Металдар мен қорытпалардың құрылысы туралы

Бұрғы - металл, ағаш т.б. материалдарды тесуге және дайын тесіктерді кеңейтіп өңдеуге арналған кескіш аспап; жұмысшы белігінде кесуші элементтері бар, ал құйрықшасы станоктың шпинделіне бектіліп, жұмыс атқару үшін одан қозғалыс алатын тесіктерді тесу және кеңейту үшін арналған шыбық түрінде болып келген кесуші құрал.^[1]

Бұрғы білік тәріздес болып келеді, оның жұмыстық бөлігінің ұшында кескіш не калибрлеуіш тетігі болады, ал сабы бұрғылау станогының шпинделіне немесе патронына, қол аспапқа (электр бұрғы, бәрбі, қол бұрғы, т.б.) бекітіледі. Бұрғының негізгі қозғалысы — айналыс және осьтік беріліс. Бұрғы құралымына байланысты винттік (бұрамалы) немесе спиральдібұрғы, түзу жырашықты бұрғы, центрлік бұрғы, т.б. болып ажыратылады. Бұрғы көміртекті, легирленген, жылдам кесетін болаттан жасалады, беті қатты қорытпалардан не композициялы материалдардан жасалған қабаттармен жабылады.

Классификациясы

• Бұрамалы бұрғы (Винтовое сверло) — қ. Спираль бұрғы.
• Бір жақты бұрғы (Сверло одностороннего резания) — бір негізгі кесу жиегі бар бұрғы.
• Көп сатылы бұрғы (Комбинированное ступенчатое сверло) — екі және одан да көп тесіктерді бір уақытта бұрғылауға арналған бұрғы.
• Зеңбіректі бұрғы (Пушечное сверло) — осьпен бірге тікбұрыш құрайтын бір негізгі кесу жиегі бар жартылай цилиндр түріндегі бұрғы.
• Қаурсынды бұрғы (Перовое сверло) — екі кескіш жиегі бар тілімшемен аяқталатын өзек түріндегі бұрғы.
• Айнамалы бұрғы (Вращающееся сверло) — айналмайтын тетікті айналу қозғалысымен өңдейтін бұрғы.
• Айналмайтын бұрғы (Невращающееся сверло) — айналмалы тетікті тек осьтік орын ауыстыру арқылы өндейтін бұрғы.
• Балдақты бұрғы (Кольцевое сверло) — өнделетін материалдың орталық бөлігін өзек түрінде қалдыра отырып, балдақты беттері бойынша жоңқа алатын бұрғы.
• Құрама бұрғы (Сборное сверло) — жекелей жасалған жұмыс бөлігі мен сағадан біріктірілген бүрғы.
• Мылтықты бұрғы (Ружейное сверло) — терең бұрғылауға арналған ұзындығы әр түрлі екі негізгі кесу жиегі, жақсартылған бағыты мен АСС (арнайы салқындату сүйығы) жеткізу тесігі бар бұрғы.
• Спираль бұрғы (Спиральное сверло) — екі кесу жиегі мен жоңқа шығаруға арналған бұрама бунақтары бар бұрғы.
• Тұтас құйылған бұрғы (Монолитное сверло) — тезкескіш болаттан (0,1 — 1,0 мм диаметрлі) немесе қатты қорытпадан (0,6—1,0 мм) тұтас жасалған кіші диаметрлі бұрғы.
• Центрлегіш бұрғы (Центровочное сверло) — стандарт центрлітесіктер оюға арналған жұмыс бөлігі бұрғылағыш жөне үңгігіш бөліктерден тұратын бұрғы.^[2]

 

 

