оберегать от ударов, сплющивания
тяжелыми предметами, а также от загряз-
нения песком и глинистым раствором.
Глава VI
УДАРНО-КАНА ТНОЕ БУРЕНИЕ
СТАНКИ
УДАРНО-КАНАТНОГО БУРЕНИЯ
Буровой ударно-канатный станок
УКС-22м1
Буровой станок УКС-22м1 предназначен
для бурения ударно-канатным способом
•скважин для осушения обводненных место-
рождений полезных ископаемых, до-
ставки через скважины крепежного мате-
риала, подачи воздуха для вентиляции
и т. д. Он получил широкое применение
при бурении скважин в целях технического
и питьевого водоснабжения.
В проект станка УКС-22м1 внесены
изменения и дополнения, учитывающие
недостатки, выявленные в процессе экс-
плуатации этого станка, в связп с чем он
получил название УКС-22м1.
Изменения в основном коснулись меха-
низма подъема мачты, усиления мачты
и рамы станка; изменены также некоторые
узлы механизма, улучшающие работоспо-
собность станка в целом.
Техническая характеристика
Наибольший начальный диа-
метр бурения, мм . . 600
Наибольшая глубина буре-
ния, м ............. до 300
Ударный механизм:
число ударов бурового
снаряда в минуту . . 40—45—50
вес бурового снаряда, кг 1300
высота подъема бурового
снаряда над забоем,
мм .... от 300
до 1000
Грузоподъемность бараба-
нов, кг
инструментального . 2000
желоночного 1300
талевого . 1500
Средняя скорость навивки
канатов па барабан, м/сек-.
инструментальный . 1,1—1,37
желоночный ..........1,26—1,56
талевый ................ 0,8—1,02
Изменение числа ударов бу-
рового инструмента и ско-
ростей навивки канатов на
барабан . . Сменой
приводных
шкивов на
электро-
двигателе
Диаметры канатов, мм:
инструментального 22
желоночного . . . . 15,5
талевого.................. 15,5
Канатоемкость барабанов, м:
инструментального 350
желоночного . 350
талевого . . 135
Мачта:
высота от устья скважи-
ны до оси инструмен-
тального ролика, м 12,25
грузоподъемность мачты,
кг . .......... 12 000
Электродвигатель АО2-72-6
мощность, кет .... 22
число оборотов в минуту 1000
напряжение, в 220/380
Привод основного электро-
двигателя:
ремень ................ В-6300
количество ремней ' 6
приводной втулочно-ро-
ликовой цени инстру-
ментального барабана,
м . . . 38,1
Подвод электроэнергии от
воздушной линии к станку шланговый
кабель
ГРШС
Сечение кабеля ... 3 X 25 -ь
-ь 1 X 10
59
Габаритные размеры, м:
в рабочем положении:
длина ..................
ширина .............
высота ........
в транспортном положении:
длина ................
ширина .............
высота..............
Вес станка (с мачтой, элек-
тродвигателем и каната-
ми), т, ................
Способ передвижения станка
Скорость передвижения стан-
ка по шоссе, км/ч-.
на пневматических по-
крышках ................
на металлических скатах
5,8
2,3
12,75
8,5
2,3
2,75
7,6
колесный
ход, при-
цепной
до 20
до 6
Основные механизмы станка
и их взаимодействие
Станок УКС-22м1 (рис. VI-1) состоит
из следующих основных узлов: главного
вала 1, инструментального барабана 4,
ударного механизма 5, желоночного 6 и та-
левого 7 барабанов, станины, мачты, меха-
низмов управления станком, блока управле-
ния электроприводом и привода станка.
Привод главного вала 1 осуществляется
от электродвигателя 3 посредством клино-
ременной передачи. От главного вала 1
.через зубчатые передачи приводятся в дви-
жение ударный механизм 5, желоночный 6
и талевый 7 барабаны. Вклюнаются эти
передачи при помощи фрикционных муфт,
расположенных на главном валу.
Инструментальный барабан 4 приво-
дится в движение от того же главного
вала при помощи цепной передачи.
На раме станка, в месте расположения
рукояток управления станком, устано-
влены кнопки магнитного пускателя элек-
тродвигателя 2.
Спуско-подъемные операции произво-
дятся при помощи телескопической мачты S
с подвижным трехроликовым блоком.
При буренпи мачту раскрепляют канат-
ными и трубчатыми растяжками.
Для облегчения подъема деталей. буро-
вого снаряда при его сборке и разборке
на мачте установлена консольная кран-
балка 9 с подвижной червячной талью.
Для работы в ночное время на станке
предусмотрены светильники, для питания
которых в корпусе блока управления
установлен понижающий трансформатор
380/12 е.
Измененпе числа ударов бурового сна-
ряда достигается путем смены шкивов-
на валу электродвигателя, обеспечива-
ющего три скорости вращения главного
вала, а следовательно, и всех сопряженных
с ним механизмов.
Изменение величины хода бурового сна-
ряда обеспечивается путем перестановки
пальцев в кривошипах ударного меха-
низма.
Подача бурового снаряда на забой и ве-
личина подвески его над забоем регули-
руются путем стравливания каната с ин-
струментального или желоночного бара-
банов при помощи ручного ленточного
тормоза.
Все движущиеся части станка закрыты
ограждениями.
Транспортируется станок на прицепе
трактора или автомашины.
На рис. VI-2 представлена кинемати-
ческая схема станка УКС-22м1.
Главный вал (рис. VI-3) является рас-
пределительным органом станка. От элек-
Рис. VI-2. Кинемати-
ческая схема станка
УКС-22м1.
60
Рис. VI-1. Общий вид станка УКС-22м1.
В к га га б
в О g S Я
Б ин М аМ
о
Й
сб
га
од
S
га
сз
R
С-н
сб
>
В
Б S
о Б ^?2
Po&s Б,
е
Б g °*
Б Д га
«= Б Б Б .«
и g га га
и- «£ Ц
В б § о о
2 <з-> га5а
S а о
Б
sSgKSg
s"BHsS
§|BGS§
“Is I “
’S‘aSMl о
rgl^
s a—. - . a
б а । ы
и б § S
&§§*£*
о и га .„о о
га Е^б r b
. o'f? о Ь2 га
и ^*s и В
Ц-“й О
’Кв в
Б §»Б сб ।
•гай о J£ I
б’&й га га^
г- ин ’•у сб ин
§&§“*§
|во I So
Bi нс
Й - В Б
а й Hs
Вй I g
e«'’i
й <-! ►ч га
В
2Й£.-й
га б g б 2
I §°«й
2 Б=Й S
ч И “о И
й оо 2
,_й s g s
тродвигателя через главный вал передается
вращение всем рабочим механизмам станка.
Вал 2 вращается на трех роликовых
подшипниках 4, корпуса 3 которых уста-
новлены на раме станка.
На консоли вала на втулке и шпонках
насажен приводной шкив 1 с ручьями для
клиноременной передачи.
На этом же валу расположены фрик-
ционные муфты с шестернями и звез-
дочкой для привода рабочих механизмов
станка.
Шестерня 7 с фрикционной муфтой пред-
назначена для привода желоночного бара-
бана, шестерня 22 со своей фрикционной
муфтой — для привода ударного меха-
низма, шестерня 24 также с фрикционной
муфтой — для привода талевого барабана
и фрикционная муфта 27 со звездочкой,
сидящие на консоли вала, служат для
привода инструментального барабана.
Все четыре фрикционные муфты вклю-
чаются специальными муфтами, причем
две крайние — односторонними муфтами,
а две средние — одной двусторонней муф-
той 23. Корпусы фрикционных муфт 8
насажены на валу свободно, и каждый
из них опирается на шарикоподшип-
ники 10, раскрепленные на валу распор-
ными втулками 6. Ведущая часть каждой
фрикционной муфты состоит из основного
диска 12, закрепленного на валу шпонкой
и имеющего внутренние шлицы эвольвент-
ного профиля. На втулку основного
диска 12 насажены поочередно фрикцион-
ные кольца 14, диски 13 с наружными
зубьями и диски 15 с внутренними зубьями
(шлицами).
При нажиме диском 19 на фрикционные
кольца 14 и диски 13 и 15 происходит
включение фрикциона. Для более быстрого
размыкания дисков и колец при выклю-
чении фрикциона внутри корпуса устано-
влено шесть оттяжных пружин 16.
Смазка опорных подшипников осуще-
ствляется через пресс-масленки 26.
Инструментальный барабан (рис. VI-4)
служит для спуско-подъемных операций
с буровым снарядом и для регулирования
положения бурового снаряда над забоем
во время бурения. Вал 6 барабана сво-
бодно вращается в двух радиально-сфери-
ческих подшипниках 8, корпусы 4 которых
установлены на раме станка. Барабан 5
сварной конструкции состоит из трубы,
тормозной шайбы и делителя 12, который
делит барабан на рабочую (меньшую)
и нерабочую части.
Основная часть каната наматывается
на большую нерабочую часть барабана,
а на меньшую — рабочую часть каната
только несколько витков. Это делается
для того, чтобы предохранить канат от
смятия и повреждения при бурении.
6f
Рис. VI-4. Инструментальный барабан.
1 — шпонка клиновая; 2 — звездочка; 3 — пресс-масленка; 4 — корпус подшипника; 5 — барабан;
6 — вал; 7 — шпонка; 8 — шарикоподшипник; 9 — крышка подшипника; 10 — шайба упорная; 11 —
зажим канатный; 12 — делитель.
На консоли вала при помощи клиновых
шпонок закреплена звездочка 2, приводя-
щая в движение барабан.
Конец каната закрепляется на барабане
при помощи канатного зажима 11.
Ударный механизм (рис. VI-5) состоит
из оттяжной рамы 1, шатунов 2 и ударного
вала 3, на котором закреплены шестерня
и кривошипы.
При работе вращательное движение
ударного вала преобразуется в возвратно-
поступательное движение бурового сна-
ряда. Ударный механизм является наи-
более ответственной частью станка, так как
подвержен большим знакопеременным
.динамическим нагрузкам.
Кинематическая схема ударного меха-
низма представлена на рис. VI-6.
Рычаг 1, качающийся около точки 'О,
получает движение от кривошипа 2 через
шатун 3. На рычаге 1 укреплен рычаг 4,
имеющий точку качания Б. Равнодейству-
ющая сила R поворачивает против часовой
стрелки рычаг 4, который сжимает основ-
ную пружину 5 оттяжной рамы. При обрат-
ном ходе рычага 4 дополнительная пру-
жина 6 создает плавность в работе оттяж-
ного механизма.
Конструкция оттяжной рамы, применен-
ная в станке УКС-22м1, позволяет под-
бирать в процессе бурения наиболее выгод-
ный режим работы ударного механизма:
а) измененным положением рычага 4 путем
увеличения или уменьшения угла, что
достигается изменением толщины регу-
лировочной шайбы; б) путем изменения
предварительного натяжения пружин
патяжной гайкой.
Такая регулировка ударного механизма
обеспечивает максимально возможную силу
удара снаряда по забою.
Ударный вал 2 (рис. VI-7) вращается
в двух шарикоподшипниках 7, корпуса 6
которых установлены на раме станка.
В средней части вала насажена шестерня 1,
а на его концах закреплены кривошипы 3.
В кривошипах имеются конические отвер-
стия для установки пальцев. Путем переста-
новки пальцев можно из»менить величину
подъема бурового снаряда от 0,35 до 1 м.
-62
Шатуны (рис. VI-8) являются связу-
ющим звеном ударного вала с оттяжной
рамой. Нижние головки шатунов 1 при
помощи пальцев 2 связаны с кривошипами.
Верхние головки шатунов при помощи
пальцев 6 связаны с проушинами оттяжной
рамы.
Оттяжная рама (рис. VI-9) пре-
образует качательное движение
бурового снаряда при помощи
рабочего каната и оттяжного
ролика. Она состоит из двух
балок 2, выполненных из швел-
леров. Балки связаны между
собой валами 4 и 12. Вал 4
является осью качания оттяжпой
рамы. Вал 12 оттяжного ролика 13
закреплен в коромыслах 11 и ка-
чается вместе с ними. Оттяжпой
ролик 13 имеет предохранитель
(подвеску) 14 против выпадения
каната из желоба во время ра-
боты.
В передней части оттяжпой
рамы между щеками на осях и
подшипниках с витыми роликами
установлены два коромысла 11,
связанные в средней своей части
через оси 17 и такие же подшип-
ники с вилками штоков 5.
Шток 5, пропущенный через осно-
вную пружину 10, опору 1, пружи-
ну обратной амортизации 7 и ста-
кан 8, оканчивается резьбой для
закрепления и регулировки пре-
дварительной натяжки пружин.
Желоночный и талевый ба-
рабаны (рис. VI-10). Желоноч-
ный барабан предназначен для
спуска и подъема желонки при
чистке скважины, а талевый —
для спуска и подъема обсадных
труб во время бурения и произ-
водства* [ грузоподъемных опера-
ций при ликвидации возможных
неполадок и аварий.
На оси 5, прикрепленной
к раме скобами !), насажены же-
лоночный 4 и талевый 7 барабаны.
Барабаны свободно вращаются на шарико-
подшипниках 6 и 10. Привод каждого
барабана осуществляется самостоятельно
при помощи шестерен.
Станина стапка (рис. VI-11) служит для
монтажа на ней всех механизмов станка.
Она состоит из рамы, поворотного и непо-
воротного колесных ходов и механизма
подъема мачты.
Рама станины 3 выполнена из балок
двутаврового сечения и швеллеров. В ниж-
ней передней и задней частп рамы имеются
кронштейны, к которым крепятся оси ска-
тов. В верхней части рама раскреплена
фермами 4. На раме установлены все огра-
ждения 5 вращающихся частей станка.
Для большей устойчивости стапка во время
бурения, на оси переднего колесного хода 1
имеются два распорных винта 2, которые
раскрепляют поворотный ход.
Поворотный колесный ход (рис. VI-12)
состоит из горизонтальной оси 2, вер-
I
Рис. VI-5. Ударный механизм.
1 — оттяжная рама; 2 — шатуны; з — ударный вал.
тикальной оси 4 и четырех скатов автомо-
бильного типа.
Вертикальная ось 4 гайкой 1 крепится
к раме, а нижней — к опоре. Такое устрой-
ство позволяет дышлу вращаться как
в горизонтальной, так и в вертикальной
плоскостях.
Неповоротный колесный ход отличается
от поворотного жестким креплением оси
к раме станка.
Механизм подъема мачты (рис. VI-13)
состоит из червячного редуктора 1, бара-
бана 2, зубчатого колеса 3, неподвижных
роликов 4 и крепится к иеповоротной оси
колесного хода.
63
Рис. VI-6. Кинематическая
схема станка.
1, 4 — рычаги; 2 — кривошип;
3 — шатун; 5, 6 — пружины.
Рис. VI-7. Ударный вал.
I — шестерня; 2 — ударный вал; 3 — криво-
шипы; 4 — стяжные болты; 5 — шпонки; 6 —
корпус подшипников; 7 — подшипники; 8 —
крышка подшипника; 9 — пресс-масленки.
Рис. VI-8. Шатун.
1 — шатун; 2 — палец; 3 — подшипники; 4 —
втулка зажимная; 5 — кольцо; 6 палец;
7 — крышка; 8 — пресс-масленка; 9 — регулиро-
вочная прокладка.
Рис. VI-9. Оттяжная рама.
7 — опора основной пружины; 2 — балка; 3 — ролик; 4 — вал; 5 — шток с вилкой;
# — втулка; 7 — пружина амортизационная; 8 — стакан; 9 — амортизатор резиновый;
20 — основная пружина; 11 —коромысло; 12 — вал; 13 — оттяжной ролик; 14 — под-
веска; 15 — пресс-масленка; 16 — ось штока; 17 — ось коромысла.
Рис. VI-10. Жело-
тночный и талевый
барабаны.
1 — опора оси; 2 —
венец; з — пресс-мас-
ленка; 4 — желоноч-
ный барабан; 5 — ось
барабанов; 6 — ша-
рикоподшипник сред-
ний; 7 — талевый ба-
рабан; 8 — венец;
9 — скоба; 10 —
шарик оподшипник
крайний.
5 Заказ 1050
Рис. VI-11. Станина
станка.
7 — колесный ход пово-
ротный; 2 —винт распор-
ный; а — рама; 4 — фер-
ма; 5 — ограждение;
6 — брус; 7 — механизм
подъема мачты; 8 — ко-
лесный ход пеноворот-
ный; 9 — дышло.
Рис. VI-12. Поворотный колесный ход.
1 — гайка крепежная; 2 — горизонтальная ось; з — опора; 4 — вертикальная
ось; 5 — скат; 6 — ступица; 7 — шарикоподшипник; 8 — крышка.
На рис. VI-14 представлен червячный
редуктор механизма подъема мачты.
Мачта (рис. VI-15) служит для произ-
водства спуско-подъемных операций с бу-
ровым снарядом, желонкой и обсадными
трубами, а также для ликвидации аварий
в пределах ее грузоподъемности.
Мачта состоит из нижнего 14 и верх-
него 9 звеньев, рабочей площадки 2, ин-
струментального 5, желоночного 4 и тале-
вых 6 блоков. Для производства операций
по сборке и разборке бурового снаряда
на мачте имеется кран-балка ДО с кошкой 11
и подвижной червячной талью 12. С рамой
станка мачта связана шарнирным соеди-
нением. В подошву нижнего звена 14
ввернуты два винта 16, при помощи кото-
рых регулируют положение мачты при
ее установке с расчетом передачи нагрузки
мачты па опору 17 и временный фундамент,
разгружая тем самым шарнирное соедине-
ние мачты со станком.
У основания мачты укреплены ролики 18,
предназначенные для подъема мачты со
станка. >
Грузоподъемность мачты 20 т. Высота ее
в рабочем положении 12,25 м. При транс-
портировке мачта укладывается на станок
в сложенном виде, причем верхнее ее звено
вдвигается в нижнее.
Для осмотра и обслуживания верхних
блоков на верхнем звене установлена
рабочая площадка 2 с ограждениями.
В рабочем положении мачту раскре-
пляют трубчатыми растяжками 1, а для
большей устойчивости — четырьмя ка-
натными растяжками 21, концы которых
закрепляют к специальным якорям 19.
Рис. VI-13. Механизм подъема мачты.
1 — червячный редуктор; 2 — барабан; я — зуб-
чатое колесо; 4 — неподвижные ролики.
Рис. VI-14. Червячный редуктор механизма подъема мачты.
1 — червяк; 2 — червячное колесо; 3 — крышка; 4 — корпус; 5 — вал; в — венец зубчатого
колеса; 7 — срезной штифт; в — ступица; 9 — барабан; 10 — подшипник.
5*
67
Рис. VI-15. Мачта,
1 — трубчатая растяжка; 2 —-
рабочая площадка; з — ось;
4 — блок желоночного каната;
5 — блок инструментального'
каната; 6 — блок талевого ка-
ната; 7 — ось талевых блоков;
8 — шарикоподшипник; 9 —
.верхнее звено мачты; 10 — кон-
сольная кран-балка; 11 — кош-
ка; 12 — червячная таль; 13 —•
щека; 14 — нижнее звено мач-
ты; 15 — направляющий ролик’
вспомогательного каната; 16 —
опорный винт; 17 — опора;
18 — ролики подъема мачты
19 — якорь; 20 — стяжная
серьга; 21 — растяжки; 22 —
направляющие ролики; 23 —
опорные кулачки; 24 — канат*
опорных кулачков; А — в ра-
бочем положении; В — в тран-
спортном положении-
Рис. VI-16. Рычаги
управления станком.
1 — рычаг переключения
муфты ударного меха-!
низма и талевого бара-
бана; 2 — рычаг тормоза
талевого барабана; 3 —
рычаг тормоза желоноч-
ного барабана; 4 — ры-
чаг переключения муфты
желоночного и инстру-
ментального барабанов;
5 — рычаг тормоза ин-
струментального бара-
бана.
Рис. VI-17. Блок
управления.
1 — корпус блока; 2 —
разъединитель; з — па-
нель; 4 — магнитный
пускатель; 5 — штеп-
сельная розетка; 6 —
промежуточное реле; 7 —
резьбовой предохрани-
тель; 8 — понижающий
трансформатор 9 — труб-
чатый предохранитель;
10 — клеммник.
(7) -3BD8
Рис. VI-18. Монтаж-
ная электрическая
схема.
I —промежуточное реле;
II—понижающий транс-
форматор 380/12 в; III—
резьбовой предохрани-
тель; IV — предохрани-
тели 100 м; V — магнит-
ный пускатель; VI —
электродвигатель 22 кет,
1000 об/мин-, VII —
кнопки управления;
VIII—светильник; IX—
тракторная фара; X —
переносный светильник;
XI — клеммник.
Рис. VI-19. Сменный приводной шкив.
Натяжение канатных растяжек регули-
руют стяжными серьгами 20.
Рычаги управления станком (рис. VI-16)
расположены в переднем левом углу
станка. С целью сокращения количества
рычагов включение фрикционных муфт
ударного вала и талевого барабана осуще-
ствляется одним рычагом 1, а^фрикцион-
ными муфтами инструментального и жело-
ночного барабанов — рычагом 4. Тормоза
управляются отдельными рычагами.
Блок управления (рис. VI-17) служит
для включения и выключения электро-
двигателя, а также для включения све-
тильников при работе в ночное время.
На рис. VI-18 представлена монтажная
электрическая схема блока управления.
Привод станка осуществляется от элек-
тродвигателя типа АО2-72-6 при помощи
клиноременной передачи, состоящей из
шести клиновидных ремней типа В-6.300.
Изменение числа ударов бурового сна-
ряда достигается путем изменения чпела
оборотов главного вала. Для этой цели
электродвигатель снабжен сменными при-
водными шкивами (рис. VI-19) различного
дпаметра.
Монтаж, эксплуатация и уход
за станком
Станок устанавливают в рабочем поло-
женпп на колесном ходу, при этом под
скаты подкладывают поперечные брусья.
Кроме того, для разгрузки скатов под их
оси подкладывают лежни.
70
7Z Вариант установки, станиц
При установке станка необходимо, чтобы
основная рама его была горизонтальна.
Если грунт неустойчив, то на него в начале
настилают доски, па которые укладывают
брусья, а затем уже накатывают станок.
Одновременно с установкой станка на
месте заложения скважины роют шурф,
стенки которого крепятся досками. Вокруг
шурфа устраивают рабочую площадку
(рис. VI-20) из досок толщиной 4—5 см.
Перед подъемом мачты размечают и уста-
навливают якоря для канатных растяжек,
которые прикрепляют к верхнему звену
мачты. Мачту поднимают специальной ле-
бедкой, установленной под рамой станка.
При пуске электродвигателя подъемный
канат наматывается на барабан, вследствие
чего нижний конец мачты подтягивается
к станку, и таким образом обе секции
мачты поворачиваются около опорной оси
шарнира. Под основание мачты подводят
опорный брус с укрепленной на нем плитой
для домкратов. Не следует механическим
приводом доводить мачту до упора на
раме; окончательную доводку производят
вручную. По окончании этих операций
включают электродвигатель подъема верх-
него звена мачты. Окончательный подъем
верхнего звена, как и всей мачты, произ-
водят вручную.
Выдвинутое верхнее звено мачты закре-
пляют восемью крепежными болтами.
Перед регулировкой канатных растяжек
устанавливают трубчатые растяжки. На-
тяжение канатных растяжек регулируют
при помощи стяжных гаек. По окончании
установки станка и мачты приступают
к заправке рабочих канатов.
После окончания всех работ по монтажу
станка старший буровой мастер должен
проверить установку.
Корпус электродвигателя и корпус магу
нитного пускателя должны быть надежно
заземлены. Заземление состоит из четырех
электродов, представляющих собой газо-
вые трубки длиной 2 м, забиваемые в землю
на расстоянии 3 м одна от другой. Трубки
соединяют между собой полосой из стали
сечением 40 X 4 мм, прокладываемой
в земле па глубине 0,6 м.
Магнитный пускатель вводят в коробку
через отвод в верхней стенке. Длина ввод-
ного кабеля 10 м. При перевозке кабель
сматывают в бухту и укладывают на ин-
струментальный ящик.
Присоединять кабель к распределитель-
ному ящику от питающей сети следует обя-
зательно при выключенном рубильнике,
который устанавливают на столбе.
Перед пуском станка в работу его вклю-
чают на 3—5 мин вхолостую для проверки
действия всех механизмов.
Ниже приведены основные сведения
по уходу за отдельными механизмами
станка.
Уход за фрикционными муфтами сво-
дится в основном в наблюдении за пра-
вильной работой дисков сцепления муфт.
Проскальзывание дисков сцепления проис-
ходит от попадания в них масла пли влаги,
Рис. VI-21. Схема
смазки станка.
а — головные ролики
мачты; б — оттяжная ра-
ма; е — верхняя головка
шатуна; г — механизм
подъема мачты.
72
Таблиц а VI-1
Карта смазки станка
Наименование мест смазки № точки (рис. VI-21) Коли- чество точек Смазка Система смазки Режим смазки
сорт гост или ОСТ
Все подшипники главного
вала Муфты включения на глав- 1 7 УСс УС-2 4366-64 1033-51 Пресс- масленка Добавлений 1 раз в неделю
ном валу Шестерня привода желоноч- 2 3 То же То же Ручная 2 раза в смену
него барабана Шестерня привода талевого 3 1 УСсА 3333-55 » То же
барабана Шестерня привода ударного 4 1 То же То же » 1 раз в смену
вала Звездочка цепного приво- 5 1 » » ,» 3 раза в смену
да 6 1 То же То же » 2 раза в смену
Подшипники ударного вала 7 2 УСс УС-2 4366-64 1033-51 Пресс- масленка 1 раз в неделю
Верхняя головка шатуна 8 2 То же То же То же 2 раза в смену
Нижняя головка шатуна Подппшникп оттяжной ра- 9 2 » То же
МЫ 10 4 УСс УС-2 4366-64 1033-51 Пресс- масленка 1 раз в смену
Втулки оси и втулки блока 11 4 То же То же То же То же
Втулки штока Подшипники желоночного 12—13 4 » » f » 2 раза в смену
барабана 14—15 4 » » 1 раз в неделю
Подшипники скатов . . . Подшипники вала инстру- 16 4 » » » Перед перевозкой станка
ментального барабана Шарнирные соединения ме- 17 2 »• » » 1 раз в неделю
ханизмов управления 18 — Полу- гудрон 4105-48 Ручная 1 раз в смену
Втулки червячного вала Подшипники червяка и ко- 19 2 УСс УС-2 4366-64 1033-51 ? Пресс- масленка 1 раз в месяц
леса с червяком .... 20 1 Инду- стри- альное 45-В 2854-51 Масляная ванна 1 раз в месяц
Поворотная ось 21 1 УСс УС-2 4366-64 1033-51 Пресс- масленка Перед перевозкой
Головные блоки мачты 22 5 То же То же То же ^станка 1 раз в неделю
73
Продолжение табл. VI-1
Наименование мест смазки точки (рис. VI-21) Коли- чество точек Смазка Система смазки Режим смазки
сорт ГОСТ или ОСТ
Вспомогательные ролики подъема мачты .... 23 4 Полу- 4105-48 Ручная Перед
Подшипники электродвига- теля 24 2 гудрон УСс 4366-64 Пресс- подъемом мачты Замена
УС-2 1033-51 масленка 1 раз в 6 месяцев
а также от износа фрикционных дисков.
Пробуксовывание муфты сопровождается
нагревом корпуса и нажимного диска.
Для регулировки муфты оттягивают стопор
на регулировочной гайке и вращают ее
вправо до ввода стопора в новое гнездо,
приближая тем самым кулачки к нажим-
ному диску. При появлении признаков
замасливания дисков муфту разбирают
и промывают бензином или керосином.
Намокшие диски необходимо просушить.
Уход за подшипниками заключается в пе-
риодическом осмотре и проверке уплотне-
ний (сальников), а также в проверке
корпусов на нагрев. Нельзя допускать,
чтобы через сальники из корпуса высту-
пала смазка. Этот дефект должен быть
немедленно устранен. Нагрев корпуса под-
шипника может происходить от неправиль-
ного монтажа подшипников или отсутствия
смазки. Нагрев подшипника свыше 50° С
не допускается. Температура нагрева опре-
деляется наощупь рукой.
Цепная и зубчатые передачи должны
периодически осматриваться, очищаться
от грязи и своевременно смазываться.
Необходимо регулярно проверять натяже-
ние цепи. Чрезмерное натяжение, а также
излишнее провисание ее не допускаются.
Уход за тормозами заключается в пери-
одической регулировке длины тормозных
лент по мере износа фрикционных накла-
док. Это достигается при помощи болта
с ушком и гайки, находящихся на сбега-
ющих концах лент.
Уход за механизмами управления стан-
ком заключается в периодическом их
осмотре, очистке и смазке. Нельзя допу-
скать повреждение тяг кривошипов, так
как это приводит к заеданию в шарнирных
соединениях.
Во избежание большого «мертвого» хода
рукоятей необходимо своевременно заме-
нять валики шарнирных соединений.
На рис. VI-21 показаны места смазки,
а в табл. VI-1 дапа карта смазки станка.
74
Причины неисправности станка
и способы их устранения
При длительной эксплуатации станка,
а также в результате неточной сборки или
загрязнения отдельных его узлов проис-
ходят всевозможные неполадки и прежде-
временный износ деталей. Несвоевремен-
ное устранение дефектов приводит к по-
ломке отдельных узлов в станке.
В случае невозможности устранения де-
фектов в полевых условиях работа должна
быть немедленно приостановлена. О не-
исправности буровой мастер должен сооб-
щить полевому механику для принятия
соответствующих мер.
В табл. VI-2 приведены наиболее часто
встречающиеся неполадки станка и спо-
собы их устранения.
Транспортирование станка
На небольшие расстояния станок пере-
возят грузовым автомобилем со скоростью
до 20 км/ч по шоссе и до 6 км/ч по плохой
проселочной дороге.
Прп транспортировании автомобилем со
станка снимают мачту и дышло, которые
перевозят на другом автомобиле совместно
с буровым инструментом.
По железной дороге станок перевозят
в собранном виде на двухосной платформе
длиной 9 м, грузоподъемностью 8 т. Кре-
пление станка на железнодорожной плат-
форме показано на рис. VI-22.
Быстроизнашивающиеся детали
станка
Для быстрого и своевременного ремонта
бурового станка на ближайшей ремонтной
базе или на буровой должен быть необхо-
димый запас быстроизнатпивающпхся
запасных частей.
В табл. VI-3 приведен перечень основных
быстроизнашивающпхся деталей станка.
Таблица VI-2
Неисправности станка и способы их устранения
Неисправности ПРИЧИНЫ Способ устранения
Неи справности фр икциони ы х муфт
Муфта пробуксовыва- ет Рукоятки управления фрикциона имеют боль- шой «мертвый» ход Муфта самовыключа- ется На фрикционные диски по- пало масло Износились асбестовые коль- ца Муфта не отрегулирована В шарнирных соединениях механизма управления имеют- ся большие зазоры Расклинивание подвижных дисков посторонним предметом Разобрать муфту и промыть диски бензином или керосином Заменить изношенные коль- ца новыми Отрегулировать путем пово- рота регулировочного кольца Заменить валики в шарнир- ных соединениях новыми Разобрать муфту и удалить посторонний предмет
Неисправности в ударном механизме
Ломаются основные пружины оттяжной рамы Стук при работе в от- тяжной раме Стук в оттяжном бло- ке Неправильная навив- ка каната на инструмен- тальный барабан Избыточная нагрузка на ударный механизм Неправильная предваритель- ная натяжка пружин в оттяж- ной раме Разработка бронзовой втул- ки Направляющий ролик на промежуточном валу не пере- мещается Довести нагрузку до нор- мальной Отрегулировать предвари- тельную натяжку пружин спе- циальными гайками, устано- вленными для этой цели Заменить изношенную втул- ку новой Очистить и протереть вал, после чего смазать его густой смазкой и прогнать несколько раз блок с одного конца на
Качка кривошипов на валу Слабая затяжка ступицы кривошипов болтами друюи Подтянуть гайки болтов
Неисправности в зубчатой передаче
При работе слышен стук На зубьях наблюдает- ся одностороннее смятие поверхности Увеличен зазор между зубь- ями шестерен (не соблюдено расстояние между их осями) Зубья износились Уменьшено межцентровое расстояние Установить нормальный за- зор путем выверки межцентро- вого расстояния Заменить шестерни новыми У величить межцентр свое расстояние до нормального
Н е и с п р авности в механизмах управления
Заедает рычаги упра- вления Тормозные ленты гре- ются Барабан не заторма- живается при нажатии В механизмах управления погнуты или перекошены тя- ги, рычаги Отсутствует смазка Тормозные ленты перетяну- ты и в выключенном положении трутся о тормозную шайбу барабана, или, наоборот, шай- ба пробуксовывает при затор- маживании Тормозная лента замаслена Разобрать и исправить ука- занные повреждения или заме- нить детали новыми Очистить от грязи и Смазать шарнирные соединения Отрегулировать длину тор- мозной ленты при помощи гаек и болта с ушком на сбегающем ее конце. При расторможен- ном состоянии ленты не дол- жны касаться тормозных шайб Промыть тормозную ленту бензином или керосином
на рычаг
75
Продолжение табл. VI-2
Неиспр авности Причины Способ устранения
Барабан не заторма- Тормозная лента имеет из- Отрегулировать согласно
живается при нажатии лишнюю длину указанному выше
на рычаг В шарнирных соединениях механизма управления боль- шие зазоры Заменить изношенные вали- ки в шарнирных соединениях новыми
Тормозные рычаги дви- Погнуты или перекошены Осмотреть рычаги и устра-
гаются с трудом тяги или рычаги тормозного управления нить повреждение
Неисправности э л ектродвигателя и к л и переменного привода
При пуске электродви- гатель гудит и не вклю- чается Разрыв одной из фаз сети Проверить предохранители и заменить сгоревший
Электродвигатель во время работы сильно на- гревается, затем начи- нает гудеть и останавли- вается Значительная перегрузка Убавить нагрузку до нор- мальной
Клиновые ремни име- Оси электродвигателя и глав- Проверить параллельность
ют различное натяже- него вала станка не парал- осей и при наличии перекоса
ние лельны Клиновые ремни различной длины устранить его Подобрать клиновые ремни одной длины
Рис. VI-22. Установка
и крепление станка на
железнодорожной плат-
форме.
Примечание.
Упаковочный ящик обивает-
ся лентой, концы которой
прибиваются к полу плат-
формы.
76
Таблица V1-3
Основные быстроизнашивающиеся детали станка УКС-22м1
Наименование детали № чертежа Количество на станок Вес 1 шт., кг
Диск А01-08-001 1 6,030
Диск промежуточный 01-00-048 8 1,200
Диск КС-А01-05-001 3 5,230
Шестерня КС-01-01-002Б 1 20,560
Уплотнение УМА70 КС-А01-09 3 1,125
Муфта односторонняя . КС-01-00-052 2 2,600
Муфта двусторонняя КС-01-00-051 1 4,500
Гайка КС-01-07-001А 4 0,935
Пружина КС-01-00-049 24 0,0085
Диск фрикционный КС-01-04-002 24 0,120
Палец КС-Б03-03-003 2 2,200
Шестерня КС-01-03-001 Б 1 9,500
Диск КС-01-04-004 12 1,200
Шестерня КС-01-02-001М 1 13,200
Диск нажимной КС-01-00-050 4 2,000
Кулачок КС-01-07-002 12 0,055
Пружина основная КС-03-01-006 2 14,250
Амортизатор КС-03-01-014 2 0,20
Сухарь КС-07-01-004Б 6 0,310
Штифт Ьрезной КС-05-07Б-405 1 0,010
Втулка . . КС-03-04-027 2 1,400
Звездочка КС-01-12-002А 1 8,000
Корпус муфты КС-01-01-001 Б 4 9,700
Коромысле КС-03-01-005Г 2 16,500
Звездочка КС-02-00-001А 1 38,500
Шатун КС-03-03-008Е 2 15,900
Вал КС-В01-00-020 1 35,240
Червяк КС-05-07-502 1 5,100
Колесо червячное КС-05-07-503 1 15,230
Шестерня с валом КС-03-02-1В 1 143,300
Блок инструментальный КС-06-02-302В 1 58.500
Уплотнение УМА55 МН 5308-64 . . КС-А01-10 1 0,094
Блок желоночного каната КС-06-02-303В 1 32,800
Блок КС-06-02-203А 1 15,800
Шека левая КС-03-02-005Б 1 24,200
Щека правая КС-03-02-006Б 1 24,200
Шкив КС-03-01-021 2 35.200
Вал КС-А02-01-004 1 48,500
Буровой инструмент
к станку УКС-22м1
В таблице VI-4 приведен примерный
комплект бурового инструмента для буре-
ния станком УКС-22м1 под обсадные трубы
диаметром от 630 до 168 мм на глубину
300 .и.
Приведенная ниже спецификация буро-
вого инструмента является типовой, но
не обязательной к поставке. В каждом
отдельном случае она должна уточняться
и согласовываться с заказчиком в соответ-
ствии с конструкцией намечаемых к буре-
нию скважин.
УДАРНО-КАНАТНЫЙ СТАНОК
УКС-30м1
Буровой станок УКС-30м1 предназначен
для бурения скважин большого диаметра
для целей водоснабжения, осушения обвод-
ненных угольных месторождений и др.
Станок УКС-ЗОм! (рис. VI-23) состоит
в основном из тех же узлов, что и станок
УКС-22м1: приводного вала, инструмен-
тального барабана, ударного механизма,
желоночного и талевого барабанов, ста-
нины, мачты, механизмов управления стан-
ком, блока управления электроприводом
и привода станка. Кинематическая схема
станка показана на рис. VI-24.
77
747Z/
2800
Рис. VI-23. Буровой ударно-канатный станок
УКС-30М1.
1 — главный вал; 2 — клиноременная передача; 3 — элек-
тродвигатель; 4 — ударавий вал; 5 — желоночный барабан;
6 — талевый барабан; 7 — инструментальный барабан;
8 — оттяжная рама; 9 — направляющий ролик; 10 — от-
тяжной ролик; 11 — станина станка; 12 — скаты; 13 — кно-
почный пускатель; 14 — рычаг управления станком; 15 —'
мачта; 16 — трубчатые растяжки; 17 — укосина с кошкой
и блоком; 18 — рычаг тормоза инструментального бара-
бана; 19 — рычаг тормоза талевого барабана.
Таблица VI-4
Примерный комплект бурового инструмента к станку УКС-22м1
Наименование инструмента
Размер, мм или
дюймы
чертежа
Количест-
во на один
станок
Вес, кг
Инструмент бурового снаряда
Долото двутавровое 19»/4" 102000 1 400,0
173/4" 101800 1 320,0
153/4" 101600 1 200,0
133/4" 101400 2 180,0
113/4". 101200 1 120,0
93/4" 101000 1 93,0
73/4" 100800 1 70,0
53А" 100600 1 42,5
Долото округляющее 193/4" 112002 1 700,0
173/4" 111802 2 596,0
153/4" 111602-1 2 398,0
133/4" 111402-1 1 370,0
из74" 111202-1 2 310,0
93/4" 111002-1 2 200,0
73/4" 110802-1 2 120,0
Штанга ударная 170 X 2000 240701-с 1 320,0
140 X 4000 240702-с 1 460,0
120 X 4000 240503-с 1 303,0
Переходник . . . 222 X 165 150903-с 1 165,0
190 X 165 150801-с 1 120,0
190 X 140 150803-с 1 112,0
170 X 140 150701-с 1 88,0
140 X 112 150601-с 1 50,0
Желонка с плоским клапаном из
трубы диаметром 14" 161600 1 522,0
10" 161200а-с-э 1 267,0
8" 161000а-с-э 1 186,0
6" 160800а-с-э 1 136,4
4" 160600а-с-1-э 1 50,2
Канатный замок 170 270700-с 1 77,3
140 270600-с 1 55,8
110 270500-с 1 37,7
Ножницы рабочие 165 260700-с 1 245,0
140 260600-с 1 166,0
112 270500-с 1 112,0
Инструмент дл я соединения бурового снаряда
Ключ инструментальный . . . 5 = 152 010100-Б 1 152,0
5 = 140 010200-Б 1 119,0
S = 128 010300-Б 2 115,0
5= 102 010400-Б 2 101,0
5= 84 010500-Б 1 67,0
Трещетка затяжная — 080000 1 116,0
Л о I ильный ив струмент
Лонильник с плашками . . . 220/188 031600-с 1 348,0
165 031600-с-у-э 1 220,0
140 030800-с-э 1 106,0
112 030600-с-о-э 1 53,0
Ерш однорогий 250 071200 1 110,0
79
Прадолжение табл. Т 1-4
Наименование инструмента Размер, мм или ’ДЮЙМЫ № чертежа Количест- во на один станок Вес, кг
Принадлежности для обсадных т руб
Хомут для обсадных труб . . 20" 162000 1 131,0
18" 161800 2 90.7
16" 161600 2 81,0
14" 161400 2 75,0
12" 161200 2 70,0
М)" 161000 2 . 64,8
8" 160800 2 43,3
Головка’забивная многоступен- 6” 160600 2 41,0
чатая 10—14" 380000 1 96,2
16—20" А-36000 1 230,7
Головка забивная с резьбой 6" 230600 1 16,0
8" 230800 1 24,5
Забивной снаряд УКС-22м1 . . — А-440000 1 1000
Разный
вспомогательный инструмент
Шаблон универсальный для до-
лот диаметром ..............
53/4—233/4"
100700-А
Рис. VI-24. Кинематическая
схема станка УКС-30М1.
80
Большинство конструктивных узлов
станка УКС-30м1 сходны с узлами станка
УКС-22М1.
в транспортном положе-
Техническая характеристика
Наибольший начальный
диаметр бурения, мм .
Глубина бурения (при ко-
нечном диаметре 195
мм), м ................
Число ударов бурового
снаряда в минуту . .
Вес бурового снаряда, кг
Высота подъема бурового
снаряда над забоем, мм
Грузоподъемность бара-
банов, кг:
1 (нструментального
желоночного . . .
талевого ..........
Средняя скорость навивки
каната на"' барабан,
м/сек:
на инструментальный
на желоночный . .
на талевый ....
Изменение числа ударов
бурового снаряда и ско-
рости навивки канатов
на барабаны ....
900
500
40—45—50
2500
От 500 до 1000
иии:
длина ...................... ЮДя
ширина................. 2,64
высота ............ 3,5
Вес станка (с канатами,
мачтой, монтажным ин-
струментом и электро-
оборудованием), т . 12,7
Скорость передвижения
по шоссе, км .... до 20
3000
2000
3000
1,10—1,25—
1,42
1,21—1,38—
1,68
0,95—1,08—
1,22
Диаметры канатов, .или
инструментального
желоночного . . .
талевого ..............
Канатоемкость бараба-
нов, м:
инструментального
желоночного . . .
талевого ..............
Высота мачты от основа-
ния до оси инструмен-
тального блока, м
Грузоподъемность, т . .
Электродвигатель:
тип....................
мощность, кет . .
напряжение, в . .
Привод главного вала от
электр одвигате ля:
клиновые ремнп, тип
количество ремней
Габаритные размеры, м:
в рабочем положении:
длина .................
ширина ............
высота ............
сменой при-
водных шкивов
на электро-
двигателе
26
17,5
22
500
500
210
16,0
25,0
АО-91-8
40
220/380
Г-8000
6
10,0
2,64
16,3
Подготовка станка
к эксплуатации
Рабочая площадка около намечаемой
к бурению скважины должна быть очи-
щена и тщательно выравнена.
Ввиду больших нагрузок, возникающих
при спуске или извлечении обсадных труб,
необходимо обеспечить надежную опору
под мачтой и под станком. Для этого на-
выравненной площадке укладывают сна-
чала поперечные доски (рис. VI-25), а на
них четыре продольных бруса, на которые-
накатывают станок. Чтобы станок во время,
работы не перемещался, под колеса под-
кладывают поперечные упорные брусья.
Для разгрузки скатов под них подводят-
два долевых бруса.
При установке станка необходимо
тщательно выверить горизонтальность,
рамы.
После установки станка приступают
к подъему мачты. Перед подъемом мачты
необходимо укрепить на ней верхнюю-
рабочую площадку, а к верхней части
верхнего и нижнего звеньев присоединить
по четыре канатных растяжки и вырыть
четыре пмы под якоря. При подъеме мачты
необходимо придерживать ее за канатные-
растяжки, особенно при переходе мачты
через вертикальное положение. Перед вы-
движением верхнего звена в нижней части
мачты вывертывают упорные винты для
передачи нагрузки от мачты на опорный,
брус. Затем нижнее звено мачты закре-
пляют растяжками к якорям.
После закрепления нижнего звена мачты
приступают к выдвижению я ее верхнего
звена. Звенья мачты в месте их сочленения
закрепляют 8 болтами. Одновременно
с установкой мачты проводят электропро-
водку к двигателю станка.
Перед пуском станка в эксплуатацию
необходимо проверить исправность всех
его механизмов, заправить смазкой мас-
ленки и трущиеся поверхности деталей,
убрать со станка все посторонние пред-
меты, после чего включить двигатель на
3—5 мин для холостого хода станка, во-
время которого проверяют работу всех
механизмов.
6 Заказ 1050
81
Опора
мачты
2,31
’ 20*20см1Ь=2,7м; 2шт Доски
брусья 25*25см ,L-8,2m; Ошт 3*20
брусья 20*20см 1 1-Чг8м , 2 шт
Доски 5* 20(25) см
10
Строительные
jу СКОбы
Шурф 1,5-1,5
Горбыль
брусья 20*2 Осм
3,5м, 5шт
Рис. VI-25. Пло-
щадка под буро-
вой станок.
Уход за станком
Во время работы бурового станка необ-
ходимо тщательно следить за состоянием
отдельных его узлов. Уход за отдельными
механизмами станка УКС-30м1 сводится
к тем же требованиям, что ж для станка
УКС-22м1, и дополнительного описания
не требует.
Карта смазки станка УКС-30м1 при-
ведена в табл. VI-5, а места смазки пока-
заны на рис. VI-26.
Рис. VI-26. Схема
смазки станка
УКС-30М1.
82
Таблица VI-5
Карта смазки станка
Смазка
Наименование мест смазки Ль точки (рис. VI-26) Коли- чество точек сорт гост или ОСТ Система смазки Режим смазки
Все подшипники качения
главного вала 1 7 УСс УС-2 4366-64 1033-51 Пресс- масленка Добавление 1 раз в неделю
Муфты включения на глав-
ном валу 2 3 То же 4366-64 1033-51 Ручная 2 раза в смену
Шестерня привода желоноч-
него барабана . 3 1 УСсА 3333-65 » 2 раза в смену
Шестерня привода талевого
барабана Шестерня привода ударного 4 1 То же 3333-65 » 1 раз в смену
вала 5 1 » 3333-65 » 3 раза в смену
Звездочка цепного привода в 1 » 3333-65 » 2 раза в смену
Подшипники ударного вала 7 2 УСс УС-2 4366-64 1033-51 Пресс- масленка 1 раз в неделю
Верхняя головка шатуна 8 2 УСс УС-2 4366-64 1033-51 То же 2 раза в смену
Нижняя головка шатуна 9 2 УСс УС-2 4366-64 1033-51 » То же
Подшипники оттяжной ра-
МЫ . 10 4 УСс УС-2 4366-64 1033-51 1 раз в смену
Втулки оси 11 2 УСс УС-2 4366-64 1033-51 » То же
Втулки блоков 12 2 УСс УС-2 4366-64 1033-51 » »
Втулки штоков 13—14 4 УСс УС-2 4366-64 1033-51 » »
Подшипники желоночного и
талевого барабана 15—16 4 УСс УС-2 4366-64 1033-51 » »
Подшипники скатов 17 4 УС-2 1033-51 Ручная Перед перевозкой
Подшипники вала инстру-
ментального барабана 18 2 УС-2 1033-51 | Пресс- масленка 1 раз в неделю
Шарнирные соединения ме-
ханизмов управления 19 — Полу- гудрон 4105-48 Ручная 1 раз в смену
Втулки червячного вала . 20 2 УСс УС-2 4366-64 1033-51 Колпачко- вые масленки 1 раз в смену
Подшипники червяка и ше-
стерни С червяком 21 1 Инду- стрп- альное 45-В 2854-51 Масляная ванна 1 рав 6 месяцев
Вспомогательные ролики
для подъема мачты . 22 9 Полу- гудрон 4105-48 Ручная Перед подъемом мачты
6*
S3
Продолжение табл. VI-5
Наименование мест смазки № точки (рис. VI-26) Коли- чество точек Смазка Система смазки Режим смазки
сорт гост или ОСТ
Поворотная ось 23 1 УСс УС-2 4366-64 1033-51 Пресс- масленка Перед перевозкой станка
’Головные блоки мачты . . Подшипники электродви- 24 5 УСс УС-2 4366-64 1033-51 То же 1 раз в неделю
теля 25 2 УСс УС-2 4366-64 1033-51 » Замена 1 раз в 6 месяцев
Причины неисправности станка
и способы их устранения
В табл. VI-6 приведены важнейшие неис-
лравностп станка и способы их устранения.
В табл. VI-7 приведен перечень быстро-
•пзнашивающихся деталей станка УКС-30м1.
Неисправности станка и
В табл. VI-8 приведен комплект пнстру"
мента к станку УКС-30м1, который яв-
ляется типовым и не обязательным к по-
ставке. В каждом отдельном случае этот
комплект должен уточняться с заказчиком
в зависимости от конструкции скважин,
намечаемых к бурению.
Таблица VI-6
способы их устранения
Неисправности Причины Способы устранения
Неи Муфта пробуксовыва- ет Рукоятки управления фрикциона имеют боль- шой «мертвый» ход справности фрикцион! Замаслены фрикционные дис- ки от избытка смазки, подава- емой в подшипники качения Износились фрикционные ас- бестовые кольца Муфта разрегулировалась В шарнирных соединениях механизма управления имеют- ся большие люфты а ы х муфт Разобрать муфту, промыть диски бензином или кероси- ном. Не допускать излишней подачи смазки Заменить изношенные коль- ца новыми Путем поворота регулиро- вочного кольца отрегулиро- вать муфту Заменить изношенные вали- ки в шарнирных соединениях новыми
Неисправности в ударном механизме
Ломаются основные Избыточная нагрузка на Довести нагрузку до нор-
пружины оттяжной ра- мы ударный механизм мальной
Стук при работе в от- Неправильная предвари- Отрегулировать предвари-
тяжной раме тельная натяжка пружин тельную натяжку пружин спе- циальными гайкамп, устано- вленными для этой пели
Стук в оттяжном бло- Разработаны бронзовые втул- Заменить изношенные втул-
-ке ки ки новымп
Неправильная навив- Направляющий блок на Очистить и протереть вал,
ка каната на инструмен- промежуточном валу не пере- после чего смазать его густой
тальный барабан мещается смазкой и прогнать несколько раз блок с одного конца на ДРУГОЙ
Качка кривошипов на ?валу Слабая затяжка ступицы кривошипов болтами Подтянуть гайки болтов
.84
Продолжение табл. VI-6
Неисправности Причины Способы устранения
Неисправности в зубчатой передаче
При работе слышен Увеличен зазор между зубь- Установить нормальный за-
«стук ями шестерен (не соблюдено зор путем выверки межцен-
расстояние между осями шесте- трового расстояния
рен)
Износились зубья Заменить шестерни новыми
На зубьях наблюдает- Уменьшено межцентровое Увеличить межцентровое
=ся одностороннее смя- расстояние расстояние до нормального
тие поверхности зубьев
Неисправности в механизмах управления
Заедают рычаги упра- В механизмах управления Разобрать и исправить ука-
вления Тормозные ленты гре- погнуты или перекошены тяги, рычаги Отсутствует смазка Тормозные ленты перетяну- занное повреждение или заме- нить детали новыми Очистить от грязи и смазать шарнирные соединения Отрегулировать длину тор-
ются Барабан не заторма- ты в и выключенном положе- нии трутся о тормозную шайбу барабана, или, наоборот, тор- мозная шайба пробуксовывает при заторможенпп Тормозная лента замаслена мозной ленты при помощи гаек и болта с ушком на сбегающем ее конце. При расторможенном состоянии ленты не должны касаться тормозных шайб Промыть тормозную ленту
7кивается при нажатии на рычаг Тормозная лента имеет из- лишнюю длину В шарнирных соединениях механизма управления боль- шие зазоры бензином или керосином Отрегулировать согласно указанному выше Заменить изношенные вали- ки в шарнирных соединениях новыми
Неисправности электродвигателя и клиноременного привода
При пуске электродви- Разрыв одной из фаз сети Проверить предохранители и
гатель гудит и не вклю- заменить сгоревший
чается
Клиновые ремни име- Оси электродвигателя и Проверить параллельность
ют неодинаковую натяж- главного вала станка не парал- осей и устранить перекос
ку лельны
Клиновые ремни различной Подобрать клиновые ремни
длины одной длины
Т аблии a VI-7
Перечень быстроизнашпвающихся деталей станка УКС-30 м!
Наименование детали № чертежа Количество на станок Вес 1 шт., кг
Вал БК-01-00-022А 1 96,70
Шкив ... БК-01-00-009 1 480,00
Шестерня . . БК-01-05-002А 1 35,70
Шестерня .......... БК-01-07-002А 1 20,40
Шестерня БК-01-01-002А 1 39,60
Корпус муфты БК-01-01-001А 1 21,80
85
Продолжение табл. VI-7
Наименование детали № чертежа Количество на станок Вее 1 шт., кг
Корпус муфты БК-01-05-001А 1 21,20
Корпус муфты БК-01-07-001А 2 23,90
Диск БК-01-03-001А 1 10,60
Диск БК-01-06-001А 1 13,30
Диск БК-01-08-001А 1 11,60
Диск БК-01-11-001А 1 13,90
Диск нажимной БК-01-00-018А 4 4,50
Диск средний БК-01-00-017 А 11 2,46
Диск с наружным зубом Диск фрикционный (тканый на бакелите БК-01-02-001А 15 2,20
ТУ МХЩ325-Н) БК-01-02-002А 30 —
Пружина отжимная БК-01-00-016А 6 0,00&
Пружина отжимная БК-01-00-048А 18 0,011
Муфта включения БК-01-00-003 2 4,40
Муфта включения БК-01-00-033 1 7,10
Гайка регулировочная БК-01-04-001 4 1,10
Кулачок БК-01-04-002 12 0,18
Ролик ... БК-01-04-003 12 0,013
Ось ролика БК-01-04-004 12 0,007
Уплотнение УМА-100 ... БК-01-09 3 0,22
Уплотнение УМА-80 БК-01-10 1 0,115
Звездочка БК-01-12-001 1 —-
Втулка конусная БК-01-00-007 1 3.70
Венец звездочки БК-02-00-001 1 39,50
Вал • БК-02-01-002 1 112,80
Втулка зажимная БК-03-01-006 8 0,25
Клин двусторонний БК-03-01-004 8 0,39
Пружина основная БК-03-01-005 4 15,00
Пружина амортизационная большая БК-03-01-016 2 14,50
Пружина амортизационная малая .... БК-03-01-017 2 2,00
Блок БК-03-01-026 2 28,00
Втулка БК-03-01-027 2 2,70
Втулка БК-03-01-029 2 2,30
Вал БК-03-02-001 1 67,20
Шестерня БК-03-021 1 283,00
Щека левая БК-03-02-003 1 48,20
Щека правая ...... БК-03-02-004 1 48,20 -
Шатун БК-03-03-001 2 27,60
Ось БК-03-03-002 2 5,30
Втулка БК-03-03-006 2 0,43
Ось ....... .... БК-04-00-001 1 88,00
Венец БК-04-00-002 1 87,00
Венец БК-04-00-003 1 78,00
Колесо червячное БК-05-17А-5 1 13,23
Ось • БК-06-01-201 1 20,00
Шкив диаметром 600 мм ... БК-06-01-202 1 73,00
Шкив диаметром 610 .м.м ... БК-06-01-203 1 50,00
Блок БК-06-01-307 2 31,40
Сухарь БК-07-01-403 6 0,37
Лента тормозная желоночного барабана Лента тормозная инструментального бара- БК-07-01 1 2,30
бана БК-07-02 1 —
Лента тормозная талевого барабана . . БК-07-03 1
86
Таблица VI-8
Примерный комплект бурового инструмента к станку УКС-30м1
Наименование инструмента
Размер, лои
или дюймы
К° чертежа
* *•«
; Количество
на станок
Вес, кг
Инструмент бурового
снаряда
Долото двутавровое 233/4" 102400 2 440,0
То же 193/4" 102000 2 400,0
» 177а" 101800 2 320,0
» 1574 " 101600 1 200,0
Долото округляющее .... 233/4" 112402 2 900,0
То же 193/4" 112002 2 700,0
» 177а" 111802 2 596,0
» 157а" 111602-1 2 398,0
» 1374 " 111402-1 2 370,0
Штанга ударная 220 X 2000 240902-с 1 530,0
То же 190 X 4000 240802-с 1 845,0
» 190 X 2000 240801-с 1 410,0
» 140 X 4000 240702-с 1 460,0
Переходник 220 X 188 150901-с 1 173,0
То же - 220 X 165 150903-с 1 165,0
» 190 X 165 150801-с 1 120,0
Желонка с плоским клапаном
из труб диаметром .... 20" 162400 1 800,0
То же 16" 162000 1 635,0
» 14" 161600 1 522,0
» 8" 161000-а-с-э 1 186,0
Канатный замок 170 270700-с 1 77,3
Ушко желоночное 190 160000-с 1
Инструмент д л а соединен ия бурового снаряда
Ключ инструментальный . . . 5= 152 010100-Б 2 152,0
То же S = 140 110200-Б 2 119,0
Трещетка затяжная — 080000 1 116,0
Ловильный инструмент
Ловильнпк с платками . . . То же Ерш однорогий 220 X 188 140 250 031600-с 030800-с-э 071200 1 1 1 348,0 106,0 110,0
Принадле жности дл я обсадных труб
Хомут для обсадных труб . . 24" 162400 2 147,0
То же - 20" 162000 2 131,0
» 18" 161800 2 90,7
» 16" 161600 2 81,0
» Головка забивная многоступен- 14" 161400 2 7,5
чатая 10—14" 380000 1 96,2
То же 16-20" А-36000 1 230,7
» 24—28" 370000 1 455,7
Забивной снаряд УКС-30м1 . . — А-450000 1
Разный вспомогательный инструмент
Шаблон универсальный для до-
лот диаметром 574-233/4" 100700-А 1 —
87
УСТАНОВКА
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОГО
БУРЕНИЯ УГБ-50м
Буровая установка УГБ-50м предназна-
чена в основном длн бурения гидрогеологи-
ческих скважин на воду с выполнением^
пробных откачек, а также для проходки-
скважин при инженерных и разведочных
работах.
Основное бурение — комбинированное:
шнековращательное в сочетании с ударно-
канатным, без промывки со взятием керна
специальным грунтоносом. При наличии
промывочного насоса установка может-
быть использована для колонкового буре-
ния с использованием стандартного колон-
кового инструмента.
Комплексная буровая установка
У ГБ-50м смонтирована на автомобиле-
Г АЗ-66 со специально оборудованным авто-
прицепом с комплектом бурового инстру-
мента, обеспечивающего самостоятельную
работу установки в полевых условиях.
Техническая характеристика установки
Шифр установки . . . УГБ-50м
Глубина скважин при гид-
рогеологическом буре-
нии, м ............... 50
Диаметр, мм:
начальный............ 230
конечный........... 180 или 135
Глубина скважин при ко-
лонковом бурении, л( 100
Диаметр, jh.w:
начальный............ 198
конечный.......... 92
Угол бурения к горизон-
ту, град ............ 90
Вращатель
Число оборотов вращате-
ля, об/мин ............ 70, 125 и 200
Рабочий ход подачи, м 1,5
Скорость подачи, м/мин:
вниз .................. 7,28
вверх.................. 14,11
Тип подачи............... гидравли-
ческая
Г идросистема
Тпп масляного насоса . НШ 32(40)
Производительность,
л/мин . . . .... 48
Максимальное давление в
гидросистеме, кГ/см2 80
Давление на забой, кГ . 5200
Усилие подъема, кГ . . 2750
Тип распределителя - - Р75-В2.
Лебедка
Грузоподъемность на пря-
мом канате, кг ... 2500
88
Грузоподъемность на крю-
ке с подвесным блоком,
кг ......... .
-Скорость навивки каната
на барабан, м/сек . .
Ударное
приспособление
Число ходов в 1 мин
Величина хода инструмен-
та, мм ..............
Наибольший вес бурового
инструмента, кг ...
Привод станка
Тип привода .........
Мощность, л. с.......
Число оборотов, об/мин
Вес, кг..............
Мачта
Тип .................
7300
0,64: 1,24; 1,98
Вспомогательное
оборудование
Освещение ...............от генератора
12 в
Количество точек ... 4
Габариты станка в транс-
портном положении, мм:
длина .................. 8000
высота ................ 3000
ширина................. 2000
Вес установки, кг . . . 6000
45,8
650
400
дизель Д-48Л
48
1600
660
В специальном автоприцепе 2ПН2-А под
брезентовым укрытием расположены сле-
сарный верстак с тисками, емкости для
дизельного топлива и весь необходимый
инвентарь.
Общий вид установки в транспортном
положении представлен на рис. VI-27.
металличе-
ская, склады-
вающаяся
8,0
7300
Основные механизмы установки и пх
взаимодействие
Высота до оси блока, м
Рабочая грузоподъем-
ность, кг .............
Буровая установка УГБ-50М состоит
из 14 основных узлов (рис. VI-28). На
общей сварной раме 1 установлен привод-
89
й В g и-© j? й 3
две
,ю trio
Си 7" t- ел
Ю OSS
ной двигатель Д48Л с муфтой сцепления.
На одной оси с дизелем расположена ко-
робка передач 2, на которой смонтирована
лебедка 3 с тормозами 4. В задней части
установки укреплена мачта 5, по ее напра-
вляющим стойкам передвигается враща-
тель 6, получающий вращение от коробки
передач через вертикальный вал. Пере-
мещение вращателя вверх и вниз осуще-
ствляется при помощи двух гидроцилин-
дров (на рисунке не показаны).
В средней части рамы расположен удар-
ный механизм с оттяжным роликом 8.
На левой стороне рамы размещен пост
управления станком 9. Там же расположен
дроссель гидросистемы и гидрораспредели-
тель, предназначенный для управления
работой цилиндров подачи инструмента
и цилиндров подъема 10 и спуска мачты.
Возле дизеля на раме размещен масляный
бак 11. Осветительные фары 12 размещены
на мачте установки и служат для освеще-
ния устья скважины, пульта управления
и верхнего блока мачты.
Установка снабжена комплектом огра-
ждений и ограждением шнека 13 для без-
опасной работы.
В средней части мачты расположен на-
правляющий ролик 14 для каната, иду-
щего от лебедки к рабочему ролику.
Трехскоростная коробка передач
(рис. VI-29) передает вращение от дизеля
Д48Л: 1) вращателю, получающему три
скорости при прямом и обратном враще-
нии; 2) лебедке, получающей три скорости
при прямом вращении; 3) промывочному
насосу, получающему три скорости соот-
ветственно числу оборотов бурового ин-
струмента.
Для обеспечения переключения скоро-
стей коробки передач и запуска двигателя
в картере маховика дизеля Д48Л устано-
влена муфта сцепления постоянноразо-
мкнутого типа.
На рис. VI-30 представлена кинемати-
ческая схема установки.
Вращатель (рис. VI-31) служит для
передачи вращения от коробки передач
буровому инструменту. Для доступа
к скважине вращатель отводится в сто-
рону.
В корпусе вращателя размещены три
косозубые шестерни, передающие вращение
от вертикального вала шпинделю. В шпин-
дель вставляется патрон для шнекового
бурения или ведущая штанга для колонко-
вого бурения. В нижней части патрона
имеется шестигранное отверстие для соеди-
нения с хвостовиком шнека.
Ведущая штанга для колонкового буре-
ния имеет шестигранное сечение и внутрен-
нее отверстие для прохода промывочной
жидкости. В верхней части ведущей штанги
имеется резьба для присоединения верт-
91
Рис. VI-30. Кинематическая схема установки.
1 — главный привод установки от дизеля Д-48Л (48 л. с., п — 1600 об/лшн); 2 — управление главным
фрикционом; 3 — переключение скоростей коробки передач; 4 — п, = 306 об/мин, п2 — 525 об/мин,
пг = 867 об/мин, 5 — шкив привода промывочного насоса; 6 — nt = 172 об/мин, пг = 294 об/мин,
п3 - 486 об/мин, 7 — щ = 306 об/мин, п2 = 525 об/мин, п3 - 857 об/мин, 8 — п, — 70 об/мин,
Т12 = 125 об/мин, п8 — 200 об/мин; 9 скорость навивки каната Vi = 0,685 м/сек-, vs — 1,25 м/сек-,
= 2,00 м/сек-, 10 — включение реверса вращателя; 11 — включение барабана лебедки; 12 — упра-
вление тормозом барабана лебедки; 13 — управление фрикционом.
люга-сальника, а в нижней — резьбу для
соединения с буровыми штангами.
Перемещение вращателя вверх и вниз
осуществляется гидравлическими цилин-
драми подачи.
При укладке мачты для транспортирова-
ния она опирается на специальную стойку,
расположенную между дизелем Д48Л
и задней стенкой кабины водителя, нижняя
зубчатая уравнительная муфта должна
быть отключена от вала коробки пе-
редач.
Мачта (рис. VI-32) имеет трубчатую
сварную конструкцию с открытой передней
гранью. Со станком она соединяется при
помощи оси, при повороте вокруг которой
мачта может занимать либо вертикальное
(рабочее) положение, либо горизонтальное
(транспортное). В верхней части мачты на
неподвижной оси размещены рабочий ро-
лик и траверса. К траверсе крепятся конец
дополнительного каната и подвеска допол-
нительного блока. Дополнительный канат
с дополнительным подвижным блоком ис-
пользуется при работе с обсадными тру-
бами или в условиях тяжелого подъема
бурового снаряда. При двухструнной осна-
стке грузоподъемность на крюке достигает
5 т, а при трехструнной — 7,3 т. Грузо-
подъемность лебедки на прямом канате —
2,5 т.
Нижние концы ног мачты оснащены вин-
товыми домкратами для регулировки вер-
тикального положения мачты, а также для
передачи нагрузки от мачты на подкладной
брус.
Лебедка станка (рис. VI-33) планетар-
ного типа служит для производства спуско-
подъемных операций.
Барабан 1 лебедки разделен на две сек-
ции. Одна секция с ручьями предназначена
для спуска и подъема бурового инструмента
92
Рис. VI-32.
1 — трубчатая ферма мачты; 2 — рабочий блок; 3 — траверса для крепления конца дополнитель
ролик; 7 — винты домкратов; 8 — башмак домкратов; 9 — рукоятка; 10,
и для работы ударным механизмом, другая,
гладкая, — для укладки запасного ка-
ната. Стальной канат имеет диаметр 15 мм,
общая длина его 75 ж.
Лебедка получает вращение от коробки
передач через промежуточную шестерню 7
и зубчатое колесо 6, которое при помощи
шпонки соединено с солнечной шестерней 5
планетарной передачи. Ведущий диск 3
и прижимное кольцо 4 являются опорами
для осей трех сателлитов 9 планетарной
передачи. Наружный обод шестерни 8
с внутренним зубом, является одновре-
менно тормозным шкивом для тормоза
включения вала и барабана лебедки.
К внутреннему диску барабана 1 кре-
пится зубчатая муфта 11. Другая муфта 2
закреплена на валу 12 шпонками. При
помощи этой муфты включаются и выклю-
чаются барабан и вал лебедки. Механизм
включения и выключения лебедки разме-
щен на кронштейне 10 и реборде барабана
лебедки. На консоли вала закреплен
кривошип 13 привода ударного меха-
низма.
Ударный механизм (рис. VI-34) состоит
из вала 1, балансира 2 с роликом 3 и криво-
шипно-шатунного механизма 4. Шатун
снабжен пружинным амортизатором 5.
Управление установкой
Управление установкой состоит из двух
самостоятельных кинематических це-
пей: а) управления муфтой сцепления
(рис. VI-35a); б) управления тормозом ле-
бедки (рис. VI-356).
•94
Т-Т
Z30
Мачта.
кого каната и блока; 4—дополнительный канат; 5— подвижной блок; 6—направляющий
11 — затворы с крышками для крепления ног мачты к раме станка.
Рычаг управления тормозом подъема 1
аналогичен по конструкции с рычагом
муфты сцепления, за исключением системы
управления защелкой. Рычаг управления
тормозом спуска 2 служит для остановки
барабана лебедки при спуске и подъеме
бурового снаряда, а также при ударном
способе бурения на канате для постепен-
ного стравливания каната с барабана по
мере углубления скважины. Для этой
цели рычаг тормоза спуска вместо защелки
с зубчатым сектором снабжен специальным
ленточным тормозным устройством для
стопорения тормозного рычага спуска при
постепенном стравливании каната. Тормоз-
ное устройство рычага тормоза спуска
состоит из тормозного шкива 3 с тормозной
лентой 4 и пружины 5, создающей необхо-
димое усилие на систему управления тор-
мозной лентой.
На полом валу 6 закреплен рычаг 2
тормоза спуска, а на валу 7 — рычаг /
тормоза подъема; рычаги 1 и 2 связаны
с тормозными системами при помощи тяг 8
п 9.
Тормоза лебедки (рис. VI-36) служат для
управления работой лебедки. Тормозная
система состоит из двух ленточных тормо-
зов 1 и 2.
Концы лент крепятся шарнирно двумя
пальцами к рычагу 3, который обеспечивает
равномерный отход тормозных лент от тор-
мозной шайбы при их растормаживании.
Зазор между тормозными барабанами
и тормозными лентами регулируется гай-
кой 4.
95-
7 Заказ 1050
Рис. VI-356. Управле-
ние тормозом ле-
бедки.
1 — рычаг управления
тормозом подъема; 2 —
рычаг управления тор-
мозом спуска; з — тор-
мозной шкив; 4— тормоз-
ная лента; 5 — пружина;
6 — полый вал; 7 — вал
рычага подъема; У 9 —
тяги.
Рис. VI-36. Тормоз лебедки.
Рис. VI-37. Электрооборудование установки.
7*
Электрооборудование установки
(рис. VI-37) состоит из электрогенератора
переменного тока напряжением 12 в и че-
тырех осветительных точек. Три фары 1,
установленные на мачте, предназначены
для освещения рабочего места у устья сква-
жины, верхней части мачты с блоком
и поста управления установкой. Четвертой
точкой является лампочка щитка приборов.
Гидросистема установки (рис. VI-38)
предназначена для подачи инструмента
на забой, а также для спуска и подъема
мачты. Гидросистема обслуживается ше-
стеренчатым насосом НШ-32 1. Спуск
и подъем мачты осуществляется при по-
мощи двух гидроцплиндров 2 двойного
действия. Один конец цилиндров закре-
плен шарнирно на мачте, а другой на раме
установки.
Для передачи давления на забой, раз-
грузки инструмента при бурении, а также
для подъема инструмента в аварийных
случаях служат два гидроцилиндра 3
двойного действия. Один конец цилиндров
закреплен шарнирно на мачте, а другой —
на раме вращателя.
Буровая установка УГБ-50м комплек-
туется буровым инструментом для ударно-
канатного и шнекового бурения.
В табл. VI-9 приведен перечень запасных
частей, в табл. VI-10 — комплект обсадных
труб и принадлежностей к ним,
а в табл. VI-11 — комплект инструмента
для ударно-канатного бурения.
Рис. VI-38. Гидросистема установки.
100
Таблица VI-9
Запасные части к буровой установке УГБ-50м
Наименование ГОСТ или J'S чертежа Количество на установку
Манжета армированная 1-1-55 ГОСТ 8752-61 1
Цепь, шаг 25,4 мм, 15 звеньев ГОСТ 2599-61 1
Манжета армированная 1-1-70 ГОСТ 8752-61 2
Манжета армированная 1-1-60 ГОСТ 8752-61 1
Сухарь УГБ50А-03-04 1
Манжета армированная 1-1-90 . . ГОСТ 8752-61 2
Ось УГБ50А-04-125 1
Кольцо . . УГБ50А-04-124 2
Ролик УГБ50А-07-04 1
Пружина стопора УГБ50А-20-23 1
Манжета армированная 1-1-200 . . ГОСТ 8752-61 1
Пружина УРБ50А-08-26 1
Втулка . УГБ50А-08-20 1
Втулка УГБ50А-08-36 2
Ролик УГБ50А-08-37 1
Лента тормозная 6 X 50 X 568 тип Б ГОСТ
1198-41 УГБ50А-22-11 1
Лента тормозная 6 X 80 X 568 тип Б ГОСТ
1198-11 УГБ50А-22-15 1
Пресс-масленка 1-А1 с конической резьбой Vs" . ГОСТ 1303-56 5
Кольцо ГОСТ 9833-61 Н2-32 X 25-2-1 2
То же Н2-45 X 38-2-3 2
» Н2-18 X 14-2 2
Грязосъемник . . . . УГБ50М-27А-03-А 4
Манжета 45 X 65 .... ... ГОСТ 6969-54 12
Кольцо ГОСТ 9833-61 Н2-65 X 55-2 4
Рукав ... УГБ50М-25А-5А 1
Шланг в сборе ЛБУ-29-9Д 1
Рукав УГБ50М-25А-7 1
Комплект обсадных труб и принадлежностей к ним
Таблица ~V1-1O
Наименование J'S чертежа или ГОСТ Количество на установку, шт.
Труба обсадная 219/203-ж.м длиной 1,5 м БИ219-35А 2
Труба обсадная 219-лиг длиной 3 м БИ219-35А 4
Муфта для труб 219-Л4Л1 БИ219-67 6
Труба обсадная 168/154-ЛМ4 длиной 1,5 м БИ219-34А 2
То же 168-лиг длиной Зм .... БИ219-34А 14
Муфта для труб 168-лиг. БИ239-66 16
Труба обсадная 127/116-лиг длиной 1,5 .и БИ219-31А 2
То же 127-лиг длиной 3 м БИ219-31А 11
Муфта для труб 127-лг.и БИ239-65 13
Башмак гладкий для труб 219/203 лглг . БИ259-26А 2
То же 168/154-лиг БИ259-20А 2
» » 127/166-лиг Универсальная головка для обсадных труб БИ259-89 2
127, 168 и 219-лиг грузоподъемностью 7,5 т БИ249-120А-00 1
Хомут для обсадных труб 219-лии ГОСТ 6669-53 1
То же 168-лиг ... .... ГОСТ 6669-53 1
» » 127-Л4Л£ ГОСТ 6669-53 1
101
/
Продолжение табл. VI-10
Наименование № чертежа или ГОСТ Количество на установку шт.
Баба забивная БИ259-80Б-00 1
Ключ шарнирный для труб 219-льи ГОСТ 10559-63 2
То же 168-Л1.М ГОСТ 10559-63 2
» » 127-Л1Л! ГОСТ 10559-63 2
Блок однороликовый грузоподъемностью 7,5 т БИ249-99А-00 1
Серьга грузоподъемностью 2,7 т БИ249-109-00 1
Таблица VI-UL
Комплект инструмента для ударно-канатного бурения
Кв п/п Наименование ГОСТ или Ке чертежа Количество на ус- тановку, шт.
1 Желонка с плоским клапаном диамет- ром 127 мм БП119-151-00 1
2 То же, диаметром 102 .и.ч БИ119-150-00 1
3 Ерш однорогий БИ279-111А-00 1 .
БУРОВОЙ АГРЕГАТ
БУГ-ЮОм
Буровой агрегат БУГ-ЮОм, спроектиро-
ванный институтом Гидропроект, пред-
назначен для бурения скважпн ударно-
канатным способом глубиной до 100 м.
Агрегат оснащен рядом механизмов и при-
способлений, позволяющих механизиро-
вать наиболее трудоемкие операции при
бурении — расходку, свинчивание и раз-
винчивание обсадных труб, подтаскивание
к скважине тяжелого инструмента, при-
ведение агрегата в транспортное поло-
жение.
Общий вид агрегата БУГ-ЮОм пред-
ставлен на рис. VI-39.
Техническая характеристика агрегата
БУГ-ЮОм
Наибольший начальный
диаметр бурения, мм 426
Наибольшая глубина бу-
рения, м ................. 100
Планетарная лебедка:
грузоподъемность (на
II передаче), кг . 4000
средняя скорость на-
вивки каната на ба-
рабан, м/сек . 1,0; 1,3
диаметр барабана,
лии................... 270
канатоемкость, ж 120
диаметр каната, мм 19,5
Ударный механизм:
число ударов бурово-
го снаряда в мину-
ту ............... 30—60
высота подъема буро-
вого снаряда над
забоем, .ил . . . 650
грузоподъемность, кг 1000
Привод:
двигатель............. Д37-МС-2
мощность, л. с. . . 40
Механизм привода клю-
чей расходки труб:
крутящий момент
кг/м.............. 1600
число ходов в минуту 30—60
угол поворота ключей
за один ход, град 23
Буровая вышка:
тип . ......... разборная,
металлическая
высота до оси крон-
блока, мм . . 11 350
талевая оснастка однострунная
и пятиструнная
грузоподъемность
при пятиструнноп
оснастке, кг . . 20 000
вес вышки, кг . . 2284
Стабилизаторы СТ-1 и
СТ-2:
102
%
назначение
наибольший диаметр
обсадных труб, Л1Л1
Ключи КТ-1:
наибольший крутя-
щий момент, кГ/м
диаметр захватывае-
мых труб, мм . .
Транспортировка уста-
новки ................
Габаритные размеры, лми:
длина .................
ширина ............
высота . . .
Вес агрегата (в незапра-
вленном состоянии), кг
для автомати-
ческого пере-
ключения
трубных клю-
чей в процессе
обсадки сква-
жины трубами
426
1600
426: 377: 325;
273; 219; 168
на подкатных
осях ПО-6М
3980
2140
2200
2545
Основные механизмы агрегата
и их взаимодействие
Ai-регат БУГ-ЮОм состоит из металли-
ческой рамы 7, на которой смонтированы
двигатель Д37 МС-2 1, коробка передач 2,
планетарная лебедка 3, направляющий ба-
рабан 4, оттяжное устройство 5 и меха-
низм расходки 6 (рис. VI-40).
Буровая вышка ВБ, входящая в ком-
плект агрегата, транспортируется само-
стоятельно в разобранном виде.
От двигателя Д37МС-2 через клиноре-
менную передачу, фрикционную муфту,
коробку передач и цепную передачу вра-
щение передается валу планетарной ле-
бедки.
Барабан лебедки включается при тормо-
жении обоймы венцовой шестерни с вну-
тренним зацеплением, при этом вращение
от солнечной шестерни передается трем
шестерням-сателлитам, которые, пере-
катываясь по неподвижной венцовой ше-
стерне, вращают барабан лебедки. Тормо-
жение барабана осуществляется при
помощи ручного тормоза.
При одновременном растормаживании
барабана лебедки и обоймы венцовой ше-
стерни барабан свободно вращается на
валу.
От вала лебедки при помощи цепной
передачи вращение передается на главный
вал, на котором установлены две кулачко-
вые и одна зубчатая муфта. При включении
кулачковых муфт вращение передается
на кривошипы механизма расходки труб,
а при включении зубчатой муфты при-
водится в движение кулак оттяжного
устройства.
Оттяжное устройство (рис. VI-41) со-
стоит пз сварного корпуса, оттяжного ры-
чага с роликами и амортизатора для гаше-
ния силы удара рычага. Оттяжной рычаг
состоит из двух щек, между которыми раз-
мещены два ролика; он качается на оси,
закрепленной в корпусе устройства.
На той же оси, между щеками, на рас-
порной втулке размещен приемный ро-
лик 7, к которому с кронблока вышки
подходит рабочий канат.
Трос, огибая приемный 7 и оттяжной 3
ролики, идет на направляющий ролик 4,
укрепленный на раме агрегата, и далее
через направляющий барабан на барабан
лебедки.
Для приведения оттяжного устройства
в действие плавно включают муфту сцепле-
ния, которая входит в зацепление с кула-
ком 5, сидящим на главном валу свободно.
При вращении главного вала и кулака
ролик 6, действуя на плечо оттяжного
устройства, заставляет его поворачиваться
вокруг оси главного вала.
Подъем инструмента над забоем проис-
ходит за ’/2 оборота главного вала. Затем
плечо кулака выходит из зацепления с от-
тяжным устройством и буровой снаряд сво-
бодно падает на забой.
Механизм расходки труб (рис. VI-42)
состоит из кривошипно-шатунного меха-
низма, трубных ключей и стабилизатора
для автоматического перекрепления
трубных ключей в процессе обсадки сква-
жины трубами.
Кривошипно-шатунный механизм со-
стоит из двух крпвошипов 3, двух шату-
нов 2, правой 1 и левой 5 качалок, зубчатой
качалки 6 и двух тяг 7.
Кривошипы 3 жестко насажены на кон-
цах главного вала 4. Они сообщают шату-
нам 2 возвратно-поступательное движение,
те в свою очередь приводят в движение
правую 1 и левую 5 качалки. Тяги 7,
соединенные с качалками 1 и 5, передают
движение трубным ключам КТ-1.
Трубные ключи КТ-1 (рис. VI-43) со-
стоят из двух пар полухомутов 1, шар-
нирно связанных между собой, и двух ры-
чагов 2, которые во время работы ключами
соединяются с тягами механизма расходки
труб.
Для свинчивания и расхаживания обсад-
ных труб двухрычажные ключи собираются
по схеме № 1 (рис. VI-44). Для расходки,
раскрепления и развинчивания обсадных
труб однорычажные ключи собираются
по схеме № 2.
Стабилизаторы СТ-1 и СТ-2 (рис. VI-45a
и VI-456) служат для поддержки ключей
во время работы механизма расходки.
При включении кулачковых муфт меха-
103
vsen
Рис. VI-39. Буровой агрегат
l — буровой агрегат; 2 — буровая вышка ВБ; з — стабилизатор СТ-1;
104
БУГ-ЮОм.
4 — ключи трубные КТ-1.
низма расходки двухрычажный ключ сво-
ими полумуфтами захватывает и поворачи-
вает колонну обсадных труб. Под тяжестью
собственного веса колонна труб вместе
с ключами в момент поворота опускается
в скважину. При повороте ключа в обрат-
ную сторону полумуфты освобождают
трубу и ключ, и под действием пружин
стабилизатора механизм расходки возвра-
щается в исходное положение.
Буровой инструмент
и принадлежности
агрегата БУГ-100 м
Агрегат БУГ-ЮОм комплектуется спе-
циальным буровым инструментом, обсад-
ными трубами и другими принадлежно-
стями.
Буровой пнструмент имеет соединитель-
ные замковые резьбы 3—63,5 по ГОСТ
7909-56.
В табл. VI-12 приведен примерный пере-
чень бурового инструмента и принадлеж-
ностей к агрегату БУГ-ЮОм.
Агрегатом БУГ-ЮОм можно также бу-
рить скважины, применяя обычный ударно-
канатный инструмент, выпускаемый на-
шей промышленностью.
Агрегат комплектуется также слесарно-
монтажным инструментом и запасными
частями.
Инструмент
для ударно-канатного бурения
Общие сведения
При буренпп скважин ударно-канатным
способом применяют ряд инструментов
и приспособлений, которые подразделяются
на следующие основные группы.
1. Рабочий буровой пнструмент или буро-
вой снаряд, предназначенный для разруше-
ния проходимых пород и извлечения вы-
буренной породы на поверхность. Сюда
же относятся инструментальные ключи,
которые служат для завинчивания и раз-
винчивания бурового снаряда.
2. Инструмент и приспособления для
обсадки и извлечения труб. К этой группе
наряду с забивными снарядами, забив-
ными головками, забивными башмаками
и железными хомутами относятся также
винтовые и гидравлические домкраты,
труборезы, обсадные вибраторы и вибро-
молоты.
3. Ловильный (аварийный) пнструмент,
предназначенный для ликвидации аварий
и различных осложнений, возникающих
в процессе бурения.
Рабочий буровой снаряд (рис. VI-46)
состоит из долота 1, ударной штанги 2,
105
я
Рис. VI-40. Основные механизмы агрегата ВУГ-ЮОм.
дизельный двигатель Д37МС-2; 2 — коробка передач; 3 — планетарная лебедка; 4 — направляющий барабан;
устройство; 6 — механизм расходки; 7 — рама.
Рис. VI-41. Оттяжное устройство (кинематическая схема).
1 — предохранительный ролик; 2 — оттяжной рычаг; 3 — оттяжной ролик;
4 — направляющий ролик; S — кулак; в — опорная втулка; 7 — приемный
ролик. А — ось главного вала; Б — рабочий канат от лебедки; В — упор.
ножниц или ясса 3 и канатного замка 4,
в котором закреплен конец инструменталь-
ного каната 5.
Резьбовое замковое соединение
Отдельные детали бурового снаряда со-
единяют между собой при помощи резьбо-
вого конусного замкового соединения
(рис. VI-47). Размеры этого соединения
представлены в табл. VI-13.
Надежная работа бурового снаряда во
многом зависит от прочности и плотности
резьбового соединения. Замковая резьба
должна обеспечивать такое соединение,
при котором вся ударная нагрузка пере-
дается только на кольцевые поверхности
стыков бурового снаряда, а сама резьба
должна обеспечивать плотность соедине-
ния. Зазоров в торцах конусных соедине-
ний не должно быть.
При перевозке инструмента замковая
резьба должна быть очищена, смазана
густой смазкой, а на наружный конус
обязательно навернут предохранительный
колпак.
Во внутренний конус при отсутствии
предохранительной пробки можно вста-
вить деревянную пробку, но с таким расче-
том, чтобы ее можно было легко вынуть.
Рис. VI-42. Механизм расходки труб (кинематическая схема).
1 — правая качалка; 2 — шатуны; 3 — кривошипы; 4 — главный вал;
5 — левая качалка; е — зубчатая качалка; 7 — тяги.
I — направление движения тяг при последовательном включении кулачковых
муфт; II — направление движения тяг при одновременном включении кулачко-
вых муфт.
107
D
Рис. VI-44. Схема установки ключей КТ-1.
I — свинчивание и расхаживание обсадных труб; II — расходка, раскрепление и развинчивание обсад-
ных труб. 1 — двурычажный ключ; 2 — однорычажный ключ.
Рис. VI-45a. Стабилизатор СТ-1.
J— верхняя плита; 2 — гайка; з — стакан;
4 — нижняя плита; 5 — гильза; 6 — пробка;
7 — пружина; 8 — стяжной болт; 9 — опорная
плита: 10 — штыри; 11 —разделительное кольцо;
12 — трубные ключи.
Рис. VI-456. Стабилизатор СТ-2.
1 — верхняя плита; 2 — гайка; 3 — стакан; 4 —
нижняя плита; 5 — гильза; 6 — пробка; 7 — пру-
жина; 8 — стяжной болт; 9 — опорная плита;
10 — штыри; 11 — опорный фланец (набор);
12 — разделительное кольцо; 13 — трубные
ключи.
109
Таблица VI-12
Буровой инструмент и принадлежности к буровому агрегату БУГ-ЮОм
Наименование чертежа или ГОСТ Единица измерения Количест- во
Буровой агрегат
Буровой агрегат БУГ-100л1 в сборе с двигателем
Д37-МС-2, укомплектованный стальным кана- том диаметром 19,5 мм, длиной 100 м, двумя
тягами БУ-80к-7сб и одной тягой БУ-80к-8сб Комплект 1
Принадлежности для расходки труб
Ключ для расходки труб диаметром 325 мм КТ1-12 1
Полухомуты ключа диаметром 273 мм . . КТ1-10- 1-сб и 2 сб » 2
То же диаметром 219 мм КТ1-8- 1-сб и 2 сб » 2
» » » 168 мм . КТ1-6- 1 сб и 2 сб » 2
Стабилизатор СТ-1 » 1
Принадлежности
к треноге
Траверса ВБ-бсб Шт. 1
Шкворень с серьгой . , . — Комплект 1
Спуско-подъемный
и специальный инструмент Блок однороликовый грузоподъемностью 12 т БТО-12 Шт. 1
Серьга вертлюжная грузоподъемностью 12 т . Замок быстросъемный с коушем для стального СБ-12 » 1
каната диаметром 19,5 льи . . .... Зажим для стального каната диаметром 17,5— » 1
21,5 мм Головка универсальная грузоподъемностью 12 т НГ-8-52 ГТ-325-12 » 4
для труб диаметром 325 льи » 1
То же диаметром 273 мм Головка универсальная грузоподъемностью 12 т ГТ-273-12 ГТ-218-12 » 1
для труб диаметром 219 мм » 1
То же диаметром 168 льм 11-169-12 » 1
Хомут опорный для труб диаметиом 325 мм 437-000-001 » 1
То же диаметром 273 мм ... » » » 219 мм ... 427-000-002 427-000-003 » » 1 1
» » » 169 мм. . ... 427-000-004 » 1
Буровой инструмент ПУ-168
Патрон ударный диаметром 168 мм » 1
То же диаметром 127 мм ПУ-127 » 1
Стакан забивной диаметром 325 мм С-325 » 1
То же с клапаном диаметром 273 мм .... CK-Z/5 Шт. 1
» » башмачный с клапаном диаметром 219 м м СБК-219 » 1
Стакан разъемный диаметром 168 мм ... СР-168 » 1
То же, диаметром 127 мм Желонки с плоским клапаном диаметром 273 лип С1?—12 / » 1
Ж-273 » 1
То же диаметром 219 мм Ж-219 » 1
» » » 168 мм . . Ж-168 » 1
» » » 127 мм Ж-127 » 1
Утяжелитель 125 X 1000 . . . У-125-1000 » 1
Ушко с замковой резьбой 3-63,5 . . . У3-63,5 » 2
Вилка подкладная ..... ... . ВТ-35/400 » 1
Крюк отводной К-2500 » 1
110
Продолжение табл. V1-12
Наименование № чертежа или ГОСТ Единица измерения Коли- чество
Ключ шарнирный для труб диаметром 219 X X 243 мм БИ-179-40-00 » 2
То же диаметром 168 X 188 ли БИ-179-39-00 » 2 '
Ключ отбойный M3-63.5 ГОСТ 6705-57 » 2
Лом-лопатка ЛЛ-1000 » 1
Лопатка для чистки забивпых стаканов .... Л-80 » 1
Башмак фрезерный для труб диаметром 325 ллг БФ-325 » 1
То же диаметром 273 мм БФ-273 » 1
» » » 219 лглг БФ-219 » 1
» » » 168 мм БФ-168 » 1
Рис. VI-46. Рабочий бу-
ровой снаряд для ударно-
канатного бурения.
Рис. VI-47. Резьбовое ко-
нусное замковое соедине-
ние.
Примечания. 1. Шаг
резьбы измеряется параллельно
оси инструмента. 2. Биссек-
триса угла профиля резьбы
перпендикулярна к оси инстру-
мента. 3. Резьба инструмента
должна быть гладкой, без за-
усенцев, раковин и других де-
фектов, нарушающих ее непре-
рывность, плотность или проч-
.ность. 4. Резьба правая.
Допуск резьбы: а) по шагу на
длине резьбы 25 льи—0,050 мм,
на всей длине (резьбы 0,100 мм-,
б) на половину угла профиля
наружной резьбы ±30', внут-
ренней резьбы ±45'. Допуски
факультативны и даны для кон-
троля резьбы образующего ин-
струмента. Допуски для инстру-
мента должны быть в 2,5 раза
меньше по сравнению с ука-
занными.
111
Резьбовое конусное замковое соединение (размеры в лии)
0,279 0,279 0,330 0,330 0,330 0,330 0 330
СО СО VP Nji XT О О Oi о о co °?. о" о о" o' о о о
2,113 2,113 2,402 2,402 2,402 2,402 2,402
.л» 2,735 2,735 3,126 3,126 3,126 3,126 3,126
g СО СО Xf1 СМ СО О СМ СО Ю ОО О см to
л 65 90 115 130 142 155 195
СМ 00 СМ Ю 00 О 00 О V- C1
о ю о о о о о О to со 00 о о со 'ГН СМ см со со со
65 90 130 155 180 190' 205
Q СМ СМ см о to 00 о Ю 00 хР СО со см ч т-! г-1 ч-i СМ
Q СО О со О О СО о СМ СО Ю Г* 00 о
Ч 40 60 82 100 112 132 156
ч ’ГН ю О О 00 О Г* Г* Ф ф* IQ Ю ф ти хЯ со х£ см" хР хР 00 СО Ю 1>- О о см хГ
ч 05 05 СО хч tQ СО хР О Xf1 CM to to 00 CM О см см со 00 00 05 05 об см СО Ю 1> 05 ф СЗ Ю
Конус- ность .1:4
Ян’О Й 1 S ф & Ю LQ 05 О 05 05 05 г* t— см см см см см СО СО СО СО СО со со со со со" со со"
Номинальные „ размеры замка, ниток дюймы на 1 1X11/2 8 1!/2Х21/4 8 2x3 7 23/4Х33/4 7 31/4Х41/4 7 ,.4 х 5 7 41/2X6 7
Перед свинчиванием инструмента на-
ружную п внутреннюю конусную резьбу
необходимо промыть бензином или кероси-
ном п смазать тонким слоем графитовой
смазки или техническим вазелином. Свин-
чивают инструмент инструментальными
ключами. Окончательную затяжку резьбы
производят при помощи специального при-
способления, называемого затяжной тре-
щоткой для свинчивания инструмента.
Усилие, прилагаемое на конце плеча ин-
струментального ключа, должно быть не
менее 2—2,5 т. Слабая затяжка замковой
резьбы может привести к развинчиванию
инструмента во время бурения и к аварии.
Рекомендуется после свинчивания ин-
струмента на стыке замковой резьбы сде-
лать зубилом небольшие вертикальные
засечки. Это позволяет следить за состо-
янием резьбового соединения. Если риски
не совпадают — это значит, что замок начал
развинчиваться и его следует немедленно
затянуть; если инструмент часто раскру-
чивается — резьба сработалась и инстру-
мент к дальнейшей эксплуатации не при-
годен. Его необходимо отправить в ремонт.
Бурильные долота
Долота для ударно-канатного бурения
изготовляют плоские, двутавровые, окру-
гляющие п крестовые. Тип долота выбирают
в зависимости от проходимых пород.
На шейке каждого долота ниже основа-
ния конусной соединительной резьбы име-
ются кольцевые канавки, предназначен-
ные для захвата долота плашками лови-
теля при ликвидации аварий и осложне-
ний. Такие же канавки имеются и на
других инструментах, входящих в состав
бурового снаряда. Ниже этих канавок
расположены плоскости, предназначенные
для захвата инструмента ключами при
свинчивании и развинчивании снаряда.
В зависимости от крепости проходимых
пород рабочая часть долота (лезвие) имеет
различный угол приострения. У долот
для проходки мягких пород угол прио-
стрения 70—80°, для пород средней твер-
дости 90—115° и для проходки твердых
пород и валунно-галечниковых отложений
лезвие долота заправляется под углом
110—130°.
Долота плоские (рис. VI-48) предназна-
чены для проходки мягких пород
(табл. VI-14).
Долото двутавровое (рис. VI-49) служит
для проходки вязких пород. Долото
в средней части имеет форму клина, по обоим
краям — выступающие в обе стороны
борта. Вследствие этого оно имеет двута-
вровое сечение. Долото такой формы
лучше обрабатывает стенки скважины
(табл. VI-15).
112
Долота округляющие (рис. VI-50) пред-
назначены для проходки твердых пород.
При бурении ими достигается округлость
скважины (табл. VI-16). Округляющие
долота дают также хорошие результаты
при проходке трещиноватых пород и ва-
лунно-галечниковых отложений. Лезвие
Рис. VI-49. Долото двутавровое.
при этом должно иметь угол приострения
ве меньше 110°.
Долота крестовые (рис. VI-51) предназ-
начены для бурения в твердых трещино-
ватых породах и валунно-галечниковых
отложениях. Долото имеет в сечении
крестообразную форму (табл. V1-17). В
зависимости от твердости проходимых по-
род угол приострения лезвий долота изме-
няют от 100 до 130°.
Штанги ударные применяются для уве-
личения веса бурового снаряда, а также
для предупреждения искривления сква-
жины. Ударные штанги изготовляют
Рис. VI-51. Долото
крестовое.
гладкоствольные (рис. VI-52 и табл.
VI-18) и с высаженными концами (рис. VI-
53 и табл. VI-19).
Ударными штангами с высаженными
концами пользуются тогда, когда тре-
буется уменьшить вес бурового снаряда
при сохранении длины.
8 Заказ 1050
113
Таблица VI-14
Долота плоские
А Б в Г Д Е ж .
Условные размеры Вес,
резьбы, дюймы кг № чертежа
Размеры, Д1Л1
2X3 148 128 112 84 64 310 650 42 010601с
23/4 х 33/4 198 178 140 102 70 365 750 70 010801с
З1/* X ^/4 248 228 165 128 85 429 850 120 011001с
3*/4 X 4i/4 298 278 165 128 85 470 900 140 011201с
4X5 345 322 188 140 90 530 100 180 011401с
4X5 395 370 188 140 92 580 1050 220 011601с
4V2 X 6 445 420 220 152 95 550 1100 280 011801с
47, X 6 495 468 220 152 115 600 1150 340 012001с
47, X 6 595 570 220 152 140 650 1200 450 012401с
472 X 6 695 665 220 152 150 750 1300 520 012801с
. Таблица VI-15
Долота двутавровые
Условные размеры А Б В г Д Е ж 3 Вес, X чертежа
резьбы, дюймы Размеры, мм кг
2X3 148 84 112 84 88 310 650 42,5 100600
23/4 X 33/4 198 102 140 102 126 — 365 750 70,0 100800
3*А X 4’/4 248 128 165 128 165 — 420 850 93,0 101000
374 х 474 298 128 165 128 220 — 470 900 120,0 101200
4X5 345 140 188 140 250 — 530 1000 180,0 101400
4X5 395 140 188 140 300 40 580 1060 200,0 101600
474 X 6 445 152 220 152 325 40 550 1100 320,0 101800
474 X 6 495 152 220 152 375 50 600 1150 400,0 102000
474 X 6 595 152 220 152 475 50 650 1200 440,0 102400
474 X 6 695 152 220 152 575 60 750 1300 520,0 102800
474 X 6 795 152 220 152 675 60 860 1400 570,0 103200
474 X 6 850 152 220 152 730 60 950 1500 630,0 103400
. Таблица VI-16
Долота округляющие
Условные размеры А Б В Г Д Е » 3 Вес, Xs чертежа
резьбы, дюймы Размеры, мм кг
2X3 148 90 112 84 125 50 810 1150 85 110602с
23/4 X 33/4 195 120 140 120 172 60 815 1200 120 110802с
374 х 474 245 160 165 128 220 65 870 1300 200 111002с
37, х 474 295 200 165 128 270 75 870 1300 310 111202с
4X5 345 230 188 140 320 85 880 1350 370 111402с
4X5 395 260 188 140 350 90 880 1350 398 111602с
474 X 6 445 300 220 152 400 95 950 1500 596 111802с
474 X 6 495 330 220 152 450 100 950 1500 700 112002с
474 X 6 595 400 220 152 550 140 950 1500 900 112402с
4*/4 X 6 695 470 220 152 650 150 950 1500 1400 112802с
114
Ножницы (яссы) рабочие (рис. VI-54)
служат для отрыва бурового снаряда от
забоя во время бурения в вязких и трещи-
новатых породах. Ножницы представляют
собой два замкнутых звена, скользящих
одно в другом, с величиной расхода 250 мм.
Во время работы звено ударяется о звено,
вследствие чего прихваченный инструмент
отрывается от забоя (табл. VJ-20).
Рис. VI-52. Штанга ударная гладко-
ствольная.
Замок канатный (рис. VI-55, табл. VI-21)
служит для соединения бурового снаряда
с канатом инструментального барабана и
состоит из корпуса, втулки и шайбы.
Его работа основана на свойстве стальных
канатов раскручиваться при нагрузке и
закручиваться при снятии нагрузки.
Рис. VI-53. Штанга ударная с высажен-
ными концами.
Переводники резьбовые (рис. VI-56,
(табл. VI-22) предназначены для соеди-
нения инструментов, имеющих разные ко-
нусные резьбы.
Ключи инструментальные (рис. VI-57,
табл. V1-23) служат для свинчивания [и
развинчивания резьбовых соединений в бу-
ровом снаряде. Ввиду того, что при
свипчивании буровых инструментов на ру-
коятку ключа прилагаются [большие
усилия (до 3 Т), инструментальные ключи
изготовляются массивными и прочными.
Трещотка затяжная (рис. VI-58) пред-
назначена для свинчивания резьбовых
Рис. VI-54.
Ножницы
(яссы) рабочие.
Рис. VI-55. Замок ка-
натный.
Рис. VI-56. Переводник резьбовой.
8*
115
Таблица VI-17
Долота крестовые
А В В Г Д Е Ж Вес,
резьбы, Дюймы кг
Размеры, л«л
2X3 148 128 112 84 50 660 1000 66 060601с
23/4 X 33/4 198 178 140 102 60 715 1100 140 060801с
3V4 X 4i/4 248 228 165 128 65 770 1200 210 061001с
374 х 474 298 278 165 128 70 770 1200 230 061201с
4X5 345 325 188 140 70 830 1300 350 061401с
4X5 395 370 188 140 70 830 1300 390 061601с
474 X 6 445 420 220 152 80 850 1400 580 061801с
4x/4 X 6 495 470 220 152 90 950 1500 690 062001с
4V4 X 6 595 570 220 152 100 950 1500 980 062401с
Таблица VI-18
Штанги ударные гладкоствольные
Условные размеры Резьбы, дюймы А Б В Г Д Е ж Вес, № чертежа
Размеры, мм кг
2X3 112 180 220 84 130 225 6000 460 240502с
2X3 112 180 220 84 130 225 4000 303 240503с
23/4 X 33/4 140 190 235 102 140 250 6000 704 240602с
2% X 33/4 140 190 235 102 140 250 4000 464 240601с
374 X 474 165 210 250 128 150 300 6000 990 240703с
374 X 41/4 165 210 250 128 150 300 4000 600 240702с
374 х 474 165 210 250 128 150 300 2000 320 240701с
4X5 188 230 280 140 160 325 6000 1290 240803с
4X5 188 230 280 140 160 325 4000 845 240802с
4X5 188 230 280 140 160 325 2000 410 240801с
474 X 6 220 260 320 152 175 400 4000 1120 240904с
474 X 6 220 260 320 152 175 400 2000 530 240902с
. Таблица VI-19
Ударные штанги с высаженными концами
Условные размеры Л Б В Г Д Е Ж 3 Вес, чертежа
резьбы, дюймы Размеры, мм кг
2X3 112 180 220 84 130 225 6000 82 270 280502
2X3 112 180 220 84 130 225 4000 82 183 280503
23/4 X 33/4 140 190 235 102 140 250 6000 100 400 280602
23/4 X 33/4 140 190 235 102 140 250 4000 100 272 280601
З1^ X 474 165 210 250 128 150 300 6000 125 630 280703
374 X 474 165 210 250 128 150 300 4000 125 380 280702
4X5 188 230 280 140 160 325 6000 138 790 280803
4X5 188 230 280 140 160 325 4000 138 545 280802
474 х 6 220 260 320 152 175 400 4000 150 . 670 280904
474 X 6 220 260 320 152 175 400 6000 150 910 280906
116
Таблица VI-20
Ножницы (яссы) рабочие
Условные размеры А Б В Г Д Е ж Вес, № чертежа
резьбы, дюймы Размеры, мм кг
2X3 120 45 112 84 60 1050 1620 112 260500с
2®,/4 X Зз/4 160 55 140 102 75 1175 1795 166 260600с
21/4 х ЗУ» 190 70 165 128 100 1258 1920 245 260700с
4X5 220 85 188 140 125 1320 2030 340 260800с
Р/4 х 6 260 100 220 152 150 1453 2235 490 260900с
. Таблица VI-21
Замки канатные
Условные размеры А Б В Г Д Е Ж 3 Вес, № чертежа
резьбы, дюймы Размеры, мм кг
2X3 112 48 112 84 25 108 240 600 37,7 270500с
2®/4 X 3®/4 140 65 112 102 30 108 280 700 55,8 270600с
Зг/4 X 47, 165 65 112 128 30 108 280 750 77,3 270700с
4X5 188 85 112 140 30 108 280 800 95,0 270800с
4х/4 X 6 220 85 112 152 30 108 280 900 127,0 270900с
Таблица VI-22
Переводники резьбовые
Условные размеры резьбы, дюймы А Б В Г Д
наружные внутренние Размеры, мм кг № чертежа
2X3 23/4 X 3®/4 140 112 235 102 650 50 150601с
23/4 X 3®/4 374 X 474 165 140 260 128 750 88 150701с
з>/4 X 47, 4X5 188 165 280 140 800 120 150801с
4X5 474 X 6 220 188 320 152 900 173 150901с
23/4 X 33/4 4X5 188 140 280 140 775 112 150803с
3^/4 X 474 474 X 6 220 165 320 152 880 165 150903с
Таблица V1-23
Ключи инструментальные
Условные равмеоы А В В Г д Е ж Вес,
шейки инструмента, мм Размеры, мм кг JMs чертежа
112 84 110 80 1200 30 426 1435 67 010500
140 102 135 90 1200 40 480 1470 101 010400
165 128 150 100 1200 40 570 1495 115 010300
188' 140 170 100 1200 40 582 1505 119 010200
220 152 228 120 1400 40 614 1742 152 010100
117
Рис. VI-58. Трещотка
затяжная.
соединений бурового снаряда. Она по-
зволяет получить усилие до 3 Т на плече
инструментального ключа прп затяжке
резьбы бурового инструмента. Трещотка
состоит из дуг «(образной зубчатой рейки,
неподвижной стойки и подвижного баш
мака.
Желонки
Желонка состоит из трубчатого корпуса,
вилки с конической резьбой пли
ушком, стального башмака, одноствор-
чатого или двустворчатого клапана, от-
кидывающегося вверх. Применяются также
118
. Таблица VI-24
Желонки с плоским одностворчатым клапаном
А Б В г Д Е ж Вес, кг № чертежа
Размеры, -”.и
120 173 225 285 114 168 219 273 92 140 190 235 85 125 170 215 25 30 35 40 39 55 62 80 6175 4475 4450 4590 85 181 248 334 160600 160800 161000 161200
Таблица VI-25 Желонки с плоским двустворчатым клапаном
А Б В Г Д Е ж Вес, кг
Размеры, мм М чертежа
335 390 435 530 325 377 426 529 260 314 356 450 245 295 340 430 40 45 55 55 60 70 75 80 4580 4720 4800 3900 409 522 635 800 161400с 161600с 162000 162400
Рис. VI-61. Желонка
с полусферическим
клапаном и копьем.
Рис. VI-62. Же-
лонка с окнами
без клапана (буро-
вой стакан).
желонки с полусферическим клапаном
и копьем.
Желонка с плоским клапаном предназ-
начается для очистки скважины от
разбуренной породы и для непосредствен-
ного бурения в песках и глинах средней
плотности. Эти желонки выпускают с
одностворчатым клапаном размером до
273 мм (10") включительно (рис. VI-59,
табл. VI-24) и с двустворчатым клапаном
размером от 325 мм (12") и выше (рис. VI-
60, табл. VI-25).
Желонки с полусферическим клапаном
и копьем (рис. VI-61) применяются в ос-
новном для извлечения из скважины раз-
жиженного шлама при проходе в песках,
супесях и плывунах. «Копье», или «язык»,
в нижней части полусферического клапана
обеспечивает ему нужное направление и
ход. Копье облегчает освобождение же-
лонки от шлама на поверхности. Желонки
с полусферическим клапаном могут быть
с успехом применим для вычерпывания
(тартания) воды из скважины (табл. VI-
26).
Буровые стаканы (рис. VI-62) применяют
для проходки буровых скважин в глинах
и суглинках с включением мелкой гальки.
Буровой стакан представляет собой отре-
зок обсадной трубы, равный по длине
желонке; нижняя часть ее имеет заточку
или .снабжена башмаком. К верхней части
стакана приклепана вилка с конической
резьбой. В трубе прорезаны два продоль-
ных отверстия, равных половине длины
стакана. Этп отверстия служат для очистки
стакана от выбуренной породы специаль-
ным крюком.
119
Таблица VI-26
Желонки с полусферическим клапаном
А В В Вес, кг № чертежа
Ра змеры, ИЛ!
130 127 3230 84 190600
172 168 3220 115 190800
224 219 3450 200 191000
280 273 3450 248 191200
Собирают буровой стакан обычно с
ножницами, облегчающими отрыв стакана
от забоя, и укороченной ударной штангой.
Промышленность буровые стаканы не вы-
пускает, но их легко изготовить в буровой
партии или экспедиции.
Инструмент и приспособления
для обсадки и извлечения
обсадных труб
Башмаки забивные для обсадных труб
(рис. VI-63) предназначаются для предо-
хранения нпжнего конца обсадных труб
от смятия при забивании их снарядом,
а также для расширения и выравнивания
стенок скважины от выступающих кусков
породы и облегчения спуска труб (табл. VI-
27).
Головки забивные служат для предохра-
нения верхнего конца обсадных труб от
Рис. VI-63. Башмак забпвной для
обсадных труб.
смятия при забивании последних в сква
жину. Забивные головки бывают много'
ступенчатые (рис. VI-64, табл. VI-28) —
в этом случае одна головка используется
для обсадных труб нескольких смежных
диаметров, и резьбовые (рис. VI-65,
табл. VI-29) — для труб одного диа-
метра.
Башмаки забивные
для обсадных труб
Таблица VI-27
А Б В Г Д
Размеры обсадных
труб, мм Вес, кг № чертежа
Размеры, мм
168 192 62.0 155 16,5 175 11 250601
219 243 107,5 205 16,5 225 19 250801
273 294 151,0 255 17,0 275 30 251001
325 346 210,5 307 17,0 325 44 251201
377 396 246,5 356 18,0 360 57 251401
426 447 387,5 407 18,0 400 77 251601
Таблица VI-28
Головки многоступенчатые забивные
А Б в Г Д
Диаметр обсадных
труб, мм Вес, кг № чертежа
Размеры, мм
273, 325 и 377 347 295 245 210 400 94 380000с
426, 478 и 529 500 450 395 210 550 256 360000с
630 и 720 668 600 — 225 750 412 370000с
120
Рис. VI-64. Головка забив-
ная для обсадных труб
многоступенчатая.
для обсадных
резьбовая.
Рис. VI-65. Головка за-
бивная
труб
Рис. VI-66. Баба за-
бивная.
Многоступенчатой головкой рекомен-
дуется пользоваться при соединении об-
садных труб сваркой.
Баба забивная (рис. VI-66) предназна-
чена для забивания колонны обсадных
Рис. VI-67. За-
бивной снаряд
в собранном
виде.
труб ударами по забивной головке. Ниж-
няя (хвостовая) часть бабы служит для
направления удара и двигается в отвер-
стии забивной головки. Верхний конец
бабы имеет коническую резьбу для со-
единения с канатным замком. Вес забивной
бабы около 1000 кг. Забивной снаряд
в собранном виде показан на рис. VI-67.
Хомуты для обсадных труб (рис. VI-68)
применяют для спуска и подъема колонны
обсадных труб и для поддержания ко-
лонны труб на весу (табл. VI-30).
Рис. VI-68. Хомут для обсадных
труб.
Таблица VI-29
Головки забивные резьбовые
Диаметр А В В Вес, Ко
обсадных труб, мм Размеры, мм кг чертежа
168 216 150 210,0 21 230600
219 275 200 242,5 36 230800
273 336 252 292,0 57 231000
325 395 303 368,0 99 231200
377 445 352 358,0 103 231400
121
Таблица VI-30
Хомуты для обсадных труб
Диаметр обсадных А Б В Г Д Е Вес, •
труб, мм Размеры, мм кг Хе чертежа
168 170 20 15 150 24 640 41,0 160600
219 220 20 20 150 24 680 43,3 160800
273 275 22 25 200 27 750 64,8 161000
325 325 22 25 200 27 800 70,0 161200
377 375 22 30 200 27 850 75,0 161400
426 430 22 30 200 27 900 81,0 161600
478 480 25 40 250 30 950 90,7 161800
529 535 25 50 250 30 1000 131,0 162000
630 640 25 50 250 30 1100 147,0 162400
720 745 25 60 250 30 1200 157,0 162800
820 845 25 60 250 30 1300 177,5 163200
Ловильный (аварийный) инструмент
Для ликвидации аварий в результате
обрыва каната, поломки инструмента или
падения в скважину каких-либо предме-
тов применяют различные ловильные
инструменты.
Ерш однорогий (рис. VI-69) служит для
ловли оставшегося в скважине бурового
снаряда за оборванный конец стального
Рис. VI-69. Ерш ловильный одно-
рогий.
Рис. VI-70. Ерш
вилкообразный
с собачкой.
троса. Он состоит из стержня и приварен-
ных к нему когтей, расположенных по
винтовой линии (табл. VI-31).
Ерш вилкообразный (двурогий) с собач-
кой (рис. VI-70) применяют для ловли
и извлечения оборвавшегося каната,
когда последний располагается в сква-
жине в виде спирали. Кроме того, этим
ершом можно ловить оборвавшуюся же-
лонку, имеющую вместо вилки ушко.
Ерш вилкообразный состоит из вилки,
к которой с внутренней стороны прива-
122
Таблица VI-31
Ерши ловильные однорогие
Условные размеры резьбы, дюймы А Б в Г Д Е Ж Вес, № чертежа
Размеры, мм кг
2зд х з3/4 160 50 140 102 250 150 1450 58 070800
3V4 X 4i/4 250 70 165 128 300 200 1730 110 071200
в окне вилки, выше оси собачки, укрепле-
на пружина, отталкивающая собачку
репы когти. В нижней части вилки располо-
жена собачка, свободно вращающаяся на
оси. Для предупрежденпя западания со-
бачки вверх, т. е. в рабочее положение.
Рис. VI-71. Ло-
вильный снаряд
с вилкообразным
ершом.
1 — ерш вилкообраз-
ный; 2 --- НОЖНИЦЫ
ловильные; 3 —удар-
ная штанга; 4 — ка-
натный замок.
в исходное горизонтальное положение
(табл. VI-32).
Ловильный снаряд с вилкообразным
ершом показан на рис. VI-71. Для выби-
вания прихваченного инструмента ло-
вильные снаряды обычно собирают сов-
местно с ловильными ножницами с ходом
звеньев 500—600 мм и короткой рабочей
штангой.
Ножницы ловильные.
Ловильные ножницы показаны на
рис. VI-72, характеристика их — в табл.
VI-33.
Ловильнпк е плашками (рис. VI-73) пред-
назначен для ловли и извлечения иа сква-
жины бурового снаряда (без каната).
Ловильник состоит из трубчатого корпуса,
головки с резьбой, башмака с внутренним
конусным отверстием с размещенными в нем
тремя плашками, внутренней распорной
трубы и пружины. При ловле в трубах
большего диаметра на башмак ловильника
навинчивают направляющую воронку
(табл. VJ-34).
123
Таблица VI-32
Ерши вилкообразные с собачкой
Условные размеры резьбы, дюймы А Б В Г Д Е ж Вес, кг № чертежа
Размеры,«
2=72 X З1/, 21/, X 474 185 285 105 185 140 165 102 128 300 375 330 450 1436 1730 80 118 080800 081200
Таблица VI-33
Ножницы ловильные
Условные размеры резьбы, дюймы А Б В г д Е Ж Вес, кг № чертежа
Размеры, мм
2X3 120 45 112 84
23/4 X 3®/4 160 55 140 102
60 1300 2120 126 010500с
75 1425 2225 186 010600с
Работа ловильника заключается в сле-
дующем. Когда ловильник достигнет ин-
струмента, накроет его башмаком или
направляющей воронкой, ловильник на-
бивают на инструмент при помощи ло-
вильных ножниц. При этом плашки,
приподнимаясь вверх, скользят по кони-
ческой поверхности башмака и увеличи-
вают проходное отверстие, вследствие чего
Рис. VI-73. Ловильник с плашками.
шейка ловимого инструмента входит внутрь
ловильника. При движении ловильника
вверх пружина через внутреннюю трубу тол-
кает плашки вниз, зажимая тем самым
извлекаемый инструмент. Если инструмент
сильно зажат породой, то его выбивают
снизу вверх при помощи ловильных нож-
ниц. Ловильник с плашками в собранном
виде показан на рис. VI-74.
Канаторезка (рис. VI-75) предназначена
для резки стального каната при сильном
зажатии бурового снаряда и невозможности
его извлечения (когда чрезмерное натяже-
ние каната может привести к обрыву по-
следнего). Канаторезка состоит из ножниц
с ходом 250 мм, скобы, резака и пружины.
Спускают канаторезку на отдельном ка-
нате до горловины канатного замка, причем
основной канат пропускают внутрь скобы.
При ударах снизу вверх резак перере-
зает трос, который вместе с канаторезкой
извлекают на поверхность.
В зависимости от вида аварпи наряду
с типовым ловильным инструментом при-
меняют ряд других ловильных инстру-
ментов и приспособлений, изготовляемых
в мастерских. Размеры этих инструментов
и приспособлений определяются в зависи-
мости от конкретных условий работы
и аварии. Ниже приведены описания
некоторых из этих инструментов и приспо-
соблений.
Боковое долото или шпод (рис. VI-76)
служит для разрушения обвалившейся
породы вокруг прихваченного бурового
инструмента. Шпод представляет собой
эксцентричное долото, рабочая часть ко-
торого должна быть длиннее оставленного
в скважине инструмента. Лезвие бокового
124
Таблица V1-34
Ловильники с плашками
А В В Г Д Е ж 3 Вес, № чертежа
резьбы, дюймы Размеры, мм кг
2X3 -145 103 112 84 127 89 60 1000 56 030600с
23/4 X 33/4 190 135 140 102 168 127 70 1150 85 030800с
374 X 474 285 160 165 128 219 168 95 1360 184 131000с
4X5 385 550 185 215 188 140 299 219 100 120 1480 348 031600с
Рис. VI-74. Ловильник с плаш-
ками в собранном виде.
1 — ловильник с плашками; 2 — нож-
ницы ловильные; 3 — ударная штанга;
4 — канатный замок.
долота имеет в сечении дугообразную
форму. Боковое долото спускают в сква-
жину с ударной штангой и ножницами.
Паук (рис. VI-77) служит для извлече-
ния из скважины мел-
ких предметов. Он со-
стоит из трубы, в ниж-
ней части которой наре-
заны длинные зубья
(350—400 мм), концы
которых слегка отогнуты
Рпс. VI-76. Боковое
долото (шпод).
Рис. VI-77.
Паук.
внутрь. Верхняя часть паука снабжена
вилкой и конусной резьбой. Паук приме-
няют только в твердых породах и опускают
в скважину совместно с ножницами п
короткой рабочей штангой. Для изгото-
вления паука может быть использована
старая желонка.
125
Вибраторы
Вибраторы применяют для погружения
п извлечения обсадных труб при ударно-
канатном буренпи, в результате чего ско-
рость проходки увеличивается в 2—3 раза.
Ленинградским отделением инсти гута
Гидропроект разработаны вибраторы ВО-6
и ВО-10 оригинальной конструкции, пред-
назначенные для погружения и извлечения
обсадных труб диаметром от 168 до 273 мм
включительно (табл. VI-35).
Вибратор ВО-10 (рис. VI-78) предназ-
назначен для посадки и извлечения об-
сапных труб диаметром 273, 219 и 168 мм.
Вибратор ВО-6 предназначен для погру-
жения и извлечения обсадных труб диа-
метром до 168 мм.
В корпусе вибратора имеется сквозное
отверстие, в которое проходят обсадные
трубы. Вибратор закрепляется на обсад-
ной трубе при помощи специальных па-
тронов, снабженных зажимными плага-
Таблица VI-35
Техническая характеристика
вибраторов ВО-10 и ВО-6
Показатели во-ю ВО-6
Возмущающая сила, кг 9200 5400
Кинетический момент де- 570 400
балансов, кГ1см . . . Количество электродви- 2 2
гателей Мощность электродвига- 2 X 10 2X7
телей, кет 1655 952
Вес, кг
ками, расположенными в нижней части
корпуса вибратора. Зажимные патроны —
сменные для каждого диаметра труб.
Благодаря специальной системе нружин-
Рис. VI-78. Ви
126
ной подвески вибратора относительно рамы
представляется возможным при извле-
чении обсадных труб передавать на вибра-
тор натяжение силой до 10 Т.
Электродвигатели запускают поочередно
вхолостую, а затем при помощи фрикци-
онных муфт мощность передается на ви-
братор. Такая система привода вибратора
обеспечивает его работу от передвижной
электростанции мощностью 28—30 кет.
ТЕХНОЛОГИЯ
УДАРНО-КАНАТНОГО БУРЕНИЯ
Площадка, на которой намечается буре-
ние скважины, должна быть горизонталь-
ной и достаточной по размерам для разме-
щения на ней буровой вышки и помещения
для бурового станка, а также стеллажа
для обсадных труб.
После выравнивания и очистки площадки
в точке заложения скважины роют шурф
сечением 2 X 2 м и глубиной 2 м. На дно
шурфа укладывают крестовину из креп-
ких пород дерева с отверстием посредине
для направляющей трубы. Стенки шурфа
обшивают тесом. Одновременно присту-
пают к установке бурового станка.
Скважину забуривают с направляющей
трубой, внутренний диаметр которой дол-
жен быть на 50 мм больше диаметра
долота.
Направляющую трубу с навинченным
башмаком и забивной головкой опускают
в шурф до забоя с таким расчетом, чтобы
башмак прошел через отверстие кресто-
вины. При помощи уровня или отвеса
выверяют вертикальность трубы. На
уровне устья скважины направляющую тру-
бу закрепляют при помощи толстых досок
или брусьев с полукруглыми вырезами,
образующими отверстие, равное диаметру
трубы. Затем внутрь трубы опускают
подвешенный на инструментальном кана-
те забивной снаряд. Инструментальный
канат освобождают с таким расчетом,
Сечение 1~1
братор ВО-10.
127
чтобы нижняя плоскость утолщенной части
забивного снаряда при наивысшем поло-
жении оттяжного ролика балансира едва
касалась верхней части забивной головки
трубы. После этого, включив станок на
минимальное число уда-
ров, забивают трубу в по-
роду, постоянно проверяя
ее вертикальность. Трубу
следует забить по возмож-
ности так, чтобы верх-
ний обрез муфты находился
Рис. VI-79.
Желоноч-
ный снаряд
с канатным
замком.
Рис. VI-80.
Желоноч-
ный снаряд
с ушком.
Рис. VI-81.
Желоноч-
ный снаряд
для работы
в вязких по-
родах.
на расстоянии не более 0,5 м от пола
вышки (рабочей площадки).
После этого породу из трубы удаляют
желонкой с плоским клапаном. Соединяют
желонку с тросом при помощи канатного
замка (рис. VI-79) Или специального пере-
водника с ушком, навинченного на видку
желонки (рис. VI-80).
При бурении в особо вязких глинах реко-
мендуется применять желонку с ножом.
Желоночный снаряд при этом собирают
с ножницами (рис. VI-81). В вязких поро-
дах желоночный снаряд падает на забой
с задержкой (сползает). Поэтому целесо-
образно увеличить вес желоночного сна-
ряда за счет укороченной ударной штан-
ги. Не следует применять желонки длин-
нее 3—3,5 м, так как вследствие трения
ее о стенки скважины ослабляется сила
удара, между тем как желонка нормальной
длины с навинченной ударной штангой
ударяет сильнее.
Дальнейшее бурение ведется различными
способами в зависимости от проходимых
пород.
Основные методы бурения скважин
в различных геологических условиях
Буревие в песках и пес-
ках-плывунах, как правило, ве-
дется желонкой с плоским клапаном с од-
новременным креплением стенок скважи-
ны обсадными трубами.
При буренпи в водоносных и чистых
сухих песках не следует допускать, чтобы
желонка выходила нпже башмака обсадной
трубы более чем па 0,5—0,75 м, так как
может произойти обвал песка и желонка
будет зажата. Бурение следует вести
желонкой, утяжеленной короткой удар-
ной штангой при минимальном количе-
стве ударов. Пески можно проходить так-
же желонкой со сферическим клапаном,
имеющей «язык», разрыхляющий прохо-
димые породы. Для лучшего забирания
песков желонкой рекомендуется забрасы-
вать в скважину жирную глину с доба-
влением воды. Глина, перемешиваясь с
песком, способствует связыванию отдельных
частиц породы и предохраняет стенки
скважины от обрушения.
Прп бурении в песках-плывунах сква-
жина заполняется песком с водой, подни-
мающейся вслед за желонкой. При этом
образуются так называемые пробки. Вы-
сота пробки иногда достигает 6—10 м.
При очень быстром заполнении скважины
плывуном может произойти, прихват же-
лонки. Поэтому надо следить за тем,
чтобы она не оставалась на забое без дви-
жения. Работать желонкой надо с балан-
сира при максимальном; числе ударов
и прп минимальной высоте подъема жело-
ночного снаряда над забоем.
Надо следить, чтобы желонка не пере-
полнялась и порода не перебрасывалась
через ее верх, так как попавшая в коль-
цевой зазор межу обсадной трубой и
желонкой порода может вызвать прихват.
Чтобы избежать этого, плывуны надо про-
ходить быстро, без остановок, по возмож-
ности укороченными рейсами.
128
Успешность проходки в песках-плыву-
нах зависит от скорости погружения в них
колонны обсадных труб. Крепление сква-
жины трубами должно опережать про-
ходку.
Если плывуны создают в скважине
высокие пробки, рекомендуется зали-
вать в нее воду или глинистый раствор
удельного веса 1,15—1,2 для противо-
давления. Глинистый раствор следует
заливать на высоту, при которой создается
противодавление, немного превышаю-
щее статический напор пластовой воды.
Диаметр желонки должен быть на 100 л.и
меньше диаметра обсадных труб, в кото-
рых ведется бурение. Клапаны желонок
должны быть плотно подогнаны к башма-
кам.
Водоносные пески следует всегда про-
ходить одной колонной труб. Не рекомен-
дуется переходить на трубы другого диа-
метра в песках-плывунах, так как может
произойти захват труб. Башмак трубы сле-
дует забивать в водоупорную породу, под-
стилающую пески. Если же это невозмож-
но, то перед спуском колонны меньшего
диаметра (не менее чем на 100 мм) сле-
дует забрасывать в скважину куски жир-
ной глины, что предотвращает спаривание
колонн.
Бурение в галечниках и
гравийных породах ведут дву-
тавровыми долотами с применением желон-
ки с плоским клапаном и низким башмаком.
Гравий и галечник с примесью глины
можно бурить желонкой с ножом. Этот
инструмент разрушает породу и одновре-
менно удаляет ее с забоя. Для той же цели
с успехом может быть применена желонка
без клапана, но с продольными боковыми
окнами. В этом случае порода на забое
не дробится, а извлекается в объеме,
соответствующем углублению желонки за
один рейс.
Буровой снаряд должен включать уко-
роченную ударную штангу и ножницы
(яссы). Скважины крепятся трубами одно-
временно с проходкой. При проходке
чистого галечника и гравия или сухого
гравия и галечника в скважину забра-
сывают куски жирной глины.
Если нельзя забрасывать в скважину
глину, например при необходимости полу-
чить чистый образец, проходку следует
вести с «опережением», т. е. сначала за-
бивать трубы, а затем извлекать породу
желонкой.
При бурении в гравелистых породах
желонка не должна переполняться поро-
дой во избежание прихвата.
Бурение в глинистых по-
родах (в плотных и сухих глинах)
ведут двутавровым долотом. Глину раз-
рыхляют долотом на глубину 0,5—0,75 м.
а затем работают желонкой с плоским
клапаном.
Чтобы желонка лучше забирала раз-
мельченную сухую глину, в скважину
перед каждым спуском желонки подли-
вают воду (2—3 ведра). После появления
в скважине подземной воды подлив пре-
кращают.
Если при бурении наблюдаются при-
хваты инструмента, то в буровой снаряд
следует обязательно включать ножницы
и укороченную ударную штангу.
Некоторые глины обладают большой
устойчивостью, и бурение в них ведут
на глубину десятков метров без крепления
трубами. При этом необходимо следить, что-
бы не искажалось сечение скважины,
что может затруднить спуск обсадных труб.
Для предупреждения образования так на-
зываемых «восьмерок» необходимо чаще
спускать и поднимать инструмент.
В сильно песчанистых глинах можно
проходить скважину буровым стаканом
(утяжеленной желонкой без клапана). Для
ускорения очистки бурового стакана от
выбуренной породы на боковой поверх-
ности его делают продольные отверстия.
Буровой стакан соединяют с укороченной
ударной штангой или ножницами.
Пластичные вязкие глины можно ус-
пешно проходить специальным долотом,
изготовленным из обычного двутаврового
или плоского (зубильного) долота, на
конец которого приваривают дополнитель-
ные лопасти, в результате чего долото
приобретает вид крестового. Для работы
таким долотом в скважину подливают
3—5 л воды и бурят в течение нескольких
минут. Образовавшийся в скважине тесто-
образный шлам извлекают на корпусе
долота. Такой способ позволяет бурить
в вязких породах без очистки скважины
желонкой. По сравнению с обычным спо-
собом бурения производительность увели-
чивается в 2—2,5 раза.
Бурение в глинистых поро-
дах с валунами, особенно при боль-
шом скоплении последних, сложно, так
как при этом очень часто наблюдаются
искривления скважин. Успех раскалы-
вания и дробления валунов зависит от
твердости составляющих их пород, а также
от свойств пород, в которых они нахо-
дятся. Если встреченный при бурении ва-
лун лежит в плотной породе, то его раз-
дробить легче, чем валун, находящийся в
разжиженной или рыхлой породе.
Для разрушения валунов, больших по
размеру, чем диаметр обсадных труб, сле-
дует применять тяжелые округляющие
долота. Для утяжеления снаряда следует
добавить вторую ударную штангу. Для
валунов, меньших, чем диаметр скважины,
рекомендуется применять округляющие до_
9 Заказ 1050
129
й--щ
Рис. VI-82.
Буровой
снаряд для
работы
в твердых и
крепких по-
родах.
лота меньшего размера или
пирамидальные, при помо-
щи которых можно сбить
валун в сторону. Если по-
следнее не удается, то бу-
рение продолжают округля-
ющим долотом нормального
размера или крестовым до-
лотом.
Для предупреждения ис-
кривления скважины в нее
предварительно засыпают
щебень крепких пород раз-
мером 4—6 см. То же де-
лают при встрече пеплотно
залегающих скоплений ва-
лунов н больших пустот
между ними. Для устой-
чивости стенок и предупре-
ждения вывалов в сква-
жину следует подбрасывать
куски жирной глины. Ствол
обсаживают вслед за углу-
блением забоя.
Наиболее эффективным
способом проходки в валу-
нах является применение
взрывных работ при по-
мощи кумулятивных заря-
дов. Буровзрывные работы
ведут только специалисты-
подрывники.
Бурение в твер-
дых и крепких мо-
нолитных поро-
дах (плотные и сухие гли-
ны, глинистые сланцы, из-
вестняки, песчаники, гра-
ниты, кварциты и прочие
крепкие и абразивные по-
роды) состоит из периоди-
ческого дробления и по-
следующей чистки сква-
жины желонкой с плоским
клапаном.
Буровой снаряд для ра-
боты в твердых и крепких
породах (рис. VI-82) со-
стоит из округляющего до-
лота с большим углом при-
острения, ударной штангп
максимального диаметра
и длины, ножниц и канат-
ного замка (ропсокетэ).
При бурении необходимо,
чтобы скважина не сужа-
лась и имела округлую
форму. Причина сужения
скважины—быстрый из лор
долота. При износе лезвия
на по диаметру долото
следует заменить. Новым
долотом начинают обработ-
ку стенок скважины на
2—З.лг выше забоя. При бурении в креп-
ких породах не всегда удается сохранить
достаточную округлость скважины. По-
этому ее следует обрабатывать специаль-
ными долотами (округляющими или экс-
центричными). Суженную, не поддающуюся
обработке часть скважины целесообразно
расширить, произведя в ней взрыв.
Чистят скважины от разбуренной по-
роды желонкой с плоским клапаном.
Диаметр желонки должен быть на 25 мм
меньше диаметра долота.
При отсутствии воды в скважине в нее
периодически подливают воду из расчета
i/4 объема шлама, находящегося на забое.
Плотность шлама должна быть в пределах
2—2,5 кг/л. При избытке воды шлам раз-
рушается и ускоряется его осаждение.
Шлам большой плотности менее подвижен,
благодаря чему он меньше размывает стенки
скважины, более надежно предохраняет
их от обрушения.Удалять шлам следует
только наполовину, чтобы сохранить его
несущую способность при дальнейшем бу-
рении.
После чистки скважины работать доло-
том следует при максимальном числе
ударов (65—70 в минуту). Ио мере нако-
пления на забое буровой грязи (шлама)
число ударов необходимо уменьшать, так
как накопившийся шлам будет замедлять
свободное падение инструмента, сокра-
щать силу удара долота о забой и задер-
живать вращение бурового инструмента.
Необходимо следить, чтобы канат не
давал слабины. При правильном подобран-
ном числе ударов бурового снаряда долото
должно достигать забоя одновременно с
достижением оттяжным роликом балансира
верхней «мертвой» точки.
Положение инструмента на забое ре-
гулируют, стравливая или навивая канат
на барабан при помощи тормоза или чер-
вячного регулятора.
Во время перерывов и вынужденных
остановок в работе нельзя оставлять бу-
ровой снаряд на забое, так как шлам плоха
удерживается во взвешенном состоянии
и быстро выпадает, в результате чего ин-
струмент может быть прихвачен. При
остановке в работе следует поднять буро-
вой снаряд выше шламового столба, вра-
щая приводной шкив вручную.
Большинство аварий при бурении в
крепких породах происходит вследствие
самопроизвольного развинчивания долота
или ударной штанги, что является причи-
ной поломки резьбовых соединений. Во
избежание этого необходимо постоянно-
следить за резьбовыми соединениями.
Перед свинчиванием инструмента резь-
бу необходимо промывать керосином»
а при развинчивании и перевозках —
смазывать антикоррозионной смазкой-
130
Т аблица VI-36
резьбу следует затягивать ключами при
помощи станка или затяжной трещотки
до полного стыка заплечиков.
После свинчивания инструмента в ме-
стах стыка резьбы рекомендуется делать
зубилом вертикальную засечку, а во время
подъема инструмента на поверхность по
этим засечкам проверять, не развинчи-
вается ли инструмент.
Бурение в трещиноватых
и закарстованных породах
ведут крестовыми и округляющими доло-
тами с углом прпострения 90°. Трещино-
ватые породы склонны к обрушению п
вывалам, поэтому бурение в нпх следует
производить осторожно, одновременно об-
саживая скважину. Бурить надо с натя-
нутым канатом, не допуская раскачива-
ния инструмента.
Для предотвращения обрушения стенок
надо работать при густом шламе, для чего
следует забрасывать 10—15 кг жирной
глины на 1 м проходки. Воду надо подли-
вать небольшими порциями через одина-
ковые промежутки времени (2—3 л терез
1—2 мин бурения). За один цикл следует
подливать воды не более 25—30 л.
Для борьбы с обрушением стенок можно
применять глинизацию. С этой целью
пробуренный интервал очищают от шлама,
а затем засыпают в скважину 2—2,5 ведра
жирной глины и бурят всухую в течение
2—3 мин. При этом глина вдавливается во
все трещины и предохраняет стенки сква-
жины от обрушения. Перед спуском же-
лонки подливают 10—12 л воды и очищают
забой от шлама.
При бурении в закарстованных породах
применяется тот же инструмент, что и при
бурении трещиноватых пород. Нужно
внимательно следить за тем, чтобы не
произошло неожиданного провала ин-
струмента, способного повлечь за собой
аварию (обрыв или поломку инстру-
мента).
Крепят скважины обсадными трубами
главным образом с целью предохранения
от обв алов, а также для изоляции водонос-
ных горизонтов, не пригодных для водо-
снабжения.
В устойчивых породах скважины крепят
через сравнительно большие интервалы
’(50—70 м), пройденные без обсадки. Спу-
скают трубы свободно, без забивания
и расхаживания. В мягких п неустойчивых
породах обсадные трубы спускают одновре-
менно с углублением скважины (табл.
VI-36).
В мягких породах трубы часто опуска-
ются на забой под действием собственного
веса. Это происходит в тот момент, когда
желонка после удара о забой поднимается
вверх. Когда колонна труб перестает
опускаться под действием собственного
Распределение пород по их устойчивости
I Группа Наименование пород Обсажи- вание скважины
Устойчивые породы
I Породы обломочного и кристаллического сло- жения на известковом или кварцевом цементе: из- вестняки, песчаники, доломиты, мраморы, гра- ниты, габбро, диабазы и т. и.; глинистые и пес- чано-глинистые породы; породы слоистого или об- ломочного сложения, свя- занные глинистым, отчас- ти известковым цементом: сланцы глинистые, кон- гломераты и брекчии, мер- гели и туфы Неустойчивые по Крепление трубами с интервала- ми в зави- симости от конструк- ции сква- жины роды
II
Песчано-глинистые
породы, насыщенные во-
дой: водоносные пески,
пески-плывуны, разжи-
женные и разбухающие
породы, глины, мел, гипс
и т. и.; рыхлые породы,
галька, щебень, гравий,
пески; валунные отложе-
ния; разбитые трещина-
ми породы первой груп-
пы устойчивости
Крепление
трубами од-
новременно
с углубле-
нием сква-
жины или
при бурении
с опереже-
нием
веса, ее сажают при помощи забивного
снаряда (рис. VI-83) или вибратора.
Обычно вначале трубы идут быстро
(1—1,5 см за 3—5 ударов), затем движение
их замедляется. Забивание труб следует
прекратить, если после 70—80 ударов
они опустились не более чем на 1 см.. Если
движение труб при забивании прекрати-
лось, следует опустить буровой снаряд
и продолжить углубление и чистку сква-
жины желонкой, а затем возобновить
посадку труб.
При обсаживании скважины • следует
всгда стремиться к тому, чтобы каждая
колонна была врезана своим башмаком
в более Или менее твердую породу, подсти-
лающую вышележащие водоносные гори-
зонты. Если нижним водоупором служит
9*
131
плотная глина или тяжелый суглинок,
то водоносный горизонт изолируют зада-
вливанием или забиванием в него башмака
труб на глубину 2—3 м. После проверки
надежности изоляции водоносного гори-
зонта переходят к бурению долотом сле-
дующего диаметра. Если обсаживаемая
колонка остановилась, а под башмаком
находится порода недостаточной плотно-
сти (например, водоносные пески), то
перед спуском труб меньшего диаметра
забой забрасывают жирной глиной (см.
выше Бурение в песках).
Рис. VI-83. Схема ра-
боты забивным снаря-
дом.
1 — рабочий канат; 2 — за-
бивной снаряд; 3 — забив-
ная головка; 4 — муфта;
5—забивная обсадная труба.
Во время забивки труб следует внима-
тельно следить за резьбовыми соедине-
ниями во избежание развинчивания и
повреждения труб. При забивке полезно
делать на трубе пометки, которые помогают
определять скорость продвижения ко-
лонны обсадных труб. Трубы перед спу-
ском в скважину необходимо замерять
и результаты замера записывать в буровой
журнал.
Извлечение обсадных
труб и ликвидация с к в а -
ж, и н осуществляются после окончания
бурения. Обсадные трубы, не нужные
при постоянной эксплуатации скважины,
Извлекают различными способами.
При большом весе колонны труб для
извлечения их необходимо применять
талевую систему. Если при помощи ее
132
сдвинуть трубы не удается, применяют
винтовые или гидравлические домкраты,
одновременно расхаживая колонну. Для
этого после натяжения домкратами ко-
лонну немного осаживают при помощи
забивного снаряда. Так продолжают до
тех пор, пока не удастся сдвинуть колонну
с места, после чего подъем продолжают
инструментальным барабаном станка при
помощи талевой системы. Иногда положи-
тельный результат дает натягивание ко-
лонны труб домкратами с одновременным
выбиванием их выбивной штангой.
Если трубы сильно прихвачены породой,
рекомендуется скважину наполнить до
устья водой, а затем быстро отчерпывать
желонкой. При этом иногда ослабляется
прихват.
Наибольший эффект при извлечении
обсадных труб дает применение вибрато-
ров и вибромолотов. Для этой цели может
быть рекомендована самоходная вибро-
буровая установка СВУ-55, спроектиро-
ванная б. институтом Гидроэнергопроект.
Эта установка может быть использована
для работы с вибраторами ВО-6 и ВО-Ю.
Установка СВУ-55 смонтирована на гу-
сеничном тракторе ДТ-55. Для обеспе-
чения вибраторов электроэнергией уста-
новка снабжена генератором СГ-35, при-
водимым в движение от двигателя трак-
тора.
Если указанными способами извлечь
трубы не удается, то с целью экономии
обсадных труб и увеличения эксплуата-
ционного диаметра скважины приступают
к вырезанию верхних колонн обадных
труб при помощи внутренних труборезов.
Глубина, на которой следует вырезать
трубы, должна быть предусмотрена в
проекте или в каждом отдельном случае,
установлена руководителем работ.
Согласно «Указаниям по проектированию
сооружений для забора подземных вод»
Госстроя СССР (СП 325-65) при этом
необходимо, чтобы:
а) верхний обрез обсадной трубы,
оставшейся в скважине, находился выше
башмака предыдущей колонны не менее
чем на 3 м при глубине скважины до 50 м
и не менее чем на 5 м при большей глубине
скважины;
б) кольцевой зазор между оставшейся
частью колонны вырезанных труб и пре-
дыдущей колонной обсадных труб был
зацементирован или заделан путем уста-
новки сальника.
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ
НАБЛЮДЕНИЯ И ДОКУМЕНТАЦИЯ
В состав гидрогеологических наблюде-
ний входят наблюдения за положением
забоя скважины, глубиной башмака об-
садной колонны, составом, состоянием
и свойствами проходимых пород, положе-
нием уровня подземных вод и за другими
явлениями, которые, возникая в процессе
бурения, имеют значение для характери-
стики геолого-гидрогеологических усло-
вий и могут быть зафиксированы, напри-
мер, устойчивостью, или, наоборот, обру-
шением проходимых пород при «прора-
ботке» ниже башмака, «подачей» рыхло-
обломочных, насыщенных водой пород
в трубы, образованием так называемых
пробок и др.
Образцы проходимых пород при' бурении
следует отбирать в таком количестве, чтобы
было возможно охарактеризовать все их
разновидности, вскрываемые скважиной.
Особое внимание необходимо уделять во-
доносным породам.
Образцы следует отбирать в двух экзем-
плярах при каждом изменении характера
породы — плотности, твердости, цвета, раз-
мера частиц и пр. При проходке одно-
образных мощных толщ образцы следует
отбирать через каждые 1,5—2 м незави-
симо от изменения характера породы.
В малоизученном районе образцы пород
следует отбирать через 0,5—1 м даже при
проходке однородных толщ.
Образцы плотных связных пород сле-
дует отбирать из-под клапана желонки
или грунтоносом. При невозможности
взять хороший образец из-под клапана
мутную воду, извлеченную желонкой,
следует поместить в какой-либо сосуд,
дать отстояться, а затем слить воду и
взять образец из оставшейся массы.
Для лабораторных исследований образцы
рыхлых водоносных пород с нарушенной
структурой берут из желонки, как было
указано выше, или, реже, отбирают
образцы с ненарушенной структурой при
помощи специальных грунтоносов.
Для отбора образцов водоносных пород
с ненарушенной структурой наиболее при-
годен забивной грунтонос с пружинным
затвором (конструкция Симонова).
При бурении в гравийно-песчаных во-
доносных породах в желонке происходит
перемешивание частиц из отдельных про-
слоев. Поэтому, во-первых, необходимо
отбирать образец породы из желонки после
ее последнего спуска на забой, во-вторых,
породу, извлеченную из скважины, не-
обходимо тщательно перемешать и взять
среднюю пробу для данной глубины
забоя.
Все образцы, отбираемые для общей
характеристики геологического разреза,
следует укладывать в ящики длиной 1 м
со стандартными ячейками размером; 10 X
X 10 X 10 см. В каждую ячейку вместе
с образцом должна быть вложена этикетка
со следующими данными: 1) номер сква-
жины; 2) номер образца; 3) глубина взятия
образца; 4) название породы; 5) мощность
пласта; 6) глубина подошвы пласта;
7) дата взятия образца; 8) подпись лица,
взявшего образец.
Все ящики с образцами из данной
скважины нумеруют, а на стенке каждой
ячейки указывают порядковый номер
образца, глубину его взятия и глубину
кровли и подошвы пласта, из которого
взят образец.
В буровом журнале описание пород
должно вестись в следующем порядке:
1) название пород; 2) цвет и оттенок породы;
3) размер частиц (для рыхлых н связных
пород); 4) наличие включений, конкреций
и остатков органического происхождения;
5) водоносность и степень влажности;
6) плывучесть с указанием высоты «пробки»
в трубах над башмаком.
Для определения глубины кровли и
подошвы пластов проходимых пород не-
обходимо знать глубину, на которой ра-
ботает буровой инструмент. Так как глу-
бину скважины обычно измеряют по по-
следней колонне обсадных труб, то для
определения глубины бурового инструмен-
та во время работы необходимо прикрепить
на рабочем тросе метку на известном рас-
стоянии от верхней муфты на обсадной
трубе при спущенном на забой инструменте.
По изменению положения метки (выше
или ниже муфты) во время бурения всегда
можно точно измерить глубину, на кото-
рой работает буровой инструмент. После
очередной посадки или подъема обсадной
колонны метка на рабочем тросе должна
быть укреплена заново.
Наблюдения за водонос-
ностью. Положение уровня воды в
скважине следует измерять и фиксировать
не менее 4 раз в смену (в начале смены перед
спуском инструмента, перед и после пере-
рыва на обед и в конце смены).
Уровень воды в скважине измеряют хло-
пушкой пли электроуровнемером.
Косвенные показатели и признаки вскры-
тия и проходки скважиной водоносного
горизонта: 1) литологический состав по-
род, типичный для водоносных горизон-
тов (пески, гравий, галечники, мел,
туфы, опоки, известняки, доломиты и пр.);
2) чистый, обмытый водой в скважине бу-
ровой инструмент при извлечении его на
поверхность.
Признаки для ориентировочной оценки
водоносности проходимого водоносного го-
ризонта следующие: 1) значительное по-
нижение уровня воды в скважине при
чистке ее желонкой (если водоносный
горизонт не закрыт обсадными трубами);
2) при чистке забоя в скальных породах
(известняки, доломиты, песчаники и др.)
измельченные долотом мелкие частицы
133
уносятся водой в трещины и не захваты-
ваются желонкой. Первый признак ука-
зывает на незначительную водоотдачу,
второй — на значительную водообиль-
ность горизонта.
Если перечисленные явления наблю-
даются в процессе работы, они должны
фиксироваться в сменном рапорте и буро-
вом журнале.
Для предварительного опробования водо-
носного горизонта в процессе бурения
целесообразно тартать желонкой и после
значительного понижения уровня фикси-
ровать время его полного восстановления.
Признаком вскрытия другого водонос-
ного горизонта является изменение уровня
воды в скважине (если первый водо-
носный горизонт не изолирован тру-
бами).
Когда это предусмотрено специальным
заданием, йз проходимых водоносных го-
ризонтов следует отбирать пробы воды
для химико-бактериологического иссле-
дования. Отбирать пробы воды надо при
надежной изоляции одного водоносного
горизонта от другого. Условия отбора
проб воды должны фиксироваться в буро-
вом журнале.
Глава VII
РОТОРНОЕ БУРЕНИЕ
БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ
РОТОРНОГО БУРЕНИЯ
Буровая установка УРБ-ЗАМ
Установка УРБ-ЗАМ предназначена для
структурно-поискового бурения скважин
глубиной до 500 м вращательным способом
со сплошным и кольцевым забоем. Она
также применяется для бурения скважин
на воду сплошным забоем до глубины 300—
350 м с промывкой глинистым раствором
или водой, в зависимости от проходимых
пород.
Установка смонтирована на грузовой
автомашине МАЗ-500 с дизелем ЯМЗ-236
(рис. VII-1) и состоит из следующих основ-
ных узлов: коробки скоростей, лебедки
с приводом, ротора талевого блока с серь-
гой, вала карданного контрпривода, гидра-
влической системы домкратов для подъема
мачты, установки и привода генератора,
зубчатой муфты, грузоподъемного при-
способления, основной рамы, управления
механизмами установки, дополнительпого
дизеля Д-54, топливной системы, а также
насоса буровой, глиномешалки с электро-
приводом, вертлюга и желобной системы.
Мощный приводной дизель, наличие при-
способлений для механизации буровых
процессов и специального оборудования,
гидравлическая система для подъема и
спуска мачты, большая мобильность, мини-
мальная затрата времени на монтажные и
демонтажные работы — все это позволяет
применять установку УРБ-ЗАМ для буре-
ния скважин в различных геологических
условиях.
Поршневой двухцилиндровый буровой
насос с фрикционной муфтой транспорти-
руется отдельно от буровой установки.
Сменные цилиндровые втулки бурового
насоса позволяют изменять давление про-
мывочной жидкости. Для включения и
выключения насоса служит фрикционная
муфта.
Рис. VII-1. Буровая установка УРБ-ЗАМ (общий вид).
3370
135
Для облегчения труда, а также сокра-
щения времени спуско-подъемных работ
при бурении скважин бурильными тру-
бами диаметром 60,3 лмг на столе ротора
установки смонтирован механизм завинчи-
вания и развинчивания бурильных труб
с приводом от отдельного электродвига-
теля.
Специальное приспособление, смонтиро-
ванное на буровой установке в виде крана-
укосины с подвешенной на конце талью
грузоподъемностью 1 т, дает возможность
легко устанавливать буровой насос.
Для приготовления глинистого раствора
с установкой поставляется двухвальная
глиномешалка с индивидуальным приво-
дом от электромотора.
Для освещения рабочего места в ночное
время, а также для питания энергией
электромоторов приводов глиномешалки
и механизма для завинчивания и развинчи-
вания бурильных труб на буровой уста-
новке смонтирован генератор с пультом
контрольных приборов и управления.
Техническая характеристика
буровой установки УРБ-ЗАМ
Рекомендуемая глубина бу-
рения, л»:
бурильными трубами ди-
аметром 60,3 мм . . 500
бурильными трубами ди-
аметром 73 мм . . . 300
Рекомендуемые конечные ди-
аметры бурения, ли»:
бурильными трубами ди-
аметром 60,3 мм . . 76
бурильными трубами ди-
аметром 73 лыи . . . 146
Буровой инструмент, мм:
длина квадратной штан-
ги 80 X 80 мм . 8000
длина бурильных труб
диаметром 60,3 мм
длина бурильных труб
диаметром 73 лии. . .
Ротор:
проходное отверстие ро-
тора, мм .............
число оборотов ротора в
минуту:
I передача . •
II передача ...
Ill передача . .
