қашау түрлері

 

  Кіріспе

 

        Тау жынысын бұзушы аспаптар  негізгі атқаратын міндеттеріне  қарай  үш торпқа бөлінеді:

• ұңғыма түбін тұтастай бұрғылауға арналған қашаулар
• ұңғыма түбін айналдыра бұрғылап, тау жынысының үлгісін, керн алу үшін қолданылатын бұрғы ұштары, коронкалар
• арнайы аспаптар  (найза тәрізді қашаулар, фрезерлер, калибраторлар, кеңейткіштер).

Бірінші және екінші топ  қашаулары ұңғыма тереңдігін арттыруға  арналған.  Арнайы аспаптар бұрғыланған  ұңғымада және шегендеу тізбегінде қосымша  жұмыстар атқару үшін қажет. Қашаулар арналуына, құрылысына, түріне тәуелсіз шартты диметрленеді.

Жуу қондырғысы құрылымы мен жуу сұйықтығы ағынының гидравликалық  қуатын пайдалану тәсіліне қарай  қашаулар ағынды (гидромониторлы)  және қарапайым болып бөлінеді. Гидромониторлы қашауларда жуу сұйықтығы ұңғыма түбін тазартады және тау жынысын жұмсартады, яғни гидромониторлық эффект алуға болады. Ал қарапайым қашауларда жуу сұйықтығы жуу саңылаулары арқылы өтіп, шарошкаларды (қалақшаларды) шайып, түпке жартылай жетеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ұңғыма түбін тұтастай бұрғылауға арналған қалақшалы қашау

Қалақшалы қашаулар құрылымы және қатты қорытпалармен жасақталуына  қарай түрпілі жұмсақ және қаттылығы  орташа тау жыныстарын, цемент тығындарын, шегендеу тізбегінің төменгі бөлігіндегі  метал бөлшектерді бұрғылауға және ұңғыма оқпанын кеңейтуге арналған.

Келесідей қалақшалы  қашаулар қолданылады:

• екі қалақшалы  2Л  диаметрі 76,0...165,1мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым;
• үш қалақшалы  3Л диаметрі 120,6...469,9мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым және гидромониторлы;
• үш қалақшалы қажап-кесуші 3ИР диаметрі  190,5...269,9мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым және гидромониторлы;
• алты қалақшалы қажап-кесуші 6ИР диаметрі 76,0...269,9мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым және гидромониторлы;
• П тәрізді диаметрі 98,4...444,5мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым.

1 – сурет. Қалақшалы  қашау

1 – тұрық, 2 - қалақша, 

3 – пластина, 4 - штырь    
Қалақшалы қашаулардың төмендегідей түрлері (П тәріздестен басқа) шығарылады:

М – жұмсақ жыныстарды бұрғылау үшін

МС – жұмсақ және орташа жыныстарды бұрғылау үшін

МСЗ – жұмсақ түрпілі және орташа жыныстарды бұрғылау үшін

С – қаттылығы орташа жыныстарды бұрғылау үшін

П тәріздес қашаудың екі түрі шығарылады:

Ц - цемент тығындарын және шегендеу тізбегінің төменгі бөлігіндегі метал бөлшектерді бұрғылау үшін

Р – ұңғыма оқпанын кеңейту үшін.

Алты қалақшалы 6ИР қашаудың үш қалақшасының биіктігі қалыпты, ал үшеуінікі – қысқартылған болып  келеді. Жуу қалақшалар арасында орналасқан үш канал арқылы жүзеге асады. Қалақшалы  қашаулар  гидравликалық түптік қозғалтқыштармен және элетробұрғымен қолданылмайды, себебі қашауды айналдыру үшін үлкен айналдыру моменті қажет.

 

 

Ұңғыма түбін  тұтастай бұрғылауға арналған шарошкалы  қашаулар

Мұнай, газ ұңғымаларын  бұрғылауда негізінен шарошкалы  қашаулар қолданылады. Олар шарошка санына қарай бір, екі, үш, төрт және көп шарошкалы болып бөлінеді. Негізінен үш шарошкалы қашаулар қолданылады. Жалпы шарошкалы қашаулар тау жыныстарының механикалық және түрпілік қасиеттеріне байланысты он үш түрге топталады.

МЕСТ 20692-75 «Шарошкалы қашаулар»  бойынша шарошкалы қашаулар диаметрі 46...508мм-ге дейінгі өлшемде 39 түрі шығарылады. Жуу  желісі мен үрлеу каналдарының құрылысы мен орналасуына қарай  қашаулар келесідей жасалады: Ц –  ортадан жуу; Г – бүйірден жуу; П – ортадан үрлеу; ПГ – бүйірден үрлеу.    Шарошка тіректері дайындалады: В – тербеліс подшипнигі, Н – сырғанау подшипнигі. У - шарошка тіректері саңылаусыздандырылған.

2 – сурет. Бір шарошкалы  қашау

               1 – қалақ, 2 – шарошка, 

               3, 5 – шариктер, 4 – саусақ,

               6 –  қатты қорытпалы тіс

 
Қазіргі кезде шығарылатын бұрғы  қашаулары шифрына мынадай мәліметтер жазылады:

1. Қашаудың шарошка саны (І, ІІ және ІІІ);
2. Қашау диаметрі;
3. Шарошка жасақтарының дайындалуы бойынша (М, МС, МСЗ, т.б.) қашау түрлері
4. Жуу немесе үрлеу каналдарының орналасуы бойынша қашау түрлері;
5. Шарошка тіректерінің конструкциялық ерекшеліктеріне қарай қашау түрлері.

