РБК-4 - первая отечественная роботизированная буровая установка, предназначенная для бурения геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые (рис. 1 34).
Рис. 1.34. Буровая установка РБК-4.
Глубина бурения установкой РБК-4 при использовании труб различного
типоразмера: стальных 68 мм - 350 м; ССК-76 - 400 м, стальных 54 мм - 500 м,
ССК-59 и стальных труб 42 мм - 700 м, ЛБТН-54 - 800 м и ЛБТН-42 - 1000
м.
Буровая установка РБК-4 содержит:
- буровой агрегат БА-РБК-4,
имеющий в своем составе систему числового программного управления и промывочный
насос НБ-4-160/63 с плавнорегулируемым гидростатическим приводом и с
насосом-водозабором для жидких добавок к промывочной жидкости, а также
замкнутую циркуляционную систему, имеющую в своем составе емкость с промывочной
жидкостью и блок очистки промывочного раствора от шлама;
- инструментальный
блок БИ-РБК-4 с двумя бортовыми накопителями для бурильных труб, устройствами
для обслуживания колонковых труб и керна, устройствами для измерения и заточки
алмазных коронок, емкостью и нагревателем технической воды, а также стандартными
геофизическими зондами для скважинного каротажа и кабиной оператора.
Блоки
оснащены гидродомкратами с системой автогоризонтирования. Инструментальный блок
на трубной базе может работать независимо от буровой установки. Укрытие -
полужесткое полное.
Буровой агрегат БА-РБК-4 размещен на шасси
полуприцепа тракторного ОЗТП-9554, а блок инструментальный БИ-РБК-4 - на шасси
тракторного прицепа ОЗТП-8572.
Буровая установка может иметь три транспортных
положения: в сцепе друг с другом (цугом), раздельная транспортировка бурового и
инструментального блока, подтаскивание на ограниченное расстояние лебедкой или
гусеничным тягочем и три рабочих положения: продольное (основное), параллельное
со сцепными устройствами в противоположные стороны и без инструментального
блока. Комплекс может транспортироваться трактором ДТ150К, ДТ151 или
«Кировцем».
Технические характеристики и применение
Роботизированная буровая установка выполняет в автоматическом режиме
следующие операции:
- ввод задания;
- ввод технических и технологических
ограничений;
- монтаж комплекса с последующим горизонтированием в течение
всего времени бурения скважин;
- предрейсовое уточнение задания, спуск
колонны бурильных труб;
- постановку снаряда на забой с
определением веса инструмента;
- приработку коронки, углубку с
адаптивным определением режимов;
- наращивание инструмента;
-
прекращение углубки и взятие керна;
- подъем колонны бурильных труб;
-
геофизический каротаж и другие скважинные исследования;
- работу со съемным
керноприемником;
- демонтаж оборудования;
- работу в аварийных
ситуациях;
- определение места и причин выхода из строя оборудования;
-
сбор статистических сведений;
- обмен данными с системой верхнего уровня;
- прием бурильных труб с транспортных средств;
- выгрузку и перегрузку
бурильных труб из одного накопителя в другой;
- контроль внимания оператора;
- обеспечение санкционированного доступа к системе ручного управления;
-
наладку оборудования после ремонтов, поверку измерительной системы.
В процессе бурения скважин измеряется и адаптируется в автоматическом режиме: частота вращения шпинделя вращателя, момент крутящий на шпинделе вращателя, осевое усилие на механизме подачи, скорость перемещения вращателя, текущее положение вращателя, положение инструмента в скважине, путь подъемника от реперной точки, усилие тяги на тросе лебедки ССК, скорость на тросе лебедки ССК, положение керноприемника в скважине, усилие тяги на геофизической лебедке, скорость на геофизической лебедке, положение зонда в скважине, расход промывочной жидкости на прямом и возвратном потоке, давление промывочной жидкости, плотность промывочной жидкости, мощность на приводе, полная мощность, длина бурильной трубы, контроль расходуемых запасов (промывочной жидкости, добавок к промывочной жидкости, бурильных труб, инструмента), ресурс бурового инструмента, прогноз состояния и выдача рекомендаций.
