QJ Все-механический ударный инструмент для бурения при бурении

I. Использование и характеристики

　　Вибрационный инструмент QJ-типа полностью механического исполнения — это механическое устройство, используемое для вибрации внутри скважины и извлечения застрявших ключей во время бурения. Он объединяет функции как верхней, так и нижней вибрации, что позволяет ему устранять заедания и другие инциденты, возникающие при бурении. Это предпочтительный вибрационный инструмент для направленного бурения и бурения глубоких скважин.
　　Механический ударный инструмент QJ-типа, полностью выполненный из металлических деталей, устойчив к маслам и кислотным/щелочным жидкостям в диапазоне значений pH от 6 до 12, что делает его пригодным для бурения как в морских, так и на береговых условиях (включая, но не ограничиваясь этим, буровые растворы на основе нефти и цементы в солёной воде). Он способен нормально работать в условиях от -20℃ до 180℃.
　　Вибрационный инструмент для скважин полностью механического типа QJ обладает следующими выдающимися характеристиками:
　　⑴ Поскольку используется полностью механическая конструкция, изменения качества гидравлического масла внутри полости не повлияют на ударные характеристики.
　　⑵ В процессе эксплуатации внутренняя полость не создает высокого давления, что обеспечивает отличную герметичность и значительно продлевает срок службы.
　　⑶ Перед спуском в скважину установите верхний и нижний пределы ударной нагрузки. После начала работы в скважине эти настройки уже не изменяются, что обеспечивает постоянную силу удара.
　　⑷ Благодаря своей уникальной конструкции ударный инструмент более точно передаёт крутящий момент и лучше подходит для бурения наклонных скважин.

II. Структура и принцип работы

　　1. Маркировка продукта

　　2. Структура

　　Структура механического забойного ударного инструмента показана на рисунке 1. Ударный инструмент в основном состоит из верхней муфты, верхней управляющей втулки, средней втулки, нижней управляющей втулки, шлицевой втулки, уплотнительной гайки, шлицевого вала, удлинённого рабочего вала, рабочего вала, рабочей втулки, фрикционной вставки, пружинной трубки I, пружинной трубки II, пружинной трубки III, верхней и нижней регулировочных втулок, верхней и нижней распорных втулок, верхней и нижней центрирующих втулок, а также различных уплотнений.

Рисунок 1

　　3. Принцип работы верхнего удара

　　Установите вибратор в заблокированное положение, затем поднимите буровую колонну. Под воздействием верхней эластичной втулки буровая колонна накапливает энергию и испытывает задержку