CC BY
22
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО-Том 81 ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА , 1955 г.
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ ИР! БУРЕНИЙ ^ МЕЛКИХ СКВАЖИН 1 МЯГКИХ И РЫХЛЫХ ПОРОДАХ
С, С. СУЛАКШИН
Таблица 1
Тип буровой установки Общее время, затрачиваемое на монтаж, демонтаж и перевозку оборудования
час в % к смене
Станок БС-16, смонтированный на автоприцепе (при безнасосном бурении) 1,2 15,3
Станок К/Ж—2М—300, смонтированный на санях, с деревянным копром и приводом от электродвигателя (при безнасосном бурении) 2,9 37,0
Станок КА—2М—300, смонтированный на автомашине с приводом от ходового двигателя через задний мост автомашины, с легкой мачтой (ПСК-300, при бурении с промывкой) 4,0-8,0 50,0—100,0
Станок ЗИВ-75, устанавливаемый на ряжах с приводом от дизеля, с деревянным копром (без циркуляционной системы] 23,0 287,0
это время значительно меньше, чем предусмотрено едиными типовыми нормами. Так как работы по монтажу ведутся только днем, время, затрачиваемое при этом, занимает ненормально большой удельный вес (до 31 °/0 от общего времени на проходку одной скважины фиг. 1), что резко снижает производительность агрегата.
'Фиг. 1. Диаграмма распределения рабочего временя при бурении станком ЗИВ-75 (в процентах).
1—время, затраченное на бурение; ~
2—время на спуско-подъемные операции; 3—время на чистку скважины; 4—время на монтажно-демонтажные
операции и перевозку
3 ?
Следует отметить, что перестановка станка БС-16 в том виде, как он выпускался с завода, отнимала также почти целую смену, так как станок при этом необходимо было погрузить на машину, перевезти, сгрузить и установить, что можно делать только днем и при одновременной работе 7—8 человек.
Даже при работе на самоходном буровом агрегате ПСК-300 перестановка отнимала много времени, что объясняется главным образом необходимостью вывешивания заднего моста. Поэтому на монтажно-демонтажные работы
затрачивалось все-таки в среднем от 6 до 12% от общего времени проходки скважин.
Приведенные цифры подтверждают ненормальное распределение рабочего времени при проходке мелких скважин, особенно когда используются станки, ¡предназначенные для стационарного бурения.
В целях сокращения времени на монтажно-демонтажные работы при бурении мелких скважин обычно прибегают к монтажу бурового оборудования на санях или тележках. При этом необходимо сооружать быстро устанавливаемую мачту, что часто не под силу буровым партиям. Поэтому* копер все-таки при перевозках приходится ронять и поднимать на новой, точке.
Фиг. 2. Агрегат КА-2М-300, смонтированный на санях.
I
При бурении скважин в районе изыскательских работ под Сталинградскую ГЭС использовались станки КА-2М-300, смонтированные на санях (фиг. 2), легко перевозимых трактором.
Фиг. 3. Схема передвижки бурового копра в рабочем положении.
Трехногие буровые копры в этом случае перевозили без разборки довольно оригинальным способом. Ноги копра связывались тросом (фиг. 3), концы которого прикреплялись к трактору. Так в рабочем положении копер и перевозился (фиг. 4а, б). Этому, правда, способствовала ровная песчаная поверхность острова, на котором производилось бурение.
Скорость движения трактора с копром была около 4 км час.
По такому же пути пошли буровики ¿ругой партии, сделавшие первый опыт перевозки бурового копра в рабочем положении летом 1953 г. (фиг. ёа, б).
г^гявШй
ЧИ^И. ......
- ' ' ' -
Фиг. 4а. Перевозка борового копр > трактором
Такой способ перевозки оборудования исключает время, необходимое на монтажно-демонтажные работы, т. е. не требует сборки и разборки буровых установок.