обратный ход ....
Однобарабанная лебедка:
максимальное натяжение
каната, кг............
Скорости подъема талевого
блока:
первая ...............
вторая ......
третья ...............
Мачта складная:
высота от земли до оси
кронблока, м . . -
максимальная грузо-
подъемность, кг . . .
допустимая кратковре-
менная нагрузка, кг
генератор переменного
тока с самовозбужде-
нием .................
напряжение, е ...
мощность, кет ....
скорость вращения вала,
об/мин................
Буровой насос.............
Габаритные размеры уста-
новки в транспортном по-
ложении, Л4Л1.:
длина ................
ширина ...............
высота................
Общий вес установки с мач-
той, без автомобиля, кг . .
4500
6000
250
110
190
314
46
3000
0,54
0,94
1,56
16
5000
10 000
ЕСС-61-4м
220/380
8
1500
11-ГрБ
10 700
2760
3500
6850
Рис. VII-2. Кине-
матическая схема
буровой установ-
ки УРБ-ЗАМ.
1 — шкив; 2 —контр-
привод; з — буровой
насос; 4 — ротор;
5 — зубчатая муфта;
6 — вал барабана ле-
бедки; 7 — валы ко-
робки скоростей; 8—
карданный вал; s —
двигатель; 10 — ге-
нератор тока.
136
Кинематическая схема бу-
ровой установки приведена
на рис. VII-2.
Коробка скоростей (рис.
VII-3) служит для передачи
движения лебедке, ротору и
буровому насосу, изменения
направления и скорости вра-
щения.
Ротор (рис. VII-4) предна-
значен для передачи враще-
ния бурильному инструменту
и поддержания колонны бу-
рильных и обсадных труб прп
спуско-подъемных операциях.
Привод лебедки осуще-
ствляется двухрядной ролико-
втулочной цепью с шагом,
равным 25 мм. Барабан вра-
щается при помощи дискового
фрикциона через; зубчатый ве-
нец 3, вмонтированный в тор-
мозную шайбу барабана
(рис. VII-5).
Торможение барабана про-
изводится одноленточным тор-
мозом с антифрикционными
обкладками. По мере износа
обкладок длина ленты тор-
моза регулируется гайкой,
находящейся на ходовом кон-
це ленты.
Фрикцион лебедки (рис.
VII-6) служит для плавного
включения барабана лебедки
прп подъеме инструмента.
Мачта (рис. VII-7) склады-
вающегося типа имеет высоту
16 ж. Основные элементы мач-
ты выполнены из цельнотяну-
тых труб. Связь мачты с основ-
ной рамой установки шарнир-
ная, позволяющая поднимать
мачту в рабочее положение,
опускать и складывать ее для
транспортирования, не снимая
с автомобиля.
Для уменьшения длины
в транспортном положении
мачта выполнена из трех сек-
ций. Нижняя секция является
опорой для двух верхних.
Верхние секции одинаковой
конструкции (правая и левая)
несут на себе по одному блоку
для талевого каната. Эти сек-
ции соединены с нижней шар-
нирно, а между собой бол-
тами. Соединение верхних
секций перед подъемом или
разъединение их после спуска
мачты производят при гори-
зонтальном ее положении.
При этом верхние секции
137
1 — собачка с рукояткой; 2 — храповое колесо; 3 — коническая шестерня; 4 — стакан с подшипни-
ками; 5 — вкладыш неразъемный; в — вкладыши разъемные; 7 — венец зубчатый; S — стол; 9 — шари-
ковые опоры; 10 — корпус ротора.
поворачивают вокруг вертикальной оси
шарниров, соединяющих их с нижней,
опорной секцией.
Во избежание изгиба или скручивания
мачты обе секции необходимо поворачи-
вать одновременно. Мачта снабжена пола-
тями с магазином для бурильных труб.
Полати в зависимости от длины труб могут
быть установлены в трех разных по высоте
положениях. В рабочем положении мачта
двумя задними ногами через шарниры
опирается на козлы рамы станка, а двумя
передними ногами, снабженными винто-
выми домкратами и несущими основную
нагрузку, опирается на землю, разгружая
тем самым шасси автомобиля. Для соз-
дания необходимой устойчивости при ра-
боте мачту расчаливают растяжками.
Рис. VII-5. Лебедка буровой установки УРБ-ЗАМ.
1 — вал барабана; г — барабан; 3 — венец зубчатый; 4 — подшипники качения; 5 — цепная звездочка;
в — подшипники сферические; 7 — шпилевые катушки.
138
Для передвижения траверсы вертлюга
мачта снабжена специальными направля-
ющими, которые препятствуют раскачива-
нию и поворачиванию вертлюга вместе
с рабочей трубой при бурении.
в бак 7, и скорость подъема мачты изме-
няется. Скорость нодъема уменьшается прп
открывании клапана 13 Спускают мачту
при открытом клапане 13, а регулируют
скорость спуска клапаном 10.
Рис. VI1-6. Фрикцион лебедки буровой
установки УРБ-ЗАМ.
1 — диск ведущий; г—диск нажимной; 3 — диск
промежуточный; 4 — диски ведомые; 5 — об-
кладки из фрикционною материала; 6 — гайка
регулировочная; 7 — кольцо; 8 — хомут; 9 —
вкладыш; 10 — втулка конусная; 11 — ролики
нажимные; 12 — рычаги.
Гидравлическая система буровой уста-
новки (рис. VII-8) предназначена для
подъема и спуска мачты, а также для ра-
боты с аварийными гидравлическими дом-
кратами.
Подъем мачты и регулировка его скоро-
сти осуществляются при помощи клапанов
10 и 13. При открытом клапане 10 и за-
крытом клапане 13 масло, нагнетаемое
насосом, устремляется к гидравлическим
домкратам 14 и 15. Изменяя степень откры-
тия клапанов, часть масла перепускают
Рис. VII-7. Мачта буровой установки
УРБ-ЗАМ.
1 — полати; 2 — подкос; з — поворотные втулки;
4 — шарнирный узел; 5 — передние ноги; 6 —
нижняя секция; 7, 8 — хомуты; 9 — шарнир;
10, 12 — секции; 11 — кронблок; 13 — огражде-
ние; 14 — домкратные винты; 15 — самоустана-
вливающиеся тарелки.
139
Рис. VII-8. Гидрав-
лическая система бу-
ровой установки
УРБ-ЗАМ.
1 — масляный бак; 2 —
колпачок; 3 — гидравли-
ческий домкрат; 4 — на-
сос масляный; 5 — обрат-
ный клапан; 6 — пробка;
7 — гидравлический дом-
крат; « — кран трехходо-
вой; 9, ю, 13 — клапа-
ны; 11 — клапан пере-
пускной, предохрани-
тельный; 12 — распре-
делитель; 14,15 — гидра-
влические домкраты.
Электрооборудование буровой установки
(рис. VII-9) состоит из электрогенератора 1
(для осветительных точек 12), электродви-
гателя 7 для привода глиномешалки, штеп-
сельной розетки 9, выключателей 3, 8, 10
и 14, предохранителей 4, 6, 11, 15, вольт-
метра 5, амперметра 2, ламп аварийного
освещения 13 и системы электропроводов.
Выключателем 3 включают генератор 1
Рис. VII-9. Электрооборудование
буровой установки УРБ-ЗАМ.
в электрическую сеть через предохрани-
тель 4. Включают освещение выключате-
лем 10, а электродвигатель глиномешал-
ки — выключателем 8. Источником пита-
ния ламп аварийного освещения 13 служат
аккумуляторы автомобиля, которые под-
ключаются к аварийной сети выключате-
лем 14. Контрольно-измерительные при-
боры, предохранители и выключатели смон-
тированы на общем щите.
Размещение и монтаж оборудования
Буровую установку, насос, глиномешал-
ку, емкость для глинистого раствора
и желобную систему размещают на сплани-
рованной площадке.
Типовая схема размещения оборудова-
ния (рис. VII-10) включает установку на
автомобиле 1, буровой насос 2, глино-
мешалку 3, емкость для глинистого рас-
твора 4, желобную систему 5 и мостки
для бурильных труб 6.
На площадке роется котлован для гли-
нистого раствора, а на месте бурения сква-
жины — небольшой шурф для установки
направляющей трубы, сечением (примерно)
0,8 X 0,8 м и глубиной 1,5—2 м.
Направляющая труба с патрубком на-
верху предназначена для отвода промывоч-
ной жидкости в желоба, предохранения
устья скважины от размыва и для упора
элеваторов во время спуско-подъемных
операций. Буровое оборудование и электро-
установка, которые могут оказаться под
напряжением из-за нарушения изоляции,
должны быть надежно заземлены.
Перед пуском установки осматривают
все механизмы, расположенные на авто-
140
Рис. VII-10. Схема
9W0
мобиле и вне его (буровой насос, глино-
мешалку); проверяют пх техническое со-
стояние, наличие воды в системе охлажде-
ния, топлива в баке, масла в картере дви-
гателя, коробке передач, роторе, картере
бурового насоса и в баке гидравлической
системы.
После осмотра и проверки двигатель
запускают вхолостую, проверяют его ра-
боту на всех режимах, затем опробуют меха-
низмы на холостом ходу, чтобы убедиться
в отсутствии утечек масла, топлива, воды.
Если все механизмы работают нормально
то приступают к подъему мачты. Предва-
рительно необходимо развернуть верхние
секции мачты, соединить их болтами и
укрепить полати и расчалки.
Подъем мачты в рабочее положение про-
изводят следующим образом. После за-
пуска двигателя и проверки уровня масла
в масляном баке гидравлической системы
открывают клапаны 13 и 10 (рис. VII-8)
и включают масляный насос. Для вклю-
чения масляного насоса отвинчивают
винт фиксатора и, передвинув рукоятку
включения, вновь завинчивают его. За-
крыв клапан 13, следят за давлением
в гидравлической системе. Поднимать мач-
ту следует при давлении не выше 50—
60 кГ/см*. При положении, близком к вер-
тикальному, скорость подъема мачты
уменьшают, для чего приоткрывают кла-
пан 13.
Во избежание удара о раму буровой
установки после перехода через ось пово-
рота мачту придерживают расчалкой, за-
крепленной на ее верхней секции.
Чтобы рессоры автомобиля были раз-
гружены в процессе бурения, вывинчи-
вают домкраты передних ног мачты до
упора в деревянные подкладки, предвари-
тельно уложенные на землю, а затем закре-
пляют хомуты, соединяющие ноги мачты
с рамой буровой установки. После уста-
новки мачты растягивают расчалки и
крепят их к заранее забитым в землю
якорям. Натяжение расчалок должно быть
равномерным.
Управление механизмами
и генератором буровой
установки. У места бурильщика,
расположенного с левой стороны по ходу
автомашипы, находятся рычаги управле-
ния следующими механизмами: тормозом,
фрикционом лебедки, коробкой скоростей,
регулятором газа двигателя, ротором, фрик-
ционом двигателя, приводом лебедки и
гидравлическими домкратами подъема мач-
ты. Трехходовой кран (если буровая уста-
новка снабжена аварийными гидродомкра-
тами) и масляный насос включают с пра-
вой стороны по ходу автомобиля.
Переключение скоростей, включение и
выключение лебедки, ротора и масляного
насоса разрешаются только при выключен-
ном фрпкцпопе двигателя. Генератор буро-
вой установки постоянно включен в кине-
матическую цепь. При выключенной об-
мотке возбуждения ротор генератора вра-
щается вхолостую. Для пуска генератора
достаточно включить реостатом обмотку
возбуждения. Поворачивая рукоятку рео-
стата по направлению, указанному на нем
стрелкой, следят за показанием вольтметра
на электрощите. Повысив напряжение до
220 в при помощи пакетных выключателей,
включают нагрузку (двигатель глиноме-
шалки или осветительные приборы).
Выключение генератора производят в об-
ратном порядке — снимают нагрузку и
рукоятку реостата устанавливают в на-
чальное положение.
Запрещается открывать электрощит и
производить какие-либо работы в пем при
работающем генераторе.
Смазка буровой установки
Необходимо, чтобы смазка производи-
лась только маслом того сорта, который
предназначен для данного механизма, и
чтобы применяемое для смазкп масло было
чистым. Для смазки следует пользоваться-
принадлежностями, поставляемыми с уста-
новкой. Заливать жидкое масло нужно
специальной кружкой и воронкой с филь-
трующей сеткой. Если жидкое масло запра-
вляют в корпуса через масленки, то для;
этого используется специальный шприц.
Солидол через пресс-масленки заправляют
штоковым тавотопрессом.
При смазке узлов и агрегатов буровой
установки УРБ-ЗАМ необходимо руковод-
ствоваться картой смазки (см. табл. VI1-1).
Если установка не была в работе более-
трех месяцев, масло в коробке передач и.
роторе необходимо заменить, предвари-
тельно промыв коробку соляровым маслом
или керосином.
Перечень быстроизнашивающихся дета-
лей и ведомость комплекта буровой уста-
новки УРБ-ЗАМ приведены в табл. VII-2:
и УП-3.
БУРОВАЯ УСТАНОВКА
УРБ-4ПМ
Буровая установка УРБ-4ЙМ (рис..
VII-11) предназначена для бурения струк-
турных скважин глубиной до 1200 л<- вра-
щательным способом сплошным и кольце-
вым забоем с промывкой. Установка ис-
пользуется также для бурения скважин
на воду глубиной 300—500 м.
Часть оборудования (двигатель, коробка
скоростей, лебедка, ротор трансмиссии и
др.) смонтирована на гусеничной тележке-
142
Таблица VI1-1
Карта смазки буровой установки УРБ-ЗАМ
Узел Место смазки № позиции Количест- во мест смазки Сорт смазки летом Способ смазки Режим смазки
1 2 3 4 5 6 7
Коробка передач Шарикопод- шипники и шестерни 7 1 Индустриальное 45 ГОСТ 1707-51 Залив через смазочное отверстие Заливать масло до показателя уровня один раз в смену, менять один раз в месяц
Бугель Шарикопод- шипник шкива 3 1 2 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 Пресс-мас- ленкой То же Набивать 1—2 раза в смену 1—2 раза в смену
Лебедка Шарикопод- шипник вала Цепная передача 9 10 1 1 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 Машинное мас- ло «Л» ГОСТ 1707-51 » Масленкой Набивать один раз в пять дней 2—3 раза в смену
Бугель муфты Шарикопод- 14 1 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 Смазка УТВ Пресс-мас- ленкой Набивать 1—2 раза в смену Набивать один раз
JЛИИНИК барабана 8 2 ГОСТ 1631-61 То же в пять дней
Канат 11 1 Машинное мас- ло «Л» Масленкой Один раз в смену
Ротор Подшип- ники и ше- стерни 12 1 Индустриальное 45 ГОСТ 1707-51 Залив через смазочное отверстие Добавлять масло до показателя уровня 1 раз в смену, ме- нять 1 раз в месяц
Контр- привод Шарикопод- шипник вала 5 2 Смазка УТВ ГОСТ 1631-52 Пресс-мас- ленкой Набивать один раз в смену
Управление установкой Шарниры элементов управления и др. 13 Машинное мас- ло «Л» ГОСТ 1707-51 Через сма- зочное от- верстие Заливать по мере надобности
Мачта Гидроси- стема уста- новки Шарикопод- шипники головки мачты 16 6 2 1 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 Индустриальное 20 ГОСТ 1707-51 Пресс-мас- ленкой Залив через горловину масляного бака Набивать один раз в смену Заливать по мере надобности
Вертлюг Шарикопод- шипнпкп 17 1 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 Пресс-мас- ленкой Набивать один раз в смен!7, промы- вать один раз в 10 дней
Талевый блок Шарикопод- шипники 15 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 Пресс- масленкой Набивать один раз в смену
{Установка и привод генератора То же 1 1 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 То же То же
143
Продолжение табл. VI1-1
Узел Место смазки № позиции Количест- во мест смазки Сорт смазки летом Способ смазки Режим смазки
1 2 3 4 5 6 7
Вал карданный Трущиеся поверхности Игольча- тые под- шипники 2 1 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 Масло транс- миссионное ГОСТ 542-50 Через смазочное отверстие Пресс- масленкой Набивать по мере надобности То же
Глиноме- шалка Шестерни 18 1 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 Через смазочное отверстие Смазывать по мере надобности
Подшипни- ки вала 19 4 Смазка УТВ ГОСТ 1631-61 Пресс- масленкой Набивать один раз в месяц
Насос буровой Картер Подшипни- ки фрик- ционного шкива 4 1 Машин- ное мас- ло «Т» с нигро- лом «Л» по 50% Смазк; ГОСТ Машин- ное мас- ло «Л» и 10% керо- сина 1 УТВ 1631-61 Через смазочное отверстие Пресс- масленкой Заливать по ука- зателю уровня щупа 12—15/л, менять 2 раза в месяц Набивать два раза в месяц
Примечание. Зимой для всех узлов применяется смазка «Индустриальное 30» ГОСТ 1707-51.
Таблица VII-2
Перечень быстроизнашнвающихся деталей буровой установки УРБ-ЗАМ
Шифр
Детали
Единица
измерения
Количество
на 1 год
работы
Коробка передач
Вкладыш к бугелю Комплект 1
1-0-112 Полумуфта Шт. 0,5
1-0-111 Звездочка z = 20 » 0,5
1-0-15 Шестерня коническая г = 37 ... » 0,5
1-0-8 Шестерня-блок z = 35 и z = 27 . . 0,5
1-0-9 Шестерня г = 37 » 0,5
1-0-10 Шестерня г = 29 » 0,5
1-0-22 Шестерня коническая z = 32 ... 0.5
1-0-26 Муфта зубчатая » 0,5
1-0-6 Валик ротора » 1
1-0-128 Муфта кулачковая » 0,5
Лебедка
2-2-11 Ролик Шт. 2
2-2-10 Ось ролика » 2
2-2-12 Обкладка к фрикциону лебедки . . . Комплект 1
2-3-37, 27 Лента тормозная в сборе с деталями » 1
24, 26, 47, 48
144
Продолжение табл. VII-2
Шифр Детали Единица измерения Количество на 1 год работы
Ротор
УРБ-411-3,2 3-6-33 I Шестерня венцовая Z = 16 | Шарикоподшипники в сборе .... I т 1 1 1 1
12-0-16 Муфта зубчатая Полумуфта 1 Шт. 1 1
12-0-46 Венец . . . . 1 1 1
73-10-014 Вал карданный I Крестовина в сборе с подшипниками (детали № 73-10-018, игла 3 X 24) Комплект 1
13-0-14 Г идросистема Штуцер в сборе Комплект 1
13-0-6,7 Манжета кожаная ...... Шт. 1
17-1-8 То же » 1
Штанга квадратная^в сборе с верхним и нижним переводниками и вклады- шем Комплект 1
33-0-5 Вертлюг Труба грязевая Шт. 2
33-0-11 Ниппель (отвод вертлюга на грязевую трубу) » 1
33-0-8 Корпус сальника » 1
33-0-4 Втулка » 1
Электрооборудование, материалы разные Предохранители плавкие . . . ’. . . Комплект 1
Ремни клиновидные: тип В, длина 3150 мм . ... Шт. 4
тип Д, длина 2800 мм » 3
тип Б, длина 2500 мм » 3
Цепь ролико-втулочная двухрядная, шаг 25,4 мм Комплект 1
Звено соединительное к двухрядной пени, шаг 25,4 мм Шарикоподшипник № 312 60 X 130 X X 31 » 1
» 1
Роликоподшипник № 2316 80 X 170 X X 39 » 1
Шарикоподшипник № 212 60 X НО X X 22 » 1
Шарикоподшипник № 412 60 X 150 X X 35 » 2
Ю Заказ 1#50
145
Таблица VI1-3
Ведомость комплекта на буровую установку УРБ-ЗАМ
№ п/п Обозначение Наименование Количество на 1 установку по нормали Н720-54
1 2 3 4
1 2 3 4 5 6 7 8 9 УРБ-ЗАМ УРБ-ЗАМ-52А сб УРБ-ЗАМ-ЗЗ сб УРБ-ЗАМ-34 сб УРБ-ЗАМ-53 сб ГМЭ-0,75 УРБ-ЗАМ-35Б сб УРБ-ЗАМ-37А сб ГИВГ-1 (ГМВ-4м) I. Основное оборудование Установка разведочного бурепия, смонтированная на автомобиле МАЗ-500 в сборе, включая основные узлы: коробка скоростей . лебедка ротор . . ... топливный бак контрпривод ... гидросистема ... карданный вал к ротору - гидродомкраты подъема мачты система управления установкой рама установки мачта грузоподъемное приспособление электрооборудование вал карданный к коробке скоро- стей установка и привод генератора верхний двигатель с водяным и мас- ляным радиаторами, капотом п щитком приборов штанга квадратная в сборе с пе- реводниками вертлюг с траверсой . талевой блок .... установка пасоса с кожухом па от- дельной раме II. Вагожгателъное оборудование и приспособления, входящие в комплект установки Глиномешалка с электродвигателем и клиновыми ремнями . ... Устье скважины Домкраты винтовые переносные . • Индикатор веса Слесарный инструмент к буровой уста- новке, инструмент и принадлежно- сти к автомобилю; запасные части, инструмент и принадлежности к ди- зельному двигателю; буровому насо- су и генератору — согласно упако- вочному месту завода-поставщика Запчасти к буровой установке соглас- но § 46 нормали Н730-54 поставляют- ся за особую плату по требованию заказчика: 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 комплект 1 шт. 2 шт. 1 комплект 1 шт. 1 шт. 1 шт. 1 комплект 1 шт. 1 комплект 1 комплект 1 шт. 1 комплект 1 шт. 1 комплект 1 комплект 1 шт. 2 шт. 1 комплект
146
Продолжение табл VI1-3
м п/п Обозначение Наименование Количество на 1 установку по нормали Н720-54
1 _ 2 3 4
Для коробки скоростей
1 2 1-0-111В 111-43 звездочка z = 15 манжета 70 X 95 X 12 . 1 шт. 2 шт.
3 2-2-12Б Для лебедки обкладка среднего диска фрикцио-
4 2-3-2 сб на (кольцо фрикциона) . . . лента тормозного барабана с об- 8 шт.
5 2-3-27 кладками обкладка тормозной ленты (лента 1 шт.
6 ВТУ-432-55 тормозная асбестовая 120 X 6 = = 1630) цепь втулочно-роликовая двух- 1 шт.
7 Н2-48 рядная с шагом 1" в однорядном исчислении манжета 120 X 160 X 15 262 звена 2 шт.
8 3-0-21Б Для ротора вкладыш ротора (половина) 2 шт.
9 3-0-55 вкладыш (3-0-45) 1 шт.
Для гидравлических домкратов
10 ГОСТ 6969-54 манжета резиновая 95 X 125 . . 2 шт.
И ГОСТ 6969-54 то же, 65 X 95 2 шт.
12 9-1-1 сб Для вертлюга распределитель 1 шт.
13 33-2-1 труба с фланцем . . 1 шт.
14 33-2-2 наконечник 1 шт.
15 33-0-4А втулка сальника вертлюга . . . 1 шт.
16 33-0-19 33-0-2 набивка грязевого сальника 1 кг
17 7 3-0-15 [ля глиномешалки ГМЭ-0,75 набивка сальника (шнур асбесто-
18 3-0-18а вый) втулка подшипника . . 0,7 кг It шт.
«Восток» и па короткие расстояния пере-
возится на ней. На значительные расстоя-
ния установка транспортируется по желез-
ной дороге или на специальных прицепах
(тройллерах).
Буровые насосы, вышка,- глиномешалка,
емкости и другое оборудование при пере-
базировании на новые точки перевозят
по железной дороге или на автомашинах.
Силовая часть установки снабжена двумя
двигателями К ДМ-100. Мощность каждого
двигателя 100 л. с. Кинематической схемой
буровой установки предусмотрена воз-
можность приведения в действие всех
механизмов от одного двигателя или обоих
Двигателей одновременно.
Для равномерной подачи инструмента
на забой и облегчения труда буровая
установка снабжена гидравлическим регу-
лятором подачи инструмента. Гидравличе-
ский регулятор представляет собой трех-
цилиндровый масляный насос, приводи
мый в действие от цепной передачи лебедки.
Наличие дроссельной системы обеспечи-
вает регулировку равномерности подачи
бурового инструмента на забой скважины.
При надобности регулятор гидропередачи
может быть отключен от лебедки.
Буровая установка снабжена генерато-
ром переменного тока мощностью 7,6 кет
для привода глиномешалки, освещения
буровой, а также для других технических
10*
147
Рие. VII-11. Общий вид установки УРБ-4ПМ (вид сбоку).
нужд. План расположения оборудования
установки УРБ-4ПМ представлен на
рис. VII-12.
Техническая характеристика
буровой установки УРБ-4ПМ
Привод . . . . два дизеля КДМ-100
мощность по 100 л. с.
каждый при п -
= 1050 об/мин
Диаметры бурильных
труб .............60,3 мм (с привар-
ными замками) и
73 мм. При буриль-
ных трубах диамет-
ром 60,3 -и.и следует
применять квадрат-
ную штангу 2х/2",
а при трубах 2’/8" —
квадратную штангу
4"
Глубина бурения, м:
бурильными тру-
бами диамет-
ром 60,3 мм 1200
бурильными тру-
бами диамет-
ром 73 мм 750
Коробка скоростей двухвальная, пяти-
скоростная (5-я ско-
рость — обратный
ход) с прямозубными
цилиндрическими
колесами
Лебедка . . однобарабанная с
ленточным тормозом
простого действия
максимальное на-
тяжение кана-
та при работе
на одном дви-
гателе, кг . . 3500
максимальное на-
тяжение при
работе на двух
двигателях (ко-
эффициент спа-
ривания К =
= 0,85), кг 6000
Скорость подъема крюка, м/сек Оснастка
2X1 3X2 4X3
I 0,706 0,353 0.236
II 1,217 0,608 0,407
III 2,0 1,0 0,666
IV 3,185 1,593 1,06
Ротор:
диаметр проходного от-
верстия, мм . . . 360
статическая грузоподъ-
емность стола, т . 25
число скоростей враще-
ния, об/мин .... 5
?гх ............... 98
п2 . . . 170
иу .......... . . 281
п4............. 445
?г5 . ... 76
(обратный ход)
Габаритные размеры, мм-.
длина ....................... 1372
ширина........................ 925
высота ....................... 535
Вес, кг.......................... 1230
Генератор переменного
тока АПНТ-85:
мощность, кет . . 7,6
напряжение, в . . 230
число оборотов в ми-
нуту ...................... 1500
Механизм подачи . . . гидравличе-
ский с трех-
цилиндровым
гидротормозом
Вышка В20/25 .... металлическая
(из труб),
разборная
статическая грузо-
подъемность, т . 25
максимальная грузо-
подъемность (крат-
ковременная до 10
мин), т .... 40
высота ворот, м . . 7,75
размер нижнего ос-
нования, м . . . 5,04 X 5,04
вес, кг ........... 7400
Талевый блок........... трехроли-
ковый
статическая грузо-
подъемность, т . 40
диаметр канавки под
канат, мм . . . от 21,5 до 26,5
Габаритные размеры уста-
новки в транспортном
положении, мм-.
длина ....................... 8875
ширина....................... 2750
высота ...................... 2900
Транспортный вес (вес гу-
сеничной тележки с обо-
рудованием), т . . . 19
Общий вес установки, т 43
Кинематическая схема установки
Все механизмы буровой установки при-
водятся от двух дизелей 1 (рис. VII-13),
передающих вращение через фрикционные
150
Таблице,
Кинематическая характеристика привода и ротора буровой установки УРБ-4ПМ
Число оборотов двигателя, ©б/лшн Передача Скорость вращения, об/лшн Средняя скорость ходового конца каната, м/сек Скорость подъема крюка, м/сек
вала А ротора барабана лебедки оснастка талевой системы
2X1 3X2 4X3
1050 I 443 98 54 1,413 0,706 0,353 0,236
1050 II 766 170 94 2,434 1,217 0,608 0,407
1050 ' III 1267 281 153 4,000 2,000 1,000 0,666
1050 1050 IV V (обрат- ный ход) 2005 345 445 76 243 42 6,370 3,185 1,593 1,060
муфты 2 с цепными звездочками 4. От
валов отбора мощности 3 вращение цеп-
ными передачами сообщается звездочками
5, свободно поставленными на валах 6 и 7
спаривающей трансмиссии. При включе-
нии зубчатой муфты 8 эти валы соединя-
ются. Двигатели включаются в работу
зубчатыми муфтами 9 и 10. Конец левого
вала 6 соединен с карданным валом 11,
передающим вращение трансмиссии при-
вода буровых насосов. Трансмиссия несет
два свободно посаженных шкива 12, вклю-
чаемых зубчатыми муфтами 13 и 14.
На конце правого вала 7 свободно вра-
щается шкив 15 для привода генератора 16;
шкив включается зубчатой муфтой 17.
Вал 7 муфтой 18 соединен с главным фрик-
ционом 19, поставленным на ведущем валу
коробки передач 20. На этом же^валу смон-
тированы четыре передвижные шестерни,
причем шестерни второй и третьей скоро-
стей сблокированы. На ведомом валу на-
глухо посажены четыре шестерни. Заце-
пление шестерни (zx = 19) ведущего вала
с шестерней (z2 — 45) ведомого вала обес-
печивает первую скорость с передаточным
числом i = 2,37.
Зацепление шестерен с числом зубьев
z3 = 27 и z4 = 37 дает вторую скорость
(i2 = 1,37), шестерен с числом зубьев
zB = 35 и z6 = 29 — третью скорость (г3 =
= 1,205). При зацеплении шестерен с чис-
лом зубьев z7 = 42 f и z8 = 22 обеспечи-
вается четвертая скорость (г4 = 0,525).
Обратный ход дает зацепление шестерни
(zx = 19) ведущего вала с шестерней (z9 =
= 27) промежуточного вала. Последний
соединяется шестерней с числом зубьев
z10 = 21 с шестерней|ведомого вала (z2 =
= 45). Передаточное число i обратного
хода равно 3,02.
На конце ведомого вала посажена кони-
ческая шестерня (zxx = 18), находящаяся
в постоянном зацеплении с шестерней
(Z12 = 30) вала 21 привода лебедки. Пере-
даточное число этой пары гред = 1,67.
Конеп ведомого вала несет также зубча-
тую муфту 22, предназначенную для вклю-
чения вала 23 привода ротора. Этот вал
карданным валом 24 соединен с ведущим
валом ротора 25. Ротор имеет коническую
пару с числом зубьев z = 16 и z = 80,
образующую конический редуктор с пере-
даточным отношением грот = 5.
На конце вала привода лебедки свободна
вращается цепная звездочка 26 (zx3 = 17),
включаемая в работу двусторонней зубча-
той муфтой 27. При соединении этой муфты
со звездочкой 26 цепная передача приводит
во вращение вал лебедки 28 с цепным коле-
сом 29 (zX4 = 84). Передаточное число на
вал лебедки гл = 4,94.
На валу 28 на шарикоподшипниках сво-
бодно поставлен барабан 30, включаемый
фрикционной муфтой 31. На конце вала
привода лебедки смонтирована муфта 32:
привода гидравлического механизма по-
дачи 33, соединенного через муфты 34.
Механизм подачи включается передвиже-
нием в его сторону муфты 27. Эта муфта
позволяет лебедке работать при отключен-
ном механизме подачи (табл. VII-4).
Ротор
буровой установки УРБ-4ПМ
Ротор буровой установки (рис. VII-14)
представляет собой стальной литой корпус.
1, в котором на двух шариковых опорах 3
вращается стол 2, скрепленный с зубчатым
венцом 14.
Для предотвращения проникновения в
ротор глинистого раствора корпус и стол
ротора имеют лабиринтное уплотнение.
Нижнее лабиринтное уплотнение одновре.
152
рис. VII-14.
ротор буровой
установки
УРБ-4ПМ.
1 — корпус; 2 —
стол» з —шарико—
подшплники за-
вода им. лейт.
Шмидта; 3 а—ша-
юик оно дпшпники
1ГПЗ Ле 9169288;
,4—вкладыш; 5 —
зажим; 6 — про-
кладка; 7 — ко-
экух; 3 — вал ро-
тора; 9 — про-
кладка; J0 —хра-
повое колесо; 11—
полумуфта; 12 —
шестерня кониче-
ская; 13 — про-
кладка регулиру-
ющая; 1 4 — венец
зубчатый; 15 —
шарикоподшип-
ник завода им.
лейт. Шмидта;
15 & — шарико-
подшипник 1ГПЗ
№ 1-ОК-219.
Рис. VII-15. Главный фрикцион буровой установки УРБ-4ПМ.
I — втулка; 2 — крышка; 3 — корпус подшипника; 4 — шарикоподшипник № 1212; 5 — масленка,
— шарикоподшипник № 216; 7 — бугель; 3 — крышка; 9 — кожух; 10 — втулка; 11 — кольцо
нажимное; 12 — гайка регулировочная; 13 — рычаг; 14 — шарикоподшипник J'S 208; 15 — венец
муфты; 16 — масленка; 17 — цепная муфта; 18 — звездочка цепной муфты: z = 18; 19 — шарикопод-
шипник^Л"» 208; 20 — диск задний; 21 — промежуточный диск; 22 — диск средний; 23 — передний
диск; 24 — фиксатор; 25 — шпонка направляющая; 26 — вал.
Рис. VII-16. Коробка ско-
ростей буровой установки
УРБ-4ПМ.
/7л .4-fl
1 — корпус; 2 — шестерня z =
= 19; 3 —• шестерня z = 42; 4—
шестерня z = 35 ж 27; 5 — вал*
ведущий; 6—роликоподшипник
.№ 2310; 7 •— вал ведомый; 6 —
муфта; 9 — вал к ротору; 10 —
шарикоподшипник № 1208; 11 —
шарикоподшипник № 1312; 12-
шестерня коническая г — 18;.
13 — роликоподшипник М 2316;
14 — шестерня z = 37; 15 •— ше-
стерня z = 29; 16 — шестерня
z = 22; 17 — шестерня z = 45;
18 — шарикоподшипник ,М 412;
19 — шарикоподшипник Л? 1312;.
20 — шарикоподшипник 310;
21 — вал; 22—шестерня z=27;
23 — шестерня z = 21; 24 —
шестерня коническая z — 30;
25—роликоподшипник № 32216;
26 — роликоподшипник М 9 —
7516; 21 — звездочка z = 17;
28 — шарикоподшипник № 212;
29 — полумуфта z = 30; 30 —
звездочка z= 16.
менно препятствует утечке масла из кор-
пуса. Корпус ротора имеет отверстия для
залива и слива масла, а также пробку —
указатель для контроля уровня смазки.
Для стопорения стола ротор снабжен
приспособлением, расположенным в горло-
вине корпуса.
Основные узлы буровой установки
УРБ-4ПМ представлены на рис. VII-15,
VII-16, VII-17, VII-18.
Электрооборудование
буровой установки УРБ-4ПМ
Электрооборудование и электросеть уста-
новки (рис. VII-19) рассчитаны на напря-
жение 230 в для питания силового оборудо-
вания и нормального освещения и на напря-
жение 12 е на случаи ремонта и аварий на
буровой.
Генератор серии АПНТ-85Т изготовлен
с самовозбуждением. На якоре генератора
имеются две обмотки: одна из них — трех-
фазная, присоединенная к контактным коль-
цам, является основной рабочей обмоткой,
а вторая, выполненная по типу якорных
обмоток машин постоянного тока, присое-
диняется к коллектору и служит для
питания обмотки возбуждения.
На распределительном щитке генератора
смонтированы три трубчатых предохрани-
теля типа ПР-2 на 60 а для защпты генера-
тора и трехполюсный пакетный выключа-
тель генератора. Освещение включается
при помощи трехполюсного пакетного вы-
Рис. VII 17. Барабан лебедки буровой установки УРБ-4ПМ.
I — шарикоподшипник М 1318; 2 — рычаг; 3 — диск задний; 1 — отражатель; 5 — крышка подшип-
ника; в, 11, 12, 13 — втулки; 7 — вал; « — барабан; 9 — шарикоподшипник № 222; 10 — крышка
подшипника; 14 — двухрядная звездочка z = 25; 15 — катушка автоматическая; 16 — масленка;
17 — звездочка z = 84; 18 — корпус подшипника; 1S — диск промежуточный; 20 — диск передний;
21 — корпус подшипника; 22 — крышка подшипника.
ключателя на два направления. Для ава-
рийного и ремонтного освещения на щитке
имеется двухполюсный пакетный выключа-
тель на два направления, используемый
как обычный выключатель.
Для подключения того или другого
генератора двигателя КД М-100 к сети
аварийного освещения и на зарядку акку-
муляторов на щитке предусмотрены три
клеммы со специальной перекидной пере-
мычкой. Кроме того, на щитке смонтиро-
ваны шесть предохранителей типа Е-27
на 25 а, вольтметр и амперметр.
На щитке генератора, кроме того, смон-
тировано реле обратного тока, предназна-
ченного для зарядки аккумуляторов самой
буровой установки. Установка реле обрат-
ного тока между генератором и батареей
аккумуляторов вызвана тем, что они соеди-
нены параллельно. При понижении числа
оборотов якоря (менее 700 об/мин) напря-
жение на щетках генератора понижается и
Рис. VII-18. Гидравлический тормоз лебедки буровой установки УРБ-4ПМ.
1 — корпус тормоза; 2 — шатун; 3 — поршень с манжетой; 4 — головка цилиндра;
5 — поршневой палец; 6' — цилиндр; 7 — эксцентриковый вал; 8 — шарикоподшипник
радиальный; 9 — звездочка цепной муфты.
155
он становится потребителем тока оатареи.
Назначение реле — автоматически отклю-
чать генератор от батарей аккумуляторов
при падении напряжения и подключать
батарею на зарядку при нормальном на-
пряжении на генераторе.
Рис. VI1-19. Схема электрооборудования
буровой установки УРБ-4ПМ.
1 — генератор АПНТ-85Т; 2 — электродвигатель
глиномешалки; 3 — генераторы; 4 — освещение
привышечного отделения; 5 — освещение дизель-
ного отделения; 6, 8 — световые точки аварий-
ного освещения; 7 — освещение буровой; 9 —
освещение вышки; 10 — реле обратного тона;
11 — аккумулятор; 12 — переключатель.
Вышка В20/25
буровой установки УРБ-4ПМ
Вышка (рис. VII-20) представляет собой
пространственную металлоконструкцию
башенного типа, имеющую форму усечен-
ной пирамиды. Конструкция вышки раз-
борная, соединение на болтах.
Для транспортирования на большие рас-
стояния вышка разбирается на отдельные
элементы: ноги, пояса, хомуты, тяги,
кронблочную площадку и др. Вышка
оборудована лестницами тоннельного типа
с дуговыми ограждениями и односторон-
ними полатями. Для затаскивания обору-
дования и инструмента в нижней части
вышки имеются передние и задние ворота.
Монтаж и демонтаж
буровой установки УРБ-4ПМ
Монтаж установки начинается со сборки
и подъема вышки. Для этого на спланиро-
ванной площадке раскладывают ее детали
по секциям, соединяют секции между собой,,
устанавливают лестницы, полати и пере-
ходную площадку. Перед началом сборки
вышки и в процессе ее необходимо про-
верять все сварные швы и болтовые соеди-
нения.
Рис. VII-20. Вышка буровой установки
УРБ-4ПМ.
Перед началом подъема вышку осна-
щают специальной талевой системой, уста-
навливают подъемную стрелу и заделы-
вают якоря для закрепления концов тале-
вой оснастки. Подъемную стрелу устана-
вливают под углом 5—6° к вертикали
в сторону кронблока.
Расстояние от неподвижной опоры тале-
вой системы до шарнира подъемной стрелы
должно составлять 30 м. Схема оснастки
вышки при ее подъеме трактором пока-
зана на рис. VII-21.
Вышку захватывают штропом № 1 за
четвертый пояс (считая от кронблока).
Петлю штропа № 1 при помощи замка
156
s
Рис. VII-22 а, б. Схема смазки буровой установки УРБ-4ПМ.
А — насосы; Б — глиномешалка; В — гидротормоз механизма подачи; Г — ротор; Д — вал карданный; Е — лебедка; Ж — коробка
скоростей; И — цепная муфта; К — двигатели; Л — Привод насосов; М — вал карданный; Н — вертлюг; О — талевый блок; П — кроц-
* блок (цифрами указаны узлы смазки).
соединяют со штроиом № 2, перекинутым
через подъемную стрелу. К концу штропа
№ 2 и к якорю прикрепляют одноролико-
вые блоки. При натяжении талевой сис-
темы штроп № 2 перемещается по стоящей
подъемной стреле, передавая натяжение
штропу № 1. Ветви этих штроп, равно-
мерно натягиваясь, постепенно поднимают
вышку.
После перехода центра тяжести через
ось поворота вышка начинает опрокиды-
ваться под действием собственного веса.
Тормозят ее натяжным приспособлением
оттяжек.
Вышку устанавливают на основание
в конце подъема стяжными приспособле-
ниями оттяжек, вторым трактором или
ручной лебедкой. Устойчивость вышки при
работе обеспечивается четырьмя оттяжками
из стального каната диаметром не менее
10—12 мм, закрепленными на предпослед-
нем поясе и направленными по диаго-
налям квадрата основания.
После того как вышка поднята и укре-
плена, под нее помещают переднюю часть
бурового блока, монтируют подрамник,
выверяют раму буровой установки по
уровню и, выкатив ведущий передок те-
лежки, подкладывают под нее деревянные
брусья. Месторасположение ротора опре-
деляют по отвесу, спущенному из центра
верхнего основания в центр нижнего осно-
вания вышки.
Затем монтируют рабочие мостки, пол
бурового блока и перила, устанавливают
буровые насосы, роют ямы для отстой-
ников и укладывают циркуляционную сис-
тему для глинистого раствора.
При демонтаже вышку выводят из вер-
тикального положения, натягивая одну
пару оттяжек (стяжным приспособлением
или второй лебедкой) и одновременно
ослабляя вторую пару оттяжек. При этом
талевая система подъема вышки должна
находиться в натянутом состоянии, не
препятствуя опусканию вышки. После
перехода вышки через центр тяжести
в дальнейшем ее опускают при помощи
трактора (лебедки).
Защитное заземление осуществляется
чак же, как для установки УРБ-ЗАМ.
Смазка буровой установки УРБ-4ПМ
осуществляется по схеме, представленной
на рис. VII-22.
САМОХОДНАЯ
БУРОВАЯ УСТАНОВКА УРБ-2А
Самоходная буровая установка УРБ-2А
«предназначена для вращательного буре-
ния структурных скважин, а также ис-
пользуется для бурения мелких скважин
на воду.
158
Установка смонтирована на шасси авто-
мобиля ЗИЛ-157 КЕ с прицепом У2-АП-3,
переоборудованным для перевозки буриль-
ных труб и инструмента (рис. VII-23).
Установка представляет собой комплект
механизмов и приспособлений для буре-
ния скважин, смонтированных на шасси
автомашины, и состоит из основных узлов:
коробки отбора мощности, главной транс-
миссии, коробки скоростей, лебедки, ро-
тора, механизма подачи инструмента, мач-
ты, гидравлического домкрата, вертлюга.
Коробка отбора мощности служит для
отбора мощности от двигателя автомобиля
и передачи ее ходовым механизмам авто-
мобиля и узлам буровой установки. Она
состоит из трех постоянно сцепленных ше-
стерен , помещенных в корпусе.
Главная трансмиссия предназначена для
передачи движения буровому насосу, меха-
низму подачи инструмента на забой и ко-
робке скоростей. На трансмиссионном валу
свободно на шарикоподшипниках поса-
жены два шкива, из которых один диамет-
ром 200 мм предназначен для привода
бурового насоса, а второй диаметром
140 мм — для привода механизма подачи.
Шкивы включают зубчатыми муфтами.
Передача на коробку скоростей осущест-
вляется через карданный вал.
Коробка скоростей с угловым редукто-
ром предназначена для передачи движе-
ния лебедке, ротору и масляному насосу.
Коробка дает возможность получить три
прямые скорости; обратное вращение мож-
но получить включением задней скорости
коробки перемены передач автомобиля.
Коробка скоростей — двухвальная. Пер-
вичный вал несет посаженные на шлицах
три ведущие подвижные шестерни (шестер-
ни второй и третьей скоростей соединены
в общий блок). На вторичном валу закре-
плены три ведомые цилиндрические шестер-
ни, ведущая коническая шестерня углового
редуктора и зубчатая полумуфта включе-
ния ротора.
Поперечный вал углового редуктора
имеет на концах коническую ведомую
шестерню и цепную звездочку с муфтой
для ее включения.
К корпусу коробки прикреплен масля-
ный насос, имеющий привод от первичного
вала коробки. Управление передачами
сблокировано, что препятствует одновре-
менному включению более чем одной
скорости.
Лебедка имеет два барабана, свободно
посаженных на общем валу с опорами
качения. Один барабан предназначен для
поддержания инструмента во время буре-
ния, а второй (левый) — для спуско-подъем-
ных операций.
Барабаны включают двухдисковыми
фрикционными муфтамп. Силу сцепления
дисков регулируют гайкой с фиксатором
ее положения. Барабаны тормозят при
спуске инструмента одноленточнымп тор-
мозами с фрикционной обкладкой. По мере
износа обкладок силу натяжения тормоза
регулируют гайкой ходового конца тор-
моза. Привод лебедки осуществляется двух-
рядной ролико-втулочной цепью с шагом
25,4 мм.
Ротор закрытого типа предназначен для
передачи вращения буровому инструменту,
поддержания колонны бурильных и обсад-
ных труб прп спуско-подъемных операциях.
Привод ротора осуществляется от коробки
скоростей через карданный вал.
Ротор включают зубчатой муфтой, поме-
щенной в коробке скоростей.
Механизм подачи инструмента состоит
из трансмиссии со смонтированной на ней
фрикционной муфтой, червячного редук-
тора, цепных передач и управления. Меха-
низм приводится в действие от главной
трансмиссии через клиноременную пере-
дачу. Он предназначен для создания при-
нудительного давления инструмента на
забой скважины, которое не должно пре-
вышать 2000 кГ. Силу этого давления
контролируют по индикатору веса.
Механизм подачи снабжен ручным при-
водом, обеспечивающим подъем инстру-
мента из скважины в случае выхода из
строя двигателя автомобиля.
Управление червячным редуктором сбло-
кировано с управлением лебедки.
Мачта имеет решетчатую конструкцию.
Основные элементы мачты выполнены из.
цельнотянутых труб. Связь мачты с основ-
ной рамой шарнирная, позволяющая под-
нимать мачту в рабочее положение и опу-
скать для транспортирования.
В рабочем положении мачта через шар-
нирное соединение опирается на козлы
рамы установки и двумя передними ногами,
снабженными внизу винтовыми домкра-
тами и несущими основную нагрузку,
опирается на землю, разгружая тем самым
шасси автомобиля.
Для передвижения траверсы вертлюга
мачта снабжена направляющим устрой-
ством, препятствующим раскачиванию и
проворачиванию корпуса вертлюга вместе-
с рабочей трубой при бурении.
Подъем мачты из транспортного поло-
жения в рабочее и спуск ее производятся
гидравлическим домкратом.
В рабочем положении мачта прикрепля-
ется замками к раме установки.
Гидравлический домкрат телескопичес-
кого типа двойного действия приводится
в действие масляным лопастным насосом
типа Л1Ф-12, установленным на кор-
пусе коробки скоростей. Производитель-
ность насоса 12 л!мин с давлением до
65 кГ/см2.
15&
Подъем мачты осуществляется нагнета-
нием масла в нижнюю полость домкрата
с одновременным сливом его из (верхней
полости. Опускание мачты производится
в обратном порядке.
Вертлюг снабжен специальной травер-
сой, которая препятствует вращению его
корпуса во время бурения, а также при-
способлением для связи с механизмом
подачи инструмента. Для соединения с ко-
лонной бурильных труб вертлюг в ниж-
ней части имеет присоединительную резьбу.
Техническая характеристика б,уровой
самоходной установки УРБ-2А
Глубина бурения, м . . 200
Диаметр скважины, мм:
начальный............... 146
конечный........... 76
Диаметр бурильных труб,
мм..................... 50; 60,3
Допустимая нагрузка на
вертлюг, кГ .... 2500
Ротор:
диаметр проходного
отверстия, мм . 150
скорость вращения,
об/мин .............100; 197,5; 300
Лебедка:
грузоподъемность, кг 2500
скорость навивки ка-
ната на барабан,
м/сек..............0,68; 1,33; 2,0
диаметр каната, мм 15,5
канатоемкость бара-
бана, м............ 25
Привод:
тип двигателя ... от автомашины
ЗИЛ-157 КЕ
мощность, л. с. . . 60
скорость вращения
приводного вала,
об/мин ............... 1200
Буровой насос:
тип.................... 11 ГрБ
производительность,
л/мин ................. 300
давление, кГ/см? . 50
приводная мощность,
л. с............... 48
Мачта:
грузоподъемность, кг 2500
высота, мм .... 10 650
расстояние от стола
ротора до оси крон-
блока, мм . . . 9500
габаритные размеры
в транспортном по-
ложении .... 10 850 X
X 2250 X 3300
вес (без прицепа), кг 10 050
Рис. VI1-24. Кинематическая схема буровой самоходной установки УРБ-2А.
Л — коробка отбора мощности; 2 — коробка передач; 3 — ротор; 4 — вторичный вал коробки передач;
5 — зубчатая муфта; в — угловой редуктор; У — цепная передача; 8, S, 13 — муфты фрикционные;
Jfl — лебедка; 11 — вал червячного редуктора; 12 — редуктор; 14 — цепные передачи; 15 — насос;
16 — муфта включения насоса; 17 — шкив.
160
Особенностями конструкции буровой
установки являются:
Л а) независимое фрикционное включение
барабанов лебедки (первый барабан слу-
жит для намотки каната, поддержива-
ющего инструмент во время бурения, и
для подъема вертлюга с квадратной рабо-
чей штангой; второй барабан предназна-
чен для намотки каната при спуско-подъем-
ных операциях, что дает значительную
экономию времени при наращивании инст-
румента) ;
б) механизированная непрерывная по-
дача инструмента на забой скважины,
обеспечивающая дополнительную нагрузку
на долото:
в) механизированный подъем и спуск
мачты буровой установки.
Кинематическая схема установки приве-
дена на рис. VII-24.
Вращение от двигателя автомашины че-
рез коробку отбора мощности и карданные
валы передается трехскоростной коробке
передач. Ротор получает вращение от вто-
ричного вала коробки при включенной
муфте 5.
Вращение на вал лебедки передается
через угловой редуктор и цепную пере-
дачу 7, включаемую муфтой 8. Барабаны
лебедки включаются фрикционной муфтой
9. Вращение валу 11 червячного редуктора
механизма подачи передается через фрик-
ционную муфту 13. Привод механизма
подачи осуществляется цепными переда-
чами 14. Буровой насос 15 приводится
от шкива- 17, включаемого муфтой 16.
БУРОВАЯ УСТАНОВКА 1БА-15В
Буровая самоходная установка 1БА-15В
(рис. VII-25) предназначена для бурения
скважин на воду роторным способом с на-
чальным диаметром 394 мм бурильными
трубами 73 -и.и. Рекомендуемая глубина
бурения, при конечном диаметре 190 мм,
составляет 500 м.
Буровая установка состоит из мачты, при-
вода от двигателя автомобиля через пяти-
скоростную коробку передач автомобиля,
коробки отбора мощности и трехскорост-
ной коробки передач агрегата, лебедки,
ротора, бурового насоса, генератора, от-
кидных мостков, гидрораскрепителя, смон-
тированных на раме шасси автомобиля
типа МАЗ-500, компрессорно-силового или
насосно-силового двухосного прицепа.
Монтаж бурового оборудования на раме
автомашины МАЗ-500 и на автоприцепе
МАЗ-5207/В, возможность дублирования
двигателей, компрессор большой произво-
дительности, широкий диапазон скоростей
лебедки и ротора, а также оперативность
управления основными механизмами обус-
ловливают высокие эксплуатационные каче-
ства бурового агрегата.
Кинематическая схема буровой уста-
новки 1БА-15В дана на рис. VII-26.
Буровая установка снабжена грузо-
подъемным устройством для ведения ре-
монтных п монтажных работ, приспособле-
нием для выноса квадратной штанги,
ограничителем подъема талевого блока,
аварийным приводом от трактора, устрой-
Рис. VII-25. Буровая самоходная установка 1БА-15В
11 Заказ 1050
161
Рис. VI1-26. Кинематическая схема буровой установки 1БА-15В
1 —' двигатель; 2 — коробка скоростей; 3 — коробка отбора мощности; 4, 5, в — карданные валы; 7 —
масляный насос; 8 — генератор; 9 — буровой насос; 10 — аварийный двигатель; 11 — дополнитель-
ный буровой насос; 12 — коробка переключения скоростей бурового инструмента; 13 — цепная пере-
дача; 14 — ротор; 15 — мачта; 16 — пневматическая муфта НМ-300; 17 — ручной привод.
ством для продувки напора манифольда
воздухом.
Использование в качестве основного
силового привода мощного двигателя
ЯМЗ-236 (Н = 105 л. с. при п = 1500
об/мин) и пневмосистемы автомобиля улуч-
шает все характеристики буровой уста-
новки.
Спаривание установки и силового при-
цепа карданной передачей позволяет пере-
давать мощность в любом направлении и
повышает надежность работы.
Буровая установка допускает проходку
скважин глубиной 800—1000 м буриль-
ными трубами 60,3 мм и уменьшенным
конечным диаметром. Подъем и опускание
мачты производятся гидродомкратами двой-
ного действия.
Лебедка буровой установки — однобара-
банная с фрикционной двухдисковой муф-
той, одноленточным тормозом с ретинаксо-
выми колодками и безопасной катушкой.
Управление фрикционном и тормозом— ры-
чажное, сблокированное с пневмоуправле-
нием. Натяжение каната — 5,2 Т.
Дополнительные технические данные
буровой установки 1БА-15В
Номинальная грузо-
подъемность, m . . 12
Максимально допусти-
мая несистематиче-
ская нагрузка на
крюке, Т . . . . 20
Основной привод
Мачта
. 4-тактный V-образ-
ный дизель
ЯМЗ-236, Н = 105
л. с. при п —
= 1500 об/мин
складывающаяся, с
передней открытой
гранью и направле-
высота мачты, м
полезный просвет,
м ..............
допускаемая дли-
на обсадной тру-
бы, м ....
оснастка .
НИЯМИ
18,4
15,5
12
2X3 канатом
18-Н-170
(ГОСТ 7668-55)
Скорости подъема
и соответствующие грузоподъемности
Скорость, л»/сек
Грузоподъемность, кг
0,2 *
0,37
0,74
1,39
20 000
15 000
7 500
4 000
* Птгимечание. 3-я передача автомобиля, 1-я
передача буровой установки.
162
Мостки для буровой
бригады ............
Вертлюг:
грузоподъемность
рабочая, т . .
то же, статиче-
ская, т ...
скорость враще-
ния максималь-
ная, об/мин . .
проходное отвер-
стие, мм . . .
Ротор .......... •
мощность, переда-
ваемая на ро-
тор, л. с. . .
проходное отвер-
стие стола, мм
управление рото-
ром .............
Размер отверстия во
вкладышах, мм:
большом . . . .
малом - . . . .
-Скорость вращения
стола ротора, об/мин
Диаметр стола ротора, жм 410 250
Прямая 65, 130, 245 79; 160; 300
Обратная . . 65 79
Буровой насос
диаметр втулки,
мм ..............
производитель-
ность, л/сек . .
давление, кГ/см2
число двойных ХО-
ДОВ ..........
Управления основны-
ми механизмами бу-
ровой установки
Освещение:
от аккумулятора
автомобиля, в
от генератора, е
откидные, деревян-
ные с металличе-
ским каркасом
10
15
300
30
с неконсольным
расположением
главных опор
и карданным при-
водом
до 60
410 или 250
пневматическое
с ограничением пре-
дельного крутяще-
го момента
180 X 180
80 X 80
ИГрБ, смонтиро-
ванный на шасси
МАЗ-500
80; 90
3,75: 5
63; 50
100
пневматическое
с дублированием
24
220
Электрогенератор . .
мощность, кет
напряжение, е
число оборотов,
об/мин . . . .
Насос масляный
синхронный
MCA 72/4А
12
400
1500
НШ-46Д
пр оизводите ль-
ность, л/сек . . 1
рабочее давление,
кГ/см? .... 100
число оборотов,
об/мин . . 1500
Развинчивание буриль-
ных труб диаметром
73 мм ..............ротором и гидро-
раскрепителем
Прицеп компрессор-
ный для откачки во-
ды:
компрессор . . .
производитель-
ность, м?/мин
давление рабочее,
ат . . . . .
число оборотов,
об/мин . . . .
силовой привод
мощность, л. с.
число оборотов,
об/мин . .
Индикатор веса
Глиномешалка
емкость, м3 .
Габариты бурового бло-!
ка на шасси МАЗ-500
К-9М
10
6
1000
Д-108
108
1070
ГИВГ-1 под канат
диаметром 18 мм
ГМЭ-0,75
0,75
в транспортном по-
ложении, ММ . -
Вес, кг .............
Компрессорно-силовой
блок, мм . . . .
Вес, кг .............
Насосно-силовой блок,
мм .......
Вес, кг .............
Общий вес агрегата,
кг...................
10 860 X 3000 X
X 3750
14 000
8100 X 2400 X
X 2800
7800
7900 X 2350 X
X 2800
8100
35 900
По требованию заказчика завод-изгото-
витель. поставляет насосный блок с буре-
вым насосом 9 МГР и двигателем ЯМЗ-236.
БУРОВЫЕ НАСОСЫ
Буровые насосы предназначены для за-
качки в скважину через бурильные трубы
промывочной жидкости с целью очистки
забоя от выбуренной породы и выноса ее
на поверхность. Для этих целей применя-
ются поршневые, двухцилиндровые насосы
11*
163
двойного действия типа НГрБ, НГР-250/50,
9МГр и др.
Производительность поршневого насоса
(в л!сек)
Qn. s (vim)
ьи
где i — число цилиндров насоса; F —
площадь поперечного сечения поршня (или
. я-°2 /Г1
плунжера), равная—— (D — диаметр ци-
4
линдра в дм)’, f — площадь сечения штока,
ЛЙ2 . , „ .
равная (d — диаметр штока в 8 му,
s — ход поршня в дм’, п — число оборотов
кривошипного вала в минуту; % — коэф-
фициент подачи, равный 0,75 0,90.
Производительность насосов в зависи-
мости от их типа регулируют при помощи
изменения хода поршня или плунжера и
применения сменных втулок (гильз) раз-
ного диаметра. При уменьшении внутрен-
него диаметра втулки соответственно воз-
растает предельное давление. Производи-
тельность также можно регулировать,
сбрасывая часть1 жидкости через вентиль.
Поршневые насосы необходимо устана-
вливать так, чтобы высота всасывания
жидкости была наименьшей.
Высота всасывания поршневых насосов
снижается с увеличением высоты мест-
ности, удельного веса и температуры про-
мывочной жидкости, длины всасывающего
трубопровода и числа ходов поршня
(табл. VII-13).
Таблица VI 1-13
Наибольшая высота всасывания
поршневого насоса
Число двойных ходов в минуту Наибольшая высота всасывания (в м) при температуре воды, °C
0° 20° 40° 50° 60°
50 7.0 6,5 5,5 4,0 2,5
60 6,5 6,0 5,0 3,5 2,0
90 5,5 5,0 4,0 2,5 1,0
120 4,5 4,0 3,0 1,5 0,5
При бурении скважин глубиной 100—
150 м достаточно, чтобы насос развивал
давление 20—25 kFIcm1. Прп бурении сква-
жин глубиной 200—300 м применяют на-
сосы с давлением до 40 кГ1см2. При буре-
нии на форсированных режимах скважин
глубиной более 300 м следует применять
насосы с максимальным давлением 60—
90 кГ/см?.
Для перекачивания глинистого раствора
высота всасывания насоса должна быть
оптимальной или он должен быть устано-
влен под залив, а на всасывающей трубе
должна быть смонтирована задвижка.
Буровой насос НГР-250/50 применяют
для комплектования большинства буровых
установок колонкового бурения, в том
числе ЗИФ-650А и ЗИФ-1200А. Иногда
этот насос используется и при роторном
бурении.
Рис. VII-27. Кинематическая схема буро-
вого насоса НГР-250/50.
1 — манометр; 2 — клапан, предохранительный-
3 — приемный фильтр; 4 — шток с поршнем; 5 —
сальник; 6 — шатун с крейцкопфом; 7 — ролико-
подшипник; 8 — шестерня ведомая z — 71; 9 —
рукоятка включения фрикциона; 10 — вал при-
вода; 11 — шестерня ведущая z = 19; 12 — ша-
рикоподшипник; 13 — механизм фрикциона;
14 — шарикоподшипник; 15 — диск фрикциона;
16 — шкив; 17 — вал коленчатый; 18 — клапан;,
19 — переливной кран.
Насос горизонтальный, поршневой,,
двухцилиндровый, двойного действия при-
водится в движение от отдельного двига-
теля ременной передачей.
Насос состоит из двух блоков: гидравли-
ческого и механического, закрепленных
на общих салазках-раме.
Гидравлический блок имеет два цилинд-
ра со сменными втулками. Полости цилинд-
ров заканчиваются всасывающими и нагне-
тательными камерамп с тарельчатыми кла-
панами.
В блоке механического привода распо-
ложены кривошипно-шатунный механизм
и ведущий вал насоса. Движение коленча-
тому валу сообщается шкивом через веду-
164
щий вал и цилиндрическую зубчатую
передачу. Включают и отключают насос
при помощи фрикционной муфты, вмонти-
рованной в приводной шкив (рис. VI1-27).
Сверху на корпусе клапанов и цилиндров
установлен переливной кран для пере-
качки глинистого раствора и запуска
насоса. Не рекомендуется регулировать
производительность насоса переливным
краном, так как это приводит к его быст-
рому износу. К переливному крану прикре-
пляют при помощи зажимов два рукава:
напорный и для слива жидкости.
В корпусе клапанов и цилиндров уста-
новлен предохранительный клапан для
предотвращения поломок насоса и внезап-
ного повышения гидравлического давле-
ния в нагнетательной линии и насосе.
При повышении давления в нагнетатель-
ной камере свыше 51 кГ/см2 клапан автома-
тически срабатывает, жидкость из нагнета-
тельной камеры проходит через предохра-
нительный клапан во всасывающую ка-
меру насоса. Контролируют давление
жидкости при помощи манометра, осна-
щенного гасителем колебаний стрелки.
Буровой насос 9МГр (рис. VI1-28) порш-
невой, горизонтальный, двухцилиндровый
предназначен для подачи промывочной
жидкости на забой при бурении скважин
на воду, а также при бурении глубоких
(1200—1500 м) структурных скважин.
Большая производительность насоса при
высоком давлении промывочной жидкости
позволяет применять его при бурений
скважин с различными буровыми установ-
ками. Наличие комплекта поршней и ци-
линдровых втулок разных диаметров дает
возможность изменять производительность
насоса и давление нагнетания промывочной
жидкости в зависимости от условий буре-
ния. Насос удобен при монтаже и демон-
таже и не требует специального фунда-
мента. Буровой насос состоит из двух
основных частей: гидравлической и при-
водной, смонтированных на общей раме.
В гидравлической части установлен пре-
дохранительный' клапан для предотвра-
Рпс. VII-28. Буровой насос 9МГр.
1 — колпак воздушный; 2 — патрубок нагнетательный; 3 — блок цилиндровый; 4 — клапан нагнета-
тельный; 5 — цилиндр насоса; 6 — втулка цилиндра; 7 — крышка цилиндра; 8 — болт нажимной
втулки цилиндра; 9 — гайка короночная поршневого штона; 10 — кольцо, уплотняющее поршневый
штоки; 11 — поршень с уплотняющими кольцами; 12 — сальник штока дополнительный; 13 — станина
коробчатая приводной части; 14 — рама (салазки); 13 — крышка станины; 16 — шестерня вращения
кривошипного вала; 17 — вал кривошипный; 18 — шестерня передачи вращения с приводного вала на
кривошипный; 19 — вал приводного шкива; 20 — шкив приводной клиноременный; 21 — шатун;
22 — крейцкопф; 23 — шток поршневой; 24 — шпилька крепления цилиндрового блока к станине
привода.
165
Таблица VI 1-15
Техническая характеристика буровых насосов
Параметры Насосы
НГР 250/50 ИГрБ 9МГр /
Число цилиндров ....... 2 2 2
Диаметр сменных втулок, мм — 80; 90 127; 115; 100; 90
Длина хода поршня, мм . . . 140 150 250
Тип поршня Дисковый Дисковый гуммированный Дисковый гуммированный
Число двойных ходов в минуту Нормальная производитель- 94 100 55 и 90
ность, л/сек ...... Диаметр всасывающего отвер- 4,2 5 и 3,75 16,7; 13,30; »,45; 7,85
стия, мм ......... Диаметр нагнетательного от- 76 100 100
верстия, мм Наибольшее рабочее давление, 37 50 50
кГ/см? ...... . 50 50,63 160; 125; 100; 75; 60
Передача от главного вала Вал привода Зубчатая с косым Зубчатая с косым
насоса зубом зубом
Передаточное число — 1 : 3,75 1 : 5,11
Диаметр приводного шкива, мм 615 600 900
Тип передачи . Приспособление для включе- Ременная Клиновидный ремень Клиновидный ремень
НИЯ — Фрикционное двух дисковое —
Потребляемая мощность, л. с. Габариты, мм: 32 48 100
длина 1444 1870 2630
ширина 873 997 1040
высота 932 1510 1630
Вес, кг ...... . . 700 1150 2760
щения выхода из строя насоса от внезап-
ного повышения давления жидкости в наг-
нетательной линии. Давление промывоч-
ной жидкости контролируется мано-
метром.
Для защиты масляной ванны от промы-
вочной жидкости в станине насоса служат
промежуточные камеры, отделенные от
крейцкопфных камер стенкой с сальни-
ками. Насос имеет клиноременную пере-
дачу. Заменой шкивов можно изменять
число ходов поршня с 55 на 90 в минуту.
Надежная система смазки основных ра-
бочих деталей насоса и использование
подшипников качения обеспечивают бес-
шумную и продолжительную работу на-
соса.
Буровой насос ИГрБ поршневой, гори-
зонтальный, двухцилиндровый широко при-
меняется в геологическом бурении и при
бурении скважин на воду.
Технические характеристики буровых
насосов, применяемых для комплектации
буровых установок УРБ-4ПМ, УРБ-ЗАМ,
1БА15В и других, указаны в табл. VII-15.
Уход за буровым насосом
в работе
Во время работы насоса необходимо
следить за; а) надлежащей затяжкой всех
гаек и фланцевыми соединениями гидравли-
ческой части, не допуская течи и просачи-
вания жидкости; б) сальниками штоков
гидравлической части (слегка поджать их
при ослаблении самоуплотняющихся ко-
лец); в) нормальным поступлением масла
к пальцам крейцкопфов и в подшипники
коренного и трансмиссионного валов;
г) показаниями манометра в пределах
нормы и его исправностью; д) работой
166
механизма: при появлении ненормальных
стуков или чрезмерном нагреве подшипни-
ков (свыше 70° С) насос следует немед-
ленно остановить для выявления и устра-
нения неисправности; е) ’зажатием цилин-
дровых втулок; ж) состоянием рабочих
поверхностей штоков, параллелей, крейц-
копфов (не разрешается работа насоса
при появлении задиров на этих поверх-
ностях); з) чистотой насоса и места его
установки; и) плотностью закрытия кры-
шек люков приводной части насоса;
к) уровнем масла в масляной ванне (уро-
вень масла в спокойном состоянии должен
находиться между кольцевыми проточ-
ками щупа); л) состоянием смазки, вовремя
ее заменяя; м) достаточным наполнением
приемной емкости промывочной жид-
костью (приемная сетка не должна дохо-
дить до дна емкости менее чем на 200 мм
во избежание засорения и в то же время
должна быть погружена в промывочную
жидкость не менее чем на 200—300 мм
во избежание засасывания воздуха);
н) нормальной работой клапанов (при
необходимости заменять уплотнения,
пружины, седла или клапан в це-
лом).
Не следует допускать попадания промы-
вочной жидкости на крейцкопфы и в мас-
ляный картер насоса. При остановке на-
соса на продолжительный срок необходимо
слить промывочную жидкость из клапан-
ной коробки, шлангов и трубопроводов,
особенно для предохранения от замерза-
ния. При резких колебаниях стрелки мано-
метра во время работы насоса необходима
регулировка иглой разделителя, устано-
вленного под манометром.
Неисправности буровых насосов, их при-
чины и способы устранения приводятся
в табл. VII-16.
Таблица VII-16
Неисправности буровых насосов,
их причины и способы устранения
Неисправности
Причины неисправности
Способ устранения
I. Насос не обеспечи-
вает полной производи-
тельности пли совсем
не подает жидкость
1. Засорился храпок
приемного шланга
2. Не работают вса-
сывающие клапаны
3. Засорился прием-
ный штуцер, шланг или
трубопровод
4. Расслоилась ре-
зина в изношенном при-
емном шланге
5. Наличие неплот-
ностей во всасывающем
шланге, а также в сое-
динениях всасывающего
трубопровода
6, Изношены про-
кладки под крышками
цилиндра и клапанов
7. Сработаны уплот-
нения поршня
1. Поднять храпок, очистить и про-
мыть чистой водой
2. Вскрыть клапаны, промыть и
проверить плотность посадки их
в гнездах
3. Отвинтить всасывающий тру-
бопровод, шланг и очистить их
4. Заменить изношенный шланг
5. Проверить, найти место неис-
правности и устранить
8. Выработался ци-
линдр (или втулка) на-
соса
9. Не заполнен жидко-
стью всасывающий тру-
бопровод, что может
быть при большой длине
его или большой высоте
всасывания
6. Сменить изношенные проклад-
ки
7. Осмотреть поршень и при об-
наружении неплотности резины
поршня удалить часть прокладок
в поршне и снова затянуть гайку
штока или сменить поршень
8. Проверить цилиндр, сдать на-
сос в ремонт, проверить и сменить
втулку на месте
9. Проверить наличие и исправ-
ность клапана во всасывающем трубо-
проводе (или храпке шланга), ис-
править клапан или заменить его
167
Продолжение табл. VII-16
Непсправноетп Причины неисправности Способ устранения
I. Насос не обеспечи- вает полной производи- тельности или совсем не подает жидкость II. Насос подает жидкость неровно (толч- ками) III. Двигатель при- вода пасоса перегружа- ется 10. Чрезмерная дли- на всасывающего трубо- провода или наличие в нем большего числа изгибов, а также рез- ких изменений напра- вления жидкости 11. Чрезмерная вяз- кость глинистого рас- твора 12. Замерзание про- мывочной жидкости во всасывающем трубопро- воде 13. Образование воз- душных мешков во вса- сывающем трубопрово- де вследствие непра- вильной установки его 1. Один цилиндр не работает 2. Воздушный кол- пак заполнен жидкостью или в нем засорились от- верстия 3. Замерзание жидко- сти в нижней части кол- пака 1. Тугая посадка пор- шня после ремонта 2. Чрезмерно жест- кие пружины клапанов, поставленные при ремон- те 3. Чрезмерно тугая затяжка сальников што- ков 4. Тугая затяжка или перегрев подшипников кривошипного механиз- ма 5. Увеличение давле- ния в насосе и всасы- вающем трубопроводе вследствие засорения на- гнетательного трубо- провода или случайного закрытия трехходового крана 10. ' Переделать всасывающий трубопровод, сократив по возмож- ности его длину и число изгибов 11. Уменьшить вязкость глини- стого раствора 12. Отогреть всасывающий тру- бопровод горячей водой и отеплить его 13. Устранить приподнятые ча- сти всасывающего трубопровода и проверить заполнение его жидкостью 1. Проверить исправность порш- ней и клапанов, а также исправность съемных втулок цилиндра 2. Спустить жидкость из воздуш- ного колпака; снять колпак и про- мыть отверстия в нагнетательном трубопроводе 3. Отогреть нагнетательный трубо- провод и колпак после остановки в холодное время года; проверить, спущена ли жидкость из всех частей нагнетательного трубопровода при длительной остановке 1. Вытащить поршень и добавить в него установочные кольца 2. Проверить и заменить пру- жины клапанов 3. Проверить затяжку сальников после набивки п слегка отпустить сальники 4. Ослабить затяжку и поставить прокладку между вкладышами под- шипников, проверить опять пригон- ку и пришабрить. Проверить исправ- ность подшипников качения и смазку подшипников 5. Проверить, очистить трубопро- вод, вертлюг, проверить положение пробки крана, открыть кран
168
Продолжение табл. VI 1-16
Неиспр авности Причины неисправности Способ устранения
III. Двигатель при- 6. Повышение числа 6. Проверить и переделать пере-
вода насоса перегружа- оборотов насоса дачу к насосу
ется 7. Замерзание жидко- сти в насосе и трубо- проводе 7. Отогреть и отеплить нагнета- тельный трубопровод
IV. Мапеметр не по- 1. Пропуск в клапанах 1. Устранить пропуски, закрепить
называет давления при и соединениях нагнета- резьбовые соединения нагнетатель-
нормальном числе обо- тельного трубопровода него трубопровода
ротов насоеа 2. Манометр засорен или неисправен 2. Отвинтить манометр, проверить его отверстие, масляный предохра- нитель и заменись в нем загрязнен- ное масло; при неисправности — за- менить манометр
V. Стук в насосе при 1. Неисправны под- 1. Подтянуть путем снятия про-
работе шинники 2. Неисправны кла- панные пружины (ослаб- ли или сломаны) 3. Работа при повы- шенных оборотах колен- чатого вала 4. Воздушный кол- пак заполнен жидкостью, вследствие чего полу- чаются гидравлические удары 5. Ослабли соедине- ния в поршне или в крей- цкопфе, сработка пол- зунов крейцкопфа 6. Износ пальца крей- цкопфа 7. Жесткие сшивки ремня дают удары об ободья шкивов 8. Ремень задевает ог- раждение кладок; негодные подшипники заме- нить 2. Отрегулировать пружины или заменить их новыми 3. Уменьшить число оборотов до нормы 4. Спустить из воздушного колпа- ка жидкость и снова изолировать от атмосферы 5. Проверить крепления диска пор- шня и затяжку резьбы в крейцкопфе; проверить люфт ползунов крейцкоп- фа в параллелях; проверить посту- пление смазки; негодные, Сработан- ные детали заменить 6. Сменить палец 7. Жесткую сшивку (например, болтами) проверить и заменить более эластичной 8. Исправить ограждение
VI. Приводной плос- кий ремень соскакивает 1. Слабый ремень 1. Перешить ремень, укоротив его; негодный ремень сменить
с обода шкива насоса 2. Неправильная 2. Проверить шнуром установку
при пуске в ход установка (перекос) на- соса или трансмиссии на фундаменте 3. НаУобод приводно- го шкива попадает вода или масло насоса или его трансмиссии на фун- даменте, переставить пли закрепить на фундаменте или исправить фунда- мент 3. Устранить попадание воды или масла на приводной ремень
VII. Приводные кли- новидные ремни на- греваются 1. Слабые ремни 1. Натянуть ремни, сменить не- годные (вытянутые и изношенные); проверить профиль и длину ремней
169
ИНСТРУМЕНТ
ДЛЯ РОТОРНОГО БУРЕНИЯ
При бурении скважин на воду сплошным
забоем применяют долота различных типов
и размеров: трехшарошечные дробящие
породу, двух- и трехлопастные режущие
породу и другие.
Для бурения скважин с отбором керна
применяют колонковые долота со съемной
и несъемной колонковой трубой.
Долота группы Б (рис. VII-30) цельно-
корпусные. Корпус у этих долот литой,
к нему приварены лапы с шарошками’
У долот группы Б присоединительная
резьба муфтовая.
К группе А относятся долота размерами
от 76 до 320 мм, а к группе Б — от 346
до 490 мм.
В соответствии с отраслевой нормалью
нефтяной промышленности Н554-61 шаро-
шечные долота выпускаются для пород
различной крепости. Они отличаются друг
Долота шарошечные
для бурения сплошным забоем
В зависимости от конструкции корпуса
шарошечные долота делятся на группы
А и Б.
Рис. VII-29. Секционное шарошечное
долото группы А.
1 — секция корпуса (лапа); 2 —шарошка;
3 — палец; 4 — ролики; 5 — шарики;
в и 7 — штифты.
-----D
Рис. VII-30. Цельнокорпусное
трехшарошечное долото группы Б.
1 — корпус; 2 — лапа; з — шарошка;
4 — плита; 5 — палец; в — ролики;
7 — шарики; 8 — штифт.
Долота группы А (рис. VII-29) секцион-
ные (бескорпусные). Корпус этих долот
состоит из сваренных между собой сек-
ций — лап. У долот группы А присоеди-
нительная резьба ниппельная.
от друга вооружением шарошек — раз-
личной геометрической формой зубьев, их
количеством и расположением.
Шарошечные долота типа М предназна-
чены для бурения мягких и вязких пород:
мягких глин, мела, песка, соли и др.
Долота МС — для мягких пород с про-
пластками пород средней твердости.
Долота С — для бурения пород средней
твердости, например плотных глин, пес-
чаников, известняков средней крепости,
глинистых сланцев и др.
Долота СТ — для пород средней твер-
дости с пропластками твердых и абразив-
ных пород.
Таблица VII-17
Окраска наружной поверхности корпуса шарошечных долот
Тип долота м МС С СТ т тк к ОК
Цвет окраски Желтый] Черный Синий Серый Зеленый Корич- невый Красный Оранже- вый
170
Долота типа Т — для бурения твердых
ж крепких пород с абразивными свойст-
вами, например доломитов, плотных изве-
стняков, крепких сланцев, абразивных
песчаников, алевролитов и т.д.
Долота ТК — для пород с пропластками
крепких и абразивных пород.
Долота К — для бурения крепких и
очень крепких с абразивными свойствами
пород—кремнистые известняки, кристалли-
ческие сланцы, кремнистые песчаники и др.
Долото ОК — для бурения самых креп-
ких и абразивных пород, окремнелых
известняков, кварцитов и др.
Для облегчения распознавания долот по
внешнему виду их окрашивают в разные
цвета, указанные в табл. VII-17.
Все шарошечные долота имеют марки-
ровку следующего содержания: а) услов-
ное обозначение долота, б) порядковый
номер, в) год и месяц выпуска, г) клеймо
ОТК завода.
У долот группы А маркировка нанесена
на торце ниппеля, а у долот группы Б—
на специальном пояске, обточенном на
шейке корпуса долота.
Таблица VII-18
Условные индексы заводов-изготовителей
для шифровки шарошечных долот
Индекс завода Завод
Б Бакинский машинострои- тельный завод им С. М. Ки- рова
В Верхне-Сергинский маши- ностроительный завод
К Куйбышевский долот- ный завод
д Сарапульский машино- строительный завод им. Дзер- жинского
ОМ или М Пермский машинострои- тельный завод им. В. И. Ле- нина
У Дрогобычский завод
л Лениногорская ремонт- но-механическая база
ВНИИБТ Экспериментальный и опытный завод
Таблица V11-19
Основные параметры
шарошечных долот
Диаметр долота, ж Диаметр корпуса долота не более, мм Высота долота не более, мм Тип резьбовой головки Присоединительная резьба Допускаемая осевая нагрузка на долото, т Ориенти- ровочный вес долота, кг
76 В освоении
93 90 160 3-50 ГОСТ 7518-56 2,5 3,5
97 94 165 3-62 ГОСТ 5286-58 3,0 4,0
112 109 175 3-63,5 ГОСТ 7918-56 3,0 5,0
118 115 185 3-76 ГОСТ 5286-58 3,0 6,0
132 128 200 3-63,5 ГОСТ 7918-56 4,5 8,0
135 131 210 6,0 9,0
140 136 220 7,0 11,0
145 141 220 3-88 ГОСТ 5286-58 9,0 12,0
151 161 190 147 157 185 230 230 250 Группа А — ниппель 10,0 12,0 14,0 13,0 15,0 20,0
214 208 275 3-121 ГОСТ 5286-58 18,0 35,0
243 237 300 3-121 ГОСТ 5286-58 23,0 45,0
269 262 325 3-147 ГОСТ 5286-58 30,0 60,0
295 287 350 3-152 ГОСТ 5286-58 400 75,0
320 310 375 40,0 100,0
346 335 420 40,0 120,0
370 394 445 358 380 428 435 450 500 Группа Б — муфта 3-171 ГОСТ 5286-58 40,0 40,0 40,0 . 150,0 175,0 275,0
490 470 550
171
Таблица VII-20
t
Основные технические данные шарошечных долот
Диаметр долота О, л.м Шифр долота Диаметр корпуса долота Д1,Л1Ж Высота долота, мм Тип и размер присоединительной резьбы Количество промывоч- ных каналов Допустимая нагрузка на долото, тп Вес долота, кг
действующий Н554-61 прежний
93 1В-93С — 90 149 Ниппель 3-50 ГОСТ 7918-64 1 2,5 3,2
1В-93Т — 90 145 То же 1 2,5 3,2
1В-93К 90 147 » 1 2,5 3,4
97 2В-97С 2В4АС 92 136 Ниппель 3H-23/g" ГОСТ 7918-64 1 3,0 3,0
IV-97C 1-4АС 92 132 То же 1 3,0 3,7
2В-97Т 2В-4АТ 92 136 » 1 3,0 3,0
IV-97T IV-4AT 93 137 » 1 3,0 3,7
112 1В-112С — 109 165 Ниппель 3-63,5 ГОСТ 7918-64 1 3,5 5,5
1В-112Т - . 109 150 То же 1 3,5 5,7
ЗВ-112К 109 151 » 1 3,5 5,7
118 2В-118С 2В-5С ИЗ 170 Ниппель 3-76 ГОСТ 5286-58 1 3,5 5,9
2В-118Т 2В-5Т ИЗ 170 То же 1 3,5 5,75
132 1В-132С •— 128 170 Ниппель 3-63,5 ГОСТ 7918-64 1 4,5 7,0
1В-132Т - . 128 162 То же 1 4,5 7,0
3B-132K — 126 166 220; Ниппель 3-63,5 ГОСТ 7918-64 1 4,5 7,5
140 4В-140С 4В-6АС 137 Ниппель 3-88 ГОСТ 5286-58 1 7,0 9,8
4В-140Т 4В-6АТ 137 220 То же 1 7,0 9,5
145 1В-145Т 1В-6ВТ 141 220 » 1 9,0 9,2
5В-145К 1В-6ВК 141 200 » 1 9,0 10,1
6Н-145ОК .—. 141 202 » 4 9,0 10,5
151 1В-151С — 146 206 Ниппель 3-92 ГОСТ 5286-58 1 10,0 10,5
1В-151Т — 147 190 То же 1 10,0 10,5
ЗВ-151К 147 190 » 1 10,0 11,5
161 1В-161С 1В-7С 156 238 Ниппель 3-88 ГОСТ 5286-58 3 12,0 14,3
1В-161Т 1В-7Т 157 216 То же 1 12,0 15,0
190 1В-190МГ 1В-8МГ 185 265} Ниппель 3-121
- ГОСТ 5286-58 3 14,0 26,2
1В-190МСГ 1В-8МСГ 187 265 То же 3 14,0 26,2
— 8В-8СГ 185 265 » 3 14,0 21,3
—. 2В-8С 185 253 » 1 14,0 22,4
ОМ-576-190С ОМ-576А-8С 185 200 » 1 14,0 16,3
ЗВ-190С ЗВ-8С 185 253 » 1 14,0 22,7
1В-190СТ ЗВ-8СТ 187 238 » 1 14,0 22,0
— 1В-8СТ 185 235 » 1 14,0 22,0
1В-190Т 4В-8Т 185 235 » 1 14,0 22,43
— СДС2-8Т 185 239 » 1 14,0 23,8
ОМ-575-19Т ОМ-575А-8Т 187 200 » 1 14,0 17,4
2В-190ТК 2В-8ТК 185 232 » 1 14,0 22,3
ОМ-21-190Т ОМ-21-8Т 184 200 » 1 14,0 17,4
ЗВ-190К ЗВ-8К 185 232 1 14,0 22,8
472
Продолжение табл. VII-20
Диаметр полото I), мм 1 Шифр долота Диаметр корпуса до лома Dt, мм Высота долота, ш Тип и размер присоединительной резьбы Количество промывоч- ных каналов Допустимая нагрузка на долото, т Вес долота. кг
действующий Н554-61 прежний
5Н-190-ОК — 186 230 То же 1 14,0 —
ОМ-Г1-190К 0М-11-8К 187 200 » 1 14,0 18,3
214 Б-214МГ Б-9МГЛ 209 300 » 3 18,0 31,0
Б-214СГ Б-9СГ 209 300 Ниппель 3-121 ГОСТ 5286-58 3 18,0 33,0
Б-214С Б-9С 208 265 То же 3 18,0 32,0
К-214СГ 37К-9СГ 210 280 » 3 18,0 27,6
К-214СТ К-9СТ 210 265 » 1 18,0 27,8
К-214СТГ 32-9СТГ 210 275 » 3 18,0 33,4
К-214Т К-9Т 210 265 » 1 18,0 28,2
К-214ТГ 23К-9ТГ 210 265 » 3 18,0 34,0
4К-214ОТК 2К-9ТК 210 265 » 1 18,0 29,4
К-214ТК 21К-9ТК 208 265 » 1 18,0 29,4
К-214ТКГ ЗЗК-9ТКГ 210 275 » 3 18,0 34,0
К-214К К-9К 210 265 Ниппель 3-121 ГОСТ 5286-58 1 18,0 30,7
К-214КГ 34К-9КГ 210 275 То же 3 18,0 35,0
К-214-ОК К-9-0К 210 265 » 1 18,0 30,7
ЗН214-ОК — 210 265 » 1 18,0 —
243 Б-243-МГ Б-10МГЛ 237 327 » 3 23,0 44,0
У-243-МГ У-10МГ 235 310 » 3 23,0 42,1
Б-243МСГ Б-10МСГ 237 327 Ниппель 3-147 ГОСТ 5286-58 3 23,0 -
Б-243С Б-10С 237 300 Ниппель 3-121 ГОСТ 5286-58 3 23,0 46,0
АСГ25-243С АСГ25-10С 237 288 То же . 3 23,0 37,0
Б-243СГ Б-10СГ 237 327 Ниппель 3-147
ГОСТ 5286-58 3 23,0 45,0
У-243СГ У-10СГ 235 310 То же 3 23,0 —-
АСГ-15-243СГ АСГ15-10СГ 237 282 Ниппель 3-121 ГОСТ 5286-58 3 23,0 37,0
АСГ14-243Т АСГ14-10Т 237 282 То же 3 23,0 37,0
АСГ22-243ТК АСГ22-10ТК 237 282 » 3 23,0 37,0
У-243-ОК У-10-ОК 237 283 » 1 23,0 40,0
269 Б-269МГ Б-11МГЛ 262 350 Ниппель 3-147 ГОСТ 5286-58 3 30,0 53,5
Б-269С Б-11С 262 355 То же 3 30,0 50,0
ОМ-180-269С ОМ-180-11С 260 280 » 1 30,0 42,5
Б-269СГ Б-11СГ 262 355 » 3 30,0 55,0
295 У-295М У-12М 288 345 Ниппель 3-171
ГОСТ 5286-58 1 40,0' 59,6
.— 8В-12МЛ 288 345 То же 1 40,0 60,6
Б-295МГ Б-12МГЛ 288 380 Ниппель 3-152 ГОСТ 5286-58 3 40,0 61,0
1Д-295МСГ 1Д 12МСГ 285 370 То же 3 40,0 61,0
295 IV-295C IV-12C 288 345 Ниппель 3-171 ГОСТ 5286-58 3 40,0 60,0
Б-295СГ Б-12СГ 288 380 Ниппель 3-152 ГОСТ 5286-58 3 70,0
40,0
IV-285CT IV-12CT 288 333 Ниппель 3-171
173
Продолжение табл. VII-20
Диаметр долота Л, Шифр долота Диаметр корпуса долота Di, мм Высота долота, мм Тип и размер присоединительной резьбы Количество промывоч- ных каналов Допустимая нагрузка на долото, т Вес долота, кг
действующий Н554-61 прежний
ГОСТ 5286-58 1 46,0 66,0
7-295Т У-12Т 288 333 - То же 1 40,0 66,0
— 1В-12К 291 315 » 1 40,0 66,8
У-295К V-12K 288 326 » 1 40,0 65,2
320 1Д-320С — 310 370 » 3 40,0 78,2
346 ЗД-346М ЗД-14МЛ 333 420 Муфта 3-171 1 40,0 120,0
ЗД-346С ЗД-14С 333 420 » 3-171 1 40,0 120,0
4Д-346Т 4Д-14Т 337 390 » 3-171 1 40,0 124,0
394 2Д-394С 2Д-16С 382 430 » 3-171 1 40,0 163,0
2Д-394Т 2Д-16Т 382 430 » 3-171 1 40,0 166,0
445 ЗД-445С ЗД-18СЛ 428 500 » 3-171 1 40,0 244,0
490 ЗД-490С ЗД-20СЛ 446 540 » 3-171 1 40,0 242,0
Каждому заводу-изготовителю шарошеч-
ных долот присвоен условный индекс
(табл. VII-18).
В табл. VII-19 приведены основные пара-
метры шарошечных долот по отраслевой
нормали Н-554-61, а в табл. VII-20 — осно-
вные технические данные серийно выпу-
скаемых долот для сплошного бурения.
Пример расшифровки долота 1Д-295
МСГ: 1 — порядковый номер заводской
модели данного размера; Д — индекс, при-
своенный заводу-изготовителю; 295 — диа-
метр долота, мм; МС — долото для буре-
ния мягких пород с пропластками пород
средней твердости; Г — промывка гидро-
мониторная.
Колонковые долота
Для бурения скважин на воду с отбором
керна применяют колонковые долота типа
В-ДК (СДК1) со съемной грунтоноской и
с несъемной колонковой трубой.
Колонковые долота снабжают буриль-
ными головками (рис. VII-31), которые
выпускаются преимущественно четырех-
шарошечяыми и в небольших количествах
трехшарошечными и алмазными.
Бурильные головки всех типов и разме-
ров изготавливают с корпусом, сваренным
из отдельных секций (лап), с резьбовым
ниппелем.
В зависимости от буримости проходимых
пород бурильные головки обозначаются:
М, С, Т и К.
Колонковые долота изготавливают сле-
дующих восьми размеров: 118, 145 190
214, 243, 269, 295 и 346.
Рис. VII-31. Колонковая бурильная
головка В-ДК (СДК1-12С).
6 — штифты; 2 — лапа; 3 — шарошка;
4 — ролики; 5 •— замковый палец; 7, 5 —
шарики; 9—стержень из твердого сплава.
Все колонковые долота типа В-ДК одно-
типны по конструкции.
Колонковые долота типа В-ДК разра-
ботаны и серийно выпускаются Верхне-
174
Таблица- VII-21
Основные параметры четырехшарошечных бурильных головок
Диаметр бурильной головки, лш Высота бурильной головки не более, Диаметр корпуса бурильной головки, жж Диаметр отверстия под керн, мм Присоедини- тельная резьба Длина резьбового ниппеля не более, мм Допускаемая осе- вая нагрузка на бурильную голов- ку, т Ориентиро- вочный вес бурильной головки, кг
97 150 94 18 3-62, ГОСТ 5286-58 60 2,5 6,0
118 165 115 22 3-92, ГОСТ 5286-58 70 3,0 8,7
132 180 128 22 То же 70 4,0 12,0
145 195 141 25 3-101, ГОСТ 5286-58 80 7,0 15,0
151 210 147 25 То же 80 8,0 17,0
161 230 157 25 » 80 10,0 20,0
180 250 185 33 3-121, ГОСТ 5286-58 80 12,0 25,0
214 270 208 33 То же 80 15,0 35,0
243 340 237 47 3-171 ГОСТ 5286-58 100 20,0 45,0
269 340 262 47 То же 100 25.0 60,0
295 360 287 47 » 100 30,0 75,0
320 360 310 47 » 100 30,0 100,0
346 360 335 47 » 100 30,0 120,0
Таблица VII-22
Техническая характеристика колонковых долот В-ДК
Шифр долота Диаметр долота, жж Диаметр корпуса бу- рильной головки, жж Диаметр грунтоноски, мм диаметр керна, мм Длина долота (без бу- рильной головки), мм Тип и размер присоединитель- ной резьбы Количество промывоч- ных каналов Вес долота, кг
действу- ющий по нормали Н554-61 прежний по нормали Н554-46
1В-ДК118СТ 1В-К5СТ 118 115 40 22 5200 Ниппель, 3-92 ГОСТ 5286-58 8 21,08
ЗВ-ДК145СТ ЗВ-К6ВСТ 145 141 40 22 5200 Ниппель, 3-101 ГОСТ 5286-58 4 24,08
1В-ДК190СТ 1В-К8СТ 190 185 54 33 6300 Ниппель, 3-121 ГОСТ 5286-58 4 68,95
1В-ДК214СТ 1В-К9СТ 214 208 54 33 6300 То же 4 74,35
1В-ДК243СТ 1В-К10СТ 243 237 73 47 6400 Ниппель, 3-171 ГОСТ 5286-58 4 123,20
1В-ДК269СТ 1В-К11СТ 269 263 73 47 6400 То яге 4 129,60
1В-ДК295СТ 1В-К12СТ 295 288 73 47 6400 » 4 137,70
1В-ДК346СТ 1В-К14СТ 346 336 73 47 6400 4 164,40
175
Сергинским машиностроительным заводом
с четырехшарошечными бурильными
головками типа В-К с несъемной грун-
тоноской (постоянной колонковой тру-
бой).
В табл. VII-21 приведены основные пара-
метры четырехшарошечных бурильных го-
ловок. В табл. VII-22 дана техническая
характеристика колонковых долот типа
В-ДК.
Пример расшифровки бурильной головки
типа 1В-243СТ: 1 — номер заводской мо-
дели бурильной головки данного типа;
В — индекс, присвоенный заводу-изготови-
телю; К — условный индекс бурильной
головки; 243 — диаметр бурильной голов-
ки, мм', СТ — бурильная головка для буре-
ния пород средней твердости.
Шарошечные долота
с твердосплавными зубками
Для бурения скважин на воду роторным
способом могут быть рекомендованы серий-
но выпускаемые промышленностью шаро-
шечные долота оснащенные твердосплав-
ными зубками со сферической или клино-
видной породоразрушающей поверхностью
(рис. VII-32).
Бурение шарошечными долотами, осна-
щенными твердосплавными зубками, дает
особый эффект при бурении крепких и
очень крепких абразивных пород.
В табл. УП-23 даны основные сведения
о шарошечных долотах, оснащенных твер-
досплавными зубками.
Таблица VI1-33
Шифр долота Диаметр долота, мм Присоединительная резьба Рабочая поверхность зубков Промывка забоя Вес долота, кг
2В-93К 93 3-50, ГОСТ 7918-64 Сфериче- ская Централь- ная 2,9
2В-97ТЗ 97 3-62, ГОСТ 5286-58 Клиновид- ная То же 4,0
В-97-ОК 97 3-62, ГОСТ. 5286-58 Сфериче- ская То же 4,9
3B-132K, 132 3-63,5. ГОСТ 7918-64 То же » 7,0
ЗВ-151К 151 3-92, ГОСТ 5286-58 » » 9,5
В-161К 161 3-88, ГОСТ 5286-58 » » 12,0
В-190СЗГ 190 3-121, ГОСТ 5286-58 Клиновид- ная Боковая 26,0
1К-1903Г 190 3-121, ГОСТ 5286-58 То же То же 31,5
В-190К 190 3-121, ГОСТ 5286-58 Сфериче- ская Централь- ная 25,0
В-190КП 190 3-121, ГОСТ 5286-58 То же То же 24,0
1К-214ТЗ 214 3-121, ГОСТ 5286-58 Клиновид- ная » 32,6
1К-2143П 214 3-121, ГОСТ 5286-58 То же » 32,0
2К-214ТК 214 3-121, ГОСТ 5286-58 » » 27,7
1К-214ТКЗ 214 3-121, ГОСТ 5286-58 » » 32,0
2К-214К 214 3-121, ГОСТ 5286-58 Сфериче- ская » ’32,0
2К-214ОКП 214 3-121, ГОСТ 5286-58 То же » 31,2
1У-243К 243 3-121, ГОСТ 5286-58 » » 39,1
ЗУ-243-0КП 243 3-121, ГОСТ 5286-58 » » 40,1
8Б-269МЗГ 269 3-147, ГОСТ 5286-58 Клиновид- ная Боковая 55,5
1У-269К 269 3-147, ГОСТ 5286-58 Сфериче- ская Централь- ная 48,5
1У-269-ОКП 269 3-147, ГОСТ 5286-58 То же То же 48,5
1У-295К 295 3-152, ГОСТ 5286-58 » » 67.0
1У-295-ОКП 295 3-152, ГОСТ 5286-58 » » 69,0
1У-295СЗГ 295 3-152, ГОСТ 5286-58 Клиновид- ная Боковая 71,0
176
Рис. VII-32. Шарошечное долото е твердосплавными зубками.
в — на периферийных венцах; б — чередующимися с фрезерованными зубьями
по всем венцам.
Алмазные долота
и колонковые бурильные головки
При бурении скважин па воду вращатель-
ным способом в отдельных случаях могут
быть применены алмазные долота и колон-
ковые бурильные головки.
Институтом ВНИИБТ освоены производ-
ством алмазные долота диаметром 142,
Рис. VII-33. Спиральное
алмазное долото.
12 заказ 1050
159, 188, 212 и 267 мм; б. УфНИИ — диа-
метрами 96, 116,5, 142,5 и 186 мм.
Алмазные долота ВНИИБТ выпуска-
ются трех типов: спиральные ДСМС.
Рис. VII-34. Радиальное
алмазное долото.
(рис. VII-33); радиальные ДРМС (рис..
VII-34) и ступенчатые ДТС (рис. VII-35).
Спиральные долота ДСМС предназна-
чены для бурения глубоких скважин в по-
177
•родах средней твердости. Присоединитель-
ная резьба долот ДСМС замковая 3-121,
ГОСТ 5286—58. Спиральные долота изго-
тавливаются диаметрами 140, 188 и 212 мм.
Алмазные радиальные долота ДРМС
•типа ДР-188МС и ДР-212МС предназна-
Рис. VII-35. Ступенчатое алмазное долото.
чены для бурения глубоких скважин
в породах средней твердости. Долота
ДРМС изготавливаются размерами 140,
188 и 212 мм. Присоединительная резьба
долот ДРМС замковая 3-101 и 3-121
ГОСТ 5286—58.
Алмазные ступенчатые до-
лота ДТ-212С предназначены
для бурения песчало-глини-
стых пород средней твердости.
Присоединительная резьба зам-
ковая-3-121, ГОСТ 5286—58.
В табл. VII-24 дана техни-
ческая характеристика алмаз-
ных долот типа ДРСМ.
Если по условиям бурения
предусмотрен ’ отбор керна,
то для этой цели могут быть
применены алмазные ко-
лонковые бурильные го-
ловки.
Алмазные колонковые го-
ловки, как и долота, изго-
тавливаются трех типов:
спиральные (рис. VI1-36), ра-
диальные и ступенчатые (рис.
VII-37).
В табл. VII-25 приведена
техническая характеристика
бурильных головок.
Техническая характеристика долот ДРМС*
Таблица VII-24
Показатели Спиральные Радиальные
ДС- 14 ОМС дс- 188МС ДС-212 ДР- 140МС ДР- 188МС ДР- 212МС
Наружный диаметр долота, мм 140 188 212 140 188 212
•Общий вес алмазов, караты . . 170 350 500 180 400 550
Количество зерен алмазов . . 1000 1500 1800 1100 1700 2000
Примерный вес долота, кг . . 24 34 45 26 36 48
* Алмазные долота и алмазные бурильные головки должны быть меньше соответствующих номи-
нальных диаметров шарошечных долот на 1—5 ami в зависимости от размера долот и твердости породы.
Чем тверже порода, тем разница между диаметрами шарошечного и алмазного долот должна быть
больше.
Таблица VI1-25
Техническая характеристика бурильных головок
Показатели Бурильная головка
КС-188СЗ КС-212С1 КТ-212С1
Диаметр бурильной головки, мм .... Диаметр керна, мм -Общий вес алмазов, караты Присоединительная резьба 188 48 410 ±15 3-147 ГОСТ 5286-58 212 60 500 ±45 3-161 ГОСТ 5286-58 212 60 500 ±15 3-161 ГОСТ 5286-58
178
Рис. VII-37. Ступенчатые алмазные колонковые
бурильные головки,
Лопастные долота
Лопастные долота предназначены для
бурения скважин различных диаметров
в породах мягких и средней твердости.
До настоящего времени в бурении на
воду применяются лопастные двухперые
долота типа РХ.
В зависимости от расположения промы-
вочных отверстий долота РХ делатся на
Вид снизу
Рис. VII-39. Долото РХ
с нижней промывкой.
Bud снизу
Рис. VII-38. Долото РХ
с верхней промывкой.
обыкновенные с верхней промывкой
(рис. VI1-38) и на долота с нижней промыв-
кой (рис. VII-39). Последние предпочти-
тельнее, так как у них промывочные отвер-
стия подведены близко к режущей кромке
лезвия] долота, что способствует лучшей
•очистке забоя и охлаждению режущей
кромки долота.
Лезвия долота заправляют по трем про-
филям (рис. VII-40). Профиль 1 с наимень-
шим углом резания предназначен для буре-
ния вязких глин и очень мягких пород.
Профиль 2 с большим углом резания и
заострения применяют для песчаных и
сланцевых глин, рыхлых песчаников, мяг-
ких известняков и др. Профиль 3 с наи-
большим углом резания и заострения —
для песчаников, мергелей, известняков и
других сходных с ними по буримости
пород.
Трехлопастные долота (рис. VII-41) в
•бурении на воду применяются сравни-
тельно редко; однако их следует при-
менять, так как они меньше искривляют
•скважины.
В табл. VII-26 даны основные тех-
нические данные серийно выпускаемых
двух- и трехлопастных долот Д2Л и ДЗЛ
по утвержденной Гипронефтемашем отрас-
левой нормали Н-553-60, а в табл. VII-26a
и VI1-27 приведены основные параметры
30
Рис. VII-40. За-
правка лезвия
долота.
180
Таблица VII-26
Основные технические данные долот Д2Л и ДЗЛ
О ей О га S мастей, £ £ g* то £
о ф S Шифр долота О.® Е-1 Ф Р 8 О R о И ей о тина Присоединительная резьба Е7 И S ° долота,
& , S К S ей о 3^ к - .4 s о ф
пч ЙЯ и? Ь S Ни И
91 Д2ЛГ-91 65 160 20 ЗА-50, ГОСТ 7918-56 12 2,83
112 Д2ЛГ-112 65 165 20 ЗА-50, ГОСТ 7918-56 14 3,25
118 Д2ЛГ-118 65 165 20 ЗА-50, ГОСТ 7918-56 14 3,25
118 Д2Л-118 65 190 20 3-76, ГОСТ 5286-58 16 4,85
132 Д2ЛГ-132 65 170 20 ЗА-50, ГОСТ 7918-56 14 3,64
135 Д2ЛГ-135 65 170 20 ЗА-50, ГОСТ 7918-56 14 3,73
135 Д2Л-135 108 200 25 3-88, ГОСТ 5286-58 16 6,80
140 Д2Л-140 108 200 25 3-88, ГОСТ 5286-58 16 7,05
140 Д2ЛГ-140 65 175 20 ЗА-50, ГОСТ 7918-56 16 3,88
145 Д2ЛГ-145 65 175 20 ЗА-50, ГОСТ 6918-56 16 4,00
145 Д2Л-145 108 200 25 3-88, ГОСТ 5286-58 3-88, ГОСТ 5286-58 18 7,30
161 Д2Л-161 108 200 25 20 8,05
161 Д2ЛГ-161 65 180 20 ЗА-50, ГОСТ 7918-56 16 4,35
190 Д2ЛГ-190 65 190 20 ЗА-50, ГОСТ 7918-56 16 5,00
190 Д2Л-190 146 250 30 3-121, ГОСТ 5286-58 34 15,50
190 ДЗЛ-190 146 250 30 3-121, ГОСТ 5286-58 24 17,33
214 Д2Л-214 146 250 30 3-121, ГОСТ 5286-58 30-34 16,50
214 ДЗЛ-214 146 250 30 3-121, ГОСТ 5286-58 24 18,73
243 Д2Л-243 146 250 30 3-121, ГОСТ 5286-58 34 17,30 20,13
243 ДЗЛ-243 146 250 30 3-121, ГОСТ 5286-58 27
269 Д2Л-269 146 250 30 3-121, ГОСТ 5286-58 34 19,00
269 ДЗЛ-269 146 250 30 3-121, ГОСТ 5286-58 30 21,73 38,90
295 Д2Л-295 203 335 35 3-171, ГОСТ 5286-58 37
295 Д2Л-295 203 335 35 3-171, ГОСТ 5286-58 30 43,18
320 Д2Л-320 203 335 35 3-171, ГОСТ 5286-58 37 40,30
320 ДЗЛ-320 203 335 35 3-171, ГОСТ 5286-58 30 45,23
346 Д2Л-346 203 335 35 3-171, ГОСТ 5286-58 37 41,70
346 ДЗЛ-346 203 335 35 3-171, ГОСТ 5286-58 30 47,53
370 Д2Л-370 203 335 35 3-171, ГОСТ 5286-58 37 45,70
370 ДЗЛ-370 203 335 35 3-171, ГОСТ 5286-58 30 52,48
394 Д2Л-394 203 335 35 3-171, ГОСТ 5286-58 37 49,70
394 ДЗЛ-394 203 335 35 3-171, ГОСТ 5286-58 30 57,58
445 Д2Л-445 203 390 35 3-171, ГОСТ 5286-58 37 66,30
445 ДЗЛ-445 203 390 35 3-171, ГОСТ 5286-58 30 78,48
Таблица VII-26a
Основные технические данные двухлопастных долот
В га га
га ф
Е- О R о И Шифр и - 9 га Ен О R Присоединительная и О га в о ф о К гаЕч а то
Р Ф 2 га долота аметр ] торце, Н ей о о резьба ф S 2° ' Й га й р тускаег рузка, Ь О К О И
31 4 ей Чя 2 И tip 01 og ф И
76 2Л-76 57 140 3-42, ГОСТ 7918-56 11 — 1,5 2,0
93 2Л-93 65 160 3-50, ГОСТ 7918-56 11 — 2,0 2,5
97 2Л-97 80 160 3-62, ГОСТ 5286-58 13 — 2,0 3,0
181
Продолжение табл. VII-%6a
Сб Ен & •S II К
R О Н Шифр рл g о К Присоединительная о Р, РчФ в и g о К сб g ю se
а долота Н резьба ь а ° ф >» Е- О
Ф S 2 а 8 о «5 Fi й F О О хны: и в р. и Ь о Й R о И
Нл Йе Е И S в| 5 5 Не Ф №
112 2Л-112 83 180 3-63,5, ГОСТ 7918-56 16 3,0 5,0
132 2Л-132 83 180 3-63,5, ГОСТ 7918-56 16 — 4,0 5,5
140 2Л-140 108 200 3-88, ГОСТ 5286-58 16 — 4,5 6,0
151 2Л-151 108 200 3-88, ГОСТ 5286-58 18 — 5,0 6,5
161 2Л-161 108 210 3-88, ГОСТ 5286-58 20 — 5,5 7,5
214 2Л-214 146 270 3-121, ГОСТ 5286-58 30 -— 9,0 18,5
490 2Л-490 203 570 3-171, ГОСТ 5286-58 35 435 26,0 142,0
540 2Л-540 203 620 3-171, ГОСТ 5286-58 35 485 33,0 184,0
590 2Л-590 203 670 3-171, ГОСТ 5286-58 35 535 36,0 215,0
640 2Л-640 203 720 3-171, ГОСТ 5286-58 35 585 39,0 240,0
705 2Л-705 212 770 3-189, ГОСТ 5286-58 35 650 43,0 270,0
Таблица VII-27
Основные технические данные трехлопастных долот
К Диаметр про- К сб
6 МЕШОЧНОГО
>•> сб отверстия, о ВД 1
мм
о Шифр долота gs й Присоединительная
а о к резьба Ен О
о» S се ф р 8 р сб Ен О зл злг О
s Н й о £
нч Ии И Ии Я
118 ЗЛ-118 95 180 3-76, ГОСТ 5286-58 13 13 5,0 7,0
132 ЗЛ-132 83 180 3-63,5, ГОСТ 7918-56 13 13 5.5 8,5
135 ЗЛ-135 108 180 3-63,5, ГОСТ 7918-56 13 13 5,5 . 9,0
140 { ЗЛ-140 108 210 3-63,5, ГОСТ 7918-56 13 13 7,0 9,5
145 > ЗЛ-145 108 210 3-63,5, ГОСТ 7918-56 16 16 7,5 10,0
151 ЗЛ-151 108 210 3-63,5, ГОСТ 7918-56 16 16 8,0 10,5
161 ЗЛ-161 108 210 3-63.5 ГОСТ 17918-56 16 10 8,5 11,0
и ЗЛГ-161 f.
190 ЗЛ-190 и ЗЛГ-190 146 250 3-121, rOCTJ5286-58 24 10 11,0 20,0
214 ЗЛ-214 и ЗЛГ-214 146 250 3-121, ГОСТ 5286-58 24 10 13,0 23,0
243 ЗЛ-243 и ЗЛГ-243 146 250 3-121, ГОСТ 5286-58 27 11 15,0 25,0
269 ЗЛ-269 и ЗЛГ-269 146 250 3-121, ГОСТ 5286-58 27 12 16,0 26,0
295 ЗЛ-295 146 320 3-171, ГОСТ 5286-58 27 14 21,0 42,0
и ЗЛГ-295 *9
320 ЗЛ-320 и ЗЛГ-320 203 320 3-171, ГОСТ 5286-58 27 16 23,0 45,0
346 ЗЛ-346 и ЗЛГ-346 203 320 3-171, ГОСТ 5286-58 27 18 25,0 46,0
370 ЗЛ-370 и ЗЛГ-370 203 320 3-171, ГОСТ 5286-58 27 18 27,0 48,0
182
Продолжение табл, VII-27
Диаметр долота, । мм Шифр долота Диаметр корпуса на торце, мм rt F С Г о Г rt F С £ PC Присоединительная резьба Диаметр промывоч- ного отвер- стия, мм Допустимая осевая нагрузка, т Вес долота, кг
ЗЛ злг
394 445 ЗЛ-394 и ЗЛГ-394 ЗЛ-445 и ЗЛГ-445 203 203 320 360 3-171, ГОСТ 5286-58 3-171, ГОСТ 5286-58 27 27 18 18 32,0 36,0 49,0 54,0
двух- и трехлопастных долот по отрасле-
вой нормали Н-968-64, разработанной Азер-
байджанским институтом нефтяного маши-
ностроения.
Рис. VII-41. Долото трехлопастное.
ТРУБЫ БУРИЛЬНЫЕ
И МУФТЫ К НИМ
Бурильные стальные бесшовные трубы
с высаженными внутрь концами и муфты
к ним изготовляют в соответствии с
ГОСТ 631-63 (рис. VII-42, табл. VII-28)
из сталей марок: Д, К, Е, Л и М. Резьба
бурильных труб и муфт к ним бывает
правая и левая: трубы с правой резьбой
применяют при бурении скважин, трубы
с левой резьбой — прп сложных ловиль-
ных работах.
При вычислении теоретического веса
относительный вес стали принят равным
7,85. Пример условного обозначения бу-
рильной трубы с высаженными внутрь
концами с условным диаметром 114 мм
с толщиной стенки 9 мм из стали группы
прочности Д и муфты к ней: труба 114 X
X 9 Д ГОСТ 631-63; муфта 114 Д ГОСТ
631-63.
Для труб и муфт с левой резьбой в услов-
ном обозначении после слов «труба» и
«муфта» ставится буква Л.
В соответствии с ГОСТ 631-63 каждая
труба, сдаваемая заводом, маркируется.
На расстоянии 0,4—0,6 м от конца трубы
выбивают клейма в следующем порядке:
условный диаметр трубы (в мм); номер
трубы; группа прочности, толщина стенки
(в мм); товарный знак.завода-изготовителя;
месяц и год выпуска.
Рис. VII-42.
Труба и муфта.
183
Таблица 28
Трубы с высаженными внутрь концами (по ГОСТ 631-63, размеры в мм)
Трубы Муфты Теоретический вес, кг
высадка
условный
трубы Ha?yJ?" тол- внутрен- ™ щина ний диаметр нар уж- ширина пый длина Ди а- глу- торцевой 1 м дпух глад- ЕЬ/ппя°К “УФ™
мётп Сте5ки ЛИ;1!'ГСТ|1 Sn™ дпина прохода Г!1 S d переход- переход- ° „ „ной, ной диаметр L„ ме,тР плоско- О и - d0 ?о сти В м (пржбл.) кой опвдй (прибли- трубы зительно)
части /з, части 1л не менее 4 dt
7 46,3 32 40 9,15
60 60,3 90 40 80 140 63,5 3 5 1,5 2,7
9 42,3 24 32 11,3
7 59 45 54 11,4
73 73 9 55 100 40 34 43 95 166 72,6 3 6 14,2 2,0 4,2
И 51 28 37 16,8
7 75 60 69 14,2
89 89 9 71 100 40 49 58 108 166 92 3 6 17,8 3,2 4,4
И 67 45 54 21,2
7 87,6 74 83 16,4
102 101,6 8 85,6 115 55 70 79 127 184 104,8 8 7 18,5 5,0 7
9 10 83,6 81,6 66 62 75 71 20,4 22,4
7 100,3 82 91 18,5
8 98,3 78 87 20,9
114 114,3 9 96,3 130 55 74 83 140 204 117,5 3 7 23,3 6,0 9
10 94,3 70 79 25,7
И 92,3 68 77 28,0
7 ИЗ 95 104 20,7
127 127 8 9 111 109 130 55 91 87 104 96 152 204 130,2 3 7 23,5 26,2 6,5 10
10 107 83 92 28,9
8 123,7 105 114 26,0
140 139,7 9 121,7 130 55 101 110 171 215 144,5 3 8 29,0 7,5 14
10 119,7 97 106 32,0
И 117,7 91 100 35,0
9 150,3 128 137 35,3
168 168,3 10 148,3 130 55 124 133 . 197 229 171,5 3 8 39,0 9,5 16,7
Предохранительный ниппели
предохранительное кольцо
Рис. VII-43. Пример маркировки бурильной трубы из стали Е
Первоуральского новотрубного завода.
Клеймо обводят светлой краской. Рядом
с клеймом на каждой трубе наносят свет-
лой краской: условный диаметр трубы
(в мм); точность изготовления (только для
труб повышенной точности); группу проч-
ности; толщину стенки (в мм); длину
трубы (в см); товарный знак завода-изго-
товителя.
Пример маркировки бурильной трубы
из стали Е Первоуральского новотруб-
ного завода показан на рис. VII-43.
У тяжеленные бурильные трубы
Утяжеленные бурильные трубы (УБТ)
предназначены для повышения жесткости,
увеличения веса нижней части бурильной
колонны и создания необходимой нагрузки
на долото или бурильную головку. При-
менение утяжеленных бурильных труб
или утяжелепного низа способствует умень-
шению искривления скважины.
Утяжеленные бурильные трубы по кон-
струкции и назначению делятся на два
типа:
1) наддолотные трубы, оба конца кото-
рых имеют замковую резьбу муфты, соот-
ветствующие ГОСТ 5286-58;
2) промежуточные трубы, верхний конец
которых имеет замковую резьбу муфты,
а ппжний — замковую резьбу ниппеля по
ГОСТ 5286-58.
В соответствии с ведомственной нор-
малью нефтяной промышленности Ы 291-49
утяжеленные бурильные трубы делятся на
два типа:
.1) гладкие, с одинаковым наружным диа-
метром по всей длине (тип I), рис. VH-44;
2) с копусной проточкой (тип II),
рис. VII-45.
Наличие проточки обеспечивает более
надежный захват труб клиньями прп
спуске их в скважину или подъеме на по-
верхность.
В комплект утяжеленных бурильных
труб входит одна наддолотная труба.
В табл. VII-29 дана техническая харак-
теристика утяжеленных бурильных труб
по нормали ЧМТУ 3532-53 (гладкие без
проточки).
Таблица VI1-29
Техническая характеристика
утяжеленных бурильных труб
। Условный диа- метр по ! ГОСТ 631-63, мм Наружный диа- метр бурильной трубы, мл» Замковая резь- ба по ГОСТ 5286-58 Внутренний диаметр, лш Длина, ж Вес 1 м трубы, кг
73 95 3-76 32 6,8 49,9
89 108 3-88 38 6,8 ± 0,5 68,0
114 146 3-121 74 6,8 98,0
141 178 3-147 80 8,12 ±1,0 145,0
168 203 3-171 100 8,12 192,0
Рис. VII-44. Утя- Рис. VII-45. Утяже-
желенные буриль- ленные бурильные
ные трубы (тип I). трубы (тип II).
а —промежуточная; а—промежуточная, б —
б — наддолотная. наддолотная.
186
Таблица VII-30
Техническая характеристика ведущих труб
Наименование Условный размер ведущих труб, мм
ЧМТУ 3647-59 ЧМТУ 3613-56
63 89 102 127 152
Размер стороны квадрата, мм .... Диаметр промывочного капала, мм Общая длина с переводниками, м . . - Рабочая длина не мепее, м Резьба па концах труб Верхний конец, левая резьба Нижний конец, правая резьба ... Вес 1 м трубы, кг . . Общий вес верхнего и нижнего переводни- ков, кг 65 30 6,6 6,3 Рев 3-76 Внутр 3-76 27 80 33 7,0 6,7 ьба бурил 3-88 синяя 3-88 40 112 74 13,5 12,5 ,ных труб Внутренне 3-152 3-152 60 82 140 85 14,5 13 5 ГОСТ 63 1Я 3-152 Наружная 3-152 105 90 155 100 14,5 13,5 1-63 3-152 3-152 121 104
Примечание. Ведущие трубы размерами 63 и 89 мм поставляются заводами без резьбы. Ведущие
трубы размерами 102, 127 и 152 мм поставляются с резьбой на обоих концах, но без переводников. Про-
филь резьбы по ГОСТ 631-63.
Рис. VII-46. Рабочая
бурильная труба.
1 — переводник верхний;
.2—переводник нижний; S—
бурильная труба.
Трубы ведущие бурильные
Ведущие бурильные трубы (или квад-
рат) предназначены для передачи вращения
от ротора станка бурильным трубам и
долоту (рис. VII-46).
Ведущая бурильная труба представляет
собой толстостенную трубу квадратного
наружного сечения и с круглым отвер-
стием (каналом) внутри.
Ведущие трубы малых размеров имеют
промывочный канал квадратного сечения,
переходящего в круглое на высаженных
концах. Оба конца ведущих бурильных
труб имеют замковые резьбы для присоеди-
нения переводников, причем, верхние кон-
цы ведущих труб всех типов имеют левую
замковую резьбу, а нижние — правую
резьбу.
Техническая характеристика ведущих
бурильных труб приведена в табл. VII-30.
Замки для бурильных труб
Для соединения бурильных труб между
собой служат замки, изготовляемые в соот-
ветствии с ГОСТ 5286-58.
Замки для бурильных труб имеются трех
типов: ЗН — замок с нормальным про-
ходным отверстием; ЗШ — замок с ши-
роким проходным отверстием; ЗУ —
замок с увеличенным проходным отвер-
стием.
187
Таблица VII-3I
Техническая характеристика замков ЗН
Обозначение типоразмера замка Обозначение замковой резьбы Наружный диаметр трубы с высажен- ными внутрь кон- цами по ГОСТ 631-63, мм Наружный диа- метр (ниппель и муфта) О, мм Размеры ниппеля, мм Размеры муфты, Л1Л« Замок в соб- ранном виде
Di LH 1 dM LM длина, вес, кг
ЗН-80 3-62 60 80 70 240 70 36 240 410 12
ЗН-95 3-76 73 95 86 260 88 45 260 432 16
ЗН-108 3-88 89 108 102 275 96 58 275 454 20
ЗН-ИЗ 3-88 89 ИЗ 102 275 96 58 275 454 23
ЗН-140 * 3-117 114 140 127 305 108 78 305 502 35
ЗН-172 * 3-140 141 172 154 340 120 98 340 560 58
ЗН-197 * 3-152 168 197 181 365 127 122 365 603 78
Примечание. Замки, отмеченные звездочкой, применять не рекомендуется.
Техническая характеристика замков ЗШ
Таблица VII-32
Обозначение типоразмера замка Обозначение замковой резьбы Наружный диаметр трубы с высажен- ными внутрь кон- цами по ГОСТ 631-63, мм Наружный диаметр (ниппель и муфта) В, мм Размеры ниппеля, мм Размеры муфты, мм Замок в соб~ ранном виде
Di LH z Ч: -длина, мм вес, кг
ЗШ-108 3-92 73 108 86 260 88 54 260 432 20
ЗШ-118 3-101 89 118 102 275 96 62 275 454 23
ЗШ-146 3-121 114 146 127 305 102 80 305 508 38
ЗШ-178 3-147 141 178 154 350 127 101 350 573 61
3H-203 3-171 168 203 181 365 127 127 360 603 73
Таблица VII-33
Техническая характеристика замков ЗУ
ге типо- мка Обозначение зам- ковой резьбы Наружный диаметр трубы, мм Наружный диаметр (ниппель и муфта) И, лш Размеры ниппеля, мм Размеры муфты, мм Замок в соб- ранном виде
трубы по ГОСТ 631-63 трубы по ГОСТ 633-63
® tr aS К со О ю С размера за
Ч 1 LM длина, мм Вес, кг
ЗУ-108 3-92 — 73,0 108 90 260 88 54 260 432 20
ЗУ-120 3-102 — 88,9 120 106 285 90 78 285 480 25
ЗУ-155 3-133 114 — 155 140 335 114 105 320 541 41
ЗУ-485 3-161 141 — 185 167 355 127 132 340 568 56
ЗУ-212 3-189 168 '— 212 194 365 127 160 360 598 ба
188
Замки каждого типа изготавливают:
а) правые — с правой замковой резьбой
п с правой резьбой для соединения замка
с бурильными трубами; б) левые — с левой
Поясок правого
замка
Поясок Зля
маркировки
Упорный то -
Пояски левого замка
S 10 10
Поясок on о- ---- -
знаватель- маркировки
ный
уступ ниппеля
Поясок для
Рис. VII-47. Опознавательный поясок
на замках для бурильных труб.
замковой резьбой и с левой резьбой для
соединения замка с бурильными трубами.
На каждом ниппеле и муфте имеется
проточенный поясок для маркпровки, на
котором нанесены: а) товарный знак за-
вода-поставщика; б) типоразмер замка;
в) дата выпуска (месяц, год); г) номер
настоящего стандарта.
На - ниппелях и муфтах левых замков,
кроме пояска для маркировки, имеется
опознавательный поясок (рис. VII-47).
В габл. VII-34 (по рис. VII-48) дана
техническая характеристика замков ЗН;
в табл. VII-32 (по рис. VII-49) — техниче-
ская характеристика замков ЗШ; в табл.
VII-33 (по рис. VII-50) — техническая ха-
рактеристика замков ЗУ.
Резьба замков, предназначенная для
соединения с бурильными трубами соот-
ветствует: для замков ЗУ-108 и ЗУ-120
ГОСТ 633-63, для остальных — ГОСТ
631-63- Пример условных обозначений зам-
ков с нормальным проходным отверстием,
с наружным диаметром 108 мм: а) пра-
вого — замок ЗН-108 ГОСТ 5282-58;
б) левого — замок ЗН-108 Л ГОСТ
5282-58.
Рис. VII-48.
Замок ЗН.
Ниппель Mytpma
Рис. VII-49.
Замок ЗШ.
Резьба для соединения с трубами
Резьба замковая
Рис. VI1-50.
Замок ЗУ.
Поясок для
маркировки
Поясок для
маркировки
189
Переводники для бурильных колонн
В зависимости от расположения в бу-
рильной колонне и условий работы пере-
водники делятся на штанговые и промежу-
точные.
В соответствии с нормалью нефтяной
промышленности Н 546-51 штанговые пере-
водники делятся на два типа: а) верхние —
ПШВ для присоединения ведущей штанги
к вертлюгу; б) нпжние — ПШН для при-
соединения ведущей штангп к бурильным
трубам.
Промежуточные переводники изготавли-
вают в соответствии с ГОСТ 7360-59
трех типов: а) ПП — переводники пере-
ходные; б) ПМ — переводники муфтовые;
в) ПН — переводники ниппельные.
Переводники изготавливают с правой
и левой резьбой. Резьба замковая по
ГОСТ 5286-58.
Переводники переходные ПП предназ-
начаются: для предохранения от износа
резьбы нпжпего переводника ведущей квад-
ратной штанги; для присоединения к веду-
щей штанге бурильных труб другого диа-
метра; для соединения концов, имеющих
замковую резьбу ЗН, с концами, име-
ющими замковую резьбу ЗШ, и наоборот.
На наружной цилиндрической поверх-
ности каждого переводника имеется поясок
шириной 10 льи, на котором нанесены:
а) товарный знак предприятия-поставщика;
б) обозначение типоразмера переводника;
в) марка стали; г) дата выпуска (месяц,
год); д) номер стандарта.
Переводники с левой резьбой имеют
дополнительный опознавательный поясок
шириной 5 мм.
РезоНа лейся
то /?®-И о
Рис. VII-51. Переводники ПШВ
и ПШН.
а — верхний переводник ППШВ; б — ниж-
ний переводник ПШН.
Таблица VII-34
Техническая характеристика переводников ПШВ и ПШН
Наимено- вание перевод- ника Типоразмер переводника D L d Резьба (зам- ковая, левая) Резьба ведущей трубы Вес, кг
размеры, лл. и
ПШВ Н73 X 63 95 270 32 ЗН95Л 63Л 10,2
Н89 X 76 108 280 38 ЗН108Л 76Л 12,5
Ш114 X 102 146 315 80 ЗШ146Л 102Л 22,9
Ш141 X 127 178 350 101 ЗШ178Л 127Л 35,8
Ш168 X 102 197 350 80 ЗШ197Л 102Л 55,2
Н168 X 127 197 380 89 ЗН197Л 127Л 56,9
Н168 X 152 197 400 89 ЗН197Л •152Л 54,7
ПШН 63 X Н73 95 270 32 ЗН95 63 9,1
76 X Н89 108 280 38 ЗН108 76 12,0
102 X Н114 140 305 58 ЗН140 102 18,3
102 X Ш114 146 330 80 ЗШ146 102 20,5
127 X Н141 172 340 70 ЗН172 127 30,0
127 X Ш141 178 370 101 ЗШ178 127 32,7
152 X Н168 197 400 89 ЗН197 152 48,5
152 X Ш168 203 400 127 ЗШ2ОЗ 152 44,8
190
Рис. VII-52. Переводники ПП.
а — переводник ЗН; б — переводник ЗШ; в — переводник ЗУ.
В табл. VII-34 (по рис. VII-51) дана тех-
ническая характеристика переводников
ПШВ и ПШН для ведущих бурильных
труб.
В табл. VH-35 (по рис. VII-52) приве-
дены основные размеры и вес переводников
ПП; в табл. VII-36 (по рис. VII-53) —
размеры и вес переводников ПМ и в табл.
VII-37 (по рис. VII-54) — размеры и вес
переводников ПН.
Пример условного обозначения переход-
ного переводника с резьбами 3-92 и 3-102:
а) с правыми резьбами: переводник
ПП-3-92/3-102 ГОСТ 7360-59; б) с левыми
резьбами: переводник ПП-3-92/3-102-Л
ГОСТ 7360-59.
На наружной цилиндрической поверх-
ности каждого переводника на пояске
для маркировки нанесены: а) товарный
знак завода-поставщика; б) обозначение
типоразмера переводника; в) марка стали;
г) дата выпуска (месяц, год); д) помер
настоящего стандарта.
На переводниках с левыми резьбами,
кроме пояска для маркировки, проточен
второй опознавательный поясок.
Рис. VII-53. Перевод-
ники ПМ.
а—переводник ЗН; б—
переводник ЗШ; в — пе-
реводник ЗУ.
а
Рпс. VII-54. Перевод-
ники ПН.
а — переводник ЗН;
б — переводник ЗШ.
191
Таблица VII-36
Основные размеры п вес переводников ПП
Обозначение резьбы пере- водников Размеры, Л1.Ч Сб ч' Обозначение типоразмеров зам- ков, с которыми соединяются переводники
Обозначение типоразмеров переводников муфтовый конец Г Ь t S t конец К) Вес переводы! кг
ПП-3-62/3-76 3-62 3-76 95 80 32 375 88 14 ЗН-80/ЗН-95
ПП-3-62/3-88 3-62 3-88 108 86 36 375 96 19 ЗН-80/ЗН-108
ПП-3-62/3-88А 3-62 3-88 113 80 36 375 96 20 3H-80/3H-113
ПП-3-62/3-92 3-62 3-92 108 80 36 375 88 19 ЗН-80/ЗШ-108 ЗН-80/ЗУ-108
ПП-3-76/3-76 3-76 3-76 95 95 32 375 88 14 ЗН-95/ЗН-95
ПП-3-76/3-88 3-76 3-88 108 95 38 400 96 20 ЗН-95/ЗН-108
ПП-3-76/3-88Л 3-76 3-88 113 95 38 400 96 22 ЗН-95/ЗН-ИЗ
ПП-3-76/3-92 3-76 3-92 108 95 45 400 88 18 ЗН-95/ЗШ-108 ЗН-95/ЗУ-108
ПП-3-76/3-101 3-76 3-101 118 95 45 400 96 23 ЗН-95/ЗШ-118
ПП-3-76/3-102 ПП-3-88/3-76 3-76 3-102 118 95 45 400 90 24 ЗН-95/ЗУ-И8
3-76 108 95 32 400 88 18 ЗН-108/ЗН-95 ЗН-ИЗ/ЗН-95
ПП-3-88/3-76А 3-88 3-76 113 95 32 400 88 20
ПЛ-3-88/3-88 3-88 3-88 108 95 38 400 96 19 ЗН-108/ЗН-108
ПП-3-88/3-88А 3-88 3-88 113 — 38 400 96 21 ЗН-ИЗ/ЗН-ИЗ
ПП-3-88/3-92 3-88 3-92 108 — 54 400 88 17 ЗН-108/ЗШ-108 ЗН-108/ЗУ-108
Ш1-3-88/3-92А 3-88 3-92 113 108 54 400 88 19 ЗН-ИЗ/ЗШ-108 ЗН-ИЗ/ЗУ-108
ПП-3-88/3-101 3-88 3-101 118 108 58 400 96 20 ЗН-108/ЗШ-И8
ПП-3-88/3-101А 3-88 3-101 118 113 58 400 96 21 ЗН-ИЗ/ЗШ-118 ЗН-108/ЗУ-118
ПП-3-88/3-102 3-88 3-102 118 108 58 400 90 21
ПП-3-88/3-102А 3-88 3-102 118 ИЗ 58 400 90 22 ЗН-ИЗ/ЗУ-118
ПП-3-88/3-И7 3-88 3-117 140 108 58 425 108 32 ЗН-108/ЗН-140
1Ш-3-88/3-И7А 3-88 3-117 140 ИЗ 58 425 108 33 3H-113/3H-140
ПП-3-88/3-121 3-88 3-121 146 108 58 425 102 36 ЗН-108/ЗШ-146 ЗН-ИЗ/ЗШ-146
ПР-3-88/3-121А 3-88 3-121 146 ИЗ 58 425 102 37
ПП-3-88/3-133 3-88 3-133 155 108 58 425 114 42 ЗН-108/ЗУ-155
ПП-3-88/3-133А 3-88 3-133 155 ИЗ 58 425 114 43 ЗН-ИЗ/ЗУ-155
1ШЗ-92/3-76 3-92 3-76 1®8 95 32 400 88 18 ЗШ-108/ЗН-95 ЗУ-108/ЗН-95
ПП-3-92/3-88 3-92 3-88 108 — 38 400 96’ 19 ЗШ-108/ЗН-108 ЗУ-108/ЗН-108
ПП-3-92/3-88А 3-92 3-88 113 108 38 400 96 21 ЗШ-108/ЗН-ИЗ ЗУ-108/ЗН-ИЗ
ПП-3-92/3-92 3-92 3-92 108 — 54 400 88 16 ЗШ-108/ЗШ-108 ЗУ-108/ЗУ-108 ЗШ-108/ЗУ-108
ПП-3-92/3-101 3-92 3-101 118 108 54 400 96 21 ЗШ-108/ЗШ-И8 ЗУ-108/ЗШ-И8
ПП-3-92/3-102 3-92 3-102 118 108 54 400 90 21 ЗШ-108/ЗУ-И8 ЗУ-108/ЗУ-И8
ПП-3-101/3-76 3-101 3-76 118 95 32 400 88 21 ЗШ-118/ЗН-95
ПП-3-101/3-88 3-101 3-88 118 108 38 400 96 21 ЗШ-И8/ЗН-108
ПП-3-101/3-88А 1Ш-3-101/3-92 3-101 3-88 118 ИЗ 38 400 96 22 ЗШ-И8/ЗН-ИЗ
3-101 3-92 118 108 54 400 88 20 ЗШ-И8/ЗШ-108 ЗШ-И8/ЗУ-108
ИП-3-101/3-101 ПП-3-101/3-102 3-101 3-101 118 .—. 62 400 96 19 ЗШ 118/ЗШ-118
3-101 3-102 118 — 62 400 90 19 ЗШ-И8/ЗУ-И8
192
Продолжение табл. V11-35
.—- — Обозначение резьбы пере- водников Размеры, лш а Обозначение
н-> типоразмеров
Обозначение «3 замков, с кото-
типоразмеров к рыми соеди-
переводников •с я ft няются перевод-
& ф § W Е к и в о ники
s а в о к к Ч Ч ^3 ч — Йй
—
ПП-З-101/3-117 3-101 3-117 140 118 58 425 108 31 ЗШ-118/ЗН-140
ПП-3-101/3-121 3-101 3-121 146 118 62 425 102 35 ЗШ-118/ЗШ-146
ПП-3-101 /3-133 3-101 3-133 155 118 62 425 114 42 ЗШ-118/ЗУ-155
ПП-3-102/3-76 3-102 3-76 118 95 32 400 88 20 ЗУ-118/ЗН-95
ПП-З-102/3-88 3-102 3-88 118 108 38 400 96 20 ЗУ-118/ЗН-108
ПП-3-102/3-88А 3-102 3-88 118 ИЗ 38 400 96 21 ЗУ-118/ЗН-ИЗ
ПП-3-102/3-92 3-102 3-92 118 108 54 400 88 19 ЗУ-118/ЗШ-108
ЗУ-118/ЗУ-108
ПП-3-102/3-101 3-102 3-101 118 — 62 400 96 18 ЗУ-118/ЗШ-118
ПП-3--102/3-102 3-102 3-102 118 — 70 400 90 17 ЗУ-И8/ЗУ-И8
ПП-З-102/3-117 3-102 3-117 140 118 58 425 108 29 ЗУ-118/ЗН-140
ПП-3-102/3-121 3-102 3-121 146 118 78 425 102 31 ЗУ-118/ЗШ-146
ПП-3-102'3-133 3-102 3-133 155 118 78 425 114 35 ЗУ-118/ЗУ-155
ПП-З-117/3-88 3-117 3-88 140 108 38 425 96 31 ЗН-140/ЗН-108
ПП-З-117/3-88Л 3-117 3-88 140 ИЗ 38 425 96 32 3H-140/3H-113
ПП-3-117/3-101 3-117 3-101 140 118 62 425 96 29 ЗН-140/ЗШ-118
ПП-3-117/3-102 3-117 3-102 140 118 70 425 90 28 ЗН-140/ЗУ-118
ПП-З-117/3-117 3-117 3-117 140 — 58 425 108 31 ЗН-140/ЗН-140
ПП-З-117/3-121 3-117 3-121 146 140 78 425 102 31 ЗН-140/ЗШ-146
ПП-3-117/3-133 3-117 3-133 155 140 78 425 114 44 ЗН-140/ЗУ-155
ПП-3-117/3-140 3-117 3440 172 140 70 450 120 50 ЗН-140/ЗН-172
ПП-3-117/3-147 3-117 3-147 178 140 78 450 127 53 ЗН-140/ЗШ-178
ПП-З-117/3-152 3-117 3-152 197 140 78 475 127 70 ЗН-140/ЗН-197
ПП-З-117/3-161 3-117 3-161 185 140 78 450 127 60 ЗН-140/ЗУ-185
ПП-З-117/3-171 3-117 3-171 203 140 78 475 127 84 ЗН-14О/ЗШ-2ОЗ
ПП-З-117/3-189 3-117 3-189 212 140 78 475 127 87 ЗН-140/ЗУ-212
ПП-З-121/3-88 3-121 3-88 146 108 38 425 96 31 ЗШ-146/ЗН-108
ПП-З-121/3-88 А 3-121 3-88 146 ИЗ 38 425 96 32 ЗШ-146/ЗН-ИЗ
ПП-3-121/3-101 3-121 3-101 146 118 62 425 96 30 ЗШ-146/ЗШ-118
ПП-3-121/3-102 3-121 3-102 146 118 70 425 90 29 ЗШ-146/ЗУ-118
ПП-3-121/3-117 3-121 3-117 146 140 58 425 108 32 ЗШ-146/ЗН-140
ПП-З-121/34 21 3-121 3-121 146 — 80 425 102 30 ЗШ-146/ЗШ-146
ПП-З-121/3-133 3-121 3-133 155 146 80 425 114 35 ЗШ-146/ЗУ-155
ПП-3-121/3-140 3-121 34.40 172 146 70 450 120 50 ЗШ-146/ЗН-172
ПП-З-121/3-147 3-121 3-147 178 146 80 450 127 52 ЗШ-146/ЗШ-178
ПП-3-121/3-152 3-121 3-152 197 146 80 475 127 69 ЗШ-146/ЗН-197
ПП-3-121/3-161 3-121 3-161 185 146 80 450 127 54 ЗШ-146/ЗУ-185
ПП-3-121/3-171 3-121 3-171 203 146 80 475 127 75 ЗШ-146/ЗШ-2ОЗ
ПП-3-121/3-189 3-121 3-189 212 146 80 475 127 87 ЗШ-146/ЗУ-212
ПП-3-133/3-101 3-133 3-101 155 118 /62 425 96 31 ЗУ-155/ЗШ-118
ПП-3-133/3-102 3-133 3-102 155 118 [70 425 90 30 ЗУ-155/ЗУ-118
ИП-3-133/3-117 3-133 3-117 155 140 58 425 108 33 ЗУ-155/ЗН-140
ПП-3-133/3-121 3-133 3-121 155 146 80 425 102 31 ЗУ-155/ЗШ-146
ПП-3-133/3-133 3-133 3-133 155 — 95 425 114 28 ЗУ-155/ЗУ-155
ПП-3-133/3-140 3-133 3-140 172 155 70 450 120 47 ЗУ-155/ЗН-172
ПП-3-133/3-147 3-133 3-147 178 155 101 450 127 42 ЗУ-155/ЗШ-178
ПП-3-133/3-152 3-133 3-152 197 155 89 475 127 63 ЗУ-155-ЗН-197
ПП-З-133/3-161 3-133 3-161 185 155 105 450 127 48 ЗУ-155/ЗУ-185
ПП-3-133/3-171 3-133 3-171 203 155 105 475 127 65 ЗУ-155/ЗШ-2ОЗ
ПП-3-133/3-189 3-133 3-189 212 155 105 475 127 76 ЗУ-155/ЗУ-212
ПП-3-140/3-117 3-140 3-117 172 140 58 450 108 48 ЗН-172/ЗН-140
13 Заказ 1050
193
Продолжение табл. V11-35
Обозначение
резьбы пере- водников Размеры, лип
X.
Обозначение типо- размеров перевод- ников S льный типоразмеров замков, с ното». рыми соединя- ются перевод-
£ И ппе ясц ники
г*»О s а S о Q Ч — .X
ПП-3-140/3-121 3-140 3-121 172 146 80 450 102 44 ЗН-172/ЗШ-146
ПП-3-140/3-133 3-140 3-133 172 155 95 450 114 40 ЗН-172/ЗУ-155
ПП-3-140/3-140 3-140 3-140 172 — 70 450 120 49 ЗН-172/ЗН-172
ПП-3-140/3-147 3-140 3-147 178 172 98 450 127 46 ЗН-172/ЗШ-178
ПП-3-140/3-152 3-140 3-152 197 172 98 475 127 66 ЗН-172/ЗН-197
ПП-3-140/3-161 3-140 3-161 185 172 98 450 127 52 ЗН-172/ЗУ-185
ПП-3-140/3-171 3-140 3-171 203 172 98 475 127 70 ЗН-172/ЗШ-2ОЗ
ПП-3-140/3-189 3-140 3-189 212 172 98 475 127 80 ЗН-172/ЗУ-212
ПП-3-147/3-117 3-147 3-117 178 140 58 450 108 45 ЗШ-178/ЗН-140
ПП-3-147/3-121 3-147 3-121 178 146 80 450 102 43 ЗШ-178/ЗШ-146
ПП-3-147/3-133 3-147 3-133 178 155 95 450 114 40 ЗШ-178/ЗУ-155
ПП-3-147/3-140 3-147 3-140 178 172 70 450 120 46 ЗШ-178/ЗН-172
ПП-3-147/3-147 3-147 3-147 178 — 101 450 127 42 ЗШ-178/ЗШ-178
ПП-3-147/3-152 3-147 3-152 197 178 89 475 127 63 ЗШ-178/ЗН-197
ПП-3-147/3-161 3-147 3-161 185 178 101 450 127 49 31П-178/ЗУ-185
ПП-3-147/3-171 3-147 3-171 203 178 101 475 127 66 ЗШ-178/ЗШ-2ОЗ
ПП-3-147/3-189 3-147 3-189 212 178 101 475 127 77 ЗШ-178/ЗУ-212
ПП-3-152/3-117 3-152 3-117 197 140 58 475 108 60 ЗН-197/ЗН-140
ПП-3-152/3-121 3-152 3-121 197 146 80 475 102 58 ЗН-197/ЗШ-146
ПП-3-152/3-133 3-152 3-133 197 155 95 475 114 55 ЗН-197/ЗУ-155
ПП-3-152/3-140 3-152 3-140 197 172 70 475 120 63 ЗН-187/ЗН-172
ПП-3-152/3-147 3-152 3-147 197 178 101 475 127 56 ЗН-197/ЗШ 178
ПП-3-152/3-152 3-152 3-152 197 — 89 475 127 64 ЗН-197/ЗН-197
ПП-3-152/3-161 3-152 3-161 197 185 120 475 127 52 ЗН-197/ЗУ-185
ПП-3-152/3-171 3-152 3-171 203 197 122 475 127 61 ЗН-197/ЗШ-2ОЗ
ПП-3-152/3-189 3-152 3-189 212 197 122 475 127 70 ЗН-197/ЗУ-212
ПП-3-161/3-117 3-161 3-117 185 140 58 450 108 44 ЗУ-185/ЗН-140
ПП-3-161/3-121 3-161 3-121 185 146 80 450 102 44 ЗУ-185/ЗШ-146
ПП-3-161/3-133 3-161 3-133 185 155 95 450 114 41 ЗУ-185/ЗУ-155
ПП-3-161/3-140 3-161 3-140 185 172 70 450 120 49 ЗУ-185/ЗН-172
ПП-3-161/3-147 3-161 3-147 185 178 101 450 127 42 ЗУ-185/ЗШ-178
ПП-3-161/3-152 3-161 3-152 197 185 89 475 127 60 ЗУ-185/ЗН-197
ПП-3-161/3-161 3-161 3-161 185 — 120 450 127 39 ЗУ-185/ЗУ-185
ПП-3-161/3-171 3-161 3-171 202 185 127 475 127 55 ЗУ-185/3 Ш-202
ПП-3-161/3-189 3-161 3-189 212 185 132 475 127 62 ЗУ-185/ЗУ-212
ПП-3-171/3-117 3-171 3-117 203 140 58 475 108 59 ЗШ-2ОЗ/ЗН-14О
ПП-3-171/3-121 3-171 3-121 203 146 80 475 102 58 ЗШ-2ОЗ/ЗШ-146
ПП-3-171/3-133 3-171 3-133 203 155 95 475 114 57 ЗШ-2ОЗ/ЗУ-155
ПП-3-171/3-133 3-171 3-133 203 155 95 475 114 57 ЗШ-2ОЗ/ЗУ-155
ПП-3-171/3-140 3-171 3-140 203 172 70 475 120 62 ЗШ-2ОЗ/ЗН-172
ПП-3-171/3-147 3-171 3-147 203 178 101 475 127 55 3 Ш-203/ЗШ-178
ПП-3-171/3-152 3-171 3-152 203 197 89 475 127 63 ЗШ-2ОЗ/ЗН-197
ПП-3-171/3-161 3-171 3-161 203 185 1201 475 127 51 ЗШ-2ОЗ/ЗУ-185
ПП-3-171/3-171 3-171 3-171 203 — 127 475 127 53 ЗШ-2ОЗ/ЗШ-2ОЗ
ПП-3-171/3-189 3-171 3-189 212 203 127 475 127 65 ЗШ-2ОЗ/ЗУ-212
ПП-3-189/3-133 3-189 3-133 212 155 95 475 114 54 ЗУ-212/ЗУ-155 ЗУ-212/ЗН-172
ПП-3-189/3-140 3-189 3-140 212 172 70 475 120 62
ПП-3-189/3-147 3-189 3-147 212 178 101 475 127 56 ЗУ-212/ЗШ-178
ПП-3-189/3-152 3-189 3-152 212 197 89 475 127 63 ЗУ-212/ЗН-197
ПП-3-189/3-161 3-189 3-161 212 185 120 475 127 62 ЗУ-212/ЗУ-185
ПП-3-189/3-171 3-189 3-171 212 203 127 475 127 55 ЗУ-212 /3 Ш-203
ПП-3-189/3-189 3-189 3-189 212 — 148 475 127 48 ЗУ-212/ЗУ-212
194
Таблица VI1-36
Основные размеры и вес переводников ПМ
Обозначение типоразмеров переводников Обозначение резьбы переводников D Размеры, лш Вес перевод- ника, кг Обозначение типоразмеров замков, с которыми соединяются переводники
Di d L
ПМ -3-62/3-62 3-62/3-62 80 — 36 375 и ЗН-80/ЗН-80
> ПМ-3-76/3-76 3-76/3-76 95 — 45 375 14 ЗН-95/ЗН-95
ПМ-3-76/3-88 3-76/3-88 108 95 45 375 19 ЗН-95/ЗН-108
ПМ-3-76/3-88А 3-76/3-88 ИЗ 95 45 375 21 ЗН-95/ЗН-ИЗ
ПМ-3-76/3-92 3-76/3-92 108 95 45 375 18 ЗН-95/ЗШ-108 ЗН-95/ЗУ-108
ПМ-3-88/3-88 3-88/3-88 108 — 58 400 18 3H-1Q8/3H-108
ПМ-3-88/3-88А 3-88/3-88 ИЗ — 58 400 24 ЗН-КЗ/ЗН-ИЗ
ПМ-3-88/3-101 3-88/3-101 118 108 58 400 22 ЗН-108/ЗШ-И8
ПМ-3-88/3-101 А 3-88/3-101 118 ИЗ 58 400 22 ЗН-ИЗ/ЗШ-118
ПМ-3-88/3-102 3-88/3-102 118 108 58 400 21 ЗН-108/ЗУ-118
ПМ-3-88/3-102А 3-88/3-102 118 ИЗ 58 400 21 ЗН-ИЗ/ЗУ-118
ПМ-3-92/3-92 3-92/3-92 108 — 54 375 16 ЗШ-108/ЗШ-108 ЗУ-108/ЗУ-108 ЗШ-108/ЗУ-108
ПМ-3-101/3-101 3-101/3-101 118 — 62 400 18 ЗШ-И8/ЗШ-118
ПМ-3-101/3-102 3-101/3-102 118 — 62 400 20 ЗШ-И8/ЗУ-И8
ПМ-3-102/3-102 3-102/3-102 140 — 78 400 17 ЗУ-И8/ЗУ-И8
ПМ-3-117/3-117 3-117/3-117 140 — 78 400 26 ЗН-140/ЗН-140
ПМ-3-117/3-121 3-117/3-121 146 140 78 425 33 ЗН-140/ЗШ-146
ПМ-3-117/3-133 3-117/3-133 155 140 78 425 36 ЗН-140/ЗУ-155
ПМ-3-117/3-140 3-117/3-140 172 140 78 425 48 ЗН-140/ЗН-172
ПМ-3-117/3-147 3-117/3-147 178 140 78 425 46 ЗН-140/ЗШ-178
ПМ-3-117/3-161 3-117/3-161 185 140 78 425 44 ЗН-140/ЗУ-185
ПМ-3-121/3-121 3-121/3-121 146 — 80 425 32 ЗШ-146/ЗШ-146
ПМ-3-121/3-133 3-121/3-133 155 146 80 425 35 ЗШ-146/ЗУ-155
ПМ-3-121/3-140 3-121/3-140 172 146 80 425 48 ЗШ-146/ЗН-172
ПМ-3-121/3-147 3-121/3-147 178 146 80 425 49 ЗШ-146/ЗШ-178
ПМ-3-121 /3-161 3-121/3-161 185 146 80 425 50 ЗШ-146/ЗУ-185
ПМ-3-133/3-133 3-133/3-133 155 — 105 425 30 ЗУ-155/ЗУ-155
ПМ-3-133/3-140 3-133/3-140 172 155 98 425 44 ЗУ-155/ЗН-172
ПМ-3-133/3-147 3-133/3-147 178 155 101 425 43 ЗУ-155/ЗШ-178
ПМ-3-133/3-161 3-133/3-161 185 155 105 425 45 ЗУ-155/ЗУ-185
ПМ-3-140/3-140 3-140/3-140 172 —- 98 450 47 ЗН-172/ЗН-172
ПМ-3 140/3-147 3-140/3-147 178 172 98 450 46 ЗН-172/ЗШ-178
ПМ-3-140/3-152 3-140/3-152 197 172 98 475 69 ЗН-172/ЗН-197
ПМ-3-140/3-161 3-140/3-161 185 172 98 450 46 ЗН-172/ЗУ-185
ПМ-3-140/3-171 3-140/3-171 203 172 98 475 69 ЗН-172/ЗШ-2ОЗ
ПМ-3-140/3-189 3-140/3-189 212 172 98 475 73 ЗН-172/ЗУ-212
ПМ-3-147/3-147 3-147/3-147 178 — 101 450 44 ЗШ-178/ЗШ-178
ПМ-3-147/3-152 3-147/3-152 197 178 101 475 65 ЗШ-178/ЗН-197
ПМ-3-147/3-161 3-147/3-161 185 178 101 450 46 ЗШ-178/ЗУ-185
ПМ-3-147/3-171 3-147/3-171 203 178 101 475 69 ЗП1-178/ЗШ-2ОЗ
ПМ-3-147/3-189 3-147/3-189 212 178 101 475 69 ЗШ-178/ЗУ-212
ПМ-3-152/3-152 3-152/3-152 197 — 122 475 66 ЗН-197/ЗН-197
ПМ-3-152/3-171 3-152/3-171 203 197 122 475 64 ЗН-197/ЗШ-2ОЗ
ПМ-3-152/3-189 3-152/3-189 212 197 122 475 67 ЗН-197/ЗУ-212
ПМ-3-161/3-152 3-161/3-152 197 185 122 475 60 ЗУ-185/ЗН-197
ПМ-3-161/3-161 3-161/3-161 185 — 132 450 41 ЗУ-185/ЗУ-185
ПМ-3-161/3-171 ПМ-3-161/3-189 3-161/3-171 203 185 127 475 58 ЗУ-185/ЗШ-2ОЗ
3-161/3-189 212 185 132 475 61 ЗУ-185/ЗУ-212
ПМ-3-171/3-171 3-171/3-171 203 — 127 475 58 ЗШ-2ОЗ/ЗШ-2ОЗ
ПМ-3-171/3-189 3-171/3-189 212 203 127 475 62 ЗШ-2ОЗ/ЗУ-212
ПМ-3-189/3-189 3-189/3-189 212 — 160 475 49 ЗУ-212/ЗУ-212
13* 195
Таблица VI1-37
Основные размеры п вес переводников ПН
Обозначение типоразмеров переводников Обозначение резьбы переводника Размеры, мм Вес перевод- ника, кг Обозначение типоразмеров замков, с которыми соединяются переводники
D -Di d L 1
ПН-3-62/3-62 3-62/3-62 80 24 450 70 13 ЗН-80/ЗН-80
I! [1-3-76/3-76 3-76/3-76 95 — 32 475 88 18 ЗН-95/ЗН-95
ПН-3-76/3-92 3-76/3-92 108 95 32 475 88 23 ЗН-95/ЗШ-108
Г1Н-3-88/3-88 3-88/3-88 108 — 38 500 96 24 ЗН-95/ЗУ-108 ЗН-108/ЗН-108
ПН-3-88/3-88А 3-88/3-88 ИЗ — 38 500 96 26 3H-113/3H-113
ПН-3-88/3-101 3-88/3-101 118 108 38 500 96 28 ЗН-108/ЗШ-118
ПН-3-88/3-101 А 3-88/3-101 118 ИЗ 38 500 96 29 ЗН-ИЗ/ЗШ-118
11Н-3-88/3-102 3-88/3-102 118 108 38 500 96 29 ЗН-108/ЗУ-118
ПН-3-88/3-102А 3-88/3-102 118 ИЗ 38 500 96 29 ЗН-ИЗ/ЗУ-118
ПН-3-92/3-92 3-92/3-92 108 — 54 475 88 20 ЗШ-108/ЗШ-108 ЗУ-108/ЗУ-108 ЗШ-108/ЗУ-108
ПН-3-101/3-101 3-101/3-101 118 — 62 500 96 23 ЗШ-118/ЗШ-118
ПН-3-101/3-102 3-101/3-102 118 — 62 500 96 24 ЗШ-И8/ЗУ-118
ПН-3-102/3-102 3-102/3-102 118 — 70 500 90 22 ЗУ-118/ЗУ-118
ПН-3-117/3-117 3-117/3-117 140 — 58 525 108 41 ЗН-140/ЗН-140
ПН-3-117/3-121 3-117/3-121 146 140 58 525 108 45 ЗН-140/ЗШ-146
ПН-3-117/3-133 3-117/3-133 155 140 58 525 108 49 ЗН-140/ЗУ-155
ПН-3-117/3-140 3-117/3-140 172 140 58 525 108 58 ЗН-140/ЗН-172
ПН-3-117/3-147 3-117/3-147 178 140 58 525 108 62 ЗН-140/ЗШ-178
ПН-3-117/3-161 3-117/3-161 185 140 58 525 108 67 ЗН-140/ЗУ-185
ПН-3-121/3-121 3-121/3-121 146 — 80 525 102 36 ЗШ-146/ЗШ-146
ПН-3-121/3-133 3-121/3-133 155 146 80 525 102 41 31П-146/ЗУ-155
ПН-3-121/3-140 3-121/3-140 172 146 70 525 102 60 ЗШ-146/ЗН-172
ПН-3-121/3-147 3-121/3-147 178 146 80 525 102 52 ЗШ-146/ЗПТ-178
ПН-3-121/3-161 3-121/3-161 185 146 80 525 102 60 ЗШ-146/ЗУ-185
ПН-3-133/3-133 3-133/3-133 155 — 95 525 114 35 ЗУ-155/ЗУ-155
ПН-3-133/3-140 3-133/3-140 172 155 75 525 114 56 ЗУ-155/ЗН-172
ПН-3-133/3-147 3-133/3-147 178 155 95 525 114 48 ЗУ-155/ЗШ-178
ПН-3-133/3-161 3-133/3-161 185 155 95 525 114 54 ЗУ-155/ЗУ-185
ПН-3-140/3-140 3-140/3-140 172 — 70 550 120 60 ЗН-172/ЗН-172
ПН-3-140/3-147 3-140/3-147 178 172 70 550 120 65 ЗН-172/ЗП1-178
П Н-3-140/3-152 3-140/3-152 197 172 70 550 120 78 ЗН-172/ЗН-197
ПН-3-140/3-161 3-140/3-161 185 172 70 550 120 73 ЗН-172/ЗУ-185
ПН-3-140/3-171 3-140/3-171 203 172 70 550 120 83 3H-172/3II1-203
ПН-3-140/3-189 3-140/3-189 212 172 70 550 120 93 ЗН-172/ЗУ-212
ПН-3-147/3-147 3-147/3-147 178 — 101 550 127 51 ЗШ-178/ЗП1-178
ПН-3-147/3-152 3-147/3-152 197 178 89 550 127 70 ЗШ-178/ЗН-197
ПН-3-147/3-161 3-147/3-161 185 178 101 550 127 57 ЗШ-178/ЗУ-185
ПН-3-147/3-171 3-147/3-171 203 178 101 550 127 69 ЗШ-178/ЗП1-2ОЗ
ПН-3-147/3-189 3-147/3-189 212 178 101 550 127 78 ЗШ-178/ЗУ-212
ПН-3-152/3-152 3-152/3-152 197 — 89 550 127 72 ЗН-197/ЗН-197
ПН-3-152/3-171 3-152/3-171 203 197 89 550 127 81 ЗН-197/ЗП1-2ОЗ
ПН-3-152/3-189 3-152/3-189 212 197 89 550 127 89 ЗН-197/ЗУ-212 ЗУ-185/ЗН-197
ПН-3-161/3-152 3-161/3-152 197 185 89 550 127 73
ПН-3-161/3-161 3-161/3-161 185 — 120 550 127 47 ЗУ-185/ЗУ-185
ПН-3-161/3-171 3-161/3-171 203 185 120 550 127 59 ЗУ-185/ЗШ-2ОЗ
ПН-3-161/3-189 3-161/3-189 212 185 120 550 127 69 ЗУ-185/ЗУ-212
ПН-3-171/3-171 3-171/3-171 203 — 127 550 127 59 ЗШ-2ОЗ/ЗШ-2ОЗ
ПН-3-171/3-189 3-171/3-189 212 203 127 550 127 69 ЗШ-2ОЗ/ЗУ-212
ПН-3-189/3-189 3-189/3-189 212 — 148 550 127 56 ЗУ-212/ЗУ-212
196
Таблица VI1-38
Обозначение типоразмеров переводников и их резьбы
по ГОСТ 7360-59 и ГОСТ 7360-55
Обозначение переводников Обозначение замковой резьбы
по РОСТ 7360-58 по замененному ГОСТ 7360-55 по ГОСТ 7360-59 по замененному ГОСТ 7360-55
ПП-3-76/3-76 ПМ-3-76/3-76 ПН-3-76/3-76 ПБП-Н2 X Н2 ПБМ-Н2 X Н2 ПБН-Н2 X Н2 3-76 3-76 3-76 ЗН 27/8" ЗН 27/g" ЗН 27/8"
ПП-88/3-88 ПМ-88/3-88 ПН-88/3-88 ПБП-НЗ X НЗ ПБМ-НЗ X НЗ ПБН-НЗ X НЗ 3-88 3-88 3-88 зн 37/ ЗН З1// ЗН 37/
ПП-3-117/3-117 ПМ-3-117/3-117 ПН-3-117/3-117 ПБП-Н4 X Н4 ПБМ-Н4 X Н4 ПБН-Н4 X Н4 3-117 3-117 3-117 зн 472" зн 47/ ЗН 47/
ПП-3-140/3-140 ПМ-3-140/3-140 НН-3-140/3-140 ПБП-Н5 X Н5 ПБМ-Н5 X Н5 ПБН-Н5 X Н5 3-140 3-140 3-140 ЗН 5716" ЗН 5716" зн 5»/16"
ПП-3-152/3-152 ПМ-3-152/3-152 ПН-3-152/3-152 ПБП-Н6 X Н6 ПБМ-Н6 X Н6 ПБН-Н6 X Н6 3-152 3-152 3-152 WWW ДИИ о о о сл СО СО Об Ч Ч Ч
ПМ-3-92/3-92 ПН-3-92/3-92 ПБМ-1П2 X Ш2 ПБН-Ш2 X Ш2 3-92 3-92 ЗШ 27// ЗШ 27/8"
ПП-3-101/3-101 ПМ-3-101/3-101 ПН-3-101/3-101 ПБП-ШЗ X ШЗ ПБМ-ШЗ X ШЗ ПБН-ШЗ X ШЗ 3-101 3-101 3-101 ЗШ 31/2" зш 37/ ЗШ 37/
ПП-3-121/3-121 ПМ-3-121/3-121 ПН-3-121/3-121 ПБП-Ш4 X Ш4 ПБМ-Ш4 X Ш4 ПБН-Ш4 X Ш4 3-121 3-121 3-121 ЗШ 41// ЗШ 47/ ЗШ 41//
ПП-3-147/3-147 ПМ-3-147/3-147 ПН-3-147/3-147 ПБП-Ш5 X Ш5 ПБМ-Ш5 X Ш5 ПБН-Ш5 X Ш5 3-147 3-147 3-147 ЗШ 5»/1в" ЗШ 5»/16" ЗШ 5»/и"
ПП-3-171/3-171 ПМ-3-171/3-171 ПН-3-171/3-171 ПБП-Ш6 X Ш6 ПБМ-Ш6 X Ш6 ПБН-Ш6 X Ш6 3-171 3-171 3-171 ЗШ 65/8" ЗШ 66/8" ЗШ 56/8"
В настоящее время могут еще встре-
чаться переводники со старым обозна-
чением но ГОСТ 7360-55 (табл
VI1-38).