   Бұрғы  бетін материалды тесу немесе  алдын ала тесілген тесіктің  диаметрін үлкейтуге және конустық  тесіктерді тесуге арналған кесу  аспабы.Бұрғының ең көп таралған  түрлеріне спиральді қауырсынды (перол) сақиналы, электрлі және  кешенді (комбинированный) бұрғылар  жатады. Бұрғылардың шығарылу көлемі  аспаптық заводтың барлық шығарылатын  өнімінің 20% құрайды. Бұлардың ең  көп тараған түріне спиральді  бұрғылар жатады. Жасалу дәлдігіне  байланысты бұрғылар жалпы мақсатты  және дәл болып бөлінеді. Бұрғыны  лигерленген 9ХС таңбалы болаттан  Р6М5 және т.б. тез кескіш  болаттан, сонымен қатар ВК6-Н,  ВК8, ВК10-Н таңбалы қатты қорытпамен  жабдықталып жасалады. Бұрғы 1-жұмыс  бөлігін 2-жұмыс бөлігіне кіретін  кесу бөлігі; 3-мойынша; 4-құйрықша; 5-поводок.

Қиын өңделетін материалды тескенде көп жағдайда ВК қатты қорытпалы  пластинасы бар бұрғыларды қолданады. Сондықтан мұндай бұрғылар ішінен салқындатқыш сұйықтық өту арқылы суытылады. Мұндай бұрғылардың тістерінде, қауырсындарында  сұйықтық өту тесіктерді бұрғыларды және олар құйрықшада жалғасады. Құйрықша 12МПа (12 л/мин) қысыммен сұйықтықты кесу қырына жеткізіп тұратын арнайы патронға бекітіліп отырады.

Қауырсынды бұрғылардың  конструкциясы жасалуы өте қарапайым  қауырсынды бұрғылардың ұшы жүзделген  пластиналардан тұрады. Бұл бұрғылар диаметрі 0,12-1мм арасындағы кішкентай  тесіктермен диаметрі 80мм артық  үлкен тесіктерді тесуге және жөндеу жұмыстарында қолданылады. Терең осьтік түзу сызықтан ауытқуы аз тесіктерді ұшы оське қатысты ығыстырылған бірқырлы кесу бұрғылармен аламыз. Мұндай ығысу бұрғылау кезінде қарсы конус қалыптастырады. Соның салдарының бұрғының бағыттауыш пластинасы тесіктің бүйір қабырғасына суйемелденуі осьтік түзу сызықтан ауытқудан азайтады.Бұрғылау алдын ала із салынған тескіште немесе кондукторлық төлкеде жүргізіледі. Бұрғының ішіндегі тесік арқылы жұмыс бөлігіне СОТС (майлау салқындатқыш тасымалдатқыш қоспа) жіберу арқылы суытылады және сұйықтық кері жолында канавка арқылы жүріп жоңқаны сыртына шығарады, сонымен қатар диаметрі 80-200мм және одан  да жоғары өтпелі тесіктерді сақиналы бұрғылармен алады. Мұндай бұрғылармен тек сақиналы беттер тесіледі. Ортасындағы тесікте әрі қарай дайындама ретінде қолданылатын стержень қалдырылады.

Центрлі тесіктерін алу үшін центрлеуші кешендендірілген бұрғылар қолданылады. Олардың 2 типі бұрғыларды А және В түрі. А- сақтандыру фаскасы бар, В- фаска жок.

Бұрғылар міндетімен құрылысына байланысты келесі түрге бөледі. Серіппелі, қауырсынды, терең бұрылатын, центрлейтін, берік қоспалы, пластинкалы т.б. Серіппелі бұрғылар ең кеңінен тараған. Терең (ұзындығы бес диаметрден жоғары) тесіктерді бұрғылауға арнайы бұрғыларды қолданады. Берік қоспалы пластинкалы бұрғылар төзімді, жұмысы тиімді болып келеді. Олардың жырғалары тіке бұрандалы немесе еңкіш болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бұрғы қондырғысының  құрылысы 

Алдында біз скважинаны бұрғылау – жер бетінде скважинаны құру мақсатында берілген кеңістік интервалында жынысты бұзу процесі екенін белгіледік.