Фиг. 46. Перевозка бурового копра трактором
Отсюда видно, что создание легко устанавливаемых на точке и легко перевозимых буровых агрегатов значительно повысит производительность мелкого бурения в мягких и рыхлых породах за счет повышения коэффициента полезной работы бурового оборудования на 20—25°/0.
Фиг. 5а. Перевозка бурового копра трактором
Фиг. 56. Установка перевезенного копра в неразобранном виде на точке
Здесь следует отметить, что бурение мелких скважин происходит часто в местах с пересеченным рельефом и в условиях бездорожья. В таких случаях необходимо готовить рабочее место заблаговременно, а буровая установка должна быть самоходной с хорошей проходимостью: на гусеничном ходу или на автомашинах-вездеходах.
Бурение мелких скважин в мягких и рыхлых породах и связанные с ним вспомогательные операции
В вопросе повышения производительности работ еще более существенны.м является рациональное использование рабочего времени в процессе бурения скважин. Все операции, выполняемые при этом, слагаются из следующих основных элементов:
а) подготовка к работе; б) сборка снаряда; в) спуск снаряда; г) продвижение к забою; д) чистое бурение; е) перекрепление патрона (перехват шпинделя); ж) наращивание штанг; з) подъем снаряда и) извлечение керна; к) прочие операции, сопровождающие бурение скважин.
Полученные хронометражные данные показывают, что основное количество времени в смене и в рейсе затрачивается весьма нерационально на сиуско-подъемные операции, на сборку снаряда и извлечение керна, на .перекрепление патрона и наращивание штанг (фиг. 6, 7, 8). Причем, чем быстрее механическая скорость бурения и чем меньше проходка на рейс, тем больший процент времени приходится на эти операции. Время чистого бурения составляет лишь незначительную часть (фиг. 9).
При правильной организации работ из бурового _ цикла могут быть исключены почти полностью такие операции, как сборка снаряда и извлечение керна за счет применения двух снарядов, что высвободит в рейсе и в смене от 10 до 18% рабочего времени.
Время, затрачиваемое на спуско-подъемные операции, можно сократить несколькими путями. Для большей ясности рассмотрим, из каких элементов -состоит процесс спуска и подъема штанг.
Основными элементами при спуске являются следующие:
1) одевание элеватора (фарштуля) на свечу (штангу);
2) поднимание свечи (штанги) при помощи лебедки станка (подвешивание над устьем скважины);
3) присоединение (навинчивание) поднятой свечи (штанги) к инструменту;
4) спуск колонны на длину свечи (штанги);
5) подвешивание инструмента на вилку;
б) отсоединение элеватора;
7) подтягивание элеватора к штанге (если свечи лежат) или подъем элеватора (если свечи стоят).
При подъеме инструмента процесс протекает в несколько ином порядке. Особенно много времени и труда в этом случае затрачивается на развинчивание штанг. Время выполнения большей части этих элементов зависит, прежде- всего, от квалификации бурового персонала. С другой стороны, скорость подъема зависит от длины свечей и скорости навивки каната на ■барабан лебедки. То и другое связано с конструктивными особенностями станка.
Необходимо отметить, что в экспедициях и партиях редко бывают штанги стандартной длины. Даже если такие и приходят с завода, то через •некоторое время работы они перенарезаются и быстро теряют свою стандартную длину. Поэтому, особенно учитывая частые подъемы снаряда, рационально иметь мачту, позволяющую поднимать свечи длиной до 9 метров. Такая высота мачты, кроме того, позволит увеличить скорость навивки каната на барабан лебедки.
Фиг. 6. Диаграмма распределения рабочего времени в смене при работе станком
БС-16 (в процентах) ✓
1—время, затраченное на чистое бурение;
2—время на спуско-подъемные" операции;
3—Бремя на сборку инструмента; 4—время на извлечение керна; 5—время на подготовку к работе; 6—простои
Фиг. 7. Диаграмма распределения рабочего времени в смене при бурении станком ЗИВ-75 (в процентах).