В случае неодинаковых резьб в обозна-
чение типоразмера переводника должны
входить соответствующие обозначения, на-
пример: ПМ-3-76/3-88 | ПБМ-Н2 X Н3|
3-76/3-88J3H2 7/8" X 3H31/2" (в первой
и третьей графах приведены новые, а во
второй и четвертой старые обозначения
типоразмера переводника и замковой
резьбы).
I. Схема сборки бурильных колонн
для забуривания скважины
При рабочей трубе 80 X 80 мм:
1) вертлюг ВР-5 или ВР-2-20
(ЗН-76-Л);
197
2) переводник переходный ПП-3-76/3-
76-Л;
3) переводник муфтовый ПМ-3-76/3-88-Л;
4) труба рабочая (квадрат) 80 X 80 лле;
5
Рис. VII-55. Схема сборки бурового
снаряда
а — для забуривания скважины; б — для
бурения под эксплуатационную колонну.
5) переводник переходный ПП-3-88/3-121;
6) переводник переходный ПП-3-121/3-
121;
7) переводник переходный ПМ-3-121/3-88
для долот диаметром 135 и 190 лмг, ПМ-3-
121/3-121 для долот диаметром 243 мм,
ПМ-3-121/3-147 для долот диаметром
269 ,и.и, ПП-3-121/3-171 для долот диамет-
ром 295 мм и выше;
8) трехшарошечное долото.
(пункты 1—8 соответствуют позициям
рис. VII-55, а).
При рабочей трубе 115 X 115 мм:
1) вертлюг ВР-2-10 (ЗН-117-Л);
2) переводник переходный ПП-3-117/3-
117-Л; .
3) переводник муфтовый ПМ-3-117/3-
117-Л;
4) труба рабочая (квадрат) 115X115 мм;
5) переводник переходный ПП-3-117/3-
121;
6) переводник муфтовый ПМ-3-121/3-121
для долот диаметром 243 мм, ПМ-3-121/3-
147 для долот диаметром 269 мм, ПП-3-
121/3-171 для долот диаметром 295 мм
и выше.
II. Сборка бурового снаряда для
бурения скважин под эксплуатационную
колонну’ (рис. VII-55, б).
При бурильных трубах диаметром 73 мм:
1) вертлюг ВР-5 или ВР-2-20 (ЗН-76-Л);
2) переводник переходный ПП-3-76/3-
76-Л;
3) переводник муфтовый ПМ-3-76/3-88-Л;
4) труба рабочая (квадрат) 80 X 80 мм;
5) переводник переходный ПП-3-88/3-88;
6) переводник переходный ПП-3-88/3-76;
7) труба бурильная диаметром 73 мм:
8) переводник переходный ПП-3-76/3-88;
9) переводник переходный ПП-3-88/3-121;
10) утяжеленные бурильные трубы (УБТ)
диаметром 146 мм;
11) переводник переходный ПП-3-121/3-
121;
12) । переводник переходный ПП-3-121/3-
88 для долот диаметром 135 н 190 мм,
ПП-3-121/3-121 для долот диаметром
243 мм, ПП-3-121/3-147 для долот диамет-
ром 269 мм, ПП-3-121/3-171 для долот
диаметром 295 мм и выше;
13) трехшарошечное долото.
При бурильных трубах диаметром
89 мм:
1) вертлюг ВР-5 или ВР-2-20 (ЗН-76-Л);
2) переводник переходный ПП-3-76/3-76-
Л;
3) переводник муфтовый ПМ-3-76/3-88-Л;
4) труба рабочая (квадрат) 80 X 80 мм;
5) переводник переходный ПП-3-88/3-88;
6) переводник переходный ПП-3-88/3-101;
7) труба бурильная диаметром 89 мм;
8) переводник переходный ПП-3-101/3-
101;
9) переводник переходный ПП-3-101/3-
121;
10) утяжеленная бурильная труба (УБТ)
диаметром 146 мм;
198
11) переводник переходный ПП-3-121/3-
121;
12) переводник переходный ПП-3-121/3-
88 для долот диаметром 135 и 190 мм,
ПП-3-121/3-121 для долот диаметром 243мм,
ПП-3-121/3-147 для долот диаметром 269
ям, ПП-3-121/3-171 для долот диаметром
295 мм и выше;
Рис. VII-56. Переводник с бу-
рильных труб на обсадные.
13) трехшарошечное долото.
Прибурильных трубах диаметром 114 мм:
1) вертлюг ВР-2-10 (ЗН-76-Л);
2) переводник переходный ПП-3-117/3-
117-Л;
3) переводник муфтовый ПМ-3-117/3-
121-Л;
4) труба рабочая (квадрат) 115 X 115 мм',
5) переводник переходный ПП-3-121/3-
121;
6) переводник переходный ПП-3-121/3-
121;
7) труба бурильная диаметром 114 мм;
8) переводник переходный ПП-3-121/3-
121;
9) переводник переходный ПП-3-121/3-
121;
10) утяжеленные бурильные трубы (УБТ)
диаметром 146 мм;
11) переводник переходный ПП-3-121/3-
121;
12) переводник муфтовый ПМ-3-121/3-88
для долот диаметром 135 и 190 j»xi.
ПМ-3-121/3-121 для долот диаметром243 леи,
ПМ-3-121/3-147 для долот диаметром
269 мм, ПП-3-121/3-171 для долот диамет-
ром 295 Л1Л1 и выше;
13) трехшарошечное долото.
(пункты 1—13 соответствуют позициям
рис. VII-55, б).
Для соединения бурильных и обсадных
труб служат переводники, представлен-
ные на рис. VII-56.
На одном конце переводника замковая
резьба по ГОСТ 5286-58, на другом —
резьба обсадных труб по ГОСТ 632-64.
СПУСКО-ПОДЪЕМНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
Элеваторы
Элеваторы (рис. VII-57) предназначены
для спуска и подъема бурильных и обсад-
ных труб.
Рис. VII-57. Элева-
тор.
199
Таблица VII-39
Основные размеры и вес элеваторов ЭБ
Обозначение элеватора Грузо- подъемность, т Внутренний диаметр, мм Габаритные размеры, мм Вес, кг
длина высота наружный диаметр
ЭБ-73 75 76 540 230 240 72
ЭБ-76 75 96 540 230 240 69
ЭБ-102 100 118 600 245 265 92
ЭБ-127 110 146 690 250 290 118
ЭБ-152 125 172 720 250 350 135
Клинья
В бурении на воду применяют элеваторы
типа ЭБ, которые по своей конструкции
относятся к типу одностворчатых (корпус-
ных) элеваторов. В табл. VII-39 даны
основные размеры элеваторов типа ЭБ
завода «Красное Сормово».
Клинья (рис. VII-59) служат для удер-
жания бурильных труб на весу. Они со-
стоят из отдельных секций — секторов,
Штропы
Штропы (рис. VII-58, табл. VII-40) при-
меняют для соединения элеватора с подъем-
ным крюком талевой системы.
Рис. VII-59.
Клинья.
Основные размеры
и вес штропов
Таблица VI1-40
Шифр Грузоподъем- ность, т Размеры, мм Вес, кг
ь в в. d
ШЭ-25 25 850 190 35 31
ШЭ-50 50 890 210 405 45 52
ШБЭУ-75 75 975 330 495 60 97
ШБЭН-75 75 1300 330 487 60 127
200
Рис. VII-60. Машинный ключ Б2.
соединенных между собой шарнирно. Каж-
дая секция снабжена кулачками со специ-
альной насечкой. В стол ротора клинья
вставляются при помощи ручки.
Ключи машинные
для бурильных труб
Машинные ключи для бурильных труб
применяют при свинчивании и развинчи-
ванпи замковых соединений в процессе
спуска и' подъема бурильной колонны,
а также свинчивания и развинчивания
резьбовых соединений бурового инстру-
мента, входящего в состав буровой ко-
лонны.
В бурении на воду для свинчивания и
развинчивания бурильных труб и замков
применяют ключи типа Б2 и БЗ.
Машинный ключ Б2 (рис. VII-60) со-
стоит из корпуса 1, удержки 2, рукоятки 3,
автоматической защелки 4 и предохрани-
теля 5. На внутренней поверхности удерж-
ки 2 помещены сухари.
Ключ БЗ (рис. VII-61) предназначен
для той же цели, что и ключ Б2. Он со-
стоит из корпуса 1, удавки 2 и рукоятки 3.
Для лучшего захвата трубы, муфты или
замка удавка 2 снабжена сухарями 4.
Ключи машинные
для обсадных труб
Для свинчивания и развинчивания муф-
товых соединений обсадных труб приме-
няют машинные ключи типа ОМЫ (рис.
VII-62, табл. VII-41).
Ключ ОМН состоит из четырех челю-
стей 1,2,4 и 5, связанных между собой
шарнирами, рукоятки 6, защелки 3 и
подвески. Для открывания ключа служат
ручки 7. Челюсти 1 и 5 снабжены смен-
ными сухарями. Специальные приливы
на челюстях 2 и 4 служат ограничителями
Рис. VII-61. Ма-
шинный ключ БЗ.
201
Основные размеры и вес ключей ОМН
Шифр Диаметр зева ключа, Допускаемое усилие на рукоятке, кг Длина, мм Высота с подвеской, мм Вес (с подвеской), кг
ОМН 53/4 168 800 1420 1050 100
ОМН 66/8 190 800 1445 1050 104
ОМН 76/8 218 800 1485 1050 НО
ОМН 8% 246 800 1510 1050 114
ОМН 9% 272 800 1555 1050 120
ОМН 103/4 301 800 1560 1050 128
ОМН 113/4 329 800 1580 1050 133
ОМН 123А 355 800 1615 1050 140
ОМН 133/4 380 800 1650 1050 145
ОМН 143/4 406 800 1670 1050 161
ОМН 163/4 456 800 1750 1050 162
против чрезмерного раскрытия зева ключа
<прн надевании его на трубу.
Машинные ключи, как для обсадных,
так и для бурильных труб, подвешиваются
на канате при помощи тяг 8 (рис. VII-62).
ЛОВИЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ
Метчики (рис. VII-63) изготавливают
двух типов: универсальные — с удлинен-
ной ловильной конусной частью и специ-
альные — с укороченной ловильной конус-
ной частью.
Универсальные метчики (рис. VII-63, а,
а,) предназначены для ловли оставшейся
в скважине колонны бурильных труб за
резьбу замка.
Универсальные метчики бывают двух
типов, которые различаются между собой
присоединительной замковой резьбой.
Метчики изготавливаются с правой и
с левой резьбой. Метчики с правой резь-
бой применяют для извлечения из сква-
жпны колонны бурильных труб целиком,
а метчики с левой резьбой — для извлече-
ния оставшейся колонны по частям.
В зависимости от условий производства
ловильных работ метчики применяют либо
с центрирующим приспособлением
(рис. VH-64), которое служит для напра-
вления колонны и захода метчика в отвер-
стие замка, либо без него.
Универсальный метчик для ловли остав-
шегося в скважине инструмента можно
выбрать, руководствуясь табл. VII-42.
202
Специальные метчики (рис. VII-63, б к
бх) предназначены для ловли колонны
бурильных труб только за резьбу замка
(замковую или трубную). Эти метчики,
как и универсальные, бывают с правой
или левой резьбой. Верхняя часть мет-
диаметром 219 мм; в) без резьбы под во-
ронку и без воронки, но с направляющей
фаской на нижнем конце колокола. Во-
ронки для колоколов применяют той же
конструкции, что и воронки для центрп-
чика имеет присоединительную замковую
резьбу ниппеля или муфты замка буриль-
ных труб, а нижняя часть имеет специаль-
Рис- VII-63.
Метчики.
си о, — универ-
сальные; б и б! —
специальные.
ную ловильную резьбу — замковую или
трубную.
В табл. VII-43 приведены основные раз-
меры и вес универсальных метчиков,
в табл. VI1-44 — размеры и вес специаль-
ных метчиков, в VII-45 — основные раз-
рующих приспособлений универсальных
метчиков. Колокола бывают с правой и
левой ловильной резьбой.
Ловильный колокол спускают в сква-
жину на бурильных трубах, для соедине-
ния с которыми в верхней части колокола
меры центрирующих приспособлений.
Колокола (рис. VI1-65) предназначены
для ловли оставшейся в скважине колонны
бурильных труб. Колокола выпускают:
а) с резьбой под воронку для работы
в скважинах диаметром 219 мм и выше;
б) с воронкой, выполненной за одно целое
с колоколом, для работы в скважинах
Таблица VII-42
Данные для выбора универсальных метчиков
Размеры деталей замков
по ГОСТ 5286-58, лип
Условное ооозначение метчика труба бурильная (наружный диаметр) муфта Зн ниппель ЗН ниппель ЗШ ниппель ЗШ
Н 2’/8 X 30 Н 2’/8 X 45 Н Зх/2 X 58 Ш 472 X 70 Ш 5»/le X 89 Н 65/g X 118 73 89 114 141 168 95 108 140 172 197 95 и 108 140 172 197 108 118 146 178 203 108 118 146 178 203
Рис. VII-64. Метчик
с центрирующим при-
• способлением.
1 — головка; г—прокладка;
3 — упорное кольцо; 4 —
муфта; 5 — направляющее
центрирующее приспособле-
ние; в — метчик; 7 — во-
ронка,
203
Т аблица VI1-43
Основные размеры и вес универсальных метчиков
Условное обозначение метчика Рис. VII-63 Размер замковой резьбы Размеры метчика, мм Число продоль- ных канавок Вес, кг
D, D do d Гр L
Н 2’/8 X 30 «1 3—76 95 30 45 10 310 750 4 15
Н 2’/8 X 45 а1 3—76 95 45 45 14 340 770 5 22
Н 3V2 X 58 а 3—92 108 58 30 18 240 900 5 35
Ш41/2 X 70 а 3—121 146 70 40 20 410 1100 5 70
Ш 59/1fs X 89 а 3—147 178 89 50 25 540 1200 5 120
Н 65/g X 118 а 3—152 197 118 50 30 510 1150 5 160
Примечание. Условное обозначение метчика универсального с замковой резьбой 3—92 и наи-
меньшим диаметром конуса Д-58 мм'. метчик универсальный Н 31/2 X 58, Н593-56. Для метчиков с
левой резьбой перед первой цифрой условного обозначения добавляется буква Л (Н593-56 — Отраслевая
нормаль нефтяной промышленности).
имеется муфтовая замковая резьба. Захва-
тывают оставшуюся в скважине колонну
бурильных труб навинчиванием колокола
на конец трубы, для чего колокол имеет
внутреннюю ловильную резьбу 8 ниток
на длине 25,4 мм, конусность 1 : 16.
плашки стремятся вниз, заклиниваются
в конусной поверхности корпуса ловителя
и зажимают трубу.
При необходимости ловитель может
быть легко освобожден от захваченной
колонны труб путем поворота его вправо.
Рис. VII-65. Колокола ловильные.
а — колокол с резьбой под воронку; б — коло-
кол с воронкой; е — колокол с направляющей
фаской.
Рис. VII-66. Ловитель
с промывкой (шлипс)
типа ЛБП.
Размеры и вес колоколов даны в табл.
VII-46.
Ловители с промывкой (шлипсы) пред-
назначены для извлечения из скважины
оставшегося инструмента путем захвата
за замок, муфту или сломанный конец
трубы с одновременной промывкой сква-
жины через захваченный инструмент
(рис. VII-66). При спуске ловителя в сква-
жину конец извлекаемой трубы входит
внутрь ловителя, приподнимает и раздви-
гает плашки. Под давлением пружины
Между плашками и пружиной в лови.-
теле размещена сменная резиновая ман-
жета, которая обеспечивает нормальную
промывку скважины через захваченные
трубы. Собирают ловитель в зависимости
от диаметра захватываемой детали и сква-
жины (табл. VII-47, VII-48 и VII-49).
Магнитный фрезер МФЗ-М (рис. VII-67)
предназначен для извлечения металличе-
ских предметов, случайно упавших в сква-
жину или оставшихся на забое в резуль-
тате поломки инструмента.
204
С
ч
е
Основные размеры » пес метчиков специальных
О к к 00 со СО од сэ OJ nF § 07 NF S в о ю> со с2 00
з
о К О □ о гиггок па длине 25, 4 А. yv - 03 ф к н: S ь д Si од ф ё н: сб К И ь В -
5 S 7 7 00 «зд о 7 L-O ос со 1 со од 7 7 00 "сч 7 7 00 7 nF о$ 7 00 "со
С5 СО со со со со со со сТ" LO со со
Замковая: Замковая; Трубная; Замковая: Замковая: Трубная; Замковая; Замковая; Трубная; Замковая; Замковая; Трубная; Замковая; Замковая; Трубная;
Размер и характеристика присоединительной замковой резьбы по ГОСТ 5286-58 L 5 s g о । 25,4 мм В * па 25,4 мм
S СО СО 00 ор СО со 00 со 00 со со eg со од со S со СО СО со од LO СО О1 со од ю со
со оо оо § о СО NF о nf о о о § о о о nF
00 00 о nF С5 О о nF со £ со од о £ § о S 5
А 3 Я 1 1 со 1 1 о со со 1 1 1 1 со 1 1 s'
о g СО со о OQ S -<F nF о со NF о nf со ®- с? nF О’ О о 00 03 со со со со од о о 05 од
о R о со со со с? § о nF LQ о о о о LQ О
А о ио с? со со оо eg СО 00 со со од S 05
Условные обозначения метчика "со Q] ''со CQ д "со од ft Ен "f.-J со S "©I й со Рн Ен И >—। "сч Д & Ен ^<0 сТ" LO к *"йВ К *'«зд сГ" р- Ен "со CD S "со 1© к "со СО о= Ен
Примечание, Условное обозначение метчика специального с замковой резьбой 3-152 для ловли замка за замковую резьбу 3-152: метчик специ-
альный H6’/s Н593-56. Для метчиков с левой резьбой перед первой цифрой условного обозначения добавляется буква Л.
205
Таблица VII-45
Основные размеры центрирующих приспособлений
Условное обозначе- ние центрирующих приспособлений в сборе Диаметр бурильнь труб, мм Диаметр метчика, мм Диаметр скважины, мм Габаритные размеры, мм Условное обозначение основных частей приспособления
наружный диаметр длина головки направления соединитель- ной муфты воронки
31/2Х73/4 89 89 190 166 1467 31/2x53/4 146 53/4Хб9/16
41/2Х83/4 114 114 214 195 1765 - 41-/2 х 65/э 168 65/8Х7П/1в
41/2Х9З/4 114 1.14 243 216 1796 41/2x75/8 194 7s/8X81/2
41/2ХЮЗ/4 114 114 269 243 1816 41/2x75/8 194 75/8x 99/ig
53/ie X ЮЗ/4 141 141 269 243 1821 59/1вХ85/8 219 85/8х 99/ie
59/16X103/4 141 141 295 269 1841 59/ieX85/g 219 86/8Х105/8
59/16X 123/4 141 141 320 298 1841 59/1бХ85/8 219 85/8Х113/4
65/8Х 113/4 168 168 295 269 1826 65/8Х95/8 245 95/8Х105/8
63/8Х 123/4 163 168 320 298 1826 6s/8x9b/8 245 95/8Х113/4
63/8Х133/4 168 168 345 298 1846 65/8х95/8 245 95/8ХИЗ/4
6s/8x 143/4 168 168 370 343 1886 65/8 X 9В/8 245 95/8Х133/4
65/8Х153/4 168 168 394 343 1886 65/8х95/8 245 9в/8Х 131/2
65/8Х 173/4 168 168 445 394 1931 6г,/8 X 95/я 245 95/8х 151/а
С>5/8х 193/4 168 168 490 445 1976 65/8Х95/8 245 9В/8Х171/2
65/8Х 203/4 168 168 540 470 1986 65/8Х95/8 245 95/8Х181/2
Примечание. условное обозначение центрирующего приспособления к 1Н-лш правому метчику (с воронкой 75/8х9’/1в) для ловли IU-.wii бу,;
рильных труб вХскважине диаметром 269 лыиа центрирующее приспособление 4‘/2Х10я/* Н 593-56. Для метчиков с левой резьбой перед первой
цифрой обозначения добавляется буква Л.
Размеры и вес ловильных колоколов
Таблица VII-46
Условпое обозначение Рис. Размеры, лш Число продоль- Присоединительная резьба Вес без
VII-65 Л„ D ^0 (1 1 L ных канавок верхняя (замковая) нижпяя (обсадных труб) воронки, кг
ЗШ 27/8’Х53/4" * а 108 115 63 80 300 520 4 3-92 — 22,5
ЗН 27/8"Х53/4" а 95 115 45 80 300 520 4 3-76 — 20,0
ЗШ 31/2"ХбЗ/4"* а 118 135 78 95 300 600 5 3-101 — 33,0
ЗН 31/2"х63/4" а 108 135 58 95 300 600 5 3-88 __ 32,5
ЗН 41/2"х73/4" а 146 168 99 120 450 770 5 3-117 — 59,0
ЗН 41/2"х73/4"* б 140 168 78 120 450 770 5 3-117 — 58,5
ЗШ 41/2"Х83/4" в 146 168 100 120 350 670 5 3-121 168 мм (6в/8") 55,0
ЗН 41/2"Х83/4"* в 140 168 78 120 350 670 5 3-121 168 мм (6в/8") 55,5
ЗШ 59/i6"X93/4" в 178 194 127 150 400 750 5 3-147 194 мм (75/8") 75,0
ЗН 59/ie"x93/4" * в 172 194 98 150 400 750 5 3-140 194 мм (75/8") 78,5
ЗШ 65/8"х113/4" в 203 219 153 176 380 730 5 3-171 219 мм (85/8") 84,0
ЗН 65/8"хИЗ/4"* в 197 219 122 176 380 730 5 3-152 219 мм (8в/8") 90,0
Примечание. Колокола, обозначенные звездочкой, поставляются по особому заказу.
Воронки, переводники и направления к промывочным ловителям
Переводники поставляется по особому заказу.
208
Таблица VI1-47
Ловители промывочные
Условное обозначение ловителя Диаметр извле- каемых труб, мм Диаметр сква- жин, мм Проход через манжету D, ММ Проход через плашки Е, мм Присоедини- тельная резьба (верхняя и ниж- няя), Л1М Наружный диаметр А Длина L О о И
замка ЗН замка ЗШ замка ЗН замка ЗШ
ЛБП 58/4 X 41/, 89 190 106 115 110 119 146 175 730 по
ЛБП 6% X 4х/2 114 214—269 138 143 142 148 168 216 760 160
ЛБП 85/g X 59/ie 141 269—490 169 175 173 180 219 243 885 195
ЛБП 9®/8 X 65/8 168 295—540 195 200 199 205 245 269 885 230
Таблица VII-49
Ловильный инструмент и рекомендации по его применению
Диаметр извлекаемой бурильной трубы, замок и место прихвата Условное обозначение ловильного инструмента
ловильный метчик ЛОВИЛЬНЫЙ КОЛОКОЛ ловитель ЛБП
универсальный специальный
73 мм с замком ЗН: за тело трубы . . . за высаженную часть зн 2’/8 X 30 — 1 ЗШ 5е/1в X } Х<
за муфту трубы . . за муфту замка с зам- ковой резьбой . . ЗН 2’/8 X 45 Тр 27/8х8Нх1" ЗН 2’/8х5Нх1" ЛБП 8% X
за муфту замка с трубной резьбой за ниппель замка ЗН 2’/8 X 30 Тр 27/8х8Н х 1" — X 59/16
89 Л1Л1 е замком ЗН: за тело трубы . . . за высаженную часть ЗН 27/8 X 45 — ЗШ 4х/2 X 83/4 ЗШ 4у2 X 83/4
за муфту трубы — Тр 3V,X8HX1" — ЛБП 6% X
за муфту замка с замковой резьбой зн зу2 X 58 ЗН 3*/2Х5НХ1" х.472
за муфту замка трубной резьбой за ниппель замка зн 2’/8 X 30 Тр Зу2х8НхГ —
114 мм с замком ЗШ: за тело трубы . . . за высаженную часть ЗШ 4>/о X 70 1 ЗН ЗН2 X J хб3/4"
за муфту трубы . . — Тр 4х/2Х8Н Х1" ЛБП 53/4 X
за муфту замка с замковой резьбой ЗШ 41/., X 70 ЗШ 4V,X2HX1" X а ,<2
за муфту замка с трубной резьбой за ниппель замка ЗШ 4V2 X 70 Тр 41/2х8Нх1" —
141 мм с замком ЗШ: за тело трубы . . . за высаженную часть ЗШ 5»/м X 89 — 1 ЗН 27/8 х ) х53/4
за муфту резьбы за муфту замка с замковой резьбой ЗН 5®/16 X 89 Тр 59/мх8хН1" ЗШ 5®/1вх4Нх1"
за муфту замка с трубной резьбой . за ниппель замка ЗН 59/16 X 89 Тр 5»/вх8НХ1" —
14 Заказ 1050
209
По A A
Рис. VII-67. Маг-
нитный фрезер
МФ-ЗМ.
Магнитный фрезер состоит из корпуса 2,
внутри которого смонтированы мощные
постоянные магниты 5. Магниты имеют
верхний 4 и нижний 6 полюсы. Между
корпусом фрезера и магнитами запрессо-
вана бронзовая втулка 7. Верхняя часть
магнитного фрезера имеет переводник 1
для соединения его с колонной бурильных
труб, а нижняя — зубчатую коронку 3
для обуривания извлекаемого предмета.
Спускают магнитный фрезер до забоя
при вращении инструмента со скоростью
60—100 об/мин с обязательной промывкой.
Не доходя 20—30 см до забоя, спуск инст-
румента приостанавливают, и, не прекра-
щая' вращения, интенсивно промывают
забой в течение 10—15 мин. Затем, не пре-
кращая вращения и промывки, фрезер
плавно спускают на забой и обуривают
извлекаемый предмет. За время обурива-
ния металлические предметы притягива"
ются магнитами к нижнему полюсу.
Перед подъемом фрезера на поверхность
необходимо прекратить вращение инстру-
мента и циркуляцию промывочной жидко-
сти. Следует избегать резких ударов и толч-
ков при торможении.
Магнитные фрезеры намагничивают на
заводе. Срок службы фрезера приблизи-
тельно 1 год, после чего необходимо повтор-
ное намагничивание. Разбирать фрезер,
за исключением смены коронки, не реко-
мендуется, так как это может привести
к его размагничиванию. Чтобы избежать
размагничивания и продлить срок службы
магнитного фрезера, его надо хранить
вдали от металлических предметов (табл.
VII-50).
Таблица VII-50
Магнитные фрезеры МФ-ЗМ
Показатели Условное обозначение фрезера МФ-ЗМ
53/4" 73/4" 93/4" И3//' 133/4" 13»/4" с коронкой 15»/4"
Подъемная сила, кГ 50 60 80 100 180 180
Диаметр коронки, мм . . . . 135 180 225 275 325 375
Длина фрезера, мм Присоединительная резьба 550 645 760 785 985 1010
по ГОСТ 5286-58 3-101 3-121 3-147 3-171 3-171 3-171
Диаметр скважины, дюймы 6 8 10 12 14 16
Количество половин магнитов Размер резьбы обсадной трубы 2 2 2 4 4 4
под коронку, дюймы .... 53/< 6®/8 77з 97з 11з/4 И74
Вес, кг 45 60 100 165 260 285
Таблица VI1-51
Размеры и вес овершотов
Условное А В С D и ь Диаметр
овершота размеры, мм скважины, дюймы Вес, кг
5 X З1/,/ 166 124 128 75 330 725 774 41
6 X 41/." 195 152 152 100 350 750 83/4-93/4 50
7 X 5»/16" 224 178 178 125 380 800 93/4—103/4 66
8 X 59/16" 243 190 200 125 390 800 103/4— Цз/4 77
8 X б®//' 254 204 203 145 400 800 103/4—-133/4 82
9 X 6®/3’ 269 215 225 145 400 800 113/4—193/4 90
10 X 65/s" 298 250 250 150 455 925 133/4—193/4 114
210
Овершот (рис. VI1-68) предназначен для
ловли бурильных труб (табл. VII-51). Его
следует применять на небольших глубинах,
если инструмент не прихвачен.
Овершот состоит из трубчатого корпуса
и четырех пружин. Верхний конец овер-
шота соединяют с бурильными трубами
через обсадную трубу соответствующего
диаметра и переводник, а на нижний конец
навинчивают направляющую коронку.
При ловле овершот спускают до тех пор,
пока пружины его не пройдут ниже замка
бурильной трубы. При подъеме пружины,
упираясь в торец замка, захватывают
оборванную часть инструмента.
Забойный фрезер ФЗТ-1 (рис. VII-69)
служит для расфрезерования металличе-
ских предметов, оставленных в скважине.
Он представляет собой цилиндрическую
поковку, в верхней части которой имеется
внутренняя замковая резьба, а в нижней
Рис. VII-69. Забой-
ный (торцевой) фрезер
ФЗТ-1.
части по торцу нарезаны зубья, располо-
женные радиально. Для прочности и мень-
шего износа зубья наварены твердым спла-
вом. Для промывки скважины во время
фрезерования в центре фрезера имеется
сквозное отверстие (табл. VII-52).
Работа фрезером осуществляется при
минимальном числе оборотов инструмента
(40—60 об/мин).
Таблица VII-52
Забойные фрезеры ФТЗ-1
Условное обозначение фрезера D L Присоединительная замковая резьба по ГОСТ 5286-58 Вес, кг
разме] ЭЫ, ЛШ
ФТ31-41//' X 8" 214 400 3-121 92
ФТ31-66/8" X 10" 243 420 3-151 123
ФТ31-67/ X 12" 295 420 3-152 140
ФТ31-65// X 14" 346 438 3-152 175
ФТ31-6б/8 X 16" 394 600 3-152 360
14*
211
Башмачный фрезер с внутренними зубь-
ями (рис. VII-70) предназначен для обра-
ботки фрезерованием оборванных концов
бурильных труб. После него спускают
в скважину ловильный инструмент для
извлечения труб.
Рис. VII-70. Фрезер баш-
мачный с внутренними
зубьями.
Фрезер представляет собой стальной
цилиндр, на внутренней конической поверх-
ности которого нарезаны продольные зубья.
На верхнем конце фрезера находится резь-
ба обсадных труб. С колонной бурильных
труб" фрезер соединяют при помощи пере-
водника (табл. VII-53).
Башмачный фрезер с торцовыми зубьями
(рис. VI1-71) служит для расфрезерования
Рис. VII-71. Фрезер
башмачный с торцо-
выми зубьями.
породы и металлических предметов в коль-
цевом пространстве между стенками сква-
жины и бурильными трубами. Фрезер
Таблица VI1-53
Башмачные фрезеры с внутренними зубьями
Условное Диаметр фрезеруемых труб, дюймы Г ‘кии; D Di Ps Di О. d Л L h со
фрезера Диамс скваж ДЮЙМ! размеры в мм | Вес, к
5 X 65/8" 5 X 71//' 37» 771 163 166 120 148 168 86 ПО 400 153 35
з’Л 871 190 188 140 148 168 86 105 400 154 39
6 X 71/," 472 871 190 188 140 170 190 110 132 460 179 47
6 X 87/ 47з «74 216 214 170 170 190 110 135 460 180 52
7 X 91/2" ^2 Ю7! 240 238 190 196 216 ПО 128 460 210 90
7 X 91/," 5716 ю»/4 240 238 190 196 216 138 156 460 210 85
8 X 1О/2" 5716 1074 267 265 215 221 243 138 158 500 230 80
8 X 105/8" 67s И7-, 267 265 215 221 243 165 185 500 230 75
9 X И»/ " б78 1274 270 268 215 247 270 165 185 560 260 108
10 X 131// 67 я 1574 345 343 253 275 298 165 185 560 300 165
10 X 151/," 67s 177а 395 393 253 275 298 165 185 610 300 220
10 X 171// 67s 197г 445 443 253 275 298 165 185 610 300 250
212
Таблица VII-54
Башмачные фрезеры с торцовыми зубьями
условное Диаметр фрезе- руемых труб Диаметр D о2 Ds d L Вес,
обозначение фрезера с замками ЗН и ЗШ, дюймы скважины, дюймы размеры, ж кг
5 X 6%" 3% 73Д 168 132 148 168 132 400 280
5 X 71/.," з% 83Д 190 150 148 148 132 400 32
6 X 71/," 41/, 83А 190 153 170 190 153 460 37
6 X &/2" 93/а 216 175 170 190 153 460 40
7 X 91// ^ /2 И 59/16 (5%6 с замка- ми ЗН) 113/4 240 200 196 126 178 460 45
8 X 10*/2" б%б 117, 267 225 221 243 203 500 60
9 X 10%" 6% 4 2% 270 229 247 270 229 560 70
9 X 11%" 67s 133Д 300 260 247 270 229 560 78
10 X 13%" б7з 153/4 345 295 275 298 257 560 105
25 см меньше диаметра сква-
представляет собой цилиндр, на нижнем
торце которого нарезаны зубья. Верхняя
часть фрезера снабжена резьбой обсад-
ных труб (табл. VII-54).
Фрезер-паук (рис. VII-72), как и магнит-
ный фрезер, служит для ловли -мелких
металлических предметов, оставленных
в результате поломки забойного инстру-
мента или случайно упавших в скважину.
Фрезер-паук состоит из корпуса 7,
плунжера 3, который при помощи кольца
соединен с квадратом 2. проходящим через
отверстие крышки 4. На нижний конец
корпуса 1 навинчена фрезерная коронка 6.
Внутри корпуса размещен паук 7.
Спускают фрезер-паук на бурильных
трубах с обязательной циркуляцией про-
мывочной жидкости. После того как фре-
зер-паук дойдет до забоя и накроет ме-
таллической предмет, на малых оборотах
углубляют забой на 30—50 см с таким
расчетом, чтобы керн вместе с металли-
ческим предметом вошел внутрь фрезера.
Затем, выключив насос, нажимают колон-
ной бурильных труб на забой, в резуль-
тате чего происходит срезание штифтов 5,
которыми плунжер 3 скреплен с ' корпу-
сом 1. Опустившийся вниз плунжер, на-
жимая на паук, заставляет его упираться
в кольцо конусного направления. Пальцы
паука, получив направление от внутрен-
ней конической поверхности фрезера, за-
гибаются внутрь к оси фрезера, закры-
вают его нижнее отверстие. В таком
положении фрезер-паук извлекают на по-
верхность (табл. VII-55).
Отводный крючок (рис. VII-73) пред-
назначен для установки инструмента по
центру скважины. Рекомендуется приме-
нять только тогда, когда инструмент
прислонен к стенке скважины.
Нижний конец отводного крючка ото-
гнут в сторону п вниз. Развод А должен
быть на
жины.
После того как инструмент при помощи
отводного крючка будет установлен по
центру, дальней-
шие операции по
извлечению ин-
струмента произ-
водят при помопщ
метчиков или ко-
локолов.
Рис. VII-72. Фре-
зер-паук.
Рис. VII-73.
Отводной
крючок.
Печати служат для определения поло-
жения и характера излома оставленного
на забое инструмента. Печати бывают
конические и плоские.
Коническая печать (рис. VII-
74, а) служит для определения характера
разрыва или смятия обсадных труб. Она
представляет собой металлический стер-
213
Таблииа VI1-55
Фрезеры-пауки
Условное обозначение фрезера-паука Присоединитель- ная резьба по ГОСТ 5286—58 Диаметр скважины, дюймы Наружный диаметр коронки, , лии Диаметр проходного отверстия, ЖК Длина, мм Вес, кг
ФП-6®/8" 3-88 6% 132 84 1390 160
ФП-93/." 3-121 93/4 228 175 2365 215
ФА-113//' 3-121 113/4 265 210 2650 290
жень с кольцевыми наружными выточками,
которые служат для прочной связи свин-
цовой оболочки с металлическим стерж-
нем. Внутри стержня имеется продольное
отверстие для прохождения промывочной
жидкости. В верхней части печать имеет
резьбу муфты пли ниппеля замка для
соединения с бурильными трубами.
Плоские печати служат для
определения положения оборванных бу-
рильных труб относительно оси скважины,
а также для определения положения обло-
манного долота и различных металличе-
ских предметов, находящихся на забое.
Корпус плоской печати чаще всего изго-
товляют из трубы (рис. VH-74, б, в, г).
В качестве материалов для получения
отпечатков могут быть использованы вар,
мастика и любые другие пластические
материалы.
На конические печати не существует
стандарта. Их изготовляют на месте ра-
боты. Необходимо, чтобы печати не имели
выступающих наружу кромок. Прп изго-
товлении плоских печатей перед заливкой
пластическим материалом необходимо сде-
лать арматуру из проволоки, для чего
на торцовой п боковой поверхностях,
которые должны быть залиты, просверли-
вают отверстия. Через эти отверстия
продевают проволоку и устраивают прово-
лочную арматуру. Затем печать заливают
пластическим материалом на 2—3 мм выше
арматуры.
Труборезы предназначены для вырезки
колонн обсадных труб на заданной глу-
бине по проекту, а также для вырезки
по частям обсадных труб, прихваченных
породой, и бурильных труб, оставленных
в скважине.
Роликовый труборез (рис. VH-75) кон-
струкции б. треста Союзнефтебурвод пред-
назначен для вырезки обсадных труб
диаметром от 219 до 377 мм. Он представ-
ляет собой трубчатый корпус 1, в средней
части которого имеются три окна 2, рас-
положенных под углом 120°. В окна
вставлены и приварены направляющие
втулки 3, в которых помещаются плашки 4
с режущими роликами 5. В нерабочем
положении конус 6 опущен вниз до отказа.
Для отжимания плашек с роликами
в исходное положение служат пружины .9,
приклепанные к корпусу трубореза. На
верхний и нпжний концы трубореза на-
винчены патрубки 10, на которые надеты
направляющие пружины (фонари) 7 и 11.
Вырезают трубы роликовым труборезом
следующим образом.
Труборез опускают в скважину на об-
садных трубах, при этом одновременно
наращивают рабочие штанги, соединен-
ные со штоком 8 конуса. После установки
трубореза на необходимой глубине обсад-
214
ные трубы, па которых спуще н труборез,
закрепляют железными хомутами, под
которые подводят опорную плиту. Затем
на верхний обрез подвешенных труб
устанавливают специальную п литу, через
которую проходит натяжной винт. Под
Рис. VII-75. Тру-
борез роликовый.
гайку натяжного винта подводят шарико-
вую пяту. Вращая подвешенные обсадные
трубы прп помощи деревянных хомутов,
одновременно натягивают штанги путем
навинчивания гайки на натяжном винте.
Благодаря этому конус 6 поднимается
вверх, выталкивая плашки с роликами.
Ролики, врезаясь в трубу, перерезают ее.
После того как трубы будут отрезаны,
винт со штангами и конусом спускают
вниз до отказа и труборез извлекают на
поверхность. Затем поднимают отрезанные
трубы.
Для того чтобы определить момент
отрезания труб, их натягивают прп помощи
домкратов, которые подводят под желез-
ные хомуты. Когда трубы будут отрезаны,
станет ощутим толчок — они как бы «под-
скочат».
Труборез снабжается двумя комплек-
тами плашек, каждый из которых пред-
назначен для определенного диаметра труб,
например 219 и 273 мм, 325 и 377 мм и
т. д. (табл. VII-56).
Внутренний однорезцовый труборез
(рис. VII-76) отличается от роликового
тем, что в нем режущей частью являются
не ролики, а резец. В одной из трех пла-
шек закреплен резец, а в двух других —
направляющие ролики. Выдвижение пла-
шек осуществляется прп помощи распор-
ных планок, соединенных со штоком шар-
нирно. Однорезцовым труборезом трубы
вырезают точно так же, как и роликовым
(табл. VII-57).
Наружный труборез ТрБ2-6 5/8(рпс. VII-
77) предназначен для вырезания по частям
оставленных в скважине бурильных труб.
Для этого труборез опускают на нужную
глубину и затем приподнимают вверх до
тех пор, пока пружины овершота не упрут-
ся в торец муфты пли замка бурильных
труб. Продолжая натягивать труборез,
следят по индикатору веса за срезом мед-
ных штифтов 15. Как только штифты
будут срезаны, под действием разжима-
ющейся пружины нажимная втулка 10
начнет давить на резцы 12, которые при-
ходят в соприкосновение с бурильной
трубой. Затем, вращая труборез со ско-
ростью не более 40 об/лшн, обрезают бу-
рильные трубы нод замком.
Домкраты. Для извлечения обсадных
труб ив скважины, а также для их расха-
Таблица VI 1-55
Роликовые труборезы
Диаметр обсадных труб, мм Размеры, лим Вес, кг
А 1 Б В Г Д Е
219—273 207—263 168 168 42 570 2210 145
325—377 306-352 168 238 48 570 2300 205
215
Рис. VI1-76. Труборез внутренний
однорезцовый.
Таблица VI 1-57
Внутренние однорезцовые труборезы
Вес, кг
Диаметр обсадных труб, мм Размеры, мм
А Б В Г Д Е Ж 3 И К
168 155 6,5 145 145 34 127 340 127 I1//' 204
219 205 7 145 192 34 127 370 127 КД" 204
273 255 9 220 242 По подвес- 48 168 410 168 КД" 303
325 305 10 220 292 ним трубам 48 168 410 168 КД" 378
377 355 11 340 340 70 168 425 273 КД" 378
426 405 11 340 390 70 168 525 273 КД" 378
478 , 455 11 440 440 80 168 540 377 КД" 447
529 505 12 440 490 80 168 540 377 I1//' 447
Рис. VII-77. Наружный труборез
ТрБ2-65/8.
1 — переводник; 2 — плоская пружина
(3 шт.); 3 — корпус трубореза; 4 —
дистанционный стакан; 5 — заклепки
(6 шт.); 6 — корпус овершота; 7 —
кольцо; 8, 10 — нажимные втулки;
9 — спиральная пружина; 11 — шпон-
ки; 72— резец (3 шт.); 13 — палец
(3 шт.); 14 — воронка; 15 — штифты
(4 шт.); 16 — стопор (2 шт.).
217
Ряс. VII-78. Гидравличе-
ский домкрат ГД-1-300.
1 — резервуар; 2 — плун-
жерные насосы; 3—ось вра-
щения рычага привода; 4 —
стойки; <5 — палец серьги
плунжера; 6 — рычаг при-
вода; 7 —распределительная
коробка; 8 — домкраты (ци-
линдры); 9 — нагнетатель-
ные трубопроводы
живания применяют гидравлические пли
винтовые домкраты. Чаще всего исполь-
зуют гидравлические домкраты марки
ГД-1-300 (рис. VII-78 и VII-79).
Техническая характеристика домкратов
Грузоподъемность спаренных
домкратов при давлении
300 кГ/см2 и диаметре ска-
лок 252 мм, т............ 300
Предельное давление в насо-
се низкого давления,
кГ/см2................... 50
Предельное давление в насосе
высокого давления, кГ/сх2 390
Длина хода скалки домкра-
та, мм .................... 500
Диаметр скалки, -ил . . . 252
Рабочая жидкость .... легкое
машинное
масло
Габариты, ж
длина ................... 5590
Рис. VII-79. Насосы гидравлического дом-
крата ГД-1-300.
1 — шаровые нагнетательные клапаны; 2 — плун-
жер диаметром 50 мм насоса низкого давления;
3 — насос низкого давления; 4 — шаровые вса-
сывающие клапаны; -5 — плунжер диаметром
20 Л1Л1 насоса высокого давления; 6 — насос
„ высокого давления; 7 — всасывающая трубка;
8 — ручки для передвижения насоса; 9 — прием-
ная коробка с сеткой: 10 — колеса; 11 — мано-
метр.
218
ширина ................ 1435
высота................. 1425
Вес с масляным насосом,
кг....................... 1575
Применяются также домкраты марки
ГДКЗ-150 общей грузоподъемностью 150 т
при высоте подъема 550 мм. Для извле-
чения труб из неглубоких скважин исполь-
зуются двухвинтовые или одновинтовые
домкраты.
ЭЛЕМЕНТЫ МАЛОЙ МЕХАНИЗАЦИИ
В БУРЕНИИ
Приспособления малой механизации
в значительной мере облегчают отдельные
работы в бурении, способствуют повыше-
нию производительности труда, а также
создают условия для безопасности работ.
Рис. VII-80. Круговой ключ системы
3 алкина.
1 — замок; 2 — крючок; 3 — зубчатый сектор.
Круговой ключ системы Залкина
(рис. VII-80, табл. VII-58) предназначается
для соединения бурильных труб пли квад-
ратной штанги с бурильными трубами
нрп спуске их в скважину.
Для закрепления ключа на бурильной
трубе служит зубчатый сектор. При пово-
роте рукоятки зубчатый сектор прочно
закрепляет ключ на замке бурильной трубы.
Соединение бурильных труб при помощи
ключа Залкина осуществляется следу-
ющим образом.
Во время подъема порожнего элеватора
навивают на ключ 5—6 витков стального
Т аблица VII-S8
Ключи Залкина
Рис. VII-81. Приспособле-
ние для навинчивания и от-
винчивания трехшарошеч-
ных долот.
троса, вращая ключ в направлении против
часовой стрелки. Затем ключ с навитым
тросом надевают на верхний конец ко-
лонны труб, подвешенных на роторе.
Прп подаче очередной бурильной трубы
поднимают ключ и закрепляют его на
замке прп помощи зубчатого сектора.
Прп помощи бурильной катушки и пень-
кового каната завинчивают бурильные
трубы. По окончании соединения поворо-
том рукоятки сектора освобождают ключ
и вручную сматывают витки оставшегося
троса, после чего снимают ключ с колонны
бурильных труб.
Приспособление для навинчивания
и отвинчивания трехшарошечных долот
(рис. VII-81) состоит из стальной пииты 7,
219
к которой приварен отрезок трубы 2.
Внутри трубы под углом 120° приварены
три сухаря 3. Плита по форме и размерам
соответствует отверстию в столе ротора.
Рис. VII-82. Приспособление для
навинчивания и отвинчивания до-
лот РХ.
Для того чтобы отвинтить пли навин-
тить шарошечное долото, необходимо вы-
нуть большие вкладыши ротора и на их
Рис. VI1-83. Комбинированный
колпачок для долот.
место поставить приспособление. При по-
мощи собачки и храповика застопорить
ротор. Вставив внутрь приспособления
долото, навинчивают его на утяжеленную
бурильную трубу. Окончательно свинчи-
вают инструмент прп помощи машинных
ключей.
Отвинчивают долота в такой же последо-
вательности. Приспособление изготовляют
для долот диаметром от 245 до 395 мм.
Приспособление для навинчивания
и отвинчивания долот РХ (рис. VII-82)
состоит из стальной плиты 1 и ушков 2.
Форма доски должна соответствовать от-
верстию в столе ротора. Посредине доски
имеется паз, в который вставляют лезвие
долота РХ при его замене.
Комбинированный колпачок для долот
(рис. VII-83) служит для предохранения
резьбы долот прп их перемещении. Колпа-
чок состоит из корпуса 1 и дужки 2, сво-
бодно вращающейся на цапфах 3. Корпус
Рис. VII-84. Крючок для подвески
штропов.
1 — крючок; 2 — ребро жесткости;
3 — рукоятка.
колпачка имеет две резьбы: наружную
для долот с внутренней резьбой (тип Б)
и внутреннюю для долот с наружной
конусной резьбой (типа А).
Крючок для подвески штропов
(рис. VI1-84) дает возможность быстро
надевать штропы на подъемный крюк и
исключает необходимость поднимать штро-
пы с пола. Крючок подвешивают к поясу
вышки прп помощи троса диаметром 9—
11 мм с левой стороны от входа в вышку
с таким расчетом, чтобы штропы не доста-
вали до пола приблизительно на 0,5 м.
В нерабочем положении крючок с под-
вешенными на нем штропами отводят
в стороны и крепят к ноге вышки.
Тележка для бурильных труб
(рис. VI1-85) предназначается для оттас-
кивания нижнего конца бурильной трубы
или утяжеленного низа при выбросе их
на мостки, а также для перевозки различ-
ного инструмента и приспособлений в пре-
делах буровой.
Машинка для стягивания втулочно-ро-
ликовых цепей (рис. VII-86) служит для
соединения концевых звеньев цепи при
229
Рис. VI1-85. Тележка
для бурильных труб.
Рис. VII-86. Машинка для стяги-
вания втулочно-роликовых цепей.
Т — рычаги; 2 — гайка; 3 — стяжной винт;
4 — рукоятка; -5 — шарнир.
ее обрыве или замене износившихся звеньев
и пальцев. Для этой же цели может быть
использована стяжка (рис. VI1-87). При
откидывании рычага в правое крайнее
положение крючки, надетые на втулки
пальцев втулочно-роликовой цепи, сбли-
жаются, стягивая концы цепи. При отки-
дывании рычага в левое положение крючки
раздвигаются и стяжка освобождается.
Ключ для загибания шпилек у втулочно-
роликовых цепей (рпс. VII-88) дает воз-
можность без особого усилия и затраты
времени надежно и удобно шплинтовать
цепи.
Нижняя часть ключа выполнена в виде
патрона со специальным углублением для
конца валика цепи и шпильки.
После того как шпильку заведут в от-
верстие пальца цепи, надевают патрон
ключа с таким расчетом, чтобы выступа-
ющий конец пальца вошел в углубление
патрона ключа, и поворотом ключа заги-
бают шпильку.
Приспособление против разбрызгива-
ния глинистого раствора (рис. VII-89)
предохраняет от разбрызгивания глинистым
раствором при подъеме из скважины и раз-
винчивании бурильных труб.
Приспособление представляет собой ме-
таллический кожух, состоящий из двух
половин 7 и 4, соединенных шарнирными
петлями 6 и пружинным замком 2.
Приспособление в раскрытом виде на-
девают на бурильную трубу и закрывают;
при этом замок автоматически защелки-
вается. В верхней и нижней частях имеются
221
Рис. VI1-87. Стяжка для втулочно-роликовых цепей.
уплотнительные манжеты, причем верхняя
манжета 1 имеет отверстие, соответству-
ющее наружному диаметру бурильной
трубы, а нижняя 5 — диаметру замка.
Для слива раствора служит патрубок 3.
Юбку подвешивают на тросе к поясу
вышки справа от ротора, при этом нижний
Рис. А'II-88. Ключ для за-
гибания шпилек у втулочно-
роликовых цепей.
1 — рукоятка; 2 — стержень;
в — патрон; 4 — ограничитель-
ная4планка.
ее конец должен находиться на уровне
муфты замка, установленной на элеваторе.
Приспособление для выемки втулок буро-
вого насоса (рпс. VI1-90) состоит из кони-
ческого корпуса Z и трех плашек 3. Дви-
жение плашек ограничивается кольцом 4
и штифт амя 2.
Для извлечения втулки насоса приспо-
собление вставляют внутрь втулки до
середины ее длины и при помощи натяже-
ния ручки 5 фиксируют его. Медленно
вращая шкив насоса, подводят поршень
к торцу приспособления. Дальнейшим вра-
щением шкива втулку вместе с приспособ-
лением выталкивают из корпуса насоса.
Рпс. VI1-89. Приспо-
собление против разбрыз-
гивания глинистого рас-
твора.
222
Рпс. VII-90. Приспо-
собление для выемки
втулок бурового на-
соса.
Крепление скважин
асбоцементными трубами
Для обсадки скважин применяют, кроме
стальных, также асбоцементные трубы.
Спуск в скважину асбоцементных труб
Монтаж колонны обсадных асбоцемент-
ных труб с резьбовыми муфтами осущест-
вляется обычными общеизвестными прие-
мами. Во избежание поломки нижней
кромки первой трубы на нее необходимо
Рпс. VI1-91. Схема
устройства для
спуска асбоцемент-
ных труб на бу-
рильных трубах.
1 — асбоцементные
трубы; 2 — буриль-
ные трубы; 3 — пере-
водник с левой резь-
бой; 4 — башмак.
навинтить предохранительный стальной
башмак.
Спуск колонны асбоцементных труб с без-
резьбовымп муфтами значительно слож-
нее, чем при резьбовом соединении, он
осуществляется при помощи бурильных
труб и специальной нижней поддержки,
состоящей из стального башмака (рпс. VII-
91) и отворота с левой резьбой (рпс. VII-
Спуск обсадной колонны осуществляют
в следующем порядке.
На нижний конец первой трубы навин-
чивают специальный стальной башмак 4
с левым отворотом 3 и бурильной трубой 2
(рпс. VII-91). Длина штанги должна быть
Рпс. VII-92. Башмак и отворот для спуска
асбоцементных труб.
1 — башмак; 2 — отворот.
несколько больше длины асбоцементной
трубы. На выступающий из трубы конец
штанги закрепляют впритык к торцу
шарнирный хомут. При помощи фар-
штуля опускают трубу до устья скважины
и оставляют ее подвешенной на шарнир-
ном хомуте. Затем внутрь второй трубы
с напрессованной муфтой продевают штангу
и закрепляют ее с обеих сторон шарнир-
ными хомутами. При помощи фарштуля
поднимают трубу и соединяют верхнюю
штангу с нижней. После этого обсадную
трубу подвешивают на веревочной петле,
снимают со штанги нижний шарнирный
хомут п, осторожно опуская трубу, за-
правляют ее нижний конец в муфту пре-
дыдущей трубы. Затем передвигают верх-
ний хомут к торцу оосадной трубы,
223
п прп помощи фарштуля опускают ко-
лонну до устья скважины, оставляя ее
подвешенной на шарнирном хомуте. За-
крепляют следующую трубу и спускают
колонну до устья скважины в той же
последовательности.
Когда трубы достигнут намеченной глу-
бины, поворотом бурильных штанг вправо
вывинчивают иа башмака отворот и вместе
со штангами извлекают на поверхность.
Перед бурением в водоносном горизонте
необходимо произвести подбашмачное или
затрубное цементирование колонны. Це-
ментируют колонну через поддержива-
ющие бурильные трубы. Для предотвраще-
ния поступления цементного раствора из
затрубного пространства в трубы в баш-
маке устанавливают обратный клапан.
Бурят в водоносном горизонте после
спуска в скважину асбоцементных труб
шарошечными долотами на I—II скоро-
стях, причем на бурильные трубы следует
обязательно надевать предохранительные
резиновые кольца.
Прп соединении асбоцементных труб
и при спуске их в скважину на хомутах
пли элеваторах последние нужно точно
подгонять по трубам и устанавливать их
осторожно, чтобы не разрушить трубы
при затяжке болтов. Для вращения труб
применяют короткие деревянные воротки
с петлями из пенькового каната.
Учитывая хрупкость асбоцементных
труб, оголовки скважин, закрепленных
этими трубами, необходимо бетонировать.
ТЕХНОЛОГИЯ
РОТОРНОГО БУРЕНИЯ
При роторном бурении на воду скважины
имеют обычно следующую конструкцию:
1) шахтовое направление; 2) кондуктор;
3) техническая колонна; 4) эксплуатацион-
ная колонна; 5) фильтровая колонна пли
фильтр.
Шахтовое направление служит для за-
крепления устья скважины от размыва
глинистым растворяй и для направления
циркулирующего' раствора. Направление
состоит из трубы длиной от 2 до 6 м в зави-
симости от устойчивости верхнего слоя
пород; направляющая труба спускается
в заранее вырытый шурф или забуренную
скважину; после проверки вертикальности
ее забутовывают или цементируют.
Кондуктор предназначен для перекры-
тия водоносных горизонтов, не подлежа-
щих эксплуатации, пли неустойчивых верх-
них пород, а также для обеспечения вер-
тикальности скважины. Кондукторы дли-
ной не более 50 м устанавливают обычно
прп бурении глубоких скважин (500—
1000 л). Затрубное пространство кондук-
тора. обязательно цементируют от башмака
до устья скважины. Неглубокие скважины
(100—150 лг) обычно бурят без спуска
кондукторов.
Технические или промежуточные колон-
ны при бурении на воду устанавливаются
редко, только при необходимости перекры-
тия не закрепленных направлением или
кондуктором водоносных горизонтов,
склонных к обвалам и поглощению промы-
вочной жидкости и не позволяющих про-
должать дальнейшее бурение, а также
перед пластами, сильно поглощающими
промывочную жидкость. Затрубное про-
странство технических колонн обычно це-
ментируется.
Эксплуатационные колонны являются
основными для скважин на воду. Обычно
их спускают до кровли эксплуатационного
водоносного горизонта и перекрывают ими
ниже направления пли кондуктора все
пройденные водоносные горизонты и пла-
сты. Эксплуатационные колонны цементи-
руют с подъемом цемента в затрубном
пространстве от башмака до устья сква-
жины или па высоту, достаточную для
изоляции пройденных пластов. Иногда
эксплуатационную колонну устанавливают
на всю глубину скважины с фильтром
в нижней части против водоносного гори-
зонта. При этом цементирование произ-
водят манжетным способом. Если эксплуа-
тационную колонну устанавливают в кров-
Таблица VII-59
Соотношение между диаметрами долот
и диаметрами обсадных колонн
Наружный Величина зазора на сторону, лш
диаметр , Л1М
3
Диаметр о S „ 5
& долот, ж
О ; gsa о к е
о & 1 S жду с нажив трубо]
•с о & SoS ё о s
146 166 197 25,5 15,5
168 188 247 40,0 30,0
295 63,5 53,5
219 243 295 38,0 26,0
346 63,5 51,5
273 298 346 36,5 24,0
394 60,5 48,0
325 351 394 34,5 21,5
445 60,0 47,0
377 402 445 34,0 21,5
490 56,5 44.0
426 451 490 32,0 19,5
540 57,0 44,5
478 503 603 64,5 50,0
224
ле водоносного горизонта, то фильтр с
отстойником и надфпльтровой трубой уста-
навливают ниже эксплуатационной колон-
ны «впотай» на сальнике.
Диаметр долота для бурения опреде-
ляется диаметром муфты обсадной ко-
лонны п величиной зазора между муфтой
колонны п стенками скважины для запол-
нения ее цементным раствором.
Величину зазора следует согласовывать
с выходом колонны из-под башмака преды-
дущей колонны; чем больше выход, тем
больший нужен зазор. Величина зазора
зависит также от диаметра колонны: за-
зор делается большим для колонн диамет-
ром свыше 273 мм (табл. VII-59).
Исходя из принятой величины затруб-
ного зазора, определяют диаметр долота
для данной колонны и диаметр предыдущих
колонн. Необходимо учитывать также ве-
личину зазора между долотом и стенками
обсадной колонны, через которую долото
должно проходить на забой. Зазор должен
быть равен 3—-5 мм.
При бурении под' колонны диаметром
273 и 325 мм зазор между стенками сква-
жины и муфтами колонн менее 47 .«
допускается только при выходе колонн
из-под башмака не более 200 м. Под ко-
лонны диаметром 377 и 426 мм рекомен-
дуется бурение долотами 490 и 540 мм.
Геологе-технический наряд
Буровой бригаде до начала бурения
скважины выдается геолого-технический
наряд. Геолого-технический наряд, соста-
вленный на основе данных проектной доку-
ментации по скважине (проекта, поясни-
тельной записки и других материалов),
является основным документом для соору-
жения скважины. Геолого-технический на-
ряд составляет старший прораб пли инже-
нер управления и утверждает главный
инженер управления или участка.
Большинство скважин на воду бурят
как разведочно-эксплуатационные, по-
этому указания геолого-технического на-
ряда в процессе работ следует корректиро-
вать в зависимости от действительных дан-
ных вскрываемого разреза.
К геолого-техническому наряду (табл.
VII-60) прикладываются копии договора
и сметы и наряд на производство работ.
Таблица VI1-60
Наименование буровой организации (трест.
управление . . .., участок. . ., буровые под-
разделения ...........................).
Г еолого-гпехнический наряд
I. Общие данные
Местонахождение скважины ....
Номер скважины ..... .........
Проектная глубина скважины, м...........
Тип скважины (эксплуатационная, разведоч-
но-эксплуатационная) ...................
Отметка устья скважины, м...............
Кем составлен проект (проектная организа-
ция) ...................................
Заказчик или генподрядчик . .........
Дата начала бурения.....................
Дата конца бурения......................
III. Гидрогеологическая часть
Стратиграфия Геологический разрез и описа- ние пород Категория грун- тов Конструкция скважины Эксплуатацией- 5 5 Э 23 3 1° и s S о. в2 Интервалы отбо- ра керна Зона поглощения Глубина стати- ческого уровня поды Проектный дебит скважины Ожидаемый удельный дебит Интервалы каро- тЗ со s Я К с Q О й S а 75 S и S а тЗ а S Интервалы отбо- ра шлама
IV. Техническая часть
Вид и параметры промывочной 3 5 =1 £ Типы и размеры долот Осевая нагрузка на долото Число оборотов ротора Количество подаваемой промыв очной жидкости Интервалы и способы цементи- рования Реагенты для улучшения гли- нистого раствора Конструкция фильтра Методы р азгли- низации Способы откач- ки. Глубина загрузки иасоса или эрлифта
15 заказ 1050
225
II. Оборудование
Тип буровой установки ................
Тип и производительность насосов, л/сек . .
Тип и емкость глиномешалки, №.........
Размеры бурильных труб................
Размеры утяжеленных труб..............
Тип и производительность компрессора . .
Размеры эрлифтных труб, 0 мм..........
воздухопроводных .................
водоподъемных ....................
Оборудование для очистки глинистого рас-
твора ................................
V. Спецификация материалов
Обсадные трубы: (диаметр, длина)
Башмаки к трубам ...................
Цемент (марка, количество) .........
Глина, л3 ..........................
Реагенты ...........................
Гравий (размер, количество).........
Сетка фильтровая (номера и количество) . .
Проволока фильтровая ...............
Каркасы для фильтров ...............
VI. Специальные указания
(Расчет цементирования, подробное описание
конструкции фильтра и др.)
Главный инженер управления
Производитель работ
Дата ...............................
Приложения: копия договора и сметы
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
К БУРЕНИЮ
Подготовительные работы к буреншо
начинаются с определения места заложе-
ния скважины, согласно координатам. Ме-
сто заложения скважины устанавливает
комиссия в составе представителей от
заказчика, подрядчика и санитарного над-
зора и оформляет соответствующим актом.
При этом следует учитывать требования
техники безопасности, противопожарные
правила и удобства размещения буровой
установки для нормальной работы.
После определения места заложения
скважины разбивают п планируют пло-
щадку для монтажа буровой установки.
Площадка для буровых установок УРБ-
ЗАМ, УРБ-4ПМ, 1БА-15в должна иметь
размеры примерно 10 X 25 м. По углам
площадки на расстоянии 15—20 л от оси
скважины устанавливают четыре якоря,
к которым крепят оттяжки мачты пли бу-
ровой вышки. Оттяжки должны быть
направлены по диагонали квадрата сече-
ния мачты пли вышки. К площадке должны
быть подведены; дорога, позволяющая сво-
бодно и безопасно проезжать автотранс-
порту при подвозке оборудования и мате-
риалов; электроэнергия и вода.
На расстоянии 20—25 м от бурового
агрегата устанавливают будку или вагон-
чик для отдыха и укрытия от непогоды
буровой бригады. В 30—50 м от буровой
установки располагают склад горючих
и смазочных материалов. В целях безопас-
ности при производстве работ буровая
установка должна находиться на расстоя-
нии не менее полуторной высоты вышки
или мачты от ближайших зданий, соору-
жений, линий электропередач и проезжих
дорог.
Перед монтажом буровой установки в
точке заложения скважины для укрепле-
ния ее устья, а также для обеспечения
вертикальности, устанавливают шахтовое
направление. Для установки направля-
ющей трубы (шахтового направления)
роют шурф размером 0,5 X 0,5 м пли
1 X 1 м и глубиной от 1,5 до 5 м (в зави-
симости от диаметра п длины трубы).
Диаметр направляющей трубы принимает-
ся согласно конструкции скважины (обыч-
но на 50 мм больше диаметра долота,
которым начинается бурение скважины).
Направляющую трубу после установки
в шурф выверяют на вертикальность при
помощи отвеса, забучивают на всю глу-
бину шурфа битым камнем пли кирпичом
и заливают цементным раствором. Для
того чтобы цементный раствор при заливке
бута не проходил внутрь направляющей
трубы, в нее перед заливкой раствора
набрасывают и утрамбовывают глипу.
При неустойчивых породах, в которых
рытье шурфа затруднительно, под напра-
вление на глубину 4—6 м бурят ротором
с малой промывкой и после спуска напра-
вляющей трубы кольцевое пространство
заливают цементным раствором до устья
скважины.
К бурению скважины можно приступить
после затвердения цемента в затрубном
пространстве, но не ранее чем через 12 ч
после заливки.
Верхний конец направляющей трубы
должен доходить до желоба, по которому
глинистый раствор, вытекающий из сква-
жины при бурении, направляется в цирку-
ляционную систему.
После установки шахтового направле-
ния приступают к монтажу буровой уста-
новки. Буровую установку располагают
так, чтобы рама установки и ротор были
совершенно горизонтальными и центр ро-
тора совпадал с центром устья направля-
ющей трубы. Положение поднятой мачты
относительно центра ротора выверяют под-
вешенной квадратной штангой. Отклоне-
226
ние квадратной штанги от центра ротора
не должно превышать 15 мм.
Одновременно с установкой направления
и бурового агрегата роют приемный амбар,
один или несколько отстойников для гли-
нистого раствора и устанавливают цирку-
ляционные желоба.
Приемному амбару обычно придают сече-
ние 2 X 3 м и глубину 1,5 м. Стенки котло-
ванов под отстойники в устойчивых поро-
дах не закрепляют; в рыхлых породах
делают деревянное крепление пли опускают
в них инвентарные металлические емкости
(ящики)- Емкость приемного амбара долж-
на быть не менее полуторного объема
скважины. Размеры промежуточных от-
стойников 1X1X1 м.
После закрепления буровой установки
и мачты делают рабочую площадку (из
досок или металлических щитов) на уровне
роторной площадки и приемный мост для
подтаскивания инструмента и труб в буро-
вую.
* Монтажные работы по установке буро-
вого агрегата закапчиваются оснасткой
талевой системы, сборкой рабочей штанги
(квадрата) и вертлюга, установкой индика-
тора веса.
Индикаторы веса надо устанавливать
при бурении скважины глубиной свыше
100 м, при меньшей глубине бурения
индикатор веса в основном требуется при
извлечении прихваченного инструмента
или обсадных труб.
Режим бурения
Под режимом бурения понимается наи-
более эффективное сочетание параметров,
определяющих его скоростные и качест-
венные показатели.
К параметрам режима роторного буре-
ния относятся осевое давление на долото,
число оборотов долота в минуту и количе-
ство подаваемой на забой промывочной
жидкости при высоком ее качестве.
Правильное сочетание параметров ре-
жима бурения определяется типом долота,
зависящим от крепости и абразивности
пород и формы рабочей поверхности забой-
ного инструмента (заправки лопастей у
долот РХ), профилем и характером рас-
положения зубьев у шарошечных долот,
диаметром долот и бурильных труб, про-
изводительностью насосов, качеством и
состоянием оборудования и инстру-
мента.
Режим бурения зависит также от геоло-
гических условий, состава, состояния и
свойств проходимых пород. Так, породы
с крупнокристаллической структурой обла-
дают лучшей буримостью, чем с мелкокри-
сталлической структурой, и т. п.
Осевое давление на долото
Осевым давлением называется нагрузка
на долото, создаваемая весом наддолотной
части бурильных труб или утяжеленным
низом, состоящим из одной или нескольких
секций утяжеленных бурильных труб.
Осевое давление, отнесенное к единице
площади соприкосновения долота с поро-
дой на забое, называется удельным давле-
нием (руд = кГ/см2^. Принято также
определять осевое давление из расчета
нагрузки на 1 дюйм пли 1 см диаметра
долота. Влияние нагрузки на эффектив-
ность работы долота на забое зависит от
осевого и от удельного давления. Бурить
можно при двух различных режимах
подачи долота: а) осевое давление посто-
янно в течение всего периода работы
долота на забое, а удельное давление изме-
няется (Рос = const); б) осевое давление
изменяется, а удельное давление остается
постоянным (руД = const).
При постоянном удельном давлении об-
щая проходка за один рейс (одно долбле-
ние) значительно больше, чем при постоян-
ном осевом давлении, так кар при этом
износ долота меньше, а продолжитель-
ность работы долота в течение одного
рейса больше. Поэтому в начале бурения,
когда долото еще не сработалось и пло-
щадь его соприкосновения с породой не-
большая, осевое давление должно быть
меньше; по мере износа долота осевую
нагрузку надо увеличивать с тем, чтобы
сохранялось постоянное удельное давление.
При определении осевого давления нуж-
но учитывать тип долота и выбирать его
в соответствии с характером проходимых
пород, а также в зависимости от прочности
бурильных труб и их диаметра. Последнее
особенно нужно учитывать при бурении
скважин долотом большого диаметра при
малых диаметрах бурильных труб.
При бурении режущими долотами РХ
нагрузка на долото должна быть ограни-
чена, так как при большой нагрузке
может произойти заклинивание долота,
что приведет к поломке бурильных труб;
а при бурении в мягких породах, особенно
в глинах, величину давления нужно соче-
тать с количеством прокачиваемого рас-
твора. Режущими долотами бурят главным
образом в мягких породах, а шарошеч-
ными в породах всех категорий при соот-
ветствующей скорости циркулирующего
раствора, но главным образом в твердых
и крепких породах.
При бурении скважин глубиной свыше
100 м удельное осевое давление допу-
скается для режущих долот в пределах
50—100 кг и для долот шарошечного ти-
па — 100—200 кГ на 1 см диаметра долота.
15*
227
Скважины глубиной до 100 л бурят с пони-
женным осевым давлением (в пределах
25—100 кГ на 1 см долота) из-за невоз-
можности дать большую нагрузку.
Создавать нормальное давление на доло-
то за счет секции нижней части буриль-
ных труб не следует, так как это приводит
к преждевременному износу бурильных
труб, авариям и искривлению скважины.
Осевое давление на долото надо созда-
вать за счет утяжеленного низа, состоя-
щего из утяжеленных бурильных труб
(УБТ). Длину утяжеленных труб подби-
рают с расчетом, чтобы 75% их веса соста-
вляло необходимую осевую нагрузку на
долото, а 25% действовало на колонну
бурильных труб как растягивающая сила.
Длину утяжеленных бурильных труб,
необходимую для нужного давления на
долото, можно определить по формуле
Я= 1,2-^-1,3, (VII-2)
П
где Н — искомая длина утяжеленных труб
в м', D — диаметр шарошечного долота
в дюймах или c.w; р — принимаемое осевое
давление на 1 дюйм пли 1 см диаметра
в кГ; В — вес 1 .и утяжеленных труб в кг;
1,2 — коэффициент на потерю веса труб
в растворе; 1,3 — коэффициент на доба-
вление веса для растяжения рабочих
бурильных труб.
Основные размеры и вес утяжеленных
бурильных труб, применяющихся при бу-
рении на воду, приведены в табл. VII-61.
Таблица VI1-61
«S
&
73 95 32 6—8—12 49,0
89 108 38 6—8—12 63,0
114 146 74 8—12 97,0
168 203 100 8—12 192,0
При отсутствии утяжеленного низа над
долотом необходимо устанавливать специ-
альный наддолотный комплект бурильных
труб с замками, приваренными к телу
трубы. Для этой цели рекомендуется ис-
пользовать новые бурильные трубы боль-
шего диаметра, чем основные бурильные
трубы.
Величина осевой нагрузки на долото
определяется прп помощи гидравлического
индикатора веса. Индикатором веса регули-
руют осевую нагрузку на долото в про-
цессе бурения и контролируют нагрузку
на вышку и талевую систему прп подъеме
и спуске труб, а также при аварийных
работах.
При бурении передвижными и самоход-
ными установками применяют два типа
индикаторов веса: ГИВГ-1 и ГИВ-2
(табл. VII-62).
Таблица V11-62
Техническая характеристика
индикаторов ГИВ-2 и ГИВГ-1
Показатели ГИВ-2 ГИВГ-1
Пределы изме- рения уси- лий, кГ . . 500—12 000 50—1500
Диаметр кана- та, ММ . . . 500—15 000 500—18 000 22—32 100—4000 200—8000 15—22
Максимальное давление жидкости в системе, кГ/см2 . . . 8 8
Погрешность измерения, % Не бо- Не бо-
Вес комплекта, кг лее 2,5 50 лее 4 35
Индикаторы веса ГИВГ-1 применяют
прп бурении бурильными трубами диа-
метром 73, 89 и 114 мм скважин глубиной
до 400 м, а индикатор ГИВ-2 — прп буре-
нии более глубоких скважин.
Основные узлы индикаторов веса (рис.
VI1-93): трансформатор давления 1, пре-
образующий измеряемое усилие на мерт-
вом конце каната в давление; манометр
показывающий 2 и манометр регистриру-
ющий 7; насос с резервуаром для жидкости,
наполняемой всю систему индикатора 5, 6\
система медных трубок; манометр верньер
(только у индикатора ГИВ-2).
Трансформатор монтируют на мертвом
конце каната. Усилие, действующее на
тарелку трансформатора, определяется на-
тяжением и углом преломления талевого
каната.
По показывающему манометру буриль-
щик регулирует нагрузку на долото в про-
цессе бурения. Самопишущий манометр
регистрирует параметры процессов буре-
ния и спуско-подъемных операций. Уси-
лия записываются на дисковой диаграмме,
вращающейся от часового механизма со
скоростью 1 об! сутки.
Показания индикатора веса зависят от
диаметра каната. Если трансформатор ис-
пользуется на канате, диаметр которого
228
Рис. VII-93. Схема индикатора веса.
1__трансформатор давления; 2 — гибкий шланг или медные трубки; 3 — указывающий манометр;
4 — вентиль; 5 — насос; в — бачок; 7 — регистрирующий манометр; 8 — трос; 9 — щит; 10 — диа-
грамма.
не совпадает с указанным в паспорте, то
индикатор веса должен быть перетарпро-
ван.
Для пользования индикатором веса нуж-
но иметь его тарировочное свидетельство.
Монтаж и эксплуатация
индикаторов веса
Монтируют индикатор в следующем по-
рядке.
Шкаф с регистрирующим манометром и
насосом подвешивают на двух стойках,
врытых в землю и не связанных с рамой
установки (в противоположной стороне
от поста бурильщика). Показывающий
манометр укрепляют на врытом в землю
столбе с правой стороны лебедки на вы-
соте 2,5—3 м в поле зрения бурильщика,
работающего на лебедке станка. Трансфор-
матор давления укрепляют на неподвиж-
ном конце талевого каната на 0,5 м выше
показ^ающего манометра. Неподвижный
конец каната на всем протяжении от крон-
блока до места крепления должен прохо-
дить свободно, не задевая за мачту или
раму станка.
Перед монтажом трансформатора осво-
бождают крюк от инструмента и опускают
его на высоту 1—2 м под ротором. Сни-
мают верхний ролик трансформатора, за-
водят канат в кронштейн и ставят ролик
на место. Те же операции выполняют с ниж-
ним роликом. Проверяют правильность
положения среднего ролика. Канат на
месте крепления трансформатора не дол-
жен иметь вмятин, обрывов проволок и
следов износа. Соединяют приборы мед-
ными трубками, помещая в местах соеди-
нения прокладки. Трансформатор присое-
диняют шлангом. Использование резино-
вых трубок не допускается.
При заполнении системы жидкостью и
проверки герметичности заливают бачок
на 3/4 его высоты пресной (желательно ки-
пяченой) отфильтрованной водой с 1%
хромпика для защиты от коррозии. В зим-
нее время применяют водный раствор
денатурированного этилового спирта.
Открывают пробку трансформатора (для
выпуска воздуха) и запорный вентиль
магистрали индикатора веса, затем в сис-
тему плавно закачивают насосом жидкость
прп давлении 15—20 делений на манометре;
прп этом уровень жидкости в бачке не
должен быть ниже половины его высоты.
После появления жидкости из выпускного
отверстия трансформатора закачку про-
должают еще 1—2 мин. Для удаления
воздуха пз системы слегка постукивают
по медным трубкам.
Немного отвинтив накладные гайки у по-
казывающего и самопшцущего манометров
прп выключенном насосе, выпускают 1—
2 см3 жидкости, и затем гайки подтяги-
вают. Если по прошествии 1—2 мин пз
трансформатора вместе с жидкостью выде-
ляются пузырьки воздуха, закачку пре-
кращают и проверяют уплотнение поршня
насоса. Когда воздух перестанет выделять-
ся, закрывают выпускное отверстие. Давле-
ние поднимают насосом до 60 делений,
закрывают запорный вентиль и выдержи-
вают систему при таком давлении в течение
15 мин. Если давление снижается, ищут
место утечкп, устраняют неплотность и
вновь проверяют герметичность.
Затем немного открывают пробку транс-
форматора и, выпуская жидкость, сни-
жают давление до 10-го деления. Для
установки стрелки самопишущего мано-
229
метра на 10-е деление ее надо повернуть
в месте крепления отверткой. Кроме того,
следует приподнять крюк над ротором
на 5—10 м, потом опустить в прежнее
положение и убедиться, что стрелка пока-
зывающего манометра находится на 10-м
делении. Такую проверку необходимо по-
вторить 2—3 раза и при отклонении стрел-
ки от 10-го деления подкачать пли выпус-
тить немного жидкости.
Перед началом работы надо завести
часы, установить диаграмму и заполнить
перо чернилами.
Использование показаний
индикатора веса
Определение нагрузки
Для определения натяжения в неподвиж-
ном конце каната следует пользоваться
паспортом. Значения усилий в паспорте
даются через 10 делений. Промежуточные
показания определяются интерполяцией.
Пример. Показание индикатора —
45 делений. По паспорту 40 делениям соот-
ветствует усплпе 1300 кГ, а 50 делениям —
1750 кГ. Оснастка 2X1.
Средняя цена одного деления в интер-
/п « 1750—1350
вале от 40-го до 50-го будет: -—-----=
= 45 кГ. Следовательно, 45 деле-
ниям соответствует усилие Р = 130 +
+ (5 X 45) = 1525 кГ.
Если из этой нагрузки вычесть началь-
ное натяжение в неподвижном конце ка-
ната (при 10-м делении равное 100 кГ), то
полученное значение Рх составит 1/п
часть нагрузки на крюке Рк (п — число
струн талевого блока, равное двум). Следо-
вательно, Рг = 1525 — 100 = 1425 кГ;
Рк = Р± X п = 1425x2=2850 кГ.
Чтобы найти давление на забой, нужно
умножить число делений разгрузки на
среднюю цену деления в данном интер-
вале.
Пример. Оснастка 2X1. Отсчет
по индикатору веса: перед началом буре-
ния 58 делений, в начале бурения 52 деле-
ния. Величина разгрузки, соответству-
ющая переданному на забой весу инстру-
мента 58 — 52 = 6 делениям. По паспорту
50-му делению соответствует нагрузка
1750 кг, а 60-му делению — 2200 кГ.
Средняя цена деления в этом интервале
2200 — 1750 ._ _
----—-------- 45 кГ.
10
Крюк висит на двух струнах; величина
разгрузки на крюке на одно деление
45 X 2 = 90 кГ. Для шести делений раз-
грузка будет 90 X 6 = 540 кГ, что и
составит натрузку на долото.
Для определения величины разгрузки
по манометру в делениях, по заданной
нагрузке на долото в т, следует (зная ин-
тервал показаний индикатора веса) сде-
лать расчет.
Пример. Оснастка 3X2. Заданное
давление' на долото 700 кГ. Показание
индикатора перед началом бурения при
вращении инструмента над забоем равно
28 делениям. По паспорту усплпе при 20
делениях = 500 кГ, а при 30 делениях =
= 850 кГ. Средняя цена деления:
850—500 „
Число делений, соответствующее задан-
ной разгрузке 700 кГ, с учетом оснастки
, 700 - „ д
будет ——— = 5. Следовательно, буриль-
35 X 4
щпк должен разгрузить инструмент до
23-го деления (28—5 = 23).
Уход за индикаторами и проверка их
1. Ежесуточно заполнять перо самопи-
шущего прибора специальными чернилами
и менять диаграммы. 2. Один раз в неделю
промывать перо спиртом. 3. Ежесуточно
или на шестой день (в зависимости от типа
индикатора) заводить часовой механизм.
4. Ежедневно очищать трансформатор
давления от грязи и пыли и протирать
приборы мягкими концами. 5. Следить,
чтобы трансформатор не задевал за вышку.
6. Следить, чтобы неподвижный конец
каната на всем протяжении не задевал
за вышку.
Исправность индикатора веса следует
проверять один раз в смену. При этом
необходимо:
1. Проверять совпадение стрелок мано-
метра с 10-м делением при разгруженном
крюке, для чего надо разгрузить крюк
от инструмента и приподнять его над рото-
ром на 1—2 м; при расхождении провести
стрелки к 10-му делению; 2. Проверять
герметичность системы: снижение давле-
ния укажет на нарушение герметичности;
в этом случае надо освободить трансфор-
матор давления, восстановить герметич-
ность и вновь смонтировать трансформатор.
Запрещается:
1. Производить на буровой ремонт инди-
катора веса, связанный хотя бы с частич-
ной разборкой трансформатора давления,
показывающего и самопишущего мано-
метров.
2. Заменять отдельные приборы ком-
плекта.
По картограмме самопишущего мано-
метра индикатора веса можно установить,
сколько времени было затрачено на буре-
ние и другие виды работ, а также опреде-
лить характер процесса бурения.
230
Число оборотов долота
С увеличением числа оборотов долота
при прочих равных условиях увеличи-
вается и механическая скорость бу-
рения.
Оптимальным числом оборотов долота,
при котором получаются наилучшие ре-
зультаты проходки, считается 150—300
об/мин', поэтому в основном нужно поль-
зоваться II и III скоростями оборотов
ротора на установках, применяющихся
при бурении на воду.
Число оборотов долота регулируют в за-
висимости от характера проходимых по-
род, типа и диаметра долота, диаметра
бурильных труб, количества прокачивае-
мой промывочной жидкости.
Применяют следующее сочетание оборо-
тов долота и осевого давления.
1. Большое число оборотов долота и
малое осевое давление.
2. Небольшое число оборотов долота и
повышенное осевое давление.
В зависимости от характера пород число
оборотов долота ре1улпруют следующим
образом.
1. В глинистых и глинисто-песчаных
породах скорость вращения долота можно
доводить до 130—400 об/мин (II-III-IV
скорости).
2. В песчаниках, мергелях, известняках
и других скальных породах с умеренной
абразивностью скорость вращения долота
выдерживают в пределах 200—300 об/мин
(III скорость).
3. В крепких, абразивных породах пред-
почтительно бурить при скорости враще-
ния долота от 65 до 190 об/мин (I-II ско-
рости).
Число оборотов снижают независимо
от типа долот при увеличении их диа-
метра, уменьшении диаметра бурильных
труб, увеличении абразивности пород, при
изменении крепости пород, а также при
увеличении глубины скважины.
При буренпп на контактах мягкпх
пород с крепкими число оборотов долота
снижают до I скорости, а при переходах
от крепких пород к мягким — число оборо-
тов плавно увеличивают до нормального
для данной породы.
Количество промывочной жидкости
Промывочная жидкость предназначена
в основном для выноса разбуренной породы
и очистки забоя скважины при буренпп.
Чем больше скорость восходящего по-
тока промывочной жидкости в затрубном
пространстве, тем интенсивнее очищается
забой скважины от выбуренной породы
(шлама) п тем эффективнее работа долота.
Наибольшая скорость промывки тре-
буется при применении воды, так как
потенциальная способность к выносу вы-
буренной породы у воды меньше, чем у гли-
нистого раствора.
Нормальная промывка скважины при
бурении на воду достигается при скорости
восходящего потока промывочной жидкости
в затрубном пространстве не менее
2,0 дм/сек (0,20 м/сек). При меньшей ско-
рости восходящего потока раствора меха-
ническая скорость бурения резко сни-
жается. В этом случае бурить нужно
с пониженной осевой нагрузкой и периоди-
ческой промывкой забоя без углубления
скважины, а также перед каждым подъе-
мом и спуском инструмента.
Необходимая производительность насоса,
обеспечивающая принятую скорость вос-
ходящего потока промывочной жидкости,
подсчитывается по формуле
Q = 0,785 (£® - d|) v, (VI1-3)
где Q — производительность насоса в л/сек',
v — скорость восходящего потока промы-
вочной жидкости в дм/сек', D — диаметр
скважины в дм', dK — наружный диаметр
бурильных труб в дм.
На скорость выноса частиц породы пото-
ком раствора влияет величина площади
кольцевого зазора. При одной и той же
скорости восходящего потока скорость
выноса частиц выше там, где больше пло-
щадь кольцевого зазора.
Вращение бурильных труб обусловли-
вает винтообразное движение частиц от
забоя скважины до поверхности и умень-
шает скорость их падения. Поэтому, если
нельзя по тем пли иным причинам увели-
чить скорость циркуляции раствора, то
очистку забоя можно улучшить, увеличи-
вая число оборотов долота.
БУРЕНИЕ В РАЗЛИЧНЫХ
ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
С учетом значения основных параметров
режима бурения для каждой группы пород
рекомендуются следующие примерные ре-
жимы бурения и параметры промывочной
жидкости:
1. В скальных породах (песчаниках,
известняках, доломитах, сланцах) бурить
следует только шарошечными долотами,
при нагрузке 100—200 кГ на 1 см диаметра
долота, при скорости вращения долота
200—300 об/мин и скорости промывки
не менее 0,20 м/сек.
При бурении в крепких и абразивных
породах нагрузку на осевое давление уве-
личивают до 400 кГ.
2. В глинистых и полу скальных поро-
дах (глинах, суглинках, мергелях, мелах
231
й т. п.), обладающих вязкостью и пластич-
ностью, бурение можно производить ло-
пастными и шарошечными долотами. Осе-
вое давление допускается для долот лопаст-
ного типа 50—100 кг на 1 см ширины лез-
вия п для шарошечных долот 100—150 кГ
на 1 см диаметра.
Число оборотов ротора регулируют в пре-
делах 130—400 об/мин (II-IV скорости).
Промывку необходимо вести прп ско-
рости движения раствора 0,20-—0,25 м/сек,
причем скорость промывки должна увели-
чиваться с увеличением осевого давления.
При буренпп в вязкпх и пластичных
породах при недостаточной промывке над
долотом образуются глинистые сальники,
которые приводят к прихвату инструмента.
Поэтому выходящий из скважины загу-
стевший глинистый раствор следует раз-
бавлять водой, а для увеличения скорости
промывки повысить подачу промывочной
жидкости.
3. В рыхлых породах (пески, гравий,
галечники) бурят шарошечными и лопаст-
ными долотами.
Осевая нагрузка допускается для лопаст-
ных долот 50—100 кГ на 1 см ширины
лезвия и для шарошечных долот 100—
150 кГ на 1 см их диаметра. Соответственно
скорость вращения для лопастных долот
допускается 150—200 об/мин и для шаро-
шечных долот 150—300 об/мин.
Средняя скорость восходящего потока
промывочной жидкости допускается в пре-
делах 0,25—0.3 м/сек.
Бурение скважин с промывкой водой
При буренпп скважин на воду роторным
способом в устойчивых породах (известня-
ках, песчаниках, сланцах и др.) допускает-
ся применять в качестве промывочной
жидкости вместо глинистого раствора обыч-
ную пресную пли морскую воду.
Применение воды в качестве промывоч-
ной жидкости имеет следующие преимуще-
ства: а) повышается механическая ско-
рость бурения вследствие лучшего охлаж-
дения долота; б) уменьшается износ бу-
рильных труб, долот, буровых насосов и
другого оборудования; в) исключается
глинизация водоносных пластов, подле-
жащих эксплуатации.
Бурение с промывкой водой допустимо
прп наличии мощных буровых насосов,
обеспечивающих достаточную скорость цир-
куляции воды для выноса выбуренной
породы.
При бурении буровыми установками
УРБ-ЗАМ и УРБ-4ПМ применять воду
в качестве промывочной жидкости можно
прп наличии насосов 11 Гр, 0Гр и ЗЦН,
в завпспмостп от диаметра скважин.
Если прп промывке водой скважины
происходит полная потеря циркуляции,
то бурение следует продолжать лишь при
уверенности, что каверны и трещины
проходимой породы в состоянии поглотить
всю выбуренную породу (шлам). Это воз-
можно прп бурении в крупнотрещиноватых
породах, однако и в этих условиях сле-
дует периодически поднимать инструмент
и проверять наличие осадка на забое.
Кроме того, основным условием при буре-
нии с полным поглощением промывочной
жидкости является наличие достаточного
количества воды и беспрерывная подача
ее на забой; целесообразно также воду
аэрировать сжатым воздухом.
Если прп бурении с полным поглоще-
нием воды разбуренная порода целиком
не уходит в трещины, а образует на забое
осадок, то последний следует очищать
прп помощи желонки или эрлифта.
Бурение в зонах обвалов
Основным мероприятием по борьбе с обва-
лами является обработка глинистого рас-
твора реагентами и его утяжеление.
В качестве реагента применяют суль-
фит-спиртовую барду с едким натром или
углещелочной реагент. В качестве утяже-
лителя используют барит.
Бурение скважин
большого диаметра
роторным способом с обратной
промывкой
Для бурения скважин большого диа-
метра (400—1500 мм) в последнее время
ряд буровых организаций применяет ро-
торный способ с обратной промывкой.
При этом способе бурения глинистый
раствор не требуется, промывка скважины
производится водой, которая поступает
на забой скважины не через бурильные
трубы, а между стенками скважины и
бурильных труб; разбуренная порода и
вода в виде пульпы поднимаются с забоя
по трубам бурильной колонны и через
вертлюг и резиновый рукав поступают
в отстойник, где очищаются от шлама.
Вода из отстойника поступает в скважину
самотеком, омывает долото и, смешиваясь
с разбуренной породой, всасывается через
долото и бурильные трубы прп помощи
центробежного и вакуумного насосов пли
эрлифта (рис. VII-94).
Устойчивость стенок скважины обеспе-
чивается гидростатическим давлением во-
ды, поступающей в скважину самотеком
из отстойника, расположенного рядом со
скважиной, при условии, что уровень
232
воды в скважине должен постоянно под-
держиваться на 3—4 м выше статического
уровня водоносного горизонта.
Если от устья скважины до глубины
статического уровня залегают неустойчи-
вые породы (пески, супеси), то этот интер-
вал закрепляют трубами. При бурении
Рис. VII-94. Схема роторного бурения
с обратной промывкой, с извлечением
породы центробежным насосом.
1 — буровой наконечник; 2 — буровая труба;
3 — кондуктор; 4 — роторный стол; 5 — соеди-
нительная труба; 6 — сальник-вертлюг; 7—шланг
от вакуумной системы; 8 — всасывающий шланг;
9 — резервуар для холодной воды; 10 — вакуум-
насос; 11 — вакуумный котел; 12 — всасывающий
центробежный насос; 13 — обратный ударный
клапан; 14 — отводной шланг; 15 — канава для
подвода воды в скважину; 16 — прудок промы-
вочной жидкости; 17 — буровой шлам.
с обратной промывкой всасывание пульпы
через долото в бурильные трубы произ-
водится следующими тремя способами.
1. Пульпа всасывается центробежным
и параллельно с ним установленным ваку-
умным насосами (рис. VH-94). 2. Всасы-
вание пульпы производится эрлифтом.
Сжатый воздух подается от компрессора
в вертлюг специальной конструкции, затем
по воздухопроводным трубам поступает
в скважину, где, смешиваясь с водой и
разбуренной породой, образует аэрирован-
ную пульпу, которая по бурильным тру-
бам поднимается на поверхность и посту-
пает в отстойник (рис. VII-95). 3. Пульпа
из скважины отсасывается водоструйным
насосом через бурильные трубы; прп ра-
Рпс. VII-95. Схема роторного бурения
с обратной промывкой с извлечением по-
роды эрлифтом.
I — буровой наконечник; 2—смеситель; 3 —воз-
душная труба; 4 — статический уровень грунто-
вых вод; 5 — буровой шлам; 6 — кондуктор;
7 — пузырьки воздуха; 8 — компрессор; 9 — воз-
душный шланг; 10 — соединительная штанга;
11 — сальник-вертлюг; 12 — выбросной шланг;
13 — роторный стол; 14 — нормальный уровень
промывочной жидкости; 15 — канава для подвода
воды в скважину; 16 — прудок для промывочной
жидкости; Н — высота подъема воды (уровень
промывочной жидкости — сальник-вертлюг); Е —
оптимальная глубина загрузки (уровень промы-
вочной жидкости — место ввода воздуха).
боте водоструйного насоса образуется ваку-
ум, в результате чего пульпа засасывается
с забоя скважпны. Воду к водоструйному
насосу подают центробежным насосом про-
изводительностью до 50 лР/ч, давлением
6—8 ат.
При бурении с обратной промывкой рых-
лых пород производительность бурения
в основном зависит от скорости выноса
пульпы с забоя скважины. В глинистых
233
п крепких породах промывка имеет мень-
шее значение и производительность буре-
ния зависит от скорости разработки забоя
скважины долотом.
Специальные буровые установки для
бурения с обратной промывкой отечествен-
ная промышленность еще не выпускает.
-—-У
Рис. VII-96. Схема модернизированной
буровой установки типа УРБ, с примене-
нием навесного оборудования для бурения
с обратной промывкой (при помощи эр-
лифта).
1 — вертлюг; 2 — воздух; з — редуктор; 4 —
пульпа; 5 — квадрат; 6 — клинья; 7 — замковое
соединение; 8 — вода; 9 — бурильная труба;
10 — воздушная труба; 11 — долото.
Для этих целей применяют модернизиро-
ванные буровые установки УРБ-ЗАМ и
станки ударного бурения УКС-22 и
УКС-30. Подъем пульпы в указанных
модернизированных установках происхо-
дит при помощи эрлифта, поэтому каждую
из них укомплектовывают компрессором
и воздухопроводными трубами.
Модернизация буровых установок
УРБ-ЗАМ состоит в следующем (рис.
V11-96). Станку придается компрессор ДК-9
производительностью 9 м3/мин и рабочим
давлением 6 кГ/см2', передача к ротору
переконструируется на 40 об/мин-, изгота-
вливается вертлюг специальной конструк-
ции с проходными отверстиями для воз-
Рис. VII-97. Схема модернизации буровых
станков типа УКС путем укомплектования
специальной роторной приставкой и на-
весным оборудованием для бурения с об-
ратной промывкой (при помощи эрлифта).
1 — вертлюг; 2 — воздух; 3 — пульпа; 4 — квад-
рат; 5 — клинья; в — редуктор; 7 — электромо-
тор; 8 — приставка; 9 — замковое соединение;
10 — бурильная труба; 11 — воздушная труба;
12 — долото.
духа и буровой пульпы. Установка доуком-
плектовывается следующим инструментом
и приспособлениями: рабочей трубой (квад-
ратом), бурильными трубами диаметром
168 .ч.ч длиной 3—4 Л1 с замковыми или
фланцевыми соединениями, лопастными
или шарошечными долотами с отверстиями
для входа пульпы, воздухопроводными
трубами диаметром 50 мм с конусными
234
вамками и смесителем диаметром 50 лг.и,
длиной 1,5 м, резино-тканевыми рукавами
для нодачи воздуха и приема пульпы.
Модернизация бурового станка УКС-22
в основном состоит в добавлении к нему
небольшой приставки, на которой смонти-
рованы ротор, редуктор и электромотор
(рис. VII-97).
Большой диаметр ротора (до 800 л.к)
или устройство для легкого смещения его
в сторону позволяют спускать в скважину
трубы и фильтры большого диаметра без
демонтажа отдельных узлов станка (как
это приходится делать при использовании
станка УРБ-ЗАМ).
В остальном модернизированный станок
УКС-22 укомплектовывается так же, как и
модернизированная установка УРБ-ЗАМ.
Режим бурения скважины глубиной 50—•
60 м характеризуется следующими основ-
ными параметрами.
Число оборотов ротора, об/мин 30—40
Расход воздуха, мА/мин . . . 3,5—4
Давление на манометре ресиве-
ра компрессора, ат .... 4—5
Расход пульпы, м?/ч .... 10—18
Расход воды для промывки (без
обратной воды), л3/ч - 3—5
Борьба с искривлением скважин
По техническим условиям на бурение
скважин допускается искривление не более
1° на 100 м глубины. Поэтому прп разра-
ботке режима бурения необходимо учиты-
вать мероприятия, предотвращающие ис-
кривление скважины.
Вертикальность скважин нужна для
более надежной работы водоподъемных
устройств; кривизна скважины — одна из
причин серьезных аварий в процессе буре-
ния.
При искривлении скважин: 1) затрудня-
ются спуско-подъемные операции буриль-
ных и обсадных труб; 2) происходят ава-
рии с бурильными трубами вследствие
трения и ударов о стенки скважины;
3) ухудшается качество цементирования
скважины вследствие прилегания обсадных
труб к стенкам скважины, что препятст-
вует образованию сплошного цементного
кольца в затрубном пространстве.
Меры по предотвращению
искривления скважин
Для обеспечения вертикальности сква-
жин необходимо проводить следующие
основные мероприятия.
1. При монтаже буровой установки про-
верял, горизонтальность ротора, соосность
кронблока, отверстия ротора и центра
шахтового направления.
2. Шахтовое направление должно быть
установлено строго вертикально и закре-
плено забутовкой пли цементированием.
3. Забуривать скважину следует при
минимальном числе оборотов долота, во
избежание сильной раскачки рабочей
штанги.
4. Применять правильный режим буре-
ния.
Рпс. VH-98. Центра-
тор.
Рис. VI1-99.
Расшири-
тель.
5. Длина наддолотной части труб, соз-
дающей осевое давление на долото, должна
быть не более критической длины для
труб данного диаметра. Для этого нижнюю
часть бурильной колонны нужно соста-
влять из утяжеленных бурильных труб,
значительно более жестких, чем обычные
бурильные трубы. Вес утяжеленного низа
должен быть на 25% больше требующейся
максимальной нагрузки на долото, благо-
даря чему все бурильные трубы выше
утяжеленного низа будут находиться в рас-
тянутом состоянии. Рекомендуемая длина
утяжеленного низа — не менее 12 м, лучше
20—30 м.
235
(i. ti чередующихся мягких и твердых
Породах необходимо вести бурение при
пониженной осевой нагрузке и уменьшен-
ном числе оборотов долота.
7. При значительном несоответствии диа-
Метров долота и бурильных труб (если
диаметр долота в 3—4 раза больше диа-
метра бурильных труб) над долотом уста-
навливается центратор пли фонарь
(рис. VII-98), изготовленный из обсадной
трубы диаметром на 100 мл меньше диа-
метра долота и длиной 6—8 м. Центратор
надевают на утяжеленную трубу и прива-
ривают к ней. На концах он имеет окна
для прохождения промывочной жидкости;
иногда для увеличения веса центратора
пространство между наружными стенками
утяжеленной трубы и внутренними стен-
ками центратора заливают цементом.
Вместо центратора также применяют
расширители (рис. VII-99), которые по
одному или по два устанавливают над
долотом.
Измерение кривизны скважин
Для измерения кривизны скважин при-
меняют приборы: 1) измеряющие только
искривление (в градусах) в одной точке
замера; 2) измеряющие искривление сква-
жин и одновременно его направление
(азимут).
К приборам первого типа относится тро-
совый аппарат конструкции Петросяна
(рис. VI1-100). Он состоит из измеритель-
ного прибора и направляющей желонки.
Измерительный прибор имеет корпус и
вращающийся в нем полуцилиндр, в кото-
рый устанавливают свинцовый стакан 8
с плавиковой кислотой и замерным стек-
лом 7.
Для спуска измерительного прибора
в скважину служит направляющая же-
лонка, которая состоит из верхнего 5 и
нижнего 10 патрубков, навинченных и
приваренных к соединительной пробке Р;
верхний патрубок закрывается пробкой 3
с прокладкой 4; нпжнпп патрубок имеет
на конце конусное направление 11', на
верхнюю пробку 3 навинчивается замок 2
д'ля крепления спускного тросика. В верх-
йем патрубке 5 помещается измерительный
прибор 8, укрепляемый между двумя амор-
тизационными пружинами.
Перед спуском в скважину в свинцовый
стакан измерительного прибора заливают
Плавиковую кислоту примерно до поло-
вины его высоты. Прп небольших глубинах
скважин пользуются 20%-ной кислотой.
Плавиковая кислота ядовита и обжигает
кожные покровы. Поэтому необходимо
соблюдать меры предосторожности и всегда
иметь раствор соды, который нейтрализует
236
кислоту. В паз стакана-коробки вставляют
замерное стекло. Предварительно стакан-
коробку промывают водой.
Плотно закрывают коробку
резиновой пробкой, причем
последняя своим выступом
должна прижать стеклян-
ную пластинку к донышку
коробки.
После сборки измери-
тельный прибор устанавли-
вают в вертикальном поло-
жении в направляющей
желонке между двумя де-
ревянными дисками с амор-
тизационными пружинами
и, надев резиновую про-
кладку, завинчивают верх-
нюю пробку направляющей
желонки. После этого ап-
парат спускают на тросике
или сбрасывают в буриль-
ные трубы. Желонку в бу-
рильные трубы сбрасывают
по окончании бурения,
т. е. перед подъемом до-
лота.
После того, как желонка
достигла долота, инструмент
проворачивают несколько
раз ротором, приподнимают
на 2—3 л над забоем и
вновь, поставив его на эле-
ватор, оставляют в покое
на 8—10 мин. Затем аппа-
рат поднимают с инстру-
ментом без остановок. От-
винтив долото, извлекают
желонку, вынимают изме-
рительный прибор и, от-
крыв его, сливают плави-
ковую кислоту. После из-
влечения замерное стекло
промывают водой. Линия
на стекле, оставшаяся на
уровне плавиковой кисло-
ты, показывает угол искри-
вления скважины. Замер
угла искривления произво-
дится специальным угло-
мером.
Более совершенным ап-
паратом для замера искри-
вления скважин является
Рис. VII-100. Аппарат
Петросяна.
1 — тросик; 2 — замок; з —
верхняя пробка; 4—прокладка;
5 — верхний патрубок; 6—пру-
жина; 7 — замерное стекло;
8 — стакан-пробка; я — соеди-
нительная пробка; ГО—нижний
патрубок; 11 — конусное на-
правление.
инклинометр. Он предназначен для изме-
рения угла и азимута искривления необса-
женных буровых скважин. В обсаженных
скважинах можно измерять только угол
искривления.
Инклинометр дает возможность опре-
делять за один спуск искривление сква-
жины в любом количестве точек. Главное
преимущество этого аппарата — простога
работы с ним и быстрота замеров (2—3 мин
на один замер). Прибор опускается в сква-
жину на стандартном трехжильном каро-
тажном кабеле.
Чаще всего применяют инклинометры
ИШ-2 и ИШ-4.
Кривизну скважины обычно измеряют
перед спуском эксплуатационной колонны,
так как в этой колонне могут устанавли-
ваться погружные артезианские насосы,
требующие прямолинейности скважины.
Режим бурения колонковыми
долотами
Колонковые долота применяют для от-
бора керна с целью определения грануло-
метрического состава песков и более точ-
ной характеристпкпводоносных горизонтов.
Технология бурения колонковыми доло-
тами несколько отличается от процесса
бурения сплошным забоем.
Перед спуском колонкового долота сква-
жину необходимо промыть или прорабо-
тать до забоя лопастным или шарошечным
долотом; прорабатывать скважину колон-
ковым долотом не разрешается.
Бурить колонковыми долотами допу-
скается только при наличии тяжелого низа
длиной не менее 6 м. Перед спуском колон-
кового долота должны быть проверены
рватель, пружины и пружинящие секторы
его корпуса.
На расстоянии 3—5 м от забоя следует
включить насосы и начать вращение инстру-
мента, одновременно плавно подавая его
до забоя. Бурить колонковым долотом
необходимо без отрыва от забоя, подавая
его равномерно и плавно.
В соответствии с емкостью колонковой
трубы нормальная проходка за рейс колон-
ковым долотом обычного типа устанавли-
вается в 4—5 м. Перед подъемом долота
необходимо произвести затирку керна,
работая в течение 2—3 мин без подачи
промывочной жидкости. Поднимать инстру-
мент с колонковым долотом необходимо
плавно, без толчков, особенно в момент
посадки на элеватор.
Прп подъеме керпа пз сыпучих и слабо-
сцементпрованных пород отвинчивание бу-
рильных труб ротором не допускается.
Режим работы колонковыми долотами уста-
навливают, исходя пз типоразмеров долот
и характера проходимых пород.
Рекомендуемые параметры режима буре-
ния колонковыми долотами: 1) для шаро-
шечных долот: осевая нагрузка 3—4 тс,
число оборотов долота в минуту 50—70,
подача промывочной жидкости 5—10 л/сек.
2) для лопастных долот: осевая нагрузка
1—2 тс, число оборотов в минуту 30—50,
подача промывочной жидкости 5—10 л!сек.
КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН
ОБСАДНЫМИ ТРУБАМИ
Стенки скважин крепят, спуская в них
обсадные трубы п цементируя затрубное
пространство. При роторном бурении на
воду для крепления скважин в основном
применяют цельнотянутые трубы (ГОСТ-
632-64). Обсадные трубы изготовляют дли-
ной 6—13 ж.
Ввиду небольшой высоты'мачт прп буро-
вых установках обычно применяют трубы
длиной от 6 до 9 м, а при буренпп глубо-
ких скважин — от 9 до 13 м. Для шахто-
вого направления или кондуктора исполь-
зуют сварные трубы диаметром 426—-
478 .мл«.
Оснастка низа колонны
из стальных обсадных труб
Для придания жесткости нижнему концу
колонны и лучшего ее направления прп
спуске в скважину применяют башмаки
из толстостенных патрубков с направля-
ющими пробками, изготовляемыми из чу-
гуна, дерева или бетона.
Внутренний диаметр башмака должен
быть равен внутреннему диаметру труб,
а наружный — наружному диаметру муфт
обсадной колонны.
Башмаки изготовляют из муфтовой заго-
товки длиной 250—400 мм. На нижнем
конце башмака с внутренней стороны сни-
мают фаску, чтобы создать направление
для долота при подъеме его в башмак;
с наружной стороны делают незначитель-
ный скос, чтобы кромка башмака прп
спуске не задевала стык труб предыдущей
колонны.
Чугунные пробки ввинчивают в ниж-
нюю часть башмака; изготовляют их ком-
плектно с башмаком (рис. VII-101).
Деревянные пробки изготовляют круг-
лые точеные (рис. VII-102) или кресто-
образные (рис. VI1-103). Крестообразные
пробки применяют при спуске неглубоких
колонн большого диаметра (свыше 325 мм).
Бетонные пробки изготовляют пз высоко-
качественного цемента и битой гальки раз-
мером 2—3 мм (рис. VII-104). Башмак
с бетонной пробкой делают за несколько
дней до спуска колонны.
237
Прп спуске тяжелых колонн для раз-
грузки вышки и бурового оборудования
(лебедки, талевого блока) пользуются об-
ратными клапанами тарельчатого типа
из чугуна (рис. VII-105).
Обратный клапан устанавливают в нпж-
ней части колонны, в первой муфте выше
башмака, в муфте между стыками двух
труб. Муфту с установленным обратным
клапаном приваривают с обоих концов
к трубам.
с наружным диаметром, равным внутрен-
нему- диаметру муфты обсадной колонны’,
и внутренним диаметром на 60—75 мм
меньше наружного.
Стоп-кольцо распола-
гают в муфте выше
башмака колонны на
стыке труб.
Рис. VI1-101.
Башмак труб-
ный с чугунной
пробкой.
Рис. VU-102.
Пробка башмач-
ная деревянная,
точеная.
Рпс. VI1-103.
Пробка башмач-
ная крестообраз-
ная, деревянная.
Рпс. VI1-104.
Пробка баш-
мачная бетон-
ная.
Для остановки цементировочных пробок
при цементировании скважин применяют
упорное стоп-кольцо, представляющее со-
бой чугунную шайбу толщиной 15—20 мм
Для центрирования колонны в скважине
и обеспечения лучших условий на колонне
иногда устанавливают направляющие фо-
нари различной конструкции.
Рис. VII-105. Клапаны обратные.
а
а
Рпс. VII-106. Фонарь
направляющий.
238
На рпс. VTI-106 изображен фонарь, со-
стоящий из двух колец, свободно надевае-
мых на колонну. К кольцам приварены
четыре изогнутые пластинки а из полосо-
вой стали толщиной 9—10 мм для центри-
рования колонны и две-три прямые планки
b для придания фонарю жесткости. Фо-
нари устанавливают в тех участках колон-
ны, где требуется наиболее надежная це-
ментная изоляция.
^ Для установки фонарей указанной кон-
струкции необходим затрубный просвет
не менее 30 лип; кроме того, они затруд-
няют спуск колонны, в результате чего
возможно образование сальников.
Более совершенным является фонарь
системы АзНИИ (рис. VI1-107).
Наиболее прост фонарь конструкции
Протасова (рпс. VII-108). Он состоит из
четырех планок толщиной 20—25 мм, при-
варенных к наружной поверхности муфты.
Подготовительные работы
перед спуском обсадной колонны труб
Все подготовительные работы к спуску
обсадных труб проводят перед проверкой
скважины или перед последней промывкой.
У труб, подготовленных для спуска, про-
веряют кривизну, овальность, пригодность
резьбы и муфт.
Рпс. VII-107. Фонарь напра-
вляющий системы АзНИЙ.
Рис. VII-109. Шаблон для проверки об-
садных труб.
Рпс. VII-108. Фонарь
направляющий систе-
мы Протасова.
1 — труба; г — муфта;
3 — планки.
Для проверки кривизны и овальности
труб пользуются шаблоном, изготовлен-
ным ив двух дисков, жестко скрепленных
между собой на расстоянии 400—500 мм
друг от друга (рпс. VII-409). Диаметр
дисков должен быть на 3—5 мм меньше
внутреннего диаметра труб. Толщина дис-
ков равна 10—12 мм. Шаблон прикрепляют
к металлическому стержню или газовой
трубе диаметром 25—32 мм, при помощи
которой шаблон пропускают через каждую
трубу, подготовленную к спуску. Через
трубу он должен проходить свободно.
Резьбу на трубах и муфтах тщательно
очищают жесткой волосяной щеткой, про-
мывают керосином и смазывают графито-
вой смазкой. Незначительные вмятины пли
заусенцы на резьбе сглаживают тонким
напильником.
239
После очистки и проверки резьбы муфт
и труб на них навинчивают предохрани-
тельные кольца и ниппеля, которые сни-
мают прп спуске труб в скважину. Каж-
дую трубу замеряют стальной рулеткой
и пишут на ней длину и порядковый номер.
Эти же данные по каждой трубе записы-
вают в особую ведомость, которая прила-
гается к акту на спуск колонны.
Отобранные и замеренные трубы уклады-
ваются в штабель около буровой уста-
новки, в порядке, намеченном к спуску их
в скважину, т. е. первые номера сверху,
а последние снизу. Рекомендуется иметь
2—3 трубы в запасе, на случай замены.
Башмак с направляющей пробкой закре-
пляют на первой трубе и приваривают
электросваркой. Если кроме башмака уста-
навливают обратный клапан и стоп-кольцо
для цементирования колонны, то их тоже
после закрепления на трубах приваривают
электросваркой.
Кроме обсадных труб одновременно про-
веряют исправность оборудования и гото-
вят необходимый инструмент и материалы.
Проверяют исправность и вертикальность
вышки, крепление мачты, исправность
кронблока, талевого блока, подъемного
крюка, стального каната, индикатора
веса.
Проверяют буровые насосы: втулки,
поршни, клапаны и штоки; в случае
надобности заменяют новыми. Проверяют
обвязку насосов и всасывающие и нагне-
тательные рукава. Подготовляют необхо-
димый комплект машинных и цепных клю-
чей, элеваторов, штропов, а также пень-
ковый канат и смазку для резьбы труб.
На высоте, равной длине спускаемых
обсадных труб, для направления послед-
них при наворачивании необходимо иметь
площадку для верхового рабочего.
Подготовка скважины к спуску
труб
Для уменьшения толщины глинистой
корки и удаления неровностей на стенках
скважины последнюю перед спуском ко-
лонны тщательно прорабатывают и про-
мывают.
Прорабатывать скважину рекомендует-
ся новым шарошечным долотом, дпаметр
которого равен диаметру последнего до-
лота, причем желательно, чтобы над доло-
том был установлен расширитель или
центратор.
Раствор, поступающий из скважины, сле-
дует тщательно очищать от породы в желоб-
ной системе; содержание осадка твердых
частиц должно быть доведено до 2—3%.
При необходимости добавляют глинистый
раствор высокого качества.
Для устранения неровностей на стенках
скважины подача инструмента при прора-
ботке скважины должна быть равномерной,
без пропусков, поэтому скорость прора-
ботки допускается не более 25—30 м/ч.
После окончания проработки скважину
следует промывать до тех пор, пока пара-
метры глинистого раствора, входящего и
выходящего из скважины, не станут одина-
ковыми и будут соответствовать требова-
ниям геолого-технического наряда. Если
бурение скважины велось без осложнений,
то с целью облегчения спуска труб сле-
дует понизить насколько возможно вяз-
кость п удельный вес глинистого раствора.
Если скважину бурили с промывкой водой,
то прорабатывать ее надо также до полной
очпстки забоя от крупных частиц выбурен-
ной породы. После окончания промывки
скважины бурильные трубы при подъеме
тщательно замеряют прп помощи стальной
рулетки для точного определения глубины
забоя.
Все подготовительные работы к спуску
обсадной колонны организуют так, чтобы
после промывки скважины и подъема инст-
румента осталось только снять ротор
(если диаметр колонны больше проходного
диаметра ротора) и установить лафет или
швеллерные балки для опоры опускаемой
колонны.
Спуск труб в скважину
Спускать колонну обсадных труб надо
спокойно, без скопления лишних рабочих.
Распоряжения во время спуска труб дол-
жен давать только мастер или старший
бурильщик; все работающие подчиняются
только им.
Трубы в буровую подают в порядке их
нумерации. Спускают их на элеваторах
или металлических хомутах. Прп наращи-
вании труб буровой мастер или бурильщик
осматривает резьбу и следит за соедине-
нием. Перед завинчиванием труб резьбу
смазывают суриком с примесью олифы
и графита или специальной пастой.
Трубы завинчивают сначала цепными
ключами, а последние 3—4 нитки — машин-
ными с катушки лебедки. При недовинчи-
ваннн резьбы на 5—6 ниток, а также слиш-
ком легком (от руки) соединении на всю
резьбу такую трубу нужно заменить во
избежание обрыва колонны при спуске.
Муфты трех-четырех нижних труб, после
завинчивания приваривают к трубе элект-
росваркой во избежание отвинчивания при
разбуривании направляющей пробки, об-
ратного клапана пли стоп-кольца. Трубы
спускают в скважину плавно и равномерно.
Если во время спуска колонна остановится
вследствие прихвата породой, спуск вре-
240
менно прекращают, навинчивают цементи-
ровочную головку и промывают затрубное
пространство до устранения причины при-
хвата.
При спуске колонны труб в скважину
вторично измеряют длину каждой трубы,
отм чая эти данные в буровом журнале.
При спуске последней трубы на нее навин-
чивают цементировочную головку и про-
должают спуск с одновременной промывкой
скважины глинистым раствором до вырав-
нивания удельного веса глинистого рас-
твора, входящего и выходящего из сква-
жины.
По окончании промывки колонну уста-
навливают на хомуте или элеваторе и при-
ступают к цементированию.
При спуске колонны с обратным клапа-
ном ее периодически заполняют глинистым
раствором, чтобы она не плавала в рас-
творе, а имела достаточный вес для нор-
мального спуска. Глубину уровня рас-
твора в колонне нужно поддерживать,
исходя из критического сминающего уси-
лия на трубы минимальной толщины с коэф-
фициентом запаса прочности, равным 3—4.
Бурение скважин
в условиях многолетней мерзлоты
Технология бурения скважин в зоне
мерзлоты, сложенной твердыми и креп-
кими устойчивыми породами (известняки,
песчаникп, плотные глинистые сланцы,
граниты, крепкие аргиллиты и др.), почти
ничем не отличается от бурения в тех же
породах при обычных условиях.
Бурение же скважин в мерзлых, рых-
лых породах (песчанистых глинах, пес-
ках, мягких глинистых сланцах, разру-
шенных песчаниках и известняках) значи-
тельно отличается от бурения в породах
с положительной температурой.
Сложность бурения в мерзлых породах
обусловливается высокой чувствительно-
стью мерзлоты к нарушению ее теплового
режима, явлениями переувлажнения (льди-
стости) пород, наличием минерализованных
вод в жидком виде, несмотря на отрица-
тельную температуру, чередованием пород
с разной температурой.
Характерные особенности мерзлых пород
Мерзлотой называется толща пород, на-
ходящихся в мерзлом состоянии, длитель-
ное время сохраняющих отрицательную
температуру и содержащих кристаллы
льда различной формы и величины вплоть
до мельчайших, не видимых глазом.
Основным фактором, влияющим непо-
средственно на степень буримости рыхлых
мерзлых пород, является их влажность
(льдистость). Если количество влаги в по-
роде равно или меньше нормальной ее
влажности, то при замерзании образуется
монолитная масса с более или менее равно-
мерным чередованием частиц породы и
кристаллов льда. При бурении такая
порода будет давать крупный обломочный
шлам.
При избыточной влажности часть воды,
не поместившаяся в порах породы, пере-
ходя в лед, выделяется в виде тонких
пленок или линз свободного льда, прида-
ющих разбуриваемой породе повышенную
пластичность, называемую условно вяз-
костью. Вязкость переувлажненных пород
резко возрастает с увеличением глубины
их залегания и уменьшением зернистости.
Высокой вязкостью обладают переувлаж-
ненные тонкозернистые пески, песчани-
стые глины и погребенные льды.
Буровое оборудование
Для бурения скважин на воду в усло-
виях мерзлоты могут быть использованы
буровые станки и установки, применяемые
в обычных геологических условиях.
В летний период нет необходимости
в сооружении утепленных вышек, и буро-
вые работы ведут с вышек и мачт, име-
ющихся при буровых установках.
В осенне-зимний период необходимо со-
оружать буровые вышки, утепленные тесом
или щитами от пола до кронблока, с допол-
нительным обогревом обычными железны-
ми печами или при помощи небольших
котлов пароводяного отопления.
В условиях Крайнего Севера может
происходить выделение газа из четвертич-
ных отложений с глубин менее 80 м. Газ
в этих условиях залегает в вице местных
скоплений в песках или в закрытых тре-
щинах. При вскрытии такого скопления
газа (газового «кармана») и соприкоснове-
нии его с огнем в железной печи могут
произойти взрыв и пожар.
Для предупреждения пожаров на буро-
вых при работе в северных районах наи-
более часто применяют выдвижную желез-
ную печь (рис. VII-110). Печь устанавли-
вают на раме с небольшими колесами,
опирающимися на металлические или дере-
вянные рельсы. В стене вышки против
печки устраивают дверь. При обнаруже-
нпп газовых проявлений печь можно
легко выдвинуть из вышки наружу.
При буренпп в районах Крайнего Севера
или Сибири на буровой устанавливают
специальную печь для получения воды из
снега и льда и подогрева глинистого рас-
твора (рис. VII-111).
Для оттаивания глины в зимнее время
применяют печь, показанную на рис.
VII-112. Ее изготовляют из железной бочки
16 Заказ 1050
241
Рис. VIT-110. Выдвижная печь для
отопления вышки (размеры в с.м).
Рис. VII-111. Печь для
подогрева воды и глини-
стого раствора (размеры
в .и.и).
1 — соединительный патру-
бок; г — дымовая труба;
3 — крышка печи; 4 — то-
почная дверца; 5 — колос-
никовая решетка; в — под-
дувало; 7 — кирпич.
Рис. VII-112. Печь для
оттаивания мерзлой гли-
ны (размеры в мм).
разрезанной вдоль на две половины, одну
из которых приваривают к топке.
Чтобы избежать взрывов и предотвра-
тить растепление пород вокруг устья
скважины, необходимо располагать двига-
тели, электростанции и устройство для
таяния снега в помещениях на некотором
расстоянии от буровой.
При сооружении вышки следует преду-
смотреть продуваемое подполье, закры-
ваемое по периметру пола утепленным
цоколем. С противоположных сторон в цо-
коле должны быть устроены отверстия для
прохождения воздуха. В зимний период
отверстия нужно держать открытыми, а ле-
том плотно закрывать.
Необходимо также исключить возмож-
ность попадания под настил буровой горя-
чей воды, пара и глинистого раствора.
Технология бурения
При бурении в мерзлых породах устье
скважины нужно оборудовать следующим
образом.
В месте заложения скважины роют
шурф сечением 0,8 X 0,8 м и глубиной
3—5 м. В шурф опускают деревянную
четырехгранную трубу, сделанную из до-
сок толщиной 50—70 лыи. Стыки досок
и углы тщательно законопачивают и зали-
вают смолой или варом изнутри и сна-
ружи- Верх трубы после центровки сле-
дует закрепить четырьмя брусьями, концы
которых заделывают в мерзлый грунт.
Пространство между стенками деревянной
трубы и стенками шурфа засыпают круп-
ным песком, заливают водой и заморажи-
вают. Промораживать направление сле-
дует в течение достаточного времени.
После этого приступают к бурению
для установки кондуктора.
Во избежание размыва кондуктора при
растеплении мерзлых пород башмак кон-
дуктора устанавливают в породах, менее
подверженных разрушению. Не следует
устанавливать его в песках, песчанистых
глинах, илах, сплошных льдах. После
проверки вертикальности кондуктора за-
трубное пространство заливают цемент-
ным раствором.
Бурение скважины может быть начато
только после того, как кондуктор будет
прочно закреплен, т. е. после смерзания
затрамбованного песка с мерзлыми стен-
ками шурфа и цементного раствора в за-
трубном пространстве.
Выбор правильного режима бурения
скважины в условиях мерзлоты должен
быть основан на всестороннем анализе
пробуренных скважин в данном районе
и изучении состава, состояния и свойств
пород. Мерзлые породы весьма чувстви-
тельны к малейшему нарушению тепло-
вого режима. Так как основной причиной
растепления скважины является наруше-
ние теплового режима промывочной жид-
кости, то главной задачей при разработке
технологии проходки является выдержи-
вание теплового режима промывки сква-
жины, соответствующего физическому со-
стоянию мерзлых пород
При бурении мерзлых монолитных скаль-
ных пород можно использовать промывоч-
ную жидкость с положительной темпера-
турой, так как ствол не разрушится в
результате растепления мерзлоты. Но рас-
тепление крепких трещиноватых пород
может вызвать выпадение отдельных кус-
ков породы со стенок, поэтому при буре-
нии в трещиноватых породах следует при-
менять для промывки глинистый рас-
твор.
Исследованиями А. В. Марамзина в ла-
боратории и последующей проверкой в про-
изводственных условиях доказано, что
скоростная проходка скважин в мерзлых
породах без аварий и осложнений воз-
можна только при применении промывоч-
ной жидкости с отрицательной темпера-
турой по всему стволу скважины.
Для бурения в мерзлоте можно дать
следующие рекомендации (по А. В. Марам-
зину).
1. Нельзя применять для промывки обыч-
ную речную или озерную воду без каких-
либо изменений ее состава или темпера-
туры по следующим причинам: а) вода
с положительной температурой вызовет
растепление осадочных пород и последу-
ющее обрушение стенок и образование
пробок; б) искусственное понижение тем-
пературы воды с целью уменьшения пере-
пада ее приведет к образованию «шуги»,
а затем к полному замерзанию ствола во
время вынужденных кратковременных
остановок.
2. Подогретую воду можно использо-
вать только в крепких породах и нельзя
в рыхлых и связанных породах.
3. Применять воду с содержанием хлори-
стого натрия можно только в твердых и
крепких породах и, как исключение,
в рыхлых и связанных породах (пески,
суглинки, скопления гравия и гальки)
при отсутствии глин, пригодных для при-
готовления растворов.
4. Применять глинистые растворы, изго-
товленные из естественных глин без каких-
либо добавок, не следует по причинам,
изложенным в п. 1.
5. В осадочных породах, у которых
частицы связаны только льдом, и в поро-
дах с отрицательной температурой, в кото-
рых содержится влага в жидкой фазе
(минерализованная вода), следует при-
менять глинистый раствор с хлористым
натрием (концентрация не более 5%).
16*
243
Таблица VII-63.
Показатели солевых растворов (NaCl)
Содержание соли (концентрация), % Количество сухой сопи на 1 .и3 воды, кг Объемный (удель- ный) вес раствора при 15' С, кг/л Температура замер- зания раствора, °C Содержание соли (концентрация), % Количество сухой соли на 1 лР воды, кг Объемный (удель- ный) вес раствора при 15° С, кг/л Температура замер- зания раствора, °C
0,1 1,0 1,00 0 11,0 124,0 1,08 —7,5
1,5 15.2 1,01 -0,9 12,3 141,0 1,09 —8,5
2,9 29,9 1,02 —1,8 13,6 157,0 1,10 —9,9
4,3 45.0 1,03 —2,6 14,9 175,0 1,11 —11,0
5,6 59,0 1.04 —3,5 16,2 193,0 1,12 —12,2
7,0 75,0 1,05 -4,4 17,5 206,0 1,13 — 13,6
8,3 90,0 1,06 -5,4 18,8 230,0 1,14 —15,1
9,6 106,0 1,07 —6,4 20,0 250,0 1,16 — 18,2
Если для промывки применяется вода,
то необходимое количество соли можно
определить по табл. VII-63.
Краткие рекомендации по технологии
бурения в осложненных условиях по
А. В. Марамзину приведены' ниже.
Бурение в «сухой» мерзлоте
Бурение «сухой» мерзлоты, представлен-
ной песками и пылеватыми глинами с
включением гальки и гравия, а также
мерзлых осадочных пород с галькой и
валунами (типа морены), содержащих мине-
рализованную воду в жидкой фазе, сопря-
жено с трудностями, так как эти породы
часто обваливаются со стенок скважины,
образуют «пробки», что приводит к тяже-
лым авариям.
Для этих пород рекомендуется приме-
нять глинистый раствор следующих пара-
метров: вязкость по СПВ-5 в пределах
35—40 сек, водоотдача по ВМ-6 от 10 до
15 см3 за 30 мин, плотность от 1,30 до
1,40 г/см?, толщина корки не более 3 мм,
статическое сопротивление сдвига через
1 мин от 30 до 50 мГ/см?, суточный отстой
не более 3%, содержание песка и нерас-
творившихся частиц не более 4%, стабиль-
ность раствора в пределах 0,01—0,03,
температура промывочной жидкости долж-
на быть отрицательной (от—0,5 до —2,5°С).
Для уменьшения водоотдачи и улучше-
ния несущей способности глинистый рас-
твор следует обрабатывать торфощелочным
(ТЩР) или углещелочным (УЩР) реаген-
том.
Для приготовления 1 м? ТЩР нужно
16,5 л раствора каустической соды плот-
ностью 1,45 г!см3 или 10 кг твердой каусти-
ческой соды; торфа в пересчете на воз-
душно-сухой 100 кг; воды — до получе-
ния общего объема 1 м3.
Для приготовления 1 лг! УЩР требуется
135 кг сухого бурого угля и 20 кг твердой
каустической соды. Бурый уголь поста-
вляется с содержанием влаги до 40—45%
(в 100 кг влажного угля содержится 60—
55 кг сухого угля). Поэтому для получе-
ния 135 кг сухого угля необходимо 135 X
X 100 : 55 = 245 кг влажного угля. Влаж-
ность его определяется лабораторным пу-
тем.
Бурение в условиях ухода
промывочной жидкости
и возможных обвалов
в породах с отрицательной
температурой
Уход промывочной жидкости в породах
с отрицательной температурой наблюдается
в пористых песках «сухой» мерзлоты,
в пористых породах с водой в жидкой
фазе, в открытых трещинах, по которым
циркулирует минерализованная вода при
отрицательной температуре.
Для борьбы с уходом промывочной
жидкости рекомендуется увеличить вяз-
кость раствора. Раствор должен быть
только высокого качества с температурой
от —0,5 до —2,5° С, вязкость по СПВ
в пределах 35-—40 сек, водоотдачей по
ВМ-6 от 4 до 10 c.w3/30 мин и с хорошей
стабильностью (не более 0,04).
Применять глинистые растворы с вяз-
костью более 40 сек не следует, так как
при этом могут образовываться сальники.
Качество глинистых растворов можно
повысить химическими реагентами ТЩР
244
Таблица VI1-64
Параметры глинистых растворов с постоянной отрицательной
температурой для бурения в нормальных условиях
Параметры глинистого раствора
1
s о О © з
Мерзлая порода g ача (В мин к ft с к я m * л Н О о И о ь о SS ание П), % СО Д Н
о к S g £ с О К
X О а ю О „ Qj К
к я О о о о 2 о с В
Монолитные мерзлые породы:
пылевато-илистые пески с про-
слоями или линзами льда . 40 <20 3-4 30 0,03 <4 5 1,50
пески с галькой 40 <20 3-4 30 0,04 ^4 4 1,30
скопления мерзлой гальки . . 50 <20 3-4 40 0 04 <4 4 1,40
«Сухая» мерзлота 40 <10 2—3 30 0,03 <3 5 1,30
Пески с глагой в жидкой фазе . . Мерзлые крупнозернистые пескп, 50 <10 2—3 40 0,03 <3 4 1,40
глины, слабые песчаники, извест-
няки 20 <20 2—3 30 0,02 <3 4 1,20
и УЩР. В породах с отрицательной темпе-
ратурой обвалы возможны при промывке
теплой водой с большим количеством
хлористого натрия, а также в неустойчи-
вых породах, содержащих минерализо-
ванную воду в жидкой фазе.
Для борьбы с обвалами следует при-
менять глинистые растворы повышенного
качества и высокого удельного веса
(габл. VI1-64).
Крепление скважин обсадными
трубами
В мерзлых породах необходимо крепить
скважины обсадными трубами в целях:
а) перекрытия пород с положительной
температурой, чередующихся с мерзлотой,
для предупреждения обвалов;
б) изоляции горизонтов «сухой» мерз-
лоты и скоплений гальки, гравия и мерз-
лоты;
в) перекрытия трещин с напорной мине-
рализованной незамерзающей водой, не-
смотря на отрицательную температуру
пород;
г) перекрытия участков ствола сква-
жины, разрушенных в результате расте-
пления.
Крепление обсадными трубами в усло-
виях мерзлоты связано с осложнениями,
которые могут возникнуть при спуске
колонны. Основной причиной осложнений
является более или менее продолжитель-
ное пребывание обсадных труб в скважине
без движения, а также плохая проработка
ствола. Вследствие того, что ствол сква-
жины никогда не бывает прямолинейным,
отдельные участки колонны плотно при-
легают к мерзлой породе и, если трубы
находятся без движения, примерзают к
ней. Поэтому ствол должен быть прорабо-
тан до такого состояния, при котором
колонна труб могла бы дойти до проектной
глубины беспрепятственно. Спускать трубы
следует быстро.
Аварии и осложнения при бурении
в мерзлоте
Кроме аварий и осложнений, возника-
ющих при бурении в обычных условиях,
при бурении в мерзлоте могут возникать
следующие аварии и осложнения: а) спол-
зание пород со стенок скважины и обвалы
вследствие растепления ствола; б) пример-
зание обсадных труб к стенкам скважины;
в) замерзание скважины; г) образование
плотных сальников на бурильных трубах
прп выделении кристаллов льда (щуги)
в скважине; д) произвольное опускание
обсадных труб при неправильном крепле-
нии их в мерзлых породах; е) частичное
или полное поглощение промывочной жид-
кости порами и трещинами зоны «сухой»
мерзлоты.
Сползание и обвалы пород со стенок
скважины происходят из-за нарушения
245
температурного режима промывки сква-
жины.
Примерзание обсадных труб происхо-
дит вследствие искривления скважины,
в результате чего отдельные участки труб
плотно прижимаются к стенкам скважины
при спуске переохлажденных труб зимой,
а также при длительном пребывании об-
садных труб без движения. Для освобо-
ждения примерзших труб следует интен-
сивно промыть скважину глинистым рас-
твором такой же температуры, какая была
принята при бурении. Если это не даст
положительных результатов, то необхо-
димо промыть скважину глинистым рас-
твором, подогретым до температуры | 8 -т-
-ь +10° С.
Для предупреждения произвольного опу-
скания обсадных труб необходимо на-
дежно закрепить верхний конец колонны
в устье скважины. Нельзя останавливать
башмак колонны труб в рыхлых породах
(пески и глины), насыщенных льдом.
БУРЕНИЕ СКВАЖИН
С ОЧИСТКОЙ ЗАБОЯ ВОЗДУХОМ
Сущность метода,
его преимущества и недостатки
Сущность бурения с продувкой состоит
в удалении шлама и охлаждении забойного
инструмента сжатым воздухом вместо про-
мывочной жидкости.
Преимущества бурения с продувкой сле-
дующие.
1. Увеличивается механическая скорость
бурения в 1,5—2 раза и более по сравне-
нию с бурением обычным методом.
2. Снижается стоимость бурения 1 м
скважины на 25—40%.
3. Появляется возможность бурения зи-
мой без сооружения специальных приспо-
соблений для подогрева глинистого рас-
твора.
4. Улучшаются условия геологической
документации.
5. Значительно повышается стойкость
наконечников и, как следствие, увеличи-
вается проходка за долбление и сокра-
щается расход буровых долот.
6. Беспрепятственно проходятся зоны
полного поглощения промывочной жидко-
сти в трещиноватых и разрушенных по-
родах.
7. Представляется возможность опробо-
вания водоносных горизонтов с малой
мощностью и незначительным напором.
Воздух, обладая минимальной вязкостью,
обеспечивает интенсивную очистку забоя
от выбуренной породы, что значительно
увеличивает механическую скорость буре-
ния. Многочисленные опыты показывают,
что решающий фактор увеличения меха-
нической скорости бурения — отсутствие
при бурении с продувкой гидростатиче-
ского давления на забой.
Стоимость 1 м бурения снижается за
счет экономии глинистого раствора, рас-
ходов на, доставку глины и воды, а также
за счет увеличения скорости бурения и
проходки на долото, экономии забойного
инструмента. Возможность бурить в зим-
нее время без приспособлений для подо-
грева глинистого раствора — также один
пз факторов снижения стоимости.
Благодаря большим скоростям циркули-
рующего воздуха в затрубном простран-
стве выбуренная порода выносится на
поверхность в течение нескольких секунд.
Это дает возможность точнее фиксировать
геологический разрез скважины и устана-
вливать наиболее рациональные режимы
бурения.
К числу основных недостатков бурения
с продувкой следует отнести следующие.
1. Трудность бурения в горизонтах с во-
допроявлениями. Из-за отсутствия гидро-
статического давления в скважине гори-
зонты, поглощающие при бурении с про-
мывкой, почти всегда обнаруживают водо-
проявления при бурении с продувкой.
Бурение в устойчивых водоносных поро-
дах. с дебитом, создающим жидкую конси-
стенцию шлама, проходит без затруд-
нений.
При бурении мягких и вязких пород
незначительные водопроявления приводят
к образованию сальников из вязкого
шлама, не поддающихся выдуванию.
2. Трудность проходки неустойчивых,
склонных к обвалам пород. При бурении
с продувкой движение воздуха в затруб-
ном пространстве в некоторых случаях
может способствовать обвалам.
3. Увеличение износа бурильных труб
вследствие абразивного действия потока
шлама, двигающегося с большой ско-
ростью.
4. Необходимость установки на устье
скважины специального герметизирующего
устройства и приспособлений для отвода
шлама за пределы буровой.
Основное оборудование
и схема установки
Для бурения с продувкой забоя воз-
духом можно использовать станки
УРБ-ЗАМ и УРБ-4ПМ, а также станки
типа ЗИФ.
Станок выбирают в зависимости от глу-
бины и диаметра скважины, а также от
условий, в которых производится бурение
(рельеф местности и возможность доставки
оборудования).
246
Рис. VII-113. Схема расположения обору-
дования для бурения с продувкой п обвязка
устья скважины.
Вместо промывочного насоса исполь-
зуется компрессор, например ЗИФ-55,
ПКС-5М, ДК-9, КС-9 п др. В качестве
забойного инструмента можно применять
обычные трехшарошечные долота, а также
колонковые наборы с твердосплавными и
дробовыми коронками.
Схема установки оборудования для буре-
ния с продувкой и обвязка устья скважпны
показаны на рис. VII-113. Компрессор 1
устанавливают на расстоянии 15—20 Л1
от буровой. Он может находиться и в непо-
средственной близости от буровой, но при
этом компрессору должно быть отведено
крытое помещение для защиты от пыли.
В гористой местности или на скальных
берегах компрессор следует устанавли-
вать внизу на специально подготовленной
и спланированной площадке.
Воздух от ресивера 2 поступает через
гибкий шланг 3 в воздухопровод 4, состоя-
щий из 2—2,5" труб или напорных шлан-
гов диаметром 38 мм. Второй конец воз-
духопровода 4 при помощи куска гибкого
шланга 5 присоединяют к верхнему шту-
церу масловлагоотделителя 6. Второй шту-
цер масловлагоотделителя прп помощи
второго куска гибкого шланга 7 соединяют
с контрольно-распределительным устрой-
ством, состоящим из трехходового крана 8
и манометра 9 на давление 10 кПсм2.
На выходе контрольно-распределитель-
ного устройства за манометром укрепляют
верхний напорный шланг 10, второй конец
которого соединяют с сальником-вертлю-
гом 11.
К трехходовому крану 8 присоединяют
гибкий шланг 12, который служит для
сброса избыточного воздуха во время
работы или остановок. Второй конец шлан-
га 12 может быть соединен со штуцером
герметизирующего устройства 13 или отве-
ден от станка в подветренную сторону.
Этот шланг можно использовать для обду-
вания инструмента и рабочей площадки
от пыли и грязи.
Рис. VII-114. Масловлагоотделитель.
Для отвода шлама, поступающего из
скважины, служит выкидная линия 14,
состоящая из 102-.и.и гофрированного
шланга или 108-.и.« обсадных труб. Один
конец выкидной линии присоединяется
к отводному патрубку герметизирующего
247
устройства 13, а второй — к циклону 15
или на выброс. Шлам следует отводить как
можно дальше от буровой (но не ближе
10 л) в сторону преобладающих ветров.
При бурении в сухих породах, а также
при работе в зимнее время в обвязку сле-
дует включать масловлагоотделитель, пред-
назначенный для сбора конденсата и масла.
Рис. VII-115. Герметизирующее устройство
ГУ-МГРИ-З.
1 — ниппель; 2 — фланец; 3 — тройник; 4 — ре-
зиновая прокладка; 5 — болт; в — сальник; 1 —
резиновый амортизатор; 8 — корпус; 9 — накид-
ная гайка; 10— резиновая прокладка; 11— ре-
зиновая манжета; 12 — стакан; 13 — шайбы;
14 — гайка; 15 — контргайка; 16 — корпус;
17 — крышка; 18 — гайка; is, go — шайбы;
2/ — тройник; 22 — сектор; 23 — резиновый
отбойник.
Масловлагоотделитель (рпс. VII-114) про-
стейшей конструкции может быть изгото-
влен в любой механической мастерской.
Для предохранения от пыли и для от-
вода выбуренной породы в сторону устье
скважины оборудуют специальным герме-
тизирующим устройством.
Бурить скважины можно и без гермети-
зации устья скважины, но при условии,
если на поверхность не поступает выбурен-
ный шлам, например при бурении сильно
поглощающих зон или при проходке
сильно обводненного горизонта.
Для бурения с продувкой на воду реко-
мендуются следующие герметизирующие
устройства.
Герметизирующее устройство ГУ-МГРИ-З
Герметизирующее устройство ГУ-МГРИ-З
(рис. VII-115) предназначено для работы
станками роторного типа с призматиче-
скими ведущими рабочими штангами.
Верхняя часть устройства состоит из
двух частей: корпуса и съемной части.
Съемную часть соединяют с корпусом при
помощи накидной гайки, имеющей двух-
заходную ленточную резьбу.
При спуско-подъемных операциях съем-
ную часть устройства вместе с квадратной
штангой вынимают через отверстие ротора
и отводят в сторону.
Герметизирующее устройство ПВ-1М
Всесоюзный научно-исследовательский
институт буровой техники (ВНИИ БТ)
разработал и испытал герметизирующее
устройство ПВ-1М (рис. VII-116), пред-
Pnc. VII-116. Герметизирующее устройство
ПВ-1М.
1 — муфтовое соединение; 2 — нажимной нип-
пель; 3 — подвижная часть; 4 — неподвижная
часть; 5 — набивка.