Бірақ бұл нәтижеге процеске бір тапсырмамен функционалды байланысқан  және бір комплекс – бұрғы қондырғысын  технологиялық құрайтын арнайы жабдықты енгізу арқылы жету мүмкін.

Қазіргі заманғы бұрғы  қондырғысының құрамына келесі жабдықтар  кіреді.

Мұнара жүккөтергіш құрылғы  болып табылады, сол үщін арнайы тальдік жүйемен жабдықталады. Оның ішіне кранблок, тальдік блок, ілмек  және металл қанат кіреді. Кранблок және тальдік блок – орын ауыстырмайтын  және орын ауыстыратын шкивтер жүйесі, олар арқылы канат жүргізілген. Бірінші  соңы канаттың қозғалмастай бекітілген, екіншісі лебедка барабанына бекітілген. Тальдік жүйенің жұмысы белгілі  механика ережесіне негізделген: блок көмегімен жүкті көтергенде күштегі  ұтыс ұзындық(қашықтық) ұтылысына тең. Берілген жағдайда бізді күштегі  ұтыс қызықтырады, өйткені көп мөлшерлі массалы жүкті көтеру көп қуат шығынын талап етеді. Тальдік  блокқа скважинаға түсірілетін немесе одан көтерілетін жүк ілінетін ілмек  бекітіледі. Көп жағдайларда бұл  – бұрғы құбырлары колоннасы, ең төменгі жағына қашау бекітіледі. Лебедка – тальдік қанаттың бос (жүрісті) соңын орап байлауға арналған және сол есебінен түсіріп-көтеру операцияларын (ТКО) орындауға арналған механизм. Лебедка басты түйіні – барабан, оған айналмалы қозғалысты арнайы жетек  береді. Барабан айналуының жылдамдығы пневматикалық немесе қол тежеуішімен  реттеледі.

Ротор – скважинаны бұрғылау кезінде құбырлар айналуын, сонымен  қатар олардың бұрап бекітілуі  мен босатылуын қамтамасыз ететін механизм. Подшипниктерінде айналмалы үстел  орналасқан корпустан тұрады. Үстелдің бұрғы колоннасының бірінші құбыры салынатын және квадраттық тілуі  бар квадрат формалы тесігі бар. Құбырдың осындай конструкциясы  үстелмен сенімді байланысын қамтамасыз етеді. Үстелдің айналуы шестерняның  конустық жұбы арқылы іске асады, жұптардың  біреуі – жетектің кардандық валымен, екіншісі үстелмен байланысқан.

Сорап – бұрғылау процесінде скважинаға жуу сұйығын беруін іске асырытын гидравликалық машина. Бұл  кезде келесі мақсаттарға қол  жеткізіледі: сұйықтың тамшы күші қашау  облысында жынысқа әсер етеді, бұл  жыныстың бұзылуын іске асырады; бұрғыланған жыныс сұйық тамшысымен ұсталып жер бетіне шығарылады. Жуу сұйығы ретінде әр түрлі шарбақшалары бар су және глина ерітіндісі пайдаланылады.

Сорап екі түйіннен тұрады: гидравликалық және механикалық. Гидравликалық  тұйінге поршеннің ілгері-кейінді  қозғалысы орындалатын екі цилиндр  кіреді. Цилиндрлерде орналасқан клапандар  сұйықтың кезекті түсуі мен шығарылуын қамтамасыз етеді, ал ауа қақпағы  сұйықты берудің пульсациялық мінездемесін тегістейді.

Поршеньнің орын ауыстыруын кривошип-шатунды механизмімен редуктор болып табылатын механикалық  түйін қамтамасыз етеді. Соңғы поршеньнің айналмалы қозғалысын ілгері-кейінді  қозғалысына түрлендіреді. Механикалық  түйіннің ішіне шкив, кривошип (коленвал), шатун, крейцкопф кіреді.

Крейцкопф шатуннан поршень  штогына қатал поршень осі  бойымен күшеюді беруді қамтамасыз етеді.