1—время, затраченное на чистое бурение; 2—время на спуско-подъемные операции; 3—время на вспомогательные операции; 4—время на подготовку к работе; 5—время на чистку скважины; б—простои
1 Фиг. 8. Диаграмма распределения рабочего времени в рейсе при бурений станком ЗИВ-75 (в процентах),
1 —время, затраченное на чистое бурение; 2—время на спуско-подъемные операции; 3—время на подготовку к работе; 4—время на сборку снаряда к забою
патрона штанг; 8
5—время на продвижение
6—время на перекрепление
7—время на наращивание —время на извлечение керна; 9—прочие операции
Необходимо учитывать, что в спуско-подъемных операциях половина машинного времени затрачивается на спуск или подъем элеватора—так: называемый холостой ход. Видимо, и здесь есть возможность рационализировать процесс, исключив из рабочего цикла совершенно непроизводительный элемент—подтягивание элеватора к штанге.
Фиг. 9. Диаграмма распределения рабочего времени при бурении станком БС-16:
а—при бурении колонковым способом с промывкой в породах П-У1 категорий; б—при бурении змеевиком скважин глубиной 10 м в породах 1-11 категорий; в—при бурении змеевиком скважин глубиной до 36 м в породах 1-И категорий.
1—время, затраченное на чистое бурение; 2—время на подготовку к работе; 3—время на сборку снаряда; 4—время на спуск и подьем снаряда; 5—время на продвижение снаряда к забою; 6—время на наращивание штанг; 7—время на включение и выключение принудительной подачи; 8—время на извлечение керна; 9^-прочие операции
При бурении мелких скважин этот вопрос, очевидно, можно разрешить путем применения двухбарабанного подъема, при работе двумя канатам» и двумя элеваторами. В схеме, предлагаемой нами, это будет выглядеть следующим образом (фиг. 10).
Буровая установка имеет реверсивную лебедку 1. Два каната 2, переброшенные через два ролика 3, наматываются на барабан лебедки с разных сторон. Канаты снабжены грузами 4, обеспечивающими свободный спуск элеватора 5.
При спуско-подъемных операциях работают три человека: сменный мастер, сидящий у лебедки на сидении 6, младший рабочий—у устья скважины, и старший рабочий, исполняющий обязанность квалифицированного моториста и помогающий при спуско-подъемных операциях.
При осуществлении спуска или подъема инструмента по этой схеме работают два элеватора. Когда один элеватор идет вверх при подъеме снаряда, как это изображено на фигуре, второй с отвинченной свечой 7, опускается книзу, свеча отводится и укладывается на козлы. Поднятая из скважины очередная свеча отвинчивается вторым рабочим. При этом процесс отвинчивания штанг также должен быть механизирован, что легко осуществимо при применении ротора. Далее, второй элеватор одевается на конец штанги, подвешенной на вилке 8, и процесс повторяется, но лебедка при этом вращается уже в обратную сторону.
Для предупреждения аварий, которые могут происходить из-за переподъема свечей, особенно при работе на больших скоростях, подъемное устройство должно быть снабжено предохранительным приспособлением» своевременно выключающим лебедку.
1} четкое снабжение буровых вышек всеми необходимыми материалами, причем этим должны заниматься лица, не принимающие непосредственного участия в производстве буровых работ;
2) четкую работу мехмастерской (лучше передвижной), обеспечивающей ремонт бурового оборудования в любое время (при трехсменной работе);:
3) постоянную связь базы с буровыми точками (при сильной разбросанности последних).
Итак, анализ распределения рабочего времени,сделанный нами, подтверждает, что улучшение организации бурения мелких скважин в мягких и рыхлых породах может происходить, во-первых, за счет рационального использования рабочего времени и, во-вторых, за счет создания рационального бурового оборудования.
По предварительным данным, это увеличит время, затрачиваемое непосредственно на бурение, более чем до 70%, (вместо 20—30), что повысит производительность буровых работ не менее, чем в два раза.