248
назначенное для работы роторными стан-
ками с квадратной рабочей штангой.
ПВ-1М разработан для 168-ЛЛ1 кондук-
тора п присоединяется к нему при помощи
муфты. Отвод для присоединения выкид-
ного трубопровода установлен под углом
45°, что создает лучшие условия выхода
струи восходящего потока из затрубного
пространства.
Герметизирующее устройство ГУ-МГРИ-2а
Это устройство (рис. VII-117), так же
как и устройство ГУ-1М, предназначено
для работы станками колонкового бурения
Рпс. VII—117. Герметизирующее устройство
ГУ-МГРИ-2а.
1 — натяжная гайка; 2, з, 5, 14 — шайба; 4 —
амортизатор; в — прокладка; 7 —корпус; 8 — за-
твор; 9 — фланец; 10 — втулка; 11 — уплотне-
ние; 12, 13 — болты.
с бурильными штангами круглого се-
чения.
Основной недостаток герметизирующего
устройства заключается в том, что оно
не позволяет пропускать долота диамет-
ром более 190 мм. При использованип
долот больших размеров герметизирующее
устройство отсоединяют от кондуктора.
Монтаж воздухопровода
Отдельные участки воздухопровода сле-
дует соединять между собой накидными
гайками (рпс. VII-118). Этими же гайками
надо присоединять воздухопровод к реси-
веру компрессора, герметизирующему
устройству, шламоуловителю и т. д.
Шламоуловитель
При бурении в сухих породах для пре-
дохранения от пыли на конце выкидной
линпи следует устанавливать шламоуло-
витель.
Для бурения скважин на воду можно
использовать шламоулавливающее устрой-
ство «Шуман-3».
Технология бурения
Технология бурения скважин с очист-
кой забоя воздухом и тем более скважин
на воду находится в стадии изучения
и всследования. Поэтому будут даны лишь
некоторые рекомендации, которые можно
считать в основном решенными или не вы-
зывающими больших опасений в их прак-
тическом применении.
Количество оборотов ротора
При бурении шарошечными долотами
с применением воздушной продувки боль-
шое число оборотов может привести к сни-
жению механической скорости вследствие
произвольного перехода режима разру-
шения объемного, наиболее эффективного
Рис. VII-118. Быстросъемное соединение для обвязки.
249
при бурении с продувкой, па режим
усталостный пли режим истирания.
Бурение шарошечными долотами пород
средней твердости, твердых и крепких
при очистке забоя воздухом должно про-
исходить прп скорости вращения 100—
120 об/мин.
Прп бурении мягких и сыпучих пород
скорость вращения ротора можно увели-
чить до 200—300 об/мин.
При бурении с очисткой забоя воздухом
в песчаниках, алевролитах, песках, су-
глинках и т. п. образуется большое коли-
чество шлама; при этом выбрасывание его
наружу приобретает пульсирующий ха-
рактер, чего нельзя допускать. Поэтому,
наблюдая за выбрасыванием шлама, не-
обходимо регулировать режим бурения,
изменяя его параметры.
Нагрузка на долото
Прп бурении с продувкой давление’’ на
забой может быть снижено против обычного
в 2—3 раза. Чрезмерно высокое давление
на забой способствует образованию круп-
ного шлама, что вызывает необходимость
резко увеличивать количество воздуха.
При этом одного компрессора может быть
недостаточно.
Нельзя также допускать образование
большого количества шламовой пыли, так
как обильное ее выделение свидетельствует
о переходе с объемного режима бурения на
истирающий. Такой режим способствует из-
носу долота. Для перехода на объемный
режим разрушения следует увеличить
нагрузку на долото и уменьшить число
оборотов ротора.
Количество воздуха
Минимальная скорость воздуха в затруб-
ном пространстве должна составлять 15—
18 м/сек.
Для увеличения скорости воздушного
потока между стенками скважины и бу-
рильными трубами следует по возможности
увеличивать диаметр последних.
Расход воздуха для создания необхо-
димой скорости восходящего потока можно
подсчитать по формуле
Q = v (D2—Й2), КVI1-4)
где D —• диаметр скважины ъ м\ d — диа-
метр бурильных труб вл; v — скорость
воздушного потока (15—20 м/сек).
Бурение в сухих породах
При отсутствии большого притока воды
можно с успехом бурить с очисткой забоя
воздухом набухающие или разрушающиеся
при смачивании породы. К таким породам
следует Отнести мел, глины, аргиллиты,
растворимые соли и др. Успешно можно
бурить и обломочные породы, имеющие
слабую связь между частицами и обвали-
вающиеся прп бурении с промывкой.
Бурение с продувкой забоя воздухом
в сухих породах способствует увеличению
механической скорости и проходки на до-
лото, а также увеличивает выход керна
при колонковом бурении.
Бурение зон ухода циркуляции
и пористых пород
Бурение в зонах поглощения проходит
без осложнений. Иногда воздух и шлам
не выходят из выкидной трубы. Этого не
следует опасаться, если углубление сква-
жины идет нормально. Это означает, что
весь шлам с воздухом поглощается тре-
щинами.
После длительного перерыва может вновь
начаться сначала небольшой, а потом
полный выход воздуха и шлама пз выкид-
ной линии. Это объясняется тем, что тре-
щины и поры постепенно закупорились
шламом и циркуляция воздуха в затруб-
ном пространстве восстановилась.
Иногда трещины поглощают шлам не
полностью, а только его мелкие частицы.
Крупные же частпцы беспорядочно дви-
жутся в затрубном пространстве. При скоп-
лении их над долотом повышается давле-
ние на забое и уменьшается скорость вос-
ходящего потока. В таких случаях может
произойти затяжка инструмента, во избе-
жание чего при бурении зон большого или
полного поглощения необходимо периоди-
чески расхаживать буровой снаряд.
Бурение в водоносных горизонтах
Если водоносный горизонт представлен
твердыми или крепкими породами, шлам
которых при смачивании не образует вяз-
кой и липкой пульпы, то проходка их
с применением воздуха не вызывает за-
труднений. Прп этом количество воздуха
следует увеличивать в зависимости от
дебита воды.
При бурении указанных пород число
оборотов ротора следует довести до мини-
мума, а нагрузку на долото по возможности
увеличить.
250
Если водопроявляющие пласты сложены
мягкими и вязкими породами, то бурение
их с продувкой может вызвать осложне-
ния. При незначительном притоке воды
в мягких и вязких породах образуются
сальники. При последующем бурении они
уплотняются, в результате чего происхо-
дят прихваты. Образование сальников ха-
хактеризуется резким повышением давле-
ния на компрессоре, и выбрасывание
шлама полностью прекращается.
Для предотвращения образования саль-
ников следует одновременно с вращением
инструмента расхаживать его и подавать
максимальное количество воздуха.
Если мягкие и вязкие породы имеют
большую мощность, целесообразнее пе-
рейти на обычное бурение с промывкой.
Если этого сделать нельзя, то следует
в скважину вместе с воздухом пода-
вать воду в таком количестве, пока пе
будет выбрасываться ровный поток пуль-
пы, состоящий из воды, воздуха и
шлама.
При бурении мягких и вязких пород
с большим притоком воды бурить с про-
дувкой практически нецелесообразно, так
как при этом требуется очень большое
количество воздуха.
При бурений твердых и крепких пород
с большим водопроявлением целесообраз-
нее бурить с продувкой, так как при этом
достигается значительное повышение ме-
ханической скорости проходки.
Бурение обваливающихся
пород
В сыпучих и обваливающихся породах
бурение с продувкой обычно дает положи-
тельные результаты, кроме тех случаев,
когда в этих породах имеется крупная
галька или щебень. Последние целесооб-
разнее бурить с промывкой глинистым
раствором.
Возникновение обвала сопровождается
интенсивным выносом на поверхность
шлама и повышением давления на ком-
прессоре. При появлении обвала нельзя
останавливать бурение. В целях предотвра-
щения осложнений рекомендуется снизить
нагрузку на долото и, не прекращая вра-
щения, облегчить вынос обвалившейся
породы путем расхаживания инструмента.
Обработанная таким образом скважина
хотя и теряет свою цилиндрическую форму
из-за наличия значительного количества
каверн, однако стенки ее приобретают
большую устойчивость, чем прп бурении
с промывкой.
Пройденный участок неустойчивых пород
следует закрепить трубами и только после
этого продолжать бурение.
Забуривание скважины
и установка кондуктора
При забуривании скважины происхо-
дит запыление рабочего места и буровых
механизмов, так как оно производптся
без установки герметизирующего устрой-
ства.
Для обеспечения нормальных условий
работы рекомендуется в точке заложения
скважины вырыть шурф глубиной 1—1,5 л»,
сечением 0,8 X 0,8 м. Если породы не-
устойчивы, то стенки шурфа следует за-
крепить досками. Верх шурфа накрывают
прочным дощатым настилом и слоем изо-
лирующего материала (кошмой, войлоком).
Две центральные доски должны легко
выниматься и иметь посредине полукруг-
лые вырезы, равные по диаметру рабочей
бурильной трубе.
Забуривание скважины производится ко-
ротким забурником для колонкового бу-
рения. В качестве инструмента могут быть
использованы твердосплавные коронки се-
рийного выпуска или специально изготов-
ленные для этого коронки большого диа-
метра.
Забуривать скважину можно также ша-
рошечными долотами. Накапливающийся
вокруг устья скважины шлам необходимо
периодически удалять.
После того как скважина будет пробу-
рена на глубину, равную длине забур-
ника, необходимо навинтить шламовую
трубу.
По достижении необходимой глубины
в скважину спускают кондуктор. Труба
должна быть строго центрирована относи-
тельно вертикальной оси рабочей штанги,
для чего необходимо рабочую штангу,
закрепленную в шпинделе или проходя-
щую через стол ротора, пропустить через
сальник герметизирующего устройства.
В этом положении производят цементиро-
вание кондуктора п одновременно монти-
руют выкидную линию. Разбуривать це-
ментную пробку в кондукторе следует
после окончательного твердения цемента.
Дальнейшее бурение ведут в обычном
порядке.
Техника безопасности
при бурении скважин
с продувкой забоя воздухом
При бурении с продувкой необходимо
соблюдать правила техники безопасности,
действующие при эксплуатации компрес-
соров.
Перед началом работы смонтированный
воздухопровод должен быть опрессован
251
на давление, в 1,5—2 раза превышающее
максимальное рабочее, развиваемое ком-
прессором. Это можно сделать прп помощи
бурового насоса в условиях мастерских
или на месте производства работ.
Запрещается ремонтировать нагнетатель-
ную линию, если она находится под дав-
лением.
Особую осторожность следует соблюдать
при отвинчивании пробки сальника-верт-
люга перед засыпкой заклиночного мате-
риала, если бурение ведется с отбором
керна.
Герметизирующее устройство должно на-
дежно предохранять помещение буровой
от поступления пыли. Если пыль прони-
кает в помещение хотя бы в незначитель-
ном количестве, бурение запрещается.
Во время бурения не разрешается стоять
вблизи соединений нагнетательной линии.
Свободный конец сбрасывающего шланга
должен быть надежно закреплен.
Глава VIII
ПРОМЫВО ЧНЫЕ ЖИДКОСТИ
ПРИ БУРЕНИИ
В качестве промывочных жидкостей при
роторном бурении на воду применяются:
а) глинистые растворы в рыхлых, неустой-
чивых и легкоразмываюшихся породах;
б) чистая пресная вода в плотных устой-
чивых породах; в) аэрированные жидкости;
г) карбонатные растворы.
Основное назначение промывочных жид-
костей при бурении — очистка забоя сква-
жины от разбуренной породы и вынос ее
на поверхность, а также охлаждение
долота в процессе бурения.
Кроме указанных функций глинистый
раствор: а) обеспечивает устойчивость сте-
нок скважин за счет гидростатического
давления столба глинистого раствора и
образования на стенках плотной глинистой
корки; б) удерживает во взвешенном со-
стоянии выбуренные частицы породы в пе-
риод прекращения циркуляции; в) способ-
ствует более интенсивному выносу породы
на поверхность и улучшает качество образ-
цов породы (шлама).
Понятие о растворах
В коллоидной химии различают следу-
ющие три вида растворов.
1. Истинные растворы — прозрачные
растворы, представляющие однородную
смесь растворителя и растворенного веще-
ства, которые не изменяются при длитель-
ном хранении; размеры частиц растворен-
ного вещества равны отдельным молеку-
лам, т. е. меньше 1 ммк.
2. Коллоидные растворы отличаются от
истинных большим размером частиц раст-
воренного вещества. В коллоидных раство-
рах вещество находится во взвешенном
состоянии, и в неподвижном положении
растворы приобретают студнеобразную
структуру (например, раствор желатина)
Размеры частиц растворенного вещества
в этих растворах больше отдельных моле-
кул, т. е. от 1 ммк до 0,1 мк.
3. Суспензии — растворы, в которых
частицы твердого вещества, смешанного
с водой, быстро осаждаются, а над ними
остается прозрачная вода (например, мел-
кораздробленный мел, находящийся во
взвешенном состоянии в воде). Размер
частиц в суспензиях от 0,1 мк и выше.
Таким образом, отличие коллоидных
растворов от истинных, как и коллоидных
от суспензий, заключается в степени из-
мельченности (дисперсности) твердого ве-
щества, находящегося в жидкости.
Глинистый раствор является коллоидно-
суспензионной системой, так как пред-
ставляет смесь коллоидных частиц с круп-
ными частицами, образующими суспензии.
Коллоидные растворы и суспензия в хи-
мии называются дисперсными системами,
у которых имеются две фазы: а) раствори-
тель, или дисперсная среда; б) растворен-
ное в нем другое вещество — дисперсная
фаза.
В глинистом растворе растворителем
является вода, а дисперсной фазой—глина.
Коллоидальность глинистых растворов кро-
ме дисперсности частиц объясняется на-
личием в каждой частице глины отрица-
тельного электрического заряда и водных
оболочек (пленок), что препятствует слия-
нию и осаждению частиц под влиянием
силы тяжести, т. е. коагуляции раствора.
Если между твердым телом и жидкостью
никакого взаимодействия не происходит,
то образуется просто механическая суспен-
зия из твердого вещества и жидкости, ко-
торая в состоянии покоя быстро разде-
ляется на фазы (происходит быстрый
отстой). Чем выше дисперсность глины,
тем больше ее поверхность соприкоснове-
ния с водой, полнее взаимодействие между
фазами, тем ярче коллоидные свойства
раствора.
Поскольку глинистые растворы пред-
ставляют собой дисперсную систему, со-
стоящую из глины и воды, в которой
253
частицы глины покрыты водной оболочкой,
то свойства растворов зависят от качества
ГЛИНЫ II воды.
Состав и свойства глин
Глиной называется землисто-минераль-
ная масса, способная с водой образовывать
пластическое тесто, которое при высыха-
нии сохраняет приданную ему форму,
а после обжига получает твердость камня.
По своему химическому составу глины
в основном состоят из гидратов силиката
алюминия. Основным минералом является
каолинит, состоящий из кремнезема, гли-
нозема и воды (Ai2-2SiO2-2H2O).
В бентонитовых глинах каолинит заме-
щен минералом монтмориллонитом, отли-
чающимся удвоенным по сравнению с као-
линитом отношением кремнезема к глино-
зему (Al2O3-4SiO2 • Н20).
Кроме глинозема и кремнезема в глинах
в различных количествах содержатся
окислы железа (Fe2O3), окислы щелочных
(K2O-Na2O) и щелочноземельных (СаО,
MgO) металлов.
Примерный состав глины (в %): кремне-
зем (SiO2) — 50—60; глинозем (А12О3) —
20—22; окись железа (Fe^Os) — 7—8;
окись кальция (СаО) — 1; окись магния
(MgO) •— 1—1,5; SO3, летучие вещества
и другие — 10—12.
Во всех глинах имеется химически
с вязанная (гпдратационная) вода, образу-
ющая на поверхности глинистых частиц
слой гидроксильной группы (ОН). Послед-
ние являются весьма полярными и соз-
дают вокруг частиц глины сильное поле
притяжения.
Пластичность глин объясняется присут-
ствием в ней окиси алюмпния и окиси
кремния.
. В зависимости от содержания в глине
окпслов натрия (Na2O) или кальция (СаО)
глины разделяются па натриевые и каль-
циевые. Натриевые глины хорошо смачи-
ваются водой, быстро набухают и распа-
даются на тонкодисперсные частицы.
Глины, хорошо смачивающиеся водой,
называются гидрофильными, а несмачива-
ющиеся — гидрофобными.
Натровые глины относятся к активным
гидрофильным веществам, которые на своей
поверхности образуют устойчивые водные
или гидратные оболочки. Кальциевые гли-
ны плохо реагируют на воду и распадаются
на крупные частицы. Для получения из
таких глин раствора удовлетворительного
качества нужно при его изготовлении
добавлять некоторое количество реагентов
(щелочей), которые повышают раствори-
мость этих глин в воде.
В растворах из гидрофильных глин вода
находится в двух различных состояниях:
одна, часть воды образует вокруг частиц
глины пленку и плотно связана с поверх-
ностью этих частпц — это так называемая
«связанная вода»; остальную часть воды
называют «свободной водой».
Бентонитовая натровая глина при пре-
дельном набухании увеличивается в объеме
больше чем в 10 раз против первоначаль-
ного, а бентонитовая кальциевая глина —
только в 2 раза.
Глинистые породы кроме химического
состава различаются между собой и по
гранулометрическому составу. Частицы,
составляющие глины, делятся па песчаные
размером более 0,1 мм и глинистые раз-
мером меньше 0,005 мм. Лучшими счи-
таются глины, содержащие фракции меньше
0,0001 мм от 20 до 50%, фракции крупнее
0,05 мм — не более 12% п фракции круп-
нее 0,1 мм — не более 6%.
Большое значение для качества глини-
стого раствора имеют также формы гли-
нистых частпц, которые всегда имеют вид
плоских чешуйчатых пластинок, в резуль-
тате чего частицы глины имеют всегда
значительно большую поверхность, чем
частицы песка.
Благодаря дисперсности частиц и их
чешуйчатому строению глина имеет боль-
шую удельную поверхность (общая поверх-
ность частпц объемом в см3), что создает
коллоидные свойства раствора.
Лучшими для приготовления глинистого
раствора считаются глины:
1) состоящие из тонкодисперсных фрак-
ций с чешуйчатым строением частиц
(размером от 0,0001 мм и нпже более
40%);
2) обладающие гидрофильными ' свой-
ствами, т. е. смачивающиеся и имеющие
гидратные оболочки (большое количество
связанной воды).
3) содержащие небольшое количество
солевых примесей.
По минералогическому составу наиболее
пригодными для изготовления глинистых
растворов считаются:
а) бентонитовые глины, содержащие
в большом количестве минерал монтморил-
лонит. Эти глины являются продуктом
разрушения вулканических пеплов и встре-
чаются крайне редко. Они являются луч-
шими глинами для приготовления гли-
нистых растворов;
б) каолпнито-гпдрослюдистые или гид-
рослюдисто-каолинитовые глины — наибо-
лее распространенные;
в) каолинитовые глины, состоящие в ос-
новном из каолинита и каолинизирован-
ных гидрослюд (представляют собой огне-
упорное сырье). Эти глины могут быть
использованы для изготовления глинистых
растворов с добавлением химических реа-
гентов.
254
Оценка качества глины и установление
ее пригодности для глинистого раствора
определяется путем следующих исследо-
ваний:
а) степень засоленности определяется
путем лабораторного анализа водной и со-
лянокислой вытяжек. Считается пригодной
глина, водная вытяжка из которых со-
держит: кальция — не более 70 мг/л',
хлора — не более 100 мг/л', сульфата —
не более 300 мг/л\
б) глина в тестообразном состоянии
должна раскатываться в длинные тонкие
шнуры (диаметром до 1 мм), не разрываясь
и не разламываясь;
в) в свежевзятом образце кусок глины
должен быть плотным и при изломе иметь
острые устойчивые края. При разрезании
куска глины острым ножом плоскости
разреза должны иметь гладкую полиро-
ванную поверхность более темного цвета,
чем поверхность излома.
Пригодность глины для приготовления
раствора лучше всего устанавливается
путем изготовления нз взятого образца
небольшого количества раствора с после-
дующим исследованием всех его основных
свойств.
Свойства глинистых растворов
Концентрация глинистых
растворов. Растворы с небольшой
концентрацией твердого вещества в преде-
лах 5—10 г/л представляют собой раз-
жиженную суспензию. В таких растворах,
содержащих глинистых частиц менее 1%,
наблюдается свободное осаждение твердых
частиц. Эти растворы для бурения непри-
годны.
В глинистом растворе, приготовленном
со значительным содержанием глины (20—
25% по весу), отстой происходит очень
медленно по сравнению с разжиженным
раствором. В концентрированном глини-
стом растворе, приготовленном из колло-
идной глины, свободного выпадения частиц
не происходит. Частицы 1лины, находясь
во взвешенном состоянии, превращают
раствор в студенистую малоподвижную
массу (гель). Время, в течение которого
образуется гель, и стойкость последнего
зависят от концентрации твердого вещества
в солей в растворе. Концентрация твер-
дого вещества в растворе определяется его
удельным весом.
Глинистые растворы, приготовленные из
высокодисперсных и гидрофильных глин
с малым содержанием или полным отсут-
ствием солей, обладают свойствами колло-
идных растворов.
Только при концентрации глинистых
частпц свыше 10% (по весу) раствор при-
обретает свойства коллоидных растворов.
Стабильность (коллои-
дальность). Стабильность глинистых
растворов характеризует устойчивость си-
стемы, при которой все частицы твердой
фазы удерживаются во взвешенном состоя-
нии. Чем стабильнее глинистый раствор,
тем выше его удерживающая способность
и тем лучше он удовлетворяет условиям
бурения. Стабильность глинистого раствора
определяет его коллоидность.
Глинистые растворы обладают различ-
ной стабильностью- Пластичные глины и
бентониты дают самые
стабильные и в то же
время самые вязкие рас-
творы. Наряду с этим
имеются вязкие, но не
стабильные, а также
жидкие, но стабильные
растворы. Стабильность
раствора повышают, вво-
дя в него коллоидные
глины и химические
реагенты.
Рис. VI П-1.
Стакан, градуи-
рованный для
определения
величины от-
стоя глинпсто-
Рпс. VIII-2. Прибор
СНС-1 для определения
стабильности глинистого
раствора.
Стабильность глпни-
го раствора. стых растворов опреде-
ляют двумя способами.
Первый способ — отстаивание в градуи-
рованном сосуде емкостью 100 ел3
(рис. VHI-1). Сосуд, заполненный глини-
стым раствором до отметки 100 на стенке
цилиндра, закрывают сверху притертой
пробкой и в течение 24 ч оставляют в по-
кое. При хорошем коллоидном растворе
за это время должно отстояться воды не
более 2—3 смя (2—3%). Отстой выражают
в процентах.
При втором способе сосуд емкостью
250 сл3 заполняют доверху глинистым
раствором, закрывают притертой пробкой
и в течение 24 ч оставляют в покое. Затем
в глинистый раствор опускают пипетку
до середины столба раствора и верхнюю
половину столба отсасывают или отли-
255
вают через боковое отверстие (рис. VIII-2).
После этого определяют удельный вес
верхней и нижней частей раствора. Раз-
ность в удельных весах этих частей являет-
ся показателем стабильности. Стабильным
считается раствор, у которого она не
превышает 0,04—0,05.
Тиксотропия. Коллоидный гли-
нистый раствор, находясь в состоянии
покоя, постепенно превращается в студе-
нистую массу, но тот же раствор, как
только его заставят двигаться, превра-
щается в жидкость. Свойство раствора
превращаться в студень в состоянии покоя
и снова в жидкость при движении назы-
вается тиксотропным.
Коллоидальные растворы в подвижном
состоянии принято называть золями, а в не-
подвижном студнеобразном состоянии —
гелями. Способность глинистых растворов
превращаться в студнеобразную массу
называют структурообразованием. Тиксо-
тропные свойства глинистого раство-
ра имеют большое практическое значе-
ние.
Способность раствора загустевать при
прекращении движения позволила отка-
заться от амбарной системы очистки рас-
твора, так как, проходя через большие
емкости (амбары), раствор сильно сгу-
щается, и прекращается выпадение выбу-
ренной породы.
Раствор с ярко выраженными тиксо-
тропными свойствами является наилучшим,
так как он легко перекачивается и выде-
ляет в желобах песок и одновременно
мало поглощается пористыми породами,
в которых он быстро застудневает. При
прекращении циркуляции твердые частицы
из такого раствора не оседают на забое
скважины.
Статическое напряжение
сдвига. Отнесенное к единице площади
усилие, при котором глинистый раствор
выходит из состояния покоя и начинает
течь, называется статическим напряжением
сдвига пли началом сдвига. Измеряется
оно в мГ/см2.
Нормальный глинистый раствор должен
иметь такую величину статического напря-
жения, при которой частицы шлама, нахо-
дящиеся в нем, удерживались бы во взве-
шенном состоянии при временном прекра-
щении циркуляции, но в то же время не
создавалось бы затруднений при про-
качке и очистке раствора от шлама в же-
лобной системе.
Статическое напряжение сдвига харак-
теризует прочность структуры глинистого
раствора.
Величина статического напряжения сдви-
га обозначается буквой 6.
6 — величина переменная, зависит от
времени нахождения раствора в покое и для
256
ряда, растворов изменяется в очень боль-
ших пределах.
Для нормальных глинистых растворов
статическое напряжение сдвига должно
составлять 15—40 мГ;см2.
Статическое напряжение сдвига обычно
определяют приборами СНС-1, Линевского
и нитрометром.
Прибор СНС-1 (рис. VIII-3) состоит пз
стакана 4, вращающегося при помощи
поддона 5, на котором он установлен,
и цилиндра 7, подвешенного на проволоке
2, укрепленной на стойке-кронштейне 3.
Рис. VIII-3. Прибор СНС-1 для определе-
ния статического напряжения сдвига гли-
нистого раствора.
1 —- цилиндр; 2 — проволока; 3 — стойка-крон-
штейн; 4 — стакан; 5 — поддон; 6 — труба; 7 —
градуированный диск; 8 — указатель; 9 — дви-
гатель.
Длина проволоки должна быть такой,
чтобы подвешенный цилиндр не доходил
до дна стакана на 1 см. Над цилиндром
на трубе 6 укреплен градуированный
диск 7. На кронштейне на уровне диска
имеется указатель 8.
Для определения статического напря-
жения сдвига в стакан заливают хорошо
перемешанный глинистый раствор. Уро-
вень раствора должен совпадать с верхним
обрезом подвесного цилиндра. Поворачи-
вая подвесной цилиндр, нулевое деление
диска устанавливают против указателя,
после чего выдерживают раствор в покое
в течение одной минуты. Через минуту
включают мотор 9, приводящий в движе-
ние поддон, и отмечают на диске угол
закручпвания проволоки. Определение счи-
тается законченным после того, как диск
начнет вращаться в обратную сторону.
Замер повторяют после выдерживания
раствора в течение 10 мин.
Каждое измерение от момента пуска
электродвигателя до момента остановки
подвесного цилиндра не должно продол-
жаться более 1 мин, чему соответствует
максимальный отсчет в 70°.
Полученные в результате измерения
показания в градусах пересчитывают
в мГ!см?- путем умножения на соответству-
ющий данной нити коэффициент, приве-
денный в паспорте, прилагаемом к каж-
дому прибору.
Прибор Линевского (рис. VII1-4) состоит
из двух цилиндров 1 и 3, соединенных
между собой краником 4. Нижняя часть
цилиндра 1 снабжена U-образной труб-
кой 2.
Рис. VIII-4. При-
бор Линевского
для определения
статического на-
пряжения сдвига.
Для определения статического напря-
жения сдвига в U-образную трубку при-
бора наливают глинистый раствор до
краника, а в цилиндр 3 — воду. При этом
крачик должен быть закрыт. Открыв
краник, воду перепускают из цилиндра 3
в цилиндр Z, в результате чего создается
давление на раствор. Когда это давление
превышает статическое напряжение сдвига,
глинистый раствор начинает выливаться
пз трубки 2. В момент перелива глини-
стого раствора краник 4 закрывают и
фиксируют уровень воды в цилиндре 1.
Статическое напряжение сдвига нахо-
дится но таблице, которая прилагается
к прибору.
Определение статического напряжения
сдвига производят через 1 и 10 мин вы-
держивания раствора в покое.
В полевых условиях статическое напря-
жение сдвига можно приблизительно опре-
делить специальной прямоугольной пла-
стинкой из пластмассы или эбонита, на-
зываемой шпрометром (рис. VII1-5). На ши-
рометре нанесены деления и цифры, зави-
сящие от его размеров (высоты, ширины
и толщины) и веса, соответствующие ста-
тическому напряжению сдвига глинистого
17 Заказ 1050
раствора определенного удельного веса
при данном погружении.
Определение статического напряжения
сдвига глинистого раствора шпрометром
производится следующим образом: гли-
нистый раствор заливается в цилиндр
высотою не менее высоты широметра
(обычно в цилиндр объемом 500 ел8),
тщательно перемешивается и затем остав-
ляется в покое на 1 и 10 мин. После этого
в глинистый раствор вертикально (осто-
рожно без приложения
силы) опускают нитро-
метр.
Как только погруже-
ние широметра прекра-
тится, по шкале широ-
метра определяют вели-
чину статического на-
пряжения сдвига глини-
стого раствора в мГ!см2.
Измерение произво-
дится дважды: через 1
и 10 мин пребывания
раствора в покое
Вязкость. При
движении жидкости меж-
ду движущимися ее
слоями возникает тре-
ние, которое создает
некоторое сопротивле-
“7Я
20-
Рис. VIII-5.
Широметр.
ние движению.
Жидкость, у которой
сила трения между слоя-
ми меньше, вытекает
через трубку определен-
ного сечения быстрее,
чем жидкость, у которой
эта сила трения больше.
Сопротивление движе-
нию жидкости, величина которого зависит
от трения между слоями жидкости, назы-
вается вязкостью данной жидкости (по-
движностью) .
При движении глинистого раствора,
кроме трения между слоями самой жид-
кости, возникает еще трение ме>кду части-
цами глины и трение между частицами
глины и жидкости. Поэтому вязкость
глинистых растворов значительно больше
по сравнению с обычными жидкостями.
Вязкость — одно из основных свойств
глинистого раствора. Глинистый раствор,
содержащий твердую фазу в высокодиспер-
гировапном состоянии, обладает меньшей
вязкостью по сравнению с раствором,
в котором частицы более крупные, но
глинизирующая способность первого рас-
твора значительно больше.
Глинистый раствор, в котором повышен-
ная вязкость является результатом коагу-
ляции или содержания ^большого коли-
чества крупных частиц, не подходит для
нормальных условий бурения, так j как
257
может препятствовать работе насосов и
вызвать прихват инструмента.
Чаще всего глинистый раствор должен
иметь низкую вязкость при соответству-
ющем статическом напряжении сдвига,
обеспечивающем взвешивающую способ-
ность раствора.
Вязкость глинистых растворов условно
измеряют временем (в секундах) истече-
ния определенного количества раствора
через калиброванную трубку соответству-
ющего диаметра. Прибор для определения
вязкости называется вискозиметром. Наи-
большее применение имеет стандартный
полевой вискозиметр СПВ-5.
Рис. VIII-6. Полевой вискози-
метр СПВ-5.
Вискозиметр представляет собой метал-
лическую воронку 1, заканчивающуюся
латунной калиброванной сточной трубкой 2
диаметром 5 мм и длиной 160 мм (рис.
VIII-6).
В верхней части коронки имеется сетка
для очистки раствора от крупных комков
глины и разбуренной породы. Прибор
комплектуется с мерной металлической
кружкой в, имеющей два отделения ем-
костью 500 и 200 см3.
Вязкость глинистого раствора изме-
ряется следующим образом: в воронку
вискозиметра через сетку наливают 700 см3
глинистого раствора, зажав пальцем ниж-
нее отверстие трубки. Затем, подставив
под трубку отделение мерной кружки
емкостью 500 см3, отнимают палец и одно-
временно пускают секундомер. Время за-
полнения кружки в (в секундах) является
показателем вязкости глинистого раствора
по СПВ-5.
Исправный вискозиметр СПВ-5 должен
показывать истечение 500 см3 воды за
15 сек. Для нормальных условий бурения
применяются глинистые растворы вяз-
костью от 18 до 30 сек.
Водоотдача (фильтрация).
Водоотдача, или фильтрация, характери-
зует способность глинистого раствора от-
давать при повышенном давлении жидкую
фазу (воду) в рыхлые пористые породы,
создавая на их поверхности тонкую плот-
ную корку.
Глинистые растворы с малой водоотда-
чей обеспечивают безаварийную работу
при бурении скважин и способствуют
успешному восстановлению водоотдачи во-
доносных горизонтов.
Рис. VIII-7. При-
бор для определе-
ния водоотдачи
ВМ-6.
При большой водоотдаче на стенках
скважины образуется толстая рыхлая кор-
ка, плохо закрепляющая стенки скважины
и вызывающая прихват бурового инстру-
мента.
Водоотдача глинистого раствора зависит
прежде всего от его коллоидальных свойств.
Показатель водоотдачи определяют ко-
личеством фильтрата (в см3), выделившего-
ся из раствора под избыточным давлением
в 1 кГ/см2 за 30 мин через фильтр диа-
метром 75 мм.
Измерение водоотдачи производится при
помощи прибора ВМ-5 (рис. VIII-7).
Для нормального глинистого раствора
водоотдача должна быть не более 25 см3
за 30 мин.
Глинизация (кольмата ж)-
Сущность процесса глинизации стенок
скважины состоит в том, что циркулиру-
ющий в скважине глинистый раствор,
находящийся под давлением, стремится
проникнуть в породы через стенки сква-
жины.
258
Степень проникновения глинистого рас-
твора в породу и прочность образовав-
шейся корки зависят от: а) проницаемости
и пористости пород с учетом формы и раз-
мера пор в них; б) величины перепада
давления между скважиной и пластом;
в) вязкости, тиксотропности, солености,
щелочности глинистого раствора, коли-
чества и размера частиц твердого вещества
и количества свободной воды в растворе.
Если глинистый раствор не представляет
коллоидальную систему, он способен про-
никать глубоко в пласт и образовывать
неплотную, малоустойчивую толстую корку
на стенках скважины, которая в течение
долгого времени допускает фильтрацию
воды в поры пласта и способствует при-
хвату инструмента.
Коллоидальный глинистый раствор обра-
зует на стенках скважины тонкую, но
очень плотную корку, через которую вода
из раствора отжиматься почти не будет.
Толщина корки пропорциональна водо-
отдаче.
Высококоллоидальные глинистые рас-
творы образуют корку толщиной 1—3 мм,
а неколлоидальные 6—12 мм.
Толщину глинистой корки определяют
по окончании исследования глинистого
раствора на водоотдачу на приборе ВМ-6.
Вынутый фильтр с коркой глины поме-
щают на стеклянную пластинку и тол-
щину определяют при помощи металли-
ческой линейки, имеющей миллиметро-
вые деления, или прибором Вика.
Удельный вес. Удельным весом
называется вес 1 см3 данного вещества
в граммах (Г/см3). Удельный вес глинистого
раствора характеризует концентрацию
глины в растворе и дает возможность опре-
делить гидростатическое давление промы-
вочной жидкости на стенки скважины.
Нормальный глинистый раствор должен
иметь удельный вес 1,05—1,30 в зависи-
мости от характера проходимых пород.
В полевых условиях удельный вес глини-
стого раствора измеряют ареометрами Ми-
хайлова, АГ-1 и АГ-2.
Ареометр Михайлова (рис. VIII-8) со-
стоит из рабочего сосуда 1 с крышкой 2,
полой узкой трубки и расширенного по-
плавка 3, к которому припаяна градуиро-
ванная шкала 4 с делениями от 1,0 до
1,5 Г/см3.
Ареометр АГ-1 (рис. VIII-9) состоит: из
съемного груза 3, мерного стакана 2,
поплавка 1, градуированной шкалы 4
и двух штифтов для соединения стакана
с поплавком 5.
Ареометр имеет две шкалы с пределами
измерения 1—1,8 г/см3 и 1,7—2,5 г/см3.
Цена деления шкалы 0,02 г/см3. Переход
с одного предела измерения на другой
осуществляется сменным грузом. При изме-
17*
рении удельного веса по шкале 1,7—
2,5 г/см3 груз снимают. Чтобы определить
удельный вес, ареометр, стакан которого
заполнен раствором, погружают в чистую
пресную воду.
Содержание песка. Примесь
песка и других крупных инертных частиц
снижает качество глинистого раствора,
уменьшает потенциальную способность гли-
нистого раствора к выносу выбуренной
породы, стабильность раствора и усили-
вает износ деталей насоса, вертлюга и
Рис. VIII-8. Ареометр
Михайлова.
Рис. VIII-9. Арео-
метр АГ-1.
шланга. Большое количество песка и дру-
гих твердых инертных частиц в глинистом
растворе является причиной прихвата бу-
рового инструмента. Содержание песка
в глинистом растворе допускается не
более 4%.
Для определения процентного содержа-
ния песка в глинистых растворах приме-
няется отстойник ОМ-1 (рис. VIII-10) или
отстойник -Лысенко (рис. VHI-11).
Для определения процентного содержа-
ния песка в отстойник вначале заливают
50 см3 глинистого раствора, а затем 450 см3
воды и все это взбалтывают; процент
песка отсчитывают по бюретке после
отстаивания по истечении 1 мин.
В полевых условиях для определения
основных свойств глинистых растворов
применяют переносные лаборатории типа
ЛГР-3.
Лаборатория ЛГР-3 состоит из комплекта
приборов и лабораторной посуды, позво-
259
ляюгцей определять: 1) удельный вес хли-
нистых растворов в г/см*; 2) вязкость по
стандартному полевому вискозиметру в сек;
3) содержание песка в растворе в %;
Рис. VIII-10. Отстойник ОМ-1.
______\J0__
см3 I
°C
/5
- -500
--300
--2D0
Рис. VI П-11. От-
стойник Лысенко.
- 100
-- so
__20 /
- -15/
::Ю7
б(—
5
3
2
Наружный ’
диаметр
12 мм <7
4) водоотдачу (фильтрацию) раствора в с№
за 30 мин\ 5) суточный отстой раствора в %.
В комплект лаборатории
ЛГР-3 входят:
ареометр АГ-1 или АГ-2 1 комплект
прибор ВМ-6 для опре-
деления водоотдачи 1 »
вискозиметр СПВ-5 « . 1 »
отстойник ОМ-1 или
ОМ-2...................1 комплекс
цилиндр для определе-
ния стабильности . 1 шт.
секундомер .............. 1 шт.
мерный цилиндр емко-
стью 100 cjb3 .... 1 шт.
Кроме того, вспомогательный
инструмент, приспособле-
ния и лабораторные мате-
риалы. Приборы, посуда
и принадлежности, входя-
щие в комплект лаборато-
рии, размещены в специ-
альной тумбочке с выдвиж-
ным ящиком..............
Вес лаборатории............... 40 кг
Приготовление глинистых
растворов. При бурении скважин,
в разрезе которых имеются мощные толщи
глин, заранее приготовленный глинистый
раствор требуется только для начала
работы. В дальнейшем глинистый раствор
приготовляют в самой скважине при про-
ходке глин: из скважины выходит сильно
обогащенный глиной раствор и в желобах
его разбавляют водой. Излишек раствора
откачивают в запасные емкости.
Если скважина не вскрывает достаточно
мощных толщ коллоидальных глин, гли-
нистый раствор приготовляют на поверх-
ности непосредственно около скважины.
Приготовление раствора состоит в разме-
шивании глины и воды в механических
глиномешалках, которые бывают одно-
вальные и двухвальные.
Одновальные глиномешалки применяют
емкостью 0,3 м* 3 с плоскоременным при-
водом.
Двухвальными глиномешалками типа
ГМЭ-0,75 укомплектованы буровые уста-
новки УРБ-ЗАМ и УРБ-4ПМ.
Техническая характеристика
глиномешалки ГМЭ-0,75
Емкость, м3 . ... . . . 0,75
Привод ... ........ клино-
ременный
Тип ремня....................... А
Число ремней ................... 3
Длина ремня, мм .... 2800
Электродвигатель .... АО-51-62
Мощность двигателя, кет . 2,8
Напряжение, в.................. 220
Число оборотов двигателя
в минуту .................... 950
Вес глиномешалки, кг . . . 850
Раствор в глиномешалке ГМЭ-0,75 при-
готовляется в течение 20—30 мин, а в гли-
номешалке емкостью 0,3 м3 в течение
30—35 мин.
260
Таблица VHI-1
Количество глины (в м3 в плотном теле) и пресной воды удельного веса 1 (в .«3)
для приготовления 1 м3 глинистого раствора
Удельный! , вес глины! Удельный вес глинистого раствора, г/см3
1,18 1,2 1,22 1,24 1,26 1,28 1,30
ГЛИНЫ ВОДЫ ГЛИНЫ ВОДЫ ГЛИНЫ воды ГЛИНЫ воды ГЛИНЫ ВОДЫ ГЛИНЫ воды глины воды
2,2 0,150 0,94 0,167 0,92 0,183 0,90 0,200 0,88 0,217 0,86 0,223 0,84 0,250 0,83
2,3 0,138 0,95 0,154 0,93 0,169 0,91 0,185 0,90 0,200 0,88 0,215 0,86 0,231 0,85
2,4 0,129 0,96 0,143 0,94 0,157 0,93 0,171 0,91 0,186 0,90 0,200 0,88 0,214 0,86
2,5 0,120 0,97 0,133 0,95 0,147 0,94 0,160 0,92 0,173 0,91 0,187 0,89 0,200 0,88
2,6 0,112 0,98 0,125 0,96 0,137 0,95 0,150 0,94 0,162 0,92 0,175 0,91 0,187 0,89
2,7 0,106 0,98 0,118 0,97 0,129 0,96 0,141 0,95 0,153 0,93 0,165 0,92 0,176 0,91
2,8 0,100 0,99 0,111 0,98 0,122 0,97 0,133 0,96 0,144 0,94 0,156 0,93 0,161 0,91
Для приготовления раствора в глино-
мешалку заливают воду до продольного
вала и засыпают полную норму глины.
Для лучшего размешивания ее засыпают
в глиномешалку мелкими кусками разме-
ром 3—4 см в поперечнике. Затем глино-
мешалку пускают в ход на 5—10 мин,
а потом доливают водой до уровня разгру-
зочного люка, и раствор продолжают
перемешивать еще 20—25 мин. При не-
обходимости в раствор добавляют химиче-
ский реагент. По окончании замешивания
глиномешалку останавливают, берут пробу
раствора и определяют его основные ка-
чества, после чего сливают в приемную
емкость. Между глиномешалкой и прием-
ной емкостью должен быть желоб длиной
6—10 м для очистки спускаемого раствора.
Для улучшения качества раствора глину
желательно замачивать за 16—24 ч до
загрузки в глиномешалку. Не допускается
загружать в глиномешалку глину в мерз-
лом состоянии; необходимо ее предвари-
тельно отогреть (желательно паром).
Количество глины, необходимое для
приготовления 1 м3 раствора, определяется
по формуле
Q = Vi (Y—Уг) (VIII-1)
У1-Т2
где Q — количество глины в т; у — за-
данный удельный вес глинистого раствора?
— удельный вес глины; "у., — удельный
вес воды: удельный вес глины в плотном
теле изменяется в пределах 2,2—2,8;
удельный вес пресной воды равен 1,0,
морской воды — 1,03.
Объемный вес глины в раздробленном
виде изменяется от 1,65 до 1,90.
Разделив вес глины на объемный" вес
в раздробленном состоянии, получим не-
обходимое количество раздробленной глины
в м3 на 1 м3 раствора (табл. VIII-1).
ОЧИСТКА
ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА
Для очистки глинистого раствора или
другой промывочной жидкости от разбу-
ренной породы (шлама) при буровых уста-
новках устраивают желобную систему,
которая состоит из деревянных или ме-
таллических желобов и отстойников
(рис. VIII-12).
Деревянные желоба обычно имеют пря-
моугольное сечение размером по ширине
40—60 см и высоте 25—35 см. На дне
желобов для лучшего осаждения шлама
устраивают перегородки высотой 10—15 см
на расстоянии 1,5—2 м друг от друга.
Уклон желобов допускается в пределах
1—2 см на 1 м длины, считая от устья
скважины. Длина всех желобов зависит
от диаметра и глубины скважины, геоло-
гического разреза скважины и применяе-
мого глинистого раствора.
Наименьшая длина желобной системы
для скважин глубиной до 200 м составляет
15—20 м и для более глубоких скважин
25—30 м. Отстойники и приемные амбары
роют в земле и обшивают досками или
цементируют. Размер промежуточных от-
стойников 1 X 1 X 1 м, приемного амбара
и отстойника при глиномешалке 2 X 2 X
X 1,5 м. Емкость приемного амбара должна
равняться 1,5—2 объемам скважины. Сред-
няя скорость движения жидкости в жело-
бах допускается не более 10 см!сек.
Для передвижных роторных установок
применяют инвентарные металлические же-
лоба. Для буровых установок УРБ-ЗАМ
желобная система представляет блок из
четырех металлических желобов, смонти-
рованных на одной раме. Желоба с укло-
ном 1 : 100 имеют съемные разделитель-
ные перегородки.
Блок желоба вследствие небольшого
уклона и частым поворотам потока про-
261
Рис. УШ-12. Схема же-
лобной системы.
Т — буровая установка; 2—
насос; 3 — приемный амбар;
4 — 1’линомешалка; 5 — от-
стойники; в — желоба с пе-
регородками; 7 — рабочая
площадка; 8 — приемный
мост.
Рис. VHI-13.
Гидроциклон-
ная установка.
мывочного раствора при незначительных
размерах хорошо очищает раствор при
производительности насоса 150—200 л/мин.
Для буровых установок с насосами
производительностью более 500 л/мин вы-
пускается заводами желобная система 1
УБВ-300. Желобная система 1 УБВ-300
состоит из отдельных секции, связанных
между собой разъемными соединениями.
Желоба, создавая большое число измене-
ний направления движения потока рас-
твора, обеспечивают его хорошую очистку
от выбуренной породы при производи-
тельности насосов 600—700 л!мин.
Для более полной очистки глинистых
растворов от шлама в дополнение к желоб-
ной системе применяются механические
шламоотделители: вибрационные сита, се-
параторы или гпдроциклоны. Применяют
также гидроциклонные установки ОГХ-8Б,
состоящие из гидроциклона, винтового
насоса ВН-4 и электродвигателя, смонти-
рованных на общей раме (рис. VIII-13).
Установка ОГХ-8Б действует следующим
образом. Винтовой насос 1 подает раствор,
загрязненный шламом, в гидроциклон 2,
где, вследствие вращения от очищенного
раствора отделяется шлам.
Техническая характеристика
установки ОГХ-8Б
Производительность, л/мин до 300
Наибольшая степень зашлам-
ления глинистого раство-
ра, % ......... 15
Наибольший размер частиц,
засоряющих раствор, мм до 5
Мощность электродвигателя,
кет ...................... 4,5
Вес, кг ................. 280
В процессе бурения скважины система-
тически проверяют качество глинистого
раствора. Контроль за качеством раствора
262
осуществляется путем отбора проб входя-
щего и выходящего из скважины глинис-
того раствора (в желобе у устья скважины
п в приемном амбаре).
В нормальных условиях бурения пробы
отбирают не реже 2 раз в смену, при
осложненных условиях — через каждые
2 ч. и чаще. По взятым пробам определяют
удельный вес, вязкость, содержание песка,
водоотдачу и один раз в сутки стабиль-
ность и коллоидальность. Особое внимание
нужно обращать на изменение параметров,
влияющих на качество глинистого рас-
твора.
Результаты определения показателей ка-
чества глинистого раствора заносят в су-
точный или сменный буровой журнал.
Нормирование глинистых растворов
Глинистые растворы подбирают с уче-
том геологических условий района. Под-
бираемые растворы должны обеспечить
интенсивную промывку забоя, удержание
выбуренных пород во взвешенном состоя-
нии а также предупреждать обвал стенок
скважины. Глинистые растворы при нор-
мальных условиях бурения должны иметь
примерно следующие показатели (табл.
VIII-2).
Таблица VII1-2
Характер проходимых пород Вязкость по СПВ-5, сек Начало сдвига, мГ [см2
Глина 16—17 10—18
Мелкозернистые пески 18—20 25—35
Среднезернистые пес- ки 20—25 35—50
Крупнозернистые лески и скальные породы 22—30 50—65
Удельный вес (при принятой
вязкости) ................1,05—1,3
Водоотдача за 30 мин, см3 5—25
Толщина глинистой корки не
более, мм ....... 3
Стабильность .............0,04—0,05
Суточный отстой, % ... 3—5
Содержание песка, % . . 3—4
Указанные нормы глинистого раствора
являются общими. При осложненных гид-
рогеологических условиях качество гли-
нистого раствора для каждой скважины
уточняют и указывают в геолого-техни-
ческом наряде.
При проходке водоносных пластов, на-
меченных для эксплуатации, к глинистому
раствору предъявляются следующие тре-
бования.
Водоносный пласт, сложенный мелко-
и среднезернистыми песками и с незначи-
тельным напором, следует проходить с гли-
нистым раствором удельного веса 1,15—1,2,
вязкостью 20—25 сек по СПВ-5, водо-
отдачей 5—10 сл3, суточным отстоем 2—3%
и содержанием песка 2—3%. Такой рас-
твор образует тонкую глинистую корку,
которая легко разрушается при пониже-
нии уровня жидкости в скважине.
При высоконапорном горизонте удель-
ный вес раствора повышают до 1,3 с со-
хранением остальных указанных пара-
метров.
При бурении в водоносных горизонтах,
представленных полускальными неразмы-
ваемыми породами с мелкой трещинова-
тостью (известняками, сланцами, доломи-
тами) применяют глинистые растворы
с удельным весом порядка 1,1—1,15;
вязкостью 17—20 сек по СПВ-5 и водо-
отдачей 5—15 см3 за 30 мин.
Водоносные скальные породы (песча-
ники, граниты, известняки) с крупной
трещиноватостью можно проходить с про-
мывкой чистой водой, причем допускается
полное или частичное поглощение промы-
вочной жидкости, применяют также аэри-
рованные раствор или воду.
Растворы для бурения
в осложненных условиях
При бурении скважин на воду в ряде
районов приходится вести борьбу с погло-
щениями, что в рыхлых породах и даже
в скальных, сильно трещиноватых поро-
дах может привести к обвалам стенок
скважины.
Главными причинами частичного или
полного поглощения раствора являются
сильная трещиноватость или пористость
пород и незначительное давление в пласте
по сравнению с давлением жидкости в сква-
жине.
Основными мерами борьбы с поглоще-
ниями и потерей циркуляции промывоч-
ной жидкости являются: а) снижение дав-
ления в скважине за счет уменьшения
удельного веса промывочной жидкости;
б) увеличение сопротивления движению
глинистого раствора в пористой среде за
счет увеличения вязкости и статического
напряжения сдвига.
Эти меры заключаются в обработке
глинистого раствора химическими реакти-
вами, применении различных добавок и
быстросхватывающихся смесей, а также
в аэрировании раствора сжатым воздухом.
263
Для бурения в поглощающих зонах
(пески, галечники и другие пористые
породы) применяют специальные растворы
удельным весом 1,1—1,15 и ниже, вяз-
кость по СПВ-5 от 40—60 сек до «не течет»,
начала сдвига не менее 60 мг!см\ ъорр-
отдача не более 25 см3 за 30 мин, стабиль-
ность 0,4—0,5, суточный отстой 3—5%.
Для снижения удельного веса раствор
аэрируют. Если породы не имеют эксплуа-
тационного значения, то для прекращения
ухода применяют известковисто-цементные
добавки или быстросхватывающиеся смеси.
При бурении в скальных трещиноватых
породах неэксплуатационного значения
для борьбы с поглощением применяются
также специальные растворы или аэри-
рованные жидкости (растворы или вода).
При бурении в водоносных пластах
с большим гидростатическим напоро,м для
предотвращения самоизлива воды из сква-
жины применяют утяжеленный глинистый
раствор.
Улучшение качества глинистых
растворов
и приготовление специальных
растворов
Основным материалом для приготовле*
ния глинистых растворов служат глицы-
Не всякая глина пригодна для приготовле-
ния раствора необходимого качества, осо-
бенно при бурении в осложненных усло-
виях, тогда приходится применять раз-
личные добавки (реагенты), улучшающие
его качество. Химические реагенты позво-
ляют также восстанавливать свойства гли-
нистых растворов, утраченные в про-
цессе бурения.
Химические реагенты
Кальцинированн а я сода,
или углекислый натрий,
(Na2C03) — порошок белого цвета. С до-
бавлением кальцинированной соды в гли-
нистый раствор улучшаются его колло-
идальные свойства; значительно повышает-
ся вязкость, суточный отстой падает до
нуля, уменьшается водоотдача и толщина
глинистой корки. Допускаемая дозировка
в пределах от 3 до 10 кг на 1 м3 глинистого
раствора. Добавляют соду в циркулиру-
ющий раствор в виде 10—15%-ного вод-
ного раствора. При добавлении более
15 кг на 1 jb3 ухудшается качество рас-
твора, особенно суточный отстой (происхо-
дит коагуляция).
Каустическая сода (NaOH),
или едкий натр, представляет со-
бой плотное твердое вещество белого
цвета с зеленоватым оттенком. Перевозится
в бочках весом по 200 кг или в жидком
виде в цистернах. Каустическая сода
обладает более сильными щелочными свой-
ствами, чем 'кальцинированная сода. Каус-
тическая сода очень опасна, так как разъе-
дает кожу и одежду, поэтому при работе
с ней нужно обязательно надевать предо-
хранительные очки и резиновые перчатки.
Влияние на глинистый раствор аналогич-
ное с кальцинированной содой. Процесс
воздействия щелочных реагентов (соды)
выражается в увеличении количества кол-
лоидных частиц и в сильном повышении
вязкости, благодаря чему при добавке
соды можно получить глинистые растворы
хорошего качества при меньшей затрате
глины (на 40—45%). Сода добавляется
в глинистый раствор в жидком виде (удель-
ного веса 1,45—1,50) в количестве от 2
до 5 л на 1 м3 раствора.
Углещелочной реагент
(УЩР) приготовляется из измельченного
сухого бурого угля, каустической или
кальцинированной соды и воды. Опти-
мальное соотношение составных частей: одна
весовая часть соды, 10 весовых частей
бурого угля и 50 частей воды, т. е. на 1 ма
воды 20 кг соды и 200 кг угля. Перед при-
готовлением УЩР бурый уголь следует
измельчить трамбовкой. Углещелочной ре-
агент приготовляется следующим образом.
В глиномешалку заливается каустиче-
ская сода (по рецепту), добавляется 0,1
части потребного количества воды, посте-
пенно загружается бурый уголь и все
перемешивается в течение часа. Затем
добавляется остальное количество воды
и дополнительно перемешивается в течение
1—2 ч. Полученный углещелочной раствор
подвергается двухсуточному отстою в ем-
кости и добавляется в глинистый раствор
в количестве 20—25% от объема раствора.
Торфощелочной реагент
состоит из торфа, каустической соды и во-
ды. Весовое соотношение составных частей,
способ приготовления и дозировка к гли-
нистому раствору аналогичны углещелоч-
ному реагенту. Гумминовые кислоты, явля-
ющиеся составной частью бурого угля
и торфа, в соединении со щелочью обра-
зуют коллоидные растворы.
Углещелочные и торфощелочные реа-
генты снижают водоотдачу, вязкость, ста-
тическое напряжение сдвига и повышают
стабильность глинистых растворов.
Сульфит - щелочной ре-
агент состоит из сульфит-спиртовой
барды, каустической соды и воды. Сульфит-
спиртовая барда (ССБ) является отходом
химической промышленности и поступает
с завода в твердом состоянии или в виде
раствора. Наиболее часто применяемое
соотношение сульфит-спиртовой барды и
каустической соды: 1 : 0,2 или 1 : 0,1.
264
Таблица VIII-3
К и В натру Части
р. я & я ill В S *&
я pi я Я Р я в Сб
Иге О&Х о Ф я S
20 1 : 0,20 20 4 100
30 1 : 0,20 30 6 100
40 1 : 0,20 40 8 100
20 1 : 0,10 20 2 100
30 1 : 0,10 30 3 100
40 40 4 100
Оптимальная концентрация сульфит-ще-
лочных реагентов и соотношение их состав-
ных частей приведены в табл. VIII-3.
Реагент готовят в глиномешалке в тече-
ние 1,5—2 ч и вливают в циркулирующий
раствор в количестве до 30% от объема
последнего.
При обработке глинистого раствора суль-
фит-щелочным реагентом уменьшается
водоотдача, вязкость и повышается ста-
бильность.
Порошкообразны е глины
применяют в виде добавок для улучшения
качества глинистых растворов, приготов-
ленных из местных глин. Наилучшими
коллоидальными свойствами обладают по-
рошкообразные бентонитовые глины. По-
рошкообразную бентонитовую глину до-
бавляют к глинистому раствору в размере
15—20% от объема глинистого раствора.
Глинопорошок засыпают в глиномешалку,
где его перемешивают с раствором. С до-
бавлением порошка бентонитовой глины
у глинистого раствора уменьшаются удель-
ный вес, суточный отстой, толщина гли-
нистой корки, водоотдача и увеличивается
статическое напряжение сдвига.
СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ
ДЛЯ БУРЕНИЯ
В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ
В пластах, поглощающих глинистые
растворы, следует бурить, применяя рас-
твор минимального удельного веса, малой
водоотдачи, высокой вязкости и с большим
статическим напряжением сдвига.
При частичном поглощении к нормаль-
ному глинистому раствору добавляют: бен-
тонитовый глинистый порошок до 50%,
или каустическую соду до 40 кг на 1 м3
раствора или жидкое стекло до 50 кг
на 1 л3 раствора.
При полном поглощении глинистого
раствора применяются добавки извести,
цемента или жидкого стекла. Обычная
норма добавления извести или цемента
от 50 до 60 кг на 1 л3 раствора, цемента
на 15—20% больше, чем извести. Жидкого
стекла добавляют от 30 до 50 кг на 1 м3
раствора. Вязкость раствора при частич-
ном поглощении доводят до 60 сек, а при
полном — до 120 сек по СПВ-5 и стати-
ческое напряжение сдвига — до 120 мг!слР
через 1 мин стояния в покое. Известь
или цемент применяют в виде раствора,
приготовленного в глиномешалках.
Известковый и цементный растворы до-
бавляют до тех пор, пока глинистый рас-
твор не достигнет пужной вязкости (в за-
висимости от степени поглощения).
Рис. VIII-14. Приспособле-
ние для добавки] жидкого
стекла в же лобную систему.
1, 2 — доска; 3 — глинистый
раствор; 4 — желоб.
Жидкое стекло добавляют не прямо
в раствор, а на укрепленную на желобе
доску (рис. VIII-14). Растекаясь по всей
ширине доски, оно падает на поверхность
раствора тонкой пленкой.
При бурении в горизонте, намечаемом
к эксплуатации, когда применение извести,
цемента или жидкого стекла может вызвать
кольматаж горизонта и, следовательно,
уменьшить дебит скважины, для борьбы
с поглощением следует добавлять каусти-
ческую соду или углещелочной реагент.
Добавлять цемент, известь, жидкое стекло
и другие реагенты в глинистый раствор
нужно, не доходя 20—25 м до места ожи-
даемого поглощения.
Если поглощение раствора, несмотря на
принятые меры, все же происходит или
уход раствора произошел внезапно, при-
меняют гель-цемент, волокнистый цемент
или быстросхватывающиеся смеси.
Быстросхватывающиеся смеси и це-
ментные растворы применяют в;горизонтах,
не предназначенных для эксплуатации,
закачивая их в поглощающие зоны через
бурильные трубы с последующей очисткой
последних глинистым раствором или водой.
По истечении 1—2 суток пробка, обра-
зовавшаяся в скважине, разбуривается.
265.
с применением нормального глинистого
раствора.
Кроме специальных глинистых растворов
при бурении в зонах поглощения приме-
няют аэрированные жидкости (пенообраз-
ные), имеющие удельный вес меньше еди-
ницы (0,1—0,7). В качестве жидкой дозы
для аэрированных жидкостей применяют
воду или глинистый раствор. Аэрация
жидкости в циркуляционной системе буро-
вой устаповки осуществляется двумя пу-
тями: прп помощи химической обработки
пенообразующими веществами (ПО-1, ПО-
К-18) и механическим способом, путем
нагнетания в процессе бурения в буриль-
ные трубы сжатого воздуха от компрес-
сора. Для предотвращения самоизлива
аэрированной жидкости через бурильные
трубы в последних устанавливают обрат-
ный клапан. Выходя из устья скважины,
аэрированная жидкость направляется в де-
аэратор, где происходит отделение воздуха
от жидкости. Деаэрированная жидкость
направляется в желобную систему и далее
в прием бурового насоса.
Утяжеленные растворы.
Для предупреждения самоизлива воды из
скважины при вскрытии водоносных гори-
зонтов, обладающих большим гидроста-
тическим напором в глинистые растворы
добавляют утяжелители — тонко размоло-
тые порошки тяжелых минералов, напри-
мер барита.
Барит (BaS04) — белый или светло-се-
рый порошок удельного веса 3,5—4,35.
Преимуществом барита по сравнению с дру-
гими утяжелителями является его спо-
собность не повышать вязкости глини-
стого раствора. Количество утяжелителя,
потребное для приготовления 1 м3 утяже-
ленного раствора, определяется по фор-
муле
X Vi , (VIH-2)
Yi—Ya
где X — количество утяжелителя в т;
у — удельный вес глинистого раствора
до добавления утяжелителя в т!м3', Yi —
удельный вес утяжелителя в т!м3', Т2 —
необходимый удельный вес утяжеленного
глинистого раствора.
Утяжеляют только высококачественные
растворы с вязкостью 23—26 сек по СПВ-5
с малой водоотдачей (до 10 см3) с отстоем
2—3% и со статическим напряжением
сдвига не менее 20 мПсм2. Одновременно
растворы обрабатывают щелочными и угле-
щелочными реагентами.
Утяжеленный глинистый раствор обычно
приготовляют в глиномешалке при пере-
мешивании в течение 20—30 мин. Перед
засыпкой в глиномешалку утяжелитель
смачивают водой или реагентом, чтобы
пузырьки воздуха не попадали в раствор.
Утяжеленный глинистый раствор перед
употреблением сливают в специальные
отстойники.
Карбонатные растворы пред-
ставляют собой известковистую суспензию,
обработанную углещелочным реагентом и
жидким стеклом. Приготовляют их на
основе измельченного известняка или мела
(табл. VIII-4). Карбонатные растворы при-
меняют при бурении в известняках, доло-
митах, мергелях и песках различной круп-
ности, т. е. когда отсутствуют глины.
Таблица VII1-4
Состав карбонатных растворов
Материалы Расход на 1 м* раствора Приме- чание
Молотый мел или известняк . . . 300—800 кг
Глина бентонито- вая 30—60 кг Не обя-
УЩР 20—25% зательно
Жидкое стекло . . от объема 30—40 кг
Крахмал .... 10—15 кг
При бурении в известняках, мелах
и мергелях карбонатный раствор нриготов-
ляют на естественных водных растворах,
образующихся в скважинах. Параметры
карбонатных растворов: удельный вес —
1,2—1,3; вязкость — 20—25 сек\ водо-
отдача за 30 мин - — 5—10 слг; отстой —
1—5%. Эксплуатационные водоносные го-
ризонты, пройденные с применением кар-
бонатного раствора, обрабатывают соляной
кислотой.
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВОДООТДАЧИ
ВОДОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ
При роторном бурении водоносные гори-
зонты, намеченные к эксплуатации, вскры-
вают преимущественно с применением гли-
нистого раствора, вследствие чего проис-
ходит глинизация (кольматаж) стенок сква-
жины и водоносных горизонтов. В средне-
и мелкозернистые пески глинистый раствор
проникает обычно на 30—40 мм', в гра-
вийно-галечниковых отложениях — на
десятки и сотни метров. При бурении
в твердых трещиноватых породах с про-
мывкой водой часто происходит поглоще-
ние раствора, в результате чего шлам от
разбуренной породы проникает также очень
глубоко в трещины водоносного горизонта
и закупоривает их (особенно в известня-
ках, мелах и доломитах).
266
Опытными данными на основе модели-
рования установлено, что в мелкозернис-
тых песках при высококачественном гли-
нистом растворе на стенках скважины
образуется плотная корка толщиной 2—
3 Л1Ж, затем следует менее плотная корка
толщиной до 25 мм, переходящая в за-
густевший глинистый раствор с части-
цами породы. Далее в водоносный гори-
зонт поступает только отфпльтровавшаяся
от глинистого раствора вода.
Восстановление водоотдачи состоит в раз-
рушении на стенках скважины глинистой
корки, а также удалении глинистых частиц
из рыхлых или трещиноватых пород на-
меченного к эксплуатации водоносного
горизонта.
Чтобы успешно провести работы по
восстановлению водоотдачи водоносного
горизонта, необходимо: 1) во время буре-
ния применять глинистый раствор соот-
ветствующего качества (особенно в отно-
шении коллоидальности и водоотдачи);
2) бурить в водоносном горизонте с мак-
симальной скоростью; 3) фильтр устанав-
ливать в скважину сразу же после оконча-
ния бурения, предварительно промыв ее
глинистым раствором с пониженным удель-
ным весом и вязкостью; 4) начинать раз-
глинизацию немедленно после установки
фильтра и вести ее непрерывно (кругло-
суточно).
Методы восстановления
водоотдачи
При напорных водоносных горизонтах
После установки фильтра скважины
промывают водой через бурильные трубы
при помощи бурового насоса. Промывку
начинают от верхней части фильтра, по
мере осветления промывочной воды, опус-
кая бурильные трубы до забоя скважины,
и продолжают до полной замены раствора
водой и до появления в выходящей из
скважины воде песка или шлама от раз-
буренной породы.
Когда нет воды для промывки скважины
через бурильные трубы, глинистый раствор
оттартывают желонкой. Оттартывают рас-
твор до тех пор, пока он не будет замещен
пластовой водой и не установится стати-
ческий уровень водоносного горизонта.
Понижать уровень ниже верхнего края
фильтра не рекомендуется.
Если водоносный пласт представлен твер-
дыми трещиноватыми породами или га-
лечниковыми отложениями, то после про-
мывки скважины водой или замены раст-
вора пластовой водой в результате оттар-
тывания приступают к очистке скважины
эрлифтом. Эрлифт монтируют с расчетом
получения максимальной производитель-
ности, причем водоподъемные трубы опус-
кают на всю глубину скважины (на 0,5 м
выше забоя). Откачка эрлифтом с большой
производительностью создает резкие и
быстрые перепады давления в скважине,
благодаря чему шлам интенсивно выно-
сится из трещин. Для создания большого
перепада давления следует несколько раз
выключать компрессор, восстанавливать
уровень воды в скважине, после чего
включать компрессор. Этот процесс жела-
тельно повторять до начала восстановле-
ния водоотдачи, затем переходить к нор-
мальной откачке.
Если бурение в твердых трещиноватых
породах, составляющих эксплуатацион-
ный горизонт, велось с промывкой чистой
водой, то водоотдачу восстанавливают эр-
лифтом, без предварительной промывки
скважины по указанному выше методу.
Когда водоносный пласт представлен
мелко- или среднезернистыми песками,
после промывки скважины водой оттарты-
вают воду желонкой до откачки эрлифтом.
Тартать рекомендуется, равномерно под-
нимая и спуская желонку в зоне рабочей
части фильтра и периодически извлекая
ее на поверхность.
Если глинистая корка успешно разру-
шается, в скважине создается относительно-
стабильный уровень воды и желонка пе
дает значительного понижения уровня,
то приступают к прокачке скважины эр-
лифтом. Откачку начинают с небольшой
производительности с минимальным воз-
можным коэффициентом погружения воз-
духопроводных труб, чтобы избежать за-
купорки сетки или гравия частицами
песка. Прп заносе фильтра песком водо-
подъемные трубы опускают до песчаной
пробки и одновременно с прокачкой воды
очищают скважину от песка.
Откачку скважины эрлифтом продол-
жают до полного осветления воды, пре-
кращения выноса песка и установления
стабильного динамического уровня и де-
бита, что указывает па окончание процесса
восстановления водоносного горизонта.
При слабонапорных и безнапорных
водоносных горизонтах
Для восстановления водоотдачи водо-
носных горизонтов применяют следующие
более сложные виды промывки скважин.
1. Промывка при помощи бурового йа-
соса через бурильные трубы, опущенные
в зону фильтра (рис. VIII-15). По мере
замены раствора в трубах чистой» водой
глинистый раствор из зафильтрованпого
пространства поступает в скважину через
фильтр, а также через специальные отвер-
стия, сделанные в отстойнике на 0,5).w
267
выше башмака. Промывочные отверстия
над башмаком отстойника делают при сет-
чатых и обязательно при гравийпо-кожу-
ховых фильтрах. Промывку прекращают
после полного удаления из скважины
глинистого раствора и появления в сква-
жине песка; после промывки переходят
1 I
Ф A
Рис. УШ-16.
Промывка
зафильтро-
вого про-
странства
через баш-
мак филь-
тра.
1 — перевод-
ник с левой
резьбой; 2 —
фильтр; з —
нижний пере-
водник с ле-
вой резьбой.
Рис. УШ-15.
Промывка
фильтра че-
рез буриль-
ные трубы.
Рис. УШ-17.
Промывка
зафильтро-
вого про-
странства
через баш-
мак филь-
тра.
1 — нижний
левый пере-
водник; 2 —
фильтр; 3 —
головка-саль-
ник.
на откачку эрлифтом, штанговым насосом
или тартание желонкой в зависимости от
удельного дебита водоносного горизонта.
Перед откачкой отверстия в отстойнике
засыпают круп)иди гравием и над ним
делают цементную подушку.
2. Промывка водой через башмак фильтра
в горизонтах, представленных мелко- и
среднезернистыми песками.
Если фильтр устанавливается впотай,
спускают его на бурильных трубах, при-
соединенных левой резьбой к башмаку
и наголовнику фильтра (рис. VIII-16),
через которые производится промывка.
Башмак отстойника не доводят до забоя
на 0,5 м. На эксплуатационной колонне
устанавливают оголовок для отвода про-
мывочной жидкости.
Если по проекту фильтровая колонна
является одновременно и эксплуатацион-
ной, то промывку производят через бу-
рильные трубы, закрепленные на левой
резьбе только в башмаке отстойника
(рис. VIII-17); переводник с левой резьбой
в наголовнике фильтровой колонны не
устанавливают, а бурильные трубы закреп-
ляют сальником в оголовке скважины
(рис. УШ-18).
Рис. УШ-18.
Сальниковая
промывочная
головка.
1 — сальник.
Промывка водой через башмак фильтра
допускается при зацементированном кон-
дукторе или эксплуатационной колонне,
изолирующих верхние водоносные гори-
зонты. Восстановление водоотдачи по дан-
ному методу происходит следующим обра-
зом.
Промывочная вода, подаваемая насосом
через бурильные трубы на забой скважины
через башмак, поднимается вверх по зэ-
фильтровому пространству, вымывает гли-
нистый раствор и разрушает глинистую
корку. Одновременно промывочная вода
выносит глинистые частицы и из водонос-
ного горизонта. Промывку водой прекра-
щают при поглощении или резком умень-
шении количества воды, изливаемой на
поверхность, а также при выносе песка на
поверхность. По окончании промывки бу-
рильные трубы извлекают из скважины,
фильтровую колонну спускают на место,
а башмак отстойника фильтра засыпают
гравием и над ним делают цементную
подушку, для избежания пескования сква-
жины при эксплуатации. Междутрубное
пространство изолируют сальником.
3. Промывку фильтра водой при по-
мощи гидравлического ерша применяют
для восстановления водоотдачи водонос-
ных горизонтов, представленных средне-
зернистыми песками. Гидравлический ерш
268
изготовляют из короткого перфорирован-
ного патрубка; сверху и снизу сверленой ча-
сти которого устанавливают резиновые ман-
жеты по диаметру фильтра (рис. VIII-19).
Гидравлический ерш опускают на буриль-
ных трубах, которые присоединяются к на-
сосу напорным шлангом длиной 10—20 м
для того, чтобы во время промывки одно-
временно периодически поднимать или
опускать ерш но всей длине рабочей части
Рис. VIII-19. Ги-
дравлический
ерш.
1 — фильтр; S — ги-
дравлический ерш.
Рис. VHI-20- Схема
промывки фильтра
гидравлическим ер-
ШОМ.
1 — гидравлический ерш;
2 — бурильные трубы;
3 — сальниковая го-
ловка.
фильтра (рис. VIII-20). Промывку продол-
жают до осветления промывочной воды
и появления в ней песка.
Специальные методы
восстановления водоотдачи
1. Свабирование скважин применяют
для восстановления водоотдачи слабона-
порных водоносных горизонтов в тех
случаях, когда промывка водой не дает
положительных результатов или когда
отсутствует вода для промывки, а приме-
нять эрлифт не позволяет глубина сква-
жины.
Если в скважине установлен сетчатый
фильтр, то свабирование рекомендуется
производить с равномерным подъемом сваба
в зоне фильтров и снижать уровень не
ниже верхнего края фильтра.
проходят выше
Сваб представляет собой металлический
диск диаметром на 3—4 мм меньше вну-
треннего диаметра фильтровой колонны
с резиновым клапаном, укрепленным на
короткой бурильной трубе (рис. VIII-21).
Сваб лучше опускать на бурильных трубах
так, чтобы при нижнем его положении
он находился над рабочей частью фильтра.
При ходе поршня вверх вместе с водой
засасывается глинистый раствор из за-
фильтровой зоны. При ходе поршня вниз
вода и глинистый раствор
поршня через отверстия
в диске, отгибая рези-
новый клапан. После
разглинизации свабом
применяют прокачку же-
лонкой, штанговым на-
сосом или эрлифтом;
свабирование не приме-
нимо при сетчатых филь-
,трах из-за возможного
разрыва сетки.
2. Торпедирование де-
тонирующим шнуром
(ТДШ) применяют иног-
да для восстановления
водоотдачи слабонапор-
ных водоносных гори-
зонтов, представленных
мелкозернистыми пес-
ками.
Восстановление водо-
отдачи осуществляется
ударной волной и пуль-
сацией газов, образую-
щихся при взрыве.
Ударная волна разру-
шает глинистую корку,
а пульсация газов спо-
собствует выталкиванию
частиц глины из отвер-
стий фильтра.
Для изготовления торпеды применяют
детонирующий шнур в водонепроницаемой
оболочке (ДШВ по ГОСТ 6196—54). Заряд
состоит из одного или нескольких кусков
шнура, собранных в пучок и привязанных
к отрезку троса или пенькового каната.
Для спуска торпеды в скважину снизу
к отрезку троса прикрепляют оттягива-
ющий груз. Торпеду спускают на каротаж-
ном кабеле.
В скважинах, оборудованных проволоч-
ным фильтром, применяют торпеды, состо-
ящие из двух-трех отрезков детонирующего
шнура; при сетчатых фильтрах — из
одного отрезка. Длина торпеды должна
соответствовать длине фильтра, установ-
ленного в скважине.
Детонирующий шнур взрывают при по-
мощи электродетонатора, который поме-
щают в герметическую оболочку (головку
торпеды). После взрыва торпеды чистят
Рис. VI П-21.
Сваб.
1 — металлический
диск; 2 — резино-
вый клапан; з —
бурильная труба.
269
забой. Работы по торпедированию сква-
жин детонирующим шнуром должны про-
изводиться специалистами-геофизиками,
имеющими права на производство взрыв-
ных работ.
3. Обработка скважин твердой угле-
кислотой (сухим льдом).
При взаимодействии углекислоты с во-
дой происходит бурная реакция с выделе-
нием углекислого газа. В зоне действия
углекислоты вода «вскипает», что вызы-
вает разрушение глинистой корки. После
обработки углекислотой производится про-
мывка скважины водой и откачка.
Во избежание преждевременного воздей-
ствия с водой, твердая углекислота доста-
вляется в зону фильтра скважины в закры-
тых контейнерах па бурильных трубах
или тросе. Расход углекислоты на 10 м
столба воды составляет примерно 10—
12 кг.
4. Разглинизация водоносных гори-
зонтов от ультразвуковых колебаний. Для
получения ультразвука может быть исполь-
зован генератор У ЗГ-2,5 мощностью 6,5 кет;
он может питать вибратор типа ПМС-6,
ПМС-7.
В промытую чистой водой скважину
на 4-жильном кабеле спускают вибратор
до подошвы водоносного слоя или до
нижнего ряда перфорации. Во время
обработки водоносного слоя вибратор вер-
тикально перемешается в зоне фильтра.
5. Солянокислотная обработка. Водоот-
дача водоносных горизонтов, представлен-
ных карбонатными породами (известня-
ками, доломитами), восстанавливается со-
лянокислотной обработкой скважины. Со-
ляная кислота, залитая в скважину, рас-
творяет закупоривающие трещины пласта,
карбонатные и глиноземные породы, ко-
торые потом легко удаляются при про-
качке скважины.
Для обработки скважины обычно при-
меняют 20-процентную техническую инги-
бированную соляную кислоту. Заливка
кислоты в скважину производится в тече-
ние 5—10 мин из автоцистерны или другой
специальной емкости через водоподъемные
трубы диаметром 114—127 мм самотеком,
для чего емкость устанавливают на неко-
торой высоте над устьем скважины. Коли-
чество кислоты зависит от мощности водо-
носного горизонта.
После заливки кислоты через те же
трубы в скважину закачивают сжатый
воздух и оголовок скважины закрывают
заглушкой; через 18—24 ч скважину про-
качивают эрлифтом для определения ее
дебита. При обработке скважины соляной
кислотой пользуются специальной инструк-
цией.
Глава IX
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИН
При роторном бурении на воду, после
спуска обсадных колонн (кондуктора, про-
межуточной пли эксплуатационной ко-
лонны), в зависимости от гидрогеологиче-
ских условий цементируют затрубное про-
странство на всю глубину скважины или
в определенном интервале.
Цели цементирования скважин следу-
ющие: а) изолирование эксплуатационного
горизонта от неиспользуемых водоносных
горизонтов; б) предохранение затрубного
пространства от возможных обвалов рых-
лых пород (песков, галечников, глин,
супесей) и проникновения их в водоприем-
ную часть скважины; в) разобщение водо-
носных горизонтов; г) изолирование пла-
стов, поглощающих промывочную жид-
кость прп бурении; д) изолирование обсад-
ных труб от корродирующего влияния
минерализованных вод.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЦЕМЕНТОВ
Тампонажный цемент. Наиболь-
шее применение при цементировании сква-
жин имеет тампонажный портланд-цемент
(ГОСТ 1581—42). Тампонажный цемент
отличается от портланд-цементов других
марок главным образом высоким сопротив-
лением механическим усилиям, достигае-
мым в более короткие сроки. Удельный
вес сухого цемента 3,05—3,2; для расчетов
принимается средняя величина 3,15.
Сроки схватывания тампонажного це-
мента в пресной воде: 1) начало схваты-
вания — не ранее 3 ч и не позднее 7 ч;'
2) конец схватывания — не позднее 3 ч
после начала схватывания.
Строительный портланд-цемент п глино-
земистый цемент марки 400—500 приме-
няют при цементировании шахтовых напра-
влений и кондукторов.
Песчанисты й цемент пред-
ставляет собой смесь тампонажного це-
мента с чистым кварцевым песком (25—
50%). Применяют его при цементировании
шахтовых направлений и кондукторов.
Гель-цемен т — смесь тампонаж-
ного цемента с порошкообразной бентони-
товой глиной (до 15%). В полевых усло-
виях гель-цементный раствор приготовляют
путем смешивания глинистого раствора
из бентонитовой глины с тампонажным
цементом. Применяют его, когда есть
опасение ухода цементного раствора в го-
ризонты с низким давлением.
Волокнистый цемент — смесь
тампонажного цемента с измельченными
отходами волокнистых материалов (хлопка,
асбеста) в количестве до 2% вес. Приме-
няют его для цементирования сильноног-
лощающих пластов.
Во до-цементный фактор
На сроки схватывания и прочность
цементного камня значительно влияет ко-
личество воды в цементном растворе,
которое характеризуется водо-цементным
фактором, показывающим отношение весо-
вого количества воды к весовому количе-
ству сухого цемента (В/Ц).
Более жидкая консистенция цементного
раствора вызывает значительное снижение
прочности цементного камня и удлиняет
срок схватывания. Густой цементный рас-
твор дает более прочный цементный ка-
мень и имеет более короткий срок схваты-
вания. В условиях нормального цементи-
рования практически обычно применяют
цементный раствор с водо-цементным фак-
тором в пределах 0,4—0,5. Нижний предел
водо-цементного фактора (В/Ц) ограничи-
вается текучестью цементного раствора.
Удельный вес цементного раствора опре-
деляется по формуле
УцУв(1+»г)
Ув + тУц ’
(IX-1)
где уцр — удельный вес цементного раствора
в т/.«3; -ув — удельный вес воды в т/м^‘,
271
Уц — удельный вес цемента в т/м?', т —
водо-цементный фактор.
Удельный вес цементного раствора при
различном водо-цементном факторе при-
веден в табл. IX-1.
Таблица IX-1
В одо-цементный
фактор
Удельный вес цемент-
ного раствора,
0,40
0,45
0,50
0,60
0,70
1,95
1,90
1,84
1,77
1,69
При пользовании гель-цемептом необ-
ходимо увеличить водо-цементный фактор
по сравнению с раствором из чистого
цемента. Обычно для изготовления гель-
цемента водо-цементный фактор принимают
равным 0,6—0,7.
Ускорители
При затворении цемента на пресной
воде для сокращения времени его затвер-
дения применяют ускорители. Ускорители
одновременно уменьшают время начала
и конца схватывания. При затворенип
цемента на морской воде ускорители не
применяют, так как эта вода является
естественным ускорителем.
Обычно в качестве ускорителя при це-
ментировании скважин применяют хло-
ристый натрий (поваренная соль, NaCl),
хлористый кальций (СаС12) или жидкое
стекло, которые добавляют к цементному
раствору в количестве 1—2% (от веса
сухого цемента). Жидкое стекло, ускоряя
срок схватывания цемента, одновременно
снижает прочность цементного камня. Хло-
ристый кальций и хлористый натрий
добавляют к цементному раствору в раст-
воренном виде.
При расчете количества воды для затво-
рения цементного раствора надо учиты-
вать воду, затраченную на приготовление
раствора хлористого натрия или хлорис-
того кальция.
Хранение цемента
и проверка его качества §
Цемент, предназначенный для цементи-
рования скважпн, должен быть хорошего
качества. Хранить его следует в сухом
месте в водоупорной упаковке.
Цемент, имеющий годичную давность,
нельзя применять для работ, требующих
высокого качества исполнения. Тампонаж-
ный цемент считается непригодным для
цементирования скважин, если при вскры-
тии тары обнаружится затвердевшая от
влаги цементная корка. Длительное хра-
нение цемента, сырость и проникновение
воды в цемент снижают его гидравличе-
ские свойства и делают его малопригод-
ными для использования.
Принимая цемент, нужно проверить по
паспорту его марку и время изготовления.
При невозможности проверить качество
цемента в лаборатории его проверяют
в производственных условиях следующим
образом. Для определения времени начала
и конца схватывания отбирают две пробы
цемента (по 400—500 г) и затворяют во-
дой в количестве 40—50% от веса сухого
цемента. Приготовленный раствор зали-
вают в стеклянный сосуд для лучшего
наблюдения за его схватыванием. Начало
схватывания цементного раствора характе-
ризуется потерей подвижности и загусте-
вания его; конец — полной потерей под-
вижности цементного раствора, но при
этом он еще не настолько тверд, чтобы
проявить заметную механическую проч-
ность. Начало и конец схватывания опре-
деляют по часам. Более точно начало
и конец схватывания цементного раствора
определяют при помощи иглы Вика.
За два-три дня до применения пемёнт
просеивают через металлическую сетку
с квадратными отверстиями не более 30 мм
в свету; после просеивания цемент рассы-
пают в мешки (лучше в бумажные) и хра-
нят в сухом месте. Во время досташ;и|на
буровую п на буровой площадке цемент
должен быть защищен от атмосферных
осадков. Мешки с цементом на буровой
следует уложить на сухой площадке или
дощатом настиле.
ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН
Все работы от момента затворения це-
мента до конца операции по цементирова-
нию скважины должны производиться в
кратчайший срок. Поэтому приготовлять
раствор вручную можно только в виде
исключения, если требуется незначитель-
ное его количество.
Для ускорения цементирования сква-
жпн применяют специальные цементиро-
вочные агрегаты, предназначенные для:
а) подачи воды в гидравлическую мешалку
или специальную цементосмесптельную ма-
шпну; б) закачивания цементного раствора
в скважину; в) подъема цементного рас-
твора в затрубном пространстве путем
закачивания в скважину глинистого рас-
твора.
Цементировочные агрегаты монтируются
на шасси грузовых автомобилей.
272
В состав цементировочного агрегата вхо-
дят: водяной насос, насос для закачива-
ния цементного и глинистого растворов,
мерный бак, обвязка насосов, разборный
металлический трубопровод для соедине-
ния агрегата со скважиной гидравличе-
ская цементомешалка (воронка), бачок для
цементного раствора.
Для привода основного насоса обычно
используют тяговый двигатель и коробку
передач автомобиля, на котором смонти-
рован агрегат. Привод водяного насоса
осуществляется дополнительным двигате-
лем меньшей .мощности со своей коробкой
передач.
Основными параметрами цементировоч-
ного агрегата являются максимальные
производительность и давление поршне-
вого насоса.
При бурении па воду применяют цемен-
тировочные агрегаты 4ЦА-100 и ЦА-320.
Цементировочные головки
Для промывки колонны перед цементи-
рованием и для проведения самого цемен-
тирования применяют цементировочные
головки ЦГЗ-120 и ГЦК.
Рис. IX-1. Цементировочная головка
ЦГЗ-120.
1 — корпус головки; 2 — патрубок для присоеди-
нения нагнетательной линии; 3 — стопор для
пробки; 4 — крышка головки; 5 — резиновая
прокладка; 7 — ниппель для манометра.
Цементировочная головка ЦГЗ-120 со-
стоит из корпуса, представляющего собой
полый цилиндр, имеющий в нижней части
конусную резьбу для навинчивания кор-
пуса головки на обсадную колонну. Внизу
корпус имеет четыре патрубка для присо-
единения к нагнетательным трубопроводам
цементировочных агрегатов. Выше этих
патрубков в диаметральном направлении
на корпусе установлены два специальных
сальниковых устройства, которые позво-
ляют при ввинченных стопорах удержи-
вать в верхней части головки внутри
корпуса заливочную пробку в вертикаль-
ном положении, а при вывинчивании стопо-
ров подать пробку вниз.
Сверху на корпус навинчивают крышку,
имеющую два монтажных рыма и ниппель
с тройником, который служит для пропуска
жидкости сверху внутрь головки для
продавливания пробки. В тройник сверху
ввинчивают переводник для присоедине-
ния манометра.
Рис. IX-2. Цемен-
тировочная голов-
ка Карягина ГЦК.
1 — патрубок; g —
корпус; 3 — про-
кладка; 4 — крышка
Цементировочные головки ЦГЗ-120 (рис.
1Х-1) соответственно обсадным трубам вы-
полняют с номинальными размерами 168—
219 мм.
Для цементирования обсадных колоян
диаметром от 273 до 426 мм применяются
цементировочные головки конструкции Ка-
рягина — ГЦК (рис. IX-2).
Цементировочные пробки
Назначение цементировочных пробок со-
стоит в предохранении от смешивания
цементного и глинистого растворов; верх-
няя цементировочная пробка предназна-
чена еще для того, чтобы в момент схожде-
ния с ппжней пробкой или в момент
посадки на упорное кольцо резким по-
вышением давления на насосе фиксировать
момент окончания продавливания цемент-
ного раствора.
Цементировочные пробки изготовляют
из березы, ясеня или другого крепкого
дерева. Манжеты на пробках изготовляют
из упругого материала: прорезиненного
ремня, листовой резины, кожи.
В нпжней пробке центральное отверстие
закрыто пластинкой из стекла, которое
18 Заказ 1050
273
лопается при повышении давления в мо-
мент остановки пробки на упорном кольце
и открывает проход для цементного рас-
твора (табл. 1Х-2а).
Верхние цементировочные пробки в от-
личие от нижних изготовляют из двух
пли трех деревянных колец, собранных
на деревянном или металлическом штоке.
Рис. IX-3. Це-
ментировочные
пробки.
а,— нижняя, б и
е — верхние
пробки.
Между кольцами устанавливают резино-
вые манжеты (табл. IX-26).
Применяются также цементировочные
пробки других конструкции (рис. IX-3).
Таблица IX-2а
Размеры нижних цементировочных пробок
г;- a,b 3- tq
Обозна-
чения
Диаметр обсадных труб, мм
168 219 273 325
410 460 510 560
400 450 500 550
141 192 243 294
70 85 85 85
55 65 70 70
110 152 203 254
156 208 259 310
Таблица IX-26
Размеры верхних
цементировочных пробок
Диаметр обсадных труб жж
Обозна-
чения 168 219 273 325
£»'... 127 179 230 282
D ... 141 192 243 294
а ... 50 55 60 80
d' ... НО 152 203 254
м . . . 156 208 259 310
М' . . 166 218 269 320
н . . . 480 570 690 750
а' ... 90 110 130 140
а . . . . 60 70 90 100
z ... 10 10 10 10
и ... 135 160 200 220
h ... 15 20 20 20
Цементирование при помощи
двух пробок
После спуска колонны до забоя ее
приподнимают на 1—2 м и укрепляют
на элеваторе или хомутах. Через наверну-
тую на верхнюю трубу цементировочную
головку восстанавливают циркуляцию про-
мывочной жидкости и промывают скважину
высококачественным глинистым раствором
до тех пор, пока параметры раствора в тру-
бах и в затрубном пространстве не будут
одинаковыми. При устойчивых стенках
скважины раствор иногда заменяют водой
или 1 снижают его удельный вес.
По окончании промывки открывают
крышку цементировочной головки 1, в об-
садную колонну опускают нижнюю цемен-
тировочную пробку 2 и закрепляют верх-
нюю, если применяют головки ЦГЗ-120;
крышку головки снова начинчивают и за-
качивают (насосом цементировочного агре-
гата или буровой установки) расчетное
количество цементного раствора.
Под давлением цементного раствора ниж-
няя пробка 2 опускается в колонне труб
на определенную глубину (рис. IX-4, а),
поверх нее закачивают заранее рассчитан-
ное количество глинистого раствора или
воды. Под давлением * раствора нижняя
пробка, цементный раствор иверхняя пробка
двигаются к башмаку колонны (рис. 1Х-4,б)
пока нижняя пробка*не остановится на
упорном кольце 3 или на башмачной пробке
4. Цементный раствор под давлением
верхней пробки разрушает стекло в ниж-
ней пробке, проходит в нижнюю часть
колонны и, поступая через башмак в за-
трубное пространство, поднимается вверх.
Когда верхняя пробка дойдет до нижней,
274
вся порция цементного раствора будет
вытеснена в затрубное пространство
(рис. IX-4, е). В этот момент манометр на
насосе покажет резкое повышение давле-
ния, произойдет гидравлический удар,
указывающий на окончание продавлива-
ния цементного раствора.
Момент схождения пробок должен быть
вафпксирован точно. Если продавливание
цементного раствора будет прекращено до
схождения пробок, то в колонне останется
лишний столб цемента, который придется
Рис. IX-4. Схема цементирования скважин
при помощи двух пробок.
затем разбуривать, что отразится на проч-
ности цементного кольца за трубами. Если
закачивание глинистого раствора будет
продолжаться после схождения пробок,
то они могут разрушиться; при этом
глинистый раствор проникнет за колонну,
поднимет цементный раствор выше башмака
и последний окажется незацементирован-
ным.
Момент схождения пробок определяют:
а) точным подсчетом количества глинистого
раствора, необходимого для продавлива-
ния цементного раствора, и точным его
замером при закачивании; б) по гидравли-
ческому удару, при схождении пробок.
После окончания нагнетания глинистого
раствора насос останавливают, вентиль
цементировочной головкп закрывают, что-
бы не было обратного движения раствора
из скважины, и опускают колонну на
забой. В таком виде колонну оставляют
герметически закрытой на 24 ч для тверде-
ния цемента (рис. IX-4, г).
Цементирование с одной пробкой
Цементировать сравнительно неглубо-
кие скважины можно при помощи одной
верхней пробки. При этом, не спуская
нижнюю пробку, через цементировочную
головку в трубы закачивают расчетное
количество цементного раствора. Затем
в колонну спускают верхнюю пробку,
поверх которой закачивают заранее рассчи-
танное количество глинистого раствора
илп воды. Дальнейшие работы по цементи-
рованию производят аналогично цементи-
рованию с двумя пробками.
Гидравлический удар происходит прп
остановке верхней пробки на стоп-кольце
или на пробке башмака.
Цементирование
через заливочные трубки
Цементирование через заливочные трубки
производится следующим образом (рис.
IX-5).
Рпс. IX-5. Схема цементирования сква-
жин через заливочные трубки.
Положение колонны и заливочных трубок: а —
при промывке обсадных труб; б — прп промывке
затрубного пространства; в — после закачки це-
мента.
1 — заливочная головка; 2 — нагнетательный
шланг; 3 — заливочные трубки; 4 — кран на
заливочной головке; S — обсадная колонна труб;
6 — кран на заливочных трубах; 7 — сальник.
В спущенную до назначенной глубины
(на 1—2 м выше забоя) обсадную колонну
спускают заливочные трубки пли буриль-
ные трубы диаметром 73—89 мм и, не
доводя их на 1—2 м до башмака колонны,
18*
275
закрепляют верхнюю трубку в цементиро-
вочной головке в специальном сальнике 7,
после чего открывают задвижку б и вос-
станавливают циркуляцию промывочной
жидкости при открытой задвижке 4.
Глинистый раствор проходит вниз по
трубкам и поднимается вверх по кольце-
вому пространству внутри обсадных труб.
Закрыв задвижку 4, вызывают циркуля-
цию через затрубное пространство обсад-
ных труб.
Кохда затрубное пространство будет
тщательно промыто, нагнетают через за-
движку 6 цементный раствор, который
сначала заполняет пространство в обсад-
ных трубах ниже заливочных трубок,
а затем поднимается в затрубное простран-
ство обсадных труб. Когда весь приготов-
ленный цементный раствор будет закачан,
колонна обсадных труб становится на
забой; задвижку 4 открывают и закачи-
вают через заливочные трубки глинистый
раствор, которым промывают от цементного
раствора как заливочные трубки, так
и обсадные трубы. После этого обе за-
движки закрывают и колонну обсадных
труб оставляют в покое на 12—24 ч (на
период схватывания и твердения цемента).
Через 12 ч после окончания цементирова-
ния поднимают заливочные трубки.
Манжетное цементирование
Манжетное цементирование применяют,
когда обсадную колопну спускают в сква-
жину вместе с фильтром, установленным
на нижнем конце колонны, и когда надо
цементпровать колонну выше фильтра.
Для этого в колонне выше фильтра уста-
навливают чугунный клапан, который при
спуске колонныпропускаетжидкость внутрь
труб (снизу вверх), а при нагнетании сверху
закрывает доступ в фильтровую часть.
В колонне выше клапана на 0,8—1 м
просверливают в шахматном порядке 3—4
отверстия диаметром 15—20 мм, закрывае-
мые снаружи клапаном клавишного типа.
Для предотвращения попадания цемент-
ного раствора в фильтр вокруг отверстий
устанавливают воронкообразную мапжету
из кожи или брезента, высотой 60—70 см
с верхним диаметром, несколько превыша-
ющим диаметр скважины. Кожу или бре-
зент прикрепляют заклепками к 6—8 сталь-
ным пластинкам толщиной 3—4 мм и ши-
риной 25—30 мм в зависимости от диа-
метра колонны, которые нижними кон-
цами приваривают к кольцу. Кольцо
после одевания воронки приваривают к об-
садной трубе (рис. IX-6).
Вместо клапана между стыками труб
можно поставить и простую заглушку,
но при этом отверстия для закачивания
цементного раствора должны быть выше
верхнего края манжеты, чтобы послед-
няя не могла перекрывать их при спуске
колонны.
Манжетную цементацию проводят так
же, как и цементирование с двумя проб-
ками, но нижняя пробка при этом имеет
одинаковое устройство с верхней, причем
высота нижней пробки должна быть меньше
расстояния от отверстий в колонне до
Рис. IX-6. При-
способление
для манжетно-
го цементиро-
вания.
упорного кольца или клапана, чтобы не
закрыть отверстия для выхода цемента.
Во избежание порчи манжеты колонну
сразу ставят на забой, расхаживать ее
нельзя. При снимании хомутов или элева-
тора колонну можно поднимать ве более
чем на 30—40
В последнее время манжеты и боковые
клапаны не ставят, так как практика
показала, что цементный раствор из от-
верстий в колонну движется только вверх,
а не вниз.
По окончании цементирования цементу
дают затвердеть, а затем разбуривают
деревянные пробки вместе с клапаном.
276
Манжетную цементацию применяют
также прп изоляции друг от друга двух
смежных водоносных пластов.
Условия нормального
цементирования скважин
Для доброкачественного цементирова-
ния скважин необходимо, чтобы были
•соблюдены следующие условия.
1. Колонна в скважине должна быть
расположена концентрично; если колонна
будет прилегать к стенке скважины, то за
колонной не образуется сплошное цемент-
ное кольцо и вода не будет закрыта; во
избежание этого в нижней частп колонны
устанавливают несколько фонарей.
2. Цемент должен схватываться непо-
средственно со стенками скважины и на-
ружной поверхностью обсадпой колонны;
для этого нужно, чтобы на стенках сква-
жины не было толстой глинистой корки,
а на трубах не было глинистых сальников.
3. Для лучшей очистки стенок сква-
жины нужно, чтобы при продавливании
цементного раствора скорость восходящей
струи за колонной была не меньше 1—
1,5 м/сек.
4. Колонна должна быть герметична.
5. Цемент должен быть доброкачествен-
ным, обеспечивающим водонепроницае-
мость цементного камня.
Заключительные работы
по цементированию скважин
В конце цементирования устье сква-
жины должно быть герметически пере-
крыто кранами на цементировочной го-
ловке. В таком состоянии колонну остав-
ляют на период твердения цемента. Период
ожидания затвердения цемента устанавли-
вается в зависимости от его качества, при-
менения ускорителя и характера цементи-
руемой колонны. Практикой установлены
сроки твердения цемента для кондукто-
ров — 12 ч; для промежуточных и эксплуа-
тационных колонн — 48 ч.
После окончания срока твердения це-
мента отвинчивают цементировочную го-
ловку и оборудуют устье скважины для
разбуривания цементировочных пробок,
оставшегося в колонне цементного стакана
п для испытания качества цементиро-
вания.
, Испытывают качество цементирования
следующим образом.
’ 1. Бурильными трубами определяют мес-
тонахождение в трубах цементировочных
и робок и высоту цементного стакана в ко-
лонне.
2. Для проверки герметичности ко-
лонны до разбуривания цементного ста-
кана через установленную на колонне
цементировочную головку насосом закачи-
вают глинистый раствор или воду и под-
нимают давление до 30—40 кГ/см2; за-
крывают задвижку и на 30 мин скважину
оставляют в покое. Если в течение этого
срока давление на цементировочной го-
ловке снизится не более чем на 5 кГ/см2,
герметичность колонны считается удовлет-
ворительной.
3. Для испытания качества цементации
на закрытие воды разбуривают в колонне
цементировочные пробки п цементный ста-
кан и углубляют скважину на 0,5—1,0 м
ниже башмака колонны. После этого сни-
жают уровень жидкости в колонне желон-
кой. Величины необходимого понижения
уровня определяют в каждом отдельном
случае в соответствии с прочностью обсад-
ных труб и геологическими условиями.
Если после 8-часовой остановки уровень
жидкости в колонне поднимется не более
чем на 1 м, цементирование скважины
считается удовлетворительным.
Испытать качество цементирования на
закрытие воды можно также путем опрес-
совки насосом аналогично испытанию ко-
лонны на герметичность.
Разбуривают цементировочные пробки
и оставшийся в колонне цемент пико-
образным долотом, не наваренным твер-
дым сплавом и имеющим диаметр на 5—
8 мм меньше внутреннею диаметра ко-
лонны.
При испытании качества манжетного
цементирования разбуривают пробки и
цементный стакан только против боковых
отверстий, не разрушая клапана.
РАСЧЕТЫ
ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН
1- Потребное количество цементного рас-
твора определяется по формуле
Ец. р=0,785l(O2-dl) Hifc+ф], (IX-2)
ГД(‘ Ец. р — потребное количество цемент-
ного раствора в л.3; О — диаметр сква-
жины в м; — наружный диаметр обсад-
ных труб в м; Н\ — высота подъема
цементного раствора за колонной в м;
к — коэффициент, учитывающий возмож-
ное увеличение объема цементного раствора
на заполнение расширений, каверн; его
принимают равным 1,2—1,3; dB — внут-
ренний диаметр обсадных труб в м; h —
высота цементной пробки в колонне в м.
2. Удельный вес цементного раствора
определяется по формуле
УцУв (I-!-™)
Тц-р— Тв+теуц ’
(IX-3)
277
Таблица IX-3
Объем кольцевого пространства (в .и3) на 1 м скважины
Наружный диаметр обсадных труб, Л1Л1 Диаметр долота, мм
140 190 243 295 346 394 445 490
114 0,005 0,018 0,036 — — —
127 0,004 0,016 0,033 ? 0,068 — — — —
141 — 0,013 0,031 F 0,053 — — — .—
146 — 0,012 0,030 0,052 — — — —
168 — 0.006 0,024 0,046 0,072 — — —
194 — — 0,017 0,039 0,065 0,090 — —
219 — — 0,008 0,031 0,056 0,082 — —»
245 — — 0,021 0,042 0,072 0,108 —
273 — — — — 0,042 0,068 0,104 0,138
325 — — — — 0,011 0,036 0,072 0,106
377 — — — — — 0,012 0,058 0,081
426 —' — — — — — 0,017 0,046
ТцУв
Q~ Ув+теТц
где 7ц. р — удельный вес цементного рас-
твора в т/мЛ\ Уц — удельный вес цемента
в т/м5', уЕ — удельный вес воды в т!мг',
т — водо-цементный фактор, обычно
принимаемый равным 0,5.
3. Количество сухого цемента (в т)
для приготовления 1 л3 цементного рас-
твора определяется по формуле
(IX-4)
где q — количество сухого цемента в т;
Тц — удельный вес цемента в m/л3; ув—
удельный вес воды в т/м?-, т — водо-це-
ментный фактор.
4. Общее количество сухого цемента для
цементирования можно определить по фор-
муле
<?ц = «Гц.р₽, (IX-5)
где (?ц — количество сухого цемента в т;
q — количество сухого цемента в т на 1 л3
цементного раствора; р — потребное ко-
личество цементного раствора в л3; р —
коэффициент на потери цемента при ва-
творении, принимаемый равным 1,1—1,15,
или по формуле
<?ц=0,785[(Р2-^)Я1Л+^Л]<7₽- (IX-6)
5. Количество воды, необходимое для
приготовления цементного раствора, опре-
деляется по формуле
Ув = Сцте •м3> (IX-7)
где <2Ц — количество сухого цемента в т;
т — водо-цементный фактор.
6. Количество жидкости для продавки
цементного раствора определяется по фор-
муле
Кж = [0,785d§ (Я— /г)] к, (IX-8)
где Яж — необходимое количество глини-
стого раствора пли воды для продавли-
вания цементного раствора в затрубное
пространство в л3; dB — внутренний диа-
Таблица IX-4
Количество сухого цемента (в кг) для цементирования 1 м кольцевого пространства
Наружный диаметр обсадных труб, мм Диаметр долот, мм
140 190 243 295 346 394 445 490
114 127 168 219 273 325 377 426 6 5 21 19 7 43 39 28 9 81 55 37 81 67 50 13 98 81 43 14 124 86 70 20 165 127 100 55
278
метр труб в м; Н — длина колонны обсад-
ных труб в м; h — высота цементной
пробки в обсадных трубах в к — коэф-
фициент, учитывающий сжатие жидкости,
принимается для глинистого раствора 1,05
и для воды 1,0.
7. Давление на головке колонны в мо-
мент схождения цементировочных пробок
определяется по формуле
р—Pi -f- Р2 кГ/смР, (I Х-9)
где Pi — давление на преодоление раз-
ности удельных весов жидкости в трубах
и за трубами в кГ/см2', р2 — гидростати-
ческое сопротивление в конце промывки
скважины в кПсм?\
^=(Я1-МТщр-Ур) кг^ (ix io)
где Н1 — высота подъема цементного
раствора за трубами в л; h — высота
установки стоп-кольца от башмака в л;
Тц. р — удельный вес цементного раствора
в m/л®; Yp— удельный вес глинистого
раствора в т!мл~,
р2=0,01£+8, (IX-11)
где L — глубина скважины в м.
Отсюда
р=(Я1~Д) P~Vp)+0,01L+8. (IX-12)
Исходя из конечного давления при
цементировании, подготовляется соответ-
ствующий насос для продавливания це-
ментного раствора.
ЦЕМЕНТИРОВОЧНЫЕ АГРЕГАТЫ
После спуска обсадных труб — кон-
дуктора, промежуточной или эксплуата-
ционной колонны (в зависимости от гидро-
геологических условий) затрубное про-
странство цементируют. Эти работы выпол-
няют при помощи специальных цементиро-
вочных агрегатов. Наибольшее применение
получили цементировочные агрегаты типа
ЦА-320М п 4ЦА-100.
Цементировочный агрегат
ЦА-320М
Цементировочный агрегат Ц А-320М смон-
тирован на шасси автомобиля «Днепр-219»
грузоподъемностью до 12 га с двигателем
ЯАЗ-М206А.
На раме шасси автомобиля установлены
две дополнительные рамы, на которых
смонтировано оборудование агрегата: пор-
шневой насос 9Т, трехплунжерный насос
1В, дополнительный верхний двигатель
ГАЗ-51, замерный бак, труба и шарниры
гибкого металлического шланга, защит-
ный кожух насоса 9Т, бензобак, выхлоп-
ная труба двигателя автомобиля, выведен-
ная вверх и снабженная кожухом для
защиты обслуживающего персонала от
ожогов.
Поршневой насос 9Т — горизонтальный,
двухцилиндровый, двойного действия, пред-
назначен для закачивания цементного рас-
твора в скважину. Насос состоит из двух
основных частей — гидравлической и при-
Таблица IX-5
Режим работы Число оборотов в минуту Включенная скорость Диаметр втулок, мм
90 100 115 127
мили двойных ходив асоса в минуту
производитель- ность, м?/мин давление, кГ/,смг давление, кГ/см? производитель- ность, л’/лин давление, 1 кГ /см? й X давление, кГ/см2
производитель- ность, м?/мин
производите! НОСТЬ, М?/ми
к
На макси- 2000 2 28 0,143 390 0,182 305 0,247 225 0,306 182
мальную 2000 3 54 0,276 202 0,350 159 0,475 117 0,590 95
производи- 2000 4 97 0,495 113 0,627 88 0,855 65 1,060 52
тельность 2000 5 125 0,640 87 0.811 69 1,100 50 1,370 40
На макси- 1880 2 27 0,138 400* 0,175 320 * 0,238 230* 0,296 185 *
мальное 1500 3 41 0,210 231 0,266 182 0,362 134 0,447 109
давление 1500 1500 4 5 73 94 0,372 0,480 130 102 0,472 0,610 103 80 0,644 0,830 75 59 0,800 1,030 61 47
При этих давлениях допустима кратковременная работа.
279
Рис. IX-7. Кинематиче-
ская' схема агрегата
ЦА-320М.
1 — двигатель; г — коробка
скоростей двигателя; з —
раздаточная коробка; 4 —
коробка отбора мощности;
5 — насос 1В: 6 — кардан-
ный вал; 7 — двигатель
водяного насоса; 8 — ко-
робка скоростей; 9 — насос
9Т; 10 — нагнетательная
линия; 11 — кран трехходо-
вый; 12 — бак замерный;
13 — бачок для цемента;
14 — цементомешалка.
водной. Приводная часть насоса заклю-
чена в картер, образуемый станиной.
Насос приводится в движение от двига-
теля автомобиля через специальную ко-
робку отбора мощности, которая установ-
лена и закреплена на фланце раздаточной
коробки автомобиля. Муфта переключения
коробки отбора мощности насоса имеет
два положения: включения и выключения
насоса. Режим работы насоса 9Т приве-
ден в табл. IX-5.
Водяной насос 1В — вертикальный трех-
плунжерный, предназначен для подачи
воды в цементомешалку при затворении
цементного раствора. Насос приводится
в действие от двигателя ГАЗ-51. Сцепление
водяного насоса с коробкой скоростей дви-
гателя ГАЗ-51 прямое, через цепную
муфту. Производительность водяного на-
соса регулируют при помощи коробки
скоростей двигателя ГАЗ-51.
Вода и раствор поступают в насос из
замерного бака, разделенного продольной
перегородкой на две части: емкость каж-
дого отсека составляет 3,2 №. Для удоб-
ства замеров каждая часть бака снабжена
специальной делительной рейкой с ценой
деления 0,2 №. На передней стенке замер-
ного бака расположен бензобак для дви-
гателя ГАЗ-51.
В нижней части замерного бака распо-
ложены два донных клапана, соединя-
ющие оба отсека бака с камерой, к кото-
рой присоединен всасывающий патрубок
поршневого насоса. На этом патрубке
установлен трехходовой кран, при по-
мощи которого соединяют всасывающую
полость насоса с замерным баком агрегата.
Для подачи воды в верхней части за-
мерного бака имеется трубопровод диа-
метром 50 мм с двумя проходными кра-
нами. Трубопровод служит для подачи
воды в каждый отсек замерного бака.
К нижней части замерного бака с левой
стороны присоединен всасывающий трубо-
провод диаметром 100 мм от водяного
насоса, на котором установлен кран.
Нагнетательный трубопровод высокого
давления, смонтированный на тройнике
поршневого насоса, разветвляется на две
линии: по одной закачивается цементный
раствор в скважийу, вторая предназна-
чена для снижения давления в насосе по
окончании работ. На нагнетательной ли-
нии установлен проходной кран высокого
давления диаметром 50 мм. На линии сни-
жения давления установлен кран высокого
давления, снабженный верньером для плав-
ного открывания и закрывания.
Кинематическая схема агрегата Ц А-320М
представлена на рис. IX-7.
Техническая характеристика
агрегата ЦА-320М
Поршневой насос 9Т:
величина хода поршня, мм 250
диаметр всасывающей тру-
бы, мм ........ 100
диаметр нагнетательной тру-
бы, мм................... 50
передаточное число глобоид-
ной передачи .......... 20,5
скорость вращения червя-
ка, об/мин ............. 2000
Водяной насос 1В:
максимальная производи-
тельность, л/сек .... 13
скорость вращения колен-
чатого вала, об/мин . . 140
величина хода плунжера,
мм .... ................ 170
диаметр плунжера, мм . 125
количество плунжеров . . 3
потребляемая мощность,
л. с..................... 35
максимальное давление,
кГ/см2 . . .' . ... . 15
280
передаточное число зубча-
той передачи ...........1 : 3,88
скорость вращения транс-
миссионного вала, об/мин 545
диаметр всасывающей тру-
бы, мм ........ 100
диаметр нагнетательной тру-
бы, мм ........ 50
Объем замерного бака, -ч3 - 6,4
Объем одного отсека, л13 . . 3,2
Производительность цементоме-
шалки (сухого цемента),
т/мин......................... 1
Объем бачка для цементного
раствора, л3................ 0,25
Основные размеры агрегата, мм:
длина ................... 10 425
ширина.................. 2650
высота ................. 3225
Вес агрегата (с автомобилем),
кг.......................... 17 085
Цементировочный агрегат
4ЦА-100
Цементировочный агрегат 4ЦА-100 (рис.
IX-8) предназначен для цементирования
скважин на воду.
При помощи агрегата в скважину заме-
шивается и закачивается цементный рас-
твор, закачивается глинистый раствор,
а также производятся промывочные, про-
давочные и опрессовочные работы.
Цементировочный агрегат смонтирован
на трехосном шасси автомобиля ЗИЛ-157К.
На раме агрегата установлены поршневой
насос НГрБ, силовая установка, замер-
ный бак, цементомешалка, колесодержа-
тель с запасным колесом и манифольд.
С правой стороны шасси автомобиля
под замерным баком расположен центро-
бежный насос ЗК-6 водоподающего блока,
который предназначен для подачи воды
в гидравлическую цементомешалку при
приготовлении цементного раствора.
Привод основного поршневого насоса
ИГрБ осуществляется от силовой уста-
новки, состоящей из отдельного блока
с двигателем ЗИЛ-157К, однодискового
сцепления с пружинным демпфером, пред-
назначенного для отключения двигателя
от трансмиссии в момент переключения
скорости; а также коробки скоростей
с синхронизаторами инерционного типа.
Топливо поступает из топливных баков
ходового двигателя через общий фильтр-
отстойник. Система смазки двигателя цир-
куляционная комбинированная с масляным
радиатором, который служит для охлажде-
ния масла в летнее время. В систему охлаж-
дения двигателя закрытого типа с прину-
дительной циркуляцией входит радиатор
двигателя РКА-219, рассчитанный на ра-
боту двигателя при максимальной мощ-
ности, вентилятор, центробежный насос,
трубопроводы и контрольные приборы.
Привод трансмиссионного вала насоса
ИГрБ осуществляется через одноступен-
чатый редуктор с цилиндрическим косо-
зубым зацеплением. Редуктор закреплен
болтами на станине насоса. К ведущему
валу редуктора шпонкой закреплена втулка
зубчатой муфты. Ведущий вал с шестер-
ней вращается на двух конических ролико-
подшипниках. Ведомое зубчатое колесо
закреплено шпонкой на консоли транс-
миссионного вала насоса.
Поршневой насос ИГрБ — приводной,
горизонтальный, двухцилиндровый, двой-
ного действия предназначен для подачи
цементного и глинистого раствора в сква-
жину. Производительность и давление,
развиваемые насосом ИГрБ, приведены
в табл. IX-6.
Замерный бак установлен впереди плат-
формы агрегата за кабиной автомобиля.
Бак разделен продольной перегородкой на
Рпс. IX-8. Кинематиче-
ская схема агрегата
4ЦА-100.
1 — двигатель; 2 — коробка
скоростей; з — редуктор на-
соса ПГрЦ; 4—насос
ПГрЦ; 5 — всасывающая
линия насоса ПГрЦ; в —
замерный бак; 7 — коробка
отбора мощности; S — ко-
робка раздаточная; 9 — дви-
гатель для передвижения;
Ю — редуктор насоса ЗК-6;
и — насос ЗК-6; 12 — це-
ментомешалка; 13 — бачок
для цемента.
281
Таблица IX-f)
1000 I 1400
1800 2200 2400
II 100 2.02 38 100 2,84 53,3
III 73 3,63 68,1 69 5,08 95,4
IV 47 5,65 106 44 7.91 148,5
100
65
3,65 68,5
6,53 123
100
61
4,47 100
100
4,87 91,4
две равные части емкостью по 1,5 м3
каждая. В обеих частях бака находятся
рейки с ценой деления 0,05 м3. Донные
клапаны, помещенные в днитпе бака, поз-
воляют соединять обе половины бака
с небольшой дополнительной камерой под
днищем, к которой присоединены всасы-
вающие линии насоса ИГрБ и центро-
бежного водяного насоса. Дополнительная
камера оборудована сливным устройством.
На всасывающей линии насоса ИГрБ
расположен трехходовой кран, благодаря
которому жидкость может поступать из
замерного и цементного баков. Нагнета-
тельная линия насоса ИГрБ выведена
в средней части платформы агрегата под
настилом и заканчивается конусом уплот-
нения с гайкой быстросъемного соедине-
ния. Для соединения нагнетательной ли-
нии arpeiaia с цементировочной головкой
служит гибкий металлический шланг.
Давление с нагнетательной линии насоса
ИГрБ сбрасывают, открывая линию сброса
трехходовым малым краном.
На всасывающей линии центробежного
насоса установлен проходной кран. На-
гнетательная линия центробежного на-
соса оборудована шлангом диаметром
50 мм, который заканчивается конусом
уплотнения с гайкой. Давление и коли-
чество жидкости, подаваемой центробеж-
ным насосом в цементомешалку, регули-
руют изменением скорости вращения дви-
гателя. Водоподающий блок предназначен
для подачи воды в цементомешалку при
затворении цементного раствора.
Основу блока составляет центробежный
насос ЗК-6 с приводом от коробки ско-
ростей автомобиля при помощи односту-
пенчатой коробки мощности КОМ-1, цеп-
ной передачи и одноступенчатого навес-
ного повышающего редуктора.
Натяжение цепи регулируют, переме-
щая насос вместе с редуктором при помощи
натяжных болтов.
Техническая характеристика
агрегата 4ЦА-100
Силовая установка ЗИЛ-157К
мощность, ограничиваемая
регулятором при 2600
об/мин, л. с........... 104
максимальный крутящий
момент при 1100—1400
об/мин, кГ/см2 .... 54
максимальный удельный рас-
ход топлива, г/л. с. ч . . 255
емкость топливных баков,
л......................... 215
Поршневой насос ИГрБ:
диаметр втулок, мм ... 90
величина хода поршня, мм 150
наибольшее число двойных
ходов в минуту .... 150
максимальное допустимое
давление, кГ/см3 . . . 100
производительность при мак-
симальном давлении, л/сек 4,87
максимальная производи-
тельность, л/сек .... 8
давление при максимальной
производительности,
кГ/см3 .................... 61
Водяной насос ЗК-6:
производительность при вы-
соте всасывания 4,7 м,
л/сек ...................... 19,5
наибольшая высота всасыва-
ния, м ................... 7,7
наибольшее давление при
высоте всасывания 7,7 м,
кГ/см3 ................... 6,2
скорость вращения вала,
об/мин .................. 2900
282
приводная мощность, л. с. 24
диаметр рабочего колеса,
мм .......... 218
Производительность цементоме-
шалки, т/мин (сухого цемен-
та) ......................... 0>6
Емкость цементного бачка, л8 0,2
Основные размеры агрегата, мм:
длина .................... 7450
ширина.................. 2500
высота ................. 3330
Вес агрегата, кг ........... 8860
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ
НАБЛЮДЕНИЯ И ДОКУМЕНТАЦИЯ
ПРИ РОТОРНОМ БУРЕНИИ
Гидрогеологические наблюдения при бу-
рении и опробовании должны давать исчер-
пывающие сведения, обеспечивающие со-
блюдение технических условий сооруже-
ния скважины.
При роторном бурении сплошным за-
боем образцы пород улавливают и отби-
рают в виде шлама, поступающего из
Рис. IX-10. Схема установки лотка-ловуш-
ки в желобе циркуляционной системы.
1 — обсадная труба; 2 — желоб; 3 — лоток-ло-
вушка.
Рис. IX-9. Лоток-ловушка для отбора
шлама.
Рис. IX-11. Ящик для отбора образцов
породы.
Таблица IX-7
Диаметр бурильных труб, мм Производительность насоса, л/сек
Диаметр долота, ж 3 5 10 15
Скорость восходящего потока, л/гии
190 79 89 7,50 9,36 12,48 13,68 25,02 27,20 37,50 40,92
243 73 89 4,2 4,50 7,14 7,50 15,48 15,80 21,48 22,56
295 73 89 2,82 2,88 4,68 4,80 9,36 9,78 14,10 14,52
346 73 1,98 3,30 6,66 10,02
89 2,04 3,39 6,84 10,20
394 73 89 1,54 1,56 2,55 2,61 5,08 5,22 7,62 7,80
283
Таблица IX-&
Проходимые породы Характер работы долота Изменения раствора, показания приборов Характер износа долота
Рыхлые, Долото углубляется Частое поглощение Долото срабаты-
слабо сце- ментирован- ные пески быстро раствора; при легком растворе в желобах вы- падает песок. Показания манометра колеблются вается слабо и зату- пляется незначи- тельно
Песчаники Долото углубляется медленно, при проходке крепких трещиноватых пород долото подпрыги- вает Раствор поглощается неравномерно; при рас- творе выпадает немного песка и кусочки песча- ника. Показания манометра колеблются Долото быстро за- тупляется
Глины Инструмент работает Высокое, временами Износ долота не на-
мягкие толчками. Большие на- сильно нарастающее да- блюдается, на долоте-
и вязкие пряжения в роторе и пе- редаче. Углубление мед- ленное. На долоте обра- зуются сальники вление. Вязкость и удельный вес раствора повышаются. Поглоще- ния нет. Показания ма- нометра повышенные налипает много гли- ны
Глины Инструмент работает Высокое давление на Долото изнаши-
плотные ровно, но тяжело манометре насоса. Цвет раствора изменяется. Шлама мало, поглоще- ния нет вается незначитель- но
Сланцы Долото углубляется В желобе много шла- Долото изнашива-
песчано- глинистые легко, но слегка под- прыгивает ма. Отдельные обломки сланца до 25 мм и более. Временами наблюдается поглощение ется
Известняки, Инструмент работает Давление на маноме- Долото быстро из-
ДОЛОМИТЫ толчками, сильно под- тре низкое. В желобах нашивается, диаметр-
и другие крепкие трещинова- тые породы прыгивает, проходка временами идет медлен- но выпадают редкие неболь- шие обломки пород его уменьшается
скважины в процессе бурения с промы-
вочной жидкостью. Шлам отбирают лот-
ком-ловушкой (рис. IX-9), устанавливае-
мой в циркуляционном желобе в 2—3 м
от устья скважины (рис. IX-10). Отби-
рать шлам следует через 1—2 м проходки
скважины, а также, что особенно важно,
из каждого пласта и прп смене пород.
Отобранный ловушкой шлам сливают в
ведро пли другой сосуд и отмывают от
глинистого раствора слабой струей чистой
воды при легком перемешивании осадка
деревянной лопаткой. После промывки
образцы выбуренной породы высушивают
и укладывают в соответствующую ячейку
ящика для образцов. На ребре ячейки
пишут номер образца и глубину его от-
бора. Все эти данные с указанием назва-
ния породы заносят в журнал описания
образцов.
Глубину, с которой отобран шлам, опре-
деляют по формуле
h = H- HVK , (IX-13)
v
где Н — глубина скважины в момент
отбора шлама в л»; V — средняя скорость
проходки в м/мин; v — скорость подъема
глинистого раствора по межтрубному про-
странству скважины в м/мин (табл. IX-7);
К — поправочный коэффициент к ско-
рости подъема частиц шлама размером
0,4—0,5 мм при нормальном глинистом
растворе (эмпирически установлено зна-
чение К = 0,80 -4- 0,85).
284
Кроме отбора шлама, вспомогательным
методом для составления исполнительного
геологического разреза служат наблюде-
ния за буримостью пород, имеющие боль-
шое значение для определения свойств
пород и глубины их залегания (табл. IX-8).
Если шлам мелкий и плохо улавливается
ловушкой, то его собирают в желобах
или отстойниках. В этом случае после
взятия каждого образца шлама, желоба
очищаются по всей длине.
При бурении скважин в малоизученных
районах со сложным геологическим строе-
нием для более точного описания пород
и определения структуры водоносных пла-
стов применяют колонковые долота для
отбора керна. Отбор керна также необхо-
дим в случаях: а) когда шлам от выбурен-
ной породы не улавливается ловушкой
(при потере циркуляции, при проходке
тонкозернистых песков и др.); б) для точ-
ного определения структуры вскрытых
песков или других пород с целью более
правильного выбора конструкции фильтра,
подбора сетки или гравийной обсыпки.
Поднятый колонковыми долотами керн,
как и шлам, укладывают в ящик с отдель-
ными ячейками (рис. IX-11), описание
образцов заносят в журнал. На перего-
родках ящика ставят номер керна и глу-
бину его отбора.
Для уточнения геологического разреза
и определения водоносности пройденных
пород производится электрокаротаж сква-
жин.
Глава X
КОЛОНКОВОЕ БУРЕНИЕ
Колонковое бурение сравнительно редко
применяется для разведки и добычи под-
земных вод из-за специфичности его основ-
ного целевого назначения и технических
и технологических особенностей. Задача
колонкового бурения — проходка разве-
дочных скважин малого диаметра на отно-
сительно большие глубины в устойчивых
монолитных породах, чаще всего — твер-
дых и сверхтвердых.
Монолитные породы обычно неводо-
носны, в трещиноватых же зонах, где
встречаются водоносные горизонты, эффек-
тивность колонкового бурения снижается
(уменьшаются скорость проходки и выход
керна).
Малые начальные и конечные диаметры
забойного инструмента при колонковом
бурении — главное препятствие для более
широкого использования его при разведке
и добыче подземных вод. Выпускаемое
серийно водоподъемное оборудование сред-
ней производительности по своим габари-
там несоразмерно с диаметрами скважин,
пробуренных колонковым способом. По-
этому они не могут быть надлежащим
образом опробованы, а тем более переданы
в эксплуатацию.
Тем не менее в некоторых районах
Украины, Урала, Кавказа, Средней Азии,
Дальнего Востока и других местные гео-
лого-гидрогеологические условия и не-
большое расчетное водопотребление от-
дельного объекта (подстанции, санатории,
стационарные геологоразведочные экспе-
диции и т. п.) могут сочетаться таким
образом, что бурение скважины на воду
колонковым способом окажется не только
единственно возможным, но в некоторых
случаях даже экономически целесообраз-
ным.
Кроме этого, при поисковой гидрогео-
логической разведке в малоизученных рай-
онах допускается бурение скважин колон-
ковым способом.
Учитывая изложенное, авторы нашли
возможным поместить в книге основные
сведения о применении колонкового буре-
ния для добычи подземных вод, ограни-
чившись в то же время техническими
характеристиками только двух станков,
обеспечивающих бурение скважин макси-
мального диаметра.
БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ
ДЛЯ КОЛОНКОВОГО БУРЕНИЯ
Буровой агрегат ЗИФ-650А
Буровой агрегат ЗИФ-650А, предназна-
ченный для бурения разведочных скважин
на глубину 650 м, с начальным диаметром
260 мм, может также применяться для
бурения неглубоких скважин на воду
(рис. Х-1 и Х-2). Конструкцией преду-
смотрены приводы станка и бурового
насоса от электродвигателя или от дизеля
(рпс. Х-3 и Х-4).
Гидравлическая подача позволяет точно
регулировать давление на забой скважины.
Она исключает также провалы бурового
снаряда в трещиноватых и кавернозных
породах, так как буровой снаряд при
помощи гидравлических цилиндров нахо-
дится постоянно в подвешенном состоя-
нии. Работая шпинделем, как гидравли-
ческим домкратом, можно легко и быстро
ликвидировать аварии. При прекращении
подачи электроэнергии или отказе дизеля
для подъема бурового снаряда в гидравли-
ческой системе можно использовать руч-
ной маслонасос. Шпиндель вращается влево
реверсивным механизмом коробки ско-
ростей бурового агрегата.
В станке с дизельным приводом имеется
редуктор с телескопическим карданным
валом. На консолях валов смонтирован
клиноремепный шкив передачи от дизеля
и три плоскоременных шкива для привода
286
У
РиГ Х-1- Буровой агрегат
|ЗИФ-650А.’
— редуктор; 2 — телескопический
карданный вал; .3 - рукоятка
„«точения дисковой муфты; 4 —
направляющий ролик; 5 —руко-
ятка управления коробкой скоро-
Я‘Г. g — рукоятка переключения
чолотника; 7 — маховичок; 8 —
гтпбор гидроуправления; 9 — ма-
нометр; 10 — циферблат гидравли-
яеского индикатора давления; 11 —
указатель давления на забое; 12 —
рукоятка переключения шпинделя
«а прямой и обратный ход; 13 —
рукоятка включения вала лебедки;
*3 14 — кабестан.
Рпс. Х-2. Лебедка бурового агрегата ЗИФ-650А.
1 — вал; 2 — роликоподшипник; 3 — шарикоподшипник; 4 — крышка; 5 — кронштейн; 6,7 — сто-
порные кольца; 8 — барабан лебедки; 9, 10 — шарикоподшипники; 11 — крышка; 12 — гайка; 13 —
распорное кольцо; 14 — зубчатый венец; 15 — установочный винт; 16 — сателлиты; 17 — шарикопод-
шипники; 18 — тормозная шайба; 19 — водило; 20 — призонный болт; 21, 22 — шарикоподшипники;
23 — шестерня; 24 — шпонка; 25 — шестерня; 26 — зубчатая муфта; 27 — втулка; 28 — кабестан;
29 — гайка; 30 — шайба; 31 — стакан; 32 — прижим; 33 — шайба торцовая; 34 — шпонка; 35.—
крышка; 36 — щиток; 37 — болт.
Рис. Х-3. Кинематическая схема бурового агрегата ЗИФ-650А с электродвигателем.
19 Заказ 1050
Рис. Х-4. Кинематическая схема бурового агрегата ЗИФ-650А с дизелем.
Таблица Х-1
Кинематическая характеристика бурового агрегата ЗИФ-650А
Скорость Скорость вращения фрикциона, об/мин Скорость вращения вторичного вала коробки скоростей, об/мин передаточное отно- шение от вторичного вала к валу лебедки Скорость вращения вала лебедки, об/даин Передаточное отно- шение планетарного механизма лебедки Скорость вращения барабана лебедки, об/мин Передаточное отно- шение конической пары вращателя Скорость вращения шпинделя, об/мин Передаточное отно- шение от вторично- го вала коробки к шпинделю при । левом вращении Скорость вращения шпинделя при ле- I вом вращении, об/мин
I 220 106 27,3 71 33
11 473 228 28,6 153 71
1450 0,481 0,257 0,676 0,150
III 855 412 106 277 128
IV 1450 696 179 470 218
Таблица Х-2
Скорость подъема бурового снаряда и грузоподъемность агрегата ЗИФ-650А
Скорость Оснастка талевой системы
1X1 2X1 3X2
Скорость подъема, м/сек Грузоподъ- емность, кг Скорость подъема, м/сек Грузоподъ- емность, кг Скорость подъема, м/сек Грузоподъ- емность. кг
I 0,628 3000 0,314 5750 0,200 8600
II 1,350 1400 0,675 2675 0,450 4000
III 2,444 775 1,222 1480 0,815 2220
IV 4,157 460 2,084 870 1,386 1300
насоса, глиномешалки и генератора. При-
вод маслонасоса от ведущего вала фрик-
циона посредством клиноременной пере-
дачи. Насос отключают от привода зуб-
чатой муфтой.
Техническая характеристика
бурового агрегата ЗИФ-650А
Глубина бурения, м . . .
Начальный диаметр бурения,
мм.......................
Конечный диаметр бурения,
.........................
Диаметр бурильных штанг,
мм ......................
Угол бурения к горизонту,
град.....................
Лебедка:
грузоподъемность, кг
диаметр барабана, >.м .
окружная скорость бара-
бана, м/сек . . . .
650
200
91
63,5 и 50
90—75
3000
350
0,494; 1,062
Масляный насос ...........
производительность,
л/мин ................
давление, кГ/см? . .
Буровой насос.............
Двигатель ................
номинальная мощность,
л. с..................
Пусковой двигатель
номинальная мощность,
л. с......................
Электродвигатель привода
станка
мощность, кет, . ... .
Габаритные размеры станка,
мм:
а) с электродвигателем
длина . . ............
ширина .............
высота..............
б) с дизелем
длина ................
ширина .............
высота..............
Л1Ф-25
24,6
50
НГР-250/50
Д-54
54
10
28
2700
1200
2260
5590
2510
2260
290
Бес бурового агрегата
а? с электроприводом
станок с электродви-
гателем ..................... 5707
электрооборудование 373
б) с дизельным приводом
станок с редуктором 2590
двигатель со стендом 1770
Кинематическая характеристика, ско-
рость подъема бурового снаряда и грузо-
подъемность бурового агрегата представ-
лены в табл. Х-1 и Х-2.
Буровой агрегат ЗИФ-1200А
Буровой агрегат ЗИФ-1200А (рис. Х-5)
предназначен для бурения геологоразве-
дочных скважин до глубины 1200 м с на-
чальным диаметром 250 мм и конечным
диаметром 91 мм. Иногда его применяют
п для бурения скважин на воду.
Агрегат состоит из станка ЗИФ-1200А,
смонтированного на одной раме с электро-
двигателем двух буровых насосов НГР-
250/50, электродвигателей для привода
насосов, электрораспределительного щита.
Электродвигатели, два буровых насоса,
четырехступенчатая коробка скоростей и
мощная лебедка с устройством для водя-
ного охлаждения тормозного шкива бара-
бана дают возможность вести бурение
на высоких скоростях и быстро осущест-
влять спуско-подъемные операции.
Гидравлическая подача позволяет эф-
фективно регулировать давление на забой
скважины и исключает провалы снаряда
при встрече каверн. Левое вращение шпин-
деля, осуществляемое реверсированием
электродвигателя, и возможность работать
шпинделем как гидравлическим домкра-
том облегчают ликвидацию аварий.
На случай прекращения подачи электро-
энергии гидравлическая система станка
снабжена ручным маслонасосом для подъ-
ема бурового снаряда, что дает возмож-
ность предотвращать прихват бурового
инструмента в скважине.
Агрегат укомплектован принадлежно-
стями и инструментом, необходимыми для
бурения в породах различной твердости
с выходом керна. Для бурения в мягких
породах агрегат снабжен трехгранной ве-
дущей рабочей штангой со специальным
патроном, применение которой значи-
тельно сокращает время на перехваты
бурового инструмента зажпмными патро-
нами вращателя.
При работе с ведущей штангой давление
бурового инструмента на забой скважины
разгружается при помощи лебедки; давле-
ние определяется и устанавливается по
динамометру, вмонтированному в непо-
движный конец каната барабана лебедки.
Техническая характеристика
бурового агрегата ЗИФ-1200А
Глубина бурения, м ... 1200
Начальный диаметр бурения,
мм .......... 250
Диаметр керна при предель-
ной глубине бурения, мм 63
Диаметр буровых штанг, мм 73; 63 5; 50
Ход станка по раме, мм . 690
ЧмУло скоростей вращения
шпинделя и подъема груза
лебедкой................. 4
Число оборотов шпинделя в
минуту .................. 67, 128,
238, 346
Грузоподъемность лебедки,
кг....................... 4500
Окружная скорость барабана
лебедки, м)сгк ..........0,65; 1,26;
2,34; 3,40
Диаметр барабана лебедки,
мм ........................ 430
Диаметр каната, мм ... 24
Емкость барабана прп трех-
рядной навивке, м . . . 85
Лопастной масляной насос ЛФ25
Производительность, л/мин 25
Буровой насос............НГР 250/50
Электродвигатели асинхрон-
ные трехфазного тока, на-
пряжением 220/380 е:
а) к буровому станку АК-82-6
мощность, кет . . 40
число оборотов в ми-
нуту ................. 965
б) к маслонасосу . . . АО-51-6
мощность, кет . . 2,8
число оборотов в ми-
нуту ............... 950
в) к буровым насосам А72-8
мощность, кет . . 14
число оборотов в ми-
нуту ................ 730
Габаритные размеры станка,
мм:
длина ................... 3475
ширина .................. 1430
высота................... 1745
Вес станка с электродвига-
телем, кг ................ 5640
Кинематическая схема бурового агре-
гата ЗИФ-1200А приведена на рис. Х-6
и в табл. Х-3, Х-4, Х-5.
Привод бурового станка осуществлен
соединением фрикциона с валом электро-
двигателя. Буровые насосы приводятся
от отдельных электродвигателей ременной
передачей с передаточным отношением
1 : 2,4.
Станок состоит из фрикциона с короб-
кой скоростей, вращателя и лебедки.
19:
29
Рис. Х-6. Кинематическая схема бурового агрегата ЗИФ-1200А.
j — лопастной насос; 2, S, 5 — асинхронные двигатели; 4 — насос буровой; 6 — тормоз спуска; 1 —
тормоз подъема.
Таблица Х-3
Кинематическая характеристика бурового агрегата ЗИФ-1200А
(скорость вращения вала двигателя 965 об/мин)
ско- рость Скорость вращения вторичного вала коробки скоростей, об/мин Передаточное отношение от вторичного вала коробки скоростей на вал лебедки Скорость вращения вала лебедки, об/мин Передаточное отношение планетарного механизма лебедки Скорость вращения барабана лебедки, об/мин Передаточное отношение от вторичного вала коробки скоростей на шпиндель Скорость вращений шпинделя, об/мин
I 186 74,4 29 67
II 357 142,8 56 128
0,4 0,391 0,358
III 663 265,2 104 238
IV 356 388 152 348
Таблица Х-4
Скорость навивки каната на барабан лебедки бурового агрегата ЗИФ-1200А
Скорость Скорость вращения, об/мин Окружная скорость, м/сек
шпинделя барабана лебедки на барабане лебедки на первом слое навивки на втором слое навивки на третьем слое навивки
1 67 29 0,65 0,69 0,76 0,84 •
II 128 56 1,26 1,33 1,47 1,61
III 238 104 2.34 2,48 2,73 2,99
IV 348 152 3,41 3,61 3,98 4,35
293
Таблица Х-5
Скорость подъема бурового снаряда и грузоподъемность
бурового агрегата ЗИФ-1200А
Скорость Оснастка
Скорость подъема, м 1 сек Грузоподъ- емность, кг Скорость подъема, м / сек Грузоподъ- емность, кг Скорость подъема, м(сек Грузоподъ- емность, кг
I 0,76 4500 0,380 8600 0,190 16 200
II 1,47 2350 0,735 4450 0,368 8 400
III 2,73 1250 1,365 2400 0,683 4 500
IV 3,98 870 1,985 1650 0,993 3 050
При проходке скважины могут быть
три сочетания одновременно работающих
механизмов стайка: а) коробка скоростей
и вращатель при бурении; б) коробка
скоростей? и лебедка прп спуско-подъем-
ных операциях и вспомогательных рабо-
тах; в) коробка скоростей с одновремен-
ным включением вращателя и лебедки при
бурении с ведущей штангой и при ликви-
дации аварий.
Потребная для работы мощпость от
электродвигателя передается через фрик-
цион и коробку скоростей либо вращателю,
либо лебедке, либо же одновременно вра-
щателю и лебедке.
ТЕХНОЛОГИЯ
КОЛОНКОВОГО БУРЕНИЯ
Колонковое бурение состоит в следу-
ющем (рис. Х-7).
Кольцевую коронку 1, в рабочий торец
которой зачеканивают пластинки твердых
сплавов, при помощи резьбы присоеди-
няют к колонковой трубе 2\ колонковую
трубу при помощи переводника 3 соеди-
няют с бурильными трубами 4, которые
наращивают по мере углубления сква-
жины. Верхнюю бурильную трубу на
поверхности закрепляют в шпинделе 5 бу-
рового станка, приводимого во вращение
от двигателя 13 посредством ремепной
передачи. При помощи станка, враща-
ющего бурильные трубы, регулируют также
различными регуляторами подачи давле-
ние коронки на забой скважины. При вра-
щении коронка 1 выбуривает кольцевое
пространство, внутри которого остается
колонка породы (керн) 8. По мере углуб-
ления скважины керн входит в колонко-
вую трубу 2.
При бурении насос 14 через шланг 9,
сальник 10 и бурильные трубы 4 подает
на забой скважины промывочный раствор.
При выходе глинистого раствора на по-
верхность шлам осаждается в желобах 11,
а очищенный от шлама раствор вновь
нагнетается насосом в скважину. При на-
полнении колонковой трубы керном пли
затуплении резцов бурение прекращают;
керн заклинивают в конусе корпуса ко-
ронки, отрывают от забоя и поднимают
вместе со снарядом на поверхность.
Подъем осуществляют при помощи регу-
лятора подачи 6 и лебедки станка 12.
Режим бурения определяется осевой
нагрузкой, чпслом оборотов, количеством
и качеством подаваемой на забой промы-
вочной жидкости, а также видом и каче-
ством коронки.
294
Таблица Х-6
№ дроби-сечки 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Допускаемые пределы размеров дроби- нок по диаметру и высоте, мм . . Прочность на раздавливание, не ме- нее, kJ' 1,8—2,2 780 2,2—2,7 980 2,7—3,2 1200 3,2—3,7 1400 3,7—4,2 1600
Осевое давление на коронку, армирован-
ную твердыми сплавами, определяют по
формуле
С=Сот, (Х-1)
где С — осевое давление на коронку в кГ;
Со — нагрузка на один резец в кГ; т —
число основных резцов в коронке.
Число оборотов п бурового снаряда
подбирают из расчета средней окружной
скорости вращения коронки по формуле
60F 38,2
~ р+рГ°/л‘“"-
(Х-2)
где V — средняя окружная скорость вра-
щения коронки в м/сек', D и Dt — соот-
ветственно наружный и внутренний диа-
метры коронки по резцам в мм', п — ско-
рость вращения шпинделя станка в об/мин.
С углублением скважины увеличивается
напряжение в колонне бурильных труб
и возрастает мощность на холостое враще-
ние. Чем больше диаметр скважины, тем
больше должен быть диаметр бурильных
труб. Прп одном и том же числе оборотов
шпинделя станка окружные скорости вра-
щения коронок могут изменяться в зави-
симости от их диаметров.
Бурение твердосплавными коронками
ведется обычно прп окружных скоростях
0,8—2,0 м/сек. В спльнотрещиноватых и
неоднородных, а также в весьма абразив-
ных породах окружные скорости снижают
до 0,5 м/сек.
Для поддержания необходимой нагрузки
на коронку, улучшения условий работы
бурильной колоппы труб, снижения пх
износа и предотвращения искривления сква-
жины применяют утяжеленные буриль-
ные трубы.
Промывают скважины водой прп буре-
нии твердых и мягких достаточно устойчи-
вых пород. Глинистый раствор применяют
обычно в породах мягких и средней твер-
дости (см. главу IX).
При бурении коронками, армирован-
ными твердым сплавом, выделяют два
этапа промывки: в процессе бурения и
специальную (чистку скважин).
Специальная промывка производится
после спуска бурового снаряда перед
началом бурения. Для этого опущенный
в скважину снаряд останавливают над
шламом на высоте 1—1,5 м п включают
насос на полную пропзводптельность. Даль-
нейшее продвижение бурового снаряда
производят с вращением прп интенсивной
промывке.
При накоплении большого количества
тяжелого шлама применяют специальный
снаряд для чистки скважины, состоящий
из короткой колонковой трубы с корон-
кой, переходника и длинной шламовой
трубы большой емкости.
Метод промывки в процессе бурения
в основном аналогичен промывке скважин
при роторном бурении.
Дробовое бурение приме-
няется как исключение при сооружении
скважин на воду. Дробью бурят скважины
в твердых монолитных неводоносных угле-
носных породах, используя для этою
кольцевые коронки диаметром до 150 мм.
Снаряд для дробового бурения состоит из
дробовой коронки, колонковой трубы, пе-
реходника и шламовой трубы.
В процессе бурения происходит зацеп-
ление дроби, находящейся на забое сква-
жины, с торцом коронки и породой забоя
под действием вращения бурового снаряда
с одновременным давлением па дробь.
Для бурения используют: чугунную
дробь, стальпую литую и стальную дробь-
сечку. По ТУ 175-54 чугунную дробь
изготовляют из серого или легированного
чугуна. Чугунная дробь при разрушении
раскалывается на три — пять частей; чаще
всего употребляют дробь диаметром 3—
3,5 мм.
Буровая стальная дробь бывает литая
(шарообразная) п пз стальной проволоки —
стальная сечка. Наиболее эффективна сталь-
ная сечка, изготовленная из стальной
проволоки. Высота цилиндрика сечки равна
диаметру проволоки; стальную сечку изго-
товляют по временным ТУ 168-54 из про-
волоки стали 60 п 70 с диаметром 2,0;
2,5; 3,0; 3,5 и 4,0 льи.
Размеры и прочность стальной дроби-
сечки на раздавливание приведены
в табл. Х-6.
295
Таблица Х-7
Сорт дроби Катего- рия пород по ЕНВ Диаметр коронки, мм
130 не
Вес рейсовой порции дроби, кг
Чугунная дробь VII, VIII IX, X XI, XII 12—14 18—20 20—22 8—10 14—16 16—18
Стальная дробь VIII IX X' XI, XII 2,0 2,6 3,9 5,0 1,6 2,2 3,3 4,0
Дробь в скважину засыпают: а) при
бурении неглубоких вертикальных сква-
жин в монолитных породах через устье
перед спуском снаряда; б) прп бурении
скважин, часть ствола которых закреплена
обсадными трубами, только через колонну
бурильных труб после тщательной про-
мывки скважины.
Скважины питают дробью разными пор-
циями: а) периодическими — малыми и
крупными порциями; б) рейсовыми — одна
засыпка на рейс бурового снаряда.
Периодически засыпают в скважину
дробь через 5—15 мин чистого бурения.
Подают дробь на забой через бурильные
трубы при помощи дробопитателя.
Периодическое мелкопорционное пита-
ние применяют прп бурении чугунной
дробью. Укрупненные порцпи дроби по-
даются на забой через бурильные трубы —
перед началом бурения в скважину засы-
пается порция дроби из расчета на 1—
1,5 ч работы. Последующие порции дроби
засыпают через каждые 0,5—1,5 ч чистого
бурения. Перед каждой засыпкой сква-
жину промывают и приподнимают буро-
вой снаряд на 0,3—0,5 да над забоем.
Периодическое питание скважин круп-
ными порциями дроби применяют при
бурении весьма твердых нетрещиноватых
пород.
При рейсовом питании на весь рейс
засыпается только одна порция дроби,
достаточная на время работы дробовой
коронки до пзноса ее заправленной части
на 70—80% длины. В табл. Х-7 приве-
дены рейсовые порции дроби для пород
различных категорий.
Расход чугунной дроби прп рейсовом
питании на 1 м проходки приведен в
табл. Х-8.
Забуривание скважины
Способ забуривания скважины под на-
правляющую трубу зависит от состава по-
род. В мягких породах необходимо при-
менять зубчатую коронку, в однородных
породах средней крепости — коронку, ар-
мированную твердыми сплавами, и в креп-
ких породах — дробовую.
Перед забуриванием на месте заложепия
скважины выкапывают небольшой шурф
для того, чтобы под шпиндель станка мож-
но было завести короткий забурочный сна-
ряд, состоящий из переводника, короткой
колонковой трубы и бурового наконечни-
ка. В шурф опускают снаряд для забури-
вания и соединяют его с бурильной трубой,
пропущенной через шпиндель станка. Бу-
рильную трубу выверяют в верхнем и ниж-
нем патронах станка строго относительно
осп шпинделя. Затем выверяют направле-
ние шпинделя и приступают к забурива-
нию скважины. Во время забуривания не-
обходимо следить за тем, чтобы инструмент
шел по точно заданному направлению. За-
буривание ведут при минимальном числе
оборотов шпинделя, и если оно осуще-
ствляется без промывки, то в скважину не-
обходимо подливать воду. Скважину про-
ходят до коренных пород и врезаются в них
на 1 —1,5 да.
После окончания забуривания в сква-
жину засыпают около 1,5—2 ведер глины,
Таблица Х-8
Наружный диаметр коронки, мм Категория пород
VII VIII IX X
Расход дроби на 1 м проходки, кг
91—110 110—130 3,0 3,5 3,4-3,8 4,0—4,6 6,0—6,5 7,0—8,0 10—12,0 13—15,0
Ж
размешанной с водой до консистенции
густого цементного раствора, и опускают
направляющую трубу, закрыв предвари-
тельно нижний конец ее деревянной проб-
кой. Затем направляющую трубу задавлй-
вают в глину или цементный раствор и за-
крепляют в шурфе. Направляющую трубу
устанавливают строго вертикально, а верх-
ний конец ее расклинивают щебнем с гли-
ной и иногда цементируют. Если напра-
вляющая труба залавливалась в цементный
раствор, то скважину оставляют на 1,5—
2 суток для его затвердения.
Направляющую трубу устанавливают
всегда, независимо от проектной глубины
скв живы и крепости проходимых пород.
Она предохраняет устье скважины от обру-
шения, направляет изливающий промывоч-
ный раствор в желобную систему и предо-
храняет площадку от размыва. Длину на-
правляющей трубы подбирают с таким рас-
четом, чтобы она вместе с тройником была
больше глубины ее установки на 30—
50 см. Тройник, навинченный на верхний
конец трубы, служит для направления
в желоб раствора, выходящего обратно
из скважины.
При бурении скважины глубиной 200—
250 м на глубину 15—30 м устанавливают
вторую направляющую трубу — кондуктор.
В неустойчивых породах под кондуктор
бурят с промывкой глинистым раствором.
Перед спуском кондуктора в скважину не-
обходимо подготовить нормальный переход
на меньший диаметр и возможность тампо-
нажа колонны труб.
При спуске кондуктора в скважину обсад-
ные трубы соединяют на сурике. При этом
обеспечивается герметичность колонны
труб, что необходимо для нормальной цир-
куляции промывочной жидкости и цемен-
тации.
Кольцевой зазор между стенками сква-
жины и наружной поверхностью колонны
обсадных труб должен быть залит цемент-
ным раствором.
После окончания установки направля-
ющей трубы и кондуктора скважина счи-
тается подготовленной для дальнейшего
бурения.
Бурение в рыхлых и мяг-
ких породах. Породы I—Ш ка-
тегорий легко разрушаются зубчатой сталь-
ной и резцовыми коронками КР-4, КР-5.
Стенки скважины в таких породах и керн
часто размываются. Для повышения выхода
керна применяют двойной колонковый
снаряд и бурение одинарными колонковы-
ми снарядами при небольшой проходке
на рейс и ограничении подаваемой в сква-
жину промывочной жидкости.
При бурении в рыхлых и мягких поро-
дах во избежание аварий нельзя прекра-
щать циркуляцию и в случае ее нарушения
необходимо немедленно приподнять буровой
инструмент над забоем.
Перед заклиниванием керна обычно оста-
навливают подачу промывочной жидкости
в скважину и быстро затирают его при
вращении бурового снаряда и повышенном
давлении на забой скважины. После этого
приступают к подъему бурового снаряда
и извлечению керна.
Бурение в породах сред-
ней твердости и твердых.
В таких породах обычно бурят, применяя
в качестве промывочной Жидкости воду»
В породах твердых, но сильнотрещинова-
тых бурение необходимо вести с промывкой
глинистым раствором.
В породах средней твердости и твердых
бурят обычно с увеличенной проходкой
за один рейс, с применением удлиненных
колонковых труб, если керн под действием
промывочной жидкости и вибрации буро-
вого снаряда не сильно разрушается. При
бурении в указанных породах необходимо
создавать повышенное давление бурового
снаряда на забой скважины и регулиро-
вать его в соответствии с числом оборотов
снаряда. Осевое давление на забой сква-
жины должно быть тем больше, чем выше
твердость проходимых пород. Одновремен-
но, если позволяет прочность колонны бу-
рильных труб, необходимо увеличивать
и окружную скорость снаряда. При этом
необходимо увеличивать также интенсив-
ность промывки скважины.