Сорап қауіпсіздік мақсатында міндетті түрде айдаушыы құбырда  бекітілген және сорап пен құбырда  қиын қыстаудан  жоғары қысымның пайда болуын алдын алатын қорғаныш клапанымен жинақталуы керек.

Вертлюг – бұрғы құбырларының айналу процесінде клонна арқылы қашауға  жуу сұйығының берілісін қамтамасыз ететін түйін. Осы мақсат үшін вертлюг  екі бөлікпен орындалған: қозғалмалы және қозғалмайтын. Қозғалмайтын бөлігі бұрғы шлангасы көмегімен стоякқа  қосылған, оның бойымен жуу сұйығы беріледі, ал қозғалмалысы – квадрат  арқылы айналмалы бұрғы колоннасымен.

Жуу сұйығын тазарту жүйесі скважинадан шығатын бұрғыланған  жыныстар бөліктері мен басқада  қоспаларды таситын жуу сұйығын  тазалау үшін және сұйықты қайтадан пайдалануға дайындау үшін арналған.

Жүйе сұйықты бұрғыланған  жыныстардан тазарту үшін арнайы штолармен, газды бөлу үшін дегазаторлармен, тазаланған сұйықты жинау үшін сыйымдылықпен  жинақталады.

 

Бұрғы коронкасы — соғылып бұрылу тәсілімен бұрғылау барысында ұңғы (шпур) түбінің бетіне тікелей әсер ететін және оны қопарып бұзатын бұрғының алмалы-салмалы бөлігі. Бұрғы коронкасының жұқа болаттан немесе берік қоспа пластинкамен жабдықталады. Бұрғы коронкасы пішіні көбінесе қашау және айқаспа түрінде де жиі кездеседі. Ол бұрғы бұранда немесе конус арқылы бекітілед

 

 

 

Бұрғылау - бұрғы жәрдемімен тұтас материалдың жоңқасын жонып алу жолымен бітелмеген немесе бітеу цилиндрлік тесік тесу процесі; тау жыныстарын бұзу арқылы қимасы дөңгелек болатын кен қазбасын жасау процесі.

Геологияда 

Жер қыртысын геологиялық зерттеу, кен орындарын іздеу және барлау, жер астынан қатты, сұйық және газ күйіндегі түрлі кен байлықтарды алу, батпақты жерлерді құрғату, жер астыкоммуникацияларын жүргізу, т.б. көптеген жұмыстар Бұрғылау арқылы іске асырылады. Ұңғыма Бұрғылау кезінде тау жыныстарын бұзып қопарудың қазір қолданылып жүрген тәсілдері негізінен екі түрге бөлінеді. Оның біріншісі — бұрғылау аспабының тікелей әсер етуі арқылы тау жыныстарын бұзып қопаратын механикалық әдіс, ал екінші тәсіл бойынша тау жыныстары әр түрлі физикалық (термиялық, ультрадыбыстық, т.б.) әсерлер арқылы бұзылады. Бұрғылаудың механикалық әдісі айналдыра бұрғылау және соққылап бұрғылау болып екіге бөлінеді. Бұрғылау аспабының түріне (шнекті, штангалы, алмасты, тісті доңғалақты, т.б.), бұрғылау машинасының түріне (перфораторлы, пневмосоққылы, турбиналы, т.б.), сондай-ақ, ұңғыма қазудың тәсіліне (көлбеу, тармақты, т.б.) қарай Бұрғылау бірнеше түрге бөледі. Тау жыныстарына физикалық әсер арқылы Бұрғылау тәсілдерінің ішінде термиялық Бұрғылау кең тараған. Қопарып Бұрғылау тәсілін өндіріске енгізу қолға алына бастады. Бұрғылаудың техникалық жабдықтары негізінен бұрғылау қондырғылары мен тау жынысын бұзып қопаратын аспаптардан тұрады. Ал ұңғыма Бұрғылау жұмыстары кенжардағы (забой) тау жыныстарын талқандау, бұзылған жыныстарды сыртқа шығару, орнықсыз (опырылмалы) ұңғыма қабырғаларын бекіту сияқты процестерден құралады. Талқандалған тау жыныстарын ұңғыма кенжарынан үздіксіз сыртқа шығарып тұрмаса бұрғылау жылдамдығы бәсеңдеп, тіпті тоқтап қалуы да мүмкін. Сондықтан бұрғылау кезінде бөлінетін ұнтақтардан тазалау үшін ұңғыманы сумен, балшық ерітінділерімен үнемі жуып немесе сығылған ауамен үрлеп тұрады. Орнықсыз жыныстарды Бұрғылау кезінде ұңғыма қабырғасын опырылудан сақтау үшін әр түрлі әдістер (арнаулы ерітінді, жылдам қатаятын қоспа,цемент) қолданылады.