АПС
Наибольший эффект от применения
роботизированных буровых установок может быть получен при эксплуатации в составе
автоматизированной производственной системы (АПС). Основное назначение АПС -
создание замкнутой информационной системы, элементы которой являются источниками
информации и ее потребителями. Система АПС должна обеспечить: получение
качественной информации геологического, технологического и производственного
характера, быструю передачу информации и автоматизированную ее обработку с целью
принятия решений, передачу решений производственным звеньям для
исполнения.
В составе АПС могут
эксплуатироваться буровые станки, оснащенные локальными системами управления и
сбора данных.
АПС состоит из трех
производственных единиц:
а) буровой подсистемы, включающей объединенные в блоке АРМы технолога и диспетчера (блок оснащен радиосвязью и системой передачи цифровой информации; роботизированные буровые комплексы; электронносервисные и гидросервисные средства; трубную базу и склад инструмента; растворный узел;
б) геологической подстанции, включающей: АРМ «Геолог объекта»; автоматизированное кернохранилище; блок для проведения экспресс-анализов, блок пробоподготовки и аналитический блок;
в) хозяйственной подсистемы, включающей: АРМ руководителя работ; службы: транспортной, энергетической, ремонтной, инженерного обеспечения района работ, жилья и т. д.
Техническая характеристика роботизированного комплекса приведена в табл. 1.47.
Таблица 1.47. Техническая характеристика роботизированной буровой установки РБК-4
| Параметры | Значения параметров |
| Агрегат буровой БА-РБК-4: а) механизм подачи вид привода |
Гидрофицированный |
|
усилие подъема подачи, кН: вверх вверх при ликвидации аварии вниз скорость подачи, мм/мин длина хода, мм угол наклона, градус |
50 70 25 3-5000 4900 0-90 |
| б) вращатель
тип приводная мощность, кВт частота вращения, об/мин то же при сменных элементах, об/мин максимальный крутящий момент, даН • м то же кратковременно, даН • м диаметр проходного отверстия, мм |
Подвижной гидроприводной 45 10-1500 20-2000 140 175 75 |
| в) вращатель
вспомогательный назначение привод частота вращения, об/мин максимальный крутящий момент, даН • м диаметр проходного отверстия, мм оснащение |
Для колонковых и обсадных труб От основного вращателя 200 400 15 Гидропатрон, гидропатроны для обеспечения наклона при приемке труб с горизонтальной поверхности |
| г) лебедка для съемного
керноприемника вид привода грузоподъемность, даН максимальная скорость навивки троса, м/с |
Гидродвигатель 500 3,5 |
| д) вспомогательные механизмы | Труборазворот низкомоментный;
манипулятор для работы с бурильными трубами |
| е) силовой
блок вид привода мощность привода, кВт напряжение электродвигателя в системах освещения и управления, в |
Электродвигатель 55 24 |
| ж) насос буровой гидроприводной,
тип расход максимальный, л/мин давление, МПа управление расходом |
НБ-4-160/63 с
насосом-дозатором для добавок 160 6,3 Бесступенчатое автоматическое с поддержанием расхода или давления |
| з) лебедка кабельная
геофизическая вид привода грузоподъемность, даН |
Гидродвигатель 500 |
| Блок
инструментальный комплектность |
БИ-РБК-4 Блок накопителей, блок вспомогательный, кабина оператора, блок числового программного управления, база транспортная, укрытие |
| Количество накопителей | 2 |
| Количество труб, размещаемых в
накопителях: диаметр труб: 42, 43 50 54, 55 68, 70 |
264 220 198 112 |
| Маслостанция вспомогательная:
тип мощность привода, кВт давление в системе, МПа расход, дм³/мин |
ПБ2-952-086 4 12,5 0-16 |