Заклинивают керн при помощи мелких
частиц твердой породы или битого стекла.
Расширение (разбурива-
ние) скважин. Расширение необ-
ходимо для увеличения диаметра скважины
в отдельных интервалах, когда бурение
производилось коронкой меньшего диаме-
тра с целью разведки нижележащих гори-
зонтов, например перед спуском колонны
обсадных труб и цементированием сква-
жины, а также при обуривании оставшейся
в скважине колонковой трубы снарядом
большего диаметра.
Расширять скважину следует новыми
коронками нормального Диаметра. Приме-
нять для этого сработанные коронки недо-
пустимо.
Бурение с расширением ведется при
уменьшенных числе оборотов шпинделя
и давлении на забой. Промывка глинистым
раствором должна быть возможно полной,
так как при расширении образуется боль-
шое количество крупнообломочного ма-
териала.
Проработка скважин. При-
меняется для выравнивания ствола до диа-
метра, указанного в геолого-техническом
наряде. Скважина в процессе бурения по-
степенно уменьшается в диаметре.При опу-
скании снаряда с новой коронкой нормаль-
297
Таблица Х-9 •
Аварии при колонковом бурении, причины их возникновения,
способы предупреждения и ликвидации
Вид аварии Причины возникновения Способы предупреждения Способы ликвидации Необходимый инструмент и материалы
Прихват инструмента при буре- нии Прихват инструмента при спуске его в сква- жину Прихват (затяжка) инструмента при подъ- еме 1. Недостаточ- ная промывка при проходке крупнозернистых песков и пес- чанистых глин 2. Плохое ка- чество глини- стого раствора 3. Неисправ- ность колонны бурильных труб 4. Недостаточ- ный выпуск резцов на сторону в ко- ронке 1. Неосторожный спуск инструмен- та на забой 2. Неудовле- творительное ка- чество глини- стого раствора 1. Образование рыхлой толстой корки на стенках скважины или вы- пучивание разбу- хающих пород вследствие при- менения нека- чественного гли- нистого раствора 1. Уменьпгить подачу инстру- мента на забой или увеличить про- мывку 2. Повысить коллоидальность раствора 3. Проверить неисправность со- единения буриль- ных труб 4. Применять коронки полного диаметра 1. Тщательно промыть скважи- ну 2. Следить за параметрами гли- нистого раствора, регулярно заме- рять их 1. Следить за параметрами гли- нистого раствора 1. Расхаживать ин- струмент без враще- ния, одновременно включая насос, ста- раться восстановить циркуляцию 2. В случае восста- новления циркуля- ции продолжать рас- хаживание, провора- чивая инструмент вручную 3. При повороте инструмента вклю- чить вращатель и продолжать расха- живание с промыв- кой 4. В случае неуда- чи приступить к раз- винчиванию инстру- мента левыми буриль- ными трубами 1. Пытаться восста- новить циркуляцию глинистого раство- ра способами, указан- ными в пп. 1—1,1—2, 1—3 2. В случае неуда- чи приступить к раз- винчиванию инстру- мента левыми бу- рильными трубами 1. Пытаться вос- становить циркуля- цию раствора 2. Расхаживать инструмент, при- меняя среднюю на- тяжку вверх, и сбрасывание натя- нутой части инстру- мента вниз путем рез- кого освобождения тормоза лебедки Левый инстру- мент, левый метчик и колокол для буриль- ных труб
298
Продолжение табл. Х-9
Вид аварии Причины возникновения Способы п реду преждения Способы ликвидации Необходимый инструмент и материалы
Прихват 1. Несоблюде- 1. Следить за 3. После провора- чивания инструмен- та продолжать рас- хаживание его при вращении до полного освобождения при подъеме 4. В случае отри- цательных результа- тов приступить к развинчиванию ин- струмента 1. При наличии Левый инстру- мент, левый метчик, колокол
и закли- ние параметров параметрами рас- циркуляции усилить
нивание раствора при про- твора, указанны- промывку прихва-
инструмента ходке рыхлых по- ми в геолого-тех- ценного инструмен-
обвалами род, склонных к ническом наряде та и попытаться его
обвалам (песок, галька, трещи- новатые известня- ки, перемятые гли- ны и т. д.) 2. Изменения • 2. Своевременно расхаживать 2. В случае неуда- Левый
уровня раствора доливать в сква- чи приступить к раз- инстру-
в скважине при жину раствор при винчиванию инстру- мент, левый
подъеме инстру- подъеме бурового мента, чередуя при метчик
мента инструмента необходимости раз- для буриль-
3. Поглощение 3. Обсадить винчиванпе с обу- риванием буриль- ных труб в зоне вы- валов породы 3. При достиже- ных труб Колокол
раствора и сни- скважину труба- нии переводника ко- по диаме-
жение уровня или ми после проходки лонковой трубы под- тру колон-
полный уход рас- горизонта рых- нять его метчиком, ковой тру-
твора при проход- лых и трещинова- а при закрытом от- бы. Корон-
ке кавернозных тых пород верстии в переводни- ки, колон-
Обрыв пород 1. Небрежно 1. Завинчивать ке захватить коло- колом. В случае не- удачи приступить к обуриванию колон- ковой трубы до ко- ронки и поднять 1. Осмотреть место ковая труба (для обури- вания). Утяжели- тель рас- твора, ко- лонковые трубы со- ответству- ющего диа- метра дли- ной 6—9 м Запасные
бурильных свинчена колонна резьбовые соеди- обрыва поднятой ча- бурильные
труб во бурильных труб нения до отказа сти инструмента и трубы
время спуска или подъема и крепить долж- ным образом клю- чами измерить его длину
299
П родолжение табл. X-S
Вид аварии Причины возникновения Способы предупреждения Способы ликвидации Необходимый инструмент и материалы
Падение ® скважину бурильных или обсад- ных труб 2. Наличие по- роков в резьбо- вых соединениях или износ послед- них 1. Недостаточ- ная квалифика- ция бригады и не- брежное отноше- ние к работе 2. Неисправ- ность ключей, хо- мутов и другого инструмента 2. Вниматель- но проверять це- лостность буриль- ных труб, муфты и замков при спус- ке инструмента 3. Отбраковы- вать и направ- лять в ремонт сом- нительные по ка- честву бурильные трубы и перевод- ники, избегая спу- ска в скважину труб, пропуска- ющих раствор в резьбовых соеди- нениях; не при- менять подмотку пакли или про- кладок в слабых резьбовых соеди- нениях 1. Системати- ческий инструк- таж и обучение бригады правилам ведения работ 2. Регулярно проверять состоя- ние вспомога- тельного инстру- мента на буровой 2. В чистой сква- жине с устойчивыми стенками (или прп обрыве в крепленой ее части) нащупать инструментом поло- жение конца обрыва, спустить метчик или колокол и захватить конец оставшейся трубы 3. При размытых стенках скважины не- обходимо спустить и установить отклоне- ние инструмента, вы- вести к центру сква- жины конец остав- шейся трубы правым отводным крючком, а затем захватить мет- чиком или колоко- лом 1. С целью опре- деления положения и состояния верхнего конца упущенных труб осторожно спу- стить на бурильных трубах плоскую и боковую печать и из- мерить глубину до кромки оставшихся труб 2. На основании характера получен- ного отпечатка наме- тить способ ловли и спустить нужный для данного слу- чая инструмент 3. Прп снятии верх- него конца обсадной трубы спустить оправ- ку для исправления снятого места Правые метчики п колокол. Воронка и изогнутая бурильная труба для метчика. Торцовая мягкая печать и отвод- ный правый крючок Печать, метчики и колокола правые для буриль- ных и об- садных труб. Отводные крючки, правые оправки и срезы Оправка
300
Продолжение табл. Х-9
~~ Вид аварии Причины возникновения Способы предупреждения Способы ликвидации Необходимый инструмент и материалы
Обрыв обсадных 1. Искривления скважины из-за 4. Уменьшить нагрузку на ко- ронку при чередо- вании твердых мягких наклонно залегающих пород 4. В случае не- удачных попыток под- нять упущенные тру- бы и небольшого ко- личества их при боль- шой глубине скважи- ны применить фрезе- рование труб 5. Прп небольшой глубине следует сква- жину перебурить 1. Поднять остав- шуюся часть ко- Фрезы специаль- ные Метчик для обсад- ных труб, размером соответ- ствующий диаметру колонны труб. Труболов-
труб при спуске обсадной колонны и расхажи- вание ее применения не- правильного ре- жима бурения при переходе из мяг- кой породы в твер- дую лонны и измерить ее Длину
2. Несоблюде- ние параметров глинистого рас- твора, указанных в геолого-техниче- ском наряде 3. Небрежное навинчивание об- садных труб 2. Регулярно не реже чем через 50—100 м про- ходки измерять кривизну скважи- ны 3. Немедленно исправлять об- наруженные ис- кривления 4. Перед спус- ком обсадных труб тщательно проработать сква- жину, применяя длинную колон- ковую трубу 2. Проверить поло- жение головы обры- ва. Спустить печать, после чего метчиком или труболовкой со- ответствующего диа- метра для обсадных труб извлечь часть колонны целиком или по частям 3. При порче верх- ней кромки оставших- ся обсадных труб спу- стить конусную пе- чать, а затем оправ- ку или фрезер и вы- править кромку верх- ней трубы; в случае обнаружения разрыва верхнего конца трубы захватить оставшую- ся часть трубы трубо- ловкой 4* Спустить обсад- ную колонну меньшего диаметра, пропустив ее через оставшуюся часть аварийной ко- лонны Печать конусная. Оправка по диа- метру об- садных труб. Труболов- ка того же диаметра Колонна обсадных труб мень- шего диа- метра
301
Продолжение табл. Х-9
—
Вид аварии Причины возникновения Способы предупреждения Способы ликвидации Необходимый инструмент и материалы
Отвинчива- ние башма- ка обсад- ных труб 1. Неправиль- ная установка в скважине башма- ка обсадной колон- ны 2. Размыв по- роды прп после- дующем бурении 3. Применение колонковой трубы слишком боль- шого диаметра при наличии тре- щиноватых пород 4. Заклинива- ние колонковой трубы в башмаке 5. При замед- ленном движении вниз опускаемой колонны обсад- ных труб приме- нять правое вра- щение ее вручную 6. При необхо- димости расхажи- вания колонны об- садных труб прибе- гать к этому толь- ко в крайнем слу- чае с учетом проч- ности соединения обсадных труб 7. Проверять правильность ус- тановки в муф- те каждой навин- чиваемой обсад- ной трубы при спуске обсадной колонны 1. Не оста- влять обсадную колонну на весу с незакрепленным или не задавлен- ным в породу башмаком 2. Перед спу- ском сваривать нижние обсадные трубы пли свин- чивать их на го- рячей смоле 3. При выходебу- рового инструмен- та из башмака при- менять колонко- вую трубу умень- шенного диамет- ра с ребристой ко- ронкой или колон- ковую трубу Попытаться поста- вить упавшую часть обсадных труб по цен- тру скважины и со- единить с верхней ча- стью колонны или захватить метчиком 2. Если отвинчен- ная часть обсадной колонны стоит по цен- тру, но поднять ее не удается, проверить возможность про- хода через нее труб меньшего диаметра и спустить их 3. При неудовлет- ворительных резуль- татах поднять ос- тавшуюся часть об- садной колонны и применить уход в сторону Метчик правый или [тру- боловка. Клин
302
Продолжениа табл. Х-9
Вид аварии Причины возникновения Способы предупреждения Способы ликвидации Необходимый инструмент и материалы
Обрыв или полом- ка долота на забое Уход~ко- лонны об- садных труб всква- L жину^ 1. Превышение нагрузил на до- лото против до- пустимой 2. Превышение времени работы долота против допустимого 3. Спуск неис- правного или из- ношенного доло- та 4. Поврежде- ние долота прп неосторожном его спуске на забой 1. Неудовлет- ворительное кре- пление устья сква- жпны, плохая установка баш- мака незацемен- тированной ко- лонны, наруше- ние установки ко- лонны вследст- вие размыва или обвала нижеле- жащих пород 2. Неудовлет- ворительное кре- пление хомутов на устье не зали- той цементом ко- лонны 1. Применять число оборотов и нагрузку на до- лото, не превы- шающие допусти- мых для данной конструкции сква- жин 2. Заменять до- лото при износе его до 50% 3* Осматривать долото перед спу- ском его в скважи- ну и не спускать изношенных до- лот 4. При спуске инструмента со- блюдать осторож- ность в опасных зонах и вблизи за- боя •1. Не оста- влять колонну на весу, а башмак ее — обнажен- ным 2. По возмож- ности задавливать башмак в вязкую непесчанистую по- роду, избегая га- льки, перемятой глины 1. Промыть сква- жину и спустить калибр по резьбе до- лота 2. Спустить пико- образное долото мень- шего диаметра про- тив нормального для данного диаметра скважины и попытать- ся поставить остав- шееся долото резьбой вверх, а затем навин- тить на него соответ- ствующую исправ- ную резьбу или мет- чик, колокол и под- нять 3. При отрицатель- ных результатах, в зависимости от кон- струкции бурового наконечника фрезе- ровать его, торпе- дировать или сбивать в сторону 4. Мелкие части долота обработать пикообразным доло- том и поднять пауком В основном то же, что п прп обрыве об- садных труб Метчик (калибр) по резьбе оставшего- ся долота. Печать, колокол, метчик Фрезер, клин Паук со- ответству- ющего диа- метра
303
Продолжение табл. X-f)
Вид аварии Причины бозникно вения Способы предупреждения Способы ликвидации Необходимый инструмент и материалы
Прижог 1. Недостаточ- 3. Для уста- новки башмака подготовлять ус- туп в породе, проходя ее доло- том (коронкой) меньшего диаме- тра 4. Применять после спуска ко- лонны высокока- чественный рас- твор 5. Проверять исправность кре- пления устья об- садной колонны 1. Системати- 1. Прп небольшой Левые бу-
коронки ная подача про- чески проверять глубине скважины рильные
на забое мывочной жидко- исправность буро- в чистом забое по- трубы, ле-
сти в процессе в ого насоса, пытаться выбивать вый мет-
проходки, не со- шланга, вертлю- инструмент ударами чик, левый
ответствующая га, соединения бурильных штанг, чтобы не допу- скать ослабления пли перебоев по- дачи промывочной жидкости в про- цессе бурения 2. Следить за вверх и проворачи- колокол
режиму бурения 2. Работа из- вать его 2. В остальных Колонке-
ношенной корон- креплением резь- случаях развинчи- вая труба.
ди при большом бы каждой бу- вать инструмент ле- забойный
давлении на забой ршгьной трубы выми бурильными инструмент
и высоком числе при спуске инстру- трубами с левым мет- меньшего
оборотов мента в скважину чиком, дойдя до диаметра,.
3. При выборе режима бурения (давления на за- бой и числа оборо- тов) учитывать фактическую про- изводительность бурового насоса колонковой трубы, или переходить на меньший диаметр, пропуская инстру- мент внутри остав- шейся колонковой трубы, или ее обури- вать, в крайнем слу- чае фрезеровать фрезер
304
Продолжение табл. Х-9
Вид аварии Причины возникновения Способы предупреждения Способы ликвидации Необходимый инструмент и материалы
Оставление 1. Недостаточ- 1. Допускать 1. Обуривание ос- Пикообраз-
в скважине ная квалифика- к работе на буро- тавшегося на забое ное долото*
или паде- ция рабочих вой только хоро- скважины небольшо- паук, маг-
ние в нее мелких предметов 2. Работа с не- исправным руч- ным инструмен- том 3. Плохое кре- пление зажим- ных плашек па- трона шо обученных ра- бочих 2. Устье сква- жины держать за- крытым 3. Правильно расставлять ра- бочих при опера- циях около устья скважины го предмета корон- кой с расчетом под- нять его вместе с кер- ном или применить магнитный' фрезер 2. В скважину боль- шого диаметра спу- стить пикообразное долото (РХ, запра- вленное на пику),про- работать им забой, чтобы свалить в ко- нусообразное углу- бление оставленный предмет и захватить его пауком питный фрезер
лого диаметра последняя не доходит до за-
боя. Поэтому прп каждом спуске новой
коронки необходимо прорабатывать уча-
сток скважины, имеющий меньший диа-
метр, доводя его до нормального.
Проработка скважины производится прп
вращении снаряда с пониженным числом
оборотов, малой подаче на забои и хоро-
шей иромывке глинистым раствором.
Перед спуском колонны обсадных труб
скважина должна быть проработана новым
долотом пли новой полномерной коронкой
для свободного прохода труб до забоя.
Прорабатывать скважину необходимо на
всем интервале, подлежащем креплению
трубами.
Искривление скважин.
Основные причины отклонения скважины
от заданного направления следующие:
а) соответствие размера инструмента задан-
ному диаметру скважины; б) несовмеще-
ние центра вышки и оси скважины при
установке направления и кондуктора; в) ис-
кривление необсаженной части скважины
в процессе проходки пород различного со-
става и сложения; г) нарушение режима
проходки, установленного геолого-техни-
ческим нарядом, и пр.
20 Заказ 1050
Для предупреждения искривления сква--
жмны необходимо:
а) применять колонковые трубы длиной
от G до 9 ле; б) не применять бурильные
трубы малого диаметра; применять утяже-
ленные бурильные трубы диаметром, рав-
ным пли превышающим половину диаметра
скважины; в) при работе колонковым ин-
струментом и долотом сплошного забоя
применять утяжеленный низ; г) не допу-
скать работу кривыми свечами, колонко-
выми и обсадными трубами; д) не допу-
скать промывку водой или глинистым раст-
вором с малой вязкостью и большой водо-
отдачей прп проходке песков, мелкой галь-
ки, перемятых глин; е) производить замеры
через каждые 25—50 м проходки прп по-
мощи специального прибора для замера
кривизны.
Наиболее верным способом исправления
кривизны в породах мягких и средней
твердости являются цементирование соот-
ветствующего участка ствола и бурение
на пониженных оборотах п давлении прп
длинной колонковой трубе (6—9 л) с целью
отхода от искривленного ствола.
Аварпи прп колонковом бурении и спо-
собах их ликвидации приведены в табл. Х-9
305,
Гидрогеологические наблюдения
и документация
При бурении колонковым способом не-
обходимо наблюдать за уровнем воды
в скважине, поглощением промывочной
жидкости, выходом газа, самоизливом воды
и выходом керна.
Результаты перечисленных наблюдений
необходимо фиксировать непосредственно
в процессе бурения в соответствующих
первичных полевых документах.
При бурении без промывки после извле-
чения инструмента пз скважины (после
того как в скважине появится вода) 2—
3 раза через некоторые промежутки вре-
мени следует замерять уровень.
При буренпп с промывкой вскрытие водо-
носного горизонта можно установить толь-
ко косвенным путем — по изменению по-
глощения промывочной воды в процессе
проходки скважины.
Вскрытие водоносного горизонта или
трещиноватой зоны неводоносных пород
всегда можно установить несколькими за-
мерами положения уровня воды в скважине
после извлечения из нее бурового инстру-
мента.
При бурении скважины с промывкой
глинистым раствором вскрытие водонос-
ного горизонта определить трудно. Поэто-
му необходимо наблюдать не только за цир-
куляцией глинистого раствора, но и за из-
менением его состава и свойств (удельный
вес, вязкость).
Для определения статического уровня
вскрытого водоносного горизонта скважи-
ну необходимо предварительно промыть.
Определить расход промывочной воды
на поглощение проще всего измерением
количества воды, находящейся в приемном
чане (приямке) и в отстойнике (в начале
и в конце смены), с учетом поглощенной
и добавленной за это время. Приемный чан
и отстойник должны иметь водонепроницае-
мые дно и стенки.
Измерять количество воды, добавляемой
для промывки, можно при помощи отсче-
тов по рейке, устанавливаемой в приемном
чане, или объемным способом при помощи
какого-либо сосуда, протарированного и за-
нумерованного.
Выход керна является косвенным при-
знаком водоносности пли водопроницае-
мости проходимых, особенно скальных
трещиноватых, пород. При сопоставлении
величины выхода керна с данными об
уровне воды и поглощении промывочной
жидкости можно судить о степени водонос-
ности проходимого участка. В связи с этим
особенно важно своевременно извлекать
керн, тщательно отбирать и обрабатывать
его, подсчитывая процент выхода по интер-
валам бурения.
Глава XI
БУРОВЫЕ ВЫШКИ И ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ
Буровые вышки сооружают при бурении
глубоких скважин, а также при буренпп
зимой и на Крайнем Севере. Во всех прочих
условиях скважины бурят станками и уста-
новками, оснащенными собственными ме-
таллическими мачтами или вышками.
Вышки строят деревянные и металличе-
ские. Они состоят из собственно вышки,
предназначенной для спуска и подъема
бурового снаряда и обсадных труб, и пз
сарая-откоса — для размещения в нем бу-
рового станка и двигателя. Высота вышки
бывает различная и зависит от конструк-
ции скважин (диаметра и глубины) п от
длины обсадных труб. В среднем высота
буровой вышкп изменяется от 12 до 20 м.
Возле вышкп устраивают специальные
стеллажи и площадку для укладки обсад-
ных труб и инструментов.
ВЫШКИ ДЕРЕВЯННЫЕ
Деревянные вышки строят бревенчатые
иди дощатые. Дощатая вышка отличается
от бревенчатой тем, что ноги ее делают не
из бревен, а из досок, составленных под
углом в виде желоба. Конструктивные раз-
меры у дощатой вышки те же, что и у бре-
венчатой (табл. XI-1).
Верх вышки имеет подкронблочную раму,
изготовляемую из бревен высокого ка-
чества. На раму устанавливают кронблок.
Таблица XI-1
Техническая характеристика деревянных вышек конструкции
б. треста Союзнефтебурвод
Н аименование Вышка
бревенчатая дощатая
Грузоподъемность (статическая на крю-
ке), т Высота вышки, м: от основания до подкронблочных 25 25
балок 16 14,25
до верха козел 17,74 16,48
Тип ног вышки Размер оснований по осям ног. .и: Из бревен диаметром 300 мм Из досок в виде желоба
нижнего 6X6 6X6
верхнего 1,9 X 1,9 1,9 X 1,9
Высота ворот, м 6,1 6
Система решетки Крестовая из досок Крестовая из досок
Размер сарая-откоса, л: 220 X 50 мм 220 X 50 мм
длина ............. 8 8
ширина ........... 5,2 5,2
20*
307
Верх вышки снабжен балконом, обшитым
по периметру дощатым ограждением. На
верху вышки устанавливают козел, пред-
назначенный для подъема кронблока. Под
кронблоком сооружают дощатый настил,
в котором прорезают отверстия для каната.
На поясах вышки через каждые 3,2 л
строят настилы (полати). Настилы первого
и второго поясов служат для спуско-подъ-
емных операции, остальные -— для уста-
новки маршевых лестниц. Полати и лест-
ницы оборудуют дощатыми перилами. По-
лати связывают между собой вертикаль-
ными связями из досок. У вышки устраи-
вают сарай (откос) для бурового станка
и двигателя. В центре вышки размещают
шурф, предназначенный для забуривания
скважины и удобства работы с длинными
обсадными трубами. Размер шурфа в пла-
не 2 X 2 м, глубина его 2 м. Стенки и пол
шурфа обшивают досками.
Буровой станок, трансмиссию п двига-
тель устанавливают на специальные про-
дольные брусья сечением 300 X 300 мм.
Для большей устойчивости станка продоль-
ные брусья крепят стальным тросом к яко-
рям, закопанным в землю. Якорь предста-
вляет собой бревно длиной 2—2,5 м, за-
рытое в землю на глубину 1,5—1,8 м. На
это бревно укладывают и прибивают гвоз-
дями настил из досок. На настил насыпают
грунт и плотно утрамбовывают. Для укры-
тия от непогоды сарай и вышку до второго
пояса обшивают тесом. Кроме того, крышу
«сарая покрывают толем — рубероидом.
Сооружение вышки
Материал для сооружения вышки заво-
зят в соответствии со спецификацией. Пло-
щадку для установки вышки очищают от
посторонних предметов и выравнивают. По
монтажному чертежу намечают ось сква-
жины и роют шурф, а также котлованы
под якоря. Одновременно заготовляют от-
дельные элементы вышки.
По окончании подготовительных работ
приступают к сборке вышки. Если грунт
достаточно прочный, то вышку устанавли-
вают непосредственно на земле. Если же
прочность грунта недостаточная, то под
углы основания вышки необходимо под-
вести фундамент. Фундамент может быть
кирпичным пли деревянным. Вышку соби-
рают в соответствии со способом подъема
ее ног. Наиболее распространен подъем
при помощи мачты и вспомогательных ко-
зел (рис. XI-1).
С левой стороны на расстоянпп 2/3 дли-
ны ног устанавливают козел 1 высотой
2,5—3 м. Справа от вышки в 2—3 м уста-
навливают стрелу 2 высотой 6—7 м, на
верхнем конце которой закрепляют роликЗ.
С той же стороны на расстоянии 25—30 ,м
308
да прочном основании устанавливают руч-
ную строительную лебедку 4. На площадке
укладывают по уровню два бревна 5 ниж-
него основания вышки. На бревна уклады-
вают поперечные связи 6, в которых зара-
нее вырубают гнезда под шипы ног. Шипы
ног 7 вставляют в пазы поперечных бру-
.сьев 6, а вершины ног укладывают на
козлы 1. На верхние шипы ног надевают
поперечные насадки 9 и закрепляют их
•строительными скобами.
Подготовленную таким образом панель
расшивают поясами и диагоналями из
обрезных досок 50 X 220 мм. То же самое
проделывают и со второй парой ног 8.
После этого трос 10, идущий от лебедки 4,
перекидывают через ролик 3 стрелы 2
и закрепляют за верхнюю панель 8 на
расстоянии 2/3 высоты верхней панели.
Второй трос 11, также идущий от лебедкп,
прокладывают по земле. Конец троса 11
перекидывают через ролик 12, закреплен-
ный на верхней панели 8, и привязывают
за нижнюю панель 7 также на расстоянпп
2/3 длины панели.
Одновременно к верхним концам ног за-
крепляют растяжки — по две с каждой
-стороны. Затем при помощи лебедки под-
нимают верхнюю панель вышки. По мере
наматывания троса на барабан лебедки
панель вышки начнет подниматься при
этом нижнее, связывающее бревно 6 будет
поворачиваться в выемках продольных
бревен 5 нижней обвязки вышки. Чтобы
поперечные брусья 6, связывающие ноги
вышки, не скользили вдоль продольных
брусьев 5, их закрепляют столбиками 13,
забитыми в землю.
Когда панель займет надлежащее поло-
жение, ее закрепляют растяжками за яко-
ря 14 и 15, заранее врытые в землю.
Вторую панель поднимают таким же
способом. При ее подъеме следует обра-
тить особое внимание на тот момент, когда
она будет подходить к мертвой точке. Для
того, чтобы она не опрокинулась, растяжки
следует закрепить за якоря 14 заранее.
Нужное положение каждой панели регу-
лируют специальными стяжными гайками,
входящими в комплект растяжек.
После этого установленные панели рас-
шивают поясами и диагоналями. На поя-
сах вышки настилают полати и устанавли-
вают лестницы. Затем при помощи станка
и блока, подвешенного к козлу вышки,
поднимают кронблок и устанавливают его
на верхней рамке вышки. Дощатую вышку
сооружают в той же последовательности.
ВЫШКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ
Металлические вышки изготовляют из
труб и углового проката. Высота металли-
ческих вышек зависит от начального диа-
метра и глубины скважины и составляет
16, 21, 28 и 41 м. Наибольшее распростра-
нение получили вышки, изготовленные из
труб. Существуют различные конструкции
металлических вышек.
Техническая характеристика
трубчатой вышки конструкции
б. треста Союзнефтебурвод
Грузоподъемность (стати-
ческая на крюке), т 30
Кратковременная (до 15
мин) перегрузка (при-
ложенная к крюку при
8-струнной оснастке), т 50
Высота вышки, м:
от основания до под-
кронблочных балок 16
от основания до верха
козел.............. 18,25
Размеры оснований по
осям ног, м:
нижнего ....... 5,0 X 5,0
верхнего .... 1,76 X 1,76
Высота ворот, м ... 6,4
Система решетки .... крестовая
Количество панелей . . 5
Разъем ног (через каж-
дые), м.................. 3,2
Лестницы................ маршевые,
металлические
Угол подъема лестниц . 60°
Вес металлических час-
тей, т .................. 5,5
Вышка (рис. XI-2) предназначена для
бурения скважин глубиной до 250 м и пред-
ставляет собой пространственную кон-
струкцию, имеющую форму усеченной че-
тырехгранной пирамиды.
Ноги 1 вышки изготовляют из 4V2"
бурильных труб (марки С или Д) с тол-
щиной стенок 10 мм. Каждая нога вышки
состоит из отрезков труб, которые свя-
заны между собой хомутами 2.
Пояса 3 вышки сооружают также из бу-
рильных труб диаметром Зх/2". Пояса раз-
деляют вышку на панели высотой 3,2 м.
Решетка вышки представляет собой кре-
стовую (диагональную) систему. В ка-
честве диагональных тяг 4 служат прутки
круглого сечения. Для удобства транспор-
тирования диагональные тяги выполнены
из трех звеньев.
Пояса 3 и диагональные тяги 4 крепят
к косынкам, приваренным к хомутам 2.
Натяжение диагональных тяг регулируют
стяжными гайками 5. Нижние концы ног
вставляют в опорные стаканы 6, которые
приварены к салазкам 7. Салазки изгото-
вляют из швеллеров. Предназначены они
для передвижения вышки в неразобранном
309
Рис. XI-2. Ме-
таллическая
трубчатая
вышка высотой
16 м.
виде на небольшие расстояния. Полозья
салазок связаны между собой швеллерами 8.
Верхние концы ног вставляют в стака-
ны 9, к верхней торцовой плоскости кото-
рых приварены опорные плиты 10. На эти
плиты укладывают подкронблочные бру-
сья 11 и крепят болтами. «
На верхней обвязке вышки устанавли-
вают козлы для затаскивания кронблока.
Ноги 12 козел и поперечная связь 13 вы-
полнены из бурильных труб диаметром
3*/2".
Вышка снабжена металлическими марше-
выми лестницами, идущими по внешнему
периметру вышки.
Маршевые лестницы устанавливают на
лестничных площадках. Площадки и бал-
кон крепят на специальных кронштейнах
(рис. XI-3).
Вышку обшивают тесом до второго пояса
включительно. Сарай для бурового станка,
пол, настил полатей и обшивку под крон-
блоком строят по типу деревянных вы-
шек.
310
рис. XI-3. Лестни-
цы, полати и ог-
раждения метал-
лической вышки.
Разрез I-I
Сборка и подъем вышки
Собирать вышку можно двумя способами.
1. Вышку собирают в вертикальном по-
ложении, постепенно наращивая снизу
вверх. Для ее монтажа применяют спе-
циальные монтажную стрелу и две строи-
тельные лебедки грузоподъемностью 1,5 т.
Монтажная стрела (рис. XI-4) предста-
вляет собой трубу 1 с двумя роликами 2.
В стреле имеются отверстия 3, благодаря
которым ее можно надевать на ось 4 за-
жимного хомута-элеватора 5.
Монтируют вышку следующим образом.
На фундаменты под углы ног устанавли-
вают опорные башмаки. В эти башмаки
вставляют нижние звенья ног и соединяют
их поясами. Затем на верхних концах ног
закрепляют по одному хомуту-элеватору,
на оси которых надевают монтажные стре-
лы с роликами. Через эти ролики перекиды-
вают концы тросов, идущих от строитель-
ных лебедок. Стрелы поворачивают на 180°
так, чтобы их длинные концы очутились
наверху. В таком положении нижние ко-
роткие концы стрел закрепляют к ногам
311
Ьышки при помошп второй пары хомутов-
элеваторов. Затем концы тросов, опущен-
ных с роликов стрелы, привязывают к сек-
ции вышки, собранной на земле внутри
первой секции. При помощи двух лебедок
поднимают собранную секцию на требуемую
высоту. Застопорив лебедки, рабочие под-
Рис. XI-4. Монтажная стрела.
нимаются по монтажной лестнице на пояс
первой секции и соединяют ноги и раскосы
второй секции с первой секцией. В таком же
порядке собирают остальные секции выш-
ки (рис. XI-5).
Описанный метод сборки применяют глав-
ным образом прп сборке металлических
вышек для глубокого бурения высотой от
28 л и выше.
2. Вышку собирают в горизонтальном
положении с последующим подъемом ее
при помощи строительных лебедок иль
трактора (рис. XI-6).
Монтаж вышки в горизонтальном поло-
жении с последующим подъемом ее на пло-
щадке со спокойным рельефом и не стес-
ненной какими-либо сооружениями произ-
водится следующим образом.
На спланированной площадке точно по
уровню выкладывают дощатый настил под
опорные башмаки вышки (рис. XI-7). Одно-
временно с устройством опор под ноги
вышки роют четыре котлована под якоря
растяжек. На расстоянии 20—25 м от
центра скважины с двух противоположных
сторон вышки роют котлованы для якорей
строительных лебедок. В котлованы для
растяжек укладывают деревянные брусья
(якоря) с петлей из троса (рпс. XI-8) и за-
сыпают землей с последующей утрамбов-
кой. После устройства фундаментов под
опорные башмаки вышки и установки ле-
бедок приступают к ее сборке.
Детали вышки следует разобрать и раз-
ложить в порядке их сборки. Вышку соби-
рают на выкладках из деревянных брусьев,
как показано на схеме подъема вышки
(см. рис. XI-6).
Для подъема необходимо иметь одну
трехтонную и две полуторатонные лебедки,
два трехтонных домкрата, стальной трос
диаметром 15,5—19 мм для заправки и уст-
ройства растяжек, а также бревна диа-
метром 240—260 мм, длиной 8—9 м для
устройства стрелы и брусья или шпалы
для выкладки под вышку.
Поднимают вышку следующим образом.
К швеллерам нижней обвязки вышки,
ближе к углам, при помощи стального
троса закрепляют две стрелы 1 из бревен
длиной 8—9 м.
Верхние концы стрел связывают попе-
речным брусом 2 при помощи врубки или
на шипах. Брус для большей прочности
скрепляют со стрелами строительными
скобами или болтами. Связанную таким
образом П-образную раму-стрелу осна-
щают тросами 3 и 4, как показано на схеме.
Тросы, связывающие вышку со стрелой,
должны быть натянуты и надежно закре-
плены.
За верхние углы П-образной стрелы кре-
пят петлю 5 из'стального троса, к середине
которой присоединяют крюк полиспаста 6.
Во избежание излома каната при натя-
жении полиспаста лебедкой 7 следует при-
соединять крюк к петле 5 через дополни-
тельный ролик с петлей или специальную
прокладку.
Во избежание подъема и сдвига лебедок
в результате натяжения троса их следует
прочно укрепить к якорям и уложить
на раму лебедки груз.
В начале подъема вышки для облегче-
ния усилия работаюшпх на лебедке
312
Рис. XI-5. Схема сборки металлической вышки монтажной стрелой.
верх вышки можно подпирать домкра-
тами.
Когда верх вышки будет приподнят над
выкладкой на высоту 200—300 мм, подъем
следует приостановить и проверить пра-
вильность и надежность оснастки, крепле-
ния лебедок, блоков, а также готовность
к подъему оттяжек 8.
Убедившись в готовности к подъему,
работу можно продолжать, внимательно
наблюдая за переходом центра тяжести
вышки через мертвую точку, когда вышка
начнет опускаться на фундамент под дей-
ствием собственного веса. В этот момент
следует прекратить натяжение полиспа-
стов и дальнейший подъем вышки продол-
жать при помощи двух лебедок 9 путем
постепенного стравливания растяжек 8.
При опускании вышки на опорные фун-
даменты необходимо следить за равномер-
ным подтравливанием растяжек, так как
разность в их длине может вызвать разво-
рот вышки и опорные башмаки могут
сесть мимо фундамента.
Стрелу отнимают до окончательной по-
садки вышки на фундамент. В каждом
отдельном случае необходимо руководство-
ваться удобствами отъема стрелы и со-
блюдать при этом правила техники безо-
пасности.
После посадки вышки на фундамент ее
окончательно устанавливают прп помоши
домкратов и металлических подкладок.
Выверенную и окончательно установлен-
ную вышку расчаливают четырьмя растяж-
ками.
313
Рпс. XI-6. Схема подъема вышки,
стрела; 2 — поперечный брус; 3,4 — трос для подъема вышкп; 5 — петля; 6 — полиспаст; 7 — лебедка грузоподъемностью
оттяжки; 9—лебедка грузоподъемностью 1,5 m.
Сарай для станка п двигателя и обшив-
ку делают по образцу деревянных вы-
шек.
Рис. XI-7. Устройство настила
ПОД углы вышки.
Г — брус 260 X 260 Atjw; 2 — доски
толщиной 70 Д1Л1.
Рис. XI-8. Устройство якорей
для растяжек вышки.
Отдельные замечания
по сборке вышки
Перед сборкой вышки и в процессе ее
все детали следует тщательно осмотреть
и проверить сварные швы, убедиться в от-
сутствии заусенцев в стыках ног и отвер-
стиях под болты, сорванной резьбы, по-
гнутых деталей и т. д.
Все болты и тяги следует закреплять
двумя гайками. Сначала навинчивают одну
гайку до отказа, затем вторую, после чего
первую гайку поворачивают в обратную
сторону на четверть оборота. Такая после-
довательность обеспечит надежное кре-
пление гаек.
Для завинчивания гаек достаточно уси-
лия обеих рук одного рабочего, при этом
ключи должны иметь следующие длины
плеч: для гаек 16 мм — 300 мм, для гаек
20 мм — 400 мм и для гаек 24 мм — не
более 500 мм.
Торцы стыков ног должны всей кольце-
вой поверхностью оппраться друг на дру-
га. Наличие зазоров не допускается. Сме-
щение одного торца трубы относительно
другого не должно превышать 3 мм.
Вышку надо центрировать относительно
оси скважины. Для этого в верхнем п ниж-
нем основаниях вышки натягивают по диа-
гонали шпагат или проволоку. Из центра
пересечения диагоналей верхнего квадрата
опускают отвес. Если отвес совпадает
с центром пересечения диагоналей ниж-
него квадрата, значит вышка установлена
правильно.
Эксплуатация вышки
Прп работе вышкп необходимо система-
тически осматривать состояние фундамен-
тов, оттяжек, поясов и раскосов не реже
одного раза в две недели прп производстве
работ п обязательно в следующих случаях:
а) после сильного ветра (свыше 8 баллов);
б) перед спуском обсадной пли фильтро-
вой колонны; в) перед ловильными рабо-
тами.
Прп осмотре вышки необходимо прове-
рить: а) цельность сварных швов; б) со-
стояние стыков ног; в) затяжку всех бол-
товых соединений; г) натяжку раскосов
и растяжек; д) состояние фундаментов.
Для предупреждения п изучения аварий
буровых вышек необходимо в каждом слу-
чае составлять акт с подробным описанием
и анализом причин, вызвавших аварию.
Демонтаж вышки
Прп демонтаже последовательно разби-
рают детали вышки сверху вниз. Перед
повторным использованием детали ее долж-
ны быть осмотрены. Вышка может быть
передвинута на небольшое расстояние прп
помощи тракторов в неразобранном виде.
Проверочный расчет буровых вышек
Нагрузка на вышку не должна превы-
шать грузоподъемности, указанной в пас-
порте.
Прп работе на вышку действуют верти-
кальная нагрузка на крюке от веса буро-
вого инструмента или колонны обсадных
труб и нагрузка от натяжения каната ин-
струментального барабана станка. Кроме
того, на вышку оказывает значительное
действие опрокидывающая сила давления
ветра.
Вертикальная нагрузка на вышку сла-
гается пз нагрузки на крюке и усилия
от натяжения каната лебедки, т. е. грузо-
подъемности барабанов, указываемой в пас-
порте станка.
315
Таблица XI-2
Ориентировочное значение ц в зависимости от числа струн в полиспасте
т 1 2 3 4 6 8
п 0,97—0,96 0,95—0,93 0,92—0,90 0,95—0,88 0,87—0,85 0,85—0,82
Полезную нагрузку' на крюке определяют
по самой тяжелой колонне обсадных труб
Q = qL^l— (XI-!)
где q — вес 1 м труб в кг; L — длина ко-
лонны труб в jh; уж — удельный вес жидко-
сти (для глинистого раствора может быть
принят 1,15—1,2); у — удельный вес ма-
териала труб (7,85).
Трубы в скважине могут быть прихваче-
ны, поэтому действительная нагрузка на
крюк будет больше полезного груза. По-
терю веса колонны труб в глинистом рас-
творе не учитывают, а принимают нагруз-
ку на крюке равной удвоенному весу
колонны обсадных труб. Нагрузку на
крюке рассчитывают по формуле
(?Кр = Т(?=<Р^ (XI-2)
где <р — коэффициент, учитывающий сопро-
тивление подъему и прихват труб породой;
для обсадных труб <р = 1,5 ч- 2,0, для
бурильных труб <р = 1,25.
Вертикальная нагрузка на вышку прп
действии подъемных устройств не должна
превышать ее грузоподъемности, т. е. долж-
но соблюдаться равенство
(XI-3)
где QB — грузоподъемность вышки в кг,
указанная в паспорте; Р — разрывное
усилие каната талевой системы в кг; т —
количество струн в полиспасте.
В соответствии с нагрузкой на крюк
и грузоподъемностью лебедки станка вы-
бирают талевую оснастку.
Талевая система состоит из неподвиж-
ного блока (в данном случае шкива крон-
блока) и подвижного (талевого блока). Ко-
личество струш в полиспасте, за исключе-
нием ветви каната, наматываемой на бара-
бан, определяется из формулы
где Рл — грузоподъемность лебедки стан-
ка в кг по паспорту; т] — к. и. д. талевой
системы.
Полная нагрузка на вышку
<2о = <?кр+-^-=<2кр(1 + -^-) . (XI-5)
Эта формула применима, если неподвиж-
ный конец каната прикреплен к полу бу-
ровой. Когда неподвижный конец каната
закреплен за ось или раму кронблока,
полная нагрузка на вышку определяется
из формулы
<?о=<2кР+-^=<2кр(1+-^-). (Xi-6)
Ветровую нагрузку на вышку опреде-
ляют, исходя из давления ветра на 1 м2
проекции элементов ее конструкции.
Для наветренной стороны вышки ветро-
вое давление равно
Р н — 9р^'ф • (XI-7)
Для подветренной стороны
Р3 = д₽Афт, (ХГ-8)
где q — скоростной напор в кг/л2; Р —
динамический коэффициент, учитывающий
период собственных колебаний вышки;
Аф — аэродинамический коэффициент или
коэффициент обтекания; т — ослабление
ветра на заднюю грань.
Территория СССР по величинам скорост-
ного напора ветра разделена на три гео-
графических района. Первый — конти-
нентальная часть, второй — прибрежная
часть, третий — 100-кл прибрежная зова
Черного моря с центром в Новороссийске-
Приняты следующие скоростные напоры:
в первом районе 40—100 кг/л2, во втором
70—150 кг/л2, в третьем 100—200 кг/м2.
Для буровых вышек высотой не более
20 л величину скоростного напора можно
принимать по нижнему пределу, т. е. 40,
70 и 100 кг/л2.
Величина р может быть принята равной 1
или 2; она зависит от периода собствен-
ных колебаний вышки.
Велпчипа к зависит от формы попереч-
ного сечения раскосов и поясов вышки.
Для круглого сечения элементов вышки
коэффициент при кф = 1,2 при cPq = l
и Аф — 0,7 при d2q — 1,5.
316
Для элементов вышки сложного профиля
If.. = 1,4; для обшитой части вышки А-ф =
=?1,0.
Здесь д — скоростной напор в кг/м2',
j — диаметр элемента вышки (пояса, ра-
стяжки). Величина т принимается равной
0,75—0,67.
По площади, на которую действует ветер,
и скоростному напору находят силу давле-
ния
R — qS, (XI-9)
где S — площадь грани вышки в м2.
Чтобы вышка не опрокинулась от воз-
действия ветровых нагрузок, ее необхо-
димо раскрепить оттяжками из стального
троса па уровне 2/3 ее высоты и за верхнюю
обвязку.
Вышку желательно устанавливать углом
к преобладающему направлению ветров.
Расчет фундамента выш-
ки (по Б. И. Воздвиженскому). Для каж-
дого опорного башмака вышки устраивают
отдельный фундамент. Размер основания
под фундаментную тумбу определяют по
формуле
(XI-10)
где Р — 1/4 полной нагрузки на основание
вышки, равной QB + QB + QT; Qo — наи-
большая расчетная нагрузка на вышку;
QB — собственный вес вышки; — вес та-
левой системы; кг — допускаемая нагруз-
ка на грунт в кг 1см1, выбираемая по
табл. XI-3.
Глубина заложений котлована под опор-
ные фундаменты должна быть ниже глу-
бины промерзания.
Таблица XI-3
Допускаемая удельная нагрузка
А'1 для различных грунтов
Грунт ft,, кг/с-ч»
Разборная скала .........
Щебень ..................
Дресва ..................
Глина:
в твердом состоянии . .
в пластичном состоянии
Суглинок:
в твердом состоянии . .
в пластичном состоянии
Песок:
сухой ...............
влажный .............
насыщенный водой . .
крупнозернистый (гра-
велистый) . ,........
Гравий и галька .........
6—3
2,5-1
4—2,5
2,5—1
3-2
2,5—1,5
2,5-0,8
4,5—3,5
6-5
При изготовлении фундаментов из бето-
на рекомендуется следующий состав его:
1:2:4, т. е. на один объем цемента бе-
рутся два объема песка п четыре объема
гравия или щебенки. При установке вы-
тек па раме-полозьях следует проверить
давление на грунт полозьев.
Кронблоки
Вышки для роторного и ударно-канат-
ного бурения оборудуются кронблоками.
Кронблок состоит из стальной рамы и не-
скольких роликов (шкивов), насаженных
па один пли несколько валов (табл. XI-4).
Таблица ХТ-З^
Техническая характеристика гкронблоков
конструкции б. треста Союзнефтебурвод
Показатели Трехро- ликовый кронблок Пятиро- ликовый кронблок
Грузоподъемность, т Число канатных ро- 18 25
ликов Расположение роли- 3 5
ков Диаметр роликов, MMZ Одно- ярусное Двухъ- ярусное
по ручью . . . 400 400
наружный . . . Профиль ручья ро- лика обработан 500 500-
под канат, дюймы 7/в 7/в
Смазка роликов . . Габаритные размеры, ММ'. Консистез пресс-мас через вал атная ленкой
длина 2120 2120
ширина 740 975
высота ..... 540 1030
Вес, кг 435 610
Блоки и полиспасты
Для спуско-подъемных операций вышку
оснащают полиспастами, которые состоят
из неподвижных и подвижных роликов
и стального каната соответствующего диа-
метра.
В качестве неподвижных роликов ис-
пользуют ролики кронблока, в качестве
подвижных — блоки с различным коли-
чеством роликов (рис. XI-9). Блоки бы-
вают различной грузоподъемности и со-
317
«тоят из одного или нескольких роликов,
насаженных на общую ось (табл. XI-5).
Наружные щеки блоков снабжены тол-
стыми накладками или обоймами. Для под-
вешивания поднимаемого груза блоки
оснащены массивными серьгами или крю-
ками соответствующей грузоподъемности.
Для присоединения свободной ветви ка-
ната блоки имеют вторую, более облегчен-
ную серьгу.
При бурении скважин на воду ротор-
ными установками (УРБ-ЗАМ, УРБ-4ПМ
и др.) для оснастки талевой системы в ка-
честве подвижных блоков используют та-
левые блоки, входящие в комплект
установок. В качестве неподвижных
блоков используют головные ролпкп
мачт.
Оснастку талевой системы производят
с таким расчетом, чтобы нахрузка на вышку
Рис. XI-9. Блоки монтажные.
Таблица XI-5
Монтажные блоки
Грузоподъ- емность, т Размеры, .и.» Вес, кг Диаметр каната, мм Диаметр ролика, мм
А Б В Г
1 450 220 Блоки € 295 дноролико 80 еые 8 12 200
2 580 270 365 85 12 15 250
3 680 320 425 100 23 17 300
4 770 360 480 105 29 18 340
5 825 380 515 115 35 20 360
6 895 410 560 128 44 22 390
8 965 470 610 135 61 24 450
10 1060 500 665 150 77 26 480
15 1195 550 755 198 112 30 530
1 460 Z 220 Злоки двуа 290 роликовые 76 13 11 200
2 580 245 355 88 22 13 225
3 680 325 420 108 35 15 280
4 800 360 475 110 47 17,5 300
5 830 380 510 118 56 19,5 360
6 895 410 555 136 73 21,5 360
8 965 410 605 145 88 21,5 390
10 1060 470 660 160 120 24 450
15 1190 500 740 180 172 26 480
5 830 360 Блоки тр 510 зхроликовы 163 е 77 18 340
6 895 380 555 186 100 20 360
8 965 410 605 201 114 22 380
10 1060 470 660 220 162 24 450
15 1190 500 740 247 232 26 480
20 1285 590 795 266 330 32 560
318
от канатов распределялась по возможности
равномерно (рис. XI-10 и XI-11).
1 Через ролики кронблока и ролики под-
вижного блока последовательно проходит
Рис. Х1-10. Схема талевой
оснастки 3X4.
Рис. XI-11. Схе-
ма талевой осна-
стки 4X5.
канат, свободный (сбегающий) конец кото-
рого наматывают на талевый барабан. Вто-
рой (мертвый) конец каната крепят либо
за малую серьгу подвижного блока, либо
за раму нижней обвязки вышки.
ГРУ3 Q подвешивают к массивной серьге
или крюку подвижного блока.
Величину силы Р, необходимой для
подъема груза, определяют по формуле
Р- (Х1 ш
(Р« —1) ’ 'Л1
где р — коэффициент сопротивления роли-
ка, средняя величина которого для сталь-
ного каната равна 1,04; п — число рабочих
канатов (нитей).
Зависимость между путями, проходимы-
ми силой Р и грузом Q, будет
Я=пЛ, (XI-12)
где Н — путь, проходимый силой h —
путь, проходимый грузом Q.
Таким образом, путь силы Р равен пути
груза Q, умноженному на число ветвей
каната п.
Силу Р можно также определить из вы-
ражения
<хмз>
где ц — к. п. д. талевой системы
(табл. XI-2).
Для упрощения подсчета силы Р произ-
ведение nt] заменяют коэффициентом К
(табл. XI-6); тогда формула (XI-13) при-
мет вид
Р=-|. (XI-14)
При расчете талевого каната на проч-
ность надо исходить из допустимой на-
грузки на канат и максимальной нагрузки
на крюке. Допустимую нагрузку на канат
определяют, исходя из сопротивления раз-
рыву данного каната (по паспорту) и не-
обходимого коэффициента запаса проч-
ности К (табл. XI-7).
Лебедки ручные общего назначения
Для монтажа буровых вышек и насосного
оборудования можно применять ручные
лебедки * общего назначения по ГОСТ
7014—63 (табл. XI-8).
Усилие рабочего на рукоятке не должно
превышать 20 кг; при этом коэффициент
одновременности использования усилий
для двух рабочих следует принимать 0,8
и для .четырех рабочих 0,7.
При грузоподъемности лебедки от 0,5
до 1 т необходимое количество рабочих
на рукоятках — один, при грузоподъем-
ности 2—3 т — двое, при грузоподъем-
ности 5—10 т — четверо.
При перетаскивании тяжелых грузов
можно применять вариант I установки
ручных лебедок, при монтажных работах—
вариант II (рис. XI-12).
319
Таблица XI-6
Значения коэффициентов К
Число рабочих нитей в по- лиспасте Число блоков полиспаста Число отводных роликов К. п. д. полиспаста
0 1 2 . 3 4
1 0 1,0 0,94 0,88 0.83 0,78 1,0
2 1 1,94 1,82 1,71 1,61 1,51 0,94
3 2 2,82 2,65 2,49 2,35 2,20 0,88
4 3 3,65 3,43 3,23 3,04 2.85 0,83
5 4 4,43 4,17 3,92 3,68 3.46 0,78
6 5 5,17 4,86 4,57 4,29 4,04 0,73
7 6 5,86 5,51 5,18 4,87 4,57 0,69
8 7 6,51 6,12 5,75 5,40 5,05 0,65
9 8 7,12 6,69 6,29 5,91 5,56 0,61
10 9 7,69 7,23 6,79 6,39 6,20 0,57
11 10 8,23 7,73 7,27 6,83 6,42 0,54
12 11 8,73 8,21 7,72 7,25 6,82 0,51
13 12 9,21 8,66 8,14 7,65 7,19 0,48
14 13 9,66 9,08 8,53 8,02 7,59 0,45
15 14 10,08 9,47 8,91 8,37 7,87 0,42
16 15 10,47 9,85 9,25 8,70 8,18 0,40
Т аблица XI-7
Коэффициенты запаса прочности
Назначение тросов Коэффициент запаса прочности Примечание
Подъемные тросы: с машинным приводом с ручным приводом •"Стропы Винты и расчалки 5 3—4,5 8 3 Диаметр блока или барабана дол- жен быть не менее 16 d, где d — диа- метр троса в мм С учетом нагрузки от ветра
Т аблица XI-8
Лебедки ручные общего назначения (ГОСТ 7014-63)
Обозначение лебедки Тяговое усилие на послед- нем слое навивки каната (номинальное), m Диаметр каната, мм Диаметр барабана, мм Число слоев навивки не более Емкость барабана, м Размер рукоятки, м Размеры (без ру- коятки), мм (не более) О? о РЗ ко И, (U к S й {Ф ф R о ф га
Й О я о § й длина ширина •высота
О О S
ЛР-0,5 0,5 7,7 130 5 100 1 300 1 600 730 780 160
JIP-1 1,0 11,0 180 5 150 2 400 2 820 810 820 280
Л Р-2 2,0 15,5 260 5 150 2 400 2 1600 1000 1200 450
ЛР-3 3,0 16,0 260 5 150 2 400 г 1100 1000 1300 565
ЛР-5 5,0 21,0 340 6 200 2 400 i 1250 1100 1300 800
ЛР-7,5 7,5 26,5 450 6 300 2 400 2 1400 1450 1300 1430
ЛР-10 10,0 29,0 480 6 300 2 400 2 1600 1600 1600 1900
320
Вариант I
Рис. XI-12. Способы
установки ручных
лебедок.
Раму лебедки необходимо загружать
балластом (камень, железобетонные плиты,
металлические части и т. п.). Во избежание
вертикальных усилий, отрывающих ле-
бедку от;'землп, необходимо первый отвод-
ной блок располагать на уровне барабана
лебедки перпендикулярно к его оси.
21 Заказ 1056
Глава XII
ДВИГА ТЕЛИ, ПЕРЕДВИЖНЫЕ КОМПРЕССОРЫ
И ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
ДИЗЕЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ
Для привода буровых агрегатов, станков
и насосов, а также передвижных компрес-
соров и электростанций в основном исполь-
зуются быстроходные дизели.
Наибольшее распространение при буре-
нии скважин на воду имеют дизельные
двигатели, характеристика которых приве-
дена в табл. XII-1.
Для дизелей, указанных в табл. XII-1,
применяется главным образом легкое ди-
зельное топливо по ГОСТ 4749-49 или
ГОСТ 305-62.
Топливо по ГОСТ 4749-49 выпускается
четырех сортов, предназначенных для раз-
ных температурных условий эксплуатации:
1) арктическое ДА для температуры ниже
—30° С; 2) зимнее— ДЗ для температур
до —30е С; 3) летнее — ДЛ для темпера-
тур выше 0° С; 4) специальное — ДС с мень-
шей вязкостью и более высокой температу-
рой вспышки (для авпацпонных дизелей).
Дпзельное топливо по ГОСТ 305-62 вы-
пускается летнее и зимнее, отличающееся
только температурой застывания. Летнее
топливо применяется при температурах
выше 0°, зимнее до —30° С. При более
низких температурах зимнее топливо сле-
дует разбавлять керосином. Топливо, ис-
пользуемое для заправки двигателя, не-
обходимо подвергать специальной допол-
нительной очистке от механических при-
месей путем фильтрации пли отстоя. Пред-
варительно очищенное топливо-позволяет
сохранять в чистоте топливный бак и вну-
тренние каналы топливопроводов.
Простым и дешевым способом очистки
дизельного топлива от механических при-
месей является отстаивание. Срок отстаи-
вания топлива должен быть не менее 72 ч.
Масло. Сорта смазки для отдельных
частей дизельных двигателей необходимо
применять в соответствии с инструкциями
по эксплуатации и обслуживанию двига-
телей, выпускаемыми заводами-изготови-
телями.
В работающем двигателе необходимо,
чтобы масло: а) сохраняло смазочные свой-
ства в условиях высоких температур вну-
три двигателя; б) не содержало абразив-
ных и других вредных примесей; в) не
вызывало коррозию деталей двигателя.
Для сохранения смазочных свойств мас-
ло должно иметь такую вязкость, чтобы
между трущимися поверхностями деталей
во время работы постоянно находился слой
его. Однако масло с очень высокой вязко-
стью в двигателях нельзя применять, так
как при этом затрудняется подача его-
и запуск двигателя и увеличивается за-
трата мощности на преодоление трения,
в механизмах дизеля.
Большое значение, кроме вязкости, имеет-
также температура вспышки масла, содер-
жание кислот, механических примесей
и воды, склонность к окислению и осмоле-
нпю, от которых завпеит надежность ра-
боты поршневых колец, нагарообразование-
в двигателе и устойчивость деталей двига-
теля против коррозии. Для улучшения
качества масла и, в частности, для умень-
шения окисления и коксуемости к нему;
добавляют специальные антикоррозион-
ные присадки. Такие присадки необходимы
в первую очередь для двигателей с под-
шипниками, залитыми свинцовистой брон-
зой.
Чистота смазочных материалов для за-
правки двигателя имеет важное значение-
При хранении масла и заправке им двига-
теля необходимо следить за тем, чтобы
бочки с маслом были надежно закрыты
пробками или крышками.
Уровень масла при заправке двигателя
следует проверять масломерной линейкой.
Масло в картере двигателя должно быть
на уровне метки «шах» масломерной ли-
нейки или выше ее на 15—20 мм. После
пуска двигателя и нагрева его в течение1
322
ЯМЗ-238 Четырех- тактный соЗ^ S S §" =: I V « , с мокрым ром
ЯМЗ-326 । Четырех- тактный со 2 о 2 е со со СО ОО S — Ч- S' я н о га в. 'S я 0 S и ч га I В 1 □ <в S о
Д-108 Четырех- тактный ? й 2 й Л ао fg ющ «со g gg-sgoKgS о - eg я я g о is & □ 3 3 ви« в и
Д-54 Вертикаль- ный четы- рехтакт- ный Т) TIVTIA- § 7 «М ^«2 §7 SoggaKgS <|-22^2 й «S|gg£^s - । t£ ф нЗ ж ф (- S S о н рч § й к к 3*0 с я
КДМ-100 t C\J ф М 1 1 1 ' И ® 1 а <М I ч ® S Й S' о И iMgiSS ST Д-s S '"''Г
ЯАЗ-206 Вертикаль- ный двух- тактный ГТ пттлг' -п л тт_ < Ф ± Р ’К 2 1 й ж к ^5 СО Г- о Oxj1 нЕ Sa gcoooi 1 О 00 g I IO S Ok, se ol7 §g Sg 5“ J. S>g<
ЯАЗ-204 • 1 । । х—ч. о со^100 о 03 а • °х x — V 1 Комбини- рованная Насосной форсункой
Показатели Вид двигателя Распиливание топлива Число цилиндров Диаметр цилиндров, мм ...... Ход поршня, мм Емкость, л Степень сжатия Номинальная мощность при максималь- ном чпеле оборотов, л. с Скорость вращения вала двигателя, соответствующая номинальной мощ- ности, об 1 мин Порядок работы цилиндров Система смазки Подача топлива .... СС КЗ со
21*
Продолжение табл, XII-1
.324
трех — пяти минут необходимо вторично
проверить уровень масла. Для этого сле-
дует перевести двигатель на работу с ма-
дам числом оборотов, открыть крышку
маслозаливной горловпны и масломерной
линейкой проверить уровень масла.
При длительной работе двигателя уро-
вень масла должен быть между метками
«щах» и «min» на масломерной линейке.
Работа двигателя при уровне масла ниже
метки «min» не допускается.
Вода для охлаждения дви-
гателя. Качество охлаждающей воды
имеет большое значение для нормальных
условий эксплуатации двигателей внутрен-
него сгорания.
В зависимости от конструкции и усло-
вий эксплуатации двигателей охлаждение
их осуществляется различными способами
(радиаторное, прямоточное, циркуляцион-
ное и др.).
Двигатели на буровых установках имеют
радиаторную систему охлаждения. Для
закрытой радиаторной системы охлажде-
ния двигателей необходимо применять от-
стоенную мягкую воду, желательно дожде-
вую, снеговую или речную, которая не
оставляет значительных отложений в ра-
диаторе, на стенках цилиндров и рубашек
блока.
Для предотвращения выделения накп-
пей из жесткой воды применяют различные
химикалии (рекомендуется хромпик
(К»Сг2О7).
Хромпик— минерал красного цвета, кри-
сталлы которого легко растворяются в воде.
Растворить хромпик можно непосредствен-
но в воде, залитой в систему охлаждения
из расчета 5 г на 1 л воды. Кроме того, для
двигателей К ДМ-100, Д-54 и других можно
применять каустическую соду в количе-
стве 1 г на 1,5 л воды. Перед заливом
в водяную систему раствор необходимо
профильтровать. Образование на стенках
охлаждающих полостей и радиатора боль-
шого количества накипи препятствует от-
воду тепла от стенок цилиндра и приводит
к местным перегревам, ухудшению смазки
цилиндров и может быть причиной обра-
зования трещин в головках цилиндров
и заклинивания поршней. Обычно накипь
удаляют раствором кислоты или щелочи
(табл. ХП-2).
Безвредным по отношению к металлам
является раствор молочной кислоты. Рас-
твор соляной кислоты следует применять
в исключительных случаях, так как при
действии соляной кислоты на накипь вы-
деляется водород, образующий с воздухом
смесь, способную взрываться при сопри-
косновении с открытым пламенем.
После окончания выделения газа, сви-
детельствующего о полной нейтрализа-
ции кислоты, или окончания реакции не-
Таблица XII-2
Растворы для удаления накипи
Состав раствора, % Химическая формула Время, необхо- димое для уда- ления накипи,ч
Молочная кислота, 6 СНзСНОН 1—3
Хромовый ангид- рид, 0,2 . . . CrsOg 8
Каустическая со- да, 10 .... NaOH 6—8
Кальцинирован- ная сода, 10—15 Na2CO3 10—12
Соляная кислота, 2,4 HCl 0,5—2
обходимо выпустить раствор и промыть
рубашки цилиндра и крышки для удале-
ния растворенной накипи.
Для устранения действия кислоты на
стенки рубашек и крышки их следует про-
мыть содовым раствором, состоящим из
0,5 кг каустической соды на 10—12 л воды.
Если накипь образует толстый слой и од-
нократное действие кислоты не удалило
накипи, необходимо повторить протравли-
вание.
Блоки двигателей'К ДМ-100 и Д-54 очи-
щают от накипи раствором, состоящим из
смеси 750—800 г каустической соды (едкого
натрия) и 250 г керосина на 10 л воды.
Рекомендуется также применять рас-
твор, состоящий из 1 кг кальцинированной
соды и 0,5 л керосина на 1 л воды.
Перед тем как заливать в двигатель
раствор, необходимо слить охлаждающую
воду. После заполнения системы раство-
ром двигатель запускают, и он работает
на средних оборотах в течение 5—10 лшн.
После остановки двпгателя раствор оста-
вляют в нем на 10—12 ч. Затем двигатель
снова запускают и прогревают на средних
оборотах в течение 5—10 мин. По оконча-
нии повторного нагрева необходимо слить
раствор и промыть систему чистой водой,
пропуская не менее 150—250 л.
Антифризы. Для предупреждения
замерзания охлаждающей воды рекомен-
дуется в систему охлаждения двигателя
заливать специальные охлаждающие сме-
си — антифризы (табл. ХП-З).
Систему охлаждения перед заправкой
антифризом следует промыть 2%-ным рас-
твором каустической соды. Объем анти-
фриза, заливаемого в охлаждающую си-
325
Таблица XI 1-3
Состав антифриза
Объемное содержание, %
&В.
денату-
рирован-
ный
спирт
aS!
30
40
30
40
52
10
15
5
37
70
60
60
45
43
—9
—10
—19
—18
—28
—32
стему, должен быть примерно на 6%
меньше охлаждаемой воды, так как при
нагревании антифриз увеличивается в объ-
еме. По мере испарения антифриза необ-
ходимо доливать в систему чистую воду.
В зимних условиях для облегчения за-
пуска двигателя антифриз необходимо пе-
ред заправкой подогревать.
Консервация и раскон-
сервация двигателя! Если от-
ремонтированный двигатель после сдаточ-
ных испытаний должен храниться продол-
жительное время, его консервируют, что
предохраняет от коррозии. Двигатель ре-
комендуется консервировать при остановке
его больше чем на 10 дней, но в некоторых
случаях консервация требуется и при мень-
шем перерыве в работе, например при уста-
новке двигателя на открытом воздухе
и большой влажности. При консервации
все обработанные поверхности деталей по-
крывают масляной смесью, стойкой по от-
ношению к физико-химическим влияниям
окружающей среды. Особенно важно пол-
ностью покрыть консервирующей смесью
трущиеся поверхности. Консервирующая
смесь должна иметь незначительную вяз-
кость в подогретом состоянии и очень высо-
кую вязкость при нормальной температуре
окружающей среды.
Это требуется для того, чтобы во время
консервации подогретая смесь благодаря
своей текучести проникла ко всем поверх-
ностям трения и после остывания образо-
вала бы прочный защитный слой.
В зависимости от срока консервации
и от типа двигателя применяют различные
составы консервирующей смеси. Для ше-
стимесячной консервации напряженных
быстроходных дизелей приготовляют кон-
сервирующую смесь из равных частей авиа-
ционного масла (ГОСТ 1013-49) и пушечной
смазки (ГОСТ 3005-51). Смесь получают,
перемешивая указанные компоненты при
температуре 110—120° С в течение 30—
40 мин.
Для удаления влаги консервирующую
смесь выдерживают при температуре около
120° С от 1,5 до 2 ч (до исчезновения пены
на поверхности). Для консервации сроком
до 3 месяцев применяют чистое обезвожен-
ное масло при температуре 110° С с добав-
кой 5—10% парафина. Для консервации
менее напряженных дизелей рекомендуется
применять автол 18, предварительно подо-
гретый до температуры 50—60° С. Перед
консервацией из двигателя удаляют масло
и воду, а все открытые отверстия закры-
вают заглушками и деревянными пробками.
Все рабочие поверхности двигателя, под-
лежащие консервации, очищают от масла
и грязи ветошью, смоченной в бензине,
и протирают насухо.
Консервацию ведут прокачиванием и за-
ливкой консервирующей смеси. Прокачи-
вают смесь ручным или механическим на-
сосом через систему смазки двигателя,
а заливают ее через отверстия для форсу-
нок, свеч накаливания, сапуна и др.
После этого провертывают коленчатый
вал, чтобы не осталось каких-либо карма-
нов или углов, не доступных для проника-
ния консервирующей смеси.
Смесь заливают в двигатель при темпе-
ратуре 90—110° С, а если температура
окружающей среды выше 25° С, то можно
заливать смесь и при температуре 70—
80° С. После заливки консервационной
смеси и провертывания коленчатого вала
двигателя смесь сливают так, чтобы она
только покрывала слоем все внутренние
поверхности. На наружные поверхности
стальных деталей консервирующую смесь
наносят кистью или шприцем-распылите-
лем.
Расконсервация заключается в удалении
с поверхностей двигателя всей консерви-
рующей смазки. Это достигается длитель-
ным прокачиванием через систему охла-
ждения двигателя воды, нагретой до тем-
пературы 90—95° С. Прогревать двигатель
паром не рекомендуется. Расконсервация
обязательна и перед установкой отремон-
тированного двигателя на фундамент. Кон-
сервирующую смесь необходимо удалить
полностью.
Пуск и уход за двигате-
л е м. После пуска двигатель нагружают
постепенно, дав ему прогреться. Внутрен-
ние поверхности стенок цилиндров при рез-
ком нагружении двигателя нагреваются
быстро, а наружные, охлаждаемые во-
дой, — медленнее. Поэтому в результате
большой разности температур могут даже
появиться трещины. Сразу нагружать дви-
гатель не следует также потому, что масло
вначале не успевает прогреться, вязкость
его велика и оно поступает к подшипникам
326
Таблица XI1-4
Наиболее часто встречающиеся неисправности и способы их устранения
Причины неисправности Способ устранения неисправности
Двигатель
Топливный насос не подает топли-
во
Закрыт запорный кран топливного
бака, топливо не поступает к под-
качивающей помпе
В баке нет топлива
В топливной системе воздух — при
отвинчивании пробок насоса обра-
зуются пузырьки воздуха
Засорился топливопровод или
фильтр — при отвинчивании пробок
топливного насоса топливо не течет
Двигатель недостаточно прогрет
Электростартер развивает недоста-
точное число оборотов
Неисправности системы воздуш-
ного пускового устройства
Недостаточное давление воздуха
в пусковом устройстве
Пригорание или заедание пуско-
вых клапанов (обнаруживается по
медленному вращению коленчатого
вала при пуске)
Двигатель запускается,
Наличие воздуха в топливной си-
стеме, цилиндры работают с пере-
боями, выхлоп светлый
При отвинчивании пробок топлив-
ного насоса топливо выходит с воз-
душными пузырьками
Топливоподающий насос не по-
дает топливо — при проворачивании
коленчатого вала топливо не подает-
ся к фильтру
Неисправен топливный насос (за-
висли нагнетательные клапаны)
не запускается
Открыть запорный кран
Заполнить бак топливом
Выпустить воздух из топливной системы
Прочистить и промыть топливопровод
Удостовериться по показаниям термометра или
наощупь проверить температуру стенок рубашек
блоков цилиндров и головок двигателя. Выпу-
стить воду из системы охлаждения и залить
в систему горячую (70—80е С) воду
Проверить состояние стартера и зарядку ак-
кумуляторной батареи.
При необходимости отдать батарею в мастер-
скую на зарядку.
Запустить двигатель при помощи воздушного
пускового устройства
Проверить давление воздуха в баллоне
Отвинтить колпачки, проверить легкость пере-
движения пусковых клапанов. При заедании
снять клапан и устранить неисправность
но после первых оборотов глохнет
Выпустить воздух из топливной системы
Проверить, подается ли топливо к помпе.
Если топливо не подается, снять помпу и осмо-
треть ее. При обнаружении поломок заменить
помпу
Проверить работу насоСа и заменить зависшие
нагнетательные клапаны, не снимая насоса с дви-
гателя
Насос подает недостаточное коли-
чество топлива
Разрегулировались тяги, переда-
ющие движение от педали или ру-
коятки подачи топлива к рычагу
топливного насоса; изменился угол
опережения подачи топлива
Двигатель не развивает полной мощности
Отрегулировать тяги, чтобы при нажатии пе-
дали или рукоятки до упора между приливом
рычага и нижним ограничительным винтом на
топливном насосе была нормальная подача то-
плива
Установить нормальный угол опережения по-
дачи топлива
327
Продолжение табл. XII-4
Причины неисправности
Способ устранения неисправности
Неисправен топливный насос
Прп работе двигателя последовательно отсое-
динить от штуцеров топливного насоса по одной
трубке, подающей топливо к форсунке. Если из
штуцера топливного насоса нет подачи топлива,
данная секция неисправна. Устранить дефекты,
не снимая топливного насоса; если это не
удается, снять с двигателя топливный насос и
направить его в ремонтную мастерскую
Двигатель не развивает полной мощности
БеспрерывноеТфонтанировапие то-
плива из какого-либо штуцера сви-
детельствует о поломке пружины
нагнетательного клапана или о не-
исправности пары нагнетательный
клапан — седло
Неисправны форсунки
Сломалась пружина
Зависает игла распылителя
Засорилпсь выходные отверстия
в распылителе
Игла и распылитель сильно изно-
шены
В топливный насосТпоступает не-
достаточное количество топлива
вследствие засорения топливного
фильтра
Засорились воздухоочистители
Поломанные пружины клапанов или неисправ-
ные пары клапан — седло заменить, не снимая
топливного насоса
Неисправные форсунки заменить
Заменить пружины
Устранить зависание иглы
Прочистить выходные отверстия в распылителе
Заменить пару распылитель — пгла
Промыть топливный фильтр
Промытг. воздухоочистители
Двигатель дымит
Двигатель нагружен без достаточ-
ного прогрева
Форсунки сильно подтекают или
подают топливо неравномерно; вслед-
ствие зависания иглы — черный дым
из выхлопной трубы
Преждевременный износ поршне-
вых колец
Засорился воздухоочиститель
Прогреть двигатель
Заменить дефектные форсунки
Двигатель отправить в ремонтную мастерскую
для замены поршневых колец
Промыть воздухоочиститель
Двигатель стучит
Двпгатель нагружен без достаточ-
ного прогрева. Стук во всех цилин-
драх
Неправильно установлен угол
опережения подачи топлива
Прогреть двигатель в соответствии с указа-
ниями инструкции
Проверить положение меток на муфте привода
топливного насоса.
Установить положение меток, указанное в пас-
порте двигателя
Двигатель работает неравномерно
Топливо неравномерно подается
в цилиндры двигателя топливным
насосом, обороты меняются, наблю-
даются рывки
Перебой в работе цилиндров из-за
неисправности форсунок
Прп изменениях оборотов более 50 об/мин
топливный насос снять и отрегулировать в ма-
стерской
Форсунки заменить
328
Продолжение табл. XII-4
Причины неисправности
Способ устранения неисправности
Двигатель идет вразнос
Неисправность регулятора или за-
едание рейки топливного насоса.
Двигатель без воздействия быстро
набирает обороты. Обороты превы-
шают допустимые и продолжают
быстро увеличиваться
Немедленно закрыть запорный кран топлив-
ного бака н загрузить двигатель.
Топливный насос отремонтировать в мастер~
ской
Давление масла по показаниям манометра ниже допустимого
Недостаточно масла в баке
Подсос воздуха в масляной систе-
ме. Давление колеблется
Плохое качество масла или масло
разжижено топливом
Неисправен манометр
Загрязнен масляный фильтр
Высокая температура масла вслед-
ствие перегрузки двигателя
Долить масло
Подтянуть соединения. При необходимости за-
менить соединение в штуцере масляного насоса
Заменить масло
Заменить манометр
Промыть масляный фильтр
При повторении перегрева масла двигатель
остановить, выяснить причину и устранить де-
фекты
в небольшом количестве. Редукционный
клапан затянут на сравнительно не-
высокое давление, поэтому большая часть
масла, нагнетаемого насосом, возвращает-
ся через этот клапан в масляный бак пли
картер двигателя. При отсутствии доста-
точного количества масла подшипники
плохо охлаждаются.
Прогрев двигателя ведется на холостом
ходу при 500—600 об/мин до температуры
воды 50—55° С и масла 45° С, после чего
можно увеличить число оборотов до мак-
симального.
Время, которое должно пройти с момен-
та пуска до установления наибольшей мощ-
ности, зависит от типа п состояния двига-
теля, а также от окружающих условий;
оно может изменяться в пределах 2—24 мин .
Большие величины относятся к мощным
тихоходным двигателям, а меньшие — к ма-
ломощным, быстроходным.
Во время работы двигателя под нагруз-
кой, при максимальном количестве оборо-
тов давление масла должно находиться
в пределах 1,7—2,5 кГ!см2', температура
масла в двигателе 70—80° С; температура
воды — 75—85° С.
Основные возможные неисправности
в работе двигателей,
причины неполадок
и способы их устранения
При эксплуатации двигателей на буро-
вых установках в их работе встречаются
неисправности, которые необходимо свое-
временно устранять (табл. ХП-4).
Периодический технический уход
Технический уход должен выполняться
периодически через | определенное число
часов работы двигателя. Указанная в
табл. XII-5 периодичность отдельных опе-
раций может изменяться в зависимости
от условий эксплуатации двигателей. Слож-
ные работы (перетяжка подшипников, раз-
борка деталей поршневой группы и кла-
панного механизма, топливных насосов,,
регулировка газораспределения и др.) не
вошли в карту (табл. XI1-5), они должны
выполняться только в специализирован-
ных мастерских.
329
Продолжение табл. XII-5
Таблица XII-5
Карта периодического технического
ухода за двигателем
Наименование работы Время, через кото- рое необходим уход за двигателем, ч
Д-54 КДМ-100
Смена масла в системе смазки двигателя . 120 120
Промывка фильтров грубой очистки масла 60 60
Промывка фильтров тонкой очистки мас- ла с заменой филь- трующих элементов 120 120
Промывка топлив- ных фильтров . . . 120 120
Промывка сеток воз- духоочистителя с заменой масла в под- доне 100—120 240
Проверка и при необ- ходимости подтяж- ка ремней вентиля- тора 60 60
Осмотр клапанного механизма и регу- лировка зазоров в клапане .... 120 120
Проверка давления впрыска и качества распиливания то- плива форсунками (при необходимости) 360 480
Проверка шплинтовки и затяжки гаек ша- тунных и коренных подшипников (через люк) ...... 1000 « 960
Время, через кото- рое необходим уход за двигателем, ч
Наименование работы О
Д-54 1 КДМ-11
Снятие головок бло- ков цилиндров, проверка состоя- ния клапанов и при необходимости притирка их ... 1000—1500 960
Очистка системы ох- лаждения от наки- пи 1000—1500 960
Проверка крепления двигателя на раме агрегатов, соосно- сти соединения дви- гателя с приводны- ми механизмами 250 250
Проверка напряже- ния в аккумулятор- ной батарее, состоя- ние электропро- водки и графитовых щеток электроге- нератора ..... 120 —
Смазка двигателей
Необходимо систематически вести на-
блюдения за количеством и качеством мас-
ла в картере, проверять состояние масло-
проводов, их соединений и своевременно
промывать масляные фильтры и менять
фильтрующие элементы.
Карты смазки двигателей представлены
в табл. ХП-6 и ХП-7.
330
Таблица XII-6
Карта смазки дизеля Д-54
Место смазки Число точек смазки Сорт масла Срок смазки Указания по проведению смаэыь
Основной двигатель 1 Масло ди- зельное с присадкой: летом — лет- нее, зи- мой — зим- нее Через каж- дые 10— 12 ч работы Проверить уровень масла в картере и долить до верхней метки на указа- теле уровня
Топливный насос . . Регулятор топливно- 1 То же То же Проверить уровень масла в картере и долить до верхней метки на указа- теле уровня. При высоком уровне масла, разжиженного горючим, слить излишек
го насоса .... Подшипники венти- лятора и сальник 1 » » Отвинтить контрольную пробку и про- верить уровень масла, при необхо- димости долить
водяного^насоса . . Подшипники натяж- 2 Летом соли- дол М, зи- мой — смесь 50% солидола Л и 50% ав- тола » Очистить масленку и заправить шкив смазкой
ного ролика . . . Подшипники отжим- ной муфты главной 1 То же » Очистить масленку и Сделать 8—10 на- гнетаний шприцем в натяжной ро- лик и 3—4 нагнетания в сальник
муфты сцепления Задний подшипник вала главной муф- 1 » » Снять крышку люка, очистить маслен- ку и сделать 5—8 нагнетаний шпри- цем
ты сцепления . . 1 Летом — солидол М, зимой — смесь 50% солидола Л и 50% ав- тола Через каж- дые 10— 12 ч работы Очистить масленку и сделать 5—8 на- гнетаний шприцем
Воздухоочиститель 1 Отстояв- шееся и профиль- трованное дизельное масло с присадкой То же Сменить масло в поддоне
331
Продолжение табл. ХП-6
Место смазки Число точек смазки Сорт масла Срок смазки Указания ио проведению смазки
Редуктор пускового Дополни- тельно через каждые 20— 24 ч работы
двигателя 1 Масло ди- зельное с присадкой: летом — летнее, зи- мой — зим- нее Отвинтить пробку контрольного отвер- стия и проверить уровень масла: при необходимости долить
Основной двигатель 1 То же Дополни- тельно через каждые 100—120 ч работы Дополни- тельно через 300-360 ч работы Слить масло сразу после остановки ди- зеля, промыть картер дизельным топливом и залить масло до верхней метки па указателе уровня масла
Топливный насос . . Регулятор тонливно- 1 » Слить старое масло, промыть картер горючим и залить свежее масло до верхней метки на указателе уровня
го пасоса .... Редуктор пускового 1 » То же Слить старое масло, промыть картер горючим и залить свежее масло до уровня контрольного отверстия
двигателя Передний подшипник ведущего вала ре- 1 » » То же
дуктора .... Тедуктор пускового 1 Солидол М — летом, смесь 50% солидола Л и 50% ав- тола — зи- мой » Очистить масленку и сделать 8—10 на- гнетании шприцем
.двигателя Подшипник генерато- 1 Масло ди- зельное сТприсад- кой: ле- том — лет- нее, зи- мой — зим- нее Дополни- тельно через 1000—1200 ч работы Залить 50 л свежего масла
ра Фильтр грубой очист- 2 Смазка КВ Разобрать генератор, промыть подшип- ники и заложить в них смазку (вы- полняется в механической мастер- ской)
ки Фильтр топкой очист- — Промыть фильтрующие элементы в ди- зельном топливе или в керосине (че- рез 50—60 ч работы)
кп масла .... 1 — Заменить фильтрующий элемент (че- рез 100—120 ч работы)
332
Таблица XI 1-7
Карта смазки дизеля КДМ-100
Место смазки Число точек смазки Сорт масла Указания по проведению смазки
Корпус топливного насоса Картер дизеля . . . Сапун дизеля . . . Масляные фильтры Воздухоочиститель дизеля 1 1 1 2 1 Масло автотракторное АК-10 — летом, АКп-6— зимой Дизельное масло Д-11 и ДП-11 — летом и ДП-8 — зимой То же То же Отработанное профиль- трованное масло из кар- тера дизеля Через каждые 120 ч работы дизеля проверять уровень масла. Наполнять до верхней части маслоналивного от- верстия. Через каждые 240 ч работы дизеля заменять масло. Перед залив- кой свежего масла промывать кор- пус дизельным топливом Через каждые 10 ч работы дизеля и пе- ред каждым его запуском проверять уровень масла в картере масло- щупом. Масло доливать до верхней метки маслощупа. Через каждые 120 ч работы дизеля заменять масло. Спускать масло из картера дизеля, маслорадиатора и фильтров прп го- рячем дизеле. Спускная пробка маслорадиатора на- ходится в маслотрубке с правой сто- роны дизеля Промывать картер и маслосистему со- гласно инструкции завода-изгото- вителя. Заливать масло через налив- ную горловину с правой стороны двигателя. После этого запустить дизель, дать ему проработать в те- чение 3—5 мин, затем снова про- верить уровень масла и, если нуж- но, долить до нормального уровня Промывать набивку сапуна в дизельном топливе через кащдые 240 ч работы ди- зеля; после промывки налить в са- пун 0,1 л масла и перед установкой на место дать маслу стечь Промывать корпуса фильтров прп каж- дой смене масла в картере дизеля. Наружные фильтрующие элементы промывать в дизельном топливе. Внутренние фильтрующие элемен- ты заменять на новые через каждые 240 ч работы дизеля или заменять в них набивку и обмотку Промывать и менять масло в поддоне в зависимости от содержания пыли в воздухе через промежутки от 10 до 60 ч работы дизеля. Заполнять маслом поддон воздухоочистителя до кольцевого пояска. Через 60— 120 ч работы дизеля промывать ди- зельным топливом съемные сетки. Через 1000 ч промывать неотъемные сетки вместе с корпусом воздухоочи- стителя
333
Продолжение табл. Xll-T
Место смазки Число точек смазки Сорт масла Указания по проведению смазки
Картер пускового
двигателя Сапун пускового 1 Автотракторное масло АК-10 — летом, АКп-6— зимой Перед каждым запуском проверять уровень масла в картере щупом. Масло заливать через маслоналив- ную горловину до верхней метки щупа. Через каждые 240 ч работы дивеля промывать картер прп рабо- тающем двигателе и менять масло.
двигателя ..... Воздухоочиститель пускового двигате- 1 Автотракторное масло АК-10 — летом, АКп-6— ЗИМОЙ Промывать салун дизельным топли- вом (одновременно со сменой масла в картере), после чего смочить его маслом и дать маслу стечь
ля 1 Отработанное профиль- трованное масло из кар- тера двигателя Промывать сетки и менять масло в за^ висимости от содержания пыли в воз- духе через промежутки от 60 до 120 ч работы дизеля. Заполнять маслом нижнюю отъемную часть воздухо- очистителя до уровня верхней кром- ки внутренней чашки. Через каж- дые 240 ч работы дизеля промывать воздухоочиститель в дизельном то- пливе
Магнето Хомутик муфты сце- пления пускового 1 Масло индустриальное 12 (веретенное 2) Смазывать через 1000 ч работы дизеля через масленку в верхней крышке магнето
двигателя .... Корпус редуктора пускового двигате- 1 Автотракторное масло АК-10 — летом, АКп-6— зимой Заливать масло через масленку на кор- пусе муфты сцепления через каж- дые 10 ч работы дизеля (25—30 ка- пель)
ля ........ Подшипник передней 1 Масло трансмиссионное летнее летом п авто- тракторное АК-15 зимой Через каждые 240 ч работы дизеля проверять уровень масла в корпусе редуктора. Масло нужно доливать до уровня наполнительного отвер- стия. Менять масло через каждые 1000 ч работы дизеля. Перед залив- кой свежего масла промывать кор- пус дизельным топливом, одновре- менно со сменой масла промывать сапун
опоры двигателя Смазка универсальная среднеплавкая УС-1 Смазывать тавотным шприцем через каждые 120 ч работы дизеля до вы- хода старой смазки
334
Продолжение табл. XII-7
Место смазки Число точек смазки Сорт масла Указания по проведению смазки
Подшипник вентиля- тора 1 То же Вместо пробки ввернуть масленку из
•Верхняя! втулка вер- тикального валика пускового приспо- собления пускового двигателя 1 То же ЗИП. Смазывать тавотным шприцем через каждые 240 ч работы дизеля до выхода старой смазки, поставить на место пробку » Смазывать шприцем через каждые 240 ч
бартер конических шестерен пусково- го приспособления пускового двигате- ля 1 Масло трансмиссионное работы дизеля до выхода старой смаз- ки Через каждые 120 ч работы дизеля
Генератор 1 летнее летом и авто- тракторное АК-15 зимой Смазка универсальная проверять уровень масла. Масло до- ливать до уровня наполнительного отверстия. Через каждые 1000 ч ра- боты дизеля менять масло. Перед заливом свежего масла промывать картер дизельным топливом Через 480—500 ч добавлять смазку
тугоплавкая УТВ в шарикоподшипник в крышке со стороны коллектора, менять смазку в шарикоподшипниках через 1000 ч
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ
Технические'данные асин-
хронных электродвигате-
лей.
Электродвигатели единой серии общего
применения (А, АО, АЛ и АОЛ) предна-
значаются для привода механизмов, когда
не предъявляется специальных требова-
ний в отношении пусковых характеристик,
скольжения и энергетических показателей.
Оболочка электродвигателя (станина и
щиты) изготовляется из чугуна или алю-
миния. Электродвигатели в алюминиевой
оболочке в среднем на 30% легче чугун-
ных. Независимо от рода оболочки элек-
тродвигатели имеют одинаковые электро-
технические характеристики и одинаковые
установочные размеры.
По способу защиты электродвигатели
изготовляются защищенными и закрыты-
ми, обдуваемыми (табл. XII-8—ХП-12).
Таблица XII-8
Обозначение двигателей серии А
Исполнение Оболочка Буквен- ное обоз- начение
Защищенное • - Чугунная А
То же ..... Алюминие- вая АЛ
Закрытое обдувае- мое Чугунная АО
То же Алюмин ие- вая АОЛ
335
Таблица XI1-2
Электродвигатели асинхронные
трехфазного тока серия АО (в чугунной
оболочке) и АОЛ (в алюминиевой
оболочке)
Таблица X1I-10
Электродвигатели асинхронные
трехфазного тока серия А
(в чугунной оболочке)
Тип двигателя Синхронная ско- рость вращения, об [мин Вес, кг
1500 1000 750
мощность, кет
АО-42-4,6 2,8 1,7 — 45,0
АОЛ-42-4,6 2,8 1,7 — 30,6
АО-51-4,6 4,5 2,8 — 77,0
АО-52-4,6 7,0 4,5 — 99,0
АО-62-4,6,8 10,0 7,0 4,5 155,0
АО-63-4,6,8 14,0 10,0 7,0 180,0
АО-72-4,6,8 20,0 14,0 10,0 270,0
АО-73-4,6,8 28,0 20,0 14,0 305,0
АО-82-4,6,8 40,0 28,0 20,0 ’480,0
АО-83-4,6,8 55,0 40,0 28,0 540,0
АО-93-4,6,8 75,0 55,0 40,0 780,0
АО-94-4,6.8 100,0 75,0 55,0 870,0
Тип двигателя Синхронная ско- рость вращения, об [мин Вес, кг
1500 1000 750
мощность, кет
А42-4.6 2,8 1,7 42
А51-4,6 4,5 2,8 — 72
А52-4.6 7,0 4,5 — 93
А61-4.6.8 10,0 7,0 4,5 115
А62-4.6.8 14,0 10,0 7,0 135
А71-4Д8 20,0 14,0 10,0 200
А72-4,6,8 28,0 20,0 14,0 220
А81-4,6,8 40,0 28,0 20,0 350
А82-4,6,8 55,0 40,0 23,0 400
А91-4,6,8 75,0 55,0 40,0 580
А92-4Д8 100,0 75,0 55,0 655
Таблица
XII-1T
Электродвигатели асинхронные трехфазного тока мощностью до 100 кет
серии АО2 (в чугунной оболочке) и АОЛ2 (в алюминиевой оболочке)
Тип двигателя Мощность в кет при синхронной скорости вращения, об/мин Вес, кг
1500 1000 750 600
АОЛ2-32-4.6 3,0 2,2 — —- 29,6
АО2-21-4.6 1,1 0,8 — — 19,0
АО2-22-4.6 1,5 1,1 — — 23,0
АО2-31-4,6 2,2 1,5 — — 35,0
АО2-32-4,6 3,0 2,2 — — 42,5
АО2-41-4,6.8 4,0 3,0 2,2 — 57,0
АЛ2-42-4,6,8 5,5 4,0 3,0 —- 68,0
АО2-51-4,6,8 7,5 5,5 4,0 — 90,0
АО2-52-4,6,8 10,0 7,5 5,5 — 104,0
АО2-61-4,6,8 13,0 10,0 7,5 —. 141,0
АО2-62-4,6,8 17,0 13,0 10,0 199,0
АО2-71-4.6.8 22,0 17,0 13,0 — 208,0
АО2-72-4,6,8 30,0 22,0 17,0 — 236,0
АО2-81-4,6,8,10 40,0 30,0 22,0 17,0 333,0
АО2-82-4,6,8,10 55,0 40,0 30,0 22,0 393,0
АО2-91-4,6,8,10 75,0 55,0 40,0 30,0 532,0
АО2-92-4,6,8,10 100,0 75,0 55,0 40,0 635,0
336
Таблица XII-12
Электродвигатели асинхронные
трехфазного тока мощностью до 100 кет
серии АО2 (в чугунной оболочке)
и АОЛ2 (в алюминиевой оболочке) —
3000 об/мин
Тип двигателя Мощность, кет Вес, кг
АОЛ2-31-2 3,0 25,4
АОЛ2-32-2 4,0 30,1
АО2-31-2 3,6 35,0
АО2-32-2 4,0 42,5
АО2-41-2 5,5 57,0
АО2-42-2 7,5 68,0
АО2-51-2 10,0 94,0
АО2-52-2 13,0 107,0
АО2-62-2 17,0 157,0
АО2-71-2 22,0 192,0
АО2-72-2 30,0 218,0
АО2-81-2 40,0 323,0
АО2-82-2 55,0 370,0
АО2-91-2 75,0 530,0
АО2-92-2 100,0 539,0
Электродвигатели общего применения.
Выпускаются с короткозамкнутым ротором
на напряжение 220, 380 или 500 в. Испол-
нение — закрытое, обдуваемое.
Электродвигатели общего применения
выпускаются с короткозамкнутым ротором
на напряжение 220/380 или 500 в. Электро-
двигатели от А31 до А52 включительно
изготовляются также на напряжение
127/220 е. Исполнение — защищенное.
Электродвигатели общепромышленного
применения. Выполняются с короткозам-
кнутым ротором на напряжепия 220/380,
380 пли 500 в. Исполнение — закрытое
обдуваемое.
Основные правила эксплуатации
электродвигателей
1. Работу двигателя необходимо систе-
матически контролировать; периодически
проверять нагрузку двигателя и нагрев
его подшипников.
2. Изменение напряжения не должно
превышать ±5% от номинального.
3. Двигатель, находящийся длительное
время в резерве, необходимо периодически
опробовать по утвержденному графику.
4. Двигатель, не обеспечивающий пуск
приводимых механизмов под нагрузкой,
следует включать после разгрузки этих
механизмов.
5. Двигатели следует немедленно
отключать от сети при появлении дыма
и огня из двигателя или пусковой аппара-
туры, при несчастном случае, требующем
остановки двигателя, при сильной вибра-
ции, при недопустимом нагреве подшипни-
ков и при значительном снижении числа
оборотов двигателя, сопровождающемся
его быстрым нагреванием.
Основные неисправности в электриче-
ской части электродвигателя и способы
их выявления указаны в табл. ХП-13.
Таблица ХП-13
Основные неисправности в электрической части электродвигателя
п способы их выявления и устранения
Характер неисправности Причина неисправности Способ выявления и устранения неисправности
При включении дви- гатель не запускается Обрыв цепей статора, ротора, подводящей ли- нии или пускового аппа- рата Перегорели предохра- нители Мощность двигателей меньше потребной мощ- ности рабочего оборудо- вания Пониженное напряже- ние (чрезмерная потеря напряжения в линии) Проверить контрольной лампой или вольтметром наличие напряже- ния. Установить место обрыва и уст- ранить его Заменить предохранители или по- ставить новые плавкие вставки Заменить двигатель более мощным Установить причину большой по- тери напряжения и принять меры к ее устранению
22 Заказ 1650
337
Продолжение табл. XII-13
Характер неисправности Причина неисправности Способ выявления и устранения неисиравностж
Плохое состояние изо- Загрязнение, влаж- Прочистить двигатель, просушить
ляции ность или износ изоля- ции его, восстановить изоляцию
Перегрев Напряжение сети вы- ше или ниже номиналь- ного, перегрузка, недо- статок охлаждающего воздуха, высокая окру- жающая температура, витковые замыкания, за- грязнение Установить точно причину пере- грева и устранить ее
При пуске двигателя Замыкание между сек- Установить место замыкания и
перегорают предохрани- тели циями статора разных фаз Механическая неис- правность агрегата Замыкание в пусковом аппарате Перегрузка устранить его При невозможности устранить замыкание на месте необходимо от- править двигатель в ремонт Установить место замыкания и устранить его Проверить исправность и нагруз- ку рабочего оборудования; в случае надобности заменить двигатель бо- лее мощным
При включении^дви- гатель гудит и не] рабо- Двигатель работает на двух фазах: Заменить предохранитель Устранить обрыв
тает 1) перегорел один из предохранителей 2) оборвалась одна фа- за в статоре, подводящей линии или в пусковом аппарате
При пуске двигатель медленно развивает обо- роты и быстро нагре- вается Просел ротор вслед- ствие износа подшипни- ков (ротор задевает за статор) Заменить подшипники
ПЕРЕДВИЖНЫЕ КОМПРЕССОРЫ
При бурении на воду передвижные ком-
прессоры используются в основном для
опытных откачек воды из скважин при
помощи эрлифтных устройств.
Технические характеристики передвиж-
ных компрессоров приведены в табл. ХП-14.
Передвижная компрессорная станция
ВКС-5 (ЗИФ-51) состоит из поршневого
двухступенчатого четырехцилиндрового
компрессора ЗИФК-5 с воздушным охлаж-
дением. Цилиндры компрессора расположе-
ны под углом друг к другу. В качестве
привода компрессора на станции устано-
влен электродвигатель МАК 92-6 мощ-
ностью 45 кет.
Электродвигатель соединен с компрессо-
ром при помощи эластичной муфты. На
станции установлен воздухосборник. В его
средней части размещены краны, предназ-
наченные для присоединения к ним резино-
вых шлангов, по которым подается сжатый
воздух к местам его потребления.
Щит управления компрессорной станции
установлен в средней ее части — между
компрессором и электродвигателем. Это
дает возможность оперативно управлять
станцией, а при обнаружении нарушения
в работе отдельных узлов — принимать
меры, обеспечивающие бесперебойную ра-
боту.
Передвижная компрессорная станция
ДК-9М (рпс. ХП-1) предназначена для
338
Техническая характеристика передвижных компрессорных станций
’ЧН
Й
е
s
ч
е
Ь,-
ПКС-5 , Д В к=н ” Л’Н К> й Съ о о ю с- И д VO К Д оз о о 2 И д 1 9И И й я О О Ю CZ “О 03 03 03 о 03 ’ГН Воздушное 2800
КС-9 ю ? оо 50 Е н Е jU'JUOU или КДМ-100 Вертикаль- ный порш- гтпт» птт О ООО с<] to оа <м х? ч# 00 СЧ ’Г- Воздушное 1 на колесах 1 э D
1 i и 2 б -> ДК-9М о с Еч чО С t 0 Й В 8 8 000 :7 д К И 03 S О1 03 :-К я ” °' ” ~ 1 о н га и Воздушное 1 :анизмом оси инами 5200
Станции 1 ( *: 3 с j х ДК-9 9 6 Дизель КДМ-100 Вертикаль- ный порш- ТТОПЛТТ ° с са о eq <м 00 с 140 140 Р D £ и а ё к з й § с ч 3 Е £ зов 3 о а
< I а а X -> ЗИФ-55 ' :И S ‘ к ; _ СО Л 1 f ю г- Д И Й <0 Ow с lq а й . ж СО в S ^’S О о £• 5 В Я <М § 03 <м с > „ ® S с ’К и - а ZVU 115 110 Воздушное 1 ссорная с пов с пневма- 9.7КП 1
ВКС-6 С С Ю & СТ двигатель V-об раз- ный порш- невой 2 Л г\Г\Г\ < ото О1 OJ О ’ГН ’ГЧ 03 ’гн Р 0> > Рч 3 R 3 S с И С 5 К 2 5- Ф о § н- 3 к -1 р, г—
ВКС-5 (ЗИФ-51) с f & ю & 1= ст двигатель 7-образ- ный порш- ГТЛТ1ЛТТ 2 965 2 2 АЛЛ 0 ю о q ’гн Воздушное 1 1 Ч9АП 1
ч О) ь К5 й К О -ч Производительность, .и3 Рабочее давление сжатого воздуха, кг/см* . . Пппплпплтл- ттпттгятлттк 1 1 ! « С. 1 ! 1 1< Xi Число ступеней сжатия Скорость вращения коленчатого вала компрессора, об/мин .... Число цилиндров: I ступени II ступени ........ Диаметр цилиндра, мм\ 1 ступени II ступени . Ход поршня, мм Охлаждение Тележка Rnr. г.тятгптги кя . ... 1
22*
339*
Рис. ХП-1. Передвижная компрессорная станция ДК-9М (общий вид).
кузов; 2 — двигатель; Я — система регулирования станции; 4 — компрессор; S — холодильник; в — топливный бак; 7 ресивер;
8 — муфта сцепления; .9 — ходовая часть; 10 — управление станцией; 11 — подножка.
производства сжатого воздуха с рабочим
давлением 6 кГ!см-.
Рис. XII-2. Передвижная компрессорная
станция ЗИФ-55.
Компрессор — вертикальный четырех-
цилиндровый с воздушным охлаждением,
двухступенчатого сжатия. Трубчатый про-
межуточный холодильник охлаждается по-
током воздуха, засасываемого вентилято-
ром, который приводится в действие от
вала компрессора.
Для привода компрессора установлен
дизель Д-108 мощностью 108 л. с. при
1070 об!мин.
Соединение вала компрессора с валом
двигателя осуществляется при помощи
муфты фрикционного типа.
В передвижной компрессорной станции
ЗИФ-55 (рис. ХП-2) в отличие от других
передвижных станций привод компрессора
осуществляется автомобильным карбюра-
торным двигателем ЗИЛ-157М. Двига-
тель — шестицилиндровый с вертикаль-
ным однорядным расположением цилинд-
ров. В станции ЗИФ-55 предусмотрено ре-
гулирующее устройство для автоматиче-
ского регулирования числа оборотов при-
водного двигателя и соответствия произ-
водительности компрессора фактическому
расходованию сжатого воздуха из возду-
хосборника станции.
Воздухосборники
Воздухосборники предназначены для
уменьшения колебания давления сжатого
воздуха, поступающего в работу, смягче-
ния пульсаций, вызывавши работой ком-
прессора, отделения из сжатого воздуха
масла и влаги и частичного охлаждения
сжатого воздуха.
Если компрессорная станция оборудо-
вана устройством для автоматического ре-
гулирования производительности, то из-
менение давления в воздухосборнике при
колебаниях нагрузки компрессора исполь-
зуется в качестве импульса, воздейству-
ющего на регулирующее устройство.
Воздухосборник — сосуд цилиндриче-
ской формы из листовой стали, установлен-
ный горизонтально на раме передвижной
компрессорной станции. Для осмотра и
очистки имеется люк с крышкой. С ком-
прессором воздухосборник соединен тру-
бопроводом. Для раздачи воздуха в сред-
ней части воздухосборника установлены
краны с вентилями, к которым присоеди-
няют резиновые шланги; для продувки
внизу имеется специальный штуцер с вен-
тилем. На воздухосборнике или на трубо-
проводе сжатого воздуха установлен пре-
дохранительный клапан.
Предохранительные устройства
В компрессоре станции ЗИФ^на нагне-
тательном патрубке I ступени установлен
предохранительный клапан низкого давле-
Рис. XI1-3. Предохранительный клапан
низкого давления.
1 — болт регулировочный; 2 — корпус; 3 — ры-
чаг ручного опробования клапана; 4 — пружина;
5 — клапан; 6 — основание.
ния (рис. ХП-З), а на нагнетательном кол-
лекторе II ступени — предохранительный
клапан высокого давления (рис. XII-4).
Предохранительный клапан I ступени
регулируется на открытие при 2,2 кПсм\
а предохранительный клапан II ступени —
при 7,5 кГ/см? (изб.).
341
Исправность предохранительных клапа-
нов проверяют каждый раз перед началом
работы, открывая их нажимом на рычаги.
Рис. ХП-4. Пре-
дохранительный
клапан высокого
давления.
1 — болт регулиро-
вочный; 2 — корпус;
з — рычаг ручного
опробования клапа-
на; 4 — пружина;
5 — клапан; 6 — ос-
нование.
Воздушные фильтры
(воздухоочистители)
Воздушные фильтры служат для очистки
засасываемого компрессором воздуха от
пыли; их устанавливают на всасывающий
патрубок компрессора.
S цилиндр
Рис. ХП-5. Комбинированный
воздушный инерционно-масля-
ный фильтр (схема).
Распространены комбинированные воз-
душные пнерцпонно-масляные фильтры
(рис. ХП-5).
. В корпусе такого воздушного филйтра
между двумя металлическими решетками
зажат фильтрующий элемент, представля-
ющий собой свернутую в рулон стальную
сетку, смоченную маслом. Нижняя часть 2
корпуса, где налито масло, съемная. Свер-
ху воздушный фильтр закрыт крышкой 1.
В центральной части корпуса имеется
трубка. Разрежение, создаваемое в цилин-
дре, передается через всасывающий патру-
бок во внутреннюю полость воздушного
фильтра. Атмосферный воздух со взвешен-
ными частицами пыли поступает через
входной патрубок в камеру, находящуюся
между корпусом воздушного фильтра и
фильтрующим элементом.
Рис. ХП-6.
Воздушный
фильтр ком-
прессора ЗИФ.
_ =- -щЧД, .-ГН ы
Г и 2 — камеры;
з — направляю-
щийхаппарат.
Во входном патрубке при помощи на-
правляющих лопаток 3 воздух получает
вращательное движение и более крупные
взвешенные частицы пыли отбрасываются
к стенкам камеры.
Из камеры воздух поступает в простран-
ство над маслом и оставляет на поверх-
ности его выделившиеся ранее частицы
пыли. Оставшиеся в воздухе мелкие части-
цы пыли осаждаются в фильтрующем эле-
менте при прохождении через него воздуха
снизу вверх. Очищенный воздух через
центральный патрубок поступает в цилиндр
компрессора.
Воздушный фильтр компрессора ЗИФ'
(рис. ХП-6) состоит из двух камер I и 2.
Воздух под действием разрежения попа-
дает через боковые отверстия фильтра
на направляющий аппарат 3 и движется
вниз. Проходя над поверхностью масла,
воздух частично очищается от пыли. За-
тем он проходит через сетку, смоченную
маслом, где очищается окончательно, и по-
падает в цилиндр.
Для исправной работы воздушных филь-
тров требуется периодически очищать сет-
ку, увлажнять ее после очистки жидким
маслом и заменять загрязненное масло
в поддоне фильтра.
Контрольно-измерительные приборы
В узел управления компрессорной стан-
ции входит щит с контрольно-измеритель-
ными приборами, к которым относятся
342
РИС. XII-7- Щит уп-
равления компрес-
сорной станции
ЗИФ-55.
I — выключатель фары;
2 —манометр первой сту-
пени; 3 — штепсельная
розетка для переносной
пампы; 4 — привод воз-
душной заслонки двига-
теля; 5 — манометр мас-
ляный; 6 — лампочка;
7 — амперметр; з — ма-
нометр второй ступени;
9 — термометр; 10 —
привод дроссельной за-
-слонки двигателя; 11 —
тахометр; 12 — предо-
хранитель; 13 — выклю-
чатель освещения щита
управления; 14 — замок
зажигания.
fl
пружинные манометры. Контрольными при-
борами являются также предохранитель-
ные клапаны, устанавливаемые на всех
ступенях сжатия, и регуляторы произво-
дительности.
В компрессорных станциях с компрессо-
рами двухступенчатого сжатия маномет-
ры I ступени должны иметь шкалы, градуи-
рованные не менее чем на 4 кГ/см2-, их
присоединяют к холодильнику или трубо-
проводу низкого давления. Манометры II
ступени градуируются не менее чем на
12 кГ/c.v?.
Воздушные манометры должны быть про-
верены и опломбированы. Повторно их
проверяют через год. На шкале делается
красная отметка наибольшего допустимого
давления. При превышении допустимого
давления работу компрессорной станции
следует прекратить.
Предохранительные клапаны и регуля-
торы производительности должны быть от-
регулированы на заданные пределы работы
и опломбированы. Их также следует про-
верять не реже одного раза в год.
В компрессорных станциях с принуди-
тельной смазкой на щпте управления раз-
мещается еще один манометр, показыва-
ющий давление масла в системе смазки
компрессора. Из описанных лишь перед-
вижные станции КС-9, ДК-9 и ДК-9М
имеют принудительную смазку. Кроме
того, на щпте управления компрессорной
станции размещены приборы для упра-
вления приводным двигателем: манометры
давления масла в системе смазки двига-
теля внутреннего сгорания, термометры
для температуры масла и охлаждающей
жидкости (воды), а также аварийные сиг-
нализаторы нарушения работы системы
смазки.
Если привод компрессорной станции осу-
ществляется от электродвигателя, то на
щите управления должны быть размещены
вольтметр и амперметр. К узлу управле-
ния компрессорной станции выведены так-
же рычаги управления двигателем внутрен-
него сгорания или рычаги пуско-регули-
рующей аппаратуры электродвигателя. На
рис. XI1-7 показан щит управления ком-
прессорной станции ЗИФ-55.
343
Система смазки компрессоров
У большинства воздушных поршневых
компрессоров применяется смазка раз-
брызгиванием и лишь в компрессорах стан-
ций КС-9 и ДК-9М—комбинированная:
поршни и цилиндры смазываются раз-
брызгиванием, а все остальные трущиеся
части — под давлением (рис. XII-8). При
работе компрессора шестерня коленчатого
вала 1 приводит во вращение текстолито-
вую шестерню 2, установленную в кар-
тере. Вращающаяся текстолитовая ше-
стерня забрасывает масло из нижней ван-
ны поддона в специальный карман кар-
тера, откуда масло перетекает в малый от-
сек канала, образованного внутренними
стенками картера и выступающей частью
поддона. Этот канал разделен на две части
двумя пластинчатыми пружинами, укре-
пленными на боковых стенках выступа-
ющей части поддона. Из этого отсека
масло вытекает в верхнюю ванну поддона,
находящуюся под разбрызгивателями ша-
тунов цилиндров.
Разбрызгиватели шатунов и вращающие-
ся части коленчатого вала создают во вну-
тренней полости картера и в нижней части
цилиндров масляный туман, который сма-
зывает стенки цилиндров, поршневые паль-
цы, коренные и шатунные подшипники.
К шатунным шейкам масло поступает че-
рез отверстия в нижних головках шатунов,
к поршневым пальцам — через отверстия
в верхних головках шатунов и в бобышках
поршней.
Масло, стекающее со стенок картера,
собирается в большом отсеке канала, ив
которого через прямоугольное отверстие
поступает во вторую половину верхней
масляной ванны поддона. Текстолитовая
шестерня подает больше масла, чем рас-
ходует его компрессор, поэтому свежее
масло вытесняет отработанное из второй
половины верхней масляной ванны под-
дона. Отработанное масло стекает в ниж-
нюю половину ванны поддона, где охла-
ждается, и из него оседают металлические
частицы, образующиеся вследствие при-
работки движущихся деталей компрессора.
Далее циркуляция масла повторяется. Для
обеспечения нормальной смазки компрес-
сора необходимо поддерживать уровень
масла в картере в пределах верхней и ниж-
ней рисок масломера 3.
Рекомендуемые марки масел для ком-
прессора, редуктора и двигателя: 1. Для
компрессора — «компрессорное 12»
(М) — ГОСТ 1861-54; 2. Для редуктора —
масло трансмиссионное ВТУ 401-51 Неф-
тепрома; 3. Для двигателя •— летом «ин-
дустриальное 50» ГОСТ 1707-51 или АКЗ-10
ГОСТ 1862-63; дизельное ДМ-8 — ГОСТ
5304-54; зимой то же, с присадкой 39%.
веретенного масла АУ — ГОСТ 1642-50
или АКЗ-6 — ГОСТ 1862-63.
Пуск, остановка и хранение
передвижных компрессорных станций
При подготовке компрессорной станции
к перевозке необходимо: проверить за-
тяжку гаек на шпильках колес, затяжку
стремянок и головок поворотного меха-
низма, состояние сварных швов тележки;,
проверить работу поворотного механизма,
чтобы передние колеса поворачивались
одновременно и параллельно дышлу и
чтобы люфт дышла в горизонтальной
плоскости составлял пе более 10° в обе
стороны; проверить крепление всех агре-
гатов станции, закрыть кузов боковыми
щитами и проверить надежность соедине-
ния дышла с крюком буксирующей авто-
машины. В пути необходимо вести наблю-
дение за движением станции из кузова
буксирующей машины или из кабины при
помощи зеркала.
Скорость движения при перевозке долж-
на выдерживаться не более 25—30 км по-
шоссе и 12—15 км по проселочной или
грунтовой дороге.
После доставки станции на место назна-
чения ее необходимо осмотреть и укре-
пить детали ходовой части, компрессора
и двигателя. На месте работы станцию
устанавливают так, чтобы сократить дли-
ну воздухопровода и электропроводки для
подключения станции и иметь свободный
доступ к агрегатам станции. Если станция
предназначена для длительной работы на
одном месте, ее приподнимают на домкра-
тах и устанавливают на подкладки под
раму.
Перед пуском станции необходимо, про-
верить уровень смазки в двигателе и ком-
прессоре, воды в радиаторе и горючего
в бензобаке и провести ежедневный про-
филактический осмотр.
Если компрессор пускают после дли-
тельной остановки или ремонта, то сле-
дует вручную провернуть двигатель и ком-
прессор, открыть продувные краны на
компрессоре и спустить воду из воздухо-
сборника. Двигатель пускают при выклю-
ченном сцеплении и только после того,
как установится постоянный режим работы
и двигатель прогреется, включают сцепле-
ние и пускают компрессор.
Рекомендуется несколько минут прора-
ботать компрессором «на продув», чтобы
удалить из холодильников и ресивера
остатки воды и масла. Через 2—3 ч ра-
боты станции следует спускать воду из
холодильника и воздухосборника, так как
при скоплении ее может произойти гидра-
344
г
ваннах поддона,
шестерня коленчатого вала; 2 — шестерня текстолитовая; 3 — масломер.
Таблица XI1-15
Основные неисправности передвижных компрессорных станций
и способы их устранения
Неисправность Причина неисправности Способ устранения
Резкий стук в компрес- соре * Ненормальный шум и стуки в компрессоре * Компрессор подает в воздухосборник воздух с примесями масла h Выбивание масла из сапуна Течь масла из карте- ра компрессора Снижается произво- дительность компрес- сора Повышение давления воздуха во II ступени * Падение давления воздуха в I ступени 1. Выработан баббит в заливке ша- тунных подшипников (недостаток смазки в картере компрессора) 2. Выплавлен баббит шатунных подшипников (недостаток смазки в картере компрессора) 3. Попадание в цилиндр посторон- него предмета (куска поломанного клапана) 4. Ослаблена гайка шатунного бол- та или обрыв болта 1. Разработаны втулки верхней головки шатуна (под поршневым пальцем) 2. Неправильная смазка ком- прессора или сильный перегрев его, вызвавший задир поршня. Образова- ние большого нагара на цилиндре 1. Износ поршневых колец 2. Износ поршней и J цилиндров компрессора 1. Неисправна прокладка 2. Изношен сальник коленчатого вала 1. Засорены воздушные фильтры 2. Неплотность клапанов 3. Неисправность пли неверная регулировка предохранительного клапана I ступени 1. Неисправность предохрани- тельного клапана 2. Неправильная нагрузка пру- жин нагнетательных клапанов 1. Поломка всасывающих или на- гнетательных клапанов I ступени 1. Вскрыть компрес- сор и подтянуть шатун- ные подшипники 2. Компрессор отпра- вить в ремонт для перезаливки, расточки и пришабровки шатун- ных подшипников 3. Вскрыть цилиндр и удалить посторонний предмет |Ц 4. Вскрыть компрес- сор, подтянуть и пере- шплпнтовать гайку, при обрыве шатунного- болта или выработки резьбы сменить болт и гайку 1. Разобрать компрес- сор и сменить втулки 2. Вынуть и зачи- стить'поршни, зачистить зеркало цилиндра. Про- верить посадку поршне- вых колец в канавках Требуется средний или капитальный ремонт- компрессора I. Сменить прокладку 2. Сменить сальник 1. Очистить и про- мыт^ воздушные филь- тры 2. Вскрыть клапаны, проверить пружины и плотность прилегания клапанов 3. Проверить и от- регулировать предо- хранительный клапан 1. Проверить клапан 2. Отрегулировать или сменить пружины нагнетательных кла- панов 1. Заменить поломан- ные тарелки клапанов I ступени
346
Продолжение табл. XI 1-15
. Неиспр авность Причина неисправности Способ устранения
— Понижение конеч- ного давления воздуха so II ступени Повышение темпера- туря вжатого воздуха * Повышение давления воздуха в I ступени Вибрация всего кор- пуса компрессора 2. Пропуск воздуха через про- кладку, отделяющую всасывающую полость от нагнетательной в крыш- ках цилиндров I ступени 1. Неправильная работа регуля- тора давления 2. Изношенность поршневых ко- лец или их неправильное положение на поршне (по замкам) 1. Загрязнение промежуточного холодильника 2. Неисправность вентилятора, пробуксовывание ремня 3. Загрязнение радиатора (у ком- прессоров с жидкостным охлажде- нием) 1. Поломка клапанов II ступени 2. Пропуск воздуха через перемыч- ку уплотнительной прокладки, раз- деляющей всасывающую полость от нагнетательной в крышках ци- линдров II ступени 3. Износ уплотнительных порш- невых колец 4. Поломка нагнетательных или всасывающих клапанов 1. Ослабление шпилек крепления балансиров коленчатого вала 2. Износ пальцев или втулок муфт сцепления с двигателем привода ком- прессора 3. Разработаны коренные подшип- ники коленчатого вала 2. Подтянуть гайки крышек цилиндров I ступени или заменить прокладку 1. Отрегулировать клапан регулятора давле- ния 2. Сменить поршне- вые кольца 1. Очистить и про- мыть холодильник 2. Подтянуть ремень вентилятора, проверив подшипник 3. Вычистить и про- мыть радиатор 1. Сменить клапаны 2. Подтянуть гайки крышки цилиндра II ступени или сменить про- кладку 3. Сменить поршне- вые кольца 4. Сменить клапаны 1. Вскрыть компрес- сор и проверить крепле- ние балансиров 2. Проверить муфты сцепления 3. Требуется средний или капитальный ре- монт
* До выяснения причин возникновения неисправности компрессор следует остановить.
влический удар и компрессор выйдет из
строя.
Если передвижная станция имеет элек-
тропривод и на данном объекте работает
впервые, то пробный пуск электродвига-
теля после присоединения к сети должен
выполнить электромонтер или линейный
механик.
При остановке станции после окончания
смены необходимо продуть холодильники
и ресивер, а в холодное время года спу-
стить воду из системы охлаждения. При
очень низких температурах из картера
двигателя и компрессора сливают масло
® специальные ведра с тем, чтобы при
пуске станции залить его, предварительно
подогрев.
После окончания смены необходимо за-
крыть и запереть щитки наружного кожуха
а если станцию останавливают на длитель-
ный период, принять меры к ее консерва-
ции. Неработающая станция должна на-
ходиться в закрытом помещении или в край-
нем случае под навесом.
При хранении станции в течение''не-
скольких месяцев необходимо снять вен-
тиляторные ремни и аккумуляторы, об-
мыть и обтереть станцию, смазать солидо-
лом механизм ходовой части и наружные
обработанные и неокрашенные металличе-
347
Таблица XII-16
Техническая характеристика электростанций
Характеристика ЭСД-30-Т/230; ЭСД-30-Т/400 44 ЭСД-50-Т/230; ЭСД-50-Т/400 ЭСД-75-Т/230; ЭСД-75-Т/400 ЭСД-100 ЭСДА; ЭРК М-400 ДЭС-40М1 ДЭС-5 0Е ДГ-75-2
Номинальная мощ- ность при cosq>= = 0,8, кет .... 30 50 75 100 100 27 50 75
Напряжение, в . . . 230/400 230/400 230/400 400 400 230 или 400 230 230 или 400
Род тока Величина тока *, а 94/54 156/91 Пер 236/136 еменный трех 18 )азный 180 85/49 или 400 157/90
Регулирование на- пряжения: ручное автоматическое Угол Реостатом ьным регулято ром Реос Фазное комп.' татом «ундпрование Стабилизи рующее у 'стройство
Тип агрегата .... УРН-423 АД-30-Т/230; УРН-423 АД-50-Т/230; УРН-423 АД-75-Т/230; с электро корректором У34А магнитным напряжения АДА
Марки: дизеля АД-30-Т/400 1 ЯАЗ-М204Г АД-50-Т/400 АД-6-100АД АД-75-Т/400 1Д6-15ОАД 1Д6Б др™ Т-40 ЗРК 1Д6В АСМД-7Е1 Д-108 6ЧН 12/14
генератора . . . ДГС-91-4щФ2 ДГС-92-4ЩФ-2 ПС-93-4 ГСФ-100 ГСФ-100 ЕС-82-4С ЕО-92-6С (К-559) ЕС-93-4
Тип автомобильного прицепа 2ПН-2 2ПН-4 2ПН-6 МАЗ-5207В МАЗ-5207В —.
Емкость топливного бака, л: расходного . . . 80 138 138 (КУНГ-П6М) 450 (КУНГ-П6М) 380 80 138 138
запасного . . . 60 138 235 — — 60 138 235
Расход топлива при работе с номиналь- ной мощностью, кг/ч 9,6 1,8 27 29 29 10 18,7 22,4
Емкость: системы смазки, л 16,5 60 60 65 65 22 27 60
запасного бака для масла, л 20 60 60 180 180 — — 0,6
Расход масла при ра- боте с номиналь- ной мощностью, кг/ч ....... 9,6 1,8 1,9 1,4 1,4 0,6
Емкость системы ох- лаждения. л ... 22 45 48 45 45 60 64 —
Сухой вес (сухая масса), кг: агрегата .... 2090 3800 4200 4700*** 4780 ***
станции .... 3590 6340 7850 8450 8400 1220 3180 2100
Габаритные размеры агрегата, мм: длина 2400 3310 3310 3400 *** 3400 ***
ширина .... 1720 1200 1200 1125 1125 — — —
высота 960 2000 2000 1675 1675 — — —
Габаритные размеры станции, ле: длина (с дыш- лом) 5750 6240 6440 6940 6940 2100 2810 3455
ширина .... 1890 2350 2430 2580 2580 905 1010 803
высота . ... 2475 2670 2850 3290 3290 1800 2070 1295
* В числителе указано напряжение 230 в, в знаменателе 400 в и соответственно им величины тока.
** Имеются также электростанции на частоту тока 4 00 гц,
444 Данные приведены для дизель-генераторов.
s^g
ские поверхности, слить воду и горючее,
предварительно продув холодильник и ре-
сивер, для разгрузки резпны и рессор по-
ставить станцию на стойки, подведенные
под раму. Для разгрузки пружин сцепле-
ние должно быть включено. В цилиндры
двигателя и компрессора следует налить
по 15—20 г масла (автола и компрессор-
ного), после чего несколько раз провер-
нуть от руки для создания масляной
пленки на зеркале цилиндров.
Станция, поставленная на консервацию,
должна быть принята по акту, в котором
указаны ее состояние и меры, принятые
по консервации.
Основные неисправности передвижных
компрессорных станций и способы их
устранения приведены в табл. ХП-15.
ПЕРЕДВИЖНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Дизель-электрические передвижные стан-
ции применяют лишь в тех районах, где
из-за отдаленности линии электропередачи
невозможно получение энергии для элек-
тродвигателей буровых установок и осве-
щения.
В табл. XII-16 приведены основные тех-
нические характеристики ^передвижных
электростанций.
Передвижные электростанции типа ЭСД
представляют собой дизель-генераторную
установку, состоящую из дизеля, генера-
тора и щита управления, смонтированных
на общей раме. Вся установка закрыта
кожухом со съемными боковинами. Пере-
движную электростанцию перевозят на
двухосном прицепе. Дизель-генераторная
установка в отличие от передвижных элек-
тростанций не имеет кожуха, щит упра-
вления у нее установлен отдельно. Элек-
трогенератор и двигатель также смонтиро-
ваны на общей раме.
В основное оборудование электростан-
ции, как и дизель-генераторной установки,
входят: двигатель внутреннего сгорания,
электрогенератор, распределительный щит,
автоматический регулятор напряжения, ак-
кумуляторная батарея, генератор постоян-
ного тока для зарядки аккумуляторной
батареи. Соединение генератора с двига-
телем осуществляется с помощью муфты.
Конструкция синхронных
генераторов. Синхронные элек-
трогенераторы характерны тем, что индук-
тируемая ими э. д. с. изменяется периоди-
чески с частотой, строго соответствующей
скорости вращения, называемой синхрон-
ной, и числу полюсов машины. Синхрон-
ные электрогенераторы обычно имеют вра-
щающиеся полюсы и неподвижный якорь
(статор). При такой конструкции отпадает
необходимость в скользящем контакте для
отвода тока от якоря. Синхронные элек-
трические генераторы являются основным
видом электрических генераторов, приме-
няемых на современных электрических
станциях.
В передвижных электрических станциях
чаще всего применяются синхронные гене-
раторы типа ЕС, которые выпускаются
вместо снятых с производства генераторов
СГ, СГТ и MCA. За последние годы создана
серия дизель-генераторных установок,
в том числе автоматизированных типа ПДЭ
с маховичными генераторами ГМ. В этих
Рис. XI1-9. Маховичный генератор.
установках генератор^не является само-
стоятельным узлом, он встроен в дизель.
На рис. XI1-9 приведен генератор махо-
вичного типа.
В табл. XII-17 дана техническая харак-
теристика отечественных генераторов, при-
меняемых для электростанций.
Щит дизель-электрической станции
Щит управления дизель-электрической
станции включает в себя контрольно-из-
мерительную и регулирующую аппаратуру
управления электростанцией.
В табл. XII-18 и XII-19 приведены тех-
нические характеристики щитов управле-
ния, установленных с генераторами типа
СГ, С, MCA и ЕС.
Щит управления Щуп-ЗОА устанавли-
вают к генератору ЕС-83-6с мощностью
30 кеа, напряжением 400/230 в, имеющему
автомат А-3124; ток установки тепловой
защиты автомата генератора 50 а.
.350
Основные технические данные генераторов переменного трехфазного тока
Агрегаты
о о § °н g §88 = -гн У? см К о 22 оо к При помощи уголь- ного регуля- тора
91-Ж1 s § §gg §1- iiii . S 1 Рч о с й « r&Ssg
8-WJ со I §gs g“ 1111 ЙЗ'З й £ Еа е £ § и * g S § g g О и ft
•* | i S § 1111 I s ftg И «£g § й«
Ф?-£6-ЭЭЯ 8 § 8ё8 g ® § £ g । iS км о ад 1
ФМ6-ЭЭЯ g ОКО о 02 О О О 1Г s s S °' §£82 ! 1
Ф7-Е8-ЭЭЯ - i is i- 1111 I
Ф’/-18ОЭЯ S- 8 g ® о co iiig CM o" ' ' ' cr 8 g c « g> a ft и
Ф’/-19-ЭЭЯ °- 2 ° E ° M О oR CO О Ю , см 2 co о й 2 - о c: a 2} мК м Я ° О co см IO 1 g 1 1 Компаундт ющим устройств с корректс напряжен
ф?-ез-ээн Ф о 2 о Й4 о S ocoo, § 8@g и S S SS3 ।
•§• g 8 @8 g “ S 8 £ 8 agl kO 2 CM KM о CO Щ CD К ftg Й 5
’//££-VOW t~! К •«г g ° н 8 g § S n S 1=1 fc ё CM !S CM К V* о S to Ю CO
V/2i-V3K °- § о § о о co о о о ю см 2 со Ко Гп - ю со со о CM s X? - О О ю Ю СМ « s g О к & О Р<К
OV-08-ЭЯ О О ,—, к 1—, гг O~oggg о со 1 I । 2S О1 g c^lslg О ' 1 1 СГ £< И о и 5 £ Н Ь О &&=§ёК re g с ftg р S ftftft
ows-он ogo о оо со о и ю' S й 8 о g g g $5 о £ « Е е-> И К о
S8-J.HU V CJ g о aS o*5-ooir < g co g _- о g s“ 1> S cm 10 о i" =2 «а1 XT Не имеет
Номинальная мощность при cosq> = 0,8> кет Номинальное количе- ство оборотов, об/м Напряжение линейное, в Род тока Частота тока, гц. • К. и. д. Габаритные размеры генератора, мм: длина . • ширина . • высота ..... Вес. кг Стабилизация напря- жения
351
Таблица Xll'-lg
Техническая характеристика щитов управления генераторами
Тип щита Тип генератора е «о к Рабочее напряжение, в Сила тока, а Данные автомата генератора Данные автомата фидеров 1 и 2
с Е 1 ( С < < < > Э < э 3
ток установки теп- ловой защиты ТИП эвка на ток энного сраба- ИЯ тип люк установки теп- ловой защиты, а
и Еч о К Й и S Н
Щуп-35Р СГ-35/6 35 400/230 50,5 50 А-3124 600 А-3163 50
Щуп-35Р СГ-35/6 35 230/133 88,0 80 А-3124 800 А-3163 50
Щуп-35Р МСА-72-4А 15 400/230 21,6 25 А-3124 430 А-3163 25
Щуп-35Г МСА-72-4А 15 230/133 37,6 40 А-3124 600 А-3163 40
Щуп-35Р МСА-73-4А 30 400/230 43,3 40 А-3124 600 А-3163 40
Щуп-35Р МСА-73-4А 30 230/133 75,3 80 А-3124 800 А-3163 50
Щуп-бОР СГ-60/6 55 400/230 79,5 80 А-3124 800 А-3163 50
Щуп-бОР СГ-60/6 55 230/133 138,0 140 А-3134 1000 А-3164 50
Щуп-105Р С-116/8 105 400/230 152,0 140 А-3134 1000 А-3164 50
Щуп-125Р С-116/6 125 400/230 173,0 170 А-3134 1200 А-3164 50
Щуп-125Р С-117/4 125 400/230 179,0 170 А-3134 1200 А-3164 50
Таблица XII-19
Габариты щитов управления генератором
Габариты щитов не более, Щуп-35Р, Щуп-бОР Щуп-бОР на 230/133 в Щуп-105Р, ЩУИ-125Р
Высота . . 650 900 900
Ширина 650 700 700
Глубина 400 500 500
'Щит Щуп-50А устанавливают к гене-
ратору ЕС-91-4с мощностью 50 кеа, м&кру-
фазовое напряжение которого 400 е, номи-
нальный ток 90 а; автомат генератора
А-3124; ток установки тепловой защиты
автомата генератора 80 а.
Всю аппаратуру и приборы щита упра-
вления типа Щуп монтируют в бескаркас-
ном корпусе из листовой стали. Детали
>корпуса соединены точечной сваркой. На
лицевой панели щита расположены при-
боры контроля и управления.
Распределительное устройство дизель-
электрических агрегатов АД-50-Т/230 и
АД-50-Т/400 мощностью 50 кет включает:
щит управления с приборами и аппарату-
рой, необходимыми для контроля и упра-
вления работой генератора; панель дизель-
ных приборов и аппаратуру для распре»
деления электроэнергии.
Щит управления представляет собой
металлическую коробку с откидывающейся
передней панелью и съемной задней крыш-
кой. Задняя крышка щита имеет отверстия
для доступа к панели зажимов. Вся ап-
паратура установлена на панели внутри
щита, на боковых стенках и верхней крыш-
ке. На передней приборной панели рас-
положены контрольно-измерительные при-
боры. Под щитком управления на каркасе
находится панель приборов и управления
двигателем.
Для управления автоматизированными
агрегатами мощностью 6—48 кет приме-
няются: а) дистанционный пульт управле-
ния; б) щит автоматики типа ЩДГА;
в) щпт автоматики тппа ЩДГВ.
Удаление дистанционного пульта от аг-
регата при управленпи по проводной свя-
зи определяется сечением жил кабеля, при
управлении агрегатом по системе радио-
телемеханики удаление пульта управления
определяется типом этой системы.
Щиты ЩДГА и ЩДГВ собираются пз
отдельных блоков и представляют собой
металлические шкафы двухстороннего об-
служивания с открывающимися дверцами.
Щиты устанавливаются в одном помеще-
нии с агрегатами или отдельно от них.
Путем набора соответствующих комби-
наций отдельных блоков осуществляется
3 степени автоматизации (табл. XII-20).
.352
Таблица XU-20
Степень автоматизации агрегатов, соответствующая различным
вариантам компоновки щитов управления
Степень автомати- зации Тип щита управления Тип блоков, скомпоно- ванных в щитах управле- ния Автоматизированные операции, выпол- няемые системой автоматики
1 ЩДГА-1 Силовой Стоп-устройств Аварийная защита Аварийно-предупредительная сигна- лизация
2 ЩДГА Силовой Пуск и обслуживание Стоп-устройств Аварийная защита Аварийно-предупредительная сигна- лизация Пуск и нормальная остановка
3 ЩДГА Силовой Пуск и обслуживание Стоп-устройств Аварийная защита Аварийно-предупредительная сигна- лизация Пуск и нормальная остановка
ЩДГВ-1 Вспомогательных устройств Управление приводами вспомогатель- ных устройств
ЩДГА Силовой Пуск и обслуживание Стоп-устройств Аварийная защита Аварийно-предупредительная сигна- лизация Пуск и нормальная остановка
ЩДГВ Вспомогательных устройств и синхрони- зации Управление приводом вспомогатель- ных устройств, включение на парал- лельную работу
На щите управления ЩДГА установле-
ны: счетчик электрической энергии, голов-
ка запора двери, реостат установки напря-
жения, переключатель вольтметра, кноп-
ки управления, сигнальные лампы, пере-
ключатели режимов работы агрегата, рео-
стат ручной регулировки, выключатель,
предохранитель, контактор КТГ, силовой
блок, автоматический выключатель А-3100,
магнитный пускатель, реле времени ЭВ-132
реле автоматизации, сопротивление, ам-
перметр, вольтметр, частотомер, зажимы
для присоединения проводки, блок регу-
лирования напряжения.
На щите управления ЩДГВ установле-
ны: сигнальные лампы, кнопки управле-
ния, предохранители, реле М.К.У.-48, блок
синхронизации, синхронизатор АСУ-12,
блок автоматизации вспомогательных уст-
ройств., реле РКП, магнитные пускатели,
панель с зажимами. На щите установлены
приборы контроля (амперметры, вольтметр,
частотомер и т. п.) аппаратура управле-
ния электростанцией (кнопки, ключи упра-
вления и др.), а также сигнальная аппара-
тура (сигнальные лампы с надписями).
Система регулирования напряжения:
РР — реостат ручного регулирования на-
пряжения генератора (включенного после-
довательно с подстроечным сопротивлением
в цепь возбуждения возбудителя).
23 Заказ 1050
Автоматическое регулирование напряже-
ния осуществляется регулятором УРН,
катушка которого подключается к агре-
гатам, имеющим такое же напряжение
и частоту тока.
Включают агрегат на общие шины вруч-
ную при полной синхронизации.
Электростанция ДЭС
Наибольшее применение в районах, от-
даленных от линии электропередачи, полу-
чили передвижные электростанции типа
ДЭС.
В состав этой электростанции входят
следующие основные узлы: генератор ти-
па ЕС, двигатель КДМ-100 или АСМД-7Е1,
в зависимости от мощности станции, щит
управления типа Щуп-82 или Щуп-92,
рама, топливный бак и радиатор двига-
теля. Общий вид электростанции показан
на рис. XII-10. Все основные узлы стан-
ции собраны на сварной раме. Основанпем
рамы служат два продольных швеллера.
Для крепления двигателя и генератора,
а также радиатора двигателя между про-
дольными швеллерами приварены попе-
речные швеллеры и специальные стойки.
В боковых полках продольных швеллеров
предусмотрены отверстия для крепления
агрегата к фундаменту. На вертикальных
353
Рис. XII-10. Общий вид электростанции ДЭС-50М1.
стенках продольных швеллеров приварены
крюки для подъема электростанции спе-
циальным приспособлением, а также за-
земляющие болты. Соединение двигателя
с генераторами производится посредством
эластичной муфты. На специальных шты-
рях, ввернутых в диск генератора и махо-
вика двигателя, надеты планки из проре-
зиненной ткани. Положение планок на шты-
рях. фиксируется шплинтами, вдетыми в от-
верстия штырей.
Двигатель и генератор жестко закре-
плены на раме. Охлаждение двигателя —
водяное с принудительной циркуляцией
охлаждающей жидкости. Для охлаждения
жидкости на электростанции применен ра-
диатор, который одновременно охлаждает
и масло двигателя. Радиатор установлен
на специальных кронштейнах, приварен-
ных к продольным швеллерам рамы агре-
гата. Жидкости охлаждаются в радиаторе
потоком воздуха, создаваемым вентилято-
ром двигателя.
Щит управления устанавливается от-
дельно на месте монтажа станции. На
щите управления смонтированы приборы
и аппаратура управления, регулирования
и контроля работы генератора.
Энергия, выработанная синхронным гене-
ратором, подается па фпдеры потребите-
лей №№ 1, 2, 3. Защита от перегрузок
п коротких замыканий осуществляется те-
пловыми элементами, встроенными в каж-
дую фазу автомата. Фидер № 3 является
главным фидером, он рассчитан на полную
мощность генератора и отдельного выклю-
чателя не имеет. Для включения и отклю-
чения его используется автомат генера-
тора.
Установка электростанций
При установке электростанции необхо-
димо выполнять следующие условия: всег-
да надо устанавливать ее так, чтобы радиа-
тор был обращен навстречу естественному
течению воздуха. Фундамент или другие
опорные устройства, на которых будет на-
ходиться электростанция, не должны иметь
связи со стенами здания и с фундамента-
ми других агрегатов во избежание возник-
новения резонансных колебаний, могущих
вызвать аварию. При установке электро-
станции на фундамент необходимо прове-
рить его горизонтальность.
Заземление электростанции следует вы-
полнять двумя проводниками, один из
них должен быть подключен к специаль-
ной клемме на дне внутри щита управле-
ния, а другой — под заземляющий болт
рамы. Необходимо следить, чтобы места
заземления были зачищены от краски.
При установке новой станции необхо-
димо следить, чтобы не были сорваны или
повреждены пломбы, установленные на раз-
ных элементах электростанции. Эти плом-
бы должны сохраняться в течение всего
гарантийного срока ее работы, за исключе-
нием пломбы ограничителя мощности.
Перед пуском станции следует обяза-
тельно проверить центровку двигателя
и генератора. Точность центровки по ок-
ружности и торцу маховика должна быть
не более 0,7 мм.
Подготовка, пуск и остановка
электростанции
Перед пуском электростанции необхо-
димо подготовить к пуску двигатель; под-
соединить аккумуляторные батареи, щит
354
управления и поставить автоматы фиде-
ров №№ 1, 2, 3 в выключенное положение.
Подсоединить провода потребителей к фи-
дерам щита управления. Провода, идущие
от потребителя к щиту управления, долж-
ны быть введены с задней стороны карка-
са щита. Концы присоединяемых проводов
должны быть зачищены, залужены и при-
паяны к наконечникам. Запустить двига-
тель и установить номинальные обороты
по показаниям частотометра. Установить
по вольтметру на щите управления номи-
нальное напряжение, плавно поворачивая
рукоятку реостата установки в нужную
сторону. Проверить волыметровым пере-
ключателем симметрию линейных напря-
жений генератора, одновременно прове-
рить скорость вращения станции по пока-
занию частотомера, которое при номи-
нальном напряжении и номинальной ско-
рости должно быть 50 ги. При положи-
тельных результатах проверки включить
автоматы генераторов и фидеров, устано-
вить, регулируя скорость вращения двига-
теля, номинальную частоту генератора
(напряжение при этом регулируется авто-
матически) и проверить по амперметру
величину тока, которая не должна превы-
шать допустимых номинальных значений,
указанных в технической характеристике
электростанции. Прп включении внешней
нагрузки необходимо следить, чтобы она
возможно равномерно распределялась меж-
ду тремя фазами генератора.
Остановку электростанции необходимо
производить последовательно: а) перевес-
ти рукоятки автоматов в выключенное по-
.ложенпе; б) остановить первичный двига-
тель.
Наблюдение за электрической частью
станции
во время работы
Во время работы электростанции необ-
ходимо следить за режимом работы генера-
тора и температурой его частей (статора,
подшипников п т. д.). Для бесперебойной
работы станции необходимо: 1) периоди-
чески прослушивать генератор и возбуди-
тель; 2) наблюдать за коллектором, кон-
тактными кольцами и щетками; 3) про-
верять напряжение, частоту и нагрузку
генератора, а также равномерность рас-
пределения нагрузки по фазам; 4) следить
за температурой подшипников; 5) через
определенные промежутки времени про-
верять температуру входящего и выходя-
щего воздуха (табл. ХП-21).
Нельзя допускать, чтобы температура
-обмотки и активной стали превышала более
чем на 65° температуру окружающего воз-
духа, предельная температура указанных
частей машины не должна превышать
23*
100°. Предельно допустимый нагрев под-
шипников 95°. Температура подшипников
должна подниматься медленно, после 1—
1х/2« непрерывной работы установиться
и затем почти не изменяться. Быстрый на-
грев (за 10—15 мин) выше допустимой тем-
пературы, шум и тяжелый ход — призна-
ки неисправности подшипников.
Для подшипников качения применяют
консистентные смазки (солидол, конста-
лин и смазки 1—13), а для подшипников
скольжения — веретенное масло № 3. Пол-
ную смену смазки с промыванием выпол-
няют 1—2 раза в год. Необходимо предо-
хранять подшипники от пыли и грязи.
Во время периодических осмотров необ-
ходимо проверять состояние уплотнений,
а в подшипниках скольжения, кроме того,
следует плотно закрывать крышки и отвер-
стия для спуска масла.
Зазор между шейкой вала и верхним
вкладышем не должен быть более допусти-
мой величины. Особое значение имеют на-
блюдение и уход за коллектором возбуди-
теля и контактными кольцами генератора.
Правильная эксплуатация коллекторов и
контактных колец зависит от работы ще-
ток. Обычно щетки устанавливают по ра-
диусу перпендикулярно к поверхности
коллектора, изредка наклонно к ней. Не-
обходимо, чтобы щетки были нормальные
и равномерно прижаты к коллектору, так
как при повышенном давлении щеток на
коллектор они сильно нагреваются и из-
нашиваются, а при пониженном — возни-
кает искрение и образуется нагар на кол-
лекторных пластинах.
Нельзя допускать сильного искрения
коллектора возбудителя. Для оценки ин-
тенсивности искрения имеется шкала, со-
стоящая из пяти степеней искрения (1;
!*/«; 1г/2; 2; 3) под сбегающим краем щетки.
При нормальном режиме работы степень
искрения щеток должна быть не выше Р/г-
При степенях 1—2 искрение необходимо
устранять прп ближайшем осмотре пли
ремонте машины. При степени искрения
3 машину следует остановить, проверить
состояние щеток, щеткодержателей и осмо-
треть поверхность коллектора. При необ-
ходимости замены щеток надо ставить все
щетки одной и той же марки, так как
иначе щетки с лучшей проводимостью бу-
дут перегружаться и нагреваться больше,
чем щетки с меньшей проводимостью.
Чтобы предотвратить вибрацию щеток,
рекомендуется выдерживать расстояние от
нижнего края обоймы щеткодержателя до
коллектора в пределах 2—4 мм.
Удельное давление щеток должно быть
150—250 Г/см?. Периодически следует про-
верять состояние рабочей поверхности кол-
лектора. Если на этой поверхности образо-
вались неровности размером более 0,5 мм,
355
Таблица XII 21
Возможные неисправности генераторов передвижных электростанций
и их устранение
Характер неисправности Причины неисправности
Способ устранения
Неисправен генера-
тор — при холостом
ходе не дает напряжения;
возбудитель не дает на-
пряжения, велико пере-
ходное сопротивление
щеток на коллекторе,
генератор возбуждает-
ся только при сильном
нажиме на щетки
Возбудитель не воз-
буждается при правиль-
ной полярности полюсов
в правильном вращении
Коллектор загрязнен
или сильно [окислился;
щетки недостаточно на-
жимают на коллектор
или вообще не касаются
его; щетки чрезмерно
дрожат
В цепи возбуждения
или в цепи якоря воз-
будителя имеется обрыв
Очистить коллектор стеклянной
бумагой на ходу машины и вытереть
начисто ветошью, отрегулировать на-
жатие пружин щеткодержателя
Возбудитель дает
напряжение, но в цепи
возбуждения генерато-
ра нет тока
При нагружении гене-
ратора падает напряже-
ние:
регулятор напряже-
ния в цепи возбудителя
не поддерживает напря-
жения;
При нагрузке генера-
тора сильно падает на-
пряжение или оно мало
При помощи реостата
ручной регулировки или
реостата установки на-
пряжения не удается
поддержать напряже-
ние
Неправильно включен
автоматический или
ручной регулятор напря-
жения. Неправильное по-
ложение щеток. Отмет-
ка на траверсе не совпа-
дает с отметкой на кор-
пусе (щеткодержатель
при установке на ось
был перевернут па 180°)
Обрыв или плохой кон-
такт в цепи возбужде-
ния генератора (в между-
полюсных соединениях я
токоподводках между
обмоткой и контактны-
ми кольцами, в соедини-
тельных проводах между
возбудителем и контакт-
ными кольцами): подго-
рели кольца, изношены
щетки
Мало число оборотов
первичного двигателя
или оно уменьшается
при нагрузке
Скользят приводные
ремни возбудителя
Отыскать при помощи контроль-
ной лампы или омметра место обры-
ва или плохого контакта и устра-
нить повреждение. При обрыве в об-
мотке возбуждения заменить неис-
правную катушку
Устранить неисправности
Отыскать при помощи контрольной
лампы или омметра место обрыва
или плохого контакта и устранить
повреждение
Очистить контактные кольца стек-
лянной бумагой и обтереть ветошью;
если нужно, заменить щетки
Устранить неисправности в первич-
ном двигателе и довести число оборо-
тов до номинального
Отрегулировать натяжение рем-
ней натяжным роликом
356
П родолжение табл. XII-21
Характер неисправности Причины неисправности Способ устранения
Перегревается гене- Генератор работает Понизить напряжение до номи-
ратор: перегревается при повышенном папря- нального
индуктор генератора и возбудителя Перегреваются обмот- жёнии, что увеличивает ток генератора, повы- шает потери в сети и перегружает возбуди- тель Генератор работает при низком напряжении, в результате ток увели- чивается сверх номи- нального Перегружен генера- Повысить напряжение, снизив ин- дуктивную нагрузку Снизить нагрузку до поминальной
км статора Перегревается кор- тор Короткое замыкание в обмотке статора Первичный двигатель Найти место короткого замыкания и устранить неисправности Повысить число оборотов первич-
нус генератора работает при понижен- ного двигателя до номинального
Генератор гудит, из ном числе оборотов. Это увеличивает ток воз- будителя и индуктора и ухудшает вентиляцию Загрязнена машина Замыкание в витках Разобрать, прочистить и продуть сжатым воздухом машину Заменить неисправную катушку
него идет дым Замыкание между фа- Устранить замыкание
Перегреваются под- вами Замыкание на корпус Недостаточно смазки То же Добавить смазки в подшипники до
шинники в подшипниках или она нормы
Неисправна комму- загрязнена Неправильно сцентро- ваны валы двигателя и генератора Щетки слабо прижаты При загрязнении заменить смазку Выверить центровку валов двига- теля и генератора Проверить, свободно ли ходят
тация: искрятся щетки к коллектору щетки в щеткодержателях, п отрегу-
возбудителя Неисправна коммута- Щетки имеют плохую контактную поверхность «Бьет» коллектор (при «старении» коллектора) Поверхность ко л лек- пировать нажим щеток Притереть щетки Проточить коллектор резцом (луч- ше всего в собственных подшипни- ках). Скорость подачи резца за один оборот должна составлять 0,05— 0,1 лип Отшлифовать коллектор стеклян-
ция: искрятся щетки тора шероховатая и име- ной бумагой № 00
возбудителя ет следы подгорания Изоляция выступает над коллекторными пла- стинами; щетки подпры- гивают Коллектор загрязнен медной пылью Если коллектор сильно поврежден, проточить его Выбрать изоляцию на глубину 0,8—1 мм Тщательно осмотреть коллектор и удалить пыль и грязь
357
Продолженш табл. XII-21
Характер неисправности Причины неисправности Способ устранения
Искрятся ^щетки на контактных кольцах ге- нератора 358 Замкнуты гребешки коллекторных пластин Неправильно распо- ложены щетки. Щетки расположены в зоне, не- благоприятной для ком- мутации Установлены щетки другой марки Перегружен возбуди- тель, что вызвано непра- вильным режимом рабо- ты генератора (работа при пониженном числе оборотов вала двигателя и при напряжении выше номинального) Обрыв в обмотке яко- ря Большая разница в за- зорах под различными полюсами возбудителя, вызывающая асимме- трия магнитной системы и появление уравнитель- ных токов, которые ухуд- шают коммутацию маши- ны. Неодинаковое рас- стояние между щетками, расположенными в раз- личных щеткодержате- лях Витковые замыкания в якоре или обмотке воз- буждения возбудителя Щетки плохо притер- ты Щетки слабо прижаты к контактным кольцам Кольца или щетки за- грязнены Поверхность контакт- ных колец шероховатая и имеет следы подгора- ния Щетки сначала ориентировочно установить на геометрической ней- трали, т. е. напротив середины по- люсов. Включить возбудитель на ро- тор генератора и включить в цепь шунта возбудителя амперметр. Со- общить генератору номинальное чис- ло оборотов п установить в роторе генератора ток, равный примерно номинальному току возбуждения ге- нератора Передвигая траверсу возбудителя регулятором, поддерживать ток в ро- торе генератора постоянным Найти такое положение траверсы, при котором ток в шунтовой обмотке возбудителя будет наименьшим, и за- крепить траверсу в этом положении Поставить щетки соответствующей марки Не допускать ненормального ре- жима работы Найти обрыв и отремонтировать якорь Установить правильный зазор (1 мм). Допустимое отклонение величины зазора должно быть равно 0,1 мм Уравнять расстояние между щет- ками Найти место повреждения и устра- нить неисправность Притереть щетки Отрегулировать нажим щеток Устранить пыль и грязь Обточить и отшлифовать контакт- ные кольца
Продолжение табл. XII-21
Характер неисправности Причины неисправности Способ устранения
Генератор не возбу- ждается: генератор не возбуждается при ис- правной обмотке ротора и обмотке возбуждения возбудителя Пробит селеновый вы- прямитель, шунтиру- ющий обмотку возбужде- ния возбудителя Сменить Селеновый выпрямитель
Понижено сонроти- Загрязнены или отсы- Частично разобрать генератор, про-
вление изоляции: сопро- тивление изоляции сни- зилось ниже 0,5 Мом, чистка и сушка генера- рели обмотки чистить и продуть его сухим сжатым воздухом, после чего просушить
тора не повышают сопро- тивления изоляции Изношена изоляция Отремонтировать генератор
Неисправно распре- Подгорели шайбы Сменить угольный столб регуля-
делительное устрой- ство (систем регулиро- вания напряжения) воз- буждения возбудителя: напряжение колеблет- ся без определенной пе- риодичности; прп мгновенном умень- шении нагрузки наблю- дается искрение под стол- биком нажимного вин- та УРН угольного столба регу- лятора УРН тора УРН
Напряжение регулп- Изменилась настрой- Сменить регулятор или настроить
руется недостаточно точ- но ка регулятора вследст- вие износа и усадки угольных шайб и столба схемы
Напряжение выше но- Обрыв в цепи катушкп Устранить обрыв. Бели имеется
минального и не регули- регулятора обрыв в самой катушке, сменить ре-
руется Пробит селеновый вы- прямитель, питающий катушку регулятора гулятор и селеновый выпрямитель
Греется катушка регу- В катушке регулятора Сменить регулятор. Проверить ис-
лятора; напряжение ге- нератора выше номи- нального замкнулись витки правность остальных элементов цепи катушки
Греется выпрямитель; напряжение генерато- ра выше номинального и не регулируется Пробит селеновый вы- прямитель, питающий катушку регулятора Сменить селеновый выпрямитель
Генератор ие возбу- ждается Пробит селеновый вы- прямитель, шунтиру- ютций обмотку возбужде- ния возбудителя Сменить селеновый выпрямитель
Неисправна защит- Неисправен механизм Не меняя регулировки автомата,
пая аппаратура: устано- свободного расцепле- найти неисправность и устранить
вочный автомат не вклю- чается или отключается не мгновенно НИЯ Если поломаны детали механизма свободного расцепления, сменить ав- томат
При длительной пере- грузке установочный ав- томат не срабатывает Неисправен элемент тепловой или комбини- рованной защиты Заменить автомат
359
Продолжение табл. XI1-21
Характер неисправности Причины неисправности Способ устранения
Установочный авто- Сварились главные Обесточить линию или остановить
мат не отключается вруч- ную контакты автомата двигатель станции, разъединить и за- чистить контакты. Если необходимо, сменить автомат
Неисправна ходовая Продольная ось дыш- Отрегулировать поворотное устрой-
часть станции: станция движется с отклонением от колес буксирующего автомобиля; ла не совпадает с про- дольной осью прицепа ство
Слабо действуют тор- Замаслились или из- Промыть поверхность барабана
моза ношены фрикционные накладки и тормозные барабаны, неплотно сое- динены или засорены трубопроводы из-за пло- хой очистки их возду- хом керосином, накладки зачистить или заменить Для устранения неплотностей в соединениях установить новые про- кладки и заменить детали с сорван- ной резьбой Продуть трубопровод
Заедают тормоза Оборваны или ослаб- ли пружины, стягива- ющие колодки. Сорвана фрикционная накладка с заклепок и ее закли- нило между колодкой и барабаном Сильно прогнулись тормозные тяги Заменить пружины и фрикцион- ную накладку Выпрямить тяги
то коллектор необходимо проточить. Шли-
фовкой можно ликвидировать неровности
величиной не более 0,2—0,5 мм; неров-
ности до 0,2 мм удаляют полировкой. Чи-
стят коллектор и контактные кольца при
помощи деревянной колодки, подогнанной
К окружности кольца своей нижней поверх-
ностью, под которую помещают стеклян-
ную бумагу.