 

Екінші оқпанды бұрғылау 

Өнімді горизонттарды берілген координаттарға сәйкес тесіп өту (егер ұңғыманың бірінші оқпаны бұл талапты техникалық себептермен қанағаттандыра алмаған жағдайда) немесе ұңғыманы қойнауқаттың азырақ сорғытылған екінші бөлігіне бұру мақсатында ұңғыманың басты оқпанымен қатар қосымша оқпан қалыптастырылуымен сипатталатын бұрғылау жұмыстары.^[4]

Терең бұрғылау 

Қалыптасқан тәжрибеге сәйкес, терендігі 4500-6000 м аралығында болатын бұрғылау ұңғымаларын жасақтау терең бұрғылауға жатады. XX ғасырдың соңғы ширегінде жүзеге асырылған тереңдігі 8000 м-ге, тіпті одан да астам тереңдіктерге (ең терең ұңғыма тереңдігі 12 мың м-ден астам) шейін бұрғылау шаралары "өте терең бұрғылау" деген сөз тіркесі арқылы беріліп жүр.

 

Карталық бұрғылау 

Геологиялық-құрылымдық түсіру шараларын табысты жүзеге асыру, яғни масштабы 1:200000 және 1:50000 геологиялық карталарды дайындау мақсатында жүргізілетін онша терең емес бұрғылау ұңғымаларын (100-150 ж-ге дейін) жасақтау шаралары. Әдетте түп таужыныстар борпылдақ шөгінділердің қалың қабатымен көмкерілген аудандарда сол қабатты тесіп өту үшін, немесе жасырын кенді денелер мен шашылым кен орындарын іздеу мақсатында жүргізіледі.

Құбырлы бұрғылау 

Бұрғылау барысында бүкіл ұңғымаға тиесілі таужыныстар түгелімен емес, тек сол ұңғыма шеңбері бойымен ғана уатылатын бұрғылау түрі. Пытыра, победитті немесе алмасты бұрғылау тасқашауы көмегімен жүргізіледі. Құбырлы бұрғылау нәтижесінде тесіліп өтілген таужыныс қабаттарының кәдуілгі бағанға ұқсайтын "бұрғылау тасбағаны "деп аталатын үлгісі бұрғылау құбырының ішінде бөлшектенеді де, ол жер бетіне көтеріліп алынады.

Бұталы  бұрғылау 

Өнімді қойнауқаттарды тесіп өту  мақсатында шағын ғана аумақта (үйінді тасбөгетте, эстакадада, т.с.с.) орналастырылған бұрғылау ұңғымасынан бір ғана тік бағытталған, бірнеше еңіс бағытталған ұңғыма оқпандарын рет-ретімен бұрғылау. Мұндай ұңғыма түрлері бұрғылау өңірінің бірнеше ұңғымаларды әр түрлі нүктелерде орналастыруда қиындықтар туындаған, яғни бұрғылау жұмыстарын су айдыны бетінде, батпақты жерлерде, т.с.с. жүргізу керек болған жағдайда, немесе қоршаған ортаны тиімдірек қорғау мақсатында, кенорынды өндірістік жабдықтау және игеру істеріне деген қаржы мен уақытты үнемдеу мақсатында қолданылады.