 

 

Алмазды қашаулар және синтетикалық поликристалды алмазбен армирленген қашаулар

Алмазды қашаулар тік  және көлбете-бағытталған ұңғымаларда  құмтас, доломит, әктас қабаттарын бұрғылау барысында, шарошкалы қашауларды пайдалану  тиімділігі күрт төмендейтіндіктен, қолданылады. Алмазды қашауларды дұрыс қолдану  қамтамасыз етеді:

• бұрғылаудың жоғары рейстік жылдамдығын;
• көтеріп-түсіру операциясының санының азаюн;
• қаражатты үнемдеуді;
• тік ұңғыма бұрғылау кезінде қисаю шамасының төмендеуін.

Алмазды қашау қалақшалы  қашау сияқты, өздігінен қозғалатын бөлшектері жоқ.  Ол  алмаз орналасатын  қатты материалдан жасалған матрицадан және болат тұрықтан тұрады.

Алмазды қашаулар диаметрі 91,4...391,3мм аралығында екі модификацияда  дайындалады:

• бір қабатты, алмаз түйіршіктері матрица берінде белгілі бір сұлбамен орналастырылады; түрлері – радиалды ДР, сатылы ДТ және шар тәрізді шығыңқысы бар сатылы ДК. 
• импергнирленген, матрица материалы көлеміне ұсақ алмаз түйіршіктері біркелкі орналастырылған;  түрі – шар тәрізді шығыңқысы бар ДИ.

Алмазды қашаулардың  роторлықпен салыстырғанда түптік қозғалтқышпен бұрғылағанда  қашаудың бірдеу өтімділігінде механикалық жылдамдығы жоғары болады. Алмазды қашаумен бұрғылау 200...250сағ  үзіліссіз жүруі мүмкін. Алмазды қашаумен жарықшақты, кавернді, қаттылығы әртүрлі жыныстарды бұрғылауға болмайды. Ұңғыманы алмазды қашаумен бұрғылар алдында, ұңғыма оқпаны калибрленеді және түбі метал бөлшектерден тазартылады.

Алмазды қашауды бұрғылау жұмыстарында алмазды қашаудың диаметрі ұңғыма оқпаны диаметрінен кіші болған жағдайда ғана қолдануға рұқсат етіледі. Қашау алмаздың 40%-ынан айырылғанда, алмазды қашау тозған болып саналады.

Алмазды қашаулардың  сәтті қолданылуы қатты қорытпалы  қашаулардың конструкциясын ойлап  шығаруға мүмкіндік берді. Осылайша ИСМ типті аса қатты материал славутичтен қашау жасалынды. Бұндай қашаулар 1967ж бастап қолданылды.

1977ж бастап мұнай  және газ ұңғымаларын бұрғылау  барысында шет елде стратапакс  қашаулары кең қолданысқа ие  болды. Стратапакс - синтетикалық  поликристалды алмазбен армирленген  қашау. Бұндай  қашаулар жұмсақ  және қаттылығы орташа тау  жыныстарын бұрғылауға арналған.  Бөл жағдайда механикалық бұрғылау жылдамдығы артады, энергетикалық шығын алмазды немесе үш шарошкалы қашаумен салыстырғанда төмен болады.

 

Колонкалық  бұрғылау снарядтары және бұрғы ұштары

Барлық колонкалық бұрғылауға арналған снарядтар келесідей негізгі бөлшектерден тұрады:

• алынатын керн жанын бұрғылауға арналған бұрғы ұшы;
• сыртқы тұрық;
• кернді сақтауға және жоғарыға алып шығуға арналған ішкі колонкалық құбыр;
• керн ұстағыш;

Колонкалық бұрғылауға арналған снарядтар (керн қабылдағыштар) қолданылу принципіне қарай шешілмейтін (тұрақты) және  шешілетін колонкалық құбыр болып бөлінеді.

 

Арнайы қашаулар

Кеңейткіштер ұңғыма оқпанының диаметрін кеңейту  үшін және бұрғылау үрдісінде бұрғылау аспабын центрлеу үшін қолданылады.

Кеңейткіштер жұмысшы органдарының формасына (шарошкалы, қалақшалы), олардың бекітілуіне (қатты бекітілген, қозғалатын және жинақталатын), санына қарай классификацияланады.

Қазіргі таңда шарошкалы  және қалақшалы кеңейткіштер қолданылады. Ең көп қолданылатыны – үш шарошкалы кеңейткіш. Шарошкалар бір-бірімен 120⁰ бұрыш жасап, тұрыққа орналасқан. Үш шарошкалы кеңейткіштер диаметрі 243, 269, 295, 346, 394 және 445мм болып шығарылады. 

3 – сурет. Үш шарошкалы  кеңейткіш

1 – тұрық, 2 – сақина,

3 – шпонка, 4 – шпилька, 5 – шарошка,

6 – шарошка осі, 

7 – шайба, 8 – «рубашка» 

      Бұдан  басқа төрт, алты қалақшалы, бір  шарошкалы пилотты, қашау үстінде  орналасатын штырлы кеңейткіштер  бар. 

Фрезді қашаулар абразитілігі төмен жыныстарды, цемент көпірлерін және ұңғымадағы металдарды бұрғылау үшін қолданцылады. Қатты қорытпадан жасалған спиральді фрезерлі қашаулар ДФТС түрінде шығарылады.  Бұндай конструкциялы қашаулардың ерекшелігі - қатты қорытпалы пластинкалардың спираль орналасуы.

Ұңғыма түбі бүйірлік және орталық  каналдар арқылы жуылады.