Износ поверхности коллектора зависит
от расстановки на нем щеток. Расстояния
между сбегающими краями щеток по ок-
ружности могут отличаться одно от дру-
гого не более чем на 1,5—2%. Предельной
температурой перегрева коллектора считает-
ся 65° С. Генераторы и возбудители надо
осматривать 1—2 раза в течение смены,
а также после каждого внешнего короткого
замыкания и каждого аварийного отклю-
чения. Обмотки, контактные кольца и кол-
лектор не реже одного раза в 5 дней обду-
вают сухим сжатым воздухом.
Глава XIII
ОСОБЕННОСТИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН НА ВОДУ
Геофизические методы применяют глав-
ным образом для исследования скважин,
пробуренных роторным способом. В сква-
жинах, пробуренных ударным способом,
их проводят только для контроля или для
решения некоторых частных задач.
По данным геофизических исследований
получают основные сведения, необходимые
для документации скважин, бурящихся
на воду. Их используют для составления
геологического разреза, выделения и лока-
лизации в нем водоносных пород, определе-
ния минерализации подземных вод и ка-
чественной, а иногда и количественной
оценки производительности водоносных
горизонтов.
Комплекс обязательных геофизических
исследований в скважинах на воду вклю-
чает методы сопротивлений и собственной
поляризации пород и гамма-каротаж.
Остальные методы обычно используются
как дополнительные в зависимости от лито-
логических особенностей пород, слага-
ющих изучаемый разрез, и характера
поставленной задачи.
Исследования в скважинах проводят при
помощи электронных каротажных станций
АЭКС, полуавтоматических станций ПКС
и разборных полуавтоматических каротаж-
ных установок.
Каротажные диаграммы записываются
непрерывно на специальной каротажной
ленте. Наиболее часто применяемые масш-
табы диаграмм 1 : 200 и 1 : 500.
ПОДГОТОВКА СКВАЖИНЫ
К ПРОВЕДЕНИЮ КАРОТАЖА
Качество каротажных исследований во
многом зависит от состояния скважины.
Скважина должна быть промыта высоко-
качественным глинистым раствором (см.
гл. XIV); промывку нужно вести в течение
нескольких часов для того, чтобы достичь
однородности всех показателей глинистого
раствора, заполняющего скважину. Это
очень важно для получения каротажных
диаграмм с наименьшими искажениями.
При применении раствора низкого ка-
чества возможно выпадение глинистых ча-
стиц и образование осадка. Вследствие
этого возможны затруднения при спуске
кабеля и прихват последнего.
В необсаженной части скважины, осо-
бенно в скальных трещиноватых породах,
бывают неровности и уступы, которые
могут затруднить спуск кабеля и повлиять
на правильность проведения каротажных
исследований. Для устранения неровностей
ствола одновременно с промывкой сква-
жину надлежит прорабатывать.
МЕТОДЫ
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Электрические исследования
Метод сопротивлений
Метод сопротивлений основан на изуче-
нии удельных электрических сопротивле-
ний горных пород. Удельные сопротивле-
ния пород в скважине измеряют при по-
мощи специальной установки, называемой
зондом и состоящей из трех электродов А,
М и N, смонтированных на трехжильном
каротажном кабеле (рис. ХШ-1).
Через питающий электрод А пропускают
ток силой I (второй питающий электрод В
находится на поверхности). Между прием-
ными электродами М и N измеряют раз-
ность потенциалов ДГ7 ] .
1 На практике чаще употребляют зонды
с двумя питающими и одним измеритель-
ным злектродами в скважине. При взаим-
ной замене электродов А и В на М и N
результаты измерений остаются неизмен-
ными. Зонды с одним питающим электро-
дом в скважине называются однополюс-
ными, с двумя — двухполюсными.
361
Удельное сопротивление среды вычис-
ляют по формуле
Р=К~Г
(ХИМ)
N(B)
А (И)
где К — коэффициент зонда, зависящий
от расстояний между электродами.
В скважине, где окружающая зонд среда
неоднородна, при расчетах по формуле
(ХШ-1) получают величину, называемую
кажущимся удельным сопротивлением
(КС), обозначаемую р*.
Величина КС зависит от удельного
сопротивления породы, окружающей
ствол скважины, и мощности ее, удельного
сопротивления промывочного раствора
| т- М(А)
4 *-ЬА(М)
О
'М(А)
*Н(в)
Рис. ХШ-1. Схе-
ма замера КС.
П — измерительный
прибор; Б — источ-
ник питания; R —
реостат; А и В —
токовые влектроды;
Мп N — измери-
тельные алектроды.
П
и диаметра скважины, удельного сопроти-
вления зоны фильтрации раствора
в пласт (если порода водопроницаема)
•и диаметра этой зоны, а также типа и раз-
мера зонда, с которым ведут измерения,
и его положения по отношению к границам
пласта.
Зонды принято обозначать, например,
так: М2,540,25В.
Порядок расположения букв соответ-
ствует порядку расположения электродов
зонда на кабеле сверху вниз, а цифры между
буквами показывают расстояние между
электродами в метрах (рпс. XIII-2).
Зонды бывают двух типов: потенциал-
зонды и градпент-зонды. У потенциал-
зоцдов расстояние АМ(МА) во много раз
меньше, чем MN(AB). У градиент-зондов,
наоборот, АМ(МА) значительно превы-
шает MN(AB). Для градиент-зондов имеет
существенное значение порядок располо-
жения электродов на зонде. Если сбли-
женные электроды MN(AB) находятся
ниже удаленного электрода А(М), то
Рис. ХШ-2. Каротажные зонды.
а — потенциал-зонд; б — градиент-зонды.
такой зонд называют последовательным
градиент-зондом, в противном случае —
обращенным.
Величины КС, получаемые прп измере-
ниях с потенциал-зондом, относят к сере-
дине между электродами А и М, а при
замерах с градиент-зоцдом — к середине
между М(А) и N(В) — к точке О. Рас-
Рис. ХШ-3. Характер кривых КС против
мощного пласта высокого сопротивления.
а — последовательный градиент-зонд; б — потен-
циал-зонд.
362
стояние AM у потенциал-зондов и АО (МО)
у градиент-зондов называется длиной зонда
(рис. ХШ-2). Запись диаграмм КС произ-
водят при подъеме установки.
На кривой потенциал-зонда (рис. ХШ-3)
слой высокого сопротивления проявляется
симметричным максимумом. Ширина пос-
леднего меньше мощности пласта на длину
зонда. Кривая градиент-зонда против того
же пласта имеет асимметричную форму. Для
последовательного зонда подошва пласта
отбивается по максимуму кривой КС, кро-
вля — по минимуму, для обращенного
зонда — наоборот.
Пласты повышенного сопротивления
с мощностью, меньшей длины зонда, не
выделяются на кривой, зарегистрирован-
ной потенциал-зондом, на кривой же, сня-
той градиент-зондом, тонкие пласты отме-
чаются симметричными максимумами,
ширина которых немного превышает мощ-
ность пластов.
Для определения истинных удельных
сопротивлений пород применяют боковое
каротажное зондирование (БКЗ).
Сущность этого метода состоит в измере-
нии КС несколькими градиент-зондами
постепенно возрастающей длины. Этим
методом часто пользуются также для выде-
ления в разрезе водопроницаемых пород.
По показаниям БКЗ на билогарифми-
ческих бланках строят графики, выража-
ющие зависимости величины от длины
зонда АО (рис. ХШ-4). Началом коорди-
нат графиков является точка с ординатой,
равной удельному сопротивлению рс про-
мывочного раствора, и абсциссой, соответ-
ствующей диаметру скважины d. Эту точку
называют крестом кривой.
Графики БКЗ могут быть двух типов:
двухслойные и трехслойные. Двухслойные
кривые наблюдаются против водонепро-
ницаемых пород и отвечают разрезу: про-
мывочный раствор — порода. Если рас-
твор не проникает в пласт или если удель-
ное сопротивление промывочного раствора
и пластовой воды равны, подобные кривые
возможны и против водоносных пород.
Трехслойные кривые встречаются только
против водопроницаемых пластов и соот-
ветствуют разрезу: промывочный рас-
твор — зона проникновения фильтрата
бурового раствора в пласт — порода. Чем
в большем количестве и на большую глу-
бину проник фильтрат раствора в пласт,
тем сильнее отличаются трехслойные кри-
вые от двухслойных.
Двухслойные кривые БКЗ для доста-
точно мощных пластов имеют следующий
вид (кривые 1 и 2 на рис. ХШ-4). В левой
яасти, т. е. в области очень малых зондов,
они сливаются с горизонтальной прямой,
ордината которой отвечает величине рс.
В правой части, характеризующей область
больших зондов, они стремятся соответ-
ственно к прямым, ординаты которых
показывают истинные удельные сопроти-
вления пород рп.
Трехслойные кривые БКЗ по соотноше-
нию удельных сопротивлений слоев де-
лятся на две группы рс < рд > рп и рс <
< рд < рп, где рд — удельное сопроти-
вление зоны проникновения. Кривые пер-
вой группы имеют в средней части макси-
мум (кривая 4 на рис. ХШ-4). Кривые
второй группы схожи по внешнему виду
Рис. ХШ-4. Кривые БКЗ.
Двухслойные кривые: 1 — Рс < Рп; 8 — рс> Рп.
Трехслойные кривые: 3 — < рд < рп; 4 —
Рс < РД > Рп-
с двухслойными, но правые ветви их
обычно несколько затянуты (кривая 3
на рис. ХШ-4).
Параметры пластов определяют сопоста-
влением практических кривых БКЗ с рас-
четными. Последние для удобства объеди-
нены в отдельные группы, называемые
палетками. Каждая кривая палетки выра-
жает зависимость р*/рс = / (AO/d). Нача-
лом координат палетки является точка,
для которой рк = Рс и АО = d. Практи-
ческую кривую накладывают на палеточ-
ную таким образом, чтобы крест практи-
ческой кривой совпал с началом координат
палетки, а оси их были параллельны.
Совпадение практической кривой с ка-
кой-либо теоретической указывает на иден-
тичность действительных и принятых
при расчете условий.
Комплект зондов для БКЗ выбирают
в соответствии с диаметром исследуемой
скважины. В скважинах диаметром более
200 мм рекомендуются зонды МО, 254 0,113;
МО,540,113; М140.1В; М240,252?
363
и 71144 0,25В; в скважинах диаметром менее
200 мм 7И0,254 0,1В; МО,540,1В; 711140,1В
и 71124 0,25В.
Зонд, который наплучшим образом отра-
жает особенности геологического разреза,
принято называть стандартным. При иссле-
довании скважин диаметром более 200 мм
чаще всего в качестве стандартного при-
меняют градиент-зонд М2А 0,25В (или
М2,5А0,5В), при изучении скважин мень-
шего диаметра — градиент-зонд 71114 0,1В.
Но иногда в определенных геологических
условиях оказываются более эффектив-
ными и другие зонды.
С целью выделения водопроницаемых
пород и детального расчленения тонко-
слоистых разрезов применяют микрокаро-
таж, заключающийся в измерении КС
зондами очень малой длины (микрозон-
дами). При этом обычно пользуются двумя
микрозондами: градпент-микрозондом
A0,025M0,025N и потенциал-микрозондом
40,05711. Последние монтируют на пла-
стине пз изоляционного материала, кото-
рая прп помощи пружины плотно прижи-
мается к стенкам скважины. Кажущееся
сопротивление, замеренное микрозондами,
зависит главным образом от той части
пласта, которая непосредственно примы-
кает к стенкам скважины. Для водопрони-
цаемых пород эта часть соответствует зоне
проникновения фильтрата глинистого
раствора.
Против водонепроницаемых глинистых
отложений показания обоих микрозондов
обычно равны. Против водопроницаемых
пород показания потенцпал-микрозонда,
как правило, превышают показания гра-
дпент-микрозонда. Объясняется это тем,
что на данные градиент-вонда, обладающего
меньшей глубиной исследования, относи-
тельно большее влияние оказывает нали-
чие глинистой корки, образующейся про-
тив водопроницаемых пластов в результате
фильтрации промывочной жидкости в по-
роду и имеющей низкое удельное сопро-
тивление по сравнению с собственно водо-
носной породой.
Метод собственной поляризации
Метод собственной поляризации (ПС)
основан на изучении естественных элек-
трических полей, самопроизвольно воз-
никающих против различных горных пород
при пересечении их скважиной. Поляри-
зация пород может быть обусловлена диф-
фузионными, фильтрационными и окис-
литель но-в осстановительными п роцессами.
Диффузионные потенциалы появляются
на границах растворов различных кон-
центраций и химического состава. Чис-
ленное значение электродвижущей силы
зависит от ионного состава соприкаса-
ющихся растворов и пропорционально ло-
гарифму отношения их концентраций. Знак
ее определяется характером преоблада-
ющих в воде ионов. Более концентриро-
ванный раствор заряжается знаком того
иона, который имеет меньшую подвиж-
ность. Если в породе имеется тонкодисперс-
ный материал, то диффузия осложняется
процессами адсорбции. Электродвижущие
силы, осложненные адсорбцией, называют-
ся диффузионно-адсорбционными. Они
отличаются от чисто диффузионных не
только по величине, но нередко бывают
противоположны им по знаку. Благодаря
Рис. ХШ-5. Поле и кривая
потенциала ПС.
различию адсорбционных свойств у разных
пород на их контактах также возможно
возникновение диффузионно-адсорбцион-
ных электродвижущих сил. В итоге сум-
марного действия всех электродвижущих
сил в скважине и окружающих ее породах
появляется электрический ток. Механизм
возникновения его схематически показан
на рпс. ХШ-5.
Потенциалы фильтрации обусловлены
движением воды в породе и наблюдаются
только против водопроницаемых пластов.
Если давление столба промывочного рас-
твора превышает пластовое и раствор
поглощается пластом, то против последнего
будет наблюдаться относительное пониже-
ние потенциала и наоборот.
Абсолютное значение электродвижущей
силы фильтрации пропорционально пере-
паду давлений на уровне пласта, а также
удельному сопротивлению фильтру-
ющейся жидкости. Вследствие последней
причины величина этой электродвижущей
силы становится заметной только в сква-
364
жинах, заполненных пресным промывоч-
ным раствором.
Потенциалы ПС, измеряемые в скважине,
чаще всего являются результатом суммар-
ного действия диффузионных и фильтра-
ционных явлений.
Окислительно-восстановительные потен-
циалы возникают значительно реже. Они
являются следствием окислительно-вос-
становительных реакций и наблюдаются
лишь против пород, содержащих минералы
с металлической проводимостью (пирит,
графит, некоторые угли и др.). Знак и ве-
личина этих потенциалов определяются
Рис. ХШ-6. Принципиальная схема
измерений потенциала ПС.
направлением и интенсивностью протека-
ющих в породе процессов. Нередко потен-
циалы окислительно-восстановительной
природы обнаруживаются также в извер-
женных породах, главным образом против
ожелезненных трещин.
Принципиальная схема измерений по-
тенциала ПС показана на рпс. XIII-6.
Практически измеряется разность потен-
циалов между движущимися по скважине
электродом М и заземленным на поверх-
ности неподвижным электродом Д', потен-
циал которого условно принимается за
нулевой. Обычно измерение потенциала ПС
производят одновременно с замером КС.
На кривой ПС прп пересеченпп границ
различных пластов наблюдаются скачки.
Отдельные пласты выделяются на кривой
симметричными максимумами или мини-
мумами (рис. ХШ-5). Границы пластов
достаточной мощности устанавливают по
точкам перегиба кривой.
Метод вызванной поляризации
Метод вызванной поляризации (ВП) поз-
воляет изучать вторичные электрические
поля, источниками которых являются фп-
зико-химическпе процессы, возбуждаемые
в породе первичным электрическим током.
Метод находит наибольшее применение
при изучении песчано-глинистых отложе-
ний для детального расчленения их на
отдельные разновидности.
Для измерений по методу ВП применяют
специальный четырехэлектродный зонд
Д0,04М0,0442Д с неполяризующимся из-
Рис. ХШ-7. Диаграмма изменения вы-
званной разности потенциалов.
1 — кривая ДПвп+ + ДОПС; 2 — кривая Д1/вп_+
+ ДОПС; з — кривая ДС7пс.
Прп движении зонда по скважине реги-
стрируют изменения разности потенциалов
между приемными электродами в переры-
вах между периодическими коротко-
периодными включениями тока. Сила поля-
ризующего тока обычно заключается в пре-
делах от 100 до 500 ма. Замеряемая вели-
чина является суммой естественной ДС7пс
и вызванной Д Hpj-j разностей потенциалов.
Для исключения влияния ДПпс записы-
вают две диаграммы. Первую диаграмму
(ДС7ВП++ Д0'Г1С) снимают при подсоеди-
нении питающего электрода А к положи-
тельному полюсу источника тока, вто-
рую — (,ДПвп_-|- ДПпс) — к отрицатель-
ному. Материалы исследований предста-
вляют в виде обобщенной диаграммы,
содержащей три кривые: Д Пвп + Д
Д£/вп-+дг7пс п Дг7пс (Рис. ХШ-7).
365
Интерпретация диаграмм ВП сводится
к расчленению разреза на отдельные слои,
которые проявляются на кривых сим-
метричными максимумами или миниму-
мами. Границы пластов определяют так же,
как и по кривым ДГГПС.
МЕТОДЫ
РАДИОАКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Гамма-каротаж
Сущность гамма-каротажа (ГК) заклю-
чается в регпстрацпп вдоль ствола сква-
жины интенсивности естественного гамма-
излучения горных пород Jr.
Измерения осуществляются при по-
мощи скважинного прибора, основная часть
которого представляет индикатор гамма-
квантов. В качестве индикаторов упо-
требляют газонаполненные счетчики Гей-
гера —• Мюллера или сцинтилляционные
счетчики. Гамма-кванты, попадающие
в счетчик, возбуждают импульсы электри-
ческого тока. Импульсы после усиления
передаются по кабелю на наземный пульт,
где преобразуются в постоянный ток,
поступающий затем на регистрирующее
устройство. Величина тока пропорцио-
нальна числу импульсов в минуту, а сле-
довательно, и интенсивности гамма-излу-
чения JT. Последнюю принято измерять
в импульсах в минуту. Однако эта единица
существенно зависит от параметров при-
бора. Более удобной единицей измерения
интенсивности гамма-излучения является
рентген в час. В геофизической практике
обычно пользуются более мелкой едини-
цей — микрорентгеном в час или иначе
гаммой. Чтобы перейти от импульсов в ми-
нуту к Гаммам, каждый прибор предвари-
тельно эталонируют.
Естественная радиоактивность боль-
шинства горных пород невелика. Среди
осадочных пород наибольшей радиоактив-
ностью отличаются тонкодпсперсные
разности (в особенности глубоководные
осадки), которые благодаря большой удель-
ной поверхности легко адсорбируют из
растворов радиоактивные элементы. По-
вышенная радиоактивность глинистых
пород объясняется также значительным
содержанием в них калия.
Пески, песчаники, известняки и доло-
миты обладают чрезвычайно низкой радио-
активностью, величина которой опре-
деляется в основном содержанием гли-
нистых фракций и находится в прямой
зависимости от глинистости.
Таким образом, результаты гамма-
каротажа используют прежде всего для
качественной дифференциации пород по
содержанию в них глинистого компонента.
Из изверженных пород самой высокой
радиоактивностью отличаются кислые по-
роды.
При проведении гамма-каротажа инди-
катор отмечает сумму двух составляющих
Л- — 1щ + ^ге>
где /гп — гамма-излучение, испускаемое
окружающими породами, /гс — стороннее
гамма-излучение, исходящее из стенок при-
бора, обсадной колонны и раствора, за-
полняющего скважину. Величина /
остается практически постоянной для всей
скважины и не влияет на относительную
дифференциацию диаграммы.
Форма кривой 1Г против отдельных
пластов зависит от их мощности, характера
окружающих пород и скорости подъема
снаряда при измерениях. Против мало-
мощных пластов амплитуда кривой всегда
относительно меньше. При общепринятой
скорости движения снаряда в 200—300 м/'ч
кривая /г бывает несимметричной по отно-
шению к середине пластов; точки макси-
мумов и минимумов ее смещаются по напра-
влению К кровле (рис. ХШ-8). Границы
слоев при этих условиях отбиваются по
началам спада и подъема кривых и допол-
нительно сдвигаются еще на 30—45 см
в направлении движения снаряда.
Гамма-каротаж можно производить
в необсаженных и в обсаженных скважи-
нах независимо от того, заполнены ли они
раствором или нет. Это позволяет рекомен-
довать данный метод в качестве контроль-
ного в тех случаях, когда возникает необ-
ходимость проверить правильность доку-
ментации скважины после ее обсадки.
366
Минерализация промывочного раствора
и подземных вод не влияет на показания
гамма-каротажа.
Нейтронный гамма-каротаж
Нейтронный гамма-каротаж (НГК) за-
ключается в регистрации по стволу сква-
жины вторичного (нейтронного) гамма-
излучения, возникающего при бомбарди-
ровке пород нейтронами. В скважину
опускают прибор, который, помимо инди-
катора гамма-квантов, содержит еще источ-
ник быстрых нейтронов. Обычно упо-
требляют полониево-бериллиевые источ-
ники.
Интенсивность нейтронного гамма-
излучения /Пг определяется прежде всего
содержанием в породе водорода и, следо-
вательно, воды.
Показания метода при прочих равных
условиях существенно зависят также от
расстояния между источником нейтронов
и индикатором, которое называется длиной
зонда. Наиболее употребительные зонды
длиной 50—70 см. При работе с зондом
такой длины индикатор отмечает малую
интенсивность нейтронного гамма-излуче-
ния против пород, содержащих воду, и вы-
сокую против безводных пород. Если сква-
жина, в которой проводят исследования,
заполнена глинистым раствором^ то на
величину /пг сильно влияют, кроме того,
изменения диаметра скважины. Против
каверн значения ZHr резко снижаются.
Выход снаряда из воды фиксируется рез-
ким увеличением Гнг.
Измеряются Гнг в тех же единицах,
что и Zr, однако по абсолютной величине
при одних и тех же условиях 1ИТ значи-
тельно превосходят 1Г.
Границы пластов по кривым /Пг отби-
ваются так же, как и по кривым Zr.
Нейтронный гамма-каротаж, так же как
и гамма-каротаж, может проводиться в лю-
бых скважинах — незакрепленных и кре-
пленных, заполненных раствором и сухих,
причем в последнем случае показания его
наиболее отчетливы.
Гамма-гамма-каротаж
Гамма-гамма-каротаж (ГГК) основан
на изучении эффекта рассеяния гамма-
квантов горными породами.
Измерения осуществляют при помощи
снаряда, устройство которого аналогично
снаряду НГК, с топ только разницей, что
здесь на место источника нейтронов поме-
щают источник гамма-квантов. Чаще
всего для этой цели используют радио-
активный изотоп кобальта Со60. Во избе-
жание прямого попадания в индикатор
гамма-излучения, исходящего от источ-
ника, между последним и индикатором
устанавливают свинцовый зкран.
Гамма-излучение, испускаемое источ-
ником, поглощается и рассеивается поро-
дами, окружающими скважину. Рассеян-
ное гамма-излучение регистрируется ин-
дикатором. Интенсивность рассеянного
гамма-излучения /рг зависит главным обра-
зом от плотности пород. Более плотные
породы сильнее поглощают гамма-лучи
и поэтому отмечаются на диаграммах по-
ниженными значениями /рР по сравнению
с менее плотными. На результаты исследо-
ваний сильно влияет также конструкция
скважины (диаметр и наличие колонн).
Обсадкй снижает показания метода и осла-
бляет общую дифференциацию кривой. Ка-
верны выделяются на диаграммах резко
повышенными значениями ZpF.
Данные измерений методом ГГК выра-
жают в импульсах в минуту или в условных
единицах. За условную единицу прини-
мают показания прибора в воде (т. е.
в среде с , плотностью, равной единице).
Цену этой единицы устанавливают по
данным эталонных измерений в баке с во-
дой.
При прочих равных условиях показания
метода зависят от длины зонда. Послед-
нюю обычно принимают равной 20—40 см.
Метод пока еще не нашел широкого
применения при исследовании скважин
на воду..
МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ДИНАМИКИ
ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Резистивиметрия
Резистивиметрия позволяет наблюдать
за изменением удельного сопротивления
раствора в скважине после искусственного
повышения его минерализации. Этот метод
дает возможность установить в разрезе
местоположение и интенсивность притока
или поглощения воды.
Исследования проводят после отмывки
стенок скважины от глинистого раствора.
Если в разрезе преобладают породы, легко
разрушающиеся при отсутствии глини-
стого раствора, то исследования ведут
только в скважинах, оборудованных филь-
трами. Для измерений используют рези-
стивиметр, который представляет собой
небольшой трехэлектродный зонд специ-
альной конструкции, изолированный от
внешней среды непроводящим корпусом.
В корпусе имеются сквозные отверстия,
через которые раствор, находящийся
в скважине, свободно поступает внутрь
прибора.
Известны два способа резистивиметри-
ческих исследований: наблюдения при
367
Рис. ХШ-9. Резистивиметровые
кривые при наличии притока.
а — при естественном режиме фильтра-
ции; б — при оттартывании раствора;
в — при продавливании раствора.
Цифры I, 2, з, 4... показывают последо-
вательность регистрации кривых.
естественном режиме и наблюдения прп
нарушенном режиме фильтрации подзем-
ных вод.
Первый способ применяют для обнару-
жения мест притока воды в скважину
и перелива воды из одного горизонта
в другой, а также для определения ско-
ростей фильтрации подземных вод. Сна-
чала находят удельное электрическое со-
противление подземной воды, для чего
регистрируют первую резистивиметровую
кривую. Затем скважину промывают рас-
твором поваренной соли повышенной кон-
центрации. Последняя должна превышать
концентрацию солей в подземных водах
примерно в 3—4 раза. Часто промывку
заменяют медленным протягиванием вдоль
ствола скважины пористого мешка, на-
полненного солью. Тотчас после окончания
этой операции снимают контрольную ре-
зистивимограмму, по которой судят о сте-
пени однородности условии в скважине.
Через 10—15 мин замер повторяется.
Так как подземные воды менее минерали-
зованы, чем соленый раствор, находя-
щийся в скважине, места притоков про-
являются на резистивимограммах повы-
шенными сопротивлениями раствора
(рис. ХШ-9, а). При этом с течением вре-
мени величина сопротивлений возрастает
(до значения, соответствующего удельному
сопротивлению подземной воды) и тем
быстрее, чем выше скорость фильтрации
подземного потока. Для получения более
четких результатов проводят несколько
последовательных замеров, постепенно
увеличивая между ними интервал времени.
Второй способ состоит в чередовании
измерений с оттартываниями или нали-
вами. Его применяют для более точного
установления в разрезе мест притока вод
или водопоглощающих зон и определения
объемных расходов отдельных водонос-
ных горизонтов.
Оттартывания усиливают приток
(рис. ХШ-9, б), что позволяет более уве-
ренно локализовать его местоположение.
Прп наливах методика исследований не-
сколько меняется. Их рекомендуется про-
водить в следующем порядке. Сначала
ствол скважины заполняют однородным
раствором определенной концентрации.
Затем в скважину начинают закачивать
с равномерной скоростью раствор, кон-
центрация которого заметно отличается
от концентрации раствора, заполняющего
скважину, и при помощи резистивиметра
наблюдают за движением границы раздела
двух жидкостей. Если в скважине имеется
несколько водоносных горизонтов, то по-
ложение их фиксируют по замедлению
скорости движения водораздельной гра-
ницы. Положение самого нижнего пласта
определяют по полному прекращению
движения контакта двух растворов
(рис. ХШ-9, в).
Такие исследования широко применяют
также в обсаженных скважинах для кон-
368
троля за исправностью обсадных колонн.
Места нарушений в колоннах можно обна-
ружить, применяя те же приемы, что
п описанные выше.
Расходометрия
Расходометрия дает возможность по-
слойно определять значения дебита для
заданного режима эксплуатации скважины.
Исследования этим методом могут про-
водиться только в скважинах, стенки
которых сложены устойчивыми породами.
Измерения осуществляют при установив-
шемся уровне воды в скважине и одной
или нескольких ступенях его изменения.
В настоящее время Уральским геологи-
ческим управлением в опытном порядке
выпускается расходомер дискретного дей-
ствия марки ТСР-34. Основой его является
двухлопастная крыльчатка, вращающаяся
под действием потока. Вращательное дви-
жение крыльчатки преобразуется в пуль-
сации электрического тока. Усиленные
импульсы считаются электромеханическим
счетчиком. Частота электрических импуль-
сов определяется расходом Q' воды, про-
ходящей через расходомер.
Расход потока Q для любой глубины
находят по формуле
Q=Q'-K, (ХШ-2)
где К — поправка за диаметр скважины.
В результате измерений получают диа-
грамму изменения Q по глубине.
Когда прибор движется навстречу по-
току, скорость счета больше, чем при
движении его по потоку. На этом основании
судят о направлении течения воды в сква-
жине в различных точках.
Измерения производят при подъеме при-
бора. Шаг наблюдений составляет 2 м.
Прп выполнении исследований в процессе
откачки или налива параллельно с изме-
рениями расходомером измеряется сум-
марный дебит скважины у устья объемным
методом. Допустимое расхождение между
измерениями ±5%.
Метод повторных боковых
каротажных зондирований
Метод повторных боковых каротажных
зондирований (ПБКЗ), аналогично методу
расходометрии, позволяет находить дебит
при заданном понижении уровня воды
в скважпне для каждого пройденного ею
водоносного слоя, а для безнапорных го-
ризонтов — также естественные расходы
воды. Этот метод дает возможность строить
непрерывную кривую изменения гидро-
динамических характеристик пластов с глу-
биной. Минимальная мощность изуча-
емых интервалов составляет 0,5 м.
Сущность метода ПБКЗ сводится к про-
ведению в скважине, промытой раствором
повышенной минерализации, двух или трех
БКЗ. Последние выполняют через опре-
деленные промежутки времени или после
повышения гидростатического давления
воды в скважине.
Со временем или под влиянием увеличе-
ния гидростатического давления в водо-
проницаемых пластах вследствие проник-
новения минерализованного раствора
Рис. ХШ-10. Кривые ПБКЗ.
Замеры: 1 = первый; г — второй; s — третий.
кривые БКЗ из двухслойных трансформи-
руются в трехслойные. Практически эта
трансформация выражается в смещении
их вправо от оси ординат без существен-
ного изменения формы (рис. ХШ-10). Чем
глубже проникает раствор в пласт, тем
больше сдвиг кривых. По смещению кри-
вых можно судить о скорости поглощения
воды пластом или о количестве поглощен-
ной воды за известный период времени.
Методика работы состоит в следующем.
Сначала скважину промывают раствором
поваренной соли повышенной минерализа-
ции. Промывка скважины так же, как
и при резистивиметрии, может быть заме-
нена протягиванием вдоль ее ствола пори-
стого мешка с солью до получения в сква-
жине раствора желаемой концентрации.
Затем проводят первое БКЗ. После окон-
чания его уровень воды в скважине под-
нимают и поддерживают некоторое время
на определенной высоте путем налива
необходимого количества минерализован-
ного раствора. Далее проводят повторное
БКЗ. Если хотят определить удельный
24 Заказ 1050
369
дебпу, то по окончании первого повторного
Б КЗ устанавливают и поддерживают опре-
деленное время более высокий динами-
ческий уровень воды, а затем выполняют
еще одно БКЗ. *
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ
Температурные исследования
в скважинах
Температурные измерения в скважинах
чаще всего проводят с целью определения
геотермического градиента района. Зная
величину последнего, можно установить
естественную температуру пород для лю-
бой заданной глубины, что часто бывает
необходимо при решении практических
задач, в частности прп определении мине-
рализации подземных вод по данным метода
сопротивлений. По измерениям температур
в условиях неустановившегося теплового
режима, нарушенного промывкой сква-
жины, можно изучать тепловые свойства
пород (термокаротаж) и на основании этого
делать заключение о характере геологи-
ческого разреза. Прп помощи температур-
ных наблюдений можно также фиксировать
участки скважины, 1де в затрубном про-
странстве происходит циркуляция воды.
Измерения температур в скважине осу-
ществляются электрическим термометром
сопротивлений с использованием для за-
писи диаграмм обычной каротажной аппа-
ратуры. При его помощи исследования
могут проводиться в необсаженных и в об-
саженных скважинах, но при обязательном
заполнении их раствором.
Определение геотермического градиента
возможно только прп установившемся те-
пловом режиме. Геотермический градиент
района устанавливается по наклону термо-
грамм. Его величина прп прочих равных
условиях зависит от литологического ха-
рактера пород. Чем ниже теплопроводность
пород, тем больше для них геотермический
градиент. Максимальным геотермическим
градиентом характеризуются глинистые по-
роды. При переходе к пескам, песчаникам
или известнякам его величина соответ-
ственно уменьшается. Самые низкие гео-
термические градиенты наблюдаются в ги-
дрохимических осадках: ангидритах, гип-
сах, каменной соли.
Определение затрубного движения воды
рекомендуется проводить после промывки
скважины, чтобы перед началом замера
создать по ее стволу однородные темпера-
турные условия. Прп наличии затрубной
циркуляции на термограммах, снятых че-
рез некоторый промежуток времени после
промывки, на общем фоне постепенно уве-
личивающихся температур будут наблю-
даться аномальные участки с относительно
постоянной температурой.
Измерение диаметра скважин
Получение данных о диаметре скважины
необходимо при интерпретации результатов
различных видов каротажа (БКЗ, НГК,
ГГК, расходометрия). Поскольку действи-
тельный диаметр скважины на отдельных
участках может значительно отличаться
от диаметра долота, которым производи-
лось бурение, обычно пользуются каверно-
мером для получения кривой изменения
диаметра скважины по всей ее глубине.
Кроме того, по кавернограммам можно
уточнять геологический разрез. Так, на-
пример, в глинистых отложениях, которые
относительно легко поддаются размыву,
диаметр скважины обычно увеличен. В пе-
сках, песчаниках и известняках диаметр
скважины чаще всего близок к номиналь-
ному, а иногда даже несколько уменьшен
за счет образования глинистой корки.
Отдельные горизонты на кавернограммах
выделяются четкими симметричными экс-
тремумами. Границы горизонтов отвечают
точкам максимального приращения изуча-
емой величины. Часто по кавернограммам
границы определяются более точно, чем
по диаграммам других геофизических мето-
дов.
ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ
МЕТОДАМИ ГЕОФИЗИКИ
Составление геологического разреза
скважины и выделение
водоносных горизонтов
Подход к выделению по каротажным
диаграммам водоносных горизонтов суще-
ственно зависит от геологического разреза
и литологического характера ожидаемых
коллекторов воды. Поэтому по данным
геофизики прежде всего составляют де-
тальную геологическую колонку, кото-
рая служит осповой для локализации
водоносных горизонтов.
Наиболее полпые и достоверные све-
дения о геологическом разрезе скважины
могут быть получены при совместном рас-
смотрении результатов нескольких гео-
физических методов. Прп этом условии
повышается вероятность однозначного
определения различных категорий горных
пород. Комплексирование геофизических
исследований совершенно необходимо
прп проведении каротажа в слабо изучен-
ных районах. В районах с известным гео-
логическим разрезом иногда ограничи-
ваются так называемым стандартным
370
КС
Зоне мгл о, 2 В
25 75 Оми
Глина
Песок
с пресной
Вовой
Суглинок
Песок
с пресной
Вовой
Глина
Песчаник
Глина
Известняк
крепкий
Известняк
трети
носатый
Глина
мергель
Глина
Гранит
речами
Рис. ХШ-11. Схематические кривые различных геофизических методов.
каротажом, в который входят измерение
кажущегося сопротивления стандартным
зондом, замер кривой ПС и гамма-каротаж.
Каротажная характеристика главней-
ших типов пород, встречающихся при буре-
нии скважин на воду (рис. ХШ-11), сле-
дующая.
Глины, глинистые сланцы
и аргиллиты. Удельное сопротивле-
ние глин обычно изменяется от 2 до
10 ом • м, несколько повышаясь у песчаных
и карбонатных разностей. У глинистых
сланцев и аргиллитов оно значительно
выше и достигает иногда нескольких десят-
ков омметров. На кривых КС глины всегда
проявляются минимальными значениями
кажущихся сопротивлений, за исключе-
нием случая, когда они чередуются с пе-
сками, насыщенными весьма соленой водой
(рис. ХШ-11). Глинистые сланцы и аргил-
литы выделяются на диаграммах по сред-
ним значениям КС.
Графики БКЗ, отвечающие глинам и гли-
нистым породам, всегда имеют двух-
слойный характер. Иногда они бывают
несколько сдвинуты вправо вследствие
увеличенного диаметра скважины.
На диаграммах микрокаротажа глины
отмечаются равенством кажущихся сопро-
тивлений, замеренных градиент-микро-
зондом и потенциал-микрозондом
(рис. XIII-12). Величина этих сопротивле-
ний близка к величине рс.
24*
Характер кривой ПС в глинистых отло-
жениях зависит главным образом от/кон-
центрации солей в глинистом растворе.
Если рс превышает 1—2 ом-м, то в гли-
нистых породах кривая ПС, как правило,
отклоняется в сторону возрастания потен-
циала, в противном случае наиболее часты
ее смещения в обратном направлении.
Амплитуда смещения кривой ПС зависит
от минералогического и фракционного со-
става глин, литологической характери-
стики вмещающих пород и минерализации
пластовых вод и промывочного раствора.
Положение кривой ПС, соответствующее
глинистым породам, условно принимается
за нулевое. По отношению к «линии глин»
определяются знак и величина потенци-
алов ПС, наблюдаемых против разных
пород, пересеченных скважиной.
На диаграммах ВП глины проявляются
обычно минимальными показаниями. В то
же время суглинки, супеси и глинистые
пески характеризуются максимальными
значениями вызванной разности потенци-
алов. Исключение составляют лишь пыле-
ватые разности этих пород, которые прак-
тически почти не поляризуются.
На диаграммах ГК глинистые породы
отличаются наиболее высокими показа-
ниями. Особенно высокой интенсивностью
естественного гамма-излучепия характе-
ризуются глины морского происхождения
и глины, содержащие органические осадки.
371
Радиоактивность глин снижается с увели-
чением в них примеси песка. Пониженными
значениями 1Г отличаются также известко-
вистые глины.
На диаграммах НГК, снятых зондом
достаточно большой длины, глины выде-
ляются по минимумам интенсивности ней-
Рис. XIII-12. Микрокаротаж.
— градиент-микрозонд 7V0.025 ЛГ0.025А; Z —
потенциал-микрозонд Л10.05А.
дополнительное снижение этого параметра
у глин возможно также вследствие их
частого размыва, приводящего к увеличе-
нию диаметра скважины. Величина /нг
в глинистых сланцах и аргиллитах на-
много выше, чем в глинах, и для плотных
разностей этих пород может быть весьма
значительной.
На кавернограммах глинистые породы
легко обнаруживаются по увеличенному
диаметру скважины.
Пески и галечники. Удельное
сопротивление песков изменяется в очень
широких пределах в зависимости от их
водонасыщенностн и минерализации воды.
Величина его для водоносных песков на-
ходится между 3 и 250 ом-м и опреде-
ляется главным образом концентрацией
солей, растворенных в воде. У песков
содержащих пресную воду, она заклю-
чается в интервале между 15 и 250 ом-м
и чаще всего удерживается в диапазоне
от 30 до 60 ом-м. Для песков с минерали-
зованной водой она ограничивается пре-
делами 3 и 30 ом-м. Пески с удельным
сопротивлением свыше 250 ом • м обычно
практически безводны. Прп равной мине-
рализации воды удельное сопротивление
песков снижается с увеличением их пори-
стости и содержания глинистых фракций.
Удельное сопротивление глинистых песков
изменяется в пределах от 5 до ом-м
и чаще всего составляет 12—2Gom-m.
На кривых КС сухие пески и пески, насы-
щенные пресной водой, всегда заметно
отличаются от вмещающих глин по отно-
сительно высоким сопротивлениям. Чем
больше минерализована пластовая вода,
тем меньше будут при прочих равных
условиях максимумы сопротивлений про-
тив песков. Пески, содержащие соленую
воду, практически не отличаются по сопро-
тивлению от глин. Глинистые пески про-
являются сравнительно небольшими прка-
заниямп КС.
Графики БКЗ для песчаных пластов,
залегающих на сравнительно больших глу-
бинах, чаще всего принадлежат к трех-
слойному типу с соотношением сопроти-
влений рс < рд < рп. Для высоконапор-
ных горизонтов, а также пластов,
расположенных на высоких отметках, более
характерны графики БКЗ двухслойного
типа.
На диаграммах микрокаротажа пески
выделяются по расхождению между кри-
выми КС, снятыми потенциал-микрозондом
и градиент-микрозоцдом (рис. ХШ-12).
Величина этих КС мала и обычно не пре-
вышает 3—5рс.
Характер кривых ПС в песках зависит
от соотношения диффузионной и фильтра-
ционной составляющих потенциала, ко-
торое в значительной мере определяется
удельным сопротивлением глинистого
раствора. Когда скважина заполнена рас-
твором повышенной минерализации (рс<
< 1—2 ом-м), основное значение в фор-
мировании естественных потенциалов при-
обретают диффузионные явления, и тогда
кривая ПС против песчаных пород, содер-
жащих пресную воду, отклоняется от
«линии глин» в сторону положительных
значений потенциала. Прп сравнительно
высоком удельном сопротивлении глини-
стого раствора (рс >2 ом-м) влияние
фильтрационных потенциалов па кривую
ПС возрастает и против песчаных отложе-
ний почти всегда наблюдаются минимумы
потенциала ПС независимо от соотношения
межДУ минерализациями раствора и пла-
стовых вод. При постоянном и не слишком
высоком значении рс с повышением мине-
рализации воды кривая ПС в песчаных
пластах смещается в сторону отрицатель-
ных значений потенциала, что в зависи-
мости от знака аномалий уменьшает или
увеличивает их амплитуды. Амплитуды
аномалий кривой ПС против песков зави-
сят также от химического состава подзем-
ных вод и при прочих равных условиях
всегда уменьшаются по мере увеличения
содержания в песках тонкодисперсного
материала.
На диаграммах ВП пески характери-
зуются повышенными показаниями по срав-
нению с глинами, но меньшими, чем
суглинки, супеси и глинистые пески. С уве-
личением минерализации воды поляри-
зуемость песков снижается.
На кривых /г пески выделяются по
минимальным показаниям, величина ко-
торых не зависит ни от водонасыщенностп
породы, ни от минерализации пластовой
воды. При наличии в породе глинистых
частиц радиоактивность ее возрастает.
На диаграммах 7НГ пески проявляются
различно в зависимости от их водонасы-
щенностп. Водоносные пески, залегающие
среди глин, выделяются на кривых /нг
по небольшим максимумам. С уменьшением
водонасыщенностп пород значения /нг
всегда увеличиваются. Сухие пески харак-
теризуются высокими значениями /пг.
Диаметр скважины в песках обычно
близок к номинальному. Иногда наблю-
дается небольшое сужение его. В сильно
водонасыщенных рыхлых песках и песках-
плывунах диаметр скважины большей
частью увеличен.
Галечники проявляются на каротажных
диаграммах так же, как и пески, за исклю-
чением кривой КС, на которой при прочих
равных условиях они отличаются не-
сколько большими сопротивлениями,
и кривой ВП, где они отличаются пони-
женными показаниями.
Песчаники. Удельное сопротивле-
ние песчаников изменяется от десяти до ты-
сяч омметров в зависимости от их водо-
насыщенности, минерализации пластовых
•вод, а также степени сцементированностп
и характера цемента. У водоносных песча-
ников оно составляет от 10 до 400 ом-м.
Если сопротивление песчаников превы-
шает 400 ом-м, то они обычно практи-
чески неводоносны. У песчаников с прес-
ной водой сопротивление находится между
40 и 400 ом-м, у песчаников с соленой
водой—между 10 и 150олс-лс. Песча-
ники, залегающие среди глин, всегда отме-
чаются на кривых КС повышенными зна-
’чениями сопротивлений. Прп прочих
равных условиях они тем выше, чем ниже
минерализация воды и меньше водонасы-
щенность песчаников. Глинистые раз-
ности песчаников отличаются понижен-
ными сопротивлениями.
Графики БКЗ и диаграммы микрозондов
для рыхлых песчаников имеют тот же
характер, что и для песков. В плотных
же безводных песчаниках графики БКЗ
принадлежат к двухслойному типу, а КС,
зарегистрированные микрозондами, отли-
чаются высокими значениями. Прп этом
кривая, снятая градиент-микрозондом,
обыкновенно резко дифференцирована,
а кривая, замеренная потенциал-микро-
зондом, наоборот, заметно сглажена и фак-
тически не отражает характера разреза.
На диаграммах ПС, 1Г и кавернограммах
песчаники фиксируются так же, как
и пески, а на кривых ВП — несколько
большими показаниями.
На диаграммах НГК рыхлые водонос-
ные песчаники проявляются сравнительно
небольшими значениями /нг; плотные же
сцементированные разности песчаников
характеризуются высокими показаниями.
Известняки и доломиты.
Удельное сопротивление известняков
изменяется примерно в тех же пределах,
что и у песчаников, и практически зависит
от тех же факторов. На кривых КС изве-
стняки во всех случаях отмечаются четкими
максимумами сопротивлении. На общем
фоне высоких сопротивлений минималь-
ными значениями этого параметра выде-
ляются трещиноватые водонасыщенные зо-
ны и глинистые разности известняков.
Наиболее высокими сопротивлениями при
прочих равных условиях обладают кри-
сталлические и окремненные известняки.
Сравнительно низкие сопротивления при-
суши ракушечникам и кавернозным изве-
стнякам.
Графики БКЗ для сильно трещиноватых
водоносных известняков имеют трехслой-
ный характер типа рс < Рд < Рп. для
плотных водонепроницаемых разностей —
двухслойный характер.
На диаграммах ПС, 1Г, /нг и микро-
зондов известняки ведут себя так же, как
и песчаники, на кривых ВП — отмечаются
повышенными показаниями, снижающи-
мися при обводненности пород.
На кавернограммах отчетливо выделяют-
ся кавернозные известняки, в которых
обычно резко увеличен диаметр скважины.
Каротажная характеристика доломитов
в общих чертах сходна с характеристикой
известняков. Иногда они отличаются более
высокой поляризуемостью.
Мергели. На кривых КС мергели
проявляются средними значениями сопро-
373
тивлений, чаще всего заключающимися
между 10 и 50 ом-м.
Графики БКЗ в мергелях имеют всегда
двухслойный характер.
На кривых ПС мергели выделяются по
отсутствию отклонений от «линии глин».
На кривых ВП имеют чаще более высокие
показания, чем глины.
По величине 1Г мергели занимают про-
межуточное положение между известня-
ками и глинамп. На диаграммах /нг они
отмечаются средними показаниями, уве-
лпчивающимися с уплотнением породы.
Диаметр скважины в мергелях равен
номинальному.
Мел. Удельное сопротивление мела,
насыщенного пресной водой, изменяется
в диапазоне от 25 до 150 ом-м. Мел, содер-
жащий пресную воду, при залеганип среди
глин всегда будет выделяться на кривой КС
повышенными сопротивлениями.
Графики БКЗ в пластах водонасыщен-
ного мела имеют трехслойный характер
типа рс<С Рд<Х Рп-
На кривых микрозондов, ПС-, /г, 1НГ
и кавернограммах мел отмечается так же,
как и пески, на кривых ВП выделяется
низкой поляризуемостью.
Изверженные породы. Извер-
женные породы характеризуются весьма
высокими значениями сопротивлений,
исчисляемыми сотнями и тысячами ом-
метров. Кривые КС в изверженных поро-
дах сильно иззубрены. К участкам пони-
женных сопротивлений приурочены тре-
щиноватые и выветрелые зоны. Удельное
сопротивление водоносных изверженных
пород ограничивается пределами 150—
600 ОМ' • м.
Графики БКЗ, построенные для отдель-
ных участков изверженных пород, обычно
бывают искажены и в большинстве случаев
не поддаются интерпретации.
Кривые КС, снятые градиент-микрозон-
дом, всегда интенсивно изрезаны. При этом
общий фон значений КС очень высок.
Кривые КС, записанные с помощью потен-
циал-микрозонда, сильно снивелированы.
На кривых ПС кровля изверженных
пород большей частью отбивается по сни-
жению потенциала. Внутри массива пород
также нередко наблюдаются резкие скачки
кривой ПС в направлении уменьшения
потенциала, связанные с ожелезненными
трещинами.
На кривых ВП они отличаются относи-
тельно высокой поляризуемостью.
На диаграммах 1Г изверженные породы
ироявляются различным образом. Наи-
более высокой радиоактивностью обладают
кислые породы, в частности граниты.
Основные породы менее радиоактивны.
По сравнению с осадочными отложениями
изверженные породы могут характеризо-
ваться и повышенной и пониженной радио-
активностью. Повышенная радиоактив-
ность наблюдается тогда, когда поверх-
ностные отложения являются конечным
продуктом распада изверженных пород,
а пониженная, когда кристаллические по-
роды (в особенности основные) перекрыты-
глинистыми отложениями морского гене-
зиса. Для коры выветривания и ослаблен-
ных зон характерно некоторое умень-
шение 1Г.
На кривых 7НГ изверженные породы обна-
руживаются по очень высоким показа-
ниям. В трещиноватых и разрушенных
породах значения /нг снижаются.
Диаметр скважины в изверженных поро-
дах равен номинальному.
После составления геологической ко-
лонки в разрезе выделяются наиболее-
перспективные водоносные горизонты.
При этом оптимальными признаками водо-
носности являются следующие.
— Для горизонтов, представленных
песками, — удельное сопротивление в пре-
делах 30—200 ом-м, значительное откло-
нение кривой ПС от «линии глин» при срав-
нительно невысокой поляризуемости,
минимальная величина интенсивности
естественного гамма-излучения, заметное
расхождение между кривыми КС, замерен-
ными потенциал-микрозондом и градиент-
микрозондом, сравнительно небольшая
величина интенсивности нейтронного-
гамма-излучения.
— Для горизонтов, представленных
песчаниками и известняками, — удельное
сопротивление в пределах 40—500 ом-м,
заметное отклонение ПС от «линии глин»
и минимальное значение /г при сравни-
тельно небольшой величине Гнг.
— Для горизонтов, представленных
изверженными породами, — относительно
низкое удельное сопротивление и пони-
женная интенсивность нейтронного и есте-
ственного гамма-излучения. Иногда по-
казателем водоносности служит также рез-
кое уменьшение потенциала ПС и умень-
шение поляризуемости.
Для непосредственного обнаружения во-
доносных горизонтов в песчаниках, изве-
стняках и особенно в изверженных породах
рекомендуется применять резистивиме-
трию.
Определение минерализации
подземных вод
Способ определения минерализации
подземных вод основан на связи между
удельным электрическим сопротивлением р»
и минерализацией С водных растворов.
Пользуясь графиками (рис. ХШ-13),
можно найтп концентрацию солей в воде,
374
Pq, ом-м
Рис. ХШ-13. Зависимость удельного сопротивления воды рв от ее
минерализации при t° = 18° С.
1 — NaCI; 2 — СаС12; з — Na2SO4; 4 — CaSO4; S — MgSO4; 6 — NaHCO»; 7 —
Ca(HCOs)2; 8 — Mg(HCO3)2; 9 — Na2CO„.
если известны ее удельное сопротивление,
химический состав и температура:
Pt= 1+pf (*° —18°) ’ (ХШ’3>
где pt и р18 — удельное сопротивление
раствора при температуре соответственно t°
и 18° С, a — температурный коэффи-
циент электропроводности, значение ко-
торого близко к 0,02 для большинства
природных растворов.
Величина рв связана с удельным сопро-
тивлением породы формулой
Рп = ^>Рв. (ХШ-4)
где Р — коэффициент, называемый отно-
сительным сопротивлением породы.
Таким образом, чтобы определить рв,
достаточно знать для породы, содержащей
воду, параметры рп и Р. Величина рр
находится с достаточной для практики
точностью при помощи БКЗ. Р зависит
главным образом от пористости и струк-
турных особенностей породы. Для песков
эта величина изменяется в сравнительно
небольших пределах. Поэтому при оценке
минерализации воды в песках в качестве
их относительного сопротивления прини-
мается среднее статистическое значение
этого параметра. Для песков, содержащих
пресную воду, оно равно 4, для тонко-
зернистых и глинистых песков — 3, для
песков, содержащих воду повышенной ми-
нерализации, — 5. У сцементированных
и трещиноватых пород величина Р коле-
блется в значительно более широких пре-
делах. Ее определяют в каждом отдельном
случае по отношению удельного сопро-
тивления рд зоны проникновения к удель-
ному сопротивлению Рс воды, насыщающей
эту зону. Для достаточно мощных и одно-
родных пластов при хорошо выраженной
зоне проникновения рд часто удается
оценить по данным БКЗ или по измере-
ниям КС зондами небольшой длины с ис-
пользованием специальных палеток. Вели-
чину Рс Для хорошо проницаемых пород
375
с некоторым приближением принимают
равной удельному сопротивлению гли-
нистого раствора рс.
Вычисленное значение рв должно быть
приведено к температуре 18° С. Зависи-
мость рБ от температуры выражается фор-
мулой (ХШ-З). Температура исследуемого
пласта может быть определена либо непо-
средственным измерением, либо рассчитана
по заранее установленному для района
геотермическому градиенту.
Если тип воды известен, то из графиков
на рис. ХШ-13 выбирают ту кривую,
которая отвечает преобладающей в воде
соли. Когда состав воды неизвестен, ее
относят к смешанному типу, и тогда кон-
центрацию солей в воде оценивают по
абсциссе точки, расположенной на линии
с ординатой, соответствующей найден-
ному рв, посредпне между крайними кри-
выми рв = / (С), или смещенной в ту или
другую сторону в зависимости от пред-
полагаемого относительного содержания
в воде тех или иных компонентов.
Учитывая возможную ошибку в опре-
делении значения Р, температуры воды,
а также ее ионного состава, можно считать,
что точность определения минерализации
воды в песках указанным способом в сред-
нем составляет 15—20%. Для трещинова-
тых коллекторов вероятная ошибка не-
сколько выше вследствие обычно менее
точного определения Р.
Пример. Удельное сопротивление
40
песков равно 40 ом-я, рв=-^- =10 ом • м
при Р — 4. Из графиков на рис. ХЛ1-13
находпм, что при таком значении рв общее
содержание солей в воде, если ее относить
к смешанному типу, составляет примерно
800 лг/л. При тех же условиях минерали-
зация гидрокарбонатнонатриевых вод
составит 1100 мг/л, хлориднонатриевых —
650 мг/л. Пример показывает, какой поря-
док максимальной ошибки возможен, если
неправильно установлен тип воды. На
практике эта ошибка всегда будет меньше,
так как в • естественных условиях совер-
шенно однородные по химическому составу
растворы обычно не встречаются.
Второй способ определения минерализа-
ции подземных вод (метод А. М. Нечая)
основан на использовании результатов ме-
тода ПС, когда диффузионная составля-
ющая потенциала является преобладающей.
Подсчет концентрации солей в воде
производят по формуле для скважинного
диффузионного потенциала
ER=a.KRAg , (XIII-5)
Рв
где а — множитель, зависящий от мощ-
ности пласта, а Кд — коэффициент диф-
фузионного потенциала, величина которого
определяется литололическим характером
породы, ионным составом контактирующих
растворов и температурой пласта.
Необходимое условие возникновения
диффузионного потенциала в скважине___
разница в минерализациях пластовой воды
и бурового раствора, а также различие
в литологическом характере граничащих
пластов. Величина Кл в настоящее время
изучена только для песчаных коллекторов,
залегающих среди глин и насыщенных
хлориднонатриевыми водами, которые,
как правило, отличаются повышенной ми-
нерализацией. Кроме того, приведенная,
выше формула оказывается справедливой
лишь тогда, когда фильтрационная соста-
вляющая потенциала уменьшается до
полного исчезновения, что может проис-
ходить только при достаточно соленых
растворах. Следовательно, в настоящее
время метод можно считать пригодным
только для оценки минерализации воды
в песчаных горизонтах при значительной
минерализации пластовых вод и промывоч-
ного раствора, содержащих в основном
хлористый натрий. Поэтому применение
его при исследовании скважин на воду
ограничено.
Определение производительности
водоносных горизонтов
Определение производительности водо-
носных горизонтов в скважинах, вскрыв-
ших устойчивые породы, возможно при
помощи расходометрии, резистивпметрии
и метода ПБКЗ.
Обработка данных расходометрии начи-
нается с разделения в разрезе водопрони-
цаемых и водоупорных интервалов. Водо-
упорные слои выражаются на диаграммах
расхода Q участками прямых, параллель-
ных оси глубин. Водопроницаемые гори-
зонты выделяются на диаграмме по при-
ращению расхода. Границы их устанавли-
вают по точкам излома диаграммы. Де-
бит водоносного пласта i определяют-
как приращение расхода воды в пределах
его мощности:
Qi=Q«.—Сп>
гДе Qk и Q„ — расходы воды соответственно-
в кровле и подошве пласта.
Из резистивиметрических методов для
определения дебита водоносных горизон-
тов используют модификацию с наливом,
в результате чего получают диаграмму
скорости передвижения в скважине гра-
ницы раздела двух растворов различного
удельного сопротивления. Скорость про-
никновения раствора в каждый проница-
емый пласт вычисляется как разность-
между скоростямп движения границы рас-
творов выше и ниже исследуемого пласта.
376
От скорости Vnl поглощения раствора
пластом I, зная диаметр скважины d на
уровне пласта, нетрудно перейти к коли-
честву Qi поглощенной пластом воды за
единицу времени
Qi=^Vnl ' (ХШ-6)
Данные ПБКЗ обрабатывают в следу-
ющем порядке. Сначала полученные кри-
вые КС разбивают на отдельные участки,
однородные по величине сопротивления,
п для каждого участка строят три кри-
вые БКЗ, соответственно трем проведенным
операциям. Крест кривых накладывают
на крест двухслойной теоретической па-
летки БКЗ. Первая кривая БКЗ при этом
обычно хорошо совмещается с какой-ни-
будь теоретической кривой (или ложится
между кривыми). Вторая и третья кривые
либо совпадают с первой, что свидетель-
ствует об отсутствии поглощения раствора,
либо оказываются сдвинутыми вправо.
В последнем случае бланк с практическими
кривыми перемещают по палетке таким
образом, чтобы оси кривых сохранялись
параллельными, а крест практических кри-
вых находился бы на оси абсцисс палетки.
При этом добиваются совмещения подни-
мающихся ветвей сначала второй, а потом
третьей кривых БКЗ с соответствующими
ветвями какой-нибудь палеточной кривой.
Положение креста практической кривой
на двухслойной палетке в момент совпаде-
ния даст значение так называемого эффек-
тивного диаметра скважины йэ, характери-
зующего глубину проникновения раствора
в’породу.
Количество воды Qt, прошедшей в пласт i
за данный промежуток времени t при
принятом динамическом уровне, опреде-
ляют по формуле
<2z = ^-™z(^-d2)₽> (XIII-7)
тде т/ и d3t — мощность и эффективный
диаметр пласта Z, a f> — поправочный
коэффициент, зависящий от типа коллек-
тора. Для рыхлых отложений с пори-
стостью от 20 до 40% Р принимается рав-
ным 1,6; для трещиноватых пород в зави-
симости от характера трещиноватости
величина р может изменяться от 1 до 2,5.
Точность определения производитель-
ности водоносных горизонтов методом
ПБКЗ составляет в среднем 20—25%.
Если любым из перечисленных методов
определить дебиты Qi и Q] водоносных
горизонтов при двух установившихся’ уров-
нях воды в скважине Н1 и Н2, то можно
найти удельные дебиты каждого гори-
зонта в отдельности из отношения
„ (Х1П-8)
Л2— Щ
Для определения статического уровня Не
каждого артезианского горизонта строят за-
висимости Qi от Н. Поскольку зависимость
Q = / (Н) считается линейной в большом
диапазоне изменений Н, можно соединить
прямой точки с координатами Qi, Н1 и Q'[,
Н g и продолжить эту прямую до оси Н.
Точка их пересечения даст значение Но.
Скорости фильтрации V свободных грун-
товых вод определяют по формуле
v=T^Tlg Сс~Сс ’ (Х1П'9)
*2—О V2—^0
где г — радиус скважпны, Со — естествен-
ная минерализация подземных вод, Сг
и С2 — текущие концентрации раствора
в скважине, соответствующие моментам
времени tr и Z2.
Значения Ct, отвечающие определенным
глубинам и определенным моментам вре-
мени t, находят при помощи резистиви-
мограмм. Для перехода от снимаемых
с пих удельных сопротивлений раство-
ров рс< к концентрации Cf пользуются
графиками (рис. ХШ-13).
Иногда для облегчения вычислений V
прибегают к построению вспомогательных
графиков 1g (Ct — Со) = / (t), позволя-
ющих осреднить полученные данные.
Описанный метод дает удовлетворитель-
ные результаты только при скоростях
фильтрации, исчисляемых единицами
м/сутки. При меньших и слишком боль-
ших скоростях возможна значительная
ошибка в определении V за счет действия
сторонних факторов (диффузии солей, тур-
булентности движения воды и т. д.).
На основе комплексною изучения гео-
физических наблюдений и геолого-литоло-
гических данных, полученных по керну
и шламу, а также на основании данных
о циркуляции или поглощениях промывоч-
ной жидкости и о скорости и характере
работы инструмента на забое можно сде-
лать заключение о геолого-гидрогеологи-
ческом разрезе, вскрытом скважиной.
Наряду с геофизическими исследова-
ниями, проводимыми в скважине, необхо-
димо проводить лабораторные исследова-
ния геофизических параметров горных по-
род (удельного сопротивления, естествен-
ной радиоактивности, нейтронных свойств,
плотности, магнитной восприимчивости
и др.), а также их литологического и меха-
нического состава. Это является основным
условием получения эффективных данных,
пригодных для количественного определе-
ния водоносности и водоотдачи горных
пород. Обработка геофизических данных
чисто механически, без учета перечислен-
ных факторов, особенно в районах слож-
ных и малоизученных, как правило, очень
редко дает возможность сделать выводы,
близкие к истине.
377
Глава XIV
ВОДОПРИЕМНАЯ ЧАСТЬ СКВАЖИНЫ
Водоприемная часть — паиболее важ-
ный элемент скважины. В зависимости
от состава и сложения водоносного гори-
зонта, а также от состава, состояния
и свойств водоупорных пород кровли и по-
дошвы водоносного горизонта водоприем-
ная часть скважины может быть бесфиль-
тровой или оборудована фильтром. Чаще
всего гидрогеологические условия обус-
ловливают необходимость оборудования
скважины фильтром.
БЕСФИЛЬТРОВАЯ
ВОДОПРИЕМНАЯ ЧАСТЬ
Бесфильтровую водоприемную часть
устраивают в скважинах, когда водонос-
ные горизонты представлены устойчивыми
трещиноватыми скальными породами или
мелкозернистыми пылеватыми песками.
При устойчивых скальных водоносных
породах не требуется какого-либо обору-
дования, специальной обработки водо-
приемной части или особой методики от-
качки. После окончания бурения и откачки
до полного осветления воды при постоян-
ном дебите и установившемся уровне сква-
жины, вскрывшие водоносные горизонты,
можно передавать в постоянную эксплу-
атацию.
Для эксплуатации водоносных горизон-
тов, сложенных пылеватыми песками, не-
пригодны никакие фильтры, за исключе-
нием гравийных. Если же установка гра-
вийного фильтра в таком горизонте почему-
либо затруднена или невозможна, то при
особо благоприятных геолого-гидрогеоло-
гических условиях • прибегают к бесфиль-
тровой эксплуатации горизонта.
Успешная эксплуатация бесфильтровой
водоприемной части обусловливается мощ-
ной и прочной кровлей водоносных песков
(опоки, аргиллиты, песчаники, мергели,
очень плотные неразмокающие глины
и пр.). Необходимы также большая высота
напора и относительно большой удельный
дебит.
Бесфильтровая водоприемная часть
скважины в песках в отличие от фильтро-
вой не пересекает полностью водоносный
горизонт и не внедряется глубоко в него,
а вскрывает только его верхнюю часть
(практически башмак эксплуатационной
колонны труб должен находиться не бо-
лее чем на 0,5 м ниже водоупорной
кровли).
При помощи интенсивной откачки эр-
лифтом или промывки в верхней части
пласта водоносного песка разрабатывается
воронка (каверна) с большой водосборной
площадью, которая и является водоприем-
ной частью скважины (табл. XIV-1). Не-
пременное условие эксплуатации таких
скважин — непрерывный и равномерный
режим откачки, не нарушающий угла
естественного откоса водоносной породы.
Приведенные в табл. XIV-1 расчеты
условны, но они объясняют большие дебиты
йесфильтровых скважин при незначитель-
ном вскрытии водоносного пласта (по
В. М. Гаврилко и О. К. Киселеву).
При образовании каверн нарушается
равновесие пород, находящихся в зоне
скважины (рис. XIV-1). Наибольшее на-
пряжение испытывает порода, расположен-
ная выше каверны по границе MN и KL.
Эта порода, лишенная твердой опоры
снизу, стремится под действием сплы тя-
жести обрушиться в каверну. Однако при
наличии в разрезе крепких связных пород
этого не происходит. Порода в зоне гра-
ниц MN и KL каверны «повисает» на по-
роде, находящейся за этими границами,
в результате чего разрушается сводовая
часть кровли над каверной. По данным
исследований, давление в зоне напряжен-
ности пород 7 с глубиной распределяется
на эпюре давления 11. С поверхности и до
глубины, равной 5—6 радиусом каверны,
давление увеличивается по гидростатиче-
скому закону.
378
Таблица X.IV-1
Величина фильтрационной поверхности каверны бесфильтровой скважины
Глубина каверны, 31 Угол естественного откоса водоносного песка, град
10 25 35 10 25 35 10 25 35
поверхность каверны, ж2 радиус каверны, ла длина фильтра диаметром 6", приведенная к равновеликой поверхности каверны, м
0,5 1 2 3 27 400 470 4 18 72 287 2,3 9,4 38 150 3 5,7 11 1 2,2 4,3 11,4 0,7 1,4 2,9 6 54 200 940 8 36 144 540 4,6 19 76 300
Гидростатический закон увеличения
с глубиной характерен для жидкости и для
рассматриваемого случая выглядит так
Р _ . Moi
1 10 ’
(XIV 1)
где у01 — удельный вес породы.
Ниже этой зоны при наличии связных
крепких пород давление с глубиной не
увеличивается, а является величиной по-
стоянной, равной Рг. Такое распределение
давления над выработкой в связных поро-
дах может сохраниться до кровли водо-
носного пласта. Но если в разрезе имеются
пласты несвязных пород (песок водонасы-
щенный .9), нарушается постоянство давле-
ния и оно снова увеличивается по гидро-
статическому закону. Вследствие этого
на пласт кровли 5 вышележащие породы
будут оказывать давление
Рз= (Л1То1+й3уоз), (XIV-2)
тДе Тот и Тоз — удельный вес пород.
Ниже этого пласта величина давления
до начала эксплуатируемого водоносного
пласта остается постоянной. Незакреплен-
ная порода, которая стремится обрушиться
в каверну, расположена внутри параболи-
ческого свода обрушения 3, имеющего
высоту hn — «свободное тело». При цемен-
тации колонны центральная часть «свобод-
ного тела» связывается с обсадной колон-
ной, в результате чего высота «свободного
тела» уменьшается. Свод обрушения при-
обретает форму, образованную вращением
параболы около вертикальной оси 4 с вы-
сотой h^.
Расчет бесфильтровой скважины. Высота
параболического свода обрушения hn по
характерному для нее закону равна
где 7?к — допустимый радиус основания
каверны, tg а — тангенс угла внутреннего
трения или внутреннего Сопротивления
для плотных пород, слагающих кровлю
над водоносным горизонтом (табл. XIV-2).
Рис. XIV-1. Схематический геолого-техни-
ческий разрез бесфильтровой скважины
в песчаном водоносном горизонте (по
В. М. Гаврилко и О. К. Киселеву).
1 — зацементированные обсадные трубы; 2 — ка-
верна; з — параболический свод обрушения; 4 —
свод обрушения, образованный вращением пара-
болы вокруг вертикальной оси; 5 — кровля во-
доносного горизонта; 6 — подошва водоносного
горизонта; 7 — цилиндрическая зона напряжен-
ности пород J4NKL над каверной; S — прочная
связная порода: глина, мергель и пр.; 9 — несвяз-
ная порода — песок-плывун и пр.; 10 — водонос-
ные пески; 11— эпюра давления в цилиндриче-
ской зоне напряженности пород.
379
Таблица XIV-2
Значения tg а для различных
горных пород
Горные породы tg О. Среднее значение tg а
Глины пластичные - . 0,48—1,19 0,78
Сланцы глинистые, брекчии на глини- стом цементе . . . 1,19—2,74 1,73
Известняки и песча- ники средней плот- ности 2,75—5,67 3,73
Полевой шпат, квар- цевые породы, гра- нитный сиенит, габ- бро 5,67—11,43 7,45
Нельзя допускать обрушения «свобод-
ного тела» в каверну, так как вследствие
этого полость каверны может изолировать
водоносный горизонт от ствола скважины.
Устойчивость кровли сохраняется при
соблюдении условия
Y (Дет—^тах)
(1 —тк)ук—утк
(XIV-4)
где у — удельный вес воды, равный 1;
Тк — удельный вес породы кровли в т/м?\
Дет — статический уровень воды (считая
от глубины кровли — непониженный столб
воды в скважине) в ж; SM8KC — наибольшая
величина понижения уровня воды в м;
тк — пористость породы кровли в долях
единицы.
Таблица XTV-3
Значения tg а угла естественного
откоса под водой пород,
слагающих водоносные горизонты
Наименование породы Угол естествен- ного откоса гр, град tg ч>
Песок мелкий, илистый (плы- вун) Песок средней крупности . . Песок крупный, гравелистый . . Галечник с песком 0—15 25—30 35 25 0—0,27 0,47—0,61 0,7 0,47
По формулам (XIV-3) и (XIV-4) величина
допустимой высоты параболического свода
hn определяется с большим запасом.
Из допустимой высоты hn и формул
(XIV-3) и (XIV-4) допустимый радиус,
каверны Нк будет равен:
Y (Дет ^max) tg ot
(1—шк) ук + утк
(XIV-5)
Зная величину допустимого радиуса ка-
верны Rn, можно определить максимально-
допустимый дебит скважины
Q = ЗбООлпдопДЙ Vl-f-tg24> лз/ч, (XIV-6).
где tg <р — тангенс угла естественного от-
коса породы в воде (табл. XIV-3); гдоп_ i
допустимая выходная скорость фильтрации!
в м/сек', RK — допустимый радиус основа-
ния каверны в ж.
Объем каверны ориентировочно опре-
деляется по формуле круглого прямого-
конуса
1
Кк=-л7?^к, (XIV-7>
О
где hK — глубина каверны в м.
Объем каверны можно определить по
количеству выносимого песка по формуле
Гк=-у-, (XIV-8)
где Vn — объем вынесенного песка из сква-
жины в ж3; Н — коэффициент разрыхления
песка, равный 1,05—1,15.
Нередко прочность кровли недостаточна-
для устойчивости бесфильтровой сква-
жины; в этих случаях кровлю укрепляют
искусственно.
Способы искусственного
укрепления кровли гра-
вием. Прп искусственном ук!>еплении
каверны и кровли полость каверны ча-
стично засыпают гравием. Слой гравия -
на песке создает противодавление на пласт,
предотвращая его размыв и чрезмерное
увеличение радиуса каверны.
Для засыпки каверны используют гра-
вий с частицами, диаметр которых в 10—
15 раз больше среднего диаметра частиц
водоносного песка.
Гравий в каверну можно нагнетать черев
бурильные штанги пли засыпать в затруб-
ное пространство.
После того как образуется каверна рас-
четного диаметра, в скважину опускают
колонну бурильных штанг со специальным
наконечником 10 (рис. XIV-2, с). Конец
его должен находиться на 10—15 см пиже
башмака обсадной колоппы. Затем через
специальный вертлюг грязевым насосом
закачивают гравий при вращении буриль-
380
по-
ной колонны. Гравий, отбрасываемый
к краям каверны, скатывается по откосу
и образует слой на поверхности каверны.
При закачке гравия скважина фонтани-
рует и закачиваемая вода изливается между
обсадной и бурильной колоннами. Ско-
рость восходящего потока воды должна
быть в 2—4 раза меньше скорости свобод-
ного падения частиц гравия в воде, чтобы
последний не вымывался обратно. Для
регулирования скорости восходящего
тока служит задвижка 11.
По второй схеме (рис. XIV-2, б)
в скважину опускают колонну труб
со щелевым фильтром. Гравий в сква-
жину закачивают по междутрубному
пространству при помощи грязевого
насоса и инжектора. Частицы гравия
заполняют каверну вокруг щеле-
вого фильтра. Такой способ загрузки
гравия отличается от обычных гра-
вийных засыпок тем, что приток
воды к скважине идет по сфериче-
ской поверхности и песок не выно-
сится потоком. Для фонтанирова-
ния и выброса закачиваемой воды
служит вспомогательная колонна.
Принудительная закачка гравия
в каверну исключает возможное рас-
слоение гравия на фракции.
ФИЛЬТРОВАЯ
ВОДОПРИЕМНАЯ ЧАСТЬ
Фильтры устанавливаются при
бурении скважин в рыхлых и не-
устойчивых скальных и полускаль-
ных породах. Они состоят из филь-
трующей (рабочей) части, надфиль-
тровой трубы и отстойника.
Конструкция и размеры фильтра
принимаются в зависпмости от гид-
рогеологических условий, дебита и режима
эксплуатации скважины с учетом следу-
ющих требований.
1. Фильтр должен обладать устойчи-
востью против химической коррозии и эро-
зионного воздействия воды; в условиях
агрессивных вод должны применяться
устойчивые против коррозпи материалы
или антикоррозионные покрытия.
2. Фильтр должен иметь достаточную
механическую прочность, наибольшую
просветность (скважность) и предельно
допустимые размеры проходных отверстий
(с учетом необходимости предотвращения
песковапия скважины при эксплуатации).
Увеличение просветности и размера про-
ходных отверстий фильтра снижает интен-
сивность зарастания фильтров и удлиняет
срок их эксплуатации.
Типы и конструкции фильтров выби-
раются в зависимости от характера породы
водоносного горизонта и тлубипы сква-
жины в соответствии с табл. XIV-4, 5, 6.
При агрессивных водах с большим со-
держанием углекислоты, сероводорода
и кислорода каркасы фильтров, рассчи-
танных на длительный срок эксплуатации,
целесообразно изготовлять из нержаве-
ющей стали. Если каркасы фильтров изго-
тавливаются из простых сталей, следует
производить их антикоррозионную защиту
с учетом требований органов санитарно-
эпидемиологи теской службы.
4m# гатят
6 7 8
6 8 9
Рпс. XIV-2. Схема загружения гравия в каверну
(по В. М. Гаврилко и^О. К. Киселеву).
а — при помощи наконечника; б — способом закачки
гравия за контур фильтра; 1 — зацементированная
обсадная колонна; 2 — вспомогательная колонна; 3 —
смеситель; 4 — инжектор; 5 — вертлюг; 6 — гравийная
засыпка; 7 — водоносный горизонт; 8 — кровля; 9 —
щелевой фильтр; 10 — наконечник; 11 — задвижка.
Размеры проходных отверстий фильтров
без устройства гравийной отсыпки реко-
мендуется определять по табл. XIV-6.
При устройстве гравпйной обсыпки раз-
меры проходных отверстий фильтров долж-
ны приниматься равными среднему диа-
метру частиц слоя обсыпки, примыкающего
к стенкам фильтра.
В трубчатых фильтрах с круглой или
щелевой перфорацией скважность следует
доводить до 20—25%.
В фильтрах с водоприемной поверх-
ностью из проволочной обмотки и штампо-
ванного стального листа просветность при-
нимается исходя из условий их прочности
до 30—60% в зависпмости от толщины
проволоки, стального листа и стержней,
а также от расстояний между стержнями..
В гравийных фильтрах в качестве об-
сыпки можно применять песок, гравий
и песчано-гравийные смеси.
381
Таблица XIV-4
Водоносные породы
Применяемые типы и конструкции фильтров
Полускальные неустойчивые поро-
ды; щебенистые и галечниковые по-
роды с преобладающей крупностью
частиц щебня и гальки от 20 до
100 мм (более 50% по весу)
Гравий, гравелистый песок с ча-
стицами от 1 до 10 мм и с преобла-
дающими размерами частиц от 2 до
5 мм (более 50% по весу)
Пески крупные с преобладающими
размером частиц 1—2 мм (более 50%
по весу)
Пески средние с преобладающими
размерами частиц от 0,25 до 0,5 мм
(более 50% по весу)
Пески мелкие с преобладающими
размерами частиц 0,1—0,25 мм (бо-
лее 50% по весу)
Трубчатые фильтры с круглой и щелевой пер-
форацией.
Стержневые фильтры
Трубчатые фильтры с круглой и щелевой перфо-
рацией, с водоприемной поверхностью из прово-
лочной обмотки или из штампованного стального
листа.
Стержневые фильтры с обмоткой проволокой
из нержавеющей стали или с водоприемной по-
верхностью из штампованного листа
Трубчатые фильтры со щелевой перфорацией,
с водоприемной поверхностью из проволочной
обмотки, штампованного стального листа или
из сетки квадратного плетения.
Стержневые фильтры с водоприемной поверх-
ностью из проволочной обмотки, стального штам-
пованного листа или из сетки квадратного плете-
ния
Трубчатые и стержневые фильтры с водоприем-
ной поверхностью из сеток гладкого (галунного)
плетения.
Трубчатые и стержневые фильтры с однослой-
ной гравийной обсыпкой (гравийные фильтры)
Трубчатые и стержневые фильтры с одно-,
двух- или трехслойной песчаной или песчано-
гравийной обсыпкой (гравийные фильтры). Блоч-
ные фильтры
Примечания. 1. фильтры на стержневых каркасах (стержневые фильтры) обладают лучшими
гидравлическими свойствами и обеспечивают более эффективную работу скважин при длительной их
эксплуатации. Особенно эффективны эти фильтры при работе в водах с неустойчивым химическим
составом, когда проходные отверстия на каркасах сильно зарастают железистыми и карбонатными отло-
жениями, в результате чего снижается их скважность (просветпость). Фильтры на стержневых каркасах
рекомендуют применять для скважин глубиной до 200 м.
2. Трубчатые стальные фильтры допускается применять при всех глубинах скважин.
3. Блочные фильтры из пористой керамики можно использовать при небольшой производитель-
ности скважин (как правило, до 5 л/сек). Не рекомендуется установка таких фильтров в скважинах,
пробуренных с глинистым раствором, в глинистых песках, а также при повышенном содержании железа
в подземных водах.
4. Блочные фильтры.из пористого бетона не’следует устанавливать в водах, агрессивных по отно-
шению к бетону.
5. Применение фильтров из дерева, пластмассы, стеклопласта, а также блочных из пористого бе-
тона и керамики допускается в скважинах глубиной 400—150 м.
6. В крупногалечных и неустойчивых скальных породах при глубине скважин до 100 м допу-
скается применение фильтров с каркасом из штампованной листовой стали толщиной 4—7 мм с анти-
коррозийным покрытием.
7. Для изготовления фильтров могут применяться сетки квадратного и гладкого (галунного)
плетения. Они могут изготавливаться из проволоки латунной и нержавеющей стали. Кроме того, можно
применять сетки штампованные гофрированные с круглыми отверстиями из пластических масс.
8. Сетки проволочные квадратного плетения из стали марки Ст.З и Ст.5 допускается применять
только при устройстве кожухов для гравийных фильтров.
9. Фильтры должны изготавливаться из материалов, допущенных для этих целей Главным сани-
тарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения СССР.
382
Таблица XIV-5
1
Основные типы фильтров для водозаборных скважин
№ п/Hi
Типы фильтров Материалы для изготов- ! ления
Особенности конструкции
Фпльтры на опорных
каркасах из труб с круг-
лой и щелевой перфора-
цией (рис. XIV-6, XIV-7):
а) трубчатые фильтры
с круглой пли щелевой
перфорацией
б) с водоприемной по-
верхностью из проволоч-
ной обмотки
Трубы металлические,
деревянные, пластмассо-
вые, керамические, поли-
этиленовые, стеклопла-
стовые, асбестоцементные
Трубы бурового стан-
дарта с круглой пли ще-
левой перфорацией
Прутковая сталь мар-
ки Ст. 3 0 5 10 мм.
Проволока из нержаве-
ющей стали 0 3 4 мм
в) с водоприемной по-
верхностью из штампо-
ванного стального лис-
та, имеющего щели и
отверстия различной кон-
фигурации
Трубы (металлические
или неметаллические) с
круглой или щелевой
перфорацией
Проволока из нержа-
веющей стали 0 3—4 мм
или перхлорвинила. Не-
ржавеющая листовая
сталь толщиной 0,8—
мм, штампованная
1
г) с водоприемной по-
верхностью из сеток
Трубы (металлические
неметаллические) с
или щелевой
и
круглой
перфорацией
Подмотка под филь-
трующее покрытие из
проволоки нержавеющей
стали, перхлорвинила
пли винипластовой гоф-
рированной сетки с круг-
лыми отверстиями. Сет-
ка из нержавеющей ста-
ли или латуни гладкого
Скважность трубчатого филь-
тра 20—25% . Диаметр отверстий
и ширина щелей определяются
размером преобладающих фрак-
ций породы или обсыпки
Скважность каркаса 20—25% ..
Диаметр круглых отверстий
25 мм. Щели: ширина —
30 мм, длина 250—300
Скважность водоприемной
верхности из проволочной
мотки до 60%. Зазор между
ками проволоки определяется
крупностью преобладающих час-
тиц породы или обсыпки. Намотка
проволоки осуществляется поверх
подкладочных стержней, которые
привариваются на поверхности
стержней, приваренных на по-
верхности трубы-каркаса вдоль
ее оси
Конструктивное выполнение
трубчатого каркаса, аналогичное
фильтрам 16. Скважность водо-
приемной поверхности из штампо-
ванного стального листа до 20—
25%. Размер отверстий опреде-
ляется крупностью преобладаю-
щих фракций породы или обсып-
ки. Водоприемная поверхность
из штампованного стального лис-
та накладывается на трубчатый
каркас по подкладочной прово-
лочной спирали из нержавеющей
стали (или винипласта) или по
подкладочным стержням
Конструктивное выполнение
трубчатого каркаса, аналогичное
фильтрам 16 и 1в. Скважность
водоприемной поверхности 30—
55% в зависимости от крупности
преобладающих фракций породы
или обсыпки. Сетки накладыва-
ются на проволочную спираль
из нержавеющей стали, перхлор-
винила или винипластовой гофри-
рованной перфорированной сетки
или на продольные прутья диа-
метром 5—10 мм
15—
10—
мм.
по-
об-
вит-
383.
Продолжение табл. XIV-б
Д' п/ni
Типы фильтров
Материалы изготов-
ления
Особенности конструкции
2
г) с водоприемной по-
верхностью из сеток
Фильтры на опорных
каркасах из стержней
(каркасно-стержневые)
(рис. XIV-10):
а) стержневые фильт-
ры-каркасы с вертикаль-
ными щелями
(галунного) или квадрат-
ного плетения или сетка
типа «семянка»
б) с водоприемной по-
верхностью из проволоч-
ной обмотки
Сталь прутковая ма-
рок Ст. 5 и Ст. 7 0 6,
12, 14, 16 ». Соеди-
нительные патрубки из
труб бурового стандар-
та. Опорные кольца или
закладные планки
То же, что и для филь-
тров 2а. Проволока из
нержавеющей стали
02—4 мм
Скважность стержневого филь-
тра-каркаса до 60% . Ширина ще-
лей зависит от размера преобла-
дающих фракций породы или об-
сыпки
в) с водоприемной по-
верхностью из штампо-
ванного стального лис-
та, имеющего отверстия
и щели различной' кон-
фигурации
То же, что и для филь-
тра 2а. Нержавеющая
листовая сталь толщиной
0,8—1 м, штампован-
ная
г) с водоприемной по-
верхностью из сеток
То же, что и для филь-
тра 2а. Подмотка под
фильтрующее покрытие
из проволоки нержаве-
ющей стали, перхлорви-
нила. Сетка из нержаве-
ющей стали или латуни
квадратного или глад-
кого (галунного) плете-
ния
Гравийные
(рис. XIV-9):
а) гравийные засып-
ные (на забое)
В качестве опорного каркаса
используется стержневой фильтр
2а с максимальным размером тпр-
лей. Фильтрующее покрытие вы-
полняется путем спиральной на-
мотки проволоки из нержавеющей
стали.
Скважность водоприемной по-
верхности 50—60%. Размер за-
зора между витками проволоки
зависит от крупности частиц по-
роды или обсыпки
В качестве опорного каркаса
используется стержневой фильтр.
Фильтрующее покрытие, как и
у фильтров 1в, выполняется из
штампованного стального листа
со скважностью 20—25%. Размер
отверстий определяется в зависи-
мости от их формы и крупности
пород или обсыпки
Конструктивное выполнение
опорного каркаса аналогично
фильтрам 26 с той лишь разницей,
что проволочная обмотка выпол-
няет роль подкладочного элемента
и навивается с увеличенным зазо-
ром. Фильтрующим покрытием
является сетка, которая подби-
рается в зависимости от круп-
ности преобладающих фракций
пород или обсыпки
В соответствии с вы-
бранной конструкцией
опорного каркаса
В качестве опорного каркаса
у гравийно-засыпных фильтров
могут быть использованы все кон-
струкции фильтров 1-го и 2-го
типов. Размеры проходных отвер-
стий на опорном каркасе опреде-
ляются крупностью обсыпки.
384
Продолжение табл. XIV-5
п / П| Типы фильтров Материалы для изготов- ления Особенности конструкции
3 а) гравийные засып- ные (на забое) б) гравийные кожухо- вые (рис. XIV-8) в) гравийно-блочные на различном клее (це- менте) То же, что и для филь- тров За. Сетка квадрат- ного плетения из желез- ной проволоки. Листо- вое кровельное железо, штампованное То же, что и для фильтров За. Фильтро- вые блоки из пористого бетона, пористой кера- мики и других материа- лов, изготовленных на основе синтетических клеев, применение кото- рых в скважинах питье- вого водоснабжения со- гласовано с Госсанин- спекцией Фильтрующим покрытием явля- ется обсыпка (песчаная, гравий- ная, песчано-гравийная), устана- вливаемая на забое (путем за- сыпки материала по межтрубному пространству). Число слоев об- сыпки и размеры гравийного ма- териала определяются размерамп водоносных песков В качестве штампованного кар- каса у кожуховых фильтров могут быть использованы те же кон- струкцип, что и для фильтров За, размер проходных отверстий кото- рых определяется крупностью об- сыпки. Фильтрующим покры- тием является однослойная гра- вийная обсыпка, которая подби- рается в зависимости от крупно- сти водоносных песков. Кожух рекомендуется изготавливать из сеток квадратного плетения или штампованного кровельного же- леза В качестве опорного каркаса рекомендуется применять стерж- невые или трубчатые фильтры 2а, 1а с максимальным размером проходных отверстий. Для неглу- боких скважин возможно приме- нение блочных фильтров без кар- каса. Фильтрующим покрытием являются частицы, связанные це- ментирующими веществами в жест- кую пористую прочную цилин- дрическую оболочку (блоки) из пористой керамики, пористого бе- тона и др.
Примечание. К группе фильтров 1а будут относиться фильтры, свальцованные из штампованного
стального листа с антикоррозионными покрытиями; листовая сталь марок Ст. 5, Ст.7; толщина листов
от 3 до 7 мм, щели. различной конфигурации.
Подбор материалов для гравийных об-
сыпок производится по соотношению
=8->12 (XIV-9)
“60
где О80 — размер частиц, меньше которых
в обсыпке содержится 50%; d80 — то же
в породе.
Материал, используемый для гра-
вийных фильтров, должен быть незагряз-
ненным и надежным в санитарном отно-
шении.
В гравийных фильтрах толщина слоев
обсыпки принимается с учетом их кон-
струкции. Для фильтров, собираемых на
поверхности земли и опускаемых в сква-
жину в готовом виде, толщина каждого
слоя обсыпки должна быть не менее 30 лыи;
для фильтров, создаваемых на забое сква-
жин засыпкой гравия по межтрубному
пространству, она должна быть не менее
50 .о.
Наиболее надежны в эксплуатации сква-
жины с гравийной обсыпкой толщиной
в 150—200 л».
25 Заказ 1050
385
Таблица XIV-6
Размеры проходных отверстии фильтров *
Типы фильтров Размеры проходных отверстий, мм
при коэффи- циенте неод- нородности пород 1] < 2 при коэффи- циенте неод- нородности пород 2
С круглой перфо- рацией 2,5—3^50 3—4<?50
Со щелевой пер- форацией 1,25—1^50 1,5—2dso
Сетки . . 1,5—2<26О 2—2,5Й60
* Т) = 4^; <1ю; ds0; de о — размеры частиц
Й1о
грунта, меньше которых в водоносном пласте
содержится соответственно 10, 50 и 60% (опреде-
ляются по графику гранулометрического состава
пород).
Примечание. Меньшие значения размеров про-
ходных отверстий относятся к мелким пескам,
бблыпие — к крупным.
При устройстве двух- и трехслойных
гравийных обсыпок подбор механического
состава материалов слоев производится
по соотношению ~ = 4 6, где D2 и —
средние диаметры частиц материала сосед-
них слоев обсыпки.
Прп подборе гравийного материала для
блочных фильтров из порпстого бетона
и из пористой керамики следует выдержи-
Дь
вать соотношение —— = 10 16, а для
“S0
°Ф
клеевых фильтров = 8-г 12, где Z)A —
СэО
средний диаметр частиц гравия в блоке
фильтра; d80 — средний диаметр частиц,
меньше которых в породе содержится 50%
(принимается по кривой гранулометриче-
ского состава).
При устройстве гравийных фильтров
за наружный диаметр скважины следует
принимать диаметр внешнего контура об-
сыпки.
По условиям ремонта скважин мини-
мальный диаметр каркаса фильтра должен
составлять 80—100 лык.
Прп ударном бурении, когда стенки
скважины крепятся трубами, конечный
диаметр скважины должен быть больше
наружного диаметра фильтра не менее
чем па 50 мм.
При роторном способе бурения без кре-
пления стенок трубами конечный диаметр
скважины должен превышать наружный
диаметр фильтра на 100 мм.
386
В водоносных горизонтах мощностью
до 10 .к длину рабочей части фильтра нужВо,
принимать, как правило, равной этой
мощности.
В водоносных горизонтах мощностью,
более 10 м длину рабочей части фильтров,
определяют с учетом водопроницаемости
пород, производительности скважины,
и конструкции фильтра. Следует макси-
мально увеличивать длину фильтра в наи-
более водопроницаемых зонах.
Рабочая часть фильтра должна уста-
навливаться на расстоянии не менее 0,5 м
от кровли и подошвы водоносного-
пласта.
При наличии нескольких водоносных
горизонтов рабочие части фильтров уста-
навливают в каждом водоносном горизонте-
и соединяют между собой глухими трубами
(перекрывающими слабоводопроницаемые
слои).
При использовании подземных вод для
хозяйственно-питьевых целей, когда водо-
носный горизонт не защищен с поверх-
ности водоупорным слоем, рабочую часть
фильтра следует располагать в средней
и нижней частях этого горизонта.
Верхняя часть надфильтровой трубы
должна паходиться выше башмака обсад-
ной колонны не менее чем па 3 м при
глубине скважины до 30 ж и не менее чем
на 5 м при большей глубине скважины.
Между обсадной колонной и падфильтро-
вой трубой должен быть установлен саль-
ник.
Примечание. Сальник не тре-
буется, если надфпльтровая труба выходит
на поверхность земли, а также если гра-
вийная обсыпка (по межтрубному про-
странству) засыпается до верхнего края
надфильтровой трубы.
Длину отстойника, как правило, при-
нимают равной 1—2 м.
Определение основных размеров
фильтров
Диаметр и длину фильтра рассчитывают
согласно дебиту скважины. Они зависят
также от состава, условий залегания и мощ-
ности водоносных горизонтов, намеченных
для эксплуатации.
Наружный диаметр фильтра определяет-
ся в зависимости от его водопропускной
способности, которая рассчитывается по
формуле
/=пфЛ (XIV-10>
где / — водопропускная способность
фильтра в м3/сутки', — допустимая ско-
рость фильтрации воды, определяемая по
формуле (XIV-11), в м/сутки; F — рабочая
площадь фильтра в м2.
Рис. XIV-3. Пропускная способность фильтра длиной 10 м со скваж-
ностью не менее 25% в зависимости от его диаметра и коэффициента
фильтрации водоносной породы (по материалам треста Промбурвод).
В качестве наружного диаметра фильтра
а зависимости от его конструкции при-
нимается:
а) в трубчатых фильтрах с круглой и ще-
левой перфорацией — наруяшый диаметр
«фильтровой трубы;
Рис. XIV-4. Диаметры фильтров длиной
40 м в зависимости от величины заданного
дебита и коэффициента фильтрации водо-
носной породы (по материалам треста
Промбурвод).
б) в проволочных и каркасно-стержне-
вых фильтрах — наружный диаметр про-
волочной обмотки;
в) в гравийных фильтрах — наружный
диаметр фильтрующей обсыпки.
Водопропускная способность / фильтра
не должна быть меньше запроектирован-
ного дебита. Величина водопропускной
способности фильтров длиной 10 м и их
необходимые диаметры в зависимости от
величины коэффициента фильтрации водо-
носной породы и расчетного дебита сква-
жины могут быть определены ориентиро-
вочно по графикам (рис. XIV-3, 4).
Допустимая входная скорость Иф филь-
трации воды определяется по графику
'(рис. XIV-5) или находится по формуле
з __
Гф = 651/Х, (XIV-11)
где Гф — практически допустимая вход-
ная скорость фильтрации в м/сутки', К —
коэффициент фильтрации водоносной по-
роды в м/сутки.
Рис. XIV-5. График зависимости
входной скорости фильтрации от
коэффициента фильтрации (I — по
Абрамову; II — по Зихардту).
Величину коэффициента фильтрации К
при отсутствии фактических данных можно
принимать ориентировочно по табл. XIV-7.
При расчете водопропускной способ-
ности фильтра в качестве рабочей пло-
щади F следует принимать:
а) в фильтрах — дырчатом, щелистом,
проволочном, каркасно-стержневом, ко-
жуховом и гравийном — всю наружную
поверхность, если скважпость каркаса пре-
вышает 25%; в других случаях — площадь
отверстий каркаса;
б) в корзинчатом и гравитационных филь-
трах — внешнюю поверхность действу-
ющих воронок (находящихся ниже
динамического уровня).
25*
387
Таблица XTV-T
Ориентировочные значения коэффициента фильтрации
Водоносная порода Коэффициент фильтрации, м / сутки Водоносная порода Коэффициент фильтрации, м/сутки
Песок пылеватый Песок мелкозернистый . . . Песок среднезернистып . . Песок крупнозернистый . . 0,5—1 2—5 6—15 16—30 Гравий от мелкого до крупного Галечник мелкий . . . Галечник средний . . . Галечник крупный . . —~ 31—70 71—300 301—500 Более 500
Примечание. Промежуточные значения коэффициента фильтрации песка и гравия изменяются-
в зависимости от гранулометрического состава водоносной породы и преобладающего содержания мелких
или крупных фракций, а коэффициент фильтрации галечников, кроме состава основных фракций, за-
висит также от наличия и состава песчаного или гравийного заполнителя.
Если выразить рабочую площадь филь-
тра F через его диаметр и длину рабочей
части и принять f = Q, формула может
быть преобразована
d= (XIV-12)
™о!’ф
где d — наружный диаметр фильтра; 10 —
длина его рабочей части.
Каркас фильтра
Каркас фильтра необходим для различ-
ных конструкций фильтров. Его изгото-
вляют из обсадных труб. Исключение
составляют фильтры каркасно-стержневой
и неметаллические: пластмассовые, фарфо-
ровые, деревянные и другие.
Отверстия в стенах обсадных труб про-
сверливают в шахматном порядке (перфо-
рация) или прорезают при помощи элек-
трорежущего (сварочного) или автогенного
аппарата или фрезы.
Каркас фильтра с круг-
лыми отверстиями. Для филь-
тровых каркасов, изготовляемых перфора-
цией труб (рис. XIV-6), в тресте Союз-
нефтебурвод был принят стандарт,
указанный табл. XIV-8.
Каркас фильтра с отвер-
стиями в виде щелей. Для раз-
метки на трубе прямоугольных щелей
можно руководствоваться следующими
данными. Ширина а щели должна быть,
равна удвоенному диаметру частиц водо-
носной породы, которые по расчету должны
отложиться вокруг стенок каркаса и обра-
зовать естественный фильтр (рис. XIV-7).
Расстояние между осями щелей по гори-
зонтали должно быть равно 10а, длина Г
щели принимается равной от 25 до 100 мм,
Таблица XfV-8
Размеры п расположение круглых отверстий в каркасах фильтров
Размеры, лип п 7V к, %
D d а ъ
89 12 23 15 12 780 32
114 16 25 22 14 635 34,9
168 18 29 25 18 720 33,8
219 20 34 31 20 640 29,2
273 20 36 31 24 768 27,5
325 22 41 33 25 750 28,5
377 22 39 33 30 900 29,5
Примечание. D — наружный диаметр трубы; d — диаметр отверстий; а — расстояние между
центрами отверстий в горизонтальном ряду; е — расстояние между центрами горизонтальных рядов по-
вертикали; п — количество отверстий в горизонтальном ряду; JV — количество отверстий на 1 м трубы;.
К — отношение площади отверстий к площади трубы (скважность фильтра или площадь фильтрации).
388
расстояние Ъ между рядами щелей по вер-
тикали — 10—20 мм. Скважность карка-
сов фильтра с отверстиями в виде щелей
составляет от 7 до 10% при соблюдении
приведенных соотноше-
_______I____ ний для различных дпа-
। метров труб.
Щели должны иметь
I____i трапецеидальное сечение
с расширением внутрь
трубы во избежание
Рис. XIV-6.
Каркас фильт-
ра с круглыми
отверстиями
(табл. XIV-8).
Рис. XIV-7. Расположе-
ние прямоугольных ще-
лей на каркасе фильтра
и соотношение их раз-
меров.
заклинивания их частицами породы.
Края щелей должны быть ровными и глад-
кими. В связи с этим нарезать щели добро-
качественно можно только холодным спо-
собом при помощи фрезы.
Гравийно-проволочный фильтр
с кожухом
Гравпйно-ироволочный фильтр с кожу-
хом (рис. XIV-8) собирают и засыпают
гравийно-песчаным материалом на по-
верхности земли. Гравийно-песчаный
материал у каркаса этого фильтра удер-
живается кожухом из мелкоперфорирован-
ных листов железа толщиной 1—2 мм или
сетки. Наружный диаметр кожуха может
превышать диаметр каркаса на 50—100 мм
в зависимости от диаметра обсадной
трубы.
В зазор между каркасом и кожухом
засыпают необходимое количество гравия
или гравийно-песчаной смеси с размером
Рис. XIV-8. Гравийно-проволочный фильтр
с кожухом (размеры для рабочей колонны
диаметром 255 мм).
1 — крышка кожуха; 2 — полость, засыпаемая
гравием; 3 — поперечная проволочная обмотка;
4 — кожух из мечкопсрфорированного листового
железа; 5 — продольная проволока; 6 — воронка
опорная; 7 — фланец; 8 — каркас фильтра; 9 —
муфта; 10 — отстойник; 11 — пробка деревянная.
частиц в зависимости от состава водоносной
породы. Слой засыпки толщиной 25—•
30 мм. достаточен для удовлетворительной
эксплуатации скважины.
При внутреннем диаметре обсадной
трубы 10" (255 мм) (рис. XIV-8) кожух 4
389
фильтра должен иметь диаметр не более
240 жж. Каркас 8 фильтра делают из труб
диаметром 6" (наружный диаметр 168 жж),
имеющих резьбу в нижней и верхней
частях. Таким образом, полость 2 меткру
кожухом и каркасом имеет ширину 35—
36 мм. Количество отверстий на каркасе
определяется по табл. XIV-8.
На каркас 8 навивается проволока 3
диаметром 2—3 жж с зазором между вит-
ками 1,5—2 жж. Перед навивкой прово-
локи 3 вдоль трубы прикрепляют 5—8 про-
волок 5 диаметром 2—3 мм и уже по ним
производят навивку. При большой длине
фильтра и водообильном горизонте нет
необходимости ставить продольные про-
волоки.
Для изготовления кожуха можно ис-
пользовать железо толщиной 1—2 мм,
обычную проволочную металлическую
сетку или сита для сортировки и очистки
зерна.
Кожух составляют из отдельных звеньев
длиной по 0,7—0,8 м подобно звеньям
водосточной трубы. До изготовления
звеньев в предназначенных для этого ли-
стах пробивают пробойником (или толстым
гвоздем) множество мелких отверстий че-
рез 5—6 мм. В листах для верхнего и ниж-
него звеньев на расстоянии 75—100 мм
от края кожуха отверстий не делают.
Собирают фильтр в следующем порядке.
Каркас фильтра с проволочной обмоткой
устанавливают вертикально вблизи сква-
жины. На расстоянии 150—200 мм от ниж-
него конца фильтра прикрепляется сваркой
или способом посадки в горячем состоянии
фланец 7 толщиной 8—12 мм с наружным
диаметром на 50—60 жж больше наружного
диаметра каркаса фпльтра. На фланец
помещается воронка 6 из трехмиллпметро-
вого железа с наружным диаметром на 15—
20 мм меньше внутреннего диаметра обсад-
ных труб. На воронку устанавливается
первое звено кожуха с равными зазорами
во все стороны.
В полость 2 установленного звена кожуха
равномерно со всех сторон засыпается
гравий или крупный песок. Уплотнение
засыпаемого материала достигается лег-
кими ударами по кожуху. Толщина слоя
засыпки должна быть одинаковой по всей
окружности фильтра. Для лучшего цен-
трирования кожуха можно приваривать
по окружности каркаса (нормально к его
корпусу) 3—4 стойки из 6—8-жж проволоки
высотой, соответствующей ширине зазора
между каркасом и кожухом. Стойки при-
варивают в 3—4 ряда по высоте звена.
Нижний конец второго звена кожуха вво-
дится на 75—100 мм внутрь верхнего
конца первого звена, после чего засыпка
производится в том же порядке. Верхний
край последнего звена должен быть выше
верхнего ряда отверстий на каркасе на
300—400 жж. Над последним верхним
звеном кожуха необходимо устанавливать
сальник.
Края звеньев кожуха скрепляют между
собой замком, подобно тому как скре-
пляются ведра, при помощи проволоки
или пайкой. Наружная поверхность ко-
жуха должна быть ровной и гладкой (без
выпучпн и прогибов). Отклонение кожуха
от вертикального положения даже на 10—
15 жж может вызвать разъединение звеньев
при опускании в скважину.
Перед спуском собранного фильтра опу-
скают в скважину отстойник 10, в муфту 9
которого ввинчивают нижний конец кар-
каса.
Проволочный фильтр с засыпкой
Проволочный фильтр с засыпкой
(рис. XIV-9) состоит из каркаса с навитой
на него проволокой (желательно из нержа-
веющей стали) с зазором между витками
от 0,5 до 2—4 жж в зависимости от диа-
метра частиц засыпаемой породы
(табл. XIV-9).
Таблица XIV-9
Расход материалов для устройства проволочного фпльтра на каркасе
из перфорированных труб (на 1 ж)
Наружный диаметр перфорированной трубы, мм Количество про- дольных проволоч- ных стержней диаметром 5 мм Диаметр проволо- ки для обмотки, жж Вес проволоки для обмотки (в кг) при интервале между витками, лш
0,6 1,0 1.5 2,0 3,0
168 24 2 5,0 4,0 3,5 3,0 2,5
219 24 2 6,5 5,0 4,5 4,0 3,0
273 28 3 12,5 11,0 9,8 7,0 7,0
325 30 3 14,5 12.7 12,3 10,0 8,5
390
Зазор между витками проволочной спи-
рали должен быть несколько меньше удво-
енного диаметра преобладающего состава
частиц искусственной засыпки.
Диаметр частиц гравцйно-песчаной за-
сыпки подбирают в соответствии с диа-
метром частиц водоносной породы,
в которую устанавливают фильтр.
Устанавливают фильтр следующим
образом. После остановки обсадных
труб в водоупорной породе на забой
скважины опускают на трубах или
штангах заготовленный заранее фильтр,
наружный диаметр которого должен
быть минимум на 100 мм меньше внут-
реннего диаметра обсадных труб.
Для центрирования фильтра в сква-
жине на нем (или на отстойнике) и на
надфильтровой трубе прикрепляют
(электросваркой) в нескольких местах
направляющие планки из полосового
железа длиной 150—200 мм и толщи-
ной 6—8 мм. Ширина планок по диа-
метру скважины должна быть такой,
чтобы между пх кромками и стенками
обсадных труб, в которые опускается
фильтр, сохранялся зазор 8—10 мм.
Если фильтр должен быть уста-
новлен впотай, то колонна, на которой
опускается фильтр, соединяется с ним
муфтой (переводником) с левой резь-
бой, что дает возможность после окон-
чания засыпки отсоединить колонну
от фильтра, вращая ее по часовой
стрелке. Если фильтр опускают на
штангах, патрубок, посредством кото-
рого фильтр соединяется со штангами,
должен быть закрыт конусной проб-
кой, препятствующей попаданию засы-
паемого материала внутрь фильтра. :!*i
После спуска фильтра на забой
в кольцевое пространство между фильт-
ром и обсадными трубами через *трубу
диаметром 50—38 мм засыпают мел-
кими порциями отсортированный гра-
вий или песок. По мере засыпки через
короткие интервалы постепенно при-
поднимают обсадную трубу с таким
расчетом, чтобы засыпка все время на-
ходилась в кольцевом зазоре между
фильтром и обсадной трубой. Во избежа-
ние спаривания обсадной колонны с филь-
тром или спусковой колонной следует
вращать обсадную колонну слева направо
(расхаживать ее), а также наносить по ней
Удары.
После того, как фильтр будет полностью
обнажен, уровень высоты засыпки следует
довести до 5—10 м выше башмака припод-
нятой обсадной трубы, так как в дальней-
шем часть гравия и песка будет вынесена
в фильтр и уровень засыпки понизится.
Хорошие результаты дает сочетание за-
сыпки с одновременной откачкой эрлифтом.
Такую откачку можно осуществить при
спуске фильтра на колонне труб.
Количество засыпаемого гравия или пе-
ска должно быть подсчитано предвари-
тельно. Так, если обсадная колонна имеет
внутренний диаметр 255 мм, фильтр —
° б
Рис. XIV-9. Схема проволочного фильтра
с гравпйно-песчаной засыпкой.
а — водоприемная часть в начале засыпки гравия
в межтрубное пространство; б — то же после оконча-
ния засыпки гравия; 1 — глухая часть фильтровой
колонны; 2 — муфта; 3 — перфорированная часть
фильтровой колонны; 4 — обсадные трубы.
I — супесь; II —песок мелкозернистый, водоносный;
III — гравийно-песчаная засыпка; IV — водоупор-
ный слой.
длину 6 ж и наружный диаметр 168 мм,
отстойник — длину 4 м и диаметр 168 мм,
надфильтровая труба — длину 3 м и диа-
метр 168 мм, то объем кольцевого про-
странства между внутренней поверхностью
обсадной трубы и наружной поверхностью
фильтра (включая отстойник и надфильтро-
вую трубу) может быть подсчитан из выра-
жения (при округлении величины диа-
метра труб)
г 3,14 (0,262-0,172) (6+4+3) ^0j4jb3.
391
Таким образом, для засыпки потре-
буется около 0,4 .ад3 отсортированной гра-
вийно-песчаной смеси. С учетом непред-
виденных расходов и потерь засыпаемого
материала к потребному количеству его
добавляется 15—25%, что дает в общем
0,4 X 1,25 = 0,5 ж®.
Высоту слоя засыпанного материала не-
обходимо проверять штангами или трубами
малого диаметра, когда засыпку произ-
водят непосредственно в кольцевой зазор
без вспомогательных труб-
Проволочные фильтры тиожно устанавли-
вать и без засыпки в водоносных горизон-
тах, представленных крупнозернистыми
песками, гравием, а также галечниками
со значительной примесью разнозернистых
пород. Проволоку навивают в следующем
порядке. Перед навивкой вдоль каркаса
фильтра прикрепляют несколько продоль-
ных проволок. Каркас свободно уклады-
вают на двух козелках. На одном козелке
каркаса укрепляют деревянный или метал-
лический хомут с удлиненными ручками.
Навивают проволоку по спирали двое
рабочих, из которых один медленно вра-
щает каркас за ручки, а другой плотно
укладывает на нем проволоку с рассто-
янием между витками до 4 жж. Через
каждые 300—400 мм по длине каркаса
навитую проволоку припаивают к про-
дольным проволокам.
Каркас но-стержневые фильтры
В каркасно-стержневом фильтре
(рис. XIV-10) в качестве каркаса вместо
трубы используют стальные стержни, за-
крепленные между собой по образующей
при помощи специальных поясов. Основ-
ным преимуществом каркасно-стержне-
вого фильтра по сравнению с фильтрами
других конструкций является большая
скважность его (до 65%), а также значи-
тельно меньший расход металла на его
изготовление. Благодаря большой скваж-
ности фильтра его успешно применяют
для эксплуатации горизонтов с неустой-
чивом химическим составом воды. В этих
условиях необходимо иметь запас скваж-
ности (свыше нормальных 20—25%), так
как в результате зарастания проходных
отверстий скважность обычных фильтров
значительно снижается.
Каркасно-стержневой фильтр состоит
из патрубков соединительных, металли-
ческих стержней, опорных поясов же-
сткости, изготовляемых из фланцев или
сварных, спиральной обмотки из прово-
локи нержавеющей стали, представляющей
собой фильтрующую поверхность, ребер
предохранительных и направляющих скоб
(фонарей).
Соединительные патрубки изготовляют
из обсадных труб соответствующего диа-
метра. Для каждого звена фильтра исполь-
зуются два патрубка длиной 300—350 мм
(рис. XIV-11), с резьбой или фаскамп на
концах сварки.
Металлические стержни длиной 2,5____
3,5 ж изготовляют пз прутковой Ст. 3
или Ст. 5 или же из арматурного железа
Общий вид
Рис. XIV-11. Патру-
бок для соединения
при помощи муфты.
1 — ревьба; ?2 — патру-
бок; 3 — фаска; 4 —
стержни.
Рис. XIV-10. Кар-
касно-стержневой
фильтр.
1 — металлические стер-
жни; 2 — кольцо-насад-
ка; 3,4 — соединитель-
ные патрубки; 5 —муфта.
(для горизонта с устойчивым составом
и незначительной общей степенью минера-
лизации воды). Толщину стержней и их
количество принимают в зависимости от
диаметра патрубка (фильтра) в соответ-
ствии с данными табл. XIV-10.
Опорные пояса жесткости изготовляют
ив фланцев листового железа толщиной 10—
12 жж, колец или сварные с закладкой
кусков металла между стержнями. Пояса
жесткости устанавливают через 200 жж
по вертикали, если применяют стержни
диаметром 10—12 мм; через 300 жж, если
стержни имеют диаметр 14 жж, и через
350 жж, если применяют стержни диа-
метром 16 жж.
392
Таблица XIV-10
Внутрен- ний диа- метр пат- рубка, мм Наруж- ный диа- метр пат- рубка, ММ Диаметр стержня, мм Количе- ство стерж- ней по образую- щей
114 127 10—12 10—12
132 146 12 12
154 168 14 12—14
203 219 14—16 16
255 273 14—16 16
305 325 16 20
355 377 16 24
Внутренний диаметр фланца должен быть
равен внутреннему диаметру соединитель-
ного патрубка. Внешний диаметр фланца
зависит от толщины стержней. Ширину
фланцевого кольца определяют следу-
ющим образом: к толщине стенки патрубка
(в мм) прибавляют диаметр стержня из
тела фланца для образования стержневого
ребра. Например, при толщине стенки
патрубка 10 мм и толщине стержня 14 мм
ширина фланцевого кольца составит 10 +
J- 14 — 3 = 21 мм. Дпаметр отверстий
на фланцах должен превышать на 2—3 ям
диаметр стержней.
Заготовки для фланцев вырезают при
помощи циркульного автогенного резака
с допуском 2—3 мм на их обработку с вну-
тренней стороны. Отверстия на фланцах
должны быть просверлены до обработки
на токарном станке, при котором резец
должен срезать отверстия для стержней
по высоте на 2—3 мм.
При сборке каркаса стержни пропу-
скают через отверстия фланцевых колец,
которые расставляют на расстоянии 250—
350
После центрирования стержней и уста
новки фланцев их скрепляют между собой
точечной электросваркой, а к концам
стержней приваривают патрубки. Концы
стержней напускают на поверхность па-
трубка на длину 100 мм.
При недостаточном количестве опорных
фланцев последние устанавливаются на
расстоянии, превышающем нормальное в 2
или 3 раза. В тех местах, где должны быть
установлены фланцы, между стержнями
вставляют квадратики железа и завари-
вают электросваркой.
Собирают каркасы также прп помощи
сварки на опорных кольцах шириной
20—25 мм из обрезков обсадных труб и
другими способами.
Для спиральной обмотки, образующей
фильтрующую поверхность, желательно
применять мягкую проволоку диаметром
1,5 лж из нержавеющей стали или диамет-
ром от 3,5 до 5 мм из других материалов.
Проволоку можно наматывать на кар-
кас ручным и механизированным способом,
в частности, используя для этой цели то-
карный станок. При этом стержневой кар-
кас устанавливают на стенке со станиной
длиной 3—4 м. Один конец каркаса зажи-
мают кулачками в патроне, а второй —
центром задней бабки. Наматывание спи-
рали и величину шага регулируют под-
бором шестерен станка. Перед началом
навивки спирали проволоку закрепляют
на конце каркаса и пропускают через
суппорт, где ее зажимают алюминиевыми
или деревянными колодками. Другой ко-
нец проволоки соединен с бухтой, уста-
новленной рядом со станком на враща-
ющемся барабане или пирамиде. При на-
вивке необходимо следить за натяжкой
проволоки и в случае ее ослабления под-
тягивать болты на суппорте и прижимать
деревянные колодки.
Для того, чтобы спираль не разверну-
лась в случае обрыва проволоки, следует
прикреплять виток спирали к стержню
каркаса вязальной проволокой через каж-
дые 0,5 м намотки. При обрыве проволоки
концы ее соединяют скручиванием так же,
как электрические или телефонные.
Шаг спиральной намотки зависит от
состава водоносных пород, в которых ус-
танавливается фильтр, или от диаметра
частиц гравийной обсыпки. Практически
весьма трудно достигнуть равномерного
расстояния между витками. Опыт показы-
вает, что отклонения в равномерности на-
вивки на 0,5—1 мм не имеют существен-
ного значения при наличии гравийно-пес-
чаной засыпки. >
Скважность каркасно-стержневых фильт-
ров в зависимости от толщины проволоки
и шага навивки иллюстрируется данными
табл. XIV-11.
При изготовлении фильтров диаметром
свыше 125 мм целесообразно после оконча-
ния намотки проволоки пропаять два шва
вдоль всего фильтра для большей проч-
ности и предохранения витков спирали
от сдвигания вдоль оси фильтра при его
спуске и обнажении. При намотке спира-
лей из железной проволоки диаметром
от 3 до 5 мм необходимо сваривать прово-
локу автогеном швами по образующей.
При диаметре фильтра 200 мм сваривают
два шва, при диаметре 250—300 мм —
три шва, свыще 300 мм — четыре шва.
В крупнозернистых и неустойчивых
скальных породах каркасно-стержневые
фильтры можно устанавливать без спираль-
ной обмотки. Предохранительные ребра
и направляющие скобы устанавливаются
на внешней поверхности фильтра вдоль
393
Таблица XIV^ll
Расстояние между витками, мм Скважность, % Расстояние между витками, мм Скважность, %
Диаметр проволоки, мм Диаметр проволоки, мм
1,5 2,0 3,0 4,0 1,5 2,0 3,0 4,0
0,5 25 ’20 14 11 3,5 70 63,7 54 46
0,75 33 27,3 20 15 4,0 73 66,7 57 50
1,0 40 33 25 20 4,5 75 69,3 60 53,5
1.5 50 43 33 27 5,0 76,9 71,5 62 55,5
2,0 57 50 40 33 5,5 78,5 73,5 64 57
2,5 62,5 55,5 45 36 6,0 80 75 66 60
3,0 66 60 50 43
последнего, по образующей, в целях пре-
дупреждения обрыва и разворачивания
спирали. Предохранительные ребра (4 шт.)
изготовляют из металлических стержней
или деревянных реек. Ребра скрепляют
между собой поясами из полосового же-
леза при помощи электросварки или при-
вязывают вязальной проволокой. Направ-
ляющие скобы приваривают к соедини-
тельным патрубкам.
Рпс. XIV-12. Каркасно-стержневой фильтр
с двумя каркасами.
Когда зазор между обсадной и фильтро-
вой колонной составляет 100 мм и более,
засыпать пространство вокруг фильтра
можно через вспомогательные трубы ма-
лого диаметра, которые опускают на за-
бой. По мере обсыпки фильтра обсадные
трубы надо приподнимать. Необходимо
иметь запас гравийно-песчаного материала
на 20—25% более подсчитанного по объему.
Каркасно-стержневые фильтры S можно
также изготовлять с двумя каркасами.
Тогда фильтр опускают в скважину уже
с одним засыпанным слоем (рис. XIV-12).
Соединение двух каркасов фильтра
(рис. XIV-13) осуществляется следующим
Рпс. XIV-13.
Соединение
каркасно - стер-
жневого фильт-
ра с двумя кар-
касами.
1 — соединитель-
ный патрубок
внутреннего кар-
каса; 2 — опор-
ный . фланец на
патрубке внут-
реннего каркаса;
з — соединитель-
ный патрубок на-
ружного каркаса;
4 —- опорные поя-
са жесткости на-
ружного каркаса!
5 — стержни на-
ружного каркаса;
6 —стержни внут-
реннего каркаса;
7 —опорные пояса
жесткости внут-
реннего каркаса.
образом. Наружный каркас (большего
диаметра) заканчивается муфтой, опира-
ющейся на фланец, приваренный к муфте,
которой заканчивается внутренний кар-
кас (меньшего диаметра). Для большей
394
жесткости фланца снизу к нему прива-
ривают ребра из листовой стали.
Гравийно-песчаный материал для соз-
дания второго слоя фильтрации засыпа-
ют с поверхности обычным способом,
т. е. со свободным падением частиц на за-
бой через столб воды в кольцевом зазоре
между фильтром и обсадной колонной
шириной до 100 лг.и на сторону. Засыпка
должна вестись порциями, соответству-
ющими по объему высоте очередного ин-
тервала обнажения фильтра. Приподни-
мать колонну следует через несколько
минут после прекращения шелестящих
звуков, издаваемых гравием прп падении
и задевании о стенки трубы.
Сетчатые фильтры
Каркасом сетчатого фпльтра(рпс. XIV-14)
служит обсадная труба, перфорированная
в соответствии со стандартом, приведен-
ным в табл. XIV-8. Вдоль каркаса по ок-
ружности трубы прикрепляют 12—16 (в
зависимости от диаметра трубы) продоль-
ных проволок диаметром 3—4 мм.
Поверх продольных проволок на кар-
кас навивают в виде спирали проволоку
диаметром 2—3 мм с расстоянием между
витками 15—25 ли. Проволоку припа-
ивают к каркасу через 400—500 мм по
вертикали.
Сетку на каркасе крепят посредством
пайки пли сшивки; сначала припаивают
один край сетки, затем натягивают ее
на каркас и после этого припаивают вто-
рой край. Оба шва покрывают медной или
латунной пластинкой, а по нпм произво-
дят спайку. Верхние и нижние кромки
сетки также припаивают к каркасу.
Сшивают сетки следующим образом.
Перед тем как обтягивать фильтр сеткой,
необходимо измерить окружность каркаса
и нарезать сетку с припуском для заправки
концов.Концы загибают во внутреннюю сто-
рону, а в углы сгиба вставляют медный стер-
жень диаметром 3—4 мм (рис. XIV-15).
Этот стержень предохраняет от разрыва
сетку при стягивании ее краев. Сшивают
сетку проволокой. Два способа сшивки
сеток показаны на рпс. XIV-16.
Если края сетки не стягиваются вплот-
ную, то зазор между ними закрывают
подогнутым краем одного из его концов.
Такой способ крепления сетки рекомен-
дуется для фильтров больших диамет-
ров.
Прп сшивании сетки таким способом
на фильтре малою диаметра образуются
участки, на которых сетка ложится в три
слоя, в результате чего фильтрация будет
затруднена.
Рис. XIV-14. Фильтр с металлической
сеткой.
1 — общий вид; 2,3 — детали: а — каркас из
обсадной трубы с перфорированными отверстиями;
б — подкладочная сетка с крупными ячейками;
в — подкладочная спираль из медной или латун-
ной проволоки; г — медная сетка галунного
плетения; д — накладки из листовой меди|или
латуни.
Рис. XIV-15. Схема кре-
пления сетки на опорном
каркасе при ’ помощи
сшивки.
395
Для фильтров применяют сетки га-
лунного, киперного и простого (квадрат-
ного) плетения (рпс. XIV-17). Большое
распространение имеют сетки галунного
или гладкого плетения с дробными обоз-
начениями номеров, например 6/70, 14/100
а
I
Рис. XIV-16. Сшивка
сетчатой ткани.
а — сшивка одним концом
проволоки; б —сшивка двумя
концами проволоки.
и др. Цифры номера сетки обозначают:
числитель —/количество вертикальных про-
волок основы, а знаменатель — количество
горизонтальных проволок утка на 1"
(25 X 25 лип).
Размер сетки следует подбирать в соот-
ветствии с составом водоносной породы
(песков) с расчетом, чтобы через сетку
Рис. XIV-17. Фильт-
ровые сетки.
а — галунного плетения;
б — киперного плетения;
в — квадратного плете-
ния.
могло пройти 70—80% частиц песка по
диаметру. Самый простой способ опреде-
ления необходимого номера сетки — про-
сеивание проб водоносной породы через
Таблица XIV-12
Основные данные сеток гладких фильтров (ВТУЗ 145-41)
Ks сетки Номинальное число нитей на 1 дюйм Диаметр проволо- ки, мм Размер ячейки, мм Материал Вес 1 м\ кг
основы утка основы утка
6/70 6 70 0,7 0,4 0,34 Латунь 3,79
7/70 7 70 0,6 0,4 0,34 Л-68 3,68
8/55 8 55 0,6 0,5 — Л-68 4,46
8/70 8 70 0,6 0,4 — Л-80 3,83
8/80 8 80 0,5 0,35 .—. Л-80 3,30
10/70 10 70 0,э 0,4 0,32 Л-80 3,74
10/80 10 80 0,5 0.33 —. Л-80 3,05
10/90 10 90 0,45 0.3 0,27 Л-80 2,75
10/100 10 100 0,45 0,3 -— Л-80 2,68
12/90 12 90 0,45 0,3 0,27 Л-80 2,86
14/90 14 90 • 0,45 0,3 — Л-80 3.10
14/100 14 100 0,45 0,28 0,23 Л-80 3,04
16/100 16 100 0,4 0,25 0,23 Л-80 2,82
18/130 18 130 0,32 0,22 0,17 Л-80 2.30
20/160 20 160 0,28 0,18 0,14 Л-80 2,00
Примечание. Ширина полотна сетки от 500 до 1500 мм.
3.96
Таблица XIV-13
Сетка проволочная тканая с квадратными ячейками
нормальной точности (по ГОСТ 6613-53)
Хи сетки Диаметр проволоки, мм Число проволок на 1 дюйм длины сетки Число ячеек на 1 см2 сетки Размер стороны ячейки в свету, мм Живое сечение сетки, % Вес 1 мг латунной сетки, кг
2,6 0,5 32,3 10,4 2,6 70,3 1,14
2,5 0,5 33,3 11.2 2.5 70 1,18
2 0,5 40 16 2 64 1,41
1,6 0,45 49 23,8 1,6 60,8 1,39
1,25 0,4 59 34,6 1,25 58,5 1,33
1 0,35 74 54,9 1 55 1,23
09 0,35 80 64 0.9 41,3 1,38
08 0,3 91 82,6 0,8 53 1,2
07 0,3 99 98 0,7 48 1,27
063 0,25 114 130 0,63 48 1
06 0,25 118 139 — 49,8 1,04
056 0,23 126,5 160 0,56 51 0,97
05 0,22 139 193 0,5 48,2 0,94
045 0,18 159 252 0,45 50,9 0,72
042 0,15 125,5 308 0,42 54 0,55
04 0,15 182 331 0,4 53 0,58
0355 0,15 200 400 0,355 49 0,63
0315 0,14 222 494 0,315 46 0,61
028 0,14 238 567 0,28 44,5 0,65
025 0,13 264 694 0,25 43,3 0,62
0224 0,13 278 763 0,224 40,8 0,66
02 0,13 303 918 0,2 36,7 0,72
018 0,13 323 1040 0,18 33,8 0,76
016 0,12 385 1480 0,16 32,7 0,72
015 0,1 400 1600 — 36 0,56
014 0,09 435 1890 0,14 38 0,56
0125 0,09 465 2130 0,125 33,8 0,54
0112 0,08 515 2630 0,112 34,7 0,46
0105 0.075 566 3140 — 37 0,43
01 0,07 588 3460 0,1 34,6 0,4
фильтровую сетку различных размеров
(табл. XIV-12, 13, 14).
Для неоднородных песчаных водонос-
ных слоев следует применять галунные
(гладкие) сетки номеров 6/70, 7/70 и 10/90.
Для очень крупных песков применяют
редкие сетки квадратного плетения с от-
верстиями 1—4 мм (такие же сетки можно
устанавливать в водоносных горизонтах,
представленных мелкпм и средним гра-
вием п мелким галечником, или исполь-
зовать в качестве подкладочной сетки
при опайке фильтров более тонкими сет-
ками).
Для неравнозернистого песка с примесью
крупных частиц целесообразно использо-
вать сетку киперного плетения с круп-
ными отверстиями; сквозь эту сетку должно
проходить 40—60% мелких частпц песка.
Для мелких песков с примесью (30—40%)
крупных и средних зерен целесообразно
применять галунные сетки крупных раз-
меров.
По предложению В. М. Гаврилко для
фильтров применяют сетки из пластических
масс. Такие сетки не подвергаются корро-
зии в противоположность металлическим,
которые в контакте с водой благоприят-
ствуют возникновению электрохимических
процессов, разрушающих фильтр. Преи-
муществом пластмассовых сеток является
также дешевизна (в 10—12 раз дешевле
металлических). Недостаток этих сеток —
значительный дйаметр отверстий( 2,8 мм),
затрудняющий успешное применение их
для фильтров, устанавливаемых в мелко-
п среднезернистых песках (табл. XIV-15).
Пластмассовые сетки применяют двух
видов — штампованные с круглыми от-
верстиями и плетеные с квадратными от-
верстиями. Штампованные сетки Изготов-
ляют простые п гофрированные.
3S7
Таблица XTV-14
Основные данные сеток проволочных
фильтровых гладких (по ГОСТ 3187-65)
сетки Номиналь- ный диаметр проволоки, мм Номинальное число на 1 дюйм Вес па 1 м-, кг
осно- ва уток осно- ва уток
24 0,7 0,4 24 260 3,38
28 0,6 0,4 28 260 3,28
32 0,6 0,4 32 260 3,36
36 0,5 0,4 36 260 3,20
40 0,5 0,32 40 325 3,10
44 0,45 0,3 44 360 2,61
48 0,45 0,3 48 360 2,63
52 0,45 0.28 52 390 2,66
56 0,4 0,28 56 390 2,49
60 0,4 0,28 60 390 2,53
64 0,35 0,22 64 485 2,01
68 0,35 0,22 68 485 2,06
72 0,3 0,2 72 550 1,82
76 0,3 0,2 76 550 1,83
80 0,28 0,18 80 600 1,62
90 0,28 0,16 90 645 1,52
100 0,25 0,16 100 670 1,52
120 0,22 0,16 120 670 1.52
160 0,2 0,14 160 820 [1,44
200 0,18 0,12 1200 870 1,21
ТТримыатхе. По данному ГОСТу могут’выпу-
скать сетки из меди, латуни, бронзы, нержаве-
ющей стали и других металлов.
Для фильтров лучше использовать гоф-
рированные сетки, форма поверхности ко-
торых создает благоприятные условия по-
ступления воды в водоприемную часть
скважины.
Таблица XIV-15
Расход материалов на изготовление'
1 м сетчатого фильтра
(нормы б. треста Союзнефтебурвод)
Наружный диаметр каркаса фильтра, мм Сетка, м* Проволока
м кг
114 0,45 23 1,3
141 0,50 28 1,6
168 0,60 35 2,0
219 0,75 46 2,7
273 0,90 57 3,3
325 1,10 68 3,9
377 1,30 80 4,6
Штампованные пластмассовые сетки име-
ют ширину полотна 400—600 мм, толщину
0,5—0,75 мм, диаметр отверстий 2,8>жлг
и скважность 54—55%. Вес 1 м2 ’сетки-
380— 400 г.
Фильтровые сетки из пластмасс можно-
устанавливать на каркасах металличе-
ских, асбоцементных и пластмассовых.
Пластмассовые фильтровые сетки продав-
ливаются на каркасах с отверстиями
диаметром 7—8 мм. Поэтому, когда диа-
метр отверстий каркаса превышает 8>.ч.ч
следует накладывать пластмассовую сетку
на каркас в два и три слоя. Двухслойную-
накладку (намотку) сетки можно применять
также для уменьшения просвета проход-
пых отверстий. Наматывать пластмассо-
вую сетку на каркас следует под углом-
35—40° к оси трубы непрерывной лентой
как при бинтовании.
Сетку прикрепляют к каркасу следу-
ющим образом. Вдоль каркаса под углом
по линии будущей намотки очищают ог
ржавчины пли лака (если труба предва-
рительно была покрыта асфальтовым пли
бакелитовым лаком в целях предохранения
от коррозии) полоску шириной 10—15 мм,
которую затем протирают тряпкой или ва-
той, смоченной в бензине. На очищенную-
полосчатую поверхность каркаса нано-
сится кисточкой слой универсального клея-
БФ-2.
Клей, нанесенный на каркас, через;
20—30 мин приобретает состояние липу-
чести, что может быть установлено про-
щупыванием шва. После этого один край,
пластмассовой сетки приклеивают к шву,
а другой огибают вокруг трубы и обрезают-
с запасом в 10—15 мм для наклейки вна-
хлестку. Второй край сетки через несколько-
часов наклеивают на первый и привязы-
вают к каркасу проволокой для прочности
(на время высыхания клея — на одни
сутки).
Для предохранения пластмассовой сетки,
от повреждения при спуске п обнажении
фильтра вдоль последнего прикрепляют-
три-четыре деревянные планки (рейки),,
стягиваемые проволокой (подобно обру-
чам) черев 0,6—0,8 м по вертикали.
В качестве фпльтровой сетки можно-
также использовать ткани из стеклянного-
волокна типа «рогожка», «диагональ», «са-
тпн» и др.
Сальники
Сальники устанавливают на надфильт-
ровых трубах для надежной изоляции
водоприемной части скважины в кольцевом
зазоре между внутренней поверхностью-
надфильтрового патрубка. Сальники пре-
дотвращают вынос мелких частиц пород,
через кольцевой зазор в скважину и пре-
398
дохраняют фильтры от засорения изнутри
более крупными частицами.
Резиновый разжимной
пальник (рис. XIV-18) изготовляют
и устанавливают следующим образом. На
надфильтровый патрубок 4, в его верхней
части несколько ниже края резьбы при-
варивают стальное опорное кольцо 7 с
бортиком. Наружный диаметр кольца дол-
жен быть таким, чтобы оно проходило
в обсадную трубу 2. Затем на надфильт-
ровый патрубок сверху надевают полый
цевой зазор между надфильтровым пат-
рубком и обсадной трубой будет плотно
закрыт резиновым цилиндром, зажатым
между кольцами.
Пеньковый разжимной
сальник (рис. XIV-19) устраивают
в основном по тому же принципу, что
и резиновый, но для изоляции зазора
между трубами используют просмолен-
ную пеньковую веревку.
Верхний край надфильтрового патрубка
должен иметь резьбу длиной в 3 раза
больше стандартной для трубы соответ-
ствующего диаметра. Муфта с двойным
Рис. XIV-18. Саль-
ник резиновый раз-
жимной.
Рпс. XIV-19. Сальник
пеньковый разжим-
ной.
резиновый цилиндр (манжету) 6 такой
длины, чтобы нижний его конец опирался
на кольцо, а верхний закрывал не менее
половины резьбы на верхнем конце над-
фильтрового патрубка. На верхний конец
резинового цилиндра накладывается вто-
рое стальное кольцо 5, свободно переме-
щающееся по патрубку. После этого на над-
фильтровый патрубок до половины резьбы
навинчивают муфту 3 с вырезом 1 для спу-
скового крюка и в таком виде фильтр с саль-
ником опускают в скважину и устанавли-
вают в забой. Прп вращении муфты спу-
сковым крюком вправо последняя, опу-
скаясь, нажимает на верхнее подвижное
кольцо 5, которое в свою очередь сжимает
резиновый цилиндр 6. Резиновый цилиндр
будет сжиматься в вертикальном направ-
лении, одновременно расширяясь в гори-
зонтальном направлении до тех пор, пока
не упрется своей наружной поверхностью
в стенки обсадной трубы и дальнейшее
навинчивание муфты и движение ее вниз
станут затруднительными. Прп этом коль-
Г-образным вырезом 1 для спускового
крючка должна иметь резьбу в 2 раза
больше стандартной.
Сальниковое устройство состоит из муф-
ты 2, надфильтрового патрубка 3, на ко-
тором на 0,3—0 4 м ниже резьбовой части
приварено опорное кольцо 6, уплотня-
ющей грундбуксы 4 и пеньковой сальни-
ковой набивки 5.
После установки фильтра на забое сква-
жины муфту 1 вращают спусковым крю-
ком вправо. При этом грундбукса дви-
жется вниз и уплотняет сальниковую
набивку в кольцевом зазоре.
Деревянные сальники при-
меняют значительно реже и только тогда,
когда кольцевой зазор между надфильт-
ровым патрубком и эксплуатационной об-
садной трубой составляет не менее 100 мм
на сторону. Лучше всего их изготовлять
в виде втулки из цельных кусков дерева
с вязкой древесиной..
Наружный диаметр деревянной втулки
длиной 0,4—0,6 м с заостренным нижним
399
краем должен быть немного меньше вну-
треннего диаметра труб эксплуатаци-
онной колонны, а внутренний — немного
больше наружного диаметра надфильтро-
вого патрубка. Деревянная втулка
после спуска в скважину входит заострен-
ным краем в зазор между трубами и за-
гоняется в него ударами сверху коло-
тушкой.
Поскольку деревянные сальники уста-
навливают обычно после того, как фильтр
обнажен, важно, чтобы надфильтровый
патрубок был расположен в скважине
концентрично, а также чтобы не происхо-
дило интенсивного выноса частиц породы
в кольцевой зазор до установки сальника.
Установка фильтров
Перед спуском фпльтра необходимо про-
верить глубину скважины. Если глубина
после прекращения бурения не умень-
шилась, то в скважину можно устано-
вить фильтр на колонне штанг или труб,
имеющей вместе с фильтром длину, соот-
ветствующую глубине, полученной при за-
мере. При наличии на забое обвалившейся
породы необходимо очистить его желон-
кой и только после этого спускать фильтр.
Если скважину бурили роторным спо-
собом, то, кроме контрольного замера
глубины, надлежит проработать ее доло-
том, одновременно промывая глинистым
раствором с пониженными вязкостью и
удельным весом.
Устанавливать фильтр можно на экс-
плуатационной колонне, выходящей к
устью скважины, и впотай. В последнем
случае верх надфильтровой трубы должен
находиться на расстоянии не менее 5 м
от башмака эксплуатационной колонны.
Зазор между эксплуатационной колонной
и надфильтровой трубой закрывается саль-
никами.
При установке фильтра на эксплуатаци-
онной колонне обсадную колонну припод-
нимают для обнажения фильтра или совсем
извлекают из скважины в зависимости от
санитарно-гидрогеологических условий и
требований проекта.
Установка фпльтра впотай осуществля-
ется одним из следующих способов.
1. При помощи штанг и спускового
крюка, если спускают сравнительно ко-
роткий легкий фильтр на относительно
небольшую глубину7.
2. При помощи спускового патрубка
на штангах или на бурильных трубах
(обсадных трубах небольшого диаметра)/
если спускают длинный и тяжелый фильтр
или любой фильтр на значительную глу-
бину. Прп установке при помощи спуско-
вого крюка Т-образный ключ вводят в
Г-образные вырезы в верхней муфте над-
фйльтровой трубы, соединяют со штангами
и всю гарнитуру постепенно опускают
в скважину.
После установки фильтра на забой
спусковой крюк поворотом штанг против
часовой стрелки до отказа и подъемом
вверх выводят из Г-образных вырезов и
вместе со штангами извлекают из сква-
жины.
Аналогично устанавливают фильтр прц
помощи спускового патрубка, имеющего на
нижнем конце резьбу, а на верхнем______
приваренную вилку также с резьбой для
соединения со штангами. Необходимо, что-
бы штангп были завинчены плотно, а пат-
рубок, наоборот, не до отказа. Для уплот-
нения резьбовых соединений штанг в муф-
тах полезно покрывать эти резьбы рас-
плавленной канифолью. После установки
фильтра на забой патрубок можно вы-
винтить из муфты и извлечь наверх.
Прп установке фпльтра при помощи
колонны бурильных труб целесообразно-
примепять патрубок с левой резьбой.
Тогда верхняя муфта надфильтровой тру-
бы должна иметь в верхней половине
левую резьбу, в которую и ввинчивается
патрубок. Патрубок с левой резьбой дол-
жен свободно (вручную) ввинчиваться в
муфту.
Фильтр всегда надлежит опускать мед-
ленно и плавно, непрерывно наблюдая
за спуском.
После установки фильтра на забой спу-
сковую гарнитуру поднимают не сразу,
а оставляют на фильтре и приступают
к подъему (вывешиванию) колонны об-
садных труб, перекрывающих водоносный
горизонт. По положению гарнитуры можно
определить, остался ли фпльтр на забое
или поднимается вместе с обсадными тру-
бами вследствие «прихвата» его в трубах
водоносной породой, проникшей в коль-
цевой зазор. Для предотвращения этого
при обнажении фильтра следует по воз-
можности заливать или закачивать в сква-
жину воду для создания противодавления.
Спусковую гарнитуру можно извлекать из
скважины только после того, как обсад-
ная колонна будет полностью поднята
на высоту, необходимую для обнажения
фильтра.
Для успешного спуска в скважину
длинных (более 10 м) гравийно-кожухо-
вых, сетчатых и пластмассовых фильтров,
в которых кольцевой зазор между наруж-
ной поверхностью фильтра и стенкой
эксплуатационной колонны превышает
50 мм, следует предварительно обеспечить
центрирование фпльтра при помощи на-
правляющих фонарей (скоб), которые кре-
пят сваркой или хомутами на отстойнике,
нижней части надфильтровоп трубы и
400
на рабочей части фильтра с интервалами
4—6 м.
Если верхние и нижние водоупорные
породы легко размываемы, то прп любом
способе установки фильтра необходимо,
чтобы его рабочая часть не примыкала
непосредственно к водоупорным породам,
а находилась' от них на расстоянии
0,5—0,6 м (в зависимости от общей
мощности водоносного горизонта, потреб-
ного дебита и пр.). При наличии в водо-
носном горизонте глинистых прослоев про-
тив них следует располагать глухие (без
отверстий) участки фильтра; длина этих
участков должна превышать мощность
отдельных глинистых прослоев (на 0,2—
0,3 м вверх и вниз).
Посадка фильтра
одновременно со вскрытием
водоносного горизонта
и промывка забоя чистой водой
Инженерами треста Востокбурвод
А. И. Деревянных, Г. П. Квашниным и
В. Н. Евдокимовым разработан способ
вскрытия представленных песками водо-
носных горизонтов бурением с одновре-
менной посадкой фильтра и промывкой
забоя чистой водой.
По разработанной технологии и кон-
струкции приспособления предусматрива-
ется: а) спуск невращающейся фильтровой
колонны одновременно с бурением, что
сохраняет фильтровую сетку; б) непре-
рывная промывка в процессе наращивания
бурильной колонны, а следовательно, без-
аварийная проходка на всю длину фильтра;
в) надежное отсоединение фильтра от бу-
рильной колонны по окончании бурения
под фильтр и извлечение долота через
фильтровую колонну.
Последнее достигается следующим об-
разом. После установки эксплуатационной
колонны в скважину на бурильных тру-
бах спускают фильтровую колонну 1
(рис. XIV-20) расчетной длины, которая
в верхней части через специальный отсо-
единитель 2 (рис. XIV-21) с упорным под-
шипником 3 крепится к бурильным тру-
бам 4 с саморасширяющимся долотом 5
лопастного типа (рис. XIV-22).
После установки на забой инструмента
с фильтровой колонной на очередную
бурильную трубу навинчивают специаль-
ный тройниковый замок (рис. XIV-23)
с краном 1 для перекрывания канала
замка. На боковой поверхности тройни-
кового замка вмонтирован обратный кла-
пан 2 с втулкой 3, на которой имеется
резьба для быстрого присоединения нагне-
тательного шланга.
На холостом «выкиде» трехходового кра-
на насоса крепится дополнительный нагне-
тательный шланг, на свободном конце
которого имеется самоуплотняющееся саль-
никовое устройство с гайкой для быстрого
соединения с тройниковым замком.
На роторе станка крепится специальный
вращатель пз толстостенной трубы с про-
дольным вырезом и ребрами жесткости,,
предназначенный для вращения буриль-
ных труб.
Рис. XIV-20. Схе-
ма приспособле-
ния для посадки
фильтра с промыв-
кой забоя чистой
водой.
Вращатель устроен таким образом, что
позволяет наращивать бурильную колонну
без приподнимания инструмента с забоя
во время наращивания, как это обычно
делается после углубления скважины на
длину рабочей трубы.
Бурение с промывкой забоя водой на-
чинается прп наличии тройникового замка
на очередной бурильной трубе. Одновре-
менно на мостках готовят для очередного-
наращивания бурильную трубу с тройни-
ковым замком.
Прп установке бурильного инструмента
на забой лопасти долота под действием
осевой нагрузки расширяются и при вра-
щении разбуривают скважину до необ-
ходимого диаметра под фильтровую ко-
лонну. Разбуренный песок может выно-
26 заказ 1050
404
Рис. XIV-21.
Отсоедпнптель
с промежуточ-
ными муфтами
во время сбор-
ки.
ситься промывочной жидкостью по за-
фильтровому пространству (прп спуске
фильтра без сальника) или внутрь фильт-
ра, т. е. между бурильными трубами и
внутренней поверхностью фильтра
(рпс. XIV-20).
Рис. XIV-22. Самораслшряющееся
долото (в рабочем положении).
В последнем варианте на фильтровой
колонне (ниже отсоединптеля) устанавли-
вают сальниковое уплотнение, а в теле
фильтровой колонны (выше сальника) де-
лают отверстия для прохода промывочной
жидкости.
При углублении скважины на длину
бурильной трубы дополнительный шланг
подсоединяют к тройниковому замку и при
помощи перекрывания крана замка и пе-
ревода трехходового крана промывочная
жидкость через дополнительный шланг
и обратный клапан замка направляется
в скважину. После этого вертлюг отсо-
единяют и наращивают очередную буриль-
ную трубу, затем переключают промывку
на обычный путь. Таким образом, жид-
кость в процессе наращивания трубы цир-
кулирует непрерывно.
Рис. XIV-23. Тройнико-
вый замок с обратным
клапаном.
По окончании бурения на проектную
глубину в бурильные трубы опускают
шарик, который перекрывает отверстие
в поршне. Под давлением промывочной
жидкости поршень срезает шпильки и
опускается вниз. При атом кольцевая
выточка в поршне устанавливается против
отверстия упорного подшипника. При подъ-
еме бурильных труб шарики подшип-
ника выталкиваются и попадают в коль-
цевую выточку поршня и вместе с отсо-
единптелем поднимаются вверх. Лопасти
402
долота при подъеме бурильного инстру-
мента встречаются с башмачной частью
фильтровой колонны, сжимаются, и до-
лото свободно проходит внутри фильтро-
вой колонны.
Таким образом, в скважине остается
только фильтровая колонна с установлен-
ным сальником или без него, в зависимости
от принятого способа промывки.
При вскрытии таким способом водонос-
ных горизонтов с низким статическим уров-
нем может возникнуть значительное по-
глощение промывочной жидкости, посколь-
ку гидростатическое давление столба про-
мывочной жидкости, обогащенной шламом,
значительно превышает пластовое. Тогда
в нагнетательную линию подключают комп-
рессор, т. е. бурение производится аэри-
зированной водой.
При вскрытии водоносных горизонтов,
представленных песками, с промывкой
забоя водой сокращаются затраты на ос-
воение и иногда увеличивается дебит
скважин.
Не рекомендуется применять приспо-
собление в водоносных горизонтах, со-
держащих галечники.
Саморасширяющееся долото можно при-
менять не только для вскрытия водонос-
ных горизонтов с промывкой забой чи-
стой водой, но также при бурении под
^фильтры с гравийной засыпкой.
Установка фильтра
с применением эрлифта
По данным В. М. Гаврилко и О. К. Ки-
селева, этот метод успешно применяется
с 1964 г. СМУ Курсксельхозводстрой
в водообпльных неглинистых и несцементи-
рованных песках.
Скважины бурят до водоносного гори-
зонта роторным способом с промывкой
глинистым раствором. Затем опускают и
цементируют эксплуатационную колонну,
после чего скважину интенсивно промы-
вают до появления песка в воде. Для того,
чтобы предотвратить образование песча-
ной пробки, в стволе прп подъеме инстру-
мента и последующей посадке фильтра
прп помощи эрлифта, уровень воды в
скважине поддерживают у устья беспре-
рывным подливом. Для этого у скважины
заготавливают резерв в 8—10 м3.
Фильтровую колонну опускают в сква-
жину на трубах диаметром 21/2—3", ко-
торые впоследствии служат в качестве
водоподъемных для эрлифта. Наружный
диаметр фильтра должен быть на 3—4"
меньше диаметра эксплуатационной ко-
лонны. Нижний конец водоподъемной тру-
бы срезан под углом 60°, причем он дол-
жен выходить наружу из отстойника фильт-
ра на 10—15 см.
26*
Выше спускового ключа на трубах уста-
навливают переходник для соединения
с водоподъемными трубами диаметром 4"
(рис. XIV-24).
Далее на этих трубах фильтр опускают
на забой, ключ выводят из вырезной муфты
фильтра и устанавливают на фильтровую
колонну для возможности контроля при
Рис. XIV-24. Схема установки фпльтра
с применением эрлифта.
1 — зацементированная эксплуатационная ко-
лонна; 2 — фильтр; з — водоподъемная колонна;
4 — воздухопроводная колонна; 5 — оголовок;
6 — сливной патрубок; 7 — воздухопроводный
патрубок; 8 — подача воды от насоса; 9 —
Т-образный ключ.
посадке фильтра. После этого в водоподъ-
емную колонну диаметром 4" опускают
воздухопроводные трубы диаметром 11/4".
По мере углубления фпльтра в пески
подачу воды в скважину уменьшают,
а затем полностью прекращают. Динами-
ческий уровень воды в скважине и соответ-
ственно режим подачи воды контролируют
по манометру, установленному на комп-
рессоре.
При посадке фильтра эрлифтом возможно
образование песчаной пробки в водоподъ-
емной колонне и прихват воздухопро-
водных труб. Поэтому необходимо сле-
дить за выносом песка и не допускать
463;
увеличения содержания его в воде свы-
ше 15%. При содержании в воде 30—
40% песка возникает реальная угроза
аварии. Количество песка можно регули-
ровать скоростью опускания эрлифтной
колонны.
Если содержание песка в воде увеличи-
вается, то скорость спуска эрлифта надо
уменьшить.
Песчаные пробки могут образовываться
выше и ниже смесителя воздухопроводной
колонны. Выше смесителя пробки обра-
зуются в результате применения водо-
подъемных труб с двумя различными
диаметрами — при переходе от меньшего
к большему диаметру снижается скорость
восходящего потока, песок осаждается
и постепенно накапливается. Вследствие
этого происходят частые прихваты воз-
духопроводных труб, во избежание кото-
рых желательно применять водоподъем-
ные трубы одного диаметра.
В результате образования пробки выше
смесителя воздух, не имея выхода на по-
верхность через водоподъемную колонну,
поступает через фильтр в эксплуатацион-
ную колонну7, вынося в нее вместе с водой
песок. Такой прорыв воздуха в эксплуа-
тационную колонну заканчивается при-
хватом фильтра песком в эксплуатационной
колонне.
Кроме того, прекращение движения вод-
но-песчано-воздушной смеси в водоподъем-
ной колонне приводит к осаждению песка
и соответственно к увеличению мощности
песчаной пробки выше смесителя.
Ввиду этого водоподъемную колонну,
смонтированную ив труб диаметром 21/2—4"
применяют только прп посадке фильтров
малого диаметра (4—5"), а в остальных
случаях используют трубы диаметром 4
или 3", из которых собирают колонну од-
ного диаметра.
Песчаные пробки лпксидируют следу-
ющими способами. Если пробка образо-
валась выше Смесителя, то через сливной
патрубок в водоподъемную колонну за-
качивают воду промывочным насосом. Если
водоподъемная колонна заполнилась пес-
ком ниже смесителя, вследствие чего пре-
кращается поступление воды на поверх-
ность и давление на манометре снижается
до нуля, то слегка расхаживают эрлифт,
одновременно подавая воду7 насосом в во-
доподъемную колонну.
После того, как фильтр посажен на про-
ектную глубину, на забой по водоподъ-
емным трубам засыпают гравий (с расче-
том на заполнение отстойника). Затем
водоподъемные трубы поднимают на рас-
четную высоту и ведут откачку скважины.
Преимущества этого способа посадки
фильтра следующие.
1. Фильтр погружается в водоносный
пласт со скоростью 1 м в 10—15 лип;
2. В чистых песках гарантировано до-
стижение фильтром проектной глубины;
3. Сокращаются общие затраты времени
на освоение скважины перед вводом ер
в эксплуатацию.
Недостатки данного способа:
1. Способ не применим в глинистых
песках, при наличип твердых прослоев,
прп низком статическом уровне воды,
так как прп этом требуется большое коли-
чество воды, что не всегда экономически
оправданно;
2. Осложнен процесс регулирования
уровня воды в скважине в начальной ста-
дии посадки фильтра, что вызывает появ-
ление в эрлифтной установке песчаных
пробок и приводит к чрезмерному увели-
чению давления на выходе компрессора;
3. Прп низких статических уровнях
необходимо применять компрессоры, раз-
вивающие давление 15—20 кГ/см^.
Глава XV
ОПРОБОВАНИЕ СКВАЖИН
НА ИХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
УСЛОВИЯ ПРИТОКА воды
К СКВАЖИНЕ
Для опробования применяют откачку,
но время которой уровень воды в скважине
понижается, при прекращении откачки
он восстанавливается. При откачке вслед-
ствие уменьшения гидростатического дав-
ления к стенкам скважины и к ее дну по
водоносным породам устремляются по-
токи воды. Чем больше откачивается
воды, тем сильнее приток.
Понижение уровня грунтовых вод при
откачке происходит и в самой скважине,
и в окружающей водоносной породе; при
этом поверхность грунтовой воды прини-
мает форму воронки депресспи (рис. XV-1, а)
При откачке напорных вод вокруг сква-
жины уменьшается давление их на водо-
упорную кровлю. Это уменьшение давле-
ния можно изобразить в виде воронки
депрессии, но уже не действительной,
а условной, образуемой линиями одина-
ковых напоров воды (рис. XV-1, б).
Место соединения кривых депрессии
внутри ствола скважины определяет поло-
жение динамического уровня. Расстояние
между статическим и динамическим уров-
нями называется понижением и обозна-
чается буквой S.
Площадь, на которую распространяется
во время откачки воронка депрессии, на-
зывается площадью влияния скважины.
Расстояние от скважины до крайних
точек, где влияние откачки уже практи-
чески не сказывается, называется радиу-
сом влияния R, или радиусом депресспи.
Если необходимо избежать взаимодей-
ствия скважин, то следует располагать
Таблица XV-1
Радиус влияния скважины в зависимости
от величины удельного понижения
Удельное понижение ®уд’ м Радиус влияния R, м Удельное пониже- ние S , м УД Радиус влияния Я, Л1
< 0,5 500—300 2.0—3,0 50-25
0,5- 1,0 300- 100 2,0—5,0 25—10
1,0—2,0 100—50 >5,0 10
Примечание. Приведенные данные можно ис-
пользовать для определения радиуса влияния
в водоносных горизонтах, сложенных рыхлыми
обломочными и зернистыми породами; в водонос-
ных горизонтах, представленных скальными и полу-
скальными породами с неравномерной трещино-
ватостью, радиусы влияния определяют только
по данным непосредственных наблюдений.
Рис. XV-1. Схема воронки
депрессии при откачке из
скважины.
а — условия откачки грунтовых
вод; уровень понижается в сква-
жине и в окружающей породе;
б — условия откачки напорных вод:
уровень понижается только в сква-
жине, вокруг скважины умень-
шается давление на водоупорную
кровлю.
J — водоносная порода; 2 — водо-
упорная порода; Н—первоначаль-
ный непониженный столб воды
в скважине; S—понижение уровня
воды в скважине при откачке; R —
радиус воронки депрессии при дан-
ном понижении.
405
их одну от другой на расстоянии не менее
длины двух радиусов депрессии. Точно
радиус влияния можно установить по дан-
ным наблюдений в скважинах, находя-
щихся на некотором расстоянии от той,
пз которой производится откачка. Ориен-
тировочно радиус влияния можно опреде-
лить по удельному понижению 5УД = S/Q
(табл. XV-1).
Определение производительности
скважины
и понижения уровня
Количество воды, откачиваемой пз сква-
жины? за единицу времени при устано-
вившемся постоянном динамическом уров-
не, называется производительностью или
дебитом скважины и выражается в куби-
ческих метрах в час пли в литрах в секунду.
Общая или абсолютная производитель-
Рис. XV-2. Зависимость удельного дебита
от понижения.
I — удельный дебит по мере увеличения пони-
жения увеличивается — данные откачки неточны
или в пласте не достигнут установившийся режим
притока воды к скважине; II—удельные дебиты
при всех понижениях почти равны между собой
(зависимость между дебитом и понижением прямо-
линейная) — случай, иногда возможный для без-
напорных водоносных горизонтов с большой во-
допроницаемостью; III •— удельный дебит увели-
чивается при незначительных понижениях и
уменьшается при больших понижениях; в наблю-
дениях допущены неточности, откачку необходимо
повторить; IV — удельный дебит по мере увели-
чения понижения уменьшается по прямой линии;
зависимость между дебитом и понижением парабо-
лическая, что нормально для безнапорных гори-
зонтов и как исключение может наблюдаться для
напорных; V — удельный дебит по мере увеличе-
ния понижения уменьшается по кривой линии;
зависимость между дебитом и понижением степен-
ная; нормальное явление для напорных гори-
зонтов.
ность скважпны тем больше, чем больше
общее понижение уровня при откачке.
Понижение же уровня в скважине при
откачке одного и того же количества воды
тем больше, чем меньше проницаемость
водоносной породы.
Удельная производительность или удель-
ный дебит скважины представляет собой
частное от деления общего дебита сква-
жины Q (м3/ч) на количество метров пони-
жения S (м). Как правило, удельная
производительность уменьшается по мере
увеличения понижения и определяется
по формуле
q=Q/S. (XN-i)
Уменьшение удельного дебита по мере
увеличения понижения объясняется тем,
что при входе воды в скважину и прп дви-
жении в самой скважине вода испыты-
вает сопротивление, пропорциональное вто-
рой степени расхода, тогда как при фильт-
рации в водоносном пласте сопротивление
пропорционально первой степени расхода.
В зависимости от гидравлического со-
стояния водоносного горизонта и зако-
номерностей изменения удельного де-
бита при откачке (рис. XV-2) определяют
расчетом дебит скважины Q и понижение
уровня S.
Дебит скважин, вскрывших безнапор-
ные воды, определяют по формуле Тима,
а дебит скважин, вскрывших напорные
воды, по формулам Тима, Келлера и Аль-
товского. Дебит скважины, питающейся
только через дно, при предварительной
откачке по данным наблюдений за восста-
новлением первоначального уровня можно
рассчитать по преобразованной формуле
Форхгаймера.
Безнапорные воды
Формулы Тима
о о S(2H — S) _
Q 5j (2Н — Si) ’ (ХЛ ®
S=H j/яа -^-51(2Я—5i), (XV-3)
где Q — проектируемый дебит скважины
в лг’/ч; 5 — проектируемое понижение
уровня воды в м; Qx — дебит, определен-
ный при откачке, в л3/ч; 5± — понижение
уровня воды при откачке в м; Н — мощ-
ность водоносного пласта в м.
Формулы (XV-2) и (XV-3) применимы
при условии, что
S/Si < 1,5; 5 <0,5Л.
Напорные воды
Для расчета эксплуатационного дебита
по заданному понижению и понижения
по заданному дебпту на основании данных
406
откачки с одним понижением применяются
«формулы Тима; когда откачка происходит
с двумя понижениями или большим их
числом, для расчета дебита и понижения
применяют формулы Келлера и Альтов-
«ского.
Формулы Тима
<2=^1-4; (XV-4)
5=^-2-, (XV-5)
<21
тде Q — проектируемый дебит скважины
в лг3/ч; S — проектируемое понижение
уровня в м; — дебит скважины, полу-
ченный при откачке, в .и3/ч; — пониже-
ние уровня воды при откачке в м.
При расчете по формулам (XV-4) и
(XV-5) могут получаться преувеличенные
значения дебита и преуменьшенные зна-
чения понижения, причем применять их
следует только при условии S/S1 + 1/5.
Формулы Келлера
е=Г*Ч-у-а. (ХМ)
Z-P
s = aQ + р<22, (XV-7)
где Q — проектируемый дебит скважины
н м3!ч', S — проектируемое понижение
уровня воды в м; а и р — параметры, оп-
ределяемые на основании данных
ио формулам
52<21 — ^т<22
р <21<2г(<22—<2г) ’
откачки
(XV-8)
«=^-~ Р<21, (XV-9)
<21
где — дебит скважины по данным
•откачки при первом понижении в м3/ч;
— то же при втором понижении; S1 —
первое (меньшее) понижение уровня воды
в скважине при откачке в м; S2 — второе
(большее) понижение в м.
Формулы (XV-6)—(XV-9) применимы при
условии, что удельный дебит при S±
меньше удельного дебита при ,S’2, а так-
Пример расчета пониже-
ния уровня по заданному
дебиту по формуле (XV -7)
Келлера.
Данные пробной откачки: = 0,8 .м;
S2 = 2,55 ji; Ss = 9 .u; Qr — 24 Л13/ч;
= 53 л13/ч; Qg = 114 м:‘/ч.
Требуется определить S при Q =
= 200 .«3/ч.
5 = и<2 + ₽<22 или =
Подставляя данные первого и второго
понижений уровня, получаем
=K1+53₽i; -Ц- = а1 + 24₽1;
_ 0,048 = ах -|-53pi
0,033=и1+24Р1
0,015= 29₽i
Р1=-^= 0,0005
(Xi=0,048 — 53₽1 = 0,48—53 X 0,0005 = 0,021.
Коэффициенты аир определяют по дан-
ным понижений первого и второго, второго
и третьего, первого и третьего.
Подставляя данные второго и третьего
понижений, получаем
9
1^-=«2+114р2;
~+----а2+53Р2;
0,079 = а2+114 0,048 = <х2+ 53 р2 52
0,031 = 61 $2
Р2 = 0,0005
а2= 0,079 —114 X 0,0005 = 0,022.
Соответственно подставляя данные пер-
вого и третьего понижений, получаем
__1—=аг_|_114Р2; =а3-|-24Рз;
_0,079= <х3-|- 114Рз
0,033 = сс3+ 24Рз
0,046 = 90Р3
Рз= 0,0005;
сс3 = 0,079 —114 X 0,0005 = 0,022.
Среднее значение
и = = 0,022. Р = 0,0005-
Подставляя полученные значения ко-
эффициента а и р в величину запроекти-
рованного дебита в формуле
S = a(? + p<22,
получаем
S =0,022 х 200+ 0,0005 X 2002=24,4 м.
Для проверки данных, получаемых прп
откачке с двумя и тремя понижениями,
необходимо непосредственно в поле оп-
ределить удельный дебит и строить по этим
данным график зависимости удельного
дебита от понижения (рис. XV-2).
407
При откачке с тремя понижениями для
применения формул (XV-6)—(XV-9) обя-
зательно условие
qi—Qi qi 9з
S2- Si S2~—S2
Формулы Альтовского
<2 = a4-pig5; (XV-10)
ig5=-^-, (XV-11).
где Q — проектируемый дебит в м3/ч;
S — проектируемое понижение в м; а
и р — параметры, определяемые из дан-
ных опытных откачек по формулам
Р= ___
Р Ig52-lg5i’
(XV-12)
« = <21 — ₽lg 51, (XV-13)
где Qi — дебит скважины по данным
откачки прп первом понижении в м3/ч;
— то же, при втором понижении; —
первое понижение уровня воды при от-
качке в м; S2 —- второе понижение в м.
Формулы (XV-10)—(XV-13) применимы
при условпп, что удельный дебит gt прп
S\ больше удельного дебита д2 прп S2,
g
а также — 2,5.
5-2
Если откачка проведена с тремя пони-
жениями, то для применения формул
(XV-10)—(XV-13) обязательно условие
Если
<11 — 92 Qi — Яз
S2—5i 1S3—S2
91 92 9г 9з
S2— 5i S3— S2
то данные откачки должны быть забрако-
ваны как дефектные из-за неточности
замеров илп нестабильного (неустановив-
шегося) притока воды в скважину.
Применение формул (XV-6) и (XV-7)
или (XV-10) и (XV-11) зависит от зако-
номерностей изменения удельного дебита
прп откачке. Характер этих закономер-
ностей прослеживается на графике зави-
симости удельного дебита от понижения
(рис. XV-2).
В результате откачки могут наблюдаться
следующие зависимости:
1. Удельные дебпты при всех пониже-
ниях равны илп почти равны один друго-
му (рис. XV-2, II)-, зависимость между
дебитом и понижением прямолинейная;
рассчитывать дебит и понижение можно
по формулам (XV-2)—(XV-5).
2. Удельный дебит по мере увеличения
понижения уменьшается по закону пря-
мой линии (XV-2, IV), зависимость между
дебитом и понижением параболическая;,
дебит и понижение можно рассчитывать,
по формулам (XV-6)—(XV-9).
3. Удельный дебит с увеличением пони-
жения уменьшается по закону кривой
линии (рпс. XV-2 и 5), зависимость между
дебитом и понижением степенная; дебит
и понижение можно рассчитывать по
формулам (XV-10) и (XV-11).
Примечание. Во всех случаях,
когда удельный дебит увеличивается по
мере увеличения понижения, данные от-
качки являются дефектными и не могут-
быть использованы для расчетов (рис. XV-2,
кривые I и III).
Расчет дебита
по восстановлению уровня
Для определения дебита скважины, пи-
тающейся только через дно, применяется
формула Форхгапмера
Q-\KSr, (XV-14)
где Q — дебит скважины в м3/сутки;
к — коэффициент фильтрации в м/сутки-,
S — понижение уровня воды в скважине-
в м; г — радиус скважины в м.
Если прп предварительной откачке уро-
вень воды в скважине понизить на вели-
чину Sj, а затем после прекращения от-
качки зафиксировать время, в течение
которого вода поднимается до уровня S2,
то коэффициент фильтрации может быть
определен по формуле
(XV'15>
4< \ S-2 /
где 5Х — понижение (считая от первона-
чального, статического уровня), достиг-
нутое в момент прекращения откачки,
в м; S2 — понижение (считая также от
первоначального уровня) вл; t — время,
истекшее с момента прекращения откачки,
в сутках.
При подстановке этого выражения в
формулу (XV-14) п.переходе к десятичным
логарифмам дебит скважины при проекти-
руемом понижении определится
<2 = 7,2r2 4-lg('41'). (XV-16)
t \ 02 7
где Q — дебит скважины в м/3сугЛгш;
S — проектируемое понижение в .и; I —
время, в течение которого вода подни-
мается от уровня 51 до положения 5г,
в сутках; г — радиус скважины в м-
408
Дебит скважины по формуле (XV-16)
можно рассчитывать не только, когда име-
ются данные наблюдении при предвари-
тельной откачке, произведенной для опро-
бования горизонта, встреченного в про-
цессе бурения, но также и когда по ряду
технических причин скважина не может
быть исследована методом пробно-эксплу-
атационной или опытной откачек, в про-
цессе которых необходимо постоянно из-
мерять установившийся динамический уро-
вень и дебит. Это возможно, в частности,
прп опробовании водоносных горизонтов,
которые были вскрыты скважинами, прой-
денными с целью разведки различных
полезных ископаемых и не давшими поло-
жительных результатов.
Дебит скважины, эксплуатирующей
несколько водоносных горизонтов
Общий (суммарный) дебит скважины
при соединении в ней нескольких гидрав-
лически разобщенных водоносных гори-
зонтов .будет равен сумме дебитов отдель-
ных горизонтов при соответствующем для
каждого из них понижении.
Общий дебит определяется по формуле
<2=9iS+925, =(XV-17)
где Q — общий дебит, 91 и 9а — удельные
дебиты водоносных горизонтов; S — по-
нижение уровня при откачке.
2. Расположенный выше водоносный го-
ризонт имеет статический уровень выше,
чем расположенный ниже, а удельный
дебит расположенного ниже горизонта
больше, чем расположенного выше (рис.
XV-4).
Рис. XV-4. Соединение двух го-
ризонтов, у которых верхний
горизонт имеет статический уро-
вень выше, чем нижний /га;
удельный дебит 9а нижнего гори-
зонта больше, чем удельный де-
бит 91 верхнего горизонта.
Рпс. XV-3. Соединение двух гори-
зонтов. статические уровни которых
находятся на одинаковой глубине.
h — глубина статических уровней; д, и
Чг — удельные дебиты горизонтов.
При соединении в скважине двух водо-
носных горизонтов возможны следующие
соотношения статических уровней и удель-
ных дебитов.
1. Статические уровни находятся на оди-
наковой глубине (рпс. XV-3).
Общий дебит из обоих водоносных гори-
зонтов будет равен сумме дебитов из
каждого водоносного горизонта в отдель-
ности, и соотношение удельных дебитов
..при этом не имеет значения.
Поскольку статические уровни воды
в скважине находятся на разной глубине,
при откачке величина понижения для каж-
дого горизонта будет различная. Суммар-
ный дебит может быть определен по фор-
муле
<?=?1‘‘?i+92-S2, (XV-18)
гДе Q, Qi и Чъ обозначают то же, что и
в формуле (XV-17); S± и S2 — соответ-
ственно величины понижений для распо-
ложенных выше и ниже горизонтов.
Если откачка из скважин не произво-
дится, то из горизонта, имеющего больший
напор, будет происходить поглощение воды
в расположенный ниже горизонт, имеющий
меньший напор. Равновесие наступит, ког-
да количество воды, вытекающей из верх-
него горизонта и поглощаемой нижним
горизонтом, будет равно, т. е. когда уста-
новится равенство
9ifi=92t2, (XV-19)
где tt — понижение от статического уровня
верхнего горизонта; <а — напор, под дав-
409
лением которого происходит поглощение
воды нижним горизонтом.
Из (XV-19) следует, что
*1 92
Z2 <31
(XV-20)
Таким образом, отношение понижения
в верхнем горизонте к напору в нижнем
обратно пропорционально их удельным
дебитам. Следовательно, объединенный ста-
тический уровень установится между
И
(XV-21)
91 + 92
Рис. XV-5. Соединение двух горизонтов,
у которых статический уровень ниж-
него горизонта выше, чем статический
уровень верхнего горизонта; удельный
дебит q2 нижнего горизонта больше удель-
ного дебита gj верхнего горизонта.
Пример. hr = 10 ль h2 = 40 лц
91 = 5 м3/ч, д2 = 10 мя/ч. Согласно
уравнению (XV-21) глубина объединен-
ного статического уровня будет равна
, ла I (40—10) 10 _п
fe=10+- 5 + 10 "^30 М-
Следовательно, t± = 30 — 10 = 20 л»;
t-2 = 40 — 30 = 10 м; q1t1 = 5 Х20 =
= 100 л1»/ч; q2t2 = 10 X 10 = 100 м3/ч.
3. Соотношение уровней аналогично рас-
смотренному в п. 2, но удельный дебит
верхнего горизонта больше нижнего, т. е.
91 9s-
Если прп откачке будет создано пони-
жение’) большее, чем разница статических
уровней (S > h2—ht), то дебит скважины
можно определять по уравнению (XV-18).
Если же S< /»2 — hi, то статический уро-
вень нижнего горизонта вовсе не пони-
зится и притока из него не будет. В то же
410
время вследствие разницы напоров между
динамическим уровнем верхнего горизонта
и статическим уровнем нижнего горизонта
часть воды будет поглощаться нижним-
Следовательно, при данных условиях
нецелесообразно соединять водоносные го-
ризонты.
При отсутствии откачки будет проис-
ходить поглощение воды верхнего гори-
зонта нижним, так как h2 hr. При этом,
сохраняются те же условия, что п в пре-
дыдущем примере, т. е.
il Q2
<3iti = q2tz и
г2 91
Положение статического уровня соеди-
ненных водоносных горизонтов опреде-
ляется по уравнению (XV-21).
4. Расположенный ниже водоносный го-
ризонт имеет статический уровень выше,
чем верхний. Удельный дебит располсн
женного пиже горизонта больше верхнего,
т. е. 92 > 91 (рпс. XV-5).
Приток воды в скважину определяется
уравнением (XV-18). Если откачка не про-
изводится, то поглощение будет проис-
ходить из нижнего горизонта в верхний-
Положение статического уровня при со-
единении горизонтов определится форму-
лой
h=h2+—1 91 • (X V-22>
91 + 92 '
5. Статический уровень воды нижнего
водоносного горизонта выше верхнего,
а удельный дебит верхнего водоносного
горизонта больше нижнего, т. е. "> о„
(рис. XV-5).
Дебит скважины определяется по урав-
нению (XV-18), а положение статического
уровня в результате соединения горизон-
тов по уравнению (XV-22).
Для определения положения статиче-
ского уровня h во всех случаях соедине-
ния двух водоносных горизонтов можно
применять формулу
(ху_23>
91 + 92
Если известны h±, h2 и 7г и удельный
дебит одного из горизонтов, то удельный
дебит другого горизонта может быть
определен по формуле
91 = 92^—(XV-24)
или
(XV~25>
Таким образом, при наличии данных
для решения уравнений (XV-24) и (XV-25)
можно сократить одну откачку.
Во всех рассмотренных вариантах ус-
ловно принято, что зависимость между
дебитом и понижением прямолинейная.
Взаимодействие скважин
При расположении скважин на рассто-
янии, меньшем чем два радиуса питания,
перераспределяются и частично перекры-
ваются площади питания каждой из них.
В результате взаимодействия скважин
уменьшаются их дебиты и снижаются уров-
ни воды. По уменьшению дебита можно
определить коэффициент снижения дебита
а или коэффициент влияния р.
Коэффициент снижения дебита
a.= Q = g ~g , (XV-26)
а коэффициент влияния
= (xv’27)
где Q' и q’ — соответственно дебит и удель-
ный дебит скважины; Q" и q" — дебит
п удельный дебит той же скважины с уче-
том взаимодействия ее с ближайшей сква-
жиной.
Ив формул (XV-26) и (XV-27) следует,
что
а = 1 -Р, (XV-28)
P = l — a. (XV-29)
Согласно формулам (XV-26) и (XV-27)
и q" могут быть определены из выра-
жений
а)<2', (XV-26a)
/'=(!—«) д'.
Q" = ₽<?', (XV-27a)
/=₽?'-
Коэффициент снижения дебита и коэф-
фициент влияния можно определить не
только по формулам (XV-26) и (XV-27),
но также по срезке уровня.
При прямолинейной зависимости де-
бита от понижения дебпты скважин, со-
ответствеющие различному понижению, мо-
гут быть изображены параллельными пря-
мыми ОМ и К N с одинаковым наклоном
к осп понижений So (рис. XV-6). Прямая
ОМ показывает зависимость дебита от
понижения без учета влияния взаимодей-
ствующей скважины и выражается урав-
нением
Q' = q'S0, (XV-30)
где q' — удельный дебит; <S0 — пониже-
ние уровня.
Прямая KN отражает зависимость де-
бита от понижения с учетом влияния вза-
имодействующей скважины и выражается
уравнением
Q"=g'(S0-t'), (XV-31)
где t' — срезка уровня.
Из рис. XV-6 видно, что
NL = q"S0=q' (S0—t'), (XV-32)
откуда
Рис. XV-6. Кривые дебиты сква-
жин (по М. Е. Альтовскому).
Вычитая обе части уравнения
из единицы, получим
д" S0-t'
д’ s0
откуда
д'—<Г _ t'
д' s0 ’
По уравнению (XV-26)
Г П
д —д
—— т2— = <%,
д
следовательно
t'
a==v-
’о
(XV-33)
(XV-34)
(XV-35)
(XV-36)
Из уравнения (XV-36) видно, что ко-
эффициент снижения дебита ос можно
определить по величине срезки уровня t'
п величине понижения S 0.
При откачке из скв. 1 (рпс. XV-7) и
понижении в ней срезка статического
уровня в скв. 2 равна t2; при откачке
из скв. 2 и понижении в ней S2 срезка ста-
тического уровня воды в скв. 1 равна t±.
Прп одновременной откачке из обеих
скважин срезки уровней воды будут ины-
ми: в скв. 1 срезка будет равна t{, а в
скв. 2 равна t’2.
411
При практических расчетах можно при-
нять действительные срезки уровня воды
равными наблюдавшимся срезкам при
одиночных откачках, т. е. принять t[ = tt
и 4' = t2. При таком допущении коэф-
фициент снижения дебита получается пре-
увеличенным, а коэффициент влияния пре-
уменьшенным. Поэтому расчетные дебиты
взаимодействующих скважин окажутся
преуменьшенными.
Следовательно, коэффициент снижения
дебита можно определить (с преувеличе-
нием) по данным последовательных опыт-
ных откачек из двух скважин, причем
во время откачки из одной скважины
другая используется в качестве наблюда-
тельной.
Рис. XV-7. Схема для расчета
двух взаимодействующих сква-
жин (по М. Е. Альтовскому).
Для этого применяют следующие фор-
мулы:
«1 = 4^ и «2=-^-, (XV-37)
й2 *51
где Kj и а2 — коэффициенты снижения
дебита для скв. 1 и 2; и 4, — срезки
уровней в скв. 1 и 2; .Sj и S2 — понижения
уровней воды в тех же скважинах.
Формулы (XV-37) справедливы при оди-
наковых понижениях в скважинах при их
одновременной работе. Если понижения
не равны, то коэффициент снижения де-
бита можно определять по приближенным
формулам
«!=—• и «2 = A. (XV-38)
По формулам (XV-26), (XV-37), (XV-38)
можно рассчитать дебит двух взаимодей-
ствующих скважпн. Для расчета водо-
забора из нескольких скважин, находя-
щихся на равных расстояниях одна от
другой, используются более сложные урав-
нения.
Пример расчета дебита.*
двух взаимодействующих
скважин.
При откачке воды ив скв. 1 с пониже-
нием = 3 м и дебитом = 18 м3/ч
срезка уровня в скв. 2 была 42 = 0,2 лц
при откачке из скв. 2 с понижением S2 =
8 м и дебитом (?2 = 70л13/ч срезка уровня
в скв. 1 4т = 0,8 м. Необходимо опреде-
лить суммарный дебит скважпн при их од-
новременной работе с одинаковыми пони-
жениями. Коэффициепты снижения деби-
та определим по формуле (XV-37):
„ *1 °*8 л л *2 0,2 пг
“! = -?- =-к-=о,г, a2=-^- = -i-=0,07-
*52 о 3
Суммарный коэффициент снижения де-
бита
У, a = ai+a2=0,1-|-0,07=0.17.
Суммарный дебит скважин без учета
взаимодействия составляет
<2' = <21-№=18+70 = 88 мз/ч.
Суммарный дебит скважпн с учетом-
взаимодействия будет
<2"=(1 —V а) (?' = (! —0,17)88 = 73 мЗ/ч.
Из расчета видно, что в данных условиях
одновременная эксплуатация двух сква-
жин нерациональна.
Влияние на производительность
скважин диаметра фильтра
и расположение его
в водоносном горизонте
До настоящего времени зависимость меж-
ду диаметром фильтра (водоприемной ча-
сти) и дебитом скважины еще точно теоре-
тически не установлена.
Из формулы Дюпюи
<2 = 1.36fc (XV-39)-
1g—
г
где Q — дебит скважины в мР/сутки^
к — коэффициент фильтрации в м/сутки,.
Н — мощность водоносного пласта в лц
5 — понижение уровня воды при откачке
в .н, R — радиус влияния скважины в м,
г — радиус водоприемной части (фильтра)*
скважйны в Л1, следует, что дебит сква-
жины возрастает очень незначительно с
увеличением ее диаметра и приблизительно-
пропорционален логарифму последнего.
В. Н. Щелкачев установил, что для не-
совершенных скважпн зависимость де-
бита от диаметра более значительна, чело
412
это следует из формулы (XV-39), и в пре-
деле, когда вскрыта лишь кровля пласта
значительной мощности, дебит приблизи-
тельно пропорционален диаметру.
Г. Н. Ассовский и А. А. Комарова уста-
новили, что для безнапорных водонос-
ных горизонтов в мелкозернистых песках
при увеличении диаметра фильтра совер-
шенных скважин дебит увеличивается при-
близительно пропорционально половине
относительного увеличения диаметра сква-
жины.
В результате исследований методом
ЭГДА и в фильтрационном лотке С. К. Аб-
рамовым и В. Д. Бабушкиным выяснено,
что в однородных напорных и безнапор-
ных пластах фильтры можно распо-
лагать в любом положении по вертикали
и это не оказывает практического влияния
на дебит скважин. Если же скважина
будет эксплуатировать горизонт с неод-
нородным составом, то рабочую часть
фильтра целесообразно располагать в на-
иболее проницаемых слоях водоносного
пласта.
Виды и назначение откачек
Назначение откачек — очищение воды
от посторонних примесей, песка и мути,
а также опробование скважины для уста-
новления ее производительности и под-
готовки к постоянной эксплуатации. На-
иболее часто применяют предварительную,
пробно-эксплуатационную и опытную от-
качки.
Предварительную откачку можно про-
изводить и как предварительное ориенти-
ровочное опробование попутно встречен-
ного водоносного горизонта и как вспо-
могательную работу перед пробно-экс-
плуатационной илп опытной откачкой (для
предварительного очищения скважины,
когда пробно-эксплуатационная или опыт-
ная откачка должна производиться штанго-
вым насосом).
Пробно-эксплуатационная и опытная от-
качки представляют собой отдельные ра-
боты. На каждой скважине обычно про-
водится какая-либо из них.
Предварительная откачка чаще всего
проводится желонкой или эрлифтом. Дебит
и понижение уровня при этом обычно не
фиксируется. Если при предварительной
откачке снижается уровень воды до за-
боя, необходимо наблюдать и фиксировать
время восстановления уровня для опреде-
ления дебита по формуле (XV-16).
Пробно-эксплуатационная откачка про-
водится для установления опытным путем
возможности получения ив скважины за-
проектированного дебита. Такие откачки
можно проводить с одним понижением уров-
ня при условпп, что дебит будет равен
запроектированному или превышать его.
Опытная откачка проводится для оп-
ределения возможной производительности
скважины. Расчетным путем по формулам-
и построенпем графика зависимости де-
бита от понижения получают возможную
производительность скважины и соответ-
ствующее понижение уровня. Такая от-
качка должна проводиться если:
а) запроектированная эксплуатационная
производительность скважины превышает
производительность временного насосного
оборудования, предназначенного для оп-
робования скважины;
б) по условиям проекта необходимо по-
лучить данные для прогноза возможной
максимальной производительности сква-
жины;
в) в малоизученных гидрогеологических
условиях необходимо получить представ-
ление о закономерностях изменения удель-
ного дебпта в зависимости от величины
понижения уровня.
Продолжительность откачки
Откачка должна продолжаться до пол-
ного осветления воды при установившемся
режиме притока, т. е. при стабильном по-
нижении и при соответствующем этому
понижению непзменяющемся дебите.
Время, необходимое для установления
стабильного режима притока в скважину,
зависит от гидравлического состояния во-
доносного горизонта. Это время для без-
напорных горизонтов будет значительно-
более длительным, чем для напорных.
В безнапорных водоносных горизонтах
процесс формирования депрессионной во-
ронки продолжается в течение довольно
значительного периода, более короткого
для пород хорошо проницаемых и более
длительного для пород, обладающих низ-
кой фильтрационной способностью.
Для напорных водоносных горизонтов
вследствие передачи гидростатического дав-
ления стабильный режим притока насту-
пает несравненно быстрее. Время установ-
ления стабильного режима притока для
напорного водоносного горизонта также
зависит от литологического состава и
фильтрационной способности водоносных
пород, но в гораздо меньшей степени,
чем для безнапорного горизонта, и нередко
составляет всего несколько минут.
При определении продолжительности
пробно-эксплуатационных и опытных от-
качек в первую очередь следует учитывать
гидравлическое состояние водоносного
горизонта и различать откачки из на-
порных и безнапорных водоносных гори-
зонтов.
413.
Таблица XV-2.
Продолжительность откачек при максимальном понижении *
Водоносные породы Коэффи- циент фильтрации, ж/с у тки Гидравли- ческий режим Продолжительность откачек, сутки
одиночных скважин кустовых и групповых: скважин
Грунтовые п неглубокие напорные воды Трещиноватые и закарстованные по- роды: гравийно-галечниковые отложения без заполнителей крупно- и среднезернистые одно- родные пески Более 30 Напорный Безнапор» 2-3 3-4 4—6
Трещиноватые и закарстованные по- роды: гравийно-галечниковые отложения с песчаным и супесчаным запол- нителем 30-10 ныи Напорный 3-4 4—6
Неоднородные крупно-, средне- и мел- козернистые пески . 10-5 Безнапор- ный Напорный 4—6 4—6 СП СП L 11
Глубокие напорные (артезианские) воды Трещиноватые породы, уплотненные пески 5—0,5 Безнапор- ный Упругий, 5—7 3-5 6—8 5-7
То же Менее 0,5 высоко- напорный То же 5—7 3—10
* Из инструкции по применению классификации эксплуатационных запасов подземных вод,
утвержденной Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых при Совете Министров
СССР в 1961 г.
Откачки из скважин, вскрывающих на-
порные водоносные горизонты, следует
подразделять на две стадии.
Первая заключается в предварительной
откачке с возможной максимальной про-
изводительностью 1 для полного осветле-
ния воды независимо от времени, потреб-
ного для этого.
Вторая заключается в откачке для оп-
ределения зависимости дебита от пониже-
ния продолжительностью не более 4 ч
на каждое понижение для опытной от-
1 Предварительную откачку скважины,
вскрывающей горизонт, представленный пе-
сками, надо начинать с минимальной
производительности и увеличивать ее по-
степенно.
414
качки и не более 8 ч на одно понижение
для пробно-эксплуатационной откачки при
пеизменяющпхся уровне п дебите.
Таким образом, продолжительность опыт-
ной откачки скважины при двух пониже-
ниях и хорошо изученных напорных водо-
носных горизонтах, особенно когда послед-
ние представлены породами с большой
фильтрационной способностью, можно огра-
ничить одной смепой. Для горизонтов
с незначительной фильтрационной способ-
ностью продолжительность опытной of-
качки может быть увеличена до 2—3 смен
при прочих равных условиях. Соответ-
ственно продолжительность пробно-экс-
плуатационной откачки в аналогичных ус-
ловиях составит 3—5 смен при одном пони-
жении уровня.
Откачки пз скважин во вновь осваива-
емых районах с малоизученными гидро-
геологическими условиями при вскрытии
напорного горизонта впервые должны быть
более длительными.
При назначении продолжительности от-
качки из скважины, вскрывающей безна-
порный горизонт, следует учитывать ее
возможный дебит, фильтрационную спо-
собность пород, характер их литологиче-
ского состава, а также вид водоприемной
части скважины и фильтра.
Для общей ориентации можно руковод-
ствоваться данными, приведенными в
табл. XV-2, но в них необходимо вносить
соответствующие коррективы.
Например, продолжительность откачки
из бесфильтровой скважины, водоприемная
часть которой сложена устойчивыми скаль-
ными породами, всегда будет значительно
меньше, чем из скважины с фильтром,
вскрывающей мелкозернистые пески, и
намного меньше, чем из скважины, также
вскрывающей мелкозернистые пески, но
бесфильтровой, рассчитанной на образова-
ние каверны; при большой водообпльности
скважины (при большом удельном дебите)
продолжительность откачки будет меньше,
чем при незначительной водообильпости.
В породах с лучшей водопроницаемостью
происходит быстрое формирование депрес-
сионной воронки, поэтому стабильный ре-
жим притока при таких условиях устана-
вливается также быстрее, чем в породах
с меньшей водопроницаемостью.
Непрерывность откачки — одно из ос-
новных требований, предъявляемых к ка-
честву опробования скважины. Это требо-
вание должно соблюдаться особенно строго
при откачках из скважины, вскрывающей
безнапорные водоносные горизонты. Пере-
рывы в откачках допускаются только при
переходе от одной ступени понижения к
другой. При перерыве из-за неисправности
механизмов продолжительностью более 1 ч
откачка из скважины, вскрывшей безнапор-
ные воды, должна быть повторена сначала.
Величина понижения
Величина понижения зависит от степени
водообпльности горизонта, вскрытого сква-
жиной, и мощности применяемого насосного
оборудования. В связи с этим величина
частного и общего (максимального при
нескольких ступенях) понижения может
изменяться в весьма широких пределах,
поскольку водообильность горизонта нахо-
дится в непосредственной связи с его мощ-
ностью, сложением и литологическим соста-
вом.
В каждом отдельном случае при откач-
ках необходимо предварительно задаваться
не только дебитом, но и величиной пониже-
ния. Прп этом следует учитывать, что в раз-
ных условиях одному и тому же дебиту
будут соответствовать различные пониже-
ния. Для правильного предварительного-
определения величины понижения при
ожидаемом дебите очень большое значение
имеет степень изученности (разведанности)
горизонта.
Независимо от состава, сложения, мощ-
ности и водообпльности горизонта, парамет-
ров скважины, типа и конструктивных
особеппостей фильтра величина пониже-
ния при опробовании должна удовлетво-
рять следующим условиям.
1. Минимальная величина каждой (од-
ной) ступени понижения не должна быть
менее 1 м для уменьшения возможной отно-
сительной ошибки при замере уровня
и во избежание завышения величины удель-
ного дебита !.
2. Максимальное (на две-три ступени)
понижение должно составлять соответ-
ственно 0,2—0,3 высоты непониженного
столба воды (исходя из допустимых преде-
лов экстраполяцпп при расчете возможного
дебита по существующим формулам), когда
намечается эксплуатация скважины при
очень большом понижении уровня (0,5—
0,6 высоты столба воды в скважине).
3. Максимальное понижение при откачке
не должно быть менее 0,3 величины пред-
полагаемого понижения при эксплуата-
ционной откачке, если эксплуатация сква-
жины намечается со сравнительно неболь-
шим понижением уровня.
Все приведенные указания не исключают
целесообразности проведения откачки с по-
нижением, равным илп превышающим по-
нижение, обеспечивающее запроектирован-
ный эксплуатационный расход.
Назначая величины отдельных пониже-
ний прп проведении опытной откачки,
можно руководствоваться следующими ука-
заниями 2.
1. Для водоносных горизонтов, предста-
вленных скальными сильпотрещиноваты-
ми, а также рыхлыми галечниково-гравий-
ными породами, при удельном дебите сква-
жины 15—20 м5/ч и более необходимо,,
чтобы разность между понижениями соста-
вляла 1,5—2 м.
1 Исключения могут допускаться только
в тех сравнительно редких случаях, когда
скважиной вскрыт весьма водообилъный
горизонт и понижение менее 1 м доста-
точно для получения дебита, предельного
для имеющегося водоподъемника и в то же
время значительно превышающего расчет-
ную потребность воды данного объекта.
2 При атом необходимо принимать во
внимание расчетную потребность воды
для объекта и вносить соответствующие
коррективы в приводимые рекомендации,.
415-
2. Для водоносных горизонтов, предста-
вленных полускальнымп среднетрещинова-
тыми породами (мел, мергели и т. п.) или
рыхлыми гравийно-песчаными породами,
при удельном дебите скважины 5—15 ,и3/ч
разность между понижениями колеблется
от 2 до 3 м.
3. Для водоносных горизонтов, предста-
вленных скальными и полускальнымп сла-
ботрещиноватыми породами, а также рых-
лыми средне- и мелкозернистыми песчаными
породами, при удельном дебите скважины
до 5 м3/ч разность между понижениями
составляла 3—5 м.
При определении максимального пони-
жения уровня воды в скважине для посто-
янной эксплуатации следует принимать
во внимание, что эта величина зависит от
мощности водоносного горизонта при ис-
пользовании грунтовых вод и от высоты
напора при использовании артезианских
горизонтов.
При эксплуатации грунтовых вод совер-
шенными скважинами максимальное пони-
жение не должно превышать 40% мощности
водоносного горизонта, а при эксплуатации
несовершенными скважинами не должно
превышать 40% глубины вскрытия водонос-
ного горизонта.
При эксплуатации напорных водоносных
горизонтов не следует понижать уровень
воды в скважине ниже водоупорной кровли.
Число понижений
и их последовательность
Число понижений зависит от вида и цели
откачки, величины проектного дебита, мак-
симальной производительности насосного
оборудования и степени изученности райо-
на в гидрогеологическом отношении, в част-
ности, от степени разведанности водонос-
ного горизонта.
В районах, достаточно изученных и ха-
рактеризующихся водообильными горизон-
тами, допускаются пробно-эксплуатацион-
ные откачки с одним понижением при усло-
вии получения при этом дебита, равного
запроектированному или превышающего по-
следний. Такие откачки можно проводить
только из скважин, вскрывающих водонос-
ные горизонты, сложенные устойчивыми
трещиноватыми или галечниково-гравий-
ными породами бесфпльтровых или с филь-
трами каркасно-стержневыми, гравийными
или в виде перфорированных труб.
Во всех прочих случаях должны прово-
диться опытные откачки с двумя ступе-
нями понижения, что обеспечивает лучшие
условия для образования естественного
фильтра, а также дает возможность обос-
новать расчет дебита при динамическом
уровне более низком, чем максимальный
уровень при опытной откачке.
Последовательность ступеней понижения"
необходимо назначать сообразно с литоло-
гическим составом водоносной породы и ти-
пом фильтра, установленного в скважине.
Откачку из скважины, оборудованной
сетчатым фильтром, установленным в пес-
чаном водоносном горизонте, следует начи-
нать с минимальным понижением и увели-
чивать его постепенно. Если откачка ведет-
ся с постепенным увеличением понижения
(с переходом от меньшего понижения
к большему), происходит медленная сор-
тировка частиц в околофильтровой зоне,
причем мелкие частицы вымываются и уно-
сятся водой через сетку, а более крупные
образуют скелет естественного фпльтра
около водоприемной части скважины. В ре-
зультате полезная площадь фильтрации
блпз водоприемной части скважины увели-
чивается. Если же начать откачку сразу
с большим понижением, то вследствие зна-
чительной скорости притока воды к филь-
тру более крупные зерна песка сосредото-
чиваются вокруг фильтра, плотно заклини-
вают ячейки сетки и затрудняют проход
через нее мелким частицам. Песок вокруг
сетки уплотняется, пространство между
крупными зернами заполняется мелкими
частицами, не прошедшими внутрь фильтра,
и для притока воды создается значительное
сопротивленце. Вследствие этого резко
снижается фильтрационная способность по-
роды в зоне, непосредственно прилегающей
к водоприемной части, и уменьшается водо-
пропускная способность фильтра. Эти явле-
ния обусловливают уменьшение удельного
и общего дебита скважины.'
Откачку из бесфильтровой или оборудо-
ванной перфорированными трубами сква-
жины можно начать с понижением, макси-
мально возможным для имеющегося водо-
подъемника. Если максимальное понижение
прп указанных условиях соответствует
дебиту, значительно меньшему запроекти-
рованного, и для расчетов необходимы дан-
ные по нескольким понижениям и дебитам,
то можно переходить от большего пониже-
ния к меньшему.
Производительность откачки
Производительность пробно-эксплуата-
ционной и опытной откачек определяется
согласно расчету водопотребления объекта,
для которого намечается бурение скважины.
При всех условиях желательно, чтобы
максимальная производительность пробно-
эксплуатационной пли опытной откачки
была равна проектируемой эксплуатацион-
ной производительности или даже превы-
шала ее.
Если максимальный дебит прп откачке
не может быть доведен до эксплуатацион-
416
ной производительности, необходимо, что-
бы он составлял не менее 0,4 запроектиро-
ванного дебита. Соблюдение такого соотно-
шения обеспечивает правильный и обосно-
ванный расчет запроектированного дебита
по соответствующим формулам.
При назначении максимальной произво-
дительности опытной или пробно-эксплуа-
тационной откачки необходимо принимать
во внимание все гидрогеологические и тех-
нические параметры каждой скважины,
а также учитывать все па-
раметры соответствующего во-
доподъемника.
Способы создания
нескольких понижений
уровня воды различными
водоподъемниками
Способы создания несколь-
ких понижений уровня воды
в скважине при откачке зави-
сят от положения статического
уровня, а в связи с этим и от
насоса, используемого для
откачки.
Когда статический уровень
водоносного горизонта значи-
тельно выше поверхности зем-
ли, т. е. из скважины проис-
ходит самоизлив, можно со-
здать несколько понижений
последовательным отвинчиванием несколь-
ких патрубков колонны, наращенной
над устьем скважины, пли сливом воды
через штуцер с задвижкой и манометром.
Величину понижения можно измерить не-
посредственно в трубе или по давлению
на манометре прп различном открытии
задвижки (рис. XV-8). Каждому очередно-
му понижению (<Si, S2) статического уровня
будет соответствовать определенный дебит
скважины, который может быть замерен
различными способами.
Откачки горизонтальными
центробежными насосами.
Прп высоком положении уровня воды
в скважине (2—3 м ниже устья) для от-
качки может быть использован горизон-
тальный центробежный насос. Производи-
тельность насоса следует регулировать
задвижкой, устанавливаемой обычно на
напорном штуцере.
При отсутствии задвпжкп производи-
тельность насоса можно регулировать:
а) изменением количества оборотов двига-
теля, если насос имеет привод от двигателя
внутреннего сгорания, б) изменением диа-
метра шкива, еслп насос приводится в дей-
ствие от раздельного с ним электродвига-
теля.
Откачка эрлифтами. Если
уровень воды в скважпне превышает высоту
всасывания пасоса и для откачки исполь-
зуется эрлифт, возможны следующие спо-
собы создания различных понижений.
Для создания двух понижений и получе-
ния двух различных дебитов (разница до
30%) при одинаковых диаметрах водоподъ-
емной и воздухопроводной колопн эрлифта,
глубине погружения труб, производитель-
ности компрессора, мощности двигателя и
Статический уровень
Рис. XV-8. Измерения дебита и понижения самоизли-
вающих скважин.
а — измерение при помощи наращивания обсадной трубы;
б — измерение по давлению на манометре.
количестве его оборотов можно применить
последовательно две схемы монтажа эр-
лифта: воздухопроводная колонна может
быть расположена рядом с водоподъемной
и внутри ее, причем в обеих схемах трубы
эрлифта должны погружаться на одну
и ту же глубину.
Практически это может быть осущест-
влено при помощи муфтового переводника
с правой резьбой на левую, помещаемого
на воздухопроводной колонне близ места
ввода последней в водоподъемную колонну
(рис. XV-9). После проведения откачки по
схеме «рядом» воздухопроводную колонну
следует отвинтить, поднять и вновь спу-
стить в водоподъемную колонну по схеме
«внутри».
При наличии на месте работ дополнитель-
ной колонны воздухопроводных труб ее
можно опустить по схеме «внутри», для эко-
номии времени не отвинчивая колонну,
расположенную рядом. Причем откачка
может быть проведена начиная с меньшего
понижения, получаемого по схеме «внутри».
При этом нижний конец воздухопроводной
колонны должен находиться не менее чем
на 1 м выше бокового ввода, предназна-
ченного для работы эрлифта по схеме
«рядом».
27 Заказ 1050
417
Второй способ создания нескольких по-
нижений в скважине при помощи эрлифта—
погружение эрлифтовых труб на различ-
ную глубину (рис. XV-10), т. е. изменение
отношений высоты подъема воды к глубине
погружения смесителя под динамический
уровень.
Если внутренний диаметр обсадной тру-
бы исключает возможность проведения от-
качки эрлифтом, смонтированным по схеме
«рядом», воду можно откачивать эрлифтом
по схеме «внутри», соответственно изменив
глубину погружения воздухопроводной и
Рис. XV-9. Схема оборудования скважин
эрлифтом для откачки с двумя пониже-
ниями.
а — схема «рядом»; б — схема «внутри»; 1 — воз-
духопроводная колонна; 2 — водоподъемная
колонна; 3 — статический уровень воды; 4 — ди-
намический уровень воды при откачке; 5—муфта
с левой резьбой.
водоподъемной колонны пли уменьшив
глубину погружения только воздухопро-
водной колонны.
При откачке эрлифтом с применением
второго способа давление, создаваемое ком-
прессором, должно обеспечивать работу
эрлифта при максимальной намечаемой
глубине погружения эрлифтовых труб.
Откачки штанговыми пор-
шневыми насосами. При пробно-
эксплуатационных откачках штанговыми
поршневыми насосами, которые приводятся
в действие через балансир станка ударного
бурения, различные понижения достига-
ются: 1) изменением длины хода поршня
в цилиндре; 2) изменением количества хо-
дов поршня при одной и той же длине хода;
4) применением цилиндров разного диа-
метра.
Длину хода поршня в цилиндре можно
изменить переводом амплитуды качаний
балансира станка ударно-механического
бурения с большой на малую. Длина хода
поршня для различных конструкций буро-
вых- станков может изменяться в пределах
600-—200 и.
Количество ходов поршня при одной
и той же длине хода можно регулировать
изменением количества оборотов двигателя
внутреннего сгорания, за исключением ди-
зелей, или изменением диаметра шкива.
Насосные цплиндры различного диаметра
используют для откачки, когда применение
первых двух способов связано с затрудне-
ниями. Этот способ более сложный, нем два
первых, так как связан с двумя дополни-
Рис. XV-10. Схема оборудования сква
жины эрлифтом для создания нескольких
понижений за счет погружения труб на
различную глубину.
а — схема «рядом»; б — схема «внутри»; I — ди-
намический уровень при погружении воздухо-
проводной трубы на глубину Ht; II — то же,
при погружении на глубину Ht.
тельными операциями по монтажу и де-
монтажу водоподъемной колонны и насос-
ных тяг (штанг).
Наблюдения при откачках
В процессе откачки должны вестись на-
блюдения за уровнем воды в скважине,
за дебитом и за температурой откачиваемой
воды.
Наблюдения за уровнем.
Наблюдения за уровнем следует вести и
фиксировать еще до начала откачки. Час-
тота наблюдений за положением статиче-
ского уровня до откачки устанавливается
в зависимости от гидравлического состоя-
ния вскрытого водоносного горизонта (на-
порный, безнапорный), а также от места
расположения скважины (в частности, от
близости к реке и т. п.).
В начале откачки после пуска насоса на-
блюдения за положением уровня должны
вестись через каждые 10—15 мин. В зави-
симости от стабилизации положения уров-
418
ня частота наблюдений может быть умень-
шена до 30 мин.
При откачке из скважины, вскрывающей
водоносный горизонт, характеризующийся
значительной высотой напора (на 40—50 м
и выше от подошвы водоупорного пласта),
и при достаточной изученности артезиан-
ского бассейна при установившемся ре-
жиме притока допускается ведение наблю
дений за уровнем не реже чем через 1 ч.
После прекращения откачки необходимо
наблюдать за пониженным уровнем до пол-
ного его восстановления. В начале восста-
новления положение уровня надо фиксиро-
вать через 5—10 мин, а в дальнейшем
через 30—60 мин, в зависимости от глубины
статического уровня и величины пониже-
ния.
Наблюдения за дебитом.
Наблюдения за дебитом должны вестись
и фиксироваться с начала стабилизации
динамического уровня в процессе откачки
п до ее окончания. Наблюдать за дебитом
и за уровнем следует одновременно. По-
этому частоту наблюдений за дебитом
можно определять в соответствии с часто-
той наблюдений за динамическим уровнем
при его одинаковом положении или незна-
чительных изменениях. При изменении
дебита, а также при изменении прозрач-
ности или цвета воды наблюдения следует
учащать. При установившемся режиме при-
тока наблюдения за дебитом должны про-
водиться не реже чем через 1 ч.
Температура откачивае-
мой вод ы. Температуру откачиваемой
воды можно измерять один раз в течение
смены в процессе откачки. При отборе
пробы воды для химико-бактериологиче-
ского исследования измерение температуры
воды обязательно.
Приборы для измерения уровня
при откачках и способы измерении
Все замеры уровня воды должны прово-
диться от одного и того же репера (отметки),
прочно закрепленного около устья сква-
жины.
Хлопушка. Хлопушка представляет
собой полый металлический цилиндр длиной
(высотой) 80—100 мм и диаметром 40—
50 мм. С одной стороны цилиндр должен
иметь глухое металлическое дно или дере-
вянную пробку со скобой или кольцом.
Хлопушку легко сделать из штанговой
муфты. Для спуска хлопушки в скважину
можно применить навощенный шнур, мяг-
кий электропровод или тонкий мягкий
металлический трос.
При ударе о воду хлопушка издает хо-
рошо слышимый «хлопающий» звук. Чтобы
более точно отметить глубину уровня воды
27*
при замере, необходимо сделать несколько
(4—5) ударов хлопушкой о воду.
Электроуровнемер. Электро-
уровнемер (рис. XV-11) состоит из двух
изолированных проводов, батареи сухих
Рис. XV-11. Схема
измерения уровня
воды электроуров-
немером.
элементов, контактного свинцового нако-
нечника (датчика), миллиамперметра, ка-
тушки для скатывания проводов и контакт-
ных клемм.
Рис. XV-12. Уровнемер электрический
УЭ-75 (Гидроэнергопроекта — Гидропро-
екта).
При измерениях один из проводов от
батареи при помощи контактной клеммы
укрепляют на верхнем обрезе пли муфте
обсадной трубы. Второй провод, служащий
в то же время и измерительным, с датчиком
на конце спускают в скважину. В момент
соприкосновения наконечника (датчика)
с зеркалом воды цепь замыкается и стрелка
миллиамперметра отклоняется. На рис.
XV-12 показан электроуровнемер УЭ-75.
Выпускается также уровнемер УЭ-200 (кон-
струкция Гидропроекта) такого же типа, но
рассчитанный на измерения уровня воды
419
на глубине до 200 м. В некоторых конструк-
циях электроуровнемеров миллиамперметр
заменен звонком или лампочкой.
Кроме этих приборов, для изменения
уровня воды имеются более точные и более
сложные приборы (манометрические, по-
плавковые, самопишущие и пр.). Недоста-
ток всех этих приборов — относительно
большой (8—12 мм) диаметр датчика, из-за
чего невозможно использовать их для за-
мера при малом зазоре между водоподъем-
ной и обсадной колоннами труб и при зна-
чительной глубине динамического уровня
воды в скважине.
При откачке штанговым поршневым насо-
сом можно использовать для замера желез-
ную полосу длиной 1—1,5 л, шириной
20—30 мм и толщиной 2—3 мм. Эта желез-
ная полоса перед спуском (на тонком тросе,
шнуре пли проводе) в скважину должна
быть натерта мелом с обеих сторон по всей
длине.
Положение уровня определяется измере-
нием длины спущенного шнура (провода)
и сухой части железной полосы. Для боль-
шей точности необходимо сделать несколь-
ко (3—4) замеров и принять среднее ариф-
метическое из них.
Определение величины понижения
без специального прибора
При зазоре между колоннами труб, недо-
статочном для спуска измерительного при-
бора, необходимо проводить откачку с при-
сасыванием воздуха под приемный клапан
насосного цилиндра (в практике зтот метод
называется откачкой «на присос» или «на
храпок»). При этом глубина погружения
приемного клапана ниже статического уров-
ня принимается за величину понижения,
достигнутого при откачке. Для правильно-
го определения понижения по этому методу
необходимо проводить работу в следующем
порядке.
Водоподъемную колонну штангового на-
соса спускают в скважину на такую глу-
бину, при которой приемный клапан насоса
будет находиться несколько ниже статиче-
ского уровня воды. Обнаружив присасыва-
ние воздуха при погружении приемного
клапана на данную глубину, следует спу-
стить водоподъемную колонну несколько
ниже, не изменяя при этом режима работы
двигателя насоса.
Постепенно спуская водоподъемную ко-
лонну и последовательно уменьшая каж-
дый интервал очередного спуска, необхо-
димо зафиксировать минимальный интер-
вал, соответствующий откачке, сопрово-
ждающийся наименьшим присасыванием
воздуха, и интервал, соответствующий
откачке без присасывания воздуха. Станки
для ударного бурения, при помощи которых
обычно проводятся пробные откачкп штан-
говыми поршневыми насосами, дают воз-
можность довести величину этого интер-
вала до 5 см (при регулировании спуска
водоподъемной колонны штурвалом). Это
позволяет определить величину понижения
с точностью до 2—3 см, что вполне доста-
точно для практических расчетов.
Рис. XV-13. Тройниковый излив
в форме раструба (воронки).
Таблица XV-3
Присасыва- ние воздуха Внешние признаки, наблю- даемые при откачке
Большое Кроме излива с перерыва- ми, вода выбрасывается круп- ными брызгами на высоту более 1 м над уровнем воды в водоналивном раструбе
Малое Излив с короткими переры- вами: вода выбрасывается бо- лее мелкими брызгами на высоту менее 1 м
Очень малое Вода у изливного раструба приобретает вид кипящей, выделяются крупные пузыри воздуха; вода изливается плавно без брызг
Ничтожное В воде в изливном растру- бе при внимательном наблю- дении заметны мелкие пу- зырьки воздуха, вода изли- вается плавно
420
Для второго понижения необходимо тем
или иным способом изменить количество
ходов поршня или длину его хода и повто-
рить все описанные операции.
В табл. XV-3 приведены данные для
ориентировочного количественного опре-
деления степени присасывания воздуха.
Для удобства наблюдений устройство
для излива воды должно иметь форму рас-
труба — воронки (рис. XV-13).
В комплекте насосного оборудования не-
обходимо иметь патрубки длиной 1, 2
и 3 м, соответствующие диаметру водоподъ-
емной колонны. Помещая тот или иной
патрубок под водоналивным раструбом,
в зависимости от положения статического
уровня можно всегда расположить водоиз-
лив на высоте, удобной для наблюдения.
Все работы по определению понижения
необходимо проводить после откачки до
полного осветления воды с максимальным
расходом и произвольной глубиной погру-
жения приемного клапана насосного ци-
линдра.
Определение величины понижения
при помощи манометра при откачке
эрлифтом
При откачке эрлифтом понижение можно
определять с удовлетворительной точно-
стью по манометру, находящемуся на воз-
духопроводной трубе у устья скважины.
Величину понижения уровня по маномет-
ру определяют следующим образом. После
пуска сжатого воздуха в воздухопроводную
трубу манометр начинает показывать повы-
шение давления. Давление повышается до
тех пор, пока из воздухопроводной трубы
не будет вытеснена находящаяся там вода
и сжатый воздух не поступит в скважину.
В этот момент стрелка манометра пока-
жет максимальное давление, называемое
пусковым, и остановится на несколько
мгновений. Поскольку в течение этих
мгновений зрлифт еще не поднимает воду
из скважины, статический уровень воды
сохраняет свое положение и манометр по-
казывает давление водяного столба на от-
резке между статическим уровнем и смеси-
телем (1 ат — 10 м вод. ст.), т. е. глубину
погружения воздухопроводной трубы ниже
статического уровня. Зная положение ста-
тического уровня перед откачкой и длину
опущенных воздухопроводных труб, надле-
жит проверить правильность показаний
манометра, сопоставляя эти данные с вели-
чиной пускового давления. После первого
выброса воды стрелка манометра начинает
показывать снижение давления водяного
столба вследствие понижения уровня воды
в скважине в результате откачки. После
того, как установится постоянный дина-
мический уровень воды, стрелка манометра
останавливается и показывает так называ-
емое рабочее давление, равное давлению
пониженного в результате откачки столба
воды над смесителем.
Величина понижения по данным показа-
ний манометра при откачке эрлифтом может
быть определена по формуле
5 = 10(Рп-Рр), (XV-40)
где S — понижение в м; Р„ — пусковое
давление в ат', Рр — рабочее давление в ат.
Величина понижения в
метрах равна разности пус-
кового и рабочего давления
в атмосферах, умноженной
на десять.
Пример. Статический уровень воды
в скважине находится на глубине 25 м,
смеситель — на глубине 86 м, пусковое
давление равно 6,1 ат, рабочее давление
4,7 ат. Понижение S = 10 (6,1 — 4,7) =
= 14 м. Динамический уровень на глубине
25 + 14 = 39 м.
Приборы и приспособления
для измерения дебита при откачках
Объемный способ измере-
ния дебита. Наиболее простой и на-
дежный способ замера дебита — объемный
заключается в периодическом наполнении
откачиваемой водой емкости определенного
объема и точном фиксировании времени
наполнения. Для определения дебита зтим
способом можно использовать цистерны,
резервуары, деревянные и металлические
ящики с приспособлением для слива воды,
бочки и т. д.
До начала измерений дебита следует про-
верить внутренний объем емкости. Неболь-
шие емкости можно тарировать (для допол-
нительной проверки, кроме подсчета объ-
ема) также объемным способом, наполняя
их определенным количеством воды, прове-
ренным эталоном.
Емкость следует подбирать сообразно
с ожидаемым дебитом. Чем больше дебит,
тем больше должен быть измерительный
сосуд. При определении размера емкости
следует исходить из расчета, чтобы напол-
нение ее происходило в течение не менее
1 мин.
Поэтому для правильного определения
необходимого объема измерительного сосуда
нужно делить предполагаемый дебит воды
(в м3/ч) при откачке на 60 мин.
Пример 1. Предполагаемый дебит
25 л3/ч. Необходимый объем измеритель-
ного сосуда 25 : 60 = 0,42 .и3 = 0,5 м3.
2, Предполагаемый дебит 80 м31ч. Необ-
ходимый объем измерительного сосуда
80 : 60 = 1,33 м3 = 1,5 jit3.
421
3. Предполагаемый дебит 200 .и3. Необ-
ходимый объем измерительного сосуда
200 : 60 = 3,32 № = 3,5 .и3.
Применение емкостей, наполнение кото-
рых происходит в течение нескольких се-
кунд, нежелательно, так как неизбежно
приводит к неточному подсчету дебита,
особенно при большой скорости излива
Рис. XV-14. Измерение дебита (расхода)
диафрагмовым (пьезометрическим) расходо-
мером.
1 — напорная труба насоса; 2 — труба расходо-
мера; з — держатель резиновой трубки; 4 —
шкала напора (расхода); 5 — трубка со стеклян-
ным наконечником, резиновая; в — кольцо диа-
фрагмы; 7 — диафрагма; 8 — угольник; D =
= 53 4* 253 .и.м; d = 28 4- 210 jhjh; Н — 600 мм:
Q = 2,0 4- 315 м‘/ч.
воды. Время наполнения емкости должно
фиксироваться по секундомеру и только
в исключительных случаях — по часам
с секундной стрелкой.
Техника измерения дебита объемным спо-
собом заключается в следующем. Проверен-
ный и опорожненный измерительный сосуд
(ящик, бочка или цистерна) должен нахо-
диться в непосредственной близости от
места излива воды, откачиваемой из сква-
жины. Наблюдатель, проводящий измере-
ние, должен приготовить секундомер или
часы. По сигналу или команде наблюдателя
струя воды, изливающаяся из рукава или
трубы насоса или эрлифта, должна быть на-
правлена в измерительный сосуд. Одновре-
менно с этим наблюдатель должен включить
секундомер. В момент окончания наполне-
ния измерительного сосуда также по сиг-
налу или команде надо остановить секун-
домер.
Измерять дебит каждый раз следует
троекратно. Для расчета дебита воды надо
брать среднее время по трем показаниям
секундомера.
Объемный способ применим при откач-
ках, проводимых любым насосом или водо-
подъемником.
Измерение дебита диа-
фрагмовым расходомером.
Для измерения дебита при эксплуатацион-
ной откачке скважин глубинными и по-
гружными насосами применяют концевую
диафрагму с пьезометрической трубкой
(рис. XV-14), показывающей избыточное
(сверх атмосферного) давление, пересчитан-
ное на дебит в м3/ч (табл. XV-4).
Значение дебита в зависимости от высоты
напора (табл. XV-4) наносят на шкалу
напора (расхода) в соответствии с диамет-
рами водосливной трубы и диафрагмы.
При тарировании и монтировании шкал
напора необходимо учитывать, что нуль
шкалы должен совмещаться с центром
тяжести отверстия, т. е. с горизонтальной
плоскостью, проходящей через продоль-
ную ось трубы.
Отверстие диафрагмы имеет с одной сто-
роны фаску шириной 5 мм под углом 60°,
а с другой — острую кромку. Диафрагма
помещается в конце сливной трубы, причем
она должна быть расположена так, чтобы
вода притекала к диафрагме со стороны
острой кромки. Отрезок трубы перед диа-
фрагмой должен иметь длину не менее
1,5 м. Давление воды перед диафрагмой
измеряется пьезометром.
Диафрагма вставляется в расточку коль-
ца 6, которое навинчивается на конец тру-
бы 2 расходомера до упора и прижимает
диафрагму к концу трубы. На расстоянии
600 -ч.и от конца ее в стенке просверлено
отверстие и приварен угольник 8, в который
ввинчен штуцер, на него надета резиновая
трубка 5, имеющая на другом конце стек-
лянный наконечник.
К держателю, приваренному к трубе рас-
ходомера, прикрепляется стальная линей-
ка 4 с нанесенными на нее шкалами произ-
водительности (в л3/ч), которые соответ-
ствуют различным диаметрам отверстия
диафрагмы. В верхней части стойки пре-
дусмотрен держатель для резиновой труб-
ки.
При измерениях трубку вынимают из
держателя и опускают вниз до тех пор,
422
ooo oopopppppopppppppp
СП Hs'f’tfs rfs W W W W bolss'to'bo'U.'U.'U'U h*-
ф5эф£*МОСОО^МОООО^МОСО0^М
Таблица XV-4
Определение производительности по диафрагмовым расходомерам
Н
Производительность Q (ж8/ч) в зависимости от внутреннего диаметра D (мм) сливной трубы и диаметра d (мм) концевой диафрагмы, измеряемая по высоте (шкале нанора)
Н (м еод. ст.)
D = 253 Z = 203 г = 128 D = 75 D = 53
1П О С
00 со СО C\J С СО С5 со СО
II 7 7 7 7 7 7 7 7 7 II II
43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43
22,3 14,4 7,74 4,0 2,84 1.97
— — 53,4 37,1 24,4 15,7 8,47 4,38 3,12 2,16
. —. — 90,25 52,8 57,6 40,0 26,4 17,1 9,16 4,73 3,37 2,33
178 113,7 67,4 96,5 56,5 61,6 42,8 28,2 18,2 9,8 5,06 3,6 2,49
189 121 71,5 102,2 60,0 65,4 45,5 29,8 19,3 10,4 5,36 3,82 2,64
199 127 75,3 108,0 63,2 69,0 48 31,6 21,4 10,96 5,65 4,03 2,78
208,3 133 79,0 113,3 66,3 72,2 50,2 33,2 20,3 11,5 5,94 4,22 2,92
218 139 82,5 118,0 69,0 75,4 52,4 34,5 22,2 12,0 6,2 4,4 3,05
226 145 85,6 123,0 72,0 78,5 54,6 36,9 23,2 12,5 6,45 4,58 3,18
236 150,5 89,0 128,0 74,6 81,7 56,7 37,3 24,1 12,95 6,7 4,77 3,3
242 156 92,0 132,3 77,4 84,3 58,5 38,6 25 13,4 6,95 4,93 3,41
252 161 95,3 137,0 80,0 87,5 60,5 40 25,8 13.85 7,15 5,1 3,52
260 166 98 141 82,5 90,0 62,4 41,2 26,5 14,3 7,36 5,25 3,63
267 170,5 101,2 145 84,8 92,5 64,3 42,3 27,3 14,7 7,58 5,4 3,74
273 175 104 149 87,0 95,0 66 43,4 28,1 15,1 7,80 3,84
282 180 105 153 89,3 97,5 67,5 44,6 28,8 15,5 8,00 5,7 3,94 4,04
289 184 108,4 157 91,5 100,0 69,5 45,7 29,5 15,85 8,20 5,84
295 188 112 160 93,6 102,3 71,0 46,7 30,2 16,25 8,40 5,97 4,13
302 193 114,4 164 95,8 104,5 72,5 47,7 30,8 16,6 8,57 6,11 4,23
308 197 117 167 98,0 107,0 74,0 48,7 31,5 16,95 8,75 6,24 4,32
313 200 119,2 171 99,4 109,0 76,6 49,8 32,2 17,3 8,95 6,35 4,41
Рис. XV-15. Незатоплен-
ный водослив Базена
с тонкой стенкой.
1 — перегородки гаситель-
ные; 2 — решетка, выравни-
вающая поток; в — замерная
рейка; 4 — порог водослива
(полосовое железо); 5 — пе-
редняя стенка водослива;
h — высота напора; р — вы-
сота порога.
423
Таблица XV-5
Значения коэффициентов расхода т в формуле (XV-42)
Напор, м Высота стенки водослива р, м
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0
0,05 0,469 0,464 0,462 0,461 0,461 0,460 0,460
0,06 0,463 0,457 0,454 0,453 0,452 0,451 0,451
0,08 0,458 0,449 0,446 0,443 0,442 0,441 0,440
0,10 0,458 0,447 0,442 0,439 0,437 0,435 0,434
0,12 0,461 0,447 0,440 0,436 0,434 0,432 0,430
0,14 0,464 0,448 0,440 0,436 0,433 0,430 0,428
0,16 0,468 0,450 0,441 0,436 0,432 0,428 0,426
0,18 0,472 0,453 0.442 0,436 0,432 0,428 0,425
0,20 0,476 0,456 0,444 0,437 0,433 0,428 0,425
0,22 0,480 0,459 0,446 0,439 0,434 0,428 0,425
0,24 0,484 0,462 0,448 0,440 0,435 0,428 0,425
0,26 0,488 0,465 0,451 0,442 0,436 0,429 0,425
0,28 0,492 0,468 0,453 0.444 0,438 0,430 0,426
0,30 0,496 0,471 0,456 0,446 0,439 0.431 0,426
0,34 — 0,477 0,461 0,451 0,443 0,433 0,428
0,40 — 0,480 0,468 0,457 0,448 0,437 0,431
0,50 —. 0,499 0,480 0,467 0,457 0,444 0,436
0,55 — .— 0,486 0,473 0,462 0,448 0,438
0,60 — — 0,491 0,477 0,466 0,451 0,441
0,70 — — 0,500 0,485 0,474 0,458 0,447
пока вода не покажется в стеклянном нако-
нечнике.
Положение уровня воды в наконечнике
определяет производительность насоса по
соответствующей шкале линейки.
Труба должна быть расположена строго
горизонтально, а отверстие в стенке трубы
под угольник 8 в горизонтальной плоско-
сти, проходящей через ось трубы.
Измерение дебита по водо-
сливу. Если по условиям производства
работ необходима длительная откачка
с особо частыми наблюдениями за дебитом
(например, на участках крупных водозабо-
ров при проведении групповых откачек
для определения взаимодействия скважин)
и при большом (150—200 м3/ч) дебите сква-
жины, для измерения целесообразно при-
менять водосливы.
Существует много различных конструк-
ций водослива. Для больших дебитов
хорошую точность определения дает не-
затопленный водослив Базена с тонкой
стенкой без бокового сжатия (рис. XV-15).
Размеры ящика водослива должны рас-
считываться так, чтобы высота водослив-
ной стенки р не превышала ИЗО мм,
ширина водосливной стенки В не превы-
шала 2000 мм и высота напора h воды
над водосливной стенкой не превышала
1240 мм.
Расход воды по данному водосливу
определяется по формуле
Q = ЗбООтВЛ /2gA, (X V-41)
где Q — расход в м3/ч-, В—ширина водо-
сливной стенки в м', h — высота напора,
которая должна измеряться на расстоянии
не менее ЗВ от водосливной стенки в м-,
g — ускорение силы тяжести, равное 9,81;
значение т — может быть взято из табл.
XV-5 или определено по формуле
(XV-42)
Числовые значения h I' 2g h для различ-
ной высоты напора приведены в табл. XV-6.
На водосливной стенке должна быть
укреплена металлическая полоса (из лис-
товой стали) толщиной 1,5—2 мм, через
которую переливается вода.
Под переливающуюся струю должен быть
доступ воздуха. Измерять высоту напора
следует мерной рейкой, устанавливаемой
на боковой стенке водосливного ящика вне
спада, вызванного истечением воды.
Определение расхода с а -
моизливающих скважин.
Расход самоизливающих скважин можно
424
Таблица XV-6
Определение h\f2gh в формуле (XV-41)
з •
ев
0,05
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,0495
0,0651
0,1002
0,1400
0,2320
0,2320
0,2830
0,18
0,20
0,22
0.24
0,26
0,28
0,30
0,338
0,396
0,457
0,521
0,587
0,656
0,728
0,35
0,40
0,45
0,50
0,60
0,70
0,917
1,130
1,340
1,570
2,060
2,590
Если высота фонтана над верхним краем
трубы незначительна и ее измерить трудно,
следует навинтить на трубу переводник
с патрубком меньшего диаметра. При этом
высота фонтана увеличится и может быть
измерена более точно. Дебит скважины оп-
ределяется по тем же формулам (XV-43)
и (XV-44), причем за величину принимается
внутренний диаметр патрубка или пере-
водника, высота которого должна быть
минимальной.
Способ измерения дебита при помощи
патрубка меньшего диаметра, навинчива-
емого на трубу, применим для предвари-
тельного опробования скважины в процессе
бурения и получения ориентировочного
представления о водообильности встречен-
ного горизонта. При этом можно рекомен-
довать переход, например, с диаметра
305 мм на диаметр 255 мм или 203 мм.
Не следует применять патрубки с диамет-
ром, меньшим диаметра основной трубы
более чем на два очередных диаметра.
Журнал опытной откачки
скв. №--------------
Рис. XV-16. Измерение высоты фонтана,
статического и динамического уровней
при самоизливе из скважины.
1 — высота фонтана; 2 — статический уровень:
3 — динамический уровень; 4 — понижение (раз-
ность между статическим и динамическим уров-
нями).
определить объемным способом, а также
путем измерения высоты струи (фонтана)
воды, изливающейся из скважины (рис.
XV-16) и расчета по приближенной фор-
муле
<? = ШгУ7, (XV-43)
где Q — дебит скважины в л/сек', d — вну-
тренний диаметр трубы, из которой проис-
ходит самоизлив, в дм', f — высота фонтана
над верхним обрезом трубы, из которой
изливается вода, в дм.
Ошибка в определении дебита по формуле
(XV-43) при высоте фонтана до 5 л не пре-
вышает 2%, что вполне достаточно для
практического расчета. При высоте фон-
тана от 5 до 10 м точность определения
дебита по этой формуле изменяется в пре-
делах от 2 до 6%. Для большей точности
определения дебита можно пользоваться
формулой
Q = lid® V(/4-0,013/)- (XV-44)
1. Глубина скважины ----------------м
2. Конечный диаметр скважины ------ мм
3. Глубина установки рабочей части филь-
тра от ----------- до--------- м
4. Основные данные о фильтре:
а) тип -----; б) диаметр -------мм\
в) длина рабочей части------------ л;
г) сетка--------(материал); тип-----
(плетение); №---------
5. Тип насоса:
а) штанговый, диаметр цилиндра ----;
диаметр водоподъемных труб---------;
б) эрлифт, система (центральная, парал-
лельная, сдвоенная — подчеркнуть);
марка компрессора----------Произво-
дительность компрессора----. мР/мин
воздуха; возможное максимальное дав-
ление--------- кГ/см?.
Диаметр воздухопроводных труб-----:---;
глубина погружения от устья------м.
Диаметр водоподъемных труб----------,
глубина погружения от устья------ м.
Пусковое давление-------- кГ/см?.
Рабочее-------- ат.
6. Двигатель--------; мощность ------
(л. с.; кет)
7. Статический уровень до откачки---м‘
после откачки-----м.
8. Динамический уровень:
при 1-м понижении-----------м',
» 2-м » --------м.
9. Откачка начата 197 г. месяца-------,
дня---ч, — мин. Емкость мерного
сосуда----- л (при измерениях другими
способами указать их).
425
Откачка окончена 197 г месяца-----_
Дня.
10. Общая продолжительность откачки
----ч----- мин (если были перерывы,
указать их продолжительность).
Примечания. 1. При самопзлива-
ющих скважинах статический уровень из-
меряется путем наращивания трубы выше
поверхности земли.
2. Дебит скважины прп этом измеряется
не менее 2 раз при различной высоте обсад-
ных труб над поверхностью земли.
3. Полученные наблюдения записывают-
ся в пп. 4 и 5 с пометкой знаком + (плюс).
Результаты наблюдений за ходом опытной откачки из скв. .№----------
Откачку проводил
Ст. буровой мастер (подпись)
Проверено
Инженер-гидрогеолог (подпись)
Глава XVI
^ВОДОПОДЪЕМНИКИ ДЛЯ ВРЕМЕННЫХ ОТКАЧЕК
И ПОСТОЯННОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ШТАНГОВЫЕ ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ
Штанговые поршневые насосы применяют
для временных откачек главным образом
с приводом от буровых ударно-канатных
станков и реже с приводом от стационар-
ных насосных качалок. Для постоянной
эксплуатации штанговые поршневые насо-
сы используются исключительно с приво-
дом от стационарных качалок. Высота
подъема воды штанговыми поршневыми
насосами достигает 150 м, производитель-
ность их колеблется от 3 до 50 м3/ч в зави-
симости от типа насоса, диаметра насосного
цилиндра, длины хода поршня и количества
ходов поршня в единицу времени (в ми-
нуту).
Различают штанговые поршневые насосы
простого и двойного действия.
К основным частям штангового поршне-
вого насоса относятся цилиндр с поршнем
и приемным клапаном (рис. XVI-1), штанги
с направляющими роликами, качалка (ле-
бедка), создающая возвратно-поступатель-
ное движение поршня и водоподъемные
трубы.
В качестве водоподъемных труб, по кото-
рым вода подается на поверхность и к кото-
Т аблица XV 1-1
Теоретическая расчетная производительность штанговых поршневых насосов
простого действия (в .и®/ч.)
Диаметр насосного цилиндра, дюймы Число Ходов поршня в минуту Длина хода поршня, лии.
250 300 400 5.00 600
20 0,5 0,6 0,8 0,9 1,1
2 30 0,7 0,8 1,1 1,3 1,6
45 1,0 1,3 1,8 2,0 2,4
20 0,7 0,9 1,2 1,5 1,8
21/2 30 1,1 1,4 1,8 2,2 2,7
45 1,7 2,0 2,7 3,3 4,0
20 1,1 1,3 1,7 2,2 2,6
3 30 1,6 1,9 2,6 3,3 3,9
45 2.4 2,9 3,8 5,4 5,8
20 1,5 1,8 2,4 3,0 3,7
зу2 30 2,3 2,7 3,7 4,5 5,5
45 3,4 4,1 5,4 6,7 8,3
20 2,0 2,4 3,1 3,9 4,7
4 30 2,9 3,5 4,7 5,8 7,0
45 4,4 5,3 6,9 8,7 10,5
20 3,0 3,6 4,9 6,1 7,3
5 30 4,5 5,4 7,3 9,1 10.9
45 6,7 8,1 11,0 13,7 16,4
20 4,3 5,2 7,0 8,7 10,5
6 30 6,5 7,8 10,5 13,0 15,7
45 9,8 11,7 15,7 19,6 23,6
427
рым присоединяется насосный цилиндр,
обычно используют обсадные трубы тонко-
стенного стандарта одинакового диаметра
с цилиндром.
Производительность штангового поршне-
вого насоса определяется диаметром ци-
линдра, длиной хода поршня и количеством
его}ходов (числом качаний, см. табл. XVI-1).
Штанговый насос
двойного действия шнд
Штанговые насосы двойного действия
(ШНД) предпазначаются для откачки воды
из буровых скважин при помощи насосных
качалок различных систем, обеспечивающих
необходимую длину хода поршня.
Насосы ШНД с водоподъемными трубами
и рабочими штангами различных диамет-
ров можно применять для откачек из сква-
жин, имеющих наименьшие диаметры экс-
плуатационных колонн обсадных труб
(табл. XVI-2 и XVI-3).
Таблица XV 1-2
Техническая характеристика
насосов ШНД
Насос Наименьший внутренний диа- метр обсадных труб, *» Наружный диа- метр водоподъ- емных труб, мм Наружный диа- метр рабочих штанг, мм
ШНД-1 . ШНД-2 . шнд-з . 115 154 203 89 127 168 42 42 48-50
Насос ШНД (рис. XVI-2) присоединяется
к колонне водоподъемных труб при помощи
муфты. Поршень 12 штангового насоса
соединен с пустотелыми рабочимиштангами,
которые соединены между собой муфтами.
Для предохранения штанг от продольного
Рис. XVI-1. Насосный цилиндр штанго-
вого поршневого насоса Бурвод-Ш диа-
метром 145 мм.
1 — корпус цилиндра; 2 — корпус поршня;
3 — стакан поршня; 4 — корпус приемного кла-
пана; 5 — стакан приемного клапана; 6 — муфта
нижняя переходная; 7 — манжета корпуса при-
емного клапана; з — приемный клапан; 9 —
пружина приемного клапана; 10 — нагнетатель-
ный клапан; 11 —шток нагнетательного клапана;
12 — пружина нагнетательного клапана; 13 —
манжета корпуса поршня; 14, 15 — кольца рас-
порные; 16 — гайка корпуса поршня; 17 — якорь
ловильный для извлечения приемного клапана;
13 — штанга; 19 — муфта верхняя для соедине
ния с водоподъемными трубами.
428
И /2 /5 /4 IS 1Ё fl 1Ё 19 20 21 22 23
I
Таблица XV 1-3
Показатели Насос
ШНД-1 ШНД-2 шнд-з
Высота подъема воды, максимальная, м Диаметр поршня, мм . Диаметр цилиндра на- соса, наружный, леи Длила насосного цилин- дра без штока, мм Вес насоса без фонарей и грузов, кг ... 100 80 108 1951 39,7 75 118 145 1955 69,2 50 156 188 1959 143,9
изгиба между ними устанавливают специ-
альные фонари 24 с направляющими роли-
ками, расположенными под прямым углом
друг к другу.
Цилиндр 11 насоса, соединенный с водо-
подъемными трубами, спускают в сква-
жину, закрепленную обсадными трубами,
на необходимую глубину в зависимости
от конкретных условий (положения дина-
мического уровня при определенном де-
бите), но не больше предельных глубин,
указанных в табл. XVI-3 для каждого
насоса (табл. XVI-4).
Таблица XV1-4
Расчетные производительность
и мощность насосов ГОНД
в зависимости от длины хода поршня
и числа двойных ходов
Число двойных ходов в минуту Длина хода поршня, мм Произ водительность, м3/ч
ШНД-1 ШНД-2 ШНД-З
400 4,30 8,96 16,38
22 600 6,43 13,43 23,97
900 9,70 20,15 35,96
400 4,89 10,18 18,16
25 600 7,33 15,27 27,24
900 10,95 22,90 40,86
400 5,47 11,40 20,34
28 600 8,22 17,10 30,51
900 12,30 25,65 45,77]
400 5,86 12,21 20,79
30 600 8,83 18,32 32,69
900 13,20 27,48 49,04
Насосная лебедка Бурвод-Ш-А
Насосная лебедка (рис. XVI-3) со штан-
говым поршневым насосом диаметром 92
или 145 .м.и представляет собой стационар-
ную установку и предназначена для экс-
плуатационной откачки воды из скважин.
Техническая характеристика
Высота напора максималь-
ная, м:
с цилиндром диамет-
ром 145 л/л ... 60
с цилиндром диамет-
ром 92 .u-.it ... 90
Число ходов в минуту . . 25—40
Производительность мак-
симальная, м3/ч:
с цилиндром диамет-
ром 145 жл- ... 10
с цилиндром диамет-
ром 92 мм ... 4
Коэффициент наполнения 0,9
Длина хода поршня, мм 300
220
170
Мощность двигателя мак-
симальная, кет ... 7
То же, л. е............. 10
Диаметр приводного шки-
ва лебедки, мм . . . 450
Ширина полотна шкива,
л«л1 ...................... 90
Шестерня приводная . z — 15 : М-7
Шестерня рабочая ... z = 60 : М-7
Диаметр цилиндров пнев-
матического амортиза-
тора, мм ............... 54
Подшипники шариковые
трансмиссии .... № 1310
Смазка подшипников при-
водного вала .... кольцевая
Смазка подшипников ра-
бочего вала............. »
Направление вращения
приводного вала . . со стороны
холостого
шкива против
часовой стрелки
Габариты насосной лебед-
ки, мм:
высота ................ 1380
ширина.................. 960
длина ................. 1100
Вес лебедки без штанго-
вого насоса и принад-
лежностей, кг .... 400
Конструкция приводного механизма ос-
нована на принципе кривошипно-шатун-
ного механизма, придающего возвратно-
поступательное движение штангам насоса.
430
125- 1,5 м
680
т£
ю
750
S-
__„______ „ 11 — насос’ поршневой;
13 — нагнетательная линия; 14 — рычаг
ремня; 15 — штанга; 16 — фундамент; 17 —
труба; 18 — колодцы под анкерные болты.
Puc. XVI-3. Насосная лебедка Бурвод-Ш-А.
а — разрез сбоку; б — разрез и план фундамента. 1 —
двигатель; 2 — контр-привод; 3 — рама; 4 — промежу-
точный вал; 5 — рабочий вал; 6—траверса; 7 — коробка
переходная; 8 — гидроамортизатор; 9 — труба обсадная;
10 — труба водоподъемная; 11 — насос поршневой;
12 — фильтр;
перевода
обсадная
L|
1200------
Кинематическая схема механизма за-
ключается в следующем. Пара шестерен
приводного вала вращает шестерни рабо-
чего вала, а последние своими пальцами
передают через шатуны возвратно-поступа-
тельное движение траверсе, движущейся
по направляющим скалкам. С траверсой
связана колонна штанг, соединенная с
поршнем насоса.
Насос приводится в действие от любого
двигателя. Динамические нагрузки при
подъеме воды и движении штанг вниз устра-
няются пневматическим амортизатором, со-
единенным с приводным механизмом через
коромысло, траверсу и шатуны.
Плита лебедки Бурвод-Ш-А изготовлена
пустотелой, чугунного литья, на нее уста-
навливается рама лебедки. В передней
части плиты имеется отверстие диаметром
210 мм для пропуска и крепления подвес-
ных труб и установки переходной коробки,
а -также отверстия под фундаментные бол-
ты.
Переходная коробка крепится к плите
при помощи пшилек и выполнена в виде
тройника, отводной патрубок которого
служит соединением с нагнетательной ли-
нией. Верхняя часть переходной коробки
имеет расточку, в которой помещен сальник
и проходит плунжер. Плунжер имеет вид
цилиндра с резьбой в верхней и нижней
частях, служащей для соединения со што-
ком и штангами насоса.
Рама лебедки изготовлена из уголкового
железа 75 X 75. Детали рамы соединены
при помощи электросварки. Жесткость
и прочность рамы достигнуты при помощи
косынок и соединительных углов. В перед-
ней части рамы привернут скалкодержа-
тель, в котором посредством гаек крепятся
скалки.
Приводной механизм состоит из привод-
ного, рабочего и контрприводного вала.
Каждый из них лежит в двух подшипни-
ках скользящего трения с кольцевой смаз-
кой во втулках из антифрикционного
431
чугуна, а вал контрпривода — на подшип-
никах качения.
Приводной вал несет на себе три наса-
женные шестерни, укрепленные шпонками.
На консоли контрприводного вала насажен
рабочий шкив диаметром 450 мм и шири-
ной 90 мм.
Рабочий вал приводного механизма на
своих консолях имеет две насаженные
чугунные шестерни z = 60. На каждой
шестерне сделаны три гнезда для пальца
кривошипа на расстоянии от центра вала
на 85, 110 и 150 мм, что обеспечивает
длину хода поршня 170, 220 и 300 ли».
С шестернями в одном из гнезд при помощи
пальцев соединены шатуны, другие концы
которых посажены на цапфы траверсы.
Траверса имеет два отверстия, через ко-
торые пропускаются скалки рамы лебедки.
В центре траверсы укрепляется шток,
к которому крепится плунжер и колонна
штанг.
Пневматический амортизатор предназна-
чен для устранения инерционных сил при
ходе штока впиз и более равномерной ра-
боты лебедки.
На переходной коробке укреплены два
цилиндра с отверстием диаметром 8 мм
для наполнения их воздухом. На штоке
при помощи коромысла закреплены две
штапги с поршнями. Прп ходе штока впиз
воздух в цилиндрах сжимается поршнями
и создается давление до 10 ч- 11 кгс/см\
что соответствует сопротивлению 150 -5-
500 кг, в результате устраняется инерция
от падения колонны штанг насоса.
Привод лебедки осуществляется ремнем
на шкив лебедки непосредственно от дви-
гателя.
При включении рабочего шкива лебедки
приводится во вращение контрприводной
и приводной валы, с которых при помощи
шестерен z = 15 сцепления с шестернями
z = 60 рабочего вала последнему передается
вращение.
С шестерен рабочего вала через шатуны
возвратно-поступательное движение пере-
дается траверсе, которая через шток пере-
дает это движение насосным штангам и со-
ответственно поршню насоса.
Фундамент лебедки
Фундамент (рис. XVI-3, б) следует со-
орудить не менее чем за 10 дней до уста-
новки па него плиты, трансмиссии и элек-
тродвигателя. Фундамент должен быть вы-
ложен из хорошо обожженного и предва-
рительно смоченного водой кирпича на
цементном растворе 1 : 3 или из бетона
1:3:6 (цемент гидравлический 1, песок
речной 3, щебень 6).
Для фундаментных болтов следует оста-
влять колодцы, которые остаются незали-
тыми до постановки и проверки положения
лебедки и электродвигателя на месте.
После установки и выверки лебедки
и электродвигателя устанавливают фунда-
ментные болты и заливают цементным
раствором 1:3, одновременно заливая
пространство под фундаментной плитой
лебедки.
Спустя 3—4 дня, после затвердения це-
ментного раствора, фундаментную плиту
лебедки и салазки электродвигателя за-
крепляют, зажимая гайки па фундамент-
ных болтах.
При эксплуатации не следует допускать
стекания масла на фундамент во избежание
разрыхления бетона и кладки. Для предо-
хранения от разрыхления следует зажелез-
нить и окрасить масляпой краской наруж-
ную поверхность фундамента.
Монтаж лебедки па скважине
На готовой скважине на фундамент уста-
навливают плиту, проверяют центровку
проходного отверстия с осью скважины
и выверяют по уровню горизонтальность
плиты. После этого закрепляют плиту на
фундаментных болтах.
В проходное отверстие плиты спускают
водоподъемные трубы, соединенные с на-
сосом, совместно со штангами насоса и са-
жают на опорный фланец с прокладкой.
После этого крепят шпильками с плитой,
укрепляют плунжер и устанавливают пере-
ходную коробку с прокладкой — ставят
ее на фланец водоподъемных труб и укреп-
ляют гайками.
Затем устанавливают лебедку па плиту,
центрируют ее по устью скважины и крепят
гайками к плите. После всего этого шток
прикрепляют к коромыслу лебедки и вруч-
ную проворачивают механизм лебедки черев
контрприводной шкив.
Если поршень при максимальном ходе
не упирается в приемный клапан и кольца
его не выходят за пределы цилиндра, а сама
лебедка смонтирована правильно, присту-
пают к настройке буфера. Для этого в ци-
линдр буфера через отверстие диаметром
8 xtxi необходимо залить масло, количество
которого зависит от длины хода поршня
(табл. XVI-5).
Залить масло в цилиндры можно также
сверху, предварительно вынув поршни.
После залива масла в цилиндры необхо-
димо залить его в поршни сверху в количе-
стве 0,05 л для смазки цилиндра и поршня
по поверхности трения; масло проходит
в кольцевую канавку поршня через отвер-
стие в нем.
Во избежание гидравлического удара
падо вручную за шкив повернуть несколько
раз контрприводной вал и не менее чем на
432
Таблица XV 1-5 Количество масла, заливаемого в цилиндр буфера
Длина хода Высота масла, Емкость
траверсы, залитого залитого
в цилиндр, мм масла, л
300 Не заливают
220 40 0,09
170 65 0,15
один полный оборот рабочий вал, во время
чего излишек масла вытеснится через ре-
дукционный клапан. После этого можно
включать привод лебедки.
Во время работы буфера через редук-
ционный клапан может выталкиваться из-
лишек масла, уровень которого превышает
необходимый уровень для давления
10 кГ/см?.
Потоки масла с клапана следует подо-
брать до прекращения течи, не нарушая
регулировки клапана.
При динамическом уровне воды в сква-
жине ниже 25 м рекомендуется снять пнев-
матический амортизатор.
Неисправности лебедки Бурвод-Ш-.
Основные правила по уходу
и эксплуатации
1. В павильоне, где установлена лебедка
и электродвигатель, необходимо поддержи-
вать температуру не ниже + 10° С.
2. Во время работы нужно смазывать
трущиеся части не реже двух раз за восьми-
часовую смену.
3. В зимнее время, если наружный тру-
бопровод не утеплен, прп остановке ле-
бедки необходимо спускать воду из напор-
ной сети.
4. Периодически следует набирать воду
из спускного крана на линии около лебед-
ки, и, дав ей отстояться, по осадку на дне
проверять, не поступает ли вместе с водой
песок.
5. Предохранительные щитки шестерен
должны быть установлены на свое
место.
6. Рабочие шкивы и приводные ремни
следует ограждать металлической сеткой
или деревянной решеткой.
7. При нарушении работы лебедки, ее
следует остановить; только после выясне-
ния причин нарушений в работе и их устра-
нения можно возобновлять эксплуатацию
лебедки (табл. XVI-6).
Таблица XVI-6
их причины и способы устранения
Неисправность Причина Способ устранения
Подшипники нагрева- Плохая смазка. Залегло мае- Проверить уровень масла.
ются лосмазывающее кольцо. Пере- Устранить залегание кольца.
косился вал Проверить положение вала и устранить перекос
Головки шатуна нагре- Забились смазочные отвер- Прочистить смазочные от-
ваются стия Перекосились шатуны верстия, промыть и пабить свежим солидолом Проверить и выправить по- ложение шатунов
Траверса заедает на Траверса перекосилась Проверить и устранить
скалках Смазка недостаточная Скалки перекосились Усилить смазку Проверить и выправить по- ложение скалок
Сальник плунжера пропускает воду Слабо затянуты болты саль- ника Набивка сальника износи- лась Сальник затянут с переко- сом Усилить затяжку болтов Заменить набивку Устранить перекос
Переходная коробка пропускает воду Гайки недостаточно затяну- ты Прокладка порвана Подтянуть гайки Заменить прокладку
Удары в механизмах Обрыв штанги Проверить и устранить
во время работы В водоподъемную трубу по- пало инородное тело Штанги насоса разрегулиро- вались Проверить и удалить Проверить и отрегулировать
28 Заказ 1050
433
Водоподъемная лебедка ВЛЗМ
Комплект водоподъемного оборудования
с лебедкой ВЛЗМ представляет собой ста-
ционарную установку и предназначен для
эксплуатационной откачки чистой воды
из буровых скважин при помощи штанго-
вого поршневого насоса одинарного дей-
ствия.
Техническая характеристика
Высота напора максималь-
ная, м .................... 100
Производительность макси-
мальная с насосом 092
.м.и, м3/ч............... 4,94
Длина хода поршня, мм . 320
Число номинальное двойных
ходов, ход/мин........... 43
Мощность потребляемая мак-
симальная, кет. .... 7
Диаметр рабочего шкива ле-
бедки, мм ............... 300
Число оборотов рабочего
шкива при номинальном
числе ходов поршня, оС/мин 790
Передаточное число редукто-
ров общее (приближенное) 1/18,4
Габариты лебедки, мм:
длина ................... 960
ширина ................... 730
высота.................. 1120
Вес водоподъемной лебедки
в собранном виде, кг . . . 520
Вес общий комплекта обору-
дования, кг ...............' 625
Краткое описание оборудования
Водоподъемное оборудование состоит из:
штангового поршневого насоса с ци-
линдром внутренним диаметром 92 мм;
водоподъемной лебедки; принадлежностей
для установки, монтажа и оборудования
(рис.’ XVI-4).
22
24
23
27; 28 26
-330-----
Рис. XVI-4. Комплект водоподъемного обору-
дования с лебедкой ВЛЗМ.
1 — штанговый насос; г — плунжер; в — коробка
переходная, сальниковая; 22 — плита; 23 — фланец;
24 — шпилька; 25 — муфта; 26 — лебедка; 27 —
шпильки; 28 — гайки.
434
Штанговый насос (1) представляет собой
поршневой насос одинарного действия,
имеющий всасывающий шаровой клапан,
сидящий в неподвижном корпусе, и нагне-
тательный клапан, сидящий в подвижном
поршне. Поршень уплотняется резиновыми
манжетами. Всасывающий патрубок снаб-
жен фильтром.
Водоподъемная лебедка является меха-
низмом, преобразующим вращательное дви-
жение приводного вала в прямолинейное
возвратно-поступательное движение пол-
зуна, на котором укреплен шток, соединен-
ный со штангами насоса. Лебедка имеет
трехвальный шестеренчатый редуктор, на
выходном валу которого сидят две криво-
шипные шестерни, соединенные шатуном
с траверсой ползуна. Лебедка приводится
в действие плоскоременной передачей от
электродвигателя или трансмиссии.
Принадлежности служат для присоеди-
нения плиты фундамента, сальниковой
переходной коробки, переходных фланцев,
хомутов.
Описание конструкции
Штанговый поршневой насос опускают
в скважину на глубину ниже динамиче-
ского уровня воды, и поршень его приво-
дится в возвратно-поступательное движение
водоподъемной лебедкой.
При движении поршня вверх вода вса-
сывается через шаровой клапан, который
открывается под действием разрежения,
создаваемого манжетой и поршнем.
При движении поршня вниз шаровой
всасывающий клапан закрывается, а нагне-
тательный открывается и пропускает воду
в рабочую трубу.
Чтобы вода подавалась более равномерно,
имеется плунжер 2, который делит объем
подаваемой воды на две части так, что при
движении штанги вверх в напорный трубо-
провод из переходной коробки 3 вытес-
няется половина о&ьема забранной воды,
а при движении вниз — вторая половина.
Лебедка состоит из жесткого литого кор-
пуса 4 (рис. XVI-5), являющегося несущим
основанием лебедки и вместе с тем масля-
ной ванной редуктора, трехвального двух-
ступенчатого редуктора и кривошипно-ша-
тунного механизма с поперечной травер-
сой 5 (рис. XVI-6).
Редуктор состоит из приводного вала 7,
несущего малую шестерню 8 z = 18, рабо-
чего шкива 9 и маховика 10, промежуточ-
ного вала 11, шестерни 12 z = 76 и шесте-
рен 13 z — 14, рабочего вала 14, несущего
две кривошипные шестерни 15 z — 61.
Рис. XVI-5. Водоподъемная лебедка ВЛЗМ (в разрезе).
4 — корпус лебедки литой жесткий; 7 — вал приводной редуктора; 8 — шестерня малая; 9 — шкив
рабочий; 10 — маховик; 11 — вал промежуточный; 12, 13 — шестерни; 14 — вал рабочий; 15 — ше-
стерни кривошипные; 16 — пальцы кривошипа; 17 — кожухи предохранительные.
28*
435
Рис. XVI-6. Водо-
подъемная лебедка
ВЛЗМ (общий вид).
5 — траверса литая; в —
направляющая непод-
вижная; 19 — шатун;
20 — масленка колпач-
ковая.
Все валы редуктора покоятся па шарико-
подшипниках.
В шестерни 15 вставляются пальцы 16
кривошипа. Шестерни 15 имеют по два
отверстия для пальцев для установления
длины хода 250 мм и 320 мм.
Кривошипные шестерни закрываются
предохранительными//, имеющими прорезы
для шатунов. Шатуны 19 (рис. XVI-6)
посажены одной головкой на пальцы кри-
вошипа, а другой — на цапфы стальной
литой траверсы 5, скользящей по неподвиж-
ным направляющим 6.
В траверсе имеется отверстие для крепле-
ния ведущего штока, соединяемого с плун-
жером и штанговым насосом.
Смазка направляющих и цапф траверсы,
осуществляется через колпачковые мас-
ленки 20, закрепленные на направляющих
и шатунах.
Монтаж водоподъемного
оборудования с лебедкой ВЛЗМ
Монтируют водоподъемное оборудование
в соответствии с монтажной схемой ВЛЗМ
и следующими указаниями.
1. Если водоподъемную лебедку устана-
вливают в неотапливаемом помещении,
подошва фундамента должна находиться
ниже линии глубины промерзания грунта.
Размеры и характер фундамента следует
выбирать, исходя из условий установки
с учетом имеющейся неуравновешенности
усилий.
2. При выводе нагнетательного трубопро-
вода из здания насосной станции трубы сле-
дует закладывать ниже линии глубины
промерзания.
3. При выборе приводного двигателя
следует определить потребную мощность
в зависимости от глубипы скважины и диа-
метра поршня штангового насоса. Нужно
учитывать, что при установке асинхрон-
ного электродвигателя недогрузка значи-
тельно снижает коэффициент мощности.
4. Для скважин с эксплуатационным диа-
метром 6" (154 мм) обычно принимают водо-
подъемные трубы 4" (104 .о) п диаметр
поршня насоса 92 мм, чтобы обеспечить
возможность подъема поршня через трубы.
Но когда по условиям эксплуатации техни-
чески и экономически целесообразно для
ремонта насоса поднять всю водоподъемную
колонну, то допускается устанавливать
насос с цилиндром диаметром 115 мм, что
дает повышение производительности на
50% без капитальных затрат на переобору-
дование скважины.
При монтаже водоподъемного оборудо-
вания необходимо:
1. Плиту ВЛЗА-00-06 (22 на рис. XVI-4) '
выверить по уровню, а отверстие плиты
0 140 мм центрировать по обсадной трубе.
2. Насос штанговый ВЛЗМ-07-00 1 опус-
кать в скважину на водоподъемных трубах
0 104 мм (4") через отверстие в плите при
помощи двух хомутов ВЛЗА-08А-00. Фла-
нец ВЛЗА-00-05 23 навернуть на последнюю
трубу колонны при помощи двух рымбол-
тов, ввернутых в резьбовые отверстия
фланца, и опустить на шпильки 24.
3. Поршень насоса опускать на штангах
(газовых трубах) 0 1г/а". Резьбы штанг
завертывать до отказа и ставить на фаску.
При опускании использовать хомуты для
штанг 0 I1//' ВЛЗА-09А-00-
Примечание. Для штангового на-
соса 0 92 при глубине спуска до 50 м
можно применять штанги 0 1”.
4. Сальниковую коробку ВЛЗА-05-00 3
крепить к плите при помощи фланца 23
с прокладкой между ними.
5. Поставить лебедку ВЛЗМ-01-00 26
на плиту, прп помощи предварительно
436
ввернутых шпилек 27 и гаек 28 плотно
закрепить ее на плите.
6. Перед пуском лебедки проворачива-
нием вручную тщательно проверить каче-
ство установки. Поршень штангового на-
соса при максимальной величине хода
лебедки не должен упираться в ограничи-
тель всасывающего клапана. Регулирова-
ние при монтаже производится за счет дли-
ны верхней штанги в колонне и за счет
свободной резьбы трубы плунжера.
7. Шкив приводного двигателя выбирать
по данным табл. XVI-7.
Таблица XV 1-7
Число оборотов приводного двигателя Диаметр приводного шкива, ЛШ
при числе ходов 30 при числе ходов 43
600 300 400
980—1000 180 250
1440—1500 120 160
Примечание. Передаточное число лебедки рав-
но 1/18,4; расстояние между центрами шкивов
выбирать для обеспечения угла охвата 120°,
160°.
Обслуживание и технический уход
После монтажа перед пуском в эксплуа-
тацию лебедки необходимо следующее.
1. Удалить антикоррозионную смазку,
которой защищают поверхность лебедки
при транспортировании, промыть бензи-
ном и насухо протереть.
2. Проверить надежность крепления кор-
пуса лебедки, сальниковой коробки штока,
плунжера и фундаментной плиты.
3. Отрегулировать натяжение ремня, ко-
торое не должно быть чрезмерным, но и не
допускать проскальзывания.
4. Проверить легкость хода лебедки
и центричность штанг путем проворачива-
ния вручную приводного вала за маховик
лебедки. Если монтаж проведен нормально,
то после раскрутки маховика лебедка дол-
жна сделать несколько ходов под действием
махового момента маховика.
5. Проверить наличие смазки во всех
смазываемых точках.
6. Проверить уровень масла в корпусе
редуктора указателем уровня.
7. Проверить сальниковую набивку трех-
ходовой коробки и отрегулировать нажатие
грундбуксы.
8. Проверить арматуру напорной линии.
9. Установить палец лебедки на нужный
ход.
Уход при эксплуатации
При эксплуатации необходимо строго
соблюдать следующие правила.
1. Соблюдать чистоту помещения насос-
ной и всего оборудования.
2. При понижении температуры в насос-
ной после всякой остановки лебедки спус-
кать воду из напорной магистрали во избе-
жание замораживания.
3. Наблюдать за температурой подшип-
ников редуктора, шатуна и втулок тра-
версы ползуна, температура не должна пре-
вышать 45° С.
4. Наблюдать за шумами лебедки. При
появлении стуков или ненормальных шу-
мов останавливать лебедку для выяснения
причин неисправности и их устранения.
5. Проверять качество смазочного масла,
при необходимости заменять свежим.
6. Проверять натяжение ремня и при
надобности регулировать его.
7. Проверять затяжку всех болтов и осо-
бенно корончатой гайки штока и гаек
крепления пальцев кривошипа.
8. Периодически проверять качество во-
ды, откачиваемой из скважин, и производи-
тельность насоса.
9. Не допускать перегрузку лебедки.
Насосная качалка НК-1
Насосная качалка НК-1 предназначена
длн привода штангового насоса простого
действия при пробных и опытных откачках
воды, а также при режимных наблюдениях,
которые производятся в разведочных и раз-
ведочно-эксплуатационных скважинах.
Краткое описание
На общей раме 1 с полозьями (рис. XVI-7)
крепятся двигатель 2, редуктор 3 и стойка 4
с балансиром 5.
В передней части рамы закрепляется
хомут 6, который, охватывая обсадную
трубу, фиксирует и центрирует качалку
относительно устья скважины. Движение
захватов хомута навстречу друг другу осу-
ществляется винтом, имеющим правую
и левую нарезки.
Вращение от двигателя через эластичную
муфту передается фрикционной муфте, уста-
новленной на консольной части ведущего
вала редуктора. Включают и выключают
фрикционную муфту рычагом 7, который
выведен на крышку редуктора. На другом
конце ведущего вала закреплен шкив-махо-
вик, предназначенный для привода качалки
от резервного двигателя.
На внешпих концах ведомого вала на
клемношпоночных соединениях консольно
установлены два кривошипа, в гнездах
437
Таблица \VI-8
Неисправности ВЛЗМ и способы их устранения
Неисправность Возможная причина Способ устранения
Перегрев подпшпни- Плохая смазка. Разрушение Промыть, заменить смазку.
ков редуктора шариков или колец Сменить подшипник
Перегрев головок ша- тунов Не поступает смазка Неправильная посадка втул- ки (трение по шайбе) Сиять масленку, прочистить, набить свежим маслом Проверить, устранить
Стук в шатунах Ослабление посадки пальца. Износ шарикоподшипника пальца Износ втулок шатуна Снять кожух, проверить, за- тянуть. Заменить шарикопод- шипник Заменить втулки
Заедание траверсы на Ослабление затяжки нажим- Проверить, затянуть гайки.
направляющих ной гайки траверсы Износ втулки Износ сальника и отсутствие смазки Заменить втулку Заменить сальник, отрегу- лировать смазку
Пропуск воды в саль- нике плунжера Слабая затяжка, плохо набит сальник Подтянуть, сменить набивку
Насос подает воду с пе- Износ манжет, попадание Подтянуть поршень
рерывами или полностью под всасывающий клапан по- Сменить манжеты, поднять
отказывает сторонних предметов Износ клапанов рабочие трубы и насосы Прочистить или сменить кла- пан Таблица X VI-9
Карта смазки лебедки ВЛЗМ
Место смазки Смазка, марка, ГОСТ Система смазки Периодичность смазки
Корпус редуктора шее- Индуст. 30 Заливка Долив по мере надоб-
терни 1707—61 нести
Замена через 6 месяцев
Подшипники приводного Солидол УС Набивка Замена через 6—12 меся-
промежуточного и ра- бочего вала 1033-51 цев
Нижние подшипники ша- То же То же » То же
туна Верхние подшипники ша- То же Масленка Наполняется ежедневно
туна колпачковая
Шестерни рабочие То же Ручная Один раз в смену по
поверхности
Направляющие ползуна Солидол УС Масленка Наполняются ежедневно
1033-51 колпачковая
которых ставятся пальцы, несущие сфери-
ческие шариковые подшипники шатунов.
Кривошипы имеют по три гнезда, что поз-
воляет изменять радиус кривошипа и ход
поршня насоса.
Все валы редуктора покоятся на шарико-
вых подшипниках, которые смонтированы
в стальных станках. На верхней площадке
стойки в чугунных корпусах установлены
два шариковых подшипника, несущие ось
качания балансира
На заднем конце балансира болтами
укреплен контргруз 8, набираемый из
литых чугунных плит. К балансиру на сфе-
рическом шариковом подшипнике подве-
шена траверса 9, на концах которой паль-
цами шарнирно укреплены шатуны.
Головка балансира имеет продольный
паз для пропуска тяги насоса. В верхней
части головки имеется уравнительный блок
10, на который подвешивается канат, несу-
щий зажим тяг насоса. Головка балансира
439
имеет цилиндрическую поверхность, ось
которой совпадает с осью качания балан-
сира. Поэтому при качании балансира рас-
стояние от свободно висящих концов троса
до оси качания балансира остается постоян-
ным. Это обеспечивает возвратно-поступа-
тельное движение зажима, тяги и поршня
насоса.
При движении поршня насоса вверх про-
исходит подача воды. Качалка несет рабо-
чую нагрузку (подъем воды, тяг и поршня
насоса). Ход поршня насоса вниз осуще-
ствляется под действием веса тяги, столба
воды и самого поршня. При этом качалка
только поднимает контргруз, потенциаль-
ная энергия которого используется при
рабочем ходе.
Техническая характеристика
Тип качалки ..........
Максимально допустимая
нагрузка на зажим под-
вески штанг (суммар-
ная: полезная с динами-
ческой), кг . ... .
Производительность при
30 ходах в минуту, м3/ч-.
при длине хода порш-
ня 200 .м.и . . .
при длине хода порш-
ня 400 мм . . .
при длине хода порш-
ня 600 мм . . .
Максимально допустимая
глубина откачки (при
работе со штанговым
насосом, имеющим пор-
шень диаметром 102 мм),
м ....................
Длина хода поршня насо-
са, мм ...............
Число качаний в минуту
Система уравновешивания
Диаметр тяг насоса, мм
Расстояние от устья сква-
жины до нижней голов-
ки балансира (в край-
нем нижнем положе-
нии), м .......
Приводной двигатель, тпп
мощность, л. с.
скорость вращения,
об/мин . ... .
Редуктор .............
механическая,
балансирная
510
2,7
5,4
8,4
30
600, 400, 200
26-34
балансирная
33
1,5
Л-6/3
6
200
трехступенча-
тый с упра-
вляемым фрик-
ционом и шки-
вом для ра-
боты от запас-
ного двигателя
2295
Габариты, хх:
длина
ширина.................. 1212
высота ................. 2770
Вес (с двигателем п контр-
грузом), кг .............. 728
Комплектность поставки
Насосная качалка НК-1 с двигате-
лем Л-6/3, шт................... 1
Запасные части, комплект ... 1
Инструмент, комплект............... 1
Агрегат НК-2А для откачки воды
из гидрогеологических скважин
Агрегат НК-2А предназначен для опыт-
ных откачек воды из разведочно-эксплуата-
ционных и эксплуатационных скважин
штанговыми насосами простого и двойного
действия, а также для выполнения связан-
ных с этим спуско-подъемных операций.
Техническая характеристика
Блок качалки
Тип Максимальная глуби- механический, балансирный
на откачки, м . . 150
Допустимая нагрузка
на зажимы подвески
штапг, кг:
динамическая 3200
статическая . . . 2100
Насос шта н Г О В ы й
Тип . . 1 простого И ДВОИ-
него действия
Диаметры, дюймы 3; 4 и 6
Длина хода поршня,
ММ 600, 400 и 200
Число двойных ходов
в минуту ... * 26—38
Производительность
при диаметрах 3", 4'
и 6", м-Чч\
простого действия 4 8 16
двойного действия — 15 30
Л е б е д к а
Грузоподъемность, кг 1500
Грузоподъемность ста-
левой оснасткой, кг 5000
Емкость барабана, м 140
Скорость навивки ка-
ната на барабан,
м/сек 1,2
Тормоз ленточный
Мачта
Высота (по оси крон-
блока), м .... 7,225
440
Способ подъема
. . ручной планетар-
ной лебедкой
грузоподъем-
ностью 250 кг
Редуктор
Тип ................. зубчатый; с ци-
линдрическими и
коническими
Тип ...............
Мощность, л. с.
Скорость вращения,
об/мин ......
Привод
дизель Д-40Л
40
1500
Вес агрегата,
кг-.
рабочий (с контр-
грузами) . . .
транспортный (без
контргрузов)
Габариты агрегата в
транспортном поло-
жении, м:
длина .........
ширина . . . .
высота.........
шестернями
7100
6200
описание
6,63
2,19
3,3
Рис. XVI-8. Агрегат-качалка НК-2А
(в рабочем положении).
6950----
Краткое
Агрегат смонтирован на автоприцепе
2ПН4 и транспортируется автомашиной
или трактором. Рама 3 (рис. XVI-8) агре-
гата крепится болтами к платформе при-
цепа 1.
На раме установлены дизель 2 и редук-
тор с лебедкой 4. К заднему (по ходу)
торцу платформы прицепа крепится меха-
низм крепления 11 к обсадной трубе, кото-
рым фиксируется агрегат у устья скважи-
ны (перед этим агрегат вывешивают на дом-
кратах). Ось балансира 10 и опора мачты 9
смонтированы на стойке 6, установленной
на платформе в задней части прицепа.
00 hL
441
К передней части платформы приварена
стойка 12, на которую опирается мачта 7
в транспортном положении
Мощность дизеля через фрикционную
муфту и карданный вал передается на рас-
пределительный вал редуктора. От криво-
шипного вала редуктора через кривошипно-
шатунный механизм 5 и балансир 8 дви-
жение передается на насосные штанги.
Вращение на лебедку передается непосред-
ственно от распределительного вала редук-
тора.
Усилие от головки балансира на насосные
штанги передается попеременно вверх и
вниз, что позволяет применять для откачки
насосы двойного действия. Управление
тормозом лебедки и фрикционом дизеля
сблокировано и осуществляется одним ры-
чагом.
При откачках этот рычаг становится в по-
ложение, при котором можно включать
и выключать фрикцион, оставляя барабан
лебедки в заторможенном состоянии.
При спуско-подъемных операциях рыча-
гом можно включать фрикцион дизеля
и одновременно растормаживать барабан
лебедки.
Электроосвещение агрегата осуществля-
ется тракторными фарами, питаемыми от
генератора Г-29 (мощность 120 ет, напряже-
ние 6 в), а также от аккумулятора ЭСТ-60.
Возможности использования насосов раз-
личных диаметров и изменения длины хода
поршня и числа его ходов позволяют при-
менять агрегат в широком диапазоне диа-
метров, глубин и дебитов скважин.
Комплектность поставки
Агрегат НК-2А на автоприцепе 2ПН4
с дизелем .......................1
Штанговые насосы двойного и про-
стого действия диаметром 3", 4",
6" с принадлежностями, комплект 1
Запасные части к агрегату, комплект 1
Запасные части к дизелю, комплект 1
Ремонтно-монтажный инструмент,
комплект ........................1
Эксплуатационное и транспортное обо-
рудование, комплект .............1
Качалка цепная водоподъемная КЦ-8
Качалка цепная водоподъемная типа
КЦ-8 (рис. XVI-9) конструкции Гидро-
проекта предназначена для пробных и опыт-
ных откачек воды из скважин при помощи
поршневых штанговых насосов одинарного
и двойного действия с глубины:
24 м — насосом с диаметром
цилиндра 146 мм
29 м — насосом с диаметром пп-
442
липдра 127 л,н
38 м — насосом с диаметром ци-
линдра 108 »
46 м — насосом с диаметром ци-
линдра 89 »
Техническая характеристика
Привод
Тип ..................бензиновый, мало-
литражный двух-
цилиндровый дви-
гатель типа УД-2
«Ульяновец» (или
электродвигатель
соответствующей
мощности)
Мощность, л. с. . . 8
Скорость вращения,
об/мин.............. 3000
Клиноременная пере-
дача:
передаточное чис-
ло ................... 2
тип ремня ... Б
число ремней . 3
Примечание. В случае применения
электродвигателя, у которого число обо-
ротов в минуту не равно 3000, передаточ-
ное число должно быть изменено.
Фрикционная муфта
Тип муфты . . . .
Число дисков . . . .
Наружный диаметр
диска, .мл . . . .
Внутренний диаметр
диска, мм . . . .
Поверхность трения
дисковый
2
140
70
сталь-феррадо
Примечание. В случае применения
электродвигателя муфта не нужна.
Понизител ь'н ы й
редуктор
Тип редуктора . . . двухступенчатый с
• косыми зубьями и ,
цилиндрическим
выводным концом
тихоходного вала
Серия .................. РМ250
Передаточное число 48,57
Емкость бензинового
бака, л........... 20
Ход траверсы, мм:
максимальный . 600
минимальный . 405
Максимальное число
двойных£ходов тра-
версы вдминуту . . 31
регулировка длины
хода..................бесступенчатая —
от минимальной до
максимальной при
помощи смещения
хомута кривошипа
относительно экс-
центрика
Максимальное усилие,
развиваемое на тра-
версе, кг .... 800
Вес одного противове-
са, кг ................ 20
Количество противове-
сов, шт........... 9
Габаритные
р'а з м е р ы, мм:
'длина .............. 1970
ширина .... 620
высота.............. 2285
Вес качалки с запра-
вленным баком, кг 900
Описание конструкции
Качалка цепная водоподъемная (рис.
XVI-9 и XVI-10) является механизмом при-
вода поршневого насоса, опускаемого в
скважину для пробных и опытных откачек
воды и состоит из трех основных узлов —
привода (основания), стойки и подкоса.
Узел привода II представляет собой цель-
носварную металлическую раму, имеющую
форму салазок, на которой смонтированы:
двигатель типа УД-2 «Ульяновец» 1 с фрик-
ционной муфтой 2, понизительный зубча-
тый редуктор серии РМ250 4 с клиноремен-
ной передачей, закрытой кожухом 3, ша-
тунно-кривошипный механизм 5 с устрой-
ством для регулировки хода рабочей тра-
версы и двухсторонний зубчатый механизм
привода цепной передачи 7.
Узел стойки I представляет собой цель-
носварную раму, составленную из двух
поперечных швеллеров и двух поперечных
Рис. XVI-9. Ка-
чалка цепная во-
доподъемная КЦ-8
(профиль).
— узел стойки;
II — узел привода;
1 — верхняя звездоч-
ка; 2 — кожух; 3 —
противовесы; 4 —
верхняя рама под-
коса; 5 — стяжка;
6 — бак двигателя;
7 — нижняя рама
подкоса; 8 — травер-
са; 9 — цепь.
443
6 7 6 5 о 3 ?
Рис. XVI-10. Качалка цепная водоподъемная КЦ-8 (в плане).
1 — двигатель УД-2 «Ульяновец»; 2 — фрикционная муфта; 3 — кожух; 4 — зубчатый редуктор-
5 — кривошипный механизм; в — нижняя звездочка; 7 — зубчатый механизм; 8 — полуось. '
связей, на которой смонтированы: две
нижние звездочки 6', сидящие на полых
полуосях 8\ две верхние звездочки 1, сидя-
щие на общей оси; две бесконечные цепи 9
с устройствами для натяжения и соедине-
ния их с поперечными траверсами; две
поперечные траверсы: первая, несущая на
себе противовесы 3, и вторая 8, снабжен-
ная устройством для закрепления верхней
штанги поршневого насоса. Цепи 9 полно
стью закрыты кожухами 2.
Узел подкоса III, предназначенный для
удержания стойки в заданном направлении
и несущий па себе топливный бак двига-
теля 6, изготовлен из двух плоских рам 4
и 7 цельносварной трубчатой конструкции.
Рамы соединены между собой стяжками 5,
дающими возможность изменять длину
подкоса п фиксировать стойку в положении,
соответствующем направлению водоподъем-
ной колонны.
Описание кинематической схемы
(рис. XVI-11)
Вращение от двигателя УД-2 к понизи-
тельному редуктору передается клиноре-
менной передачей путем включения фрик-
ционной дисковой муфты.
На ведомом валу понизительного редук-
тора закреплен эксцентрик кривошипа, на
котором в свою очередь прп помощи болта
закреплен хомут с пальцем. Поворотом
хомута относительно эксцентрика можно
Рис. XVI-11. Кинематическая схема качалки КЦ-8.
1 — z = 30, t = 25,4; 2 — противовесы 9 шт. Q = 20 кг; 3 — цепь t = 25,4; 4 — траверса с зажимным
патроном; 5 — т = 6; г = 17; 6 — т = 6, z = 55 (сектор z = 14); 7 — редуктор РМ 250, исполнение I
г - 48,57; 8 — клинорсменная передача г = 2; 4 ремня; п — 1500 об/лшн; .9 — муфта включения фрик-
ционная; 10 — двигатель УД-2.
444
изменить величину эксцентриситета веду-
щего кривошипа, а вместе с этим и вели-
чину хода траверсы.
Вращательное движение ведущего криво-
шипа преобразуется на ведомом кривошипе
в возвратно-поступательное, а последнее
передается промежуточному валу, на кон-
цах которого закреплены два зубчатых
сектора. Угол хода зубчатого сектора —
88°, число двойных ходов в минуту — 31.
Каждый сектор находится в постоянном
зацеплении с шестерней, неподвижно поса-
женной на своем валу.
Вместе с указанными шестернями на ва-
лах неподвижно закреплены звездочки
ценной передачи.
Цепная передача, кроме двух нижних
звездочек, включает в себя цепь с травер-
сами и две верхние звездочки, посаженные
на вал в верхней части стойки.
Таким образом, кинематическая схема
обеспечивает возвратно-поступательное
движение бесконечных цепей с рабочей
траверсой, что необходимо для привода
поршневого насоса.
Особенности качалки КЦ-8
Качалка проста в изготовлении, легко
монтируется и демонтируется, транспорта-
бельна в разобранном виде на три основных
узла.
Существенной особенностью качалки яв-
ляется принудительный ход ведущей тра-
версы вверх и вниз.
Условия монтажа и эксплуатации
Цепную качалку устанавливают на устье
скважины на деревянный фундамент и при-
крепляют анкерными болтами. Площадка
около устья скважины должна быть ров-
ной. Качалку надлежит закрепить на верх-
нем конце обсадной трубы при помощи трех
винтов. Максимальный диаметр обсадной
трубы — 377 мм (14").
Верхний конец водоподъемной колонны
должен возвышаться на уровнем земли или
над уровнем фундамента не более чем па 1 м.
При этом цепь с траверсами должна зани-
мать такое положение, чтобы ведущая тра-
верса и противовесы при крайнем нижнем
положении не касались водоподъемной
колонны.
Траверса качалки должна находиться
в крайнем нижнем положении перед соеди-
нением с ней штанг привода поршневого
насоса. Поршень насоса также должен зани-
мать крайнее нижнее положение.
При закреплении штанги в траверсе необ-
ходимо поршень насоса несколько припод-
нять от крайнего нижнего положения
с таким расчетом, чтобы ход поршня, соот-
ветствующий величине хода траверсы, при-
ходился на среднюю часть цилиндра насоса.
Двигатель заводят при выключенной
фрикционной муфте. Включать фрикцион-
ную муфту следует плавно, не допуская
рывков.
Ведущий кривошип не должен провора-
чиваться вокруг своего эксцентрика. В слу-
чае проворота кривошипа необходимо сразу
же выключить фрикционную муфту, оста-
новить двигатель и затем сильнее затянуть
болт хомута на эксцентрике ведущего кри-
вошипа.
Чтобы изменить величину хода ведущей
траверсы, следует остановить двигатель,
отпустить винт хомута на эксцентрике ве-
дущего кривошипа и провернуть вал редук-
тора в сторону, увеличивающую или умень-
шающую эксцентриситет кривошипа.
По окончании работы снимают противо-
весы с ведомой траверсы, отсоединяют
штангу от зажимного патрона ведущей тра-
версы, открепляют качалку от обсадной
трубы и снимают с устья скважины.
Уход за качалкой заключается в профи-
лактических осмотрах, мелком и среднем
ремонте.
Ежедневный профилактический осмотр
включает весь комплекс мероприятий, обес-
печивающих работоспособность и удобство
эксплуатации качалки в течение смены.
Перед выездом к месту работ после осмотра
необходимо устранить все неисправности.
Ежедневно нужно очищать качалку от
грязи и смазывать.
Мелкий ремонт, проводимый ежемесячно,
включает подтяжку всех болтовых соеди-
нений, регулировку натяжения клиновых
ремней, подтяжку цепей.
Средний ремонт необходимо проводить
2 раза в год. При этом разбирают основные
узлы качалки, заменяют износившиеся
детали, промывают детали керосином и пол-
ностью меняют смазку (табл. XVI-10).
На небольшие расстояния качалку мож-
но транспортировать волоком, не демонти-
руя. На значительные расстояния качалку,
демонтированную на отдельные узлы и упа-
кованную в ящики, можно перевозить
в кузове автомобиля или другим видом
транспорта. Со стойки должны быть сняты
кожухп и упакованы в ящики вместе с под-
косом.
Насосы АТН
Насосы АТН предназначены для эксплуа-
тационной откачки чистой воды из скважин
диаметром от 8 до 16" (от 203 до 404 ж.и),
производительностью от 30 до 250 м3/ч
(см. табл. XVI-11). Маркировка насосов
обозначает: АТН — артезианский турбин-
ный насос; первая цифра — условный на-
ружный диаметр насоса в дюймах; вторая
445
Таблица X VI-10
Карта смазки качалки КЦ-8
Наименование узла Место подвода смазки Тип смазки Количество смазки Сроки смазки
Двигатель УД-2 Смазку проводить в соответствии с инструкцией, прилагаемой к двигателю
Фрикционная муфта
а) шарикопод- Через пресс-маслен- У ниверсальная 5—10 кача- Один раз
шинники № 209 и 211 ки на торце и на кор- пусе муфты среднеплавкая смазка УС-1 (пресс солидол), техусло- вия по ГОСТ 1038-51 НИИ ручно- го нагнета- теля (шприца) в неделю
б) бугель в) пружина Через пресс-мас- ленку в корпусе муф- ты Тот же Тот же То же 10 г Те же Один раз в полгода
Редуктор в Через заливочное отверстие в крышке редуктора, слив че- рез сливное отверстие в нижней части ре- дуктора Летом — транс- миссионное авто- мобильное масло, техусловия по ГОСТ 3781-53. Зи- мой — трансмис- сионное автотрак- торное зимнее. Тех- условия по ГОСТ 542-50 Заливать по отметке иглы в задней части ре- дуктора t Доливать через каж- дые 20— 25 ч работы, полностью заменять через 350—400 ч
Шатун Через две пресс- масленки на крыш- ках подшипников ша- туна Тот же, что и для фрикционной муфты 5—10 кача- ний ручно- го нагнета- теля (шприца) Один раз в педелю
Коробчатая по- Через боковые Тот же, что и Заливать Те же, что
лость в передней крышки коробчатых для редуктора по по урорню и для ре-
части рамы при- вода полостей Слив через слив- ное отверстие нижней части коробчатой по- лости временам года зубьев сек- торов в его нижнем положении дуктора
Резьбовое соеди- нение хомута на эксцентрике веду- щего кривошипа Наружная смазка Тот же, что и для фрикционной муфты 5_8 В© время затяжки винта хо- мута на эксцентри- ке ведущего кривошипа
Стойка
а) шарикопод- шипники № 60214 Через две прессма- слепки по одной шту- ке на торце верхней и нижней звездочек Тот же, что для шатуна То же, что для шатуна Те же
б) зажимной па- трон Смазываются конус- ные поверхности клиньев Тот же 20 г Те же
Резьбовое соеди- Наружная смазка Тот же 10 г Те же
пение муфты и под- коса
446
Продолжение табл, 1CVI-1V
Наименование узла Место подвода смазки Тип смазки Количество смазки Сроки смазкп
Цепи Все открытые обработанные по- верхности Смазываются на- ружные поверхности Тот же Тот же 50 г 100 г Те же Те же
Таблица HVI-ll
Основные технические данные насосов АТН
Производительность, м^/ч . . . Высота напора, м Мощность электродвигателя, кет 30 7 30 90 20 30 14 45 20 70 100 40 115 45 250
45 10 65 14 60 28 80 40 40 45 80 75
Число рабочих колес, шт. . . . 7 11 16 22 4 6 8 11 13 15 3 6
Минимальный внутренний диа- метр скважины, мм .... Габаритный диаметр в скважи- не, мм Наружный диаметр напорных труб, мм Длина секции напорных труб, мм Длина секции приводного вала, мм Высота приводной головки со станиной, мм 1090 203 188 127 2570 2600 1272 1272 1400 1372 1360 255 238 168 2520 2550 13601410 1410 2020 355 340 245 2600 2630 20802080
Размер станины в плане, мм Вес приводной головки со ста- ниной, кг '260 520 305 к 520 305 352 350 483 600 > 483 (600 549 549 1635 920: 1952 <920 2000
Длина насосного узла, мм . . 1141 1729 2464 3346 875 1235 1595 2135 2495 2855 1300 2140
Максимальное число секций напорных труб, шт 12 17 24 33 12 18 24 31 39 47 19 38
Общим вес насоса при макси- мальном числе секций, кг . . 1331 1801 2423 3234 1950 2832 3600 4600 5617 7500 6557 1083°
(римская) — номер модели насоса; третья —
число рабочих колес.
Насосы можно устанавливать в скважи-
ны, имеющие внутренний диаметр эксплуа-
тационной колонны (в дюймах), равный
наружному диаметру насоса (8"-АТН8
и т. д.); рекомендуется устанавливать на-
сосы в скважины, в которых диаметр экс-
плуатационной колонны на 2" больше услов-
ного диаметра насоса, например насос
АТН10 — в эксплуатационную колонну
диаметром 12"; ЛТН14 — в колонну, диа-
метром 16" и т. д. Насосы могут работать
полностью затопленными в воду.
Насосы ATH8-I (рис. XVI-12), АТН14-1
(рис. XVI-13) подобны и отличаются только
размерами рабочих органов насоса, напор-
ного трубопровода и опорной части.
Корпус насоса типа АТН состоит из от-
дельных секций, число которых опреде-
ляется требующимся напором. Секции смон-
тированы на валу 1 насоса и скреплены
шпильками 9. Вал насоса изготовлен из
нержавеющей стали, а лопастное колесо 2
ЦП
и направляющий аппарат 3, 5,6 — из
чугунного литья. Лопастные колеса за-
креплены на валу при помощи разрезных
конусных втулок 4.
Рис. XVI-12. Разрез насоса
ATH8-I.
Трансмиссия является частью напорной
магистрали и в то же время служит для
присоединения опущенного в скважину
насоса к опорной части агрегата и передачи
валу насоса крутящего момента от вала
электродвигателя, смонтированного над
скважиной.
Рис. XVI-13. Раз-
рез насоса
ATH14-I.
Рис. XVI-14. Секция
трансмиссии насоса
типа АТН.
Опоры вала — резиновые вкладыши 7 —
запрессованы во втулки направляющих
аппаратов. Вкладыши закреплены в осевом
направлении плоскими пружинами 8.
На нижнем направляющем аппарате на-
соса установлен обтекатель 10 для плав-
ного подвода воды к первому лопастному
колесу. К нижнему направляющему аппа-
рату присоединяют всасывающий трубопро-
вод с приемной сеткой.
Трансмиссия (рис. XVI-14) состоит из
отдельных секций, число которых опреде-
ляют в зависимости от глубины динамиче-
ского уровня воды в скважине. Нормаль-
ная секция трансмиссии состоит из напор-
ной трубы 6, трансмиссионного вала 2,
крестовины 5 с резиновыми вкладышами 3,
муфты 1 и крепежных болтов 4. Смазкой
для резиновых подшипников служит вода,
откачиваемая насосом из скважины.
448
Для увеличения стойкости против износа
и предохранения от коррозии шейки транс-
миссионных валов покрыты слоем хрома
в местах соприкосновения с резиновыми
подшипниками.
Рис. XVI-15. Разрез опорной части насоса
ATH8-I с электродвигателем.
Определять число секций трансмиссии
следует, исходя из расчета, чтобы возмож-
ный минимальный динамический уровень
находился выше верхней секции насоса
не меньше чем на 1 м.
Опорный корпус насоса (рис. XVI-15)
с напорным патрубком 6 монтируют над
скважиной, (’низу к напорному корпусу 8
шпильками крепят верхнюю секцию транс-
миссии, состоящую из короткой трубы
с двумя стальными фланцами.
В центральной части опорного корпуса
расположено сальниковое устройство, со-
стоящее из корпуса сальника 5, крышки
сальника 2 и втулки 4 для смазки сальни-
ковой набивки 7. Сальниковая набивка
состоит из нескольких колец прографичен-
ного хлопчатобумажного шнура квадрат-
ного сечения. Смазка набивки осущест-
вляется колпачковой масленкой 3 через
отверстия в сальнике и смазочной втулке.
В опорном корпусе имеются отверстия
для крепления агрегата к бетонному фун-
даменту или опорной плите.
К верхнему фланцу опорного корпуса
прикреплен вертикальный короткозамкну-
тый электродвигатель 1 специальной кон-
струкции с воздушным охлаждением.
Осевая сила и вес вращающихся узлов
и деталей агрегата воспринимаются ра-
диальноупорным однорядным шарикопод-
шипником электродвигателя.
В приводных устройствах
насосов АТН используют двигатели
единой серии А, АО или ДАМВШ (асин-
хронные с короткозамкнутыми роторами).
Эти двигатели снабжены:
а) радиальноупорными шариковыми под-
шипниками для восприятия веса враща-
ющихся частей и осевого усилия, возника-
ющего в насосе от гидравлической нагрузки;
б) полым валом ротора для возможности
регулирования зазора в рабочей части на-
соса, а следовательно, производительности
и высоты напора;
Таблица XV 1-12
Электродвигатели для привода насосов АТН
Электродви- гатель Мощность, кет Вес, кг Насос
ЭДП-7 ЭДП-10 7 10 155 207 ATH8-I-7 ATH8-I-11
ЭДП-14 14 221 ATH8-I-16 ATH10-I-4
ЭДП-20 20 380 ATH8-I-22 ATH10-I-6
ЭДП-28 ЭДП-40 28 40 415 604 ATH10-I-8 ATH10-I-11 ATH10-I-13 •
АВШ-55 АВШ-75 55 75 810 865 ATH10-I-15 ATH14-I-3 ATH14-I-6
Примечание. Электродвигатели мощностью до 20 кет, применяемые для насосов ATH8-I, по своей
конструкции одинаковы.
29 Заказ 1050
449
в) стопорным устройством, не допуска-
ющим вращения ротора двигателя в напра-
влении, противоположном заданному.
Q.M3/4
Рис. XVI-16. Рабочая
характеристика насосов
ATH8-I с учетом потерь
в колонне напорных труб
с приводным валом.
Рис. XVI-17. Рабочая харак-
теристика насосов ATH10-I
с учетом потерь в колонне на-
порных труб с приводным
валом.
Основные технические данные электро-
двигателей, применяемых для насосов АТН,
и характеристика пусковой электроаппа-
ратуры для этих двигателей приведены
в табл. XVI-12 и XVI-13.
Таблица XVI-1'З
Пусковая электроаппаратура,
применяемая для электродвигателей
насосов АТН
Мощность
электродви-
гателя,
кет
Пусковая
электроаппаратура
7, 10 и 14
20 и 28
40 и 45
75
Магнитный пускатель П-322
Магнитный пускатель П-422
Магнитный пускатель П-522
Магнитная станция управления
Б1142-431 или СНЛ5101-43Аз
Рис. XVI-18. Рабочая
характеристика насосов
ATH14-I.
Рабочие характеристики насосов ряда
ATH8-I, ATH10-I и ATH14-I приведены
на рис. XVI-16—XVI-18.
Основные условия монтажа насосов АТН
Подготовка скважины. До
монтажа насоса из скважины необходимо
произвести откачку при помощи эрлифта
с производительностью не менее эксплуата-
ционной, до полного осветления воды.
Насосы АТН предназначены для откачки
чистой воды. Не допускается использовать
насос, предназначенный для эксплуатации,
на предварительной откачке, так как он
может выйти из строя.
Для правильного расчета глубины погру-
жения насоса должен быть точно определен
динамический уровень воды в скважине
450
при опробовании эрлифтом с эксплуата-
ционной производительностью.
Не рекомендуется устанавливать рабо-
чую часть насоса внутри фильтра, так как
вследствие уменьшения сечения скважины
на этом участке увеличится скорость дви-
жения воды, что может вызвать вынос
песка или засорение фильтра.
До монтажа насоса необходимо прове-
рить соответствие диаметра скважины габа-
риту наружной части насоса. Рабочий узел
должен помещаться в скважине свободно
с зазором не менее 5 мм на сторону.
Необходимо также проверить, достаточно
ли прямолинейна скважина, чтобы избе-
жать перекоса напорного трубопровода
и трансмиссионного вала и предупредить
выход насоса из строя.
Проверка вертикальности
и прямолинейности сква-
жин. Для нормальной работы насоса
необходимо, чтобы линия трансмиссионных
валов и напорных труб была прямолиней-
ной. Проверять вертикальность и прямо-
линейность скважины нужно в пределах
намеченной глубины спуска насоса через
каждые 5 м. Для этого в скважину на
стальном тросе диаметром 3—4 мм опуска-
ют патрубок длиной 2—3 м; наружный
диаметр патрубка должен быть на 10—15 мм
меньше внутреннего диаметра трубы. Точка
подвеса троса должна быть расположена
по оси устья скважины. Величину отклоне-
ния оси скважины от вертикали на каждом
интервале глубины определяют по величине
отклонения троса у устья, пользуясь фор-
мулой
, (XVI-1)
h
где В — отклонение троса от центра сква-
жины у устья в ж.м, Н — глубина, на кото-
рую опущен патрубок, в м; h — высота
точки подвеса троса над устьем скважины
в м.
При значительном отклонении скважины
от вертикали стенки ее будут препятство-
вать свободному отклонению троса. По-
этому точку подвеса троса необходимо не-
сколько сместить (рис. XVI-19) с таким
расчетом, чтобы он не соприкасался с об-
садными трубами у устья. При этом воз-
можно следующее.
1. Отрезки В и С расположены с одной
стороны оси скважины; величина действи-
тельного отклонения оси скважины опреде-
ляется по формуле
А=(С — В) H+h —С. (XVI-2)
2. Отрезки В и С расположены по обе
стороны от оси; действительное отклонение
оси скважины определяется по фор-
муле
А^(С + В)^±-С. (XVI-3)
Наименьший диаметр скважины, при
котором возможен спуск насоса на необхо-
димую глубину, рассчитывается по формуле
Dc is Дн + /Я-[-5 мм, (XVI-4)
где Dc — наименьший диаметр скважины
в мм: Dw — диаметр корпуса насоса в мм;
I — Отклонение оси от вертикали на 1 м
длины ствола скважины в мм; Н — глубина
спуска насоса в м.
Рис. XVI-19. Схема проверки
вертикальности скважин.
При диаметре скважины, меньшем полу-
ченного по данной формуле, неизбежны
искривления колонны напорных труб и
трансмиссионных валов и плохая работа
всей установки.
Если скважина не вертикальна, то при
установке приводной головки необходимо
сместить ее на фундаментной плите в сто-
рону наклона скважины на величину
5=Дс~Дн . (XVI-5)
Перед монтажом необходимо также про-
верить проходимость скважины путем спус-
ка в нее трех секций напорного трубопро-
вода без трансмиссионных валов на глу-
бину установки насоса. Если собранные
три секции не пройдут до заданной глуби-
ны, то монтировать насос в такой скважине
нельзя.
Устройство основания. Шурф
вокруг обсадной трубы должен быть забу-
тован щебнем и залит цементным раство-
ром. Затем на этом основании устраивают
бетонный фундамент высотой 0,7 м над
уровнем чистого пола (рис. XVI-20). На
29:
451
По а б
Рис. XVI-20. Опорная рама на фундаменте для насоса АТН10 с электродвигателем.
I — рама сварная; 2 — болт фундаментный МЗО X 1000; 3 — болт МЗО X 300; 4 — гайка МЗО; 5 и 6 —
шайбы.
фундамент устанавливают балочную раму
(рис. XVI-21), закрепляемую фундамент-
ными болтами. К раме в дальнейшем (см.
ниже) прикрепляется болтами стапина при-
водной головки насоса.
Монтажное оборудование.
Насос монтируется при помощи треноги,
устанавливаемой над скважиной. В каче-
стве подъемного приспособления можно
использовать лебедку с механическим или
ручным приводом. Грузоподъемность ле-
бедки следует определять в зависимости от
веса насоса и типа полиспаста. Насосы
АТН8 можно монтировать также автокра-
нами.
Подготовка деталей н а с о -
с а. Детали должны быть промыты кероси-
ном (после удаления консервирующей смаз-
ки), протерты и тщательно осмотрены.
Особое внимание следует обращать на со-
стояние резьбы, торцов и центрирующих
поверхностей деталей. Забоины и заусенцы
в местах сопряжения деталей необходимо
зачистить личным папильником. Детали
с неисправными дефектами должны быть
изменены.
Секции трансмиссионного вала необхо-
димо проверить на биение при помощи спе-
циального устройства. Биение посредине
вала допускается не более 0,2 мм при про-
верке на призмах, установленных под кон-
цами вала.
Не разрешается класть валы на землю,
а также ставить их под углом, прислонив
к стене. Перед спуском частей насоса
в скважину следует закрасить на них все
места, в которых при транспортировке
была содрана краска.
Монтаж узлов насосов. Вса-
сывающую трубу необходимо соединить
с сеткой всасывания, предварительно про-
верив, нет ли в последней случайно попав-
ших посторонних предметов.
Перед монтажом рабочего узла необхо-
димо проверить величины осевого разбега
ротора. В правильно собранном рабочем
узле осевой разбег должен быть для насоса
АТН8 не менее 8 мм, для насоса АТН10
10 мм и для насоса АТН14 15 мм. Ротор
должен легко проворачиваться от руки.
После проверки рабочий узел следует
поднять лебедкой над скважиной, проте-
452
реть и очистить его стыковые и центриру-
ющие поверхности. Затем рабочий узел
спустить в скважину и соединить при по-
мощи муфты или фланца со спущенной
ранее всасывающей трубой.
Напорный трубопровод и колонну транс-
миссионных валов монтируют одновремен-
но: трубопровод собирают из отдельных
труб, внутри которых помещены секции
вала, соединяемые при монтаже в одну
Плои ропь>
Рис. XVI-21. План опорной рамы
и фундамента насоса АТ.Н10.
линию. Стыковые и резьбовые поверхности
трубы, муфты и вала должны быть протерты
и смазаны разведенным в масле графитом.
Корпус подшипника должен быть плотно
зажат между торцами труб. Прямолиней-
ность всей напорной колонны и трансмис-
сионных валов зависит от плотности соеди-
нений их торцов. После монтажа каждой
секции необходимо проверить, насколько
свободно вращается вал от руки.
Муфта должна быть завинчена до упора
торцов обоих валов, причем стык их дол-
жен находиться на середине муфты, против
контрольного отверстпя в ней. Резиновый
вкладыш подшипника необходимо проте-
реть тальком.
Перед монтажом приводной головки сле-
дует снять с нее выступающие детали
(маслоуказатели, трубки и т. д.), чтобы не
повредить их, а также слить масло из
масляных ванн.
После присоединения патрубка, соединя-
ющего трубопровод со станиной привода,
станину устанавливают на раме. Торец ста-
нины должен опираться на раму всей своей
поверхностью. При наличии зазоров под
станину должны быть положены прокладки.
Далее необходимо протереть вал привод-
ной головки и навинтить на него регулиро-
вочную гайку, ввести сверху этот вал
в полый вал электродвигателя и через окно
станины надеть на него резиновое водоот-
ражательное кольцо. После этого спустить
вал ниже, направляя ее сквозь сальник
к муфте трансмиссионного вала. На верх-
ний конец вала приводной головки навин-
тить монтажную контргайку до упора ее
в регулировочную гайку, после чего завин-
тить вал в муфту до отказа. Затем надо
отвинтить на несколько оборотов монтаж-
ную гайку и приподнять ротор насоса пу-
тем завинчивания регулировочной гайки,
после чего прикрепить станину болтами
и затянуть их попеременно до отказа.
Завинтить монтажную гайку до упора,
придерживая ключом регулировочную гай-
ку, после чего поворачиванием проверить,
не заедает ли ротор; затем монтажную
гайку удалить. Отвинтить регулировочную
гайку и поставить шпонку, соединяющую
вал головки с полым валом. Снова завин-
тить гайку до образования необходимого
зазора между рабочими колесами и напра-
вляющими аппаратами, после застопорить
регулировочную гайку болтом.
После окончания монтажа на приводной
головке нужно установить все ранее снятые
детали, залить маслом ванны и наполнить
солидолом колпачковую масленку.
По окончании монтажа сливного трубо-
провода и деталей водозаливного устрой-
ства необходимо установить манометр на
амортизирующей трубке, прикрепленной
к патрубку.
Условия пуска насоса
Смазка. Масляные ванны для смазки
шарикоподшипников должны быть запол-
нены на 3—5 мм выше риски чистым машин-
ным маслом Л (ГОСТ 1707-51) или ком-
прессорным (ГОСТ 1881-54). Для набивки
колпачковой масленки необходимо приме-
нять солидол (марки Л).
Набивка и приработка
сальника. В качестве сальниковой на-
бивки следует применять отдельные коль-
ца из отрезков прографиченного хлопчато-
бумажного шнура квадратного сечения.
После укладки каждого кольца надо уплот-
453
нить кольца поджатием гайки ключом.
Плотность сальника должна быть такой,
чтобы при работе насоса для его охлажде-
ния и смазки через сальник протекало
10—20 см?/мим воды.
Предварительное смачп
в а н и е резиновых вклады-
шей подшипников. Необходимо
наполнить чистой водой заливной бак,
расположенный выше приводной головки.
Перед пуском насоса надо открыть вентиль
водозаливного трубопровода и опорожнить
бак. Вода, стекая вниз по валу, будет по-
падать в воронки корпусов подшипников
и смачивать резиновые вкладыши.
Не допускается работа насоса прп не
смоченных водой резиновых вкладышах,
так как это приводит к их немедленной
порче и выводу пз строя насоса.
Перед пробным пуском, а также перед
вводом насоса в эксплуатацию необходимо
регулировать зазор между рабочими коле-
сами и направляющими аппаратами в соот-
ветствии с имеющимися специальными ин-
струкциями.
Регулировать производительность насоса
можно поднятием рабочих колес по отно-
шению к направляющим аппаратам (при
помощи регулировочной гайки) или за-
движкой на сливном трубопроводе. Можно
сочетать тот и другой способы. Первый спо-
соб более экономичный.
Пуск. Перед пуском необходимо про-
вернуть рукой ротор электродвигателя,
чтобы удостовериться в отсутствпи заклини-
вания или заедания; включить электродви-
гатель и немедленно остановить его. При
правильном подключении фаз вращение
ротора должно быть направлено против’
часовой стрелкп, при неправильном —
ротор повернется на небольшой угол по
часовой стрелке и резко остановится вслед-
ствие заклинивания одного из шариков
контрреверса. Тогда необходимо переклю-
чить фазы электродвигателя. Нельзя до-
пускать вращения ротора по часовой стрел-
ке, если контрреверс не сработает при не-
правильном подключении фаз, во избежа-
ние развинчивания резьбовых соединений
вала.
После появления воды пз сливного тру-
бопровода необходимо наполнить водой
заливной бак.
Остановка. Для уменьшения ско-
рости обратного движения воды в напорном
трубопроводе после выключения электро-
двигателей следует закрыть задвижку.
Выключить электродвигатель, после чего
убедиться в нормальной работе контрре-
верса (прекратив вращение в направлении
против часовой стрелки, ротор повернется
на небольшой угол по часовой стрелке
и резко остановится). Отключить рубиль-
ник.
Нельзя останавливать насос, если отка-
чивается вода с большим содержанием
песка или ила, так как частпцы породы ося-
дут в рабочем узле, что вызовет необходи-
мость демонтажа насоса для чистки. Оста-
новить насос можно только после осветле-
ния откачиваемой воды.
Нельзя вновь запускать насос до тех пор,
пока не стечет в скважину вся вода, запол-
няющая напорный трубопровод
Неисправности насосов и способы их
устранения приведены в табл. XVI-14.
Таблица XVI-14
Неисправности насосов АТН8, АТН10 и АТН14, их причины и способ устранения
Неиспр авность Возможные причины Способ устранения
Электродвигатель, включенный в сеть, не работает Электродвигатель, включенный в сеть, не работает, но гудит. Элек- тродвигатель гудит при работе Электродвигатель сильно нагревается при работе Потребляемая мощ- ность повысилась Отсутствие напряжения на контактах Разрыв в фазе обмотки ста- тора. Неправильно выведены концы обмотки на клеммную доску Обрыв в одном пз проводов сети; перегорел предохрани- тель. Замыкание витков катушки статора Рабочие колеса трутся в на- правляющих аппаратах Проверить цепь и подвести напряжение Отправить электродвигатель в ремонт. Определить начало и конец фазы каждой обмотки статора. Обнаруженные пере- путанные выводы фазы пере- ставить на клеммной доске Исправить повреждение Отправить электродвигатель в ремонт Поднять ротор насоса, бла- годаря этому увеличится за- зор между рабочими колесами и корпусами
454
Продолжение табл. XVI-14
Неиспр явность Возможные причины Способ устранения
Потребляемая мощ- В откачиваемой воде содер- Демонтирован, насос, отре-
ность повысилась жится большое количество пес- ка Повреждение или изношен- ность шарикоподшипника монтировать скважину и про- качать ее эрлифтом с произво- дительностью, превышающей производительность демонти- рованного насоса Разобрать приводную голов- ку и заменить вышедший из строя шарикоподшипник
Производительность Понизился уровень воды в Уменьшить зазор между ра-
насоса уменьшилась скважине Разработались уплотнения на стороне всасывания рабо- чих колес Рабочие колеса подняты слишком высоко Сетка всасывания частично забилась песком Частичное ослабление (раз- винчивание) гаек соединитель- ных шпилек направляющих аппаратов Утечка в стыках напорного трубопровода бочими колесами и корпусами; приоткрыть задвижку на слив- ном трубопроводе Демонтировать насос и отре- монтировать изношенные де- тали Опустить рабочие колеса Демонтировать насос и очис- тить сетку Демонтировать насос и устранить неисправность Демонтировать насос и про- верить соединения труб
Насос прекратил по- Понижение уровня воды в Добавить необходимое число
дачу воды скважине настолько значитель- ное, что сетка оказалась в воз- духе и всасывание прекрати- лось Обрыв в соединениях на- порных труб. Обрыв транс- миссионного вала секций напорных труб с вала- ми и при необходимости заме- нить рабочий узел другим, с большим числом ступеней Демонтировать насос и ус- транить дефект
Насос сильно вибри- Приводная головка собрана Разобрать и собрать заново
рует неправильно Погнуты трансмиссионные валы Ось приводной головки не совпадает с осью трансмис- сионных валов Искривленность скважины приводную головку Демонтировать насос; вы править валы Установить приводную го- ловку с полным совпадением осей Демонтировать насос. Уда- лить часть смазки. Заменить смазку в ванне
Шарикоподшипники Отсутствие пли загрязнен- Остановить насос, промыть
чрезмерно нагреваются ность масла в маслопроводах Недостаток или отсутствие охлаждающей воды Повреждение или изношен- ность шарикоподшипников ванны и залить чистое масло Несколько прикрыть за- движку на сливном трубопро- воде. Прочистить фильтр Разобрать приводную голов- ку и заменить шарикоподшип- ники новыми
Сальник нагревается Смазка не подается из кол- пачковой масленки Сальник чрезмерно затянут или вал головки перекошен Проверить затяжку сальни- ка и установку головки Ослабить набивку сальника
455
П родолжение табл. XVI-14
Неисправность Возможные причины Способ устранения
Сальник нагревается Через сальник проте- кает слишком МНОГО ВО- ДЫ Контрреверс не рабо- тает Вода протекает через саль- ники в недостаточном коли- честве или совсем не протекает Поверхность шейки вала по- вреждена Сальниковая набивка срабо- талась Набивка недостаточно уплот- нена Биение вала или вал задран Гпезда шариков загрязнены Сработались уступы на верх- нем щите электродвигателя Вынуть и зачистить вал Заменить набивку. Подвин- тить гайку для уплотнения набивки или добавить виток сальникового шнура Выпуть и выправить вал Снять муфту контрреверса, тщательно промыть в керосине, прочистить гнезда шариков и протереть досуха Снять верхний щит электро- двигателя и углубить впадины в щите или заменить щит
ПОГРУЖНЫЕ НАСОСЫ
Погружные насосы предназначены для
эксплуатационной откачки чистой воды из
скважин. Наличие в откачиваемой воде
даже незначительного количества песка
и бурового шлама недопустимо. Поэтому
перед установкой погружного насоса дол-
жна быть проведена откачка из скважины
эрлифтом с производительностью, равной
эксплуатационной или превышающей по-
следнюю, до полного осветления воды.
В виде исключения погружные насосы
можно применять для пробно-эксплуата-
ционных и опытных откачек при условии
работы в совершенно чистой воде. Насосы
могут работать только полностью погружен-
ными в воду, а некоторые, кроме того,
должны быть предварительно заправлены
водой до спуска в скважину.
Электрические погружные
насосы ЭЦНВ
Электрические погружные насосы ЭЦНВ
предназначены для подъема воды из сква-
жин; они рассчитаны на откачку неагрес-
сивной воды с температурой до 25° С и со-
держанием механических цримесей до
0,01% по весу.
Для погружных насосов этого ти-
па принято индексирование, например
ЭЦНВ-4-2-25, которое расшифровывается
следующим образом: Э — электрический,
Ц — центробежный, Н — насос, В — водо-
подъемный, 4 — диаметр скважины в лл,
уменьшенный в 25 раз, 2 — производитель-
ность в л®/чов, 25 — высота напора в м.
Установка погружного электронасоса
(рис. XVI-22) состоит из насоса, соединен-
ного с погружным электродвигателем, токо-
проводящего кабеля, колонны водоподъем-
ных труб и наземного оборудования. К обо-
рудованию относятся опорная плита,
специальная муфта, колено, вентиль или
задвижка, манометр с трехходовым кра-
ном и пусковое устройство или станция
управления.
Основные размеры и соотношения уста-
новки, скважины и динамического уровня
(рис. XVI-22) приведены в табл. XVI-15.
В насосах ЭЦНВ применены пластмассы
для рабочих органов, а также резина и гра-
фитизированный материал для подшипни-
ков и подпятников, смазываемых при ра-
боте откачиваемой водой. Ступени пасосов
для скважин диаметром до 197 мм соеди-
няются при помощи стяжек, а у насосов
больших размеров — шпильками, что обес-
печивает удобство монтажа и демонтажа.
Все насосы кроме ЭЦНВ-10-120-60 и
ЭЦНВ-12-255-30 в верхней части снабжены
обратным клапаном. При необходимости
в условиях эксплуатации для этих насосов
следует устанавливать обратный клапан
на напорной линии после задвижки.
Погружные насосы типа ЭЦНВ — центро-
бежные, многоступенчатые, секционные,
вертикальные с закрытыми лопастными
колесами одностороннего входа.
Основными деталями каждой секции по-
гружного насоса (рис. XVI-23) типа ЭЦНВ
для скважин диаметром 100, 150, 200
и 250 мм являются: корпус секции 3, на-
правляющий аппарат 4 и лопастные колеса
5. Корпуса секций 3 для скважин диамет-
ром 150 мм — чугунные, для скважин диа-
456
Остальные насосы типа ЭЦНВ приво-
дятся в действие погружными асинхрон-
ными трехфазными водозаполненнымп
электродвигателями типа ПЭДВ или
МАП-3.
Валы насоса и электродвигатель соедине-
ны муфтой. Исключение составляют насо-
сы ЭЦНВ-4-2-25 и ЭЦНВ-4-2-40, у которых
соединение вала насоса и электродвигателя
шлицевое.
Насосы типа ЭЦНВ могут быть использо-
ваны для целей:
а) водоснабжения — типоразмеры
ЭЦНВ-4-2-25; ЭЦНВ-4-2-40; ЭЦНВ-6-45-180;
ЭЦНВ-6-7,2-45; ЭЦНВ-6-7,2-75; ЭЦНВ-6-
7,2-120; ЭЦНВ-6-10-185; ЭЦНВ-8-16-85;
ЭЦНВ-8-16-140 и ЭЦНВ-10-120-60. Произ
водительность их от 2 до 120 .«3/ч, высота
напора от 25 до 185 jm, эксплуатационные
диаметры скважин 100, 150, 200 и 250 льм;
б) осушения горных выработок и водо-
понижения в горнорудной промышленно-
сти — типоразмеры ЭЦНВ-14-200-300;
ЭЦНВ-16-150-350Б; ЭЦНВ-16-360-180;
ЭЦНВ-16-200-550 (рис. XVI-24) и ЭЦНВ-16-
360-360. Производительность их от 100 до
360 л13/ч, высота напора от 248 до 675 Л4,
эксплуатационные диаметры скважин 350
и 400 мм.
Насосы для осушения и водопонижения,
обеспечивающие высоту напора до 300 м,
состоят из одной секции корпуса, а разви-
вающие напор свыше 300 м — из двух сек-
ций, сочлененных жесткой шлицевой муф-
той. Валы насоса и электродвигателя
соединены подвижной роликовой муфтой,
а корпуса смежных секций стянуты шпиль-
ками.
Колеса и корпуса направляющих аппа-
ратов изготовлены из чугуна, валы и втул-
ки под резиновые подшипники и подпят-
ник — из хромпстой стали.
Лопастные колеса закреплены на валу
призматическими шпонками и стянуты гай-
ками. Между колесами установлены рас-
порные и защитные втулки. В ведущем
диске лопастных колес имеется отверстие
для разгрузки насоса от осевой силы.
Диаметр уплотнения колеса со стороны
ведущего диска больше, чем со стороны
всасывания. В результате создается допол-
нительная сила, направленная вверх и
частично уравновешивающая осевое давле-
ние на торец вала.
Радиальные силы воспринимаются рези-
новыми подшипниками скользящего тре-
ния. Резиновые подшипники установлены
по одному в двух крайних и одном среднем
корпусах секций насосов. Осевая сила,
направленная вниз, воспринимается общей
самоустапавливающейся резиновой гидро-
динамической пятой, находящейся в ниж-
ней секции насоса.
Для восприятия осевых сил, направлен-
ных вверх, в каждой секции имеется неболь-
шая пята. Часть сил, направленных вниз,
воспринимается пятой нижней секции, рас-
положенной в одном корпусе с основной
Рис. XVI-25. Рабочая
характеристика на-
соса ЭЦНВ-6-7,2-75.
пятой насоса. Полость основной пяты со-
общается с полостью электродвигателя,
заполненной чистой водой. Для отделения
Рис. XVI-26. Рабочая характери-
стика насоса ЭЦНВ-10-120-60.
воды, заполняющей электродвигатель, ниж-
нюю головку насоса и пяту, от пластовых
вод в насосе установлен сальник.
К верхней секции насоса шпильками при-
креплен обратный клапан с конической
резьбой для присоединения напорного тру-
бопровода, а к нижней — всасывающая
секция, к которой шпильками прикреплена
оболочка электродвигателя.
459
1блица XV1-16 081-008-9 р-ЗИПб о то го О О ТО от Р Ь: Й о сЬ то то то fc g V то то то то к 2 Д Cj ГО Й
ооЕ-оог-н-янйе О СМ со 3 о от то от § § S’ то ТОГО ГО то й М ТО КС го С
Техническая характеристика погружных насосоп типа ЭЦНВ
oe-ssz-zi-янПе М? о Ю см СО О] ХР £> с 20 <Х D С М О О го см (Л со zq со 2
оэ-огиот-анйе 120 60 3 см ’г; 2 2 й ПЭ Д В-8-140 32
58т-о1-э-анйе (*—। 1-0 _ 3 “ то см тч ° S го то то £2 ПЭ Д В-8-140 8
оя-о t-9-aEttie 10 140 16 СМ 'гЧ 50 2100 116 ПЭД В-8-140 8
осиг‘£-9-янйе £ то £ СМ ЧЧ S | 92,8 ч к £ t СТ Е г 0 то «J t 2
Si-2‘L-9-HHiie «Ч о о Г- 00 ^ч СМ с О <} Ю V? МЛПЗ-14 2,5
'к Тип насоса Показатели Производительность, м?/ч ......... Высота напора, м . . . Число ступеней .... Наружный диаметр агрегата, мм .... Внутренний диаметр на- нирниги труиипрово- да, мм Длина агпегата. мм . . Вес агрегата, кг ... . Электродвигатель . . . Мощность, кет ....
460
Во всасывающей секции входные отвер-
стия закрыты металлической сеткой для
предотвращения попадания в насос твердых
частиц.
Привод насосов ЭЦНВ диаметра 350
и 400 мм осуществляется погружными элек-
тродвигателями трехфазного тока типа
ПЭДВ.
Рис. XVI-27. Рабочая
характеристика насоса
ЭЦН В-14-200-300.
Рабочие характеристики насосов типа
ЭЦНВ приведены на рис. XVI-25—XVI-27,
технические характеристики — в табл.
XVI-16.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ПОГРУЖНЫЕ НАСОСЫ ЭПН
Электрические погружные насосы ЭПН
предназначены для откачки воды из сква-
жин диаметром 6" и больше. Насосы дол-
жны работать только полностью погружен-
ные в воду, температура которой не превы-
шает -f-25° С. В воде не должно быть агрес-
сивных примесей; допустимое количество
механических примесей — не более 0,05%
по весу.
Комплект электрического погружного
насоса типа ЭПН состоит из насосного агре-
гата, кабеля, напорного трубопровода,
опорного колена и станции управления
(рис. XVI-28).
Насосный агрегат представляет собой
вертикальный многоступенчатый центро-
бежный насос с неразгруженными рабочи-
ми колесами, конструктивно объединенный
с вертикальным электродвигателем спе-
циального исполнения (рис. XVI-29).
Насосный узел секционного типа соби-
рается из отдельных направляющих аппа-
ратов (секций), стягиваемых продольными
стяжкамп. Вал насоса с рабочими колеса-
ми вращается в резиновых подшипниках,
установленных в корпусах направляющих
аппаратов.
Рабочие колеса одностороннего хода,
радиального типа изготовлены из чугуна.
Рис. XVI-28. Установка электронасоса
ЭПН-6.
1 — электронасос; 2 —ствол скважины; 3 — труба
напорная; 4 — хомут; 5 — муфта; 6 — кабель;
7 — стопорный винт; 8 — опорная плита; 9 —
задвижка; 10 — манометр; 11 — станция упра-
вления.
Направляющие аппараты изготовлены из
полипропилена, что устраняет возможность
коррозии, обеспечивает чистоту рабочих
поверхностей, повышает к. п. д. и умень-
шает вес насоса.
В насосном узле имеется очиститель,
задерживающий механические примеси в
воде. Очищенная вода поступает в гидра-
влический подшипник (подпятник) и одно-
временно охлаждает и смазывает электро-
двигатель.
Электродвигатель насосного агрегата
марки АПД — асинхронный трехфазного
тока с короткозамкнутым ротором, водо-
461
Рис. XVI-30. Рабочая характеристика насоса ЭПН-6-16-75.
Рис. X V [-31. Рабочая характеристика насоса
ЭПН-6-16-110-
Рис. XVI-29. Электрический погружной насос ЭПН-6.
1 — патрубок; 2 — напорный патрубок; 8 — стяжка; 4 — направляющий
аппарат верхний; 5 — резино-металлический подшипник; 6 — пескосбра-
сыватель; 7 — рабочее колесо; 8 — направляющий аппарат без подшип-
ника; 9 — диафрагма, 10 — кольцо; 11 — направляющий аппарат-с под-
шипником; 12 — опорный фланец; 13 — болт; 14 — вал насоса; 15 —
защитная сетка; 16—-муфта; 17—манжета* 1. 18.— фильтр; 19— корпус
подшипника верхний; 20 — резино-металлический подшипник; 21 — об-
мотка; 22 — статор; 23 — ротор; 24 — вал электродвигателя; 25 — спе-
циальная гайка; 26 — корпус подшипника нижний; 27 — втулка нержа-
веющая; 28 — кольцо; 29 — болт; 30 — пята; 31 — лабиринтное уплотне-
ние; 32 — лигнофолевый подпятник; 33 — корпус подпятника.
462
наполненный с принудительным проточным
охлаждением имеет гидравлическую раз-
грузку осевого давления на подшипниках
скольжения и связан с насосом не только
механически, но и гидравлически..
Обмотка статора выполнена обмо-
точным проводом с полихлорвиниловой
водонепроницаемой изоляцией марки
ПЭВВП.
Наличие очистителя, принудительное ох-
лаждение электродвигателя и новая кон-
струкция опорного подшипника с гидра-
влическим разгрузочным устройством вы-
годно отличают насосы типа ЭПН от всех
других насосов по надежности и долговеч-
ности работы.
Рабочие характеристики и некоторые
технические данные насосов ЭПН-6, ЭПН-8
и ЭПН-10 приведены на рис.“ XV1-30 и
XVI-31 и в табл. XVI-17, техническая ха-
рактеристика ряда насосов марки ЭПН-6 —
в табл. XVI-18.
Таблица XV1-17
Некоторые технические данные насосов типа ЭПН, разработанных
институтом Гидропроект на основании ряда по ГОСТ 10428-63
Марка насоса Произво- дитель- ность, м8!ч Высота напора, ль Коэффи- циент полезного действия, % Мощность электро- двигате- ля, кет Попереч- ный размер (включая кабель), мм Диаметр внутрен. эксплуа- тац. КОЛОННЫ, мм Диаметр напорных труб, дюймы
ЭПН-6-16Х75 ЭПН-6-16Х1Ю 16,0 75 ПО 72 5,5 8 142 150 21/2
ЭПН-8-40Х65 ЭПН-8-40-100 40,0 65 100 74 13,0 17 142 186 150 197 3
ЭПН-8-63Х75 ЭПН-8-63Х110 63 75 110 75 22 30 186 197 3
ЗПН-10-120Х115 120 115 76 50 234 249 4
Таблица XVI-18
Техническая характеристика погружных насосов ЭПН-6
Показатели Тип насоса
ЭПН-6-16-50 ЭПН-6-16-75 ЭПН-6-16-1Ю ЭПН-6-10-80 ЭПН-6-10-110
Производительность, м3/ч 16 16 16 10 10
Высота напора, м ... t>0 75 НО 80 НО
Число оборотов в минуту 2880 2880 2880 2880 2880
Электродвигатель АП Д-136/2 АПД-136/2 АПД-136/2 АПД-136/2 АПД-136/2
Мощность, кет ... 4,0 5,5 8,0 4,0 5,5
Ток номинальный, а . . 10 15,5 20 10 15,5
Напряжение сети, е . . 380 380 380 380 380
Диаметр скважины, дюйм 6 6 6 6 6
Вес электронасоса, кг 80 110 145 90 105
Диаметр насоса наруж- ный максимальный, мм 142 142 142 142 142
Длина электронасоса, мм 1400 1650 1860 1500 1640
463
Основные конструкции узлов
агрегата
Насос центробежный (рис. XVI-29) рас-
положен над электродвигателем, соединен
с ним через опорный фланец 12 и предста-
вляет собой вертикальный агрегат, со-
стоящий из ротора и корпуса.
Ротор — вращающаяся часть насоса —
состоит из полого вала 14, рабочих колес 7
и механического очистителя воды — песко-
сбрасывателя 6, закрепленного на верх-
нем конце вала при помощи шпонки,
втулки и болта, ввернутого в канал вала.
Корпус — неподвижная часть насоса —
состоит из опорного фланца, направля-
ющих аппаратов и напорного патрубка.
Направляющие аппараты снабжены ре-
зиновыми подшипниками через ступень
и скреплены между собой стяжками 3.
Между аппаратами установлены в спе-
циальные канавки уплотнения из резины,
предотвращающие утечки воды.
Электродвигатель АП Д-136/2—специаль-
ный, асинхронный, трехфазный, с коротко-
замкнутым ротором состоит из статора 22,
ротора 23, подшипника верхнего 19, под-
шипника нижнего 26, подпя гника 32 и пяты.
Статор — прессованный активный пакет
листов электротехнической стали Э-12 тол-
щиной 0,5 мм, покрытых изоляционным
лаком. Обмотка статора выполнена в про-
тяжку проводом ПЭВВП.
Ротор — прессованный активный пакет
листов электротехнической стали, на-
бранный на валу 24. В пакете листов
имеется 18 отверстий с медными стержнями,
которые на выходе из пакета замыкаются
кольцами и образуют короткозамкнутую
обмотку. Вал ротора полый, на верхний
конец надета соединительная муфта 16,
на нижний — опорная пята 30.
Подшипник верхний — стальной корпус
с запрессованным резино-металлическим
подшипником, в котором вращается вал
ротора. Верхняя часть корпуса служит
опорой для установки насоса и соединения
его с электродвигателем. На фланце кор-
пуса имеется отверстие для вывода ка-
беля от обмотки статора.
Подшипник нижний — стальной корпус
с запрессованным в него резино-металли-
ческим подшипником. В нижней части
имеется резьба для корпуса подпятника.
Подпятник — стальной корпус с запрес-
сованными секторами из древопласта и
чугунным кольцом.
Для охлаждения водой корпуса йод-
пятника 33, подшипников ротора 23 и
обмотки статора 21 в насосном агрегате
применена механическая система очистки
воды, состоящая из центробежного песко-
сбрасывателя 6, расположенного в верх-
нем направляющем аппарате 4 насоса.
Пескосбрасыватель выполнен в виде
центробежного колеса, в ступице которого
имеется задросселированное отверстие,
выходящее в центральную полость вала
насоса и электродвигателя. При работе
насоса пескосбрасыватель под воздействием
центробежной силы отбрасывает находя-
щиеся в воде механические частицы,
которые уносятся потоком воды, уходящей
в напорный трубопровод. Под давлением,
развиваемым последней ступенью напора,’
чистая вода в количестве до 5 л!мин посту-
пает в электродвигатель и охлаждает его.
Электродвигатель соединяется с насо-
сом четырьмя болтами 13. Ротор электро-
двигателя и вал насоса соединяются жест-
кой стальной муфтой 16. Между валами
электродвигателя и насоса установлена
манжета уплотнения.
Напорный трубопровод состоит пз уси-
ленных водопроводных труб диаметром
2,5", соединенных муфтами. Во избежа-
ние отворачивания муфты стопорятся дву-
мя винтами. Количество труб для монтажа
определяется положением динамического
уровня воды при эксплуатации, т. е.
статическим уровнем и удельным дебитом
скважины.
Питающий кабель (ПВВП-6 или ПВГIB-6)
крепится к напорному трубопроводу ско-
бами крепления (рис. XVI-28) через ин-
тервалы ДЛИНОЙ 3 Л1.
После выведения проводов на поверх-
ность земли, питание электродвигателя
от источника тока может осуществляться
любым кабелем или проводом сечения
6 Л1Л12.
Станция управления СУ-8м
с датчиком уровнен
Станция СУ-8м вместе с датчиком уров
ней составляет систему автоматического
управления насосом в зависимости от-
положения уровня воды в баке водона-
порной башни или в резервуаре (рис. XVI-
32, XVI-33).
При заданном нижнем уровне воды
электродвигатель насоса автоматически
включается в питающую сеть, а при за-
данном верхнем уровне — автоматически
отключается. Электрическая схема системы
предусматривает также ручное управление-
электронасосом.
Станция СУ-8м с датчиком уровней
предназначена для работы с частотой 50 гц
в четырехпроводных электрических сетях
переменного тока.
Напряжение главной цепи, в . . 380
Напряжение в цепи управления, в 220
Напряжение в цепп управления дат-
чика уровней, в ................ 220‘
461
к эл двигателю
Рис. XVI-32. Монтажная
схема станции СУ-8м.
Рис. XVI-33. Электри-
ческая схема станции
СУ-8м.
30 Заказ 1050
Станция обеспечивает защиту электро-
двигателя от перегрузок и коротких за-
мыканий. При этом в цепи двигателя сра-
батывают тепловые пли электромагнитные
расцепители автомата АП-50-ЗМТ и по-
следний отключает электродвигатель от
сети.
Монтаж погружного электронасоса
ЭПН-6
Перед монтажом насоса необходимо про-
верить состояние скважины — опустить
в нее отрезок трубы длиной до 2 м или
болванку весом 80—100 кг диаметром не
менее 145 мм и убедиться в отсутствии
сужений или выступов в необсаженной
части ствола. До установки насоса ЭПН-6
скважину необходимо прокачать эрлифтом
или каким-либо другим насосом с произ-
водительностью не менее 16 м3/ч до пол-
ного осветления воды, так как наличпе
в ней песка или мусора неминуемо приведет
к аварии.
До монтажа насоса на скважине следует
проверить, нет ли в нем заеданий и пере-
косов, которые могли возникнуть в ре-
зультате небрежной транспортировки. Для
этого необходимо специальным воротком
через отверстия всасывающего патрубка
провернуть соединительную муфту, име-
ющую отверстие. Плавный проворот
муфты означает, что повреждений нет.
Если ротор не вращается, необходимо
отсоединить насос от электродвигателя
и провести регулирование агрегата. Для
этого следует вывернуть 4 болта, со-
единяющие электродвигатель с насосом.
Затем проворачиванием за конец вала
ротора насоса и электродвигателя, про-
верить отсутствие заеданий отдельно в
насосе и в двигателе. В насосе дополни-
тельно проверить также осевой люфт
вала.
После устранения заеданий и других
дефектов необходимо отрегулировать со-
членения вала насоса и электродвигателя.
Регулирование заключается в правильном
подборе высоты манжеты, закладыва-
емой между валом ротора электродвига-
теля и валом насоса, причем осевой люфт
вала не должен быть выбран полностью.
Монтируют агрегат следующим образом.
1. Питающий кабель соединяют с вывод-
ными концами электродвигателя пайкой
в соединительной гильзе, места пайки
тщательно изолируют только полихлор-
виниловой лентой марки ПХЛ-0,2-20.
2. Трубу диаметром 21/./' с муфтой
ввертывают в верхний патрубок насоса
до отказа и застопоривают двумя винтами.
3. Монтажный хомут закрепляю! на
трубе у торца муфты и подсоединяют ме-
466
/
таллпческими стропами к крюку тали или
блока. После этого агрегат поднимают
в вертикальное положение и опускают
в скважину. В резьбу муфты ввертывают
трубу и т. д.
Питающий кабель следует укладывать
вдоль колонны труб, закрепляя его ско-
бами крепления через интервалы 3 м.
В местах крепления к трубам кабель сле-
дует обернуть резиновой или изоляцион-
ной лентой. При этом недопустимо чрез-
мерно затягивать скобы крепления кабеля.
Электронасос должен быть опущен па
3—5 м ниже динамического уровня воды
в скважине, но не ближе 2,5 м от забоя
скважины..
Установка станции СУ-8м
Станцию управления следует установить
в закрытом помещении непосредственно
у скважины. Корпус станции должев быть
заземлен через шпильку, выступающую на
задней крышке. Нулевая жила должна
быть присоединена к шпильке заземления.
Кабели и провода внешних соединений
следует ввести через отверстие в нижней
части шкафа и подсоединить их к клем-
мам автомата и магнитного пускателя
(рис. XVI-31).
Датчик уровней подвешивают в напорной
башне или резервуаре так, чтобы прием-
ное отверстие сливной трубы располага-
лось выше контактов уровней, но ниже
кожуха датчика. Расстояние от датчика
уровней до стенок бака должно быть не
менее 1000 мм. Выводные клеммы датчика,
обозначенные цифрами 0, 19, 21, 23,
должны быть присоединены к соответству-
ющим зажимам клеммной колодки
(рис. XVI-32).
Эксплуатация насоса ЭПН-6
Первое включение электродвигателя
можно производить не раньше чем через
2 ч после погружения насосного агрегата
в воду, что необходимо для заполнения
полости электродвигателя водой.
Включение и последующая проверка
электронасоса допускаются только после
проверки электрической и механической
схемы установки.
При пуске должна быть полностью
закрыта задвижка на нагнетательном
трубопроводе. Подъем воды при нормаль-
ной работе агрегата должен быть отмечен
после пуска насоса через 1—2 мин (в за-
висимости от глубины динамического
уровня).
Правильное направление вращения
электронасоса определяют изменением
Таблица XVI-19
Неисправности агрегата ЭПН-6, их причины и устранение
Неисправность Причина неыепр явности Способ устранения неисправности
1. Электронасос не за- а. Разрыв в электрической а. Проверить контактные со-
пускается цепи электродвигателя или единения в цепях электродви-
2, При включении станции управления б. Низкое напряжение сети в. Пробой изоляции кабеля или обмотки электродвигателя а. Короткое замыкание в це- гателя и станции управления, а также целостность предохра- нителей и устранить неисправ- ность б. Проверить напряжение сети в. Проверить изоляцию ка- беля и обмотки, найти место пробоя и устранить дефект а. Проверить электрические
электронасос мгновенно пях электродвигателя или стан- цепи электродвигателя и стан-
отключается (срабатыва- ции управления ции управления и устранить
ет автомат) 3. Электронасос от- б. Неправильная регулиров- ка автомата АП-50-ЗМТ а. Неправильная регулиров- неисправность б. Снять защитный кожух автомата и отрегулировать ток срабатывания а. Проверить и отрегулиро-
ключается через некого- ка автомата АП-ьО-ЗМТ вать автомат
рое время после пуска б. Неисправность станции б. Осмотрев станцию упра-
4. Электронасос не да- управления в. Недопустимое понижение напряжения г. Торможение двигателя вследствие проникновения пес- ка или износа подшипников и подпятника а. Неправильное направле- вления, проверить схему упра- вления и защиты. Устранить неисправности станшш упра- вления в. Проверить напряжение сети г. Демонтировать агрегат, осмотреть его и при необходи- мости отремонтировать а. Изменить направление вра-
ет требуемой производи- ние вращения щения электродвигателя, поме-
тельности 5. Электронасос по- б. Большое сопротивление во всасывающем трубопроводе (засорена приемная сетка) в. Большой износ лопаток рабочих колес и направля- ющих аппаратов, сработались кромки уплотнения рабочих колес и разделительных диа- фрагм. Имеются утечки в ко- лонне водоподъемных труб а. Неправильная сборка на- няв местами два питающих провода б. Тщательно очистить при- емную сетку в. Демонтировать агрегат, осмотреть насосную часть водо- подъемных труб. Неисправные детали заменить а. Разобрать агрегат и ус-
требляет повышенную coca или двигателя, вызыва- транить дефекты
мощность тока 30* ющая заедание вращающихся частей о неподвижные б. Большой износ подшип- ников и подпятника электро- двигателя в. Неправильное соединение насоса с двигателем б. Разобрать электродвига- тель и заменить подшипники и подпятник в. Проверить соединение на- соса с двигателем и устранить неисправность 467
направления вращения ротора, переклю-
чая две фазы питающего кабеля. При
закрытой задвижке насоса манометр будет
показывать два различных давления —
большее из них укажет на правильное
направление вращения насоса.
Если работа агрегата протекает нормаль-
но, постепенно открывают задвижку на
напорной трубе и устанавливают необхо-
димый расход воды, не превышающий
возможностей скважины.
Если насос снижает уровень настолько,
что начинается засасывание воздуха, надо
немедленно прикрыть задвижку, умень-
шить подачу воды и не допускать наруше-
ния достигнутой регулировки, так как
это выведет из строя электродвигатель.
Первые 2—3 суток нужно особенно
внимательно следить за эксплуатацией
агрегата и станции СУ-8м с датчиком
уровней.
Неисправности агрегата ЭПН-6 и
способы их устранения приведены в
табл. XVI-19.
Насосы типа АПВ и АПВМ
Артезианские погружные электронасосы
типа АПВ и АПВМ предназначены для
откачки чистой воды из буровых скважин.
Насосы погружные водонаполненные могут
работать только погруженными в воду
с температурой, не превышающей +15° С
без содержания агрессивных растворов
(щелочей и кислот) и механических приме-
сей (не более 0,01% по весу) (табл. XVI-20,
рис. XVI-34 — XVI-35).
Индексы- насоса и электродвигателя
расшифровываются следующим образом:
8 — внутренний диаметр эксплуатационной
колонны в дюймах; А — артезианский;
П — погружной; В — высоконапорный;
М — порядковый номер конструктивного
варианта; 10 — коэффициент быстроход-
ности, уменьшенный в 10 раз; 7 — число
ступеней. М — машина; А — асинхронная;
П — погружная; 3 — порядковый номер
серии; М — порядковый номер конструк-
тивного варианта; 21,9 — максимальный
Рис. XVI-34. Габариты насосов типа АПВ
и АПВМ.
Основные технические данные
Таблица XVI-20
Показатели Тип насоса
6АПВ-9Х7 6АПВ-9Х12 8АПВМ-10Х7 10ЛПВМ-9Х7
Производительность, м3/ч Высота напора, м . . Скорость вращения ва- ла, об)мин .... 6-5-9 50-5-30 2880 5-5-10 90 -5- 55 2880 15 -5- 30 120 ~ 75 2850 34 ~ 55 165 ~ 100 2880
468
Продолжение табл. XVI-20
Тип насоса
Показатели
8АПВМ-10Х7
6АПВ-9 X 7
6АПВ-9Х12
10АПВМ-9 X 7
Электродвигатель . . МАПЗ-14-34/2 МАПЗ-14-34/2 МАПЗ-18-50/2 МАПЗМ-21,9-64/2
Мощность двигателя, кет 2,5 2,5 12 35
Ток номинальный, а . 7,1 7,1 29,2 78
Напряжение сети, е Эксплуатационный диа- метр скважины, дюй- мы 380 380 380 380
6 6 8 10
Вес электронасоса, кг 69,5 78,8 178 325
Габариты электронасо- са, ММ'. диаметр наружный 140 140 190 228
длина 1140 1305 1824 2140
диаметр электродвигателя — 21,9 см;
64 — длина активной стали — 64 см;
/2 — число полюсов — 2.
Описание конструкции
Артезианский погружной иасос типа
АПВ и АПВМ представляет собой агрегат,
основными узламп которого являются:
сам насос, электродвигатель с кабелем
и напорный трубопровод, находящиеся
в скважине, а также станция авто-
матического управления электродвига-
телем и опорное колено (табл. XVI-21
n/XVI-22).
Насосы агрегата — центробежные много-
ступенчатые секционные с вертикальным
валом, рабочими колесами односторон-
него хода и радиальными лопатками.
У насосов типа АПВ направляющие
аппараты всех секций размещены в одном
общем стальном корпусе, к которому при
помощи накидных гаек присоединены ниж-
ний и верхний корпуса. У насосов типа
АПВМ секция состоит из рабочего колеса,
направляющего аппарата и стакана
(рис. XVI-36).
Опорой вала служат текстолитовые или
резино-металлические подшипники. Насос
соединен с электродвигателем втулочной
муфтой.
Электрические машины серии МАПЗ пред-
ставляют собой асинхронные электродвига-
тели трехфазного тока с короткозамкнутым
ротором на подшипниках скольжения.
Электродвигатель состоит из следу-
ющих основных конструктивных узлов:
статора, ротора, щитов подшипниковых
верхнего и нижнего.
Таблица XVI-2
Габариты насосов типа АПВ и АПВМ (рис. XVI-34, размеры в мм)
Обозначение 6АПВ-9Х7 6АПВ-9Х12 8АПВМ-10Х7 10АПВМ-9Х7
А 375 530 730 820
Б 775 775 1094 1320
В ^43 150 >=«91 300 s«121 820 >=«164 140
Г 115 115 180 230
Д 6000 6000 6000 6000
Д X т ...... 6000 X 7 6000 X 15 6000 X 20 6000 X 27
Е 250 250 350 400
Ж 300 300 400 500
3 140 140 190 228
И 50 50 65 100
д, 105 125 145 180
dr ....... . 17 17 18 18
п 4 4 4 6
469
Таблиц а X VI-22
Неисправности насосов АПВ и АПВМ, их причины и способы устранения
Неиспр авность Возможная причина Способ устранения
Насос не подает воду Насос не обеспечивает необходимой производи- тельности Двигатель потребляет много электроэнергии Насос не залит Повышенное сопротивление во всасывающем трубопроводе (засорена приемная сетка). Большой износ лопаток рабо- чих колес, а также лопаток направляющих аппаратов Неправильная установка, вызывающая заедание боковых поверхностей колеса или на- правляющего аппарата Заедание уплотнительных колец или мест уплотнения Удалить трубопровод и опус- тить насос ниже Демонтировать насос и за- менить рабочие колеса и на- правляющие аппараты Демонтировать насос и вести сборку заново Демонтировать и разобрать насос и устранить заедание шабровкой
Осевые усилия насоса воспринимают
упорные подшипники электродвигателя.
Подшипники насоса и электродвигателя
смазываются и охлаждаются водой.
Статор электродвигателя серии МАПЗ
обмотан проводом с полихлорвиниловой
водонепроницаемой изоляцией марки
ПЭВВП.
10 АПЕН-9*7
Рис. XVI-36. Рабочая характеристика
насоса АПВМ.
Ток подводится к электродвигателю
от станции управления специальным ка-
белем марки ПВВП.
На поверхность земли вода поступает
через водоподъемную колонну, которая
прикрепляется к верхнему корпусу насоса
и на которой насос висит в скважине.
Водоподъемные трубы имеют муфтовые
соединения.
Электронасосы могут работать на слив,
могут быть подключены к водопроводной
сети или к напорному резервуару.
Основные условия монтажа
погружных насосов
До начала монтажа необходимо провести
из скважины откачку с производитель-
ностью, равной эксплуатационной пли
превышающей ее, причем вода должна
быть полностью очищена от песка и мути.
Лучше всего проводить откачку эрлифтом.
Смонтированный насос всегда должен
быть полностью погружен в воду. Поэтому
самый низкий динамический уровень
всегда должен находиться не менее чем
на 1 м выше верхнего направляющего
аппарата.
Все погружные насосы рассчитаны на
работу в вертикальном положении, по-
этому, перед тем как их монтировать, не-
обходимо проверить вертикальность сква-
жины (см. стр. 451). Однако искривления
скважины в меньшей мере влияют на работу
погружных насосов, так как в них отсут-
ствует длинный трансмиссионный вал. По-
этому допускаются отклонения скважин
от вертикали при условии, что насос
висит свободно и нигде не защемлен.
Минимально допустимое расстояние от
нижнего конца электродвигателя до забоя
скважины не должно быть менее 1 м.
Погружной насос так же, как и рабочую
часть насоса АТН, не рекомендуется уста-
навливать в фильтре скважины.
Оголовки скважин с погружными на-
сосами оборудуют так же, как и скважины
с насосами АТН, — напорные трубы через
471
Рис. XVI-37. Опорная рама на фундаменте для погружного насоса (10АПВМ) с электро-
двигателем.
1 — рама сварная; 2 — болт фундаментный М-22 X 1000; 3 — болт М-22 X 250; 4 — гайка М-22;
5,6 — шайбы.
План рот*
Рис. XVI-38. План опорной рамы
и фундамента погружного насоса
10АПВМ.
опорную плиту должны опираться на раму
и фундамент, независимые от обсадных
труб (рис. XVI-37 и XVI-38).
В качестве подъемного механизма приме-
няется лебедка, грузоподъемность которой
выбирается в зависимости от веса насоса.
Монтаж насоса осуществляется в сле-
дующем порядке. После присоединения
электродвигателя к насосу необходимо
установить хомут под фланцем клапанной
коробки и поднять агрегат на такую
высоту, чтобы можно было завести нижнюю
часть двигателя в скважину. Затем спу-
стить агрегат в скважину, освободить трос.
При спускании надо следить за положением
кабеля и целостью его кожуха. Спущен-
ный агрегат должен поддерживаться уста-
новленным хомутом.
Укрепить установочный хомут под
муфтой первой трубы, поднять ее и при-
соединить к фланцу клапанной коробки;
прикрепить кабель двумя хомутами к
трубе. Поднять собранную часть, чтобы
можно было снять первый хомут, после
чего опустить ее до упора верхнего хо-
мута. При этом необходимо следить, чтобы
кабель был натянут и не провисал между
хомутами. В таком же порядке наращи-
вают и опускают весь напорный трубо-
провод.
К самой верхней трубе необходимо
присоединить опорную плиту и уложить
кабель в паз плиты. Приподнять весь
472
агрегат и вынуть хомут, присоединенный
к верхней трубе. Опустить плиту так,
чтобы фундаментные болты прошли в отвер-
стие плпты, после чего прочно закрепить
плиту. Освободить трос и присоединить
колено с манометром.
Перед спуском насоса необходимо про-
верить, достаточно ли затянуты болты.
При пуске насоса необходимо закрыть
задвижку на нагнетательном трубопроводе.
Вода должна подняться через 1—2 мин
после пуска.
Если насос подает воду с примесью
песка или глины, нужно уменьшить рас-
ход прп помощи задвижки. Останавливать
насос при этом нельзя, так как частицы
породы будут осаждаться на омываемых
поверхностях корпусов и рабочих колес,
что приведет к заеданию и износу частей
насоса. Насос можно остановить только
тогда, когда он будет качать чистую воду.
Перед остановкой васоса необходимо за-
крыть задвижку.
ЭРЛИФТ
Действие эрлифта основано на том,
что в двух сообщающихся сосудах положе-
ние уровней жидкости при разном удель-
ном весе неодинаково, причем жидкость
меньшего удельного веса имеет более
высокий уровень, чем жидкость большего
удельного веса.
Эрлифт (рис. XVI-39) состоит из водо-
подъемных и воздухопроводных труб,
смесителя и компрессора.
Компрессор предназначен для подачи
сжатого воздуха в скважину к смесителю,
находящемуся в нижней части колонны
воздухопроводных труб. Воздух, поступая
пз воздухопроводной трубы в смеситель,
образует воздушно-водяную смесь, удель-
ный вес которой зависит от количества
поступающего воздуха. Чем больше вы-
сота подъема, тем меньше должен быть
удельный вес смеси, т. е. с увеличением
высоты подъема воды увеличивается рас-
ход воздуха.
Для работы эрлифта колонна воздухо-
проводных труб должна быть опущена
в скважину ниже уровня воды на такую
глубину, чтобы столб воздушно-водяной
смеси был не только уравновешен, но
чтобы ему было еще сообщено движение
вверх. При низком положении статического
уровня в скважине и недостаточной глу-
бине погружения воздушпо-водяная смесь
не может преодолеть путь от смесителя
до уровня излива.
При высоте подъема воды от динамиче-
ского уровня до излива на поверхности,
равной 15—20 м, принимают глубину
погружения воздухопроводных труб
в воду (ниже динамического) в 1,7—2 раза
больше высоты подъема, а при высоте
подъема более 20 м — в 1,5 раза более
этой высоты.
Диаметр труб эрлифта выбирают в зави-
симости от намечаемой производитель-
ности по данным табл. XVI-23.
Сжатый
Рис. XVI-39. Схема устройства
эрлифта для расчета (трубы
расположены по системе «ря-
дом»).
1 — обсадная труба; 2 — водоподъ-
емная труба; 3 — воздухопровод-
ная труба; 4 — смеситель; 5 — уро-
вень излива.
Необходимое давление сжатого воздуха
(в кГ!см2) определяется делэнием на 10 глу-
бины погружения ниже уровня воды
воздухопроводных труб. Например, если
статический уровень воды в скважине
установился на глубине 20 м, а воздухо-
проводные трубы спускают в скважину
на глубину 80 м, то глубина погружения
их в воду равна 80—20 = 60 м. Давле-
ние сжатого воздуха для пуска эрлифта
должно быть не менее 60 : 10 = 6 кГ/см2.
При расчете эрлифта расход воздуха
на 1 л3 воды (удельный расход воздуха)
473
Параметры
Коэффициент
2,5 LZZ Динамический
Показатели
10 20 30 40 50 60 70 20
Глубина погружения смесителя под динамический уровень, м 15 30 45 60 75 90 105,0 20
Длина воздухопроводной трубы от устья скважины смесителя, м . . Длина водоподъемной трубы, м . 25 50 76 100 125 150 175 40
28 53 79 103 128 153 178 43
Наименьшая глубина скважины, м 33 58 84 110 135 165 185 48
Рабочее давление воздуха в возду- хопроводной трубе у скважины 1,5 3,0 4,5 6,0 7,5 9.0 10,5 2,0
Удельный расход воздуха на 1 лгЗ воды . . . . 3,0 3,81 4,66 5,41 6,15 6,9 7,5 5,43
Расход воздуха (м3/мин) и расход энергии (кет) для подачи воды, мЗ/ч: 0,10 0,12 0,15 0,17 0,20 0,23 0,25 0,18
_ 11
2 0,37 0,51 0,88 1,18 1,54 2.0 2,2 0,6
0,25 0,32 0,38 0,42 0.50 0,58 0,63 0,43
— 1 1
5 ... 0,92 1,3 2,10 2,83 3,86 5,0 5,50 1,5
0,50 0,63 0,75 0,84 1,0 1,15 1,25 0,86
10 - 1,84 2,8 4,25 5,60 7,73 10,0 11,0 3,0
0,75 0,95 1,12 1,26 1,50 1,72 1,90 1,30
15 - - — - . . . -
2,7 4,10 6,50 8,46 11,63 15,0 17,0 4,5
1,00 1,26 1,50 1,70 2,0 2,30 2,50 1,72
20 3,68 5,60 8,50 ИДО 15,45 20,0 22,0 6,0
1,50 1,90 2,30 2,52 3,0 3.44 3,75 2,60
- - 9,0
5,40 8,20 13,6 17,0 23,2 30,0 34,0
2,50 3,15 3,75 4,20 5,0 5.80 6,20 4,30
50 9,00 14,0 21,50 28,5 38,65 50,0 56,0 15,0
3,75 4,72 5,62 6,26 7,50 8,65 9,40 6,50
75 • - • 14,00 21,0 32,3 43,5 58,0 75,0. 84,0 22,0
5,0 6,30 7,50 8,40 10,0 11,50 12,50 8,60
too 18,0 28,0 43,0 57,0 77,0 100,0 112,0 30
6,0 7,56 9,0 10,0 12,0 13,80 15,0 10,30
120 21,60 33,5 50,0 68,0 88,5 116,0 134,0 36,0
7,5 9,45 11,20 12,50 15,0 17,40 19,0 12,90
150 28,0 42,0 65,0 86,0 116,0 150,0 168,0 44
10,0 12,60 15,0 16,8 20,0 23,0 25,0 17,20
200 .... - • 36,0 560 86,0 114,0 154,0 200,0 224,0 60,0
обеспечи
Примечания. 1. Действительная мощность двигателей для отдельных марок компрессоров,
и находиться в зависимости от конструктивных особенностей компрессора и его к, п. д.
2. Удельный и общий расход воздуха при работе эрлифта в каждом конкретном случае зависит от
динамически о уровня, который также может отличаться от расчетного динамического уровня.
3. Дробными числами выражены: расход воздуха мг/мин в числителе, и расход энергии (кет) в зва
474
Таблица XV1-23
эрлифта
погружения Рекомендуемые диаметры труб (дюймы) для откачки эрлифтом по схеме
2 1,66
уровень, м «внутри» «рядом»
водоподъ- воздухе- водоподъ- воздухе-
30 40 50 60 70 45 55 70 емные трубы проводные трубы емные трубы проводные трубы
30 40 50 60 70 29,7 36,3 46,2 — — — —
60 80 100 120 140 74,7 91,3 116,2 — — — —
63 83 103 123 143 78.0 94,3 120,0 — — — —
68 88 110 130 153 83,0 100,0 125,0 — — — —
3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 3.0 3,6 4,6 — — — —
6,46 7,5 8,35 9,15 10,12 11,76 13,20 14,61 — — — —
0,21 1,0 0,25 1,33 0,27 1,63 0,30 213 0,33 2,57 0.40 1,72 0,43 2,1 0,50 3,5 П/2 1/2 11/4 1/2
0,53 2,5 0,63 3,4 0,68 4,1 0,70 5,5 0,80 6,5 0,97 4,30 1,1 5,25 1,25 8,8 П/2 !/г 11/4 1/2
1,1 5,0 1,26 6,8 1,36 8,4 1,40 11,0 1,60 13,0 1.95 8,60 2,16 10,50 2,5 17,6 2 3/4 11/2 3/4
1,63 7,5 1,90 10,2 2,10 12.50 2,30 16,5 2,50 19,5 2.92 13,0 3,24 15,75 3,75 26,5 21/4 3/4 2 3/4
2,12 10,0 2,52 13,6 2,70 16,8 2,80 22,0 3,35 26,0 3,90 17,20 4,32 21,0 5,0 35,0 3 3/4-1 21/2 3/4
3,20 15,0 3,80 20,40 4,00 25,00 4,20 33,0 5,00 39,0 5.84 26,0 6,48 31,5 7,50 53,0 4 1 3 3/4-1
5,30 25,0 6,30 34,0 6,70 42,0 7,20 55,0 8,35 65,0 9,74 43,20 10,80 52,5 12,50 88,0 5 1-И/4 4 1
8,00 37,5 9,45 51,0 10,0 63,0 10,50 82,0 12,50 97,5 14,60 65,0 16,20 78,0 18,75 133,0 6 11/2 5 И/4
10,6 50,0 12,60 68,0 13,4 84,0 14,50 110,0 16,70 130,0 19.50 86.0 21,6 105,0 25 0 176,0 8 2 6 11/2
12,8 60,0 15,0 81,0 16,0 100.0 17,30 132,0 20,0 156,0 23,40 104,0 25,9 125,0 30,0 212,0 10 21/г 8 2
16,0 75,0 19,0 102,0 20,0 126,0 22,0 164,0 25,0 195.0 29,2 130.0 32,4 156,0 38,0 264 10 21/2 8 2
21,3 100,0 25,3 136,0 27,0 168,0 29,0 220 33,40 260 39.0 172 43,2 210 50,0 350 10 21/2 8 2
ъающих подачу определенного количества воды, может отличаться от данных, приведенных в таблице,
правильного выбора сечения труб и соответствующего погружения их ниже установившегося при откачке
менателе.
Таблица XV1-24
Элементы расчета Единица измере- ния Формулы и обозначения
Глубина скважины ....................
Глубина статического уровня воды . . •
Глубина динамического уровня воды от
уровня излива .......................
Высота уровня излива над поверхностью
земли ...............................
Расход воды расчетный................
Коэффициент погружения...............
Глубина погружения форсунки от уровня
излива...............................
Удельный расход воздуха (на 1 ж3 подня-
той воды)............................
Полный расход воздуха................
Пусковое давление воздуха............
Рабочее давление воздуха ............
Расход эмульсии непосредственно выше
форсунки ............................
Расход эмульсии при изливе...........
Площадь сечения водоподъемной трубы у
форсунки ............................
Площадь сечения водоподъемной трубы у
излива...............................
Внутренний диаметр водоподъемной трубы
при расположении труб «рядом» . . .
Внутренний диаметр водоподъемной трубы
при расположении труб «внутри» . . .
Диаметр воздухопроводных труб в сква-
жине ................................
Внутренний диаметр обсадных труб . . .
Расположение труб....................
Производительность компрессора ....
Рабочее давление компрессора.........
Расчетная мощность на валу компрессора
Действительная мощность на валу ком-
прессора ............................
Коэффициент полезного действия уста-
новки ...............................
м » Lc ho
» h
» а
м$]ч Q
м3/сек Qi
— (XVI-6)
м H — kh (XVI-7)
Ж3 v°~ , fe (fc-1)+10 (XVI 8) 10
Ж3/мин (XVI-9)
кГ/см2 po=O,l (M—A04-2) (XVI-10)
» p = 0,l [h(k— 1)4-5J (XVI-11)
м3/сек W (p-i) 60 <XVI-12>
» <72 = <21 + -^- (XVI-13)
Ж2 <oi = -g- (XVI-14)
» «2 = -^- (X VI-15) v2
мм (XVI-16).
» d=]/ (XVI-17) г л
»
» D
«Рядом», «внутри»
Л13 /мин IPK= 1,21В (XVI-18)
кГ/см2- Pk=P+2?* (XVI-19)
кет A?k=A'oPkWk (XVI-20)
» TVD = 1.UVK (XVI-21)
» <XV'-22>
* Формула применяется для расчета эрлифта при расположении труб рядом, при расположе-
нии труб внутри поправочный коэффициент по табл. XVI-25.
* * Сумма потерь давления в воздушной линии от компрессора до скважины в зависимости от
протяжения линии (в среднем принимается 0,5 кГ/см1).
476
пли производительность компрессора
определяется в зависимости от глубины
погружения труб эрлифта и высоты
подъема воды. Эти данные приведены
в табл. XVI 23.
Расчет эрлифта осуществляется
по формулам, приведенным в табл. XVI-24,
XVI-25 и схеме па рис. XVI-39.
Эрлифт рассчитывают в следующем по-
рядке.
Таблица XVI-25
Поправочный коэффициент к удельному
расходу воздуха для эрлифта
при расположении труб «внутри»
1. Определяют глубину погружения IT
смесителя по формуле (XVI-7); коэффи-
циент погружения К подбирается по
табл. XVI-26.
Диаметр водоподъ- емной трубы, мм Диаметр воздухо- проводной трубы, мм Поправоч- ный (повы- шенный) коэффици- ент У величе- 1 ние расхо- да « воздуха, %
400 100 1,08 8
76 1,06 6
350 76 1,06 6
65 1,05 5
300 76 1,08 8
65 1,06 6
250 65 1,09 9
50 1,06 6
150 50 1,16 16
38 1,10 10
125 38 1,15 15
32 1,11 11
100 32 1,18 18
25 1,11 11
80 25 1,20 20
19 1,13 13
Рис. XVI-40. Номограмма для опре-
деления величины удельного расхода
воздуха в зависимости от высоты
подъема и коэффициента погружения
(по Я. С. Суреньянцу).
2. Удельный расход воздуха определяют
по формуле (XVI-8) или по графику
(рис. XVI-40); величину опытного коэф-
фициента С принимают по табл. XVI-27.
3. Полный расход воздуха находится
по формуле (XVI-9).
Таблица XVI-26
Коэффициент погружения к в зависимости от гидравлического коэффициента
эрлифта
Гидравлический коэффициент эрлифта (без компрессора) 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6
Коэффициент погружения к 1,4 1,5 1,75 2 3
Таблица XV 1-27
Опытный коэффициент с, зависящий от коэффициента погружения к
Коэффициент погружения к . 4 3,35 2,85 2,5 2,2 2 1,8 1,7 1,55
Опытный коэффициент с . . 14,3 13,9 13,6 13,1 12,4 11,5 10 9 8
477
б. Пусковое давление воздуха опреде-
ляют по формуле (XVI-10).
5. Рабочее давление воздуха определяют
по формуле (XVI-11).
6. Расход эмульсии (вода + воздух)
непосредственно выше смесителя нахо-
дится из формулы (XVI-12).
7. Расход эмульсии при изливе подсчи-
тывается по формуле (XVI-13).
8. Необходимое сечение водоподъемной
трубы у форсунки определяют по формуле
(XVI-14); предварительно находится по
табл. XVI-28 скорость гх.
9. Необходимое сечение водоподъемной
трубы у излива вычисляется по формуле
(XVI-15); по табл. XVI-28 определяют ско-
рость р2.
Таблица XVI-28
Скорость движения эмульсии г
в зависимости от динамического
уровня воды
Глубина динамического
уровня воды от уровня
излива, м ...
60
Скорость движения
эмульсии у форсунки,
гх, м/сек.............
Скорость движения
эмульсии на изливе г2,
м/сек .......
10. Диаметр водоподъемной трубы опре-
деляют по формулам (XVI-16) и (XVI-17).
11. Диаметр воздухопроводных труб
принимают по табл. XVI-29.
12. Производительность компрессора
принимают по формуле (XVI-18).
13. Рабочее давление компрессора на-
ходят по формуле (XVI-19).
14. Расчетную мощность на валу ком-
прессора определяют по формуле (XVI-20);
предварительно по табл. XVI-30 опреде-
ляется удельная мощность No на валу
компрессора.
15. Действительную мощность на валу
компрессора определяют по формуле
(XVI-21).
16. Коэффициент полезного действия
установки подсчитывают по формуле
(XVI-22).
ОБОРУДОВАНИЕ ОГОЛОВКОВ
СКВАЖИН И ПАВИЛЬОНОВ
ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Для постоянной эксплуатации оголовок
скважины должен быть соответственно
оборудован, а над скважиной устроен
павильон или заглубленная насосная
станция. Наружные габариты павильона
для насосов АТН, АПВ и подобных им
принимают 4X5X3 — 3,5 м, внутрен-
ние размеры в плане 2,8 X 4 л (рис. XVI-
41 — XVI-44). Заглубленные насосные
станции прямоугольного сечения соору-
жают с теми же габаритами при отметке
Таблица XVI-29
Количество воздуха, засасываемого компрессо- ром, M?j4 Диаметр воздухо- провода, мм Количество воздуха, засасываемого компрессо- ром, №/ч Диаметр воздухо- провода, мм
10—30 15—20 201—400 40—50
34—59 20—25 401—700 50—70
60—100 25—32 701—1000 70—80
101—200 32—40 1001—1600 80—100
Примечания. 1. Таблица принята для давления от 3 до 8 кГ/см2 (изб.)
2. Чем выше давление, тем меньше может быть диаметр трубопровода.
. Таблица X VI-30
Удельная мощность Ао в зависимости от величины рабочего давления
Рабочее давление Рк, кГ/см2 (изб.) 1 2 3 4 5 6 7
Удельная мощность на валу ком- прессора, кет ...... . . 1,47 1,4 1,25 1,18 1,1 1,03 1,93
478
Разрез I~I
20011 —
Q
Отвод
по месту
г~зооо-----
7§Т, 750 <500
План
_ Z5D
Ввод помести
Песто установки"пропоров
автоматики и электрооборудования
Место укладки
водоподъемных труд
Рис. XVI-41. Монтажная схема установки насоса АТН-10 в наземном
павильоне.
1 — электродвигатель насоса; 2 — вантуз; 3 — рама сварная; 4 — водоподъемная
труба; 5 — устье скважины; 6 — клапан обратный; 7 — задвижка параллельная;
8 — задвижка; 9 — диафрагма камерная.
Рис. XVI-42. Оборудование устья скважины диаметром 303—
305 .«.и для пасоса АТН-10.
1 — фланец обсадной трубы; 2 — разъемная заглушка; в — фланец
зажимной; 4 — пробка в отверстии для измерения уровня в скважине;
5—1 — болты; 8—10 — прокладки.
чистого пола на 3 м ниже поверхности
земли *.
В перекрытиях павильонов и заглу-
бленных насосных станций устраивают
люки для монтажа насосов и извлечения их
из скважин при необходимости ремопта.
1 Типовые проекты «Оборудование водя-
ных скважин центробежными насосами»
составлены институтом Гипроспецпром-
строй, утверждены Госстроем СССР и
опубликованы Центральным институтом
типовых проектов (Москва, 1959).
480
Здания павильонов выкладывают пз кир-
пича.
В павильонах и в заглубленных насос-
пых станциях насос устанавливают на от-
дельный бетонный фундамент, не связан-
ный с обсадными трубами скважины, или
па балки, опирающиеся на фундамент
павильона во избежание передачи вибра-
ции насоса на обсадные трубы (рис. XVI-45).
Устье скважины (верхний край обсадной
трубы) должно находиться на 0,7 м выше
пола павильона или заглубленной насосной
станции. В павильонах и насосных стан-
Разрез I~I
Мести установки
приборов, автоматики
и з.лектрооЬорудоеанир
Рис. XVI-43. Монтажная схема установки насоса 10АПВМ в наземном
павильоне.
1,2 — напорная труба насоса; з — рама сварная на фундаменте; 4 — крышка люка;
5 — устье скважины; в — клапан обратный; 7 — задвижка параллельная; 8 — задвижка;
9 — вантуз; 10 — диафрагма камерная.
31 Заказ 1050
481
482
циях в холодное время года должна
поддерживаться температура не ниже
+5° С.
Оборудование оголовков
самоизливающих скважин
Для монтирования насосного оборудова-
ния на самоизливающей скважине без от-
качки и во избежание затопления насосной
станции Я. С. Суреньянц рекомендует
устанавливать задвижку на обсадной ко-
лонне или отводить воду через штуцер,
расположенный ниже опорного фланца,
Рис. XVI-46. Оборудование устья самоиз-
ливающей скважины (тип 1).
1 — обсадная колонна; 2 — рабочая колонна;
3 — монтажный патрубок; 4 — задвижка; 5 —
опорный фланец на обсадной колонне; 6 — срез
колонны; 7 — прижимной фланец сальника;
8 — выкидное колено; 9 — кран для спуска воды
на монтажном патрубке; 10 — кран для отбора
проб воды на анализ.
монтажного патрубка через кран, уста-
новленный над задвижкой, отвинчивают и
снимают монтажный патрубок. После этого
навинчивают выкидное колено и присоеди-
няют к нему трубы, подающие воду само-
теком в резервуар или к всасывающему
патрубку горизонтального центробежного
насоса.
Для того чтобы установить на самоизли-
вающей скважине насос АТН, АП или
им подобный, необходимо применять иное
монтажное устройство.
Рис. XVI-47. Оборудование устья само-
изливающей скважины (тип 2).
1 — обсадная колонна; 2 — рабочая колонна;
3 — патрубок со штуцером; 4 — монтажный пат-
рубок; 5 — напорная труба глубинного насоса;
6 — выпускная труба. Положение динамического
уровня доказано при выпуске воды через трубу в
с таким расчетом, чтобы при полностью
открытой задвижке уровень воды в сква-
жине устанавливался ниже устья. Схемы
оборудования оголовков самоизливающих
скважин показаны на рис. XVI-46 и
XVI-47.
Если после окончания бурения вода
изливалась через эксплуатационную ко-
лонну. то последнюю наращивают выше
статического уровня. После этого срезают
первую обсадную колонну на необходимой
высоте и приваривают к ней опорный фла-
нец, на котором устанавливают задвижку
диаметром, равным диаметру срезанной
колонны. На задвижку устанавливают мон-
тажный патрубок диаметром, равным диа-
метру задвижки, и длиной, превышающей
высоту статического уровня. Внутренним
труборезом вырезают рабочую колонну
на 5—10 см ниже опорного фланца и за-
движки и вырезанную часть эксплуата-
ционной колонны извлекают из скважины,
закрывают задвижку, спускают воду из
Наращивают эксплуатационную ко-
лонну, срезают первую обсадную трубу
и приваривают к ней фланец в той же по-
следовательности, как было указано. На
фланец приваривают патрубок со слив-
ным штуцером в нижней части, на котором
имеется задвижка. Открывают задвижку
на штуцере, через который вода начинает
изливаться пз скважины. Когда в резуль-
тате самоизлива через штуцер статический
(пьезометрический) уровень воды в нара
щенной эксплуатационной колонне упа
дет ниже верхнего фланца патрубка, от-
винчивают наращенную часть эксплуата
ционной колонны. Затем внутренним трубо-
резом также вырезают оставшуюся часть
эксплуатационной колонны на 5—10 см
ниже фланца, к которому приварен па-
трубок со сливным штуцером.
После этого приступают к монтажу
глубинного или погружного насоса. За-
движка на штуцере должна быть открыта
в течение всего времени монтажных работ,
31*
483
и во избежание затопления должен быть
обеспечен сток воды. Перед началом обо-
рудования оголовка скважины с целью
отвода воды на время монтажа насоса
надо иметь точное представление об удель-
ном дебите скважины для создания не-
обходимого понижения и соответственно
определения диаметра штуцера и высоты
его расположения на патрубке.
По В. М. Гаврилко и О. К. Киселеву
требованиям эксплуатации самоизлива-
ющих скважин более всего соответствует
Рис. XVI-48. Схема подземного типа обо-
рудования устья самоизливающей сква-
жины.
1 — шахта; 2 — корпус устьевой арматуры;
3 — воздушный колпак; 4 — манометр; 5 — экс-
плуатационный трубопровод; в — задвижка для
ремонта и исследования скважины; 7 — сква-
жина; S — бетонный пол; 9 — ремонтный сброс;
10 — жирная мятая глина; 11 — люк; 12 —
крышка.
которому сбрасывается минимальное рас-
четное количество воды из скважины при
ремонте устьевого оборудования.
Ремонтная задвижка служит только для
закрытия скважины при авариях или
ремонте устьевого оборудования. В про-
цессе эксплуатации скважины задвижка
должна быть открыта полностью.
Рис. XVI-49. Схема на-
вемного открытого типа
оборудования устья само-
изливающей скважины.
1 — корпус; 2 — задвижка;
3 — крановый отвод; 4 —
скважина; 5 — запасной от-
вод; 6 — воздушный колпак.
расположение устья скважины в шахте
(рис. XVI-48). Эта схема принята единой
для всех видов самоизливающих скважин.
Сечение шахты может быть круглым,
эллипсовидным и прямоугольным. Стенки
шахты закрепляют железобетонными бло-
ками. Сверху шахты закрывают плитой
с двумя люками для ремонта скважины
и технического обслуживания устьевого
оборудования.
Последнее состоит из ремонтной задвиж-
ки, закрепленной на эксплуатационной
колонне, корпуса и воздушного колпака
с манометром. От боковой части корпуса
отходит эксплуатационный отвод, пода-
ющий воду от скважины в регулирующий
блок сети.
Ниже i задвижки на эксплуатационной
колонне установлен аварийный отвод, по
Наземный тип оборудования применяют
в тех случаях, когда грунтовые воды на-
ходятся близко от поверхности и на паст-
бищах Северного Кавказа, Средней Азии,
Казахстана и др. Оно может быть открытого
и закрытого типов. Устьевое оборудование
открытою типа показано на рис. XVI-49.
Корпус устанавливают непосредственно-
на устье скважин, а сверху крепят воз-
душный колпак.
В отличие от устьевого оборудования
подземного типа, где регулирующая часть
расположена вне шахты, регуляторы дебита
здесь установлены непосредственно на кор-
пусе, от которого отходят отводы, оборудо-
ванные задвижками, вентилями и диафраг-
мами в зависимости от технико-геологи-
ческих особенностей скважины и требова-
ний эксплуатации.
484
Глава XVII
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К СКВАЖИНАМ НА ВОДУ
И ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКАЯ
ДОКУМЕНТАЦИЯ
*
ОСНОВНЫЕ
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К СКВАЖИНАМ
Проект любой разведочно-эксплуатаци-
онной и даже эксплуатационной скважпны,
за редким исключением, можно рассматри-
вать только в качестве принципиальной
проектной схемы, подлежащей корректи-
рованию в процессе бурения применительно
к встреченным действительным геолого-
гидрогеологическим условиям. Эти коррек-
тивы могут относиться к глубине отдель-
ных обсадных колони, диаметрам колонн,
к типу и деталям конструкции фильтра.
Хорошо выполненной может считаться
только такая скважипа, в которой прин-
ципиально правильная проектная схема
конструкции, включая водоприемную
часть, удачно сочетается с реальными
геолого-гидрогеологическими условиями.
От этого зависят долговечность^ и беспе-
ребойность работы скважпны.
Несмотря на то, что конструкции сква-
жин могут быть разнообразны, тем не
менее имеется ряд обязательных условий
и требований, которые должны предъяв-
ляться к каждой скважине для технически
правильного ее сооружения.
В основном эти условия и требования
заключаются в следующем.
1. Количество колонн обсадных труб
определяется глубиной скважины, нор-
мальным выходом колонны для каждого
способа бурения, а также необходимостью
перекрытия неиспользуемых водоносных
горизонтов.
2. Число колонн обсадных труб должно
быть возможно меньшим, но в то же
время обеспечивать надежную изоляцию
неиспользуемых водоносных горизонтов.
Крепление менее чем двумя колоннами
обсадных труб не допускается, кроме тех
скважин, в которых одна колонна цементи-
руется за трубами до устья.
3. Башмаки колонн обсадных труб, как
правило, должны находиться в водо-
упорных породах, башмак эксплуатацион-
ной колонны — в водоносной породе.
4. Разность между диаметрами первых
двух колонн обсадных труб должна со-
ставлять не мепее 100 лм для обеспечения
возможности цементации кольцевого за-
зора.
5. Извлечение обсадных труб допус-
кается только при креплении скважины бо-
лее чем тремя колоннами при условии, что
в результате извлечения колонны не про-
изойдет открытия водоносного горизонта,
не намеченного для эксплуатации.
6. Вырезать и отвинчивать колонны
можно только при условиях, исключающих
возможность попадания в ствол скважины
воды из горизонтов, не предназначенных
для эксплуатации, а также мелких частиц
породы. Верхний обрез колонны, остав-
шейся в скважине, после вырезки или
отвинчивания должен? находиться выше
башмака предыдущей колонны не менее
чем на 5 м.
Изоляция кольцевого зазора между об-
резом и обсадной колонной производится
в зависимости от гидрогеологических ус-
ловий.
7. После окончания всех работ по буре-
нию и опробованию скважпны шурф
должен быть забетонирован или тщательно
затрамбован мятой глиной; устье скважины
закрыто металлической крышкой, прива-
ренной к обсадной трубе (до начала работ
по монтажу насосного оборудования).
8. Тип и конструкция; фильтра должны
приниматься по проекту, но в соответствии
с механическим составом вскрытого водо-
носного горизонта. При необходимости
эксплуатации агрессивных вод фильтры
должны изготовляться из антикоррозийно-
го материала.
9. Верхняя часть падфильтровой трубы
должна находиться выше башмака об-
садной трубы не менее чем на 3 л. Между
485
обсадными и надфильтровыми трубами
устанавливается сальник.
Примечание. При выходе надфиль-
тровой трубы до поверхности земли, а
также при оборудовании водоносного гори-
зонта в скальных трещиноватых породах
перфорированными трубами устройство
сальника не требуется.
Отстойник фильтра должен иметь длину
не менее 3 м.
10. Ось скважины, предназначенной для
эксплуатации штанговым пли глубинным
насосом, не должна отклоняться от вер-
тикали более чем на 5 .о на 1 м длины
ствола на глубине не менее 5 м ниже
запроектированной глубины спуска на-
соса. Не допускаются перегибы или ис-
кривления оси скважины в пределах ука-
занной глубины.
11. Внутренний диаметр рабочей ко-
лонны должен быть по крайней мере на
40 мм больше наружного диаметра экс-
плуатационного насоса при спуске послед-
него на глубину до 20 м и на 100 мм больше,
если насос спускают на глубину свыше
20 м.
ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ
ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКАЯ
ДОКУМЕНТАЦИЯ
Окончательная документация должна
представлять собой отчет о работе и одно-
временно геолого-технический паспорт
скважпны, в который со всей полнотой за-
носятся сведения, касающиеся проходки и
оборудования скважины, особенно в слу-
чаях каких-либо дефектов в ее работе.
Окончательная документация по соору-
женной скважине, состоящая из текста
и графических приложений, должна быть
подчинена единой цели — краткому ото-
бражению геологического строения и ги-
дрогеологических условий участка, в пре-
делах которого сооружена скважина; кро-
ме того, она должна содержать исчерпы-
вающую техническую характеристику
скважины как постоянно действующего
инженерного сооружения.
Окончательный документ — краткое
гидрогеологическое заключение по соору-
женной скважине — должен составляться
по следующей схеме.
Введение. Координаты скважины
и сведения о ее точном местонахождении
(расстояние в километрах пли метрах)
с указанием направления по странам
света от ближайшего определенного ори-
ентира (населенного пункта и железно-
дорожной станции). Название района,
области, края, республики, абсолют-
ная высота устья скважины, проектный
расход в кубических метрах в час или
литрах в секунду, особые требования
к качеству воды (к ее физическим свой-
ствам' и химическому составу), целевое
назначение воды и эксплуатационный водо-
подъемник.
Геолого - геоморфологи-
ческий очерк1. Общие вопросы
геологического строения должны рас-
сматриваться в той мере, в которой они
обусловливают гидрогеологические осо-
бенности района.
Гидрогеологический очерк должен
представлять краткую характеристику ка-
чества и количества воды из горизонта,
включенного в эксплуатацию, и содержать
его сравнительную оценку по отношению
к другим горизонтам, пройденным скважи-
ной, особенно когда они были опробованы
согласно требованию проекта.
Исследования химического состава во-
ды, выполняемые районными санитарно-
эпидемиологическими лабораториями, от-
личаются неполнотой. Желательно вклю-
чение в окончательный документ данных
гидрохимических исследований, проведен-
ных также в более полно оснащенной
лаборатории.
Специальная часть. 1. Дан-
ные о конструкции скважины и фильтра,
сведения о произведенной цементации или
тампонаже, о вырезке и извлечении лиш-
них колонн обсадных труб, о типе сальни-
ка и т. д. Все эти данные должны сопрово-
ждаться описанием способов и приемов
проведенных работ.
Необходимо здесь же проводить сравне-
ние с проектными данными конструкции
и объяснять причины, вызвавшие необхо-
димость внесения изменений в запроекти-
рованную конструкцию.
2. Подробное описание выполненных
предварительных, пробно-эксплуатацион-
ных и опытных откачек с указанием их
продолжительности и на основании этого
расчетное обоснование проектной пли
максимально возможной производительно-
сти скважины. Расчет кривой должен
основываться на данных не менее двух
понижений уровня при откачке, за исклю-
чением тех случаев, когда производитель-
ность скважины прп откачке была равна
проектной или превышала ее.
3. Рекомендации наиболее выгодного
н удобного постоянного водоподъемника,
режим эксплуатации и основные правила
санитарной охраны.
В этом разделе необходимо также при-
вести указания о рациональной глубине
погружения того или иного водоподъем-
ника в скважину применительно к поло-
жению расчетного динамического уровня,
гС оставляется только для малоизучен
них ра ионов.
486
.0
J0
-15
.20 №L
.25
.30
г
Cr2sn
.35
90
.95
.50
.55
.50
.65
.70
.75
,80
.85
.90
.95
.100
105
.110
J15
120
125
Cr,al
Р
Crtap
Cr,tr
8_
9
12
Ь~
12'
65
Уровень воды.
11
./5 35 ЕС 185 2С.5 35 32 38 90 70 Е5 90 35. 30 25
глина зеленовато-
бурая, плотная
Описание
пород
конструкция
скважины
Гдологический
разрез
Суглинок лессовидный
макро пори стый,
слюдистый, с
прослойками буро-
ватого цвета
Песок зеленый, ~
мелкозернистый
книзу глинисты
водоносный
Глина зеленая,
тонкослоистая,
сланцеватая,
плотная,
слюдистая
Лесок серый, средне-
и мелкозернистый,
с мелким гравием,
водоносный
IE'
25
65
i
9
99
100
115
'15
ЙГ
17,5
Песок серый, нелнгзамистыи 25
Мергель голубоватый,
плотный, жирный,
слюдистый t слабо
водоносный
Песок серый,
мелкозернистый,
водоносный________
Глина зеленовато-
бурая, плотная
Бурение
начато
окончено
197... год
Л опрлнитеяь ньн
сведения
Конструкция срильтра
Каркас фильтрам 15й мм
перфорирован Отверстия
12 мм расположены в шах-
матном порядке, стандарт
перфорации обеспечива ет
скважность 30 °/о. Каркас
фильтра обмотан проволо-
койФ25мм нержавеющей
стали, интервал между
витками 1,5мм. фильтровый
тампон-резиновый, зажим-
ной Отстойник снизу
забит деревянной пробкой
График
зависимости понижения
уровня воды от дебита
О 15 0
2-
Ч-
6-
6-
10:---
12^
Зм
Ц-ЗцН/ч S-2.5 м ij-ZljHIv
Щ-90----S,-9fl- if-2,25—
Qflty— 5-7,5. —
(при откачке)
QL-19,9 — S,-10,0-qt-1,96—
( no формуле S-aQ-J3Q‘)
Химический состаб Воды(п)л)
Плотный остаток 382,9
Хлор CL' 130
Сульфат SO'/ , 9b,1
Гиврокарбонат НСО, 353,8
Кальций Са"
магний На
Железообщое
Аммиак солевой NH, нет
Азотист ая кислота Ы>3нет
Азотная кислота N^rs нет
Окиспяемость 8 мг 0, 8,7
Щелочность 6 см3н/нп 5,8
Жесткость общая I889°d
рн 7,5
Бактериологическое
исследование
Колоний 5 в 1 crf-CoU-nmp>500
9b,1
J 775
39,6
0,5
Рис. XVII-1. Геолого-технический разрез скважины на воду (после окончания
бурения и опробования).
а также к особенностям типа, размерам
и конструкции самого водоподъемника.
Краткое гидрогеологическое заключе-
ние должно быть основным исходным тех-
ническим документом для инженера, про-
ектирующего водоснабжение. Заключение
содержит краткую памятку по эксплуата-
ции и является в то же время полноцен-
ным документом для государственного
геологического фонда.
Содержание гидрогеологического заклю-
чения будет неодинаковым в зависимости
от степени изученности района, в котором
пробурена скважина. Если скважина со-
оружена в районе, хорошо изученном
и разведанном, то общая часть, в которой
должны быть охарактеризованы геолого-
геоморфологическое строение и гидро-
геологические условия района, может быть
весьма сокращенной.
Графическую часть заключения можно
ограничить одним листом — выкопировкой
из мелкомасштабной карты (ситуационным
планом местности) с нанесением место-
положения скважины и изображением
геолого-технического разреза (рис. XVII-1)
сооруженной скважины в том состоянии,
в котором она передается в эксплуатацию.
На чертеже должны быть указаны точное
местоположение скважины по отношению
к ближайшим ориентирам пли ее гео-
графические координаты, а также абсо-
лютная отметка устья, конструкция
скважины и сроки начала и окончания
работ. На чертеже следует указать при-
нятый масштаб и шкалу глубин, порядко-
вые номера слоев пройденных пород,
стратиграфические индексы, литологиче-
скую характеристику пород к т. д.
В правой части чертежа можно поместить
график кривой дебита скважины, полу-
ченного при откачке, продолжив пунктир-
ной линией кривую возможного дебита,
полученную расчетным путем. Здесь же
следует дать формулу, по которой произ-
водился расчет, и указать удельный де-
бит для разных понижений.
Под графиком производительности сква-
жины могут быть приведены данные ла-
бораторного исследования физических
свойств химического и бактериального
состава воды, а также гранулометриче-
ского состава водоносной породы.
Наряду с кратким гидрогеологическим
заключением в состав окончательной гео-
лого-технической документации входит ряд
приемо-сдаточных документов, формы ко-
торых приведены ниже.
АКТ
сдачи-приема екважины №--------------
«—» дня-----------------месяца 19—г. Мы, нижеподписавшиеся представители
«Подрядчика» от -----------------------------------------------------------------
(укапать организацию)
с одной стороны, и представители «Заказчика»-------------------------------------
с другой стороны, произвели сдачу----—__________________________________________
скважины на воду №--------------- по договору №----------- от «»
----------------—19—г., заключенному меиеду
(указать организации)
заложенной на территории-----—___-___—__________________________________________
на абсолютной отметке
в месте, указанном Заказчиком
согласно акту о заложении скважины от -_____________________________________
При сдаче-приеме оказалось:
сооружение скважины осуществлялось по проекту, разработанному
-----------19—г - ----------------------------------------------—-----—-------------
(указать
наименование проектной организации)
и в соответствии с поправками, внесенными .-----------------------------------------_
(см. проектный геологический разрез и конструкцию скважины)
При сдаче скважины оказалось:
1. Общая глубина от поверхности земли-------------------
2- Конструкция скважины:
а) колонна диаметром------------от-----------до-----------м;
б) » » ------------от-----------до___________м;
в) » » ------------от-----------до-----------м.
3- Фильтровая колонна диаметром ---------------------- установлена на глубине
ет------------до----------м и состоит:
4- Конструкция фильтра:
5. Цементация и тампонаж скважины произведены:
6. Произведено испытание скважины откачкой. Непрерывная откачка начата
V ТГИГЛП МРГ.ЯТТА. Зй КГШЧРТТЯ мог.пття 10 .г.
(указать, каким агрегатом и на какую глубину погружались
трубы эрлифта или приемная часть насоса)
Замеры дебита производились мерным сосудом------------емкостью---------л.
Замеры уровня производились_______________________
Статический уровень перед началом откачки л от нулевой
точки----------------------
7. Результаты испытания скважины
№ понижения Глубина динамического уровня, ж Понижение уровня, Дебит, ж® /ч Удельный дебит, мР/ч Количество затраченных часов
Достигнуто полное осветление воды через ч мин mew
начала откачки.
489
После откачки статический уровень через —-------------— ч мин уста- '
повился на—-----------м-----------см от нулевой точки.
8- Для характеристики качества воды отобрано-------------проб воды на химиче-
ский анализ и------------------------------------------------проб на бактериологический, анализ, которые выполнены
(указать наименование лаборатории)
9. При проходке скважины отобрано образцов пород------------шт., которые
упакованы в-----------------------ящиках, переданных при подписании настоящего
акта----------------------------------
10- Бурение скважины производилось ------------------- станком под руко-
водством бурового мастера----------------------------------
11. Скважина закрыта металлической крышкой, ввинченной (приваренной)
в муфту обсадной трубы диаметром--------------------------------------------------
12. Работы по бурению и испытанию скважины выполнены в полном соответствии
с Техническими условиями договора с оценкой на------------------------
Подписи:
Сдали------------------------
Приняли----------------------------
Название организации, монтировавшей водоподъемное оборудование
АКТ
сдачи-приема смонтированного водоподъемного оборудования
*й
«» дня-----------месяца 19—г. Мы, нижеподписавшиеся представители
«Заказчика»----------------------------------------— -----—-—-— --------------------
(указать организацию)
с одной стороны, и представители «Подрядчика» ------------------------------------
___________ - - -----------—-----------------—-----------------------“—— -------- »
с другой стороны, произвели сдачу-прием водоподъемного оборудования, смонтирован-
ного для эксплуатации скважины №--------------------------------------------------, сооруженной-
“ (указать наименование организации,
бурившей скважину)
490
и принятого по акту от «------» дня --------------------------------- месяца 19____г.
Заказчиком ________________________________________________________________________
(указать организацию)
Скважина расположена на территории ---------------
в------------------------районе--------------------------области на абсолютной
отметке----------ж.
Согласно приемо-сдаточному акту на скважину и отчетной документации буровой
организации, сооружавшей скважину, общая глубина скважины от поверхности
земли.----------- ж.
Конструкция скважины:
а) колонна диаметром-----------от----------до------------ж;
б) » » -----------от-----------до-----------ж;
в) » » -----------от-----------до-----------ж;
г) » » и т. д.
Фильтровая колонна диаметром ----------------------- установлена на глубине
от------------до---------ж.
Конструкция фильтра--------------------------------------------------------..
Данные результатов опытной откачки при бурении скважины.
Статический уровень перед началом откачки-----------.ж от поверхности земли.
понижения Динамический уровень, м Понижение уровня,ж Дебит, ж8/ ч Удельный дебит, ж3/«х Количество часов откачки
При приеме-сдаче оказалось;
1. Глубина скважины от поверхности земли--------------ж.
2- Статический уровень на глубине-----------ж.
3- В скважине смонтирован----------------------------------------------------
(указать водоподъемное
оборудование и его характеристику)
погруженный на глубину---------------ж.
4- В наземной части установлен________________________________________________
(указать двигатель)
5. Результаты испытания смонтированного водоподъемного оборудования:
а) производительность_______________________м3]ч-
491
б) глубина динамического уровня от поверхности___________ж;
в) испытание производилось в течение—_______________ч;
г) данные о напоре, числе оборотов или качаний и пр.,
д) данные о конструкции фундаментов под оборудование или оголовке скважины
6. Монтаж водоподъемного эксплуатационного оборудования выполнен в соответ-
ствии с техническими условиями договора с оценкой на --------------------------
7. Рекомендации по эксплуатации смонтированного водоподъемного оборудования
Подписи:
Приняли-------------------------
Сдали---------------------------
Настоящий акт составлен в-----------1-----экземплярах.
ПАСПОРТ СКВАЖИНЫ
Название и ведомственная принадлежность организации, производившей бурение
скважины.
ПАСПОРТ
эксплуатационной ?(разведочно-эксплуатационной) скважины (указать номер) для водо-
снабжения -----------------------------------—-—-— ----------------------------
-----------год-----------месяц.
СКВАЖИНА (указать номер)
1. Местоположение:
республика-----------------------------область-------
район---------------------------город (село, поселок)-
2. Скважина пробурена для.
(наименование закавчика)
49 2
3- Абсолютная отметка скважины----------------------------------------
Координаты или привязка скважины ----------------------------------------
4. Начало бурения---------------------------------------------------------
Окончание бурения -------------------------------------------------------------
5. Бурение производилось роторным (ударно-механическим, колонковым) станком
Прораб (старший буровой мастер) -----------------------------------------------
Конструкция скважины:
общая глубина скважины от поверхности земли-----------м;
а) б) от до л;
» » от до м*
в) » » от до М‘
Г) » » .—ОТ ДО м.
Фильтровая колонна диаметром-------------------------------- установлена на глубине
ют------------до-----------м и состоит:
Рабочая часть фильтра установлена на глубине От------------до-----------м.
Цементирование скважины произведено:
Дополнительные данные
Данные пробной откачки из скважины
Откачка начата-----------ч----------число месяца.
Откачка закончена-----------ч-----------число-----------месяца.
Всего затрачено на откачку----------смен. Откачка производилась
(указать, каким механизмом и па какую глубину загружались трубы эрлифта или
приемная часть насоса).
Замеры дебита производились мерным сосудом (водомером, водосливом)--------
Емкость мерного сосуда
Замеры уровня производились-----------------
Статический уровень перед началом откачки___________от нулевой точки
493
Результаты испытания скважпны
№ понижения Динамический уровень,м Понижение уровня, Л1 дебит, м3/ч Удельный дебит, м3/ч Количество затраченных часов
Достигнуто полное осветление воды через.
ч после начала откачки.
Геологический разрез и конструкция скважпны
Шкала глубины, и Геологический возраст, № слоев Абсолютная отметка подошвы слоя, м Литологическое описание пород Геологический разрез 8 б к g I К >> & Е> 5 Глубина кровли слоя, м Глубина подошвы слоя, и Мощность слоя, м Ко водоносного горизонта 1 Глубина появления воды, м глуоина установившегося уровня, м Крепление скважины Примечание
Выписка
данных химических и бактериологических анализов проб воды, отобранных из сква-
жины (указать номер)
Начальник управления.
(подпись)
Главный инженер.
(подпись)
Гидрогеолог.
(подпись)
Примечание. Паспорт скважин оформляется в трех экземплярах, которые передаются: а) заказ-
чику; б) территориальному геологическому фонду; в) один экземпляр хранится в архиве управления^
бурившего скважину.
Глава XVIII
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Работы по бурению скважпн на воду
должны выполняться в соответствии с про-
жектами, утвержденными в установленном
порядке.
2. Пуск в эксплуатацию новых буровых
установок разрешается производить после
приемки их по акту комиссией, назнача-
емой главным инженером. В состав ко-
миссии должен входить представитель
профсоюзной организации (общественный
инспектор по технике безопасности и ох-
ране труда).
3. Все рабочие, вновь принимаемые на
буровые работы, а также переводимые
на работу по другой профессии, должны
пройти медицинский осмотр с учетом
профиля и условий их работы.
Принимать на работу лиц, состояние
здоровья которых не соответствует данным
условиям работы, запрещается.
4. К техническому руководству буро-
выми работами допускаются лица, име-
ющие законченное горнотехническое обра-
зование или право ответственного ведения
этих работ.
Проверка знании техники безопасности
инженерно-техническим персоналом про-
изводится в порядке, установленном Гос-
гортехнадзором, но не реже одного раза
в три года.
5. Управление буровыми станками, а
также обслуживание двигателей, компрес-
соров, электроустановок и другого обору-
дования должно производиться лицами,
имеющими на это право, подтвержденное
соответствующим документом.
Запрещается передавать управление и
обслуживание механизмов и оборудования
лицам, не имеющим на это прав, а также
оставлять без присмотра работающие
механизмы, требующие присутствия лю-
,Дей.
V 6. Все рабочие, вновь принимаемые или
.переводимые на другую работу, допуска-
ются к выполнению работ только после
сдачи экзаменов по технике безопасности
применительно к профилю их работы.
При внедрении новых технологических
процессов и методов труда, применении
новых видов оборудования, инструментов
и механизмов, а также при введении новых
правил и инструкций по технике безопас-
ности рабочие должны пройти дополни-
тельный инструктаж по технике безопас-
ности.
Повторный инструктаж по технике без-
опасности всех рабочих должен произво-
диться не реже одного раза в год.
Повторный инструктаж должен быть
зарегистрирован в специальной книге,
которая должна храниться у инженера
по технике безопасности управления (кон-
торы) или у начальника участка.
7. Продолжительность (в зависимости
от характера выполняемой работы) пред-
варительного обучения по технике без-
опасности вновь принятых рабочих уста-
навливается главным инженером, но
должна быть не меньше 2 дней. После
обучения они работают на своем рабочем
месте под руководством квалифицирован-
ного рабочего в течение срока, предусмот-
ренного утвержденной программой произ-
водственного обучения. За это время ра-
бочий, вновь поступивший или переведен-
ный с другой работы, должен практически
усвоить правила безопасного ведения ра-
бот, сдать экзамен по специальности в ат-
тестационно-кв алифпкационной к омисс ии
управления пли участка и получить соот-
ветствующее удостоверение на право ве-
дения работ.
8. Каждый рабочий должен выполнять
работу, по которой он прошел обучение.
Выполнение других работ без соответству-
ющего обучения и инструктажа по тех-
нике безопасности запрещается.
9. Запрещается начинать работы без
соответствующего оформления акта о го-
товности буровой к пуску и наличия гео-
495
лого-технического наряда на бурение сква-
жины.
10. Ежесменно, перед началом работ
'бурильщик должен проверить исправ-
ность бурового оборудования и инстру-
мента, состояние рабочего места, исправ-
ность защитных и вспомогательных при-
способлений и устройств.
11. Запрещается находиться или произво-
дить работы в местах, опасных для рабо-
тающих, за исключением работ, необходи-
мых для ликвидации или предотвращения
возможной аварии, которые должны вы-
полняться опытными рабочими под руко-
водством бурового мастера или производи-
теля работ. Рабочие должны быть допол-
нительно проинструктированы по безопас-
ным методам ведения этих работ.
V 12. Каждый рабочий, заметивший опас-
ность, угрожающую людям, сооружениям
и имуществу на буровой, обязан принять
меры для ее устранения и немедленно
заявить об этом бурильщику, буровому
мастеру или прорабу.
Бурильщик при смене вахты обязан
непосредственно на рабочем месте преду-
предить бурильщика следующей смены и
записать в сменно-суточном журнале об
имеющихся неисправностях бурового обо-
рудования, инструмента и т. д.
13. При обнаружении опасности для
работающих на буровой бурплыцик|обязан
немедленно принять меры к ее устранению,
а при невозможности устранить ее —
прекратить работы, вывести рабочих в без-
опасное место и поставить об этом в извест-
ность бурового мастера ' или прораба.
Об устранении опасности или о прекра-
шении работ бурильщик должен сделать
соответствующую запись в сменно-суточ-
ном журнале.
На каждом буровом объекте должен'
быть журнал замечаний по технике без-
опасности. Буровой мастер и прораб, от-
ветственные за -безопасное ведение буро-
вых работ, обязаны периодически (но пе
реже двух раз в месяц) проверять состояние-
техники безопасности на буровой и ре-
зультаты проверки заносить в этот жур-
нал.
14. Все рабочие на буровой должны быть
снабжены и обязаны пользоваться инди-
видуальными средствами защиты: предо-
хранительными поясами, рукавицами, ре-
зиновыми (диэлектрическими) перчатками,
противопыльнымп респираторами и про-
чее.
15. При устройстве, эксплуатации и ре-
монте временных электрических устано-
вок и сетей на буровых необходимо соблю-
дать строительные нормы и правила!
СНпПШ-А11-70.
V 16. Все буровые станки и другое обору-
дование должны иметь заземление в соот-
ветствии с «Инструкцией по заземлению»
передвижных строительных механизмов».
17. На вводе сети питания буровой
установки должны быть установлены разъе-
динители или другие коммутационные ап-
параты, при помощи которых с электро-
оборудования может быть полностью снято
напряжение.
V 18. Для осветительных сетей и стацио-
нарных световых точек на буровой необ-
ходимо применять напряжение не выше-
220 в.
19. Освещенность буровых установок;
должна удовлетворять требованиям, при-
веденным в табл. XVIII-1.
20. Для питания ручных переносных,
ламп должно применяться напряжение-
не выше 36 в.
Таблица XVIII-T
Место, подлежащее освещению Нормы освещенно- сти, ЛК Место установки светильников Количество светильни- ков, шт. Мощность светильни- . ков, ет
Рабочие места у бурового Сбоку от механизмов на высоте 2,2—2,5 м 200
станка (ротора) . . . [Цитат коитрольно-измери- 40 2
тельных приборов . . 50 Перед приборами 1 100
Буровая вышка .... Лестницы, приемный мост, глиномешалка, зумпф для промывочной жид- 25 Над кронблоком и пола- тями на высоте 2 м 2 100
КОСТИ 10 На высоте 2,2—2,5 м 4 100
Двигатели, насосы . . 25 Над механизмами на высоте 2,2—2,5 м 2 100
496
21. При применении напряжения 36 в
и ниже питание светильников должно
производиться от трансформаторов с раз-
дельными обмотками первичного и вторич-
ного напряжения или обмотками, которые
должны быть отделены друг от друга
металлическим заземленным экраном.^
Использовать автотрансформаторы для
этой цели запрещается.
22. Осветительная проводка на буровой
должна выполняться только изолирован-
ными проводами, па самоходных буровых
установках — гибким кабелем.
Запрещается буровой бригаде произво-
дить какой-либо ремонт электрооборудо-
вания, электросиловой и осветительной
сетей, а также подключение электроприбо-
ров. В этих случаях необходимо вызвать
электрика.
23. При проведении работ вблизи объек-
тов, представляющих угрозу для жизни
или здоровья работающих (линии электро-
передач и т. д.), должны быть приняты
соответствующие меры предосторожности,
у' 24. Вращающиеся и движущиеся части
буровых станков и других механизмов
(маховики, шестерни, трансмиссии, высту-
пающие пшонки, концы валов и пр.),
а также ременные и цепные передачи
должны быть надежно ограждены.
Запрещается производить работы при
неисправном или поврежденном огражде-
нии, а также без ограждений; оставлять
на станках и других механизмах, а также
на ограждениях какие-либо предметы;
снимать ограждения или их элементы до
полной остановки движущихся частей;
передвигаться по ограждениям или под
ними; работать с неисправными станками
и другими механизмами, приборами, аппа-
ратурой и предохранительными устройст-
вами.
V 25. Все грузоподъемные приспособления
и механизмы, применяемые па работах,
должны иметь ясно обозначенные надписи
об их предельной нагрузке, не превыша-
ющей паспортную. Производить пере-
грузку сверх их паспортных данных за-
прещается.
'/ 26. Перед пуском бурового агрегата
и других механизмов необходимо подать
предупредительный сигнал (звуковой, све-
товой или условным знаком).
Значение установленных сигналов долж-
но быть известно всем рабочим буровой
бригады.
27. Во время работы бурового агрегата
и других механизмов запрещается: а) ре-
монтировать их, закреплять какие-либо
части, чистить, смазывать движущиеся
части вручную или при помощи не пред-
назначенных для этого приспособлений,
а также удалять ограждения или их де-
тали; б) тормозить движущиеся части ме-
ханизмов, надевать, сбрасывать, натяги-
вать пли ослаблять ременные, клиноре-
менные и цепные передачи, направлять
канат на барабан лебедки как при помощи
ломов, ваг и пр., так и непосредственно
руками; в) переводить приводные ремни
с холостого шкива на рабочий без преду-
преждения и не убедившись в том, что возле
механизмов, приводимых в движение, в дан-
ный момент никто не находится; г) входить
за ограждение, переходить через движу-
щиеся ремни или касаться их.
При осмотре и текущем ремонте механиз-
мов их приводы должны быть выключены,
а у пусковых устройств выставлены преду-
предительные знаки, запрещающие их вклю-
чение.
Самовольный пуск механизмов категори-
чески запрещается.
28. Ручной инструмент (кувалды, мо-
лотки, ключи, ломы, лопаты и т. п.) не-
обходимо содержать в полной исправности.
Инструменты, имеющие рукоятки, долж-
ны быть прочно на них укреплены. Рабо-
тать с неисправным инструментом запре-
щается. Ручной инструмент, применяемый
при работах на высоте, следует переносить
в сумках и во время работы привязывать
во избежание падения; для удлинения ру-
кояток ключей можно плотно надевать
па них бесшовные партубки без поврежде-
ний. Длина сопряжения рукояток с пат-
рубками должна обеспечивать надежное
соединение и безопасную работу. Общая
длина плеча не должна превышать 2 л.
29. Работы на высоте более 2 м должны
производиться на площадках (мостках),
имеющих перила и лестницы, а при рабо-
тах на высоте 3 м, кроме того, с предохра
нительными поясами. Запрещается произ-
водить работы одновременно на разных
высотах по одной вертикали при отсут-
ствии между ними предохранительного
пастила. К выполнению работ на высоте
(мачтах, вышках) допускаются лица, про-
шедшие специальное медицинское осви-
детельствование .
Запрещается работать на высоте во
время ливня, гололедицы, сильного спето,
пада и при ветре силой 5 баллов и более
на открытых местах.
30. При работе на высоте запрещается
перебрасывать от одного рабочего к дру-
гому инструменты, материалы и прочее.
По окончании таких работ инструменты,
детали, остатки материалов и т. и. должны
быть убраны.
31. На буровой должны быть вывешены
инструкция, предупредительные надписи
и зпаки по технике безопасности.
V 32. Вход на буровую посторонним ли-
цам запрещается.
33. Запрещается допускать к работе-
лиц в нетрезвом состоянии.
32 Заказ 1050 497’
34. Несчастные случаи, связанные с про-
изводством, должны расследоваться и учи-
тываться в соответствии с «Положением
о расследовании и учете несчастных слу-
чаев, связанных с производством» и дей-
ствующими инструкциями о порядке при-
менения этого положения.
(>' 35. Расстояние от буровой установки до
жилых и производственных помещений,
железных и шоссейных дорог должно быть
не менее полуторной высоты ее вышки
(мачты), а также должно удовлетворять
нормам противопожарной безопасности.
36. Наименьшее расстояние по горизон-
тали от буровой установки до крайнего
провода воздушной электролинии должно
быть не менее полуторной высоты наивыс-
шего сооружения (вышки, мачты).
37. Запрещается устанавливать самоход-
ные и передвижные буровые агрегаты
в пределах охранных зон действующих
высоковольтных электрических сетей.
Размеры охранных зон согласно прави-
лам охраны высоковольтных сетей опре-
деляются нормами, приведенными в табл.
XVIII-2.
Таблица XVII1-2
Напряжение сети,
кв
Расстояние от внешних
проводов до границ зоны,
м
От 1 до 20
До 35
До 110
До 220
До 400
10
15
20
25
30
38. До начала монтажа буровой уста-
новки строительная площадка должна
быть спланирована и очищена.
39. Запрещается при производстве ра-
бот на высоте находиться рабочим, не
«вязанным общей работой, одновременно
на разной высоте вышки или мачты.
40. Ширина рабочих проходов лля обслу-
живания механизмов самоходных и пере-
движных буровых установок должна быть
не менее 0,7 м.
41. Буровые вышки и мачты высотой
более 12 м должны укрепляться прочными
растяжками со стяжными винтовыми муф-
тами. Нижние концы растяжек должны
крепиться к якорям.
42. Для подъема и спуска рабочих
допускается оборудование вышки и мачты
высотой до 12 м лестницами-стремянками,
вышки высотой до 21 м и мачты высотой
более 12 м — лестницами тоннельного ти-
па, вышки высотой более 21 м — марше-
выми лестницами.
43. На вышках и мачтах буровых уста- •
новок' в районах, где возможны полеты
самолетов на высоте, соизмеримой с высо-
той вышки пли мачты, должны быть
зажжены сигнальные огни.
44. Бурильные п обсадные трубы, укла-
дываемые на стеллажах, необходимо пре-
дохранять от раскатывания прочными стой-
ками или упорами.
45. Буровые вышки и мачты центри-
руются как после их установки, так и пе-
риодически в процессе бурения скважины.
46. При монтаже вышек и мачт запре-
щается использовать неисправные детали
(части).
47. Вышку или мачту буровой установки
следует осматривать и при необходимости
ремрнтировать в следующих случаях:
а) через два месяца после предыдущего
осмотра; б) до начала и после передвижки;
в) до начала и после спуска колонны об-
садных труб; г) после ветра силой 6 бал-
лов и более для открытой местности
и 8 баллов для лесной и таежной местности.
Результаты осмотра и ремонта должны
быть занесены в журнал замечаний по
технике безопасности.
\ 48. Рабочее место бурильщика на само-
ходных и передвижных буровых установ-
ках должно быть защищено от ветра, атмо-
сферных осадков, солнечных лучей и иметь
прочный настил из досок.
49. Для принятия пищи, отдыха и пере-
одевания рабочих на каждой буровой
должно быть оборудовано специальное
помещение.
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ,
МОНТАЖ И ДЕМОНТАЖ
БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
50. Монтаж, демонтаж и ремонт буро-
вого оборудования, в том числе и вышек
(мачт), должны выполняться под руковод-
ством бурового мастера.
51. Перед использованием подъемных
механизмов (лебедок, талей и т. д.), кана-
тов, цепей, а также ручного инструмента
необходимо проверить их исправность.
52. Поддерживать и направлять переме-
щаемое при помощи механизмов оборудо-
вание следует только пеньковыми канатами.
Запрещается рабочим находиться на
поднимаемых грузах или под ними.
53. При использовании катков для пере-
мещения оборудования необходимо при-
менять не менее трех катков одинакового
диаметра и длиной не менее ширины пере-
мещаемого груза; подкладывать катки под
оборудование следует только после пре-
кращения движения.
54. При монтаже вышки (мачты) запре-
щается: а) находиться около ротора буро-
498
вого станка, на площадке и в кабине авто-
машины (кроме монтажа с применением
двигателя автомашины); б) находиться на
поднимающейся мачте или под ней; в) оста-
влять на весу приподнятую мачту, дер-
жать ее руками или при помощи подпорок;
г) удерживать рукамп или рычагами ниж-
ние концы ног поднимаемой мачты.
55. Вышку (мачту) следует поднимать
плавно (без рывков) имеющимися на уста-
новках специальными приспособлениями.
56. Опускать вышку (мачту) необходимо
при помощи тех же механизмов, которыми
она была поднята; эту операцию следует
производить с минимальной скоростью,
чтобы избежать ударов и повреждений.
57. Для предотвращения перемещения
буровой установки при подъеме вышки
(мачты) под задние колеса автомашины
необходимо подложить брусья или балки.
58. При передвижении самоходных бу-
ровых установок рабочие могут находиться
в кабине водителя и на специальном си-
денье платформы установки. На крутых
подъемах и спусках (свыше 15°) рабочим
запрещается находиться на буровой уста-
новке.
59. Запрещается: а) передвигать само-
ходную буровую установку с поднятой
мачтой или с мачтой, опущенной на опоры,
но не укрепленной хомутами; б) перево-
зить на платформе установки грузы, не
входящие в комплект установки; в) про-
езжать под высоковольтными электроли-
ниями, если между проводами и самой
верхней точкой установки расстояние
меньше 2 м. При проезде под линией вся
бригада, кроме водителя, должна оставить
установку; скорость движения при этом
следует снизить до 5 км/ч.
60. Перед подъемом мачты необходимо
проверил, ее состояние, а выявленные
недостатки устранить до подъема.
61. Мачты самоходных и передвижных
буровых установок следует поднимать и
опускать при помощи исправных подъем-
ных механизмов, предусмотренных кон-
струкцией установки.
Подъем и спуск должны производиться
плавно и на малых скоростях.
62. Прп опускании мачты запрещается:
а) находиться около ротора станка, на
площадке и в кабине автомобиля, кроме
лица, управляющего подъемом и опуска-
нием мачты; б) находиться на поднимаемой
мачте или под ней.
63. Ремонтировать кронблок и устанав-
ливать талевую оснастку на мачтах, не
имеющих специальной кронблочной пло-
щадки, разрешается только при горизон-
тальном положении мачты.
64. При эксплуатацпи самоходных и пе-
редвижных буровых установок мачта в ра-
бочем положении должна быть закреплена
соответствующими запорами, а опоры мачт
приподняты домкратами.
65. При расположении буровой уста-
новки вблизи отвесных склонов (уступов)
расстояние от буровой до бровки склона
должно быть не менее 3 м.
ТРЕБОВАНИЯ К СТАЛЬНЫМ КАНАТАМ
66. Талевые канаты, а также канаты
для подъема и спуска вышки или мачты
и грузов должны иметь запас прочности
не менее 3 по отношению к наибольшей
проектной нагрузке и не менее 2,5 по
отношению к максимально возможной на-
грузке.
67. Талевый канат следует закреплять
па барабане лебедки при помощи спе-
циальных устройств, предусмотренных кон-
струкцией барабана.
Во всех случаях при спуско-подъемных
операциях на барабане лебедки должно
оставаться не менее трех витков каната.
68. За исправным состоянием канатов
должен быть установлен систематический
контроль. Все рабочие канаты перед на-
чалом смены должны быть осмотрены
бурильщиком. Кроме того, талевые канаты
и канаты для подъема цышек должны
подвергаться: а) ежедекадному осмотру по
всей длине каната, производимому стар-
шим буровым мастером, с занесением
результатов в буровой журнал; б) разо-
вому осмотру по всей длине каната после
работы на предельных нагрузках.
69. Канат, применяемый для спуско-
подъемных операций, должен быть забрако-
ван и заменен новым, если: а) оборвана одна
прядь каната; б) на длине шага свивка
каната диаметром до 20 мм число обор-
ванных проволок составляет 5%, а каната
диаметром свыше 20 мм — более 10%;
в) износ по диаметру каната составляет
более 10%.
70. Неподвижный (мертвый) конец тале-
вого каната необходимо закреплять там,
чтобы: а) канат не касался каких-либо
частей вышки пли мачты; б) радиус изгиба
был не менее чем в 15 раз больше диаметра
каната; в) конец каната был закреплен
не менее чем тремя винтовыми зажимами.
71. Соединение каната с подъемными,
инструментами должно производиться при
помощи коуша и винтовых зажимов. Сра-
щивание каната заплеткой свободных кон-
цов необходимо выполнять так, чтобы
длина заплетки равнялась 22 диаметрам
троса и была не менее 300 мм.
БУРЕНИЕ СКВАЖИН
72. Все инструменты для подъема (крюки
и элеваторы) должны иметь исправные
замки и защелки.
32*
499
73. ’ Запрещается использовать стропы
незаводского изготовления и не прошедшие
•соответствующих испытаний, обязатель-
ных для грузоподъемного оборудования.
74. Запрещается поднимать бурильные
и обсадные трубы из горизонтального
положения в вертикальное со скоростью,
превышающей вторую скорость лебедки
на прямом канате.
75. Для ограничения предельной высоты
подъема элеватора (талевого блока) и пре-
дупреждения затягивания его в кронблок
на подъемном канате должна быть нане-
сена ясно видимая метка.
76. Запрещается применять ролики бло-
ков с ребордами, имеющими выбоины.
77. Запрещается оставлять на полатях
•вышки (мачты) инструмент и другие пред-
меты.
78. При бурении самоходными буровыми
роторными установками необходимо: а) не
.допускать присутствия людей у ротора
во время вращения (инструмента; б) сле-
дить за надежностью крепления клиньев
ротора; в) держать руками стропы не
ближе 40 см от элеватора при их надевании.
79. Запрещается: а) бурить с погнутым
квадратом или неисправным вертлюгом,
а также при сломанном коренном листе
задней рессоры автомашины; б) оставлять
работающую установку без наблюдения
даже па короткое время; в) производить
бурение при неполном составе смепы;
т) переключать скорости установки на ходу;
ц) устранять неисправности и произво-
дить смазку бурового оборудования на
ходу; е) включать и выключать агрегаты
без предупредительного сигнала; ж) вклю-
чать маслонасос установки при закрытом
дросселе; з) становиться на ротор или
лебедку установки для завинчивания или
развинчивания вертлюга; и) держать буро-
вой инструмент на весу при помощи груза,
положенного па рукотку|или педаль тор-
моза; к) при вынужденных остановках
(поломке оборудования, отсутствии света
и т. п.) оставлять подвешенный ^инстру-
мент без движения и прекращать прокачку
промывочной жидкости; л) работать без
резиновых сапог, перчаток и предохрани-
тельных очков при приготовлении хими-
ческих реагентов для'обработки глинистого
раствора; м) направлять S на барабан ле-
бедки движущийся канат ломом, трубой
или другими предметами; н) касаться ру-
ками движущегося каната; работать па
катушке стальным канатом или пеньковым
канатом с узлами; о) работать с нагнета-
тельным шлангом, не подвязанным (пень-
ковым канатом) к вышке, держать его
руками, а также исправлять его во время
работы буровых насосов; п) бурить при
возникновении в напорных линиях давле-
ния, превышающего максимальное рабо-
чее давление; р) работать с насосом без’
закрепленного шланга или трубы для от-
вода избыточного количества промывоч-
ной жидкости; с) отвертывать сальник
во время работы насоса при бурении
с промывкой; т) завинчивать и развинчи-
вать бурильные трубы неисправными и не-
соответствующими диаметру труб машин-
ными ключами; у) находиться в радиусе
действия машинного ключа при завинчи-
вании и развинчивании бурильных труб;
ф) спускать и поднимала буровой инстру-
мент при неисправных тормозах лебедки;
х) спускать и поднимать буровой инстру-
мент на загроможденном или скользком
полу; ц) работать в спецодежде с длин-
ными полами и широкими рукавами,
а также в расстегнутой спецодежде.
СПУСК II ПОДЪЕМ
ОБСАДНЫХ ТРУБ
80. Спуск и подъем обсадных труб
производятся под руководством старшего
бурового мастера.
81. Перед спуском или подъемом ко-
лонны обсадных труб старший буровой
мастер обязан лично проверить исправ-
ность вышки (мачты), бурового агрегата
и другого оборудования, инструмента,
контрольно-измерительных приборов н со-
стояние фундаментов. Обнаруженные не-
исправности должны быть устранены до
начала спуска или подъема.
82. Секции колонны обсадных труб при
их подъеме с мостков должны свободно
проходить в буровую вышку.
83. Подъем и спуск труб следует произ-
водить элеваторами, имеющими в про-
ушинах штыри, предохраняющие стропы
от выпадения.
84. При подъеме трубы с приемного
моста необходимо следить за тем, чтобы
элеватор на трубе был обращен замком
вверх и закрыт.
85’ . В процессе спуска и подъема обсад-
ных труб запрещается: а) допускать рас-
качивание секции колонны обсадных труб;
б) удерживать трубы от раскачивания не-
посредственно руками; для этого следует
использовать мягкий стальной или пень-
ковый канат.
86. Перед вращением прихваченной ко-
лонны труб вручную (ключами и другими
инструментами) необходимо выбрать сла-
бину подъемного каната, а при вращении
труб принять меры для предотвращения
произвольного опускания.
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИН
87. До начала цементирования вся уста-
новка (насосы, трубопроводы, шланги,
заливочные головки и т. д.) должна быть
500
«опрессована на полуторное рабочее давле-
ние.
88. При приготовлении цементного рас-
твора рабочие должны пользоваться респи-
раторами и защитными очками.
89. Запрещается находиться около за-
ливочных агрегатов лицам, не работа-
ющим на них.
90. Площадка для укладки цемента
должна быть прочной, достаточных разме-
ров и удобной для работы.
91. После окончания цементирования
для «наблюдения!за давлением в трубах
должен быть оставлен дежурный.
92. При возникновении в трубах давле-
ния, превышающего на 10% рабочее,
принятое при онрессовании, необходимо
снизить зто давление до допустимой вели-
•чины.
ЛИКВИДАЦИЯ АВАРИЙ
93. Работами по ликвидации аварий па
•буровой обязан руководить старший бу-
ровой мастер. Сложные аварии ликвиди-
руются под руководством старшего буро-
вого мастера и производителя работ по
плану, утвержденному главным инженером
управления или старшим производителем
работ.
94. До начала работ по ликвидации
.аварий старший буровой мастер обязан
проверить исправность вьппки или мачты,
оборудования, талевой системы, спуско-
подъемного инструмента и контрольно-
измерительных приборов.
95. Перед началом работ с бригадой
буровой установки должен быть проведен
дополнительный инструктаж по безопас-
ному ведению работы по ликвидации
аварии па этой буровой.
96. При использовании домкратов за-
прещается: а) производить одновременную
натяжку труб при помощи домкрата и
лебедки станка; б) оставлять во время
перерыва в работе рычаги в винтах домк-
рата; в) класть на домкраты какие-либо
предметы.
97. Во избежание разлета клинья дом-
крата при обрыве труб должны быть
соединены между собой и привязаны к дом-
крату или станку.
98. Трубы при извлечении их при по-
мощи домкрата должны быть подвешены
ла канате, слабина каната выбрана, а ба-
рабан лебедки надежно заторможен.
99. При работе с домкратами должна
быть обеспечена их правильная установка.
Запрещается: а) применять различные
прокладки между головками домкратов
и лафетами или хомутами; б) исправлять
перекосы домкратов, находящихся под
нагрузкой; в) удерживать натянутые тру-
бы талевым капатом при перестановке
или выравнивании домкратов; г) прибли-
жаться к домкратам, находящимся под
нагрузкой, па расстояние менее 1 м.
В ращение винтов домкратов должно
производиться одновременно. При вра-
щении винтов необходимо следить за их
равномерным подъемом или опусканием.
В случае появления перекосов домкрата
при подъеме труб необходимо освободить
домкрат и придать ему нормальное поло-
жение.
100. При использовании гидравлических
домкратов запрещается: а) работать с не-
исправным манометром и при утечке масла
из гидросистемы; б) допускать выход штока
поршня домкрата более чем на 0,75 его
длины; в) резко снижать давление путем
быстрого отвинчивания выпускной пробки;
г) освобождать верхпий зажимной хомут
(лафет), сбивая его ударами. Для этой
цели следует ослабить болты и осаживать
хомут кувалдой.
101. Рабочий, приводящий насос дом-
крата в действие, во время подъема труб
должен находиться в безопасном месте
(в укрытии).
102. При соединении ловильных бу-
рильных труб с трубами, оставшимися
в скважине, а также при развинчивании
их следует принять меры против падения
труб в скважину.
103. Развинчивание сломанных труб в
скважине ловильными трубами разре-
шается производить при помощи специаль-
ных приспособлений с механическим или
ручным приводом.
104. Натягивание прихваченного в сква-
жине инструмента следует производить
в пределах грузоподъемности вышки (мач-
ты) и лебедок буровых установок, не
превышая предела прочности бурильных
труб.
105. При производстве натяжек, пере-
даваемых на мачту самоходной буровой
установки, последняя должна быть на-
дежно укреплена во избежание смещения
с места.
106. При производстве натяжек, пере-
даваемых на вышку (мачту) и другое
буровое оборудование, все рабочие, кроме
тех, кто непосредственно занят ликвида-
цией аварии, должны быть удалены на
безопасное расстояние от устья скважины.
ПРОЧИЕ РАБОТЫ
Обслуживание насосов
107. Буровые насосы и их обвязка (ком-
пенсаторы, трубопроводы, шланги и саль-
ники) перед эксплуатацией должны быть
опрессованы на полуторное рабочее давле-
ние. О результатах опрессовки должен
быть составлен акт.
501
108. Буровые насосы должны иметь ма-
нометры и предохранительные клапаны,
рассчитанные на максимальное рабочее
давление, достигнутое при опрессовке;
отвод от предохранительного клапана дол-
жен быть направлен в приемную емкость
и не иметь колен.
109. Восстановление циркуляции в сква-
жине должно производиться путем посте-
пенного увеличения подачп промывочной
жидкости на забой.
110. Запрещается производить спуск на-
сосов при закрытых пусковых задвижках
холостого выкида.
111. Предохранительное крепление на-
гнетательного шланга должно исключать
возможность его заматывания вокруг ра-
бочей трубы и падение вместе с сальником
в случае самопроизвольного отвинчивания
последнего.
112. Запрещается: а) продавливать при
помощи насоса пробки, образовавшиеся
в трубопроводах; б) пускать пасосы после
длительных остановок зимой без проверки
проходимости трубопроводов; в) ремонти-
ровать трубопроводы, шланги, сальники
во время подачи жидкости; г) соединять
шланги с насосом, сальником и между
собой, используя штыри, проволоку, скобы
и т. п.; соединение необходимо выполнять
при помощи стандартных устройств, пре-
дусмотренных па насосе, сальнике и при
помощи стяжных хомутов; д) удерживать
руками нагнетательный шланг от качания
и наматывания вокруг рабочей трубы мри
ее вращении.
Приготовление промывочного
раствора
113. Плошадка для приготовления гли-
нистого раствора по свопм размерам должна
обеспечивать удобное обслуживание и вы-
полнение дренажных канав для отвода
жидкости.
114. Вокруг люка глиномешалки, рас-
положенного на высоте более 1,5 м, необ-
ходимо устраивать помост шириной не
менее 1 м с перилами и трапами. Трапы
должны иметь ширину не менее 1,5 м,
поперечные планки на расстоянии 0,25 м
друг от друга и уклон не более 30°.
115. Люк глиномешалки должен закры-
ваться решеткой с запором. Размеры
ячейки решетки — от 10 X 10 до 20 X
X 20 см.
116. Во время работы глиномешалки
запрещается проталкивать глипу и другие
материалы в люк ломами, лопатами и дру-
гими предметами, снимать с него решетку
и брать пробу раствора через люк.
117. При ремонте глиномешалки и дли-
тельных перерывах в приготовлении рас-
502
творов. со шкива ее должны быть сняты
ремни передачи.
118. Емкости для глинистого раствора
по всему периметру должны иметь ограж-
дения высотой не менее 1 м или перекры-
ваться настилом.
119. Прп приготовлении растворов с до-
бавкой щелочей п кислот рабочих необхо-
димо обеспечивать резиновыми перчатками
очками или специальными масками с оч-
ками, респпраторами, резиновыми фарту-
ками п сапогами.
Вспомогательные механизмы
при бурении
120. Передвижные воздушные компрес-
соры, используемые для откачки воды,
должны быть оборудованы манометрами
и предохранительными клапанами на обеих
ступенях сжатия и на воздухосборнике,
маслоотделителями н воздушными филь-
трами на всасывающем патрубке. Мано-
метры и предохранительные клапаны
должны быть опломбированы.
121. Воздухосборники компрессоров
должны быть зарегистрированы в органах
Госгортехнадзора РСФСР или в ведом-
ственных органах Котлонадзора.
122. Работа компрессорной установки
запрещается, если: а) отсутствует подача
масла в смазочную систему; б) резко
упало давление масла при циркуляцион-
ной смазке; в) появилось значительное
биение маховика; г) подшипники нагре-
ваются до температуры, выше допустимой,
д) появились сильные стуки; е) неиспра-
вен привод компрессора (двигателя вну-
треннего сгорания или электродвигателя);
ж) отсутствует сорт смазочною масла,
установленного для данного компрессора.
123. Запрещается производить пуск ком-
прессорной установки при закрытом на-
гнетательном воздухопроводе.
124. Запрещается во время работы ком-
прессора обтирать или чистить его вра-
щающиеся и движущиеся части; ремонти-
ровать ресиверы, холодильники и воздухо-
проводы, находящиеся под давлением;
снимать ограждения.
125. Применяемые для двигателей го-
рючие и смазочные материалы должны
отвечать техническим условиям, преду-
смотренным для данного двигателя.
126. Двигатели внутреннего сгорания
после ремонта должны пройти стендовые
испытания.
127. Перед пуском двигателя необходимо:
а) проверить надежност)? крепления, ис-
правность ограждений и убедиться в отсут-
ствии посторонних предметов на двига-
теле; б) проверить наличие воды в системе
охлаждения и масла в системе смазки; в) не~
посредственно перед пуском подать зву-
ковой ?игнал.
128. В холодное время года разрешается
перед пуском прогревать двигатели горя-
чей водой или паром.
Запрещается прогрев двигателей паяль-
пыми лампами.
129. Запрещается производить пуск дви-
тателя приемами, не предусмотренными
инструкцией по эксплуатации двигателя
данного типа.
130. Пуск двигателя разрешается про-
изводить только на холостом ходу.
Защитное заземление
131. Металлические части электро-
установок и механизмов, которые могут
оказаться под напряжением вследствие
нарушения изоляции, должны быть за-
землены.
132. Для заземления электроустановок
различных назначений следует применять
одно общее заземляющее устройство.
133. Запрещается применять штыри в ка-
честве заземлителей.
134. Электрическое сопротивление за-
земляющего провода между буровой пе-
редвижной установкой и местом присоеди-
нения ее к общей заземляющей сети не
должно превышать 1 ом.
135. К заземлителю должен быть при-
варен отрезок стальной полосы с болто-
вым соединением для подключения к за-
земляющей сети.
136. Для устройства заземлений на бу-
ровой установке в качестве естественных
заземлителей следует использовать: а) об-
садные трубы; б) металлические конструк-
ции, имеющие соединение с землей; в) го-
ризонтально проложенные стальные по-
лосы, круглую сталь и т. д.
Стальные заземлители и заземляющие
проводники в наружных установках
.должны иметь следующие минимальные
размеры (в мм).
Диаметр круглых проводников . . 6
Прямоугольные проводники:
сечение......................48
толщина..................... 4
Толщина полки угловой стали . . 2,5
Толщина стенки стальных труб . . 2,5
В случае опасности усиленной коррозии
следует применять омедненные или оцин-
кованные заземлители.
Расположенные в земле заземлители
и заземляющие проводники не должны
быть окрашены.
Запрещается использовать голые алю-
миниевые проводники в земле в качестве
заземлителей или заземляющих провод
ников.
137. Заземляющие проводники должны
быть медными и иметь минимальное сече-
ние: голые проводники при открытой
прокладке 4 мм2; изолированные провода
1,5 л«2.
138. Соединение заземляющих провод-
ников между собой должно обеспечивать
надежный контакт и выполняться свар-
кой.
Длина нахлестки (длина сварных швов)
должна быть равна двойной ширине про-
водника при прямоугольном сечении.
139. Соединение заземляющих провод-
ников с заземляемыми конструкциями не-
обходимо выполнять сваркой, а с корпу-
сами станков, машин и т. п. — сваркой или
при помощи болтов; при сотрясении или
вибрации должны быть приняты меры
против ослабления контакта.
Заземление оборудования, подвергающе-
гося частому демонтажу или установлен-
ному на движущихся частях, должно
выполняться при помощи гибких провод-
ников.
140. Каждый заземляемый элемент уста-
новки должен быть присоединен к зазем-
лителю или заземляющей магистрали при
помощи отдельного ответвления.
Запрещается последовательное включе-
ние в заземляющий проводник нескольких
частей установки.
141. Персонал буровой бригады обязан
ежесменно производить наружный осмотр
защитных заземлений.
При обнаружении неисправности зазем-
ления установку необходимо немедленно
ОТКЛЮЧИТЬ.
142. Систематически (но не реже одного
раза в месяц) должны производиться
осмотры и замеры всех заземляющих
устройств.
Грозозащита
143. Металлические буровые вышки,
мачты самоходных и передвижных буро-
вых установок для грозозащиты должны
иметь заземление не менее чем в двух
точках, отдельно от контура защитного
заземления.
Деревянные буровые вышки должны
иметь молниеотводы для защиты людей
от грозовых перенапряжений (молниепри-
емнпк, токоотвод и заземление), выпол-
ненные отдельно от контура защитного
заземления.
Сопротивление заземляющих устройств
не должно быть выше 10 ом.
144. Запрещается во время грозы нахо-
диться на расстоянии ближе 10 .и от зазем-
ляющих устройств грозозащиты.
503
Погрузочно-разгрузочные работы
145. Погрузочно-разгрузочные работы
на буровой должны производиться под
руководством старшего бурового мастера.
146. Погрузочно-разгрузочная площадка
должна быть ровной. В зимнее время пло-
щадку и подъездные пути к ней необходимо
очищать от снега, льда и посыпать песком.
В темное время суток площадка должна
быть освещена.
147. Автомобиль, поставленный под по-
грузку или разгрузку, должен быть за-
торможен; перед открыванием бортов нужно
убедиться в безопасном расположении гру-
зов.
148. Запрещается находиться на погру-
зочно-разгрузочной площадке лицам, не
имеющим прямого отношения к выпол-
няемой работе.
149. При использовании покатов рабо-
чие должны находиться сбоку труза.
Запрещается стоять между покатами при
подъеме и спуске грузов.
150. Погрузку и разгрузку пылящих
грузов необходимо производить в спец-
одежде, респираторе и противопыльных
очках.
151. При погрузке и разгрузке грузов
механическими подъемными кранами долж-
ны выполняться требования «Правил
устройства и безопасной эксплуатации гру-
зоподъемных кранов», утвержденных Коми-
тетом по надзору за безопасным ведением
работ в промышленности и горному над-
зору при СМ СССР 8 июля 1965 г., и ти-
повой инструкции для крановщиков стрело-
вых передвижных кранов, утвержденной
Г осгортехнадзором.
Меры противопожарной
безопасности на буровой
152. Ответственность за противопожар-
ное состояние на площадке буровой, на-
блюдение за исправностью и сохранностью
противопожарного оборудования и инструк-
таж работников буровой бригады возла-
гается на прораба и бурового мастера.
153. Лица, ответственные за противопо-
жарную безопасность на буровой, обязаны
знать и выполнять правила противопо-
жарной безопасности и осуществлять кон-
троль за их выполнением всеми работни-
ками буровой бригады.
154. Запрещается: а) подогревать го-
рючие и смазочные материалы на печах
и открытом огне (на кострах, факелами
и пр.); б) производить мойку деталей
бензином и керосином в неприспособлен-
ных для этой цели местах; в) хранить на
буровых легковоспламеняющиеся и го-
рючие жидкости в количестве, превыша-
ющем .сменную потребность; г) хранить
легковоспламеняющиеся и горючие
жидкости в открытых сосудах, в стеклян-
ной, а также в неисправной таре; д) раз-
брасывать на буровой и вокруг нее исполь-
зованные обтирочные материалы; е) при-
менять для растопки печей легковоспламе-
няющиеся горючие жидкости и масло;
ж) пользоваться неисправными печами и
электроприборами; з) оставлять без при-
смотра работающие двигатели внутреннего
сгорания, топящиеся печи, электропри-
боры, зажженные керосиновые и бензино-
вые приборы, горящие горелки и др.;
и) хранить топливо у печей, двигателей
внутреннего сгорания, а также сушить
замасленную одежду на печах и отопи-
тельных приборах; к) применять стальной
инструмент (зубила, молотки) для вскры-
тия барабанов с карбидом кальция или
отвинчивания пробок емкостей с легко-
воспламеняющимися жидкостями; л) при-
менять воду для тушения воспламенив-
шегося жидкого горючего, а также для
тушения пожара в помещениях, где нахо-
дится карбид кальция; м) подводить элек-
трические провода к электроустановкам'
без калиброванных предохранителей, а так-
же пользоваться «жучками», вешать бу-
магу на электросветильнике, скручивать
провода; н) разводить костры на расстоя-
нии менее 25 м от буровой в менее 100 м
от места хранения горючих и легковоспла-
меняющихся материалов.
155. Обтирочные материалы должны хра-
ниться в закрытых металлических ящиках;
по окончании рабочего дня использован-
ные обтирочные материалы должны быть
убраны в^ безопасное место или уничто-
жены.
156. Отведенное для курения место
должно иметь бочку с водой и ящик с пес-
ком.
157. Буровые должны' быть обеспечены
следующим противопожарным инвентарем
(шт.): а) огнетушптели пенные — 2;
б) ящики с песком емкостью 0,5 .и3 —
2; в) бочка с водой емкостью 250 л —
1; г) ведра — 2; д) лопаты — 2; е) то-
пор — 1; ж)' багор — 1; з) лом — 1.
Спецодежда и спецобувь
158. Все работники, занятые на буро-
вых работах, должны быть обеспечены
и пользоваться спецодеждой и спецобувью
в соответствии с действующими нормами
бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви
и предохранительных приспособлений.
159. Выдача, хранение и пользование
спецодеждой и спецобувью должны произ-
водиться и регламентироваться Инструк-
504
цией о порядке выдачи, хранения и поль-
зования спецодеждой, спецобувью и
предохранительными приспособлениями.
160. Спецодежда и спецобувь, бывшие
в употреблении, могут выдаваться работ-
нику только после их стирки, ремонта
и дезинфекции.
Стирка, ремонт и дезинфекция спец-
одежды, а также починка спецобуви обес-
печиваются администрацией.
161. Спецодежда должна соответство-
вать росту работающего, быть исправной,
не стеснять его движений и не иметь сви-
сающих концов. Запрещается работать
в расстегнутой куртке.
162. Буровая должна быть обеспечена
аптечками и наставлениями по оказанию
•первой медицинской помощи.
Старший буровой мастер должен перио-
дически пополнять аптечку медикаментами
по мерехих!расходования.
Ответственность за нарушение
правил техники'безопасности
на буровой
163. Лица, виновные в нарушении на-
стоящих Правил, а также допустившие
самовольное возобновление работ, оста-
новленных органами Госгортехнадзора и
другими контролирующими организациями,
несут ответственность в дисциплинарном,
административном или уголовном порядке
в зависимости от характера нарушений
и их последствий.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
Авруцкий А. Л. и Кривенко М. Г. Справочник
мастера ударно-канатного бурения. Госгортех-
издат, 1959.
Анатолъевский П. А., Шнееров О. М. Гидро-
геологические наблюдения при бурении и опро-
бовании скважин для водоснабжения. ГПИ Спец-
стройпроект, 1959.
Анатолъевский П. А., Оречкин П. М., Шне-
еров О. М. Специальные работы по бурению
скважин на воду. Госэнергоиздат, 1960.
Анатолъевский П. А., Малоян А. В., Шне-
еров О. М. Технология бурения скважин на воду.
Гостоптехиздат, 1962.
Анатолъевский П. А., Бочков К. П., Слин-
ко В. Л., Фаерман Н. Б. Бурение скважин с об-
ратной промывкой и возможности его применения
в отечественной практике. Издание ПНИИИС
Госстроя СССР. М., 1968.
Башкатов Д. И., Тесля А. Г. Гидрогеологиче-
ские наблюдения при бурении и опробовании
скважин на воду. Изд-во «Недра», 1970.
Белицкий А, С., Дубровский В. В. Проектиро-
вание разведочно-эксплуатационных скважин для
водоснабжения. 2-е изд., переработанное. Изд-во
«Недра», 1968.
Белорусов В, О. и Спивак А. И. Спутник буро-
вика. Гостоптехиздат, 1960.
Блажков В. И., Олоновский Ю. А. Эффективные
способы разглинизации гидрогеологических сква-
жин. Материалы семинара при Московском доме
научно-техн, пропаганды им. Ф. Э. Дзержин-
ского. Изд. ВСЕГИНГЕО, 1969.
Векслер М. С. Применение асбоцементных
труб при бурении артезианских скважин. Гидро-
техника и мелиорация, № 8, 1959.
Рекомендации по бурению скважин большого
диаметра роторным способом с обратной промыв-
кой. ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР. Сост.:
ГаврилкоВ. М., БессоновН. Д., Ншцименко А. Я.,
Ткаченко В. П., 2-е изд. ВОДГЕО. Москва, 1971.
Воздвиженский Б. И. и Скорняков А. Л. Буре-
ние взрывных скважин. Госгортехиздат, 1960.
Вортман 3. М. Практика ударно-канатного
бурения на воду. 2-е изд., переработанное и до-
полненное. Изд-во «Недра», 1971.
Гаврилке В. М., Алексеев В. С. Бурение сква-
жин большого диаметра роторными станками
с обратной промывкой (обзор по зарубежным
материалам). Изд. ЦИНИС Госстроя СССР, 1966.
Гаврилко В. М. Фильтры водозаборных, водо-
понизительных и гидрогеологических скважин,
3-е изд., исправленное и дополненное. Изд-во
литературы по строительству. Москва, 1968.
Гаврилко В. М., Киселев О. К. Фонтанирующие
скважины в сельском хозяйстве. Издательство
«Колос». Москва, 1969.
Гершанович И. М. Расходометрия одиночных
гидрогеологических скважин для послойного
определения гидродинамических характеристик.
«Разведка и охрана недр», 1966, №9.
Горелик А. М., Ряполова В. А. Радиоактивные
исследования скважин на воду. Изд-во ЦНИИС.
Москва, 1958.
Гринбаум И. И. Геофизические методы опре-
деления фильтрационных свойств горных пород.
Изд-во «Недра», 1965.
Указания по проектированию сооружений для
забора подземных вод. (СН 325-65) Госстрой
СССР. Изд-во литературы по строительству.
Москва, 1966.
Дубровский В. В. Определение величины пони-
жения при откачках глубоких скважин штанго-
выми насосами. «Разведка недр», 1951, № 2.
Дубровский В. В. О продолжительности отка-
чек из скважин, вскрывающих напорные водо-
носные горизонты. «Разведка недр», 1951,.
№ 5.
Дубровский В. В. О проектировании артезиан-
ских скважин и гидрогеологическом районирова-
нии. «Разведка и охрана недр», 1958, № 11.
Дубровский В. В., Керченский М. М. и др.
Справочник по бурению и оборудованию сква-
жин на воду. Под общей редакцией В. В. Дубров-
ского. Изд-во «Недра», 1964.
Дубровский В. В. Изыскания подземных вод
для водоснабжения энергетических объектов.
2-е изд., переработанное и дополненное. Изд-во-
«Энергия». М., 1967.
Дубровский В. В. О несоответствии нормативов;
Госстроя требованиям стандарта. «Стандарты
и качество», 1968, № 10.
Дубровский В. В. Полноценные изыскания —
основа экономичности проекта. «Экономика строи-
тельства», 1969, № 3.
Дубровский В. В. О главных задачах гидро-
геологических изысканий для водоснабжения.
Материалы Всесоюзного совещания в г. Ставро-
поле «Основные направления совершенствования
гидрогеологических изысканий в строительстве».
Произв. и научно-исслед. ин-т по инженерным
изысканиям в строительстве Госстроя СССР.
М., 1970.
Дряголин Е. Н., Мехцанский А. Б. Применение-
ультразвука для разглинизации скважин на воду.
Из материалов семинара при Московском доме
научно-технической пропаганды им. Ф. Э. Дзер-
жинского. Изд. ВСЕГИНГЕО 1969.
Зорин И. П. и Стороженко А. М. Ударно-ка-
натное бурение. Госгортехиздат, 1960.
Иночкин П. Т., Прокшиц В. Л. Справочник
бурового мастера. Изд-во «Недра», 1968.
Каталог-справочник. Буровые шарошечные до-
лота. Центральный институт научно-технической
информации и технико-экономических исследо-
ваний по химическому и нефтяному машинострое-
нию. Москва, 1968.
Керченский М. М., Плохое В. И. Бурение сква-
жин на воду. 2-е изд. Изд-во «Недра», 1965.
Комаров С. Г. Геофизические методы исследо-
вания скважин. Гостоптехиздат, 1963.
506
Куличихин Н. U. i Воздвиженский Б. И. Разве-
дочное бурение. Гостоптехиздат, 1949.
Лактионов А. Т. Основы теории и техники
бурения скважин с очисткой забоя воздухом
и газом. Гостоптехиздат, 1961.
Марамзин А. В., Ермолаев А. М. Бурение
структурно-поисковых скважин. Гостоптехиздат,
1955.
Марамзин А. В. Бурение скважин в условиях
Крайнего Севера. Гостоптехиздат, 1959.
Межлаумов А. О.г Микурин Н. С. Бурение
скважин с применением воздуха, газа и аэриро-
ванной жидкости. Изд-во «Недра», 1967.
Методические указания по геофизическим мето-
дам исследования скважин на изысканиях же-
лезных дорог. Оргтрансстрой. М., 1962.
Протасов Г. Н., Уд янский Я. Я. Бурение неф-
тяных и газовых скважин. Гостоптехиздат, 1964.
Сафонов А. В., Тимашков И. А. Вскрытие
водоносных горизонтов в песках с применением
меловых растворов. Из материалов семинара
при Московском доме научно-технической про-
паганды. Изд. .ВСЕГИНГЕО. 1969.
Скабалланович И. А. Методика опытных отка-
чек. Госгеолтехиздат, 1960.
Справочник по специальным работам. Проекти-
рование и сооружение скважин для водоснабже-
ния. Госстройпздат, 1960.
Справочник гидрогеолога. Под общей редак-
цией М. Е. Альтовского. Госгеолтехиздат,
1962.
Суренъянц Я. С. Водяные скважины. 3-е изд.
Изд-во Министерства коммунального хозяйства
РСФСР. 1961.
Шацов Н. И. Бурение нефтяных скважин.
Гостоптехиздат, 1944.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие ............................. 3
Введение ................................ 5
Глава I. Основные сведения из геологии 7
Минералы ................................ 7
Горные породы ........................... 7
Упрощенные способы анализа грануло-
метрического состава горных пород 9
Классификация горных пород по бури-
мости ................................... И
Условные обозначения горных пород
Глава II. Основные сведения из гидро-
геологии ...................... ... 19
Водопроницаемые и водоупорные гор-
ные породы, водоносные горизонты 19
Виды подземных вод ................ 20
Оценка качества воды для целей во-
доснабжения ...................... 23
Физические свойства воды....... 25
Глава III. Основные требования сани-
тарной охраны участков расположе-
ния скважин на воду................... 27
Глава IV. Проектирование бурения и
опробования разведочно-эксплуата-
ционных скважин ........................ 31
Общие положения......................... 31
Содержание проекта разведочно-экс-
плуатационной скважины ................. 33
Общая часть ............................ 33
Применимость разных способов буре-
ния на воду и выбор бурового станка 39
Порядок оформления согласований и по-
лучения разрешения на бурение сква-
жины на воду........................ 40
Глава V. Обсадные трубы и принадлеж-
ности к ним......................... 42
Безмуфтовые обсадные трубы . . 48
Трубы муфтовые ................. 50
Трубы асбоцементные................ 50’
Асбоцементные трубы и муфты
к ним.............................. 52
Соединение асбоцементных труб . . 52
Стальные канаты ........................ 53
Уход за канатом при эксплуатации 57
Транспортирование и хранение ка-
ната ............................. 58
Глава VI. Ударно-канатное бурение . . 59
Станки ударно-канатного бурения ... 59
Стр^
Буровой ударно-канатный станок
УКС-22М1 .......................... 59-
Основные механизмы станка и их
взаимодействие .................... 60
Монтаж, эксплуатация и уход за
станком .......................... 70-
Причины неисправности станка и
способы их устранения............. 74-
Транспортирование станка .... 74
Быстроизнашивающисся детали
станка ............................ 74
Буровой инструмент к станку
УКС-22М1 .......................... 77
Буровой ударно-канатный станок
УКС-ЗОм! .......................... * 77
Подготовка станка к эксплуатации 81
Уход за станком .................... 82
Причины | неисправности станка и
способы их устранения.............. 84
Установка гидрогеологического буре-
ния У ГБ-50м 88
Управление установкой ............. 94-
Буровой агрегат БУГ-ЮОм................ 102
Основные механизмы агрегата и их
взаимодействие ................... 10$
Буровой инструмент и принадлеж-
ности агрегата БУГ-ЮОм ... 109
Инструмент для ударно-канатного
бурения ......................... 105'
Бурильные долота................... 112
Желонки ......................... 118-
Инструмент и приспособления для
обсадки и извлечения обсадных
труб ......................... 120
Ловильный (аварийный) инстру-
мент ......................... 122
Вибраторы ........................ 126-
Технология ударно-канатного бурения 127
Основные методы бурения скважин
в различных геологических усло-
виях ........................... 128
Гидрогеологические наблюдения и до-
кументация ............................. 132
Глава VII. Роторное бурение ............ 135
Буровые установки роторного бурения 135
Буровая установка УРБ-ЗАМ............... 135
Размещение и монтаж оборудования 140
Смазка буровой установки .... 142.
Буровая установка УРБ4ПМ . . . 142,
508
Стр.
Стр..
Кинематическая схема установки 150
Ротор буровой установки УРБ-4ПМ 152
Электрооборудование буровой уста-
новки УРБ-4ПМ .................... 154
Вышка В20/25 буровой установки
УРБ-4ПМ .......................... 156
Монтаж и демонтаж буровой уста-
новки УРБ-4ПМ .................... 156
Самоходная буровая установка УРБ-2А 158
Буровая установка 1БА-15В............. 161
Буровые насосы........................ 163
Уход за буровым насосом в работе 166
Инструмент для роторного бурения . . 170
Долота шарошечные для бурения
сплошным забоем .................. 170
Колонковые долота................. 174
Шарошечные долота с твердосплав-
ными зубками...................... 176
Алмазные долота и колонковые бу-
рильные головки .................. 177
Лопастные долота ................. 180
Трубы бурильные и муфты к ним ... 183
Утяжеленные бурильные трубы - 186
Трубы ведущие бурильные .... 187
Замки для бурильных труб .... 187
Переводники для бурильных колонн 190
Спуско-подъемный инструмент .... 199
Элеваторы ........................ 199
Штропы ........................... 200
Клинья ........................... 200
Ключи машинные для бурильных
труб ............................. 201
Ключи машинные для обсадных
труб ............................. 201
Ловильный инструмент.................. 202
Элементы малой механизации в буре-
нии .................................. 219
Крепление скважин асбоцементными
трубами .......................... 223
Технология роторного бурения .... 224
Геолого-технический наряд .... 225
Подготовительные работы к бурению 226
Режим бурения .................... 227
Монтаж и эксплуатация индикато-
ров веса ......................... 229
Использование показаний индика-
тора веса ........................ 230
Число оборотов долота....... 231
Количество промывочной жидкости 231
Бурение в различных геологических
условиях ....................' . . . 231
Бурение скважин с промывкой во-
дой ............................. 232
Бурение в зонах обвалов........... 232
Бурение скважин большого диа-
метра роторным способом с об-
ратной промывкой.................. 232
Борьба с искривлением скважин 235
Меры по предотвращению искри-
вления скважин.............. 235
Намерение кривизны скважин . . 236
Режим бурения колонковыми доло-
тами ............................ 236
Крепление скважин обсадными трубами 237
Оснастка низа колонны из сталь-
ных обсадных труб................. 237
Подготовительные работы перед
спуском обсадной колонны труб 239
Подготовка скважины к спуску труб 240
Спуск труб в скважину............. 240
Крепление скважин асбоцемент-
ными трубами .................
Бурение скважин в условиях много-
летней мерзлоты .................. 241
Бурение в «сухой» мерзлоте .... 244
Бурение в условиях ухода про-
мывочной жидкости и возможных
обвалов в породах с отрицатель-
ной температурой ................. 244
Крепление скважин обсадными тру-
бами ............................. 245
Аварии и осложнения при бурении
в мерзлоте ...................... 245-
Бурение скважин с очисткой забоя
воздухом ............................ 246
Сущность метода, его преимущества
и недостатки ..................... 246
Основное оборудование и схема
установки ........................ 246
Технология бурения ............... 249
Бурение в сухих породах........... 256
Бурение зон ухода циркуляции
и пористых пород ....... 256
Бурение в водоносных горизонтах 250
Бурение обваливающихся пород . . 251
Забуривание скважины и установка
кондуктора ....................... 251
Техника безопасности при бурении
скважин с продувкой забоя воз-
духом ............................ 251
Главе VIII. Промывочные жидкости при
бурении ............................ 253
Понятие о растворах............... 253
Состав и свойства глин............ 254
Свойства глинистых растворов . . 255
Очистка глинистого 'раствора .... 261
Нормирование [глинистых растворов 263
Растворы для бурения в ослож-
ненных условиях .................. 263
Улучшение качества глинистых рас-
творов и приготовление специ-
альных растворов ................. 264
Химические реагенты .............. 264
Специальные растворы для бурения
в осложненных условиях................. 265
Восстановление водоотдачи водоносных
горизонтов .......................... 266
Методы восстановления водоотдачи 267
Специальные методы восстановле-
ния водоотдачи ................. 269
Глава IX. Цементирование скваяягн . . 271
Классификация цементов........... 271
Водо-цементный фактор ..... 2711
Ускорители ..................... 272
Хранение цемента и проверка его
качества ......................... 272
Оборудование и приспособления для це-
ментирования скважин .................. 272
Цементировочные головки .... 273
Цементировочные пробки .... 273
Цементирование при помощи двух
пробок .................... 274
Цементирование с одной пробкой 275
Цементирование через заливочные
трубки .................... 275
Манжетное цементирование ... 276
509
Стр.
Условия нормального цементиро-
вания скважин .................... 277
Заключительные работы по цемен-
тированию скважин ................ 277
Расчеты цементирования скважин . . 277
Цементировочные агрегаты .............. 279
Цементировочный агрегат ЦА-320М 279
Цементировочный агрегат 4ЦА-100 281
Гидрогеологические наблюдения и до-
кументация при роторном бурении 283
Глава X. Колонковое бурение .... 286
Буровые установки для колонкового
бурения ............................... 286
Буровой агрегат ЗИФ-650А ... 286
Буровой агрегат ЗИФ-1200А ... 291
Технология колонкового бурения ... 294
Забуривание скважины ............. 296
Гидрогеологические наблюдения и
документация ..................... 306
Глава XI. Буровые вышки и оборудо-
вание для спуско-подъемных операций 307
Вышки деревянные ...................... 307
Сооружение вышки ................. 308
Вышки металлические ................... 309
Сборка и подъем вышки............. 311
Отдельные замечания по сборке
вышки ............................ 315
Эксплуатация вышки................ 315
Демонтаж вышки ................... 315
Проверочный расчет буровых вы-
шек .............................. 315
Кронблоки ........................ 317
Блоки и полиспасты................ 317
Лебедки ручные общего назначения 319
Глава XII. Двигатели, передвижные ком-
прессоры и электростанции.............. 322
Дизельные двигатели ................... 322
Основные возможные неисправности
в работе двигателей, причины не-
поладок и способы их устранения 329
Электродвигатели ...................... 335
Основные правила эксплуатации
электродвигателей ................. 337
Передвижные компрессоры................ 338
Передвижные электростанции .... 350
Электростанция ДЭС ................ 353
Подготовка, пуск и остановка элек-
тростанции ................. ..... 354
Глава XIII. Особенности геофизических
исследований при бурении скважин
на воду................................ 361
Подготовка скважины к проведению
каротажа .............................. 361
Методы геофизических исследований . . 361
Электрические исследования ... 361
Методы радиоактивных исследований 366
Гамма-каротаж ..................... 366
Нейтронный гамма-каротаж ... 367
Гамма-гамма-каротаж ............... 367
Методы изучения динамики подземных
вод ................................... 367
Резистивиметрия i.................... 367
Расходометрия ....................... 369
Метод повторных боковых каротаж-
ных зондирований.................. 369
Вспомогательные операции................. 370
Стр.
Температурные исследования в сква-
жинах ........................... 370
Измерение диаметра скважин . . . 3 70
Задачи, решаемые методами геофизики 370
Составление геологического разреза
скважины и выделение водонос-
ных горизонтов ................... 370
Определение минерализации под-
земных вод ....................... 374
Определение производительности
водоносных горизонтов .... 376
Глава XIV. Водоприемная часть сква-
жины ................................. 378
Бесфильтровая водоприемная часть . . 378
Фильтровая водоприемная часть ... 381
Определение основных размеров
фильтров ......................... 386
Каркас фильтра .................... 388
Гравийно-проволочный фильтр с ко-
жухом ............................ 389
Проволочный фильтр с засыпкой 390
Каркасно-стержневые фильтры - . 392
Сетчатые фильтры.............. 395
Сальники ......................... 398
Установка фильтров............ 400
Посадка фильтра одновременно со
вскрытием водоносного горизонта
и промывкой забоя чистой /водой 401
Установка фильтра с применением
эрлифта .......................... 403
Глава XV. Опробование скважин и их
производительность .................... 405
Условия притока воды к скважине ... 405
Определение производительности
скважины и понижения уровня 406
Расчет дебита по восстановлению
уровня ........................... 408
Дебит скважины, эксплуатирующей
несколько водоносных горизон-
тов .............................. 409
Взаимодействие скважин............. 411
Влияние на производительность
скважин диаметра фильтра и рас-
положение его в водоносном го-
ризонте .......................... 412
Виды и назначение откачек .... 413
Продолжительность откачки ... 413
Величина понижения ................ 415
Число понижений и их последова-
тельность ........................ 416
Производительность откачки . . . 416
Способы создания нескольких пони-
жений уровня воды различными
водоподъемниками ................. 417
Наблюдения при откачках .... 418
Приборы для измерения уровня
при откачках и способы измере-
ний .............................. £19
Определение величины понижения
без специального прибора ... 420
Определение величины понижения
при помощи манометра при от-
качке эрлифтом.................... 421
Приборы и приспособления для
измерения дебита при откачках 421
Журнал опытной откачки .... 425
Глава XVI. Водоподъемники для вре-
менных откачек и постоянной экс-
плуатации ............................ 427
510
Стр.
Стр.
Штанговые поршневые насосы .... 427
Штанговый насос двойного дей-
ствия ШНД ........................ 428
Насосная лебедка Бурвод-Ш-А 430
Фундамент лебедки ................ 432
Монтаж лебедки на скважине ... 432
Основные правила по уходу и экс-
плуатации ........................ 433
Водоподъемная лебедка ВЛЗМ 434
Краткое описание оборудования . . 434
Описание конструкции.............. 435
Монтаж водоподъемного оборудова-
ния с лебедкой ВЛЗМ............... 436
Обслуживание и технический уход 437
Уход при эксплуатации............. 437
Насосная качалка НК-1............. 437
Агрегат НК-2А для откачки воды
из гидрогеологических скважин 440
Качалка ценная водоподъемная КЦ-8 442
Насосы АТН ....................... 445
Погружные насосы ..................... 456
Электрические погружные насосы ЭЦНВ 456
Электрические погружные насосы ЭПН 461
Основные конструкции узлов агре-
гата ............................. 464
Станция управления СУ-8м с дат-
чиком уровней .................... 464
Монтаж погружного электрона-
соса ЭПН-6 ....................... 466
Установка станции СУ-8м .... 466
Эксплуатация насоса ЭПН-6 ... 466
Насосы типа АПВ и АПВМ .... 468
Основные условия монтажа погруж-
ных насосов ...................... 471
Эрлифт ............................... 473
Оборудование оголовков скважин и па-
вильонов для эксплуатации .... 478
Оборудование оголовков самоизлива-
ющих скважин ......................... 483
Глава XVII. Основные технические тре-
бования к скважинам на воду и
окончательная геолого-техническая
документация ......................... 485
Основные технические требования к сква-
жинам ,............................... 485
Окончательная геолого-техническая до-
кументация ........................... 486
Глава XVIII. Основные положения без-
опасности ............................ 495
Общие положения................ 495
Перемещение, монтаж и демонтаж буро-
вого оборудования............. 49g.
Требования к стальным канатам .... 499
Бурение скважин ....................... 499
Спуск и подъем обсадных труб .... 50©
Цементирование скважин......... 500
Ликвидация аварий ..................... 501
Прочие работы.................. 501
Обслуживание насосов ..... 501
Приготовление промывочного рас-
твора ............................ 502
Вспомогательные механизмы при
бурении .......................... 502
Защитное заземление................. 503
Грозозащита ........................ 503
Погрузочно-разгрузочные работы 504
Меры противопожарной безопас-
ности на буровой ................. 504
Спецодежда и спецобувь.............. 5*А
Ответственность за нарушение пра-
вил техники безопасности на бу-
ровой ...................... . . 505
Список литературы................... 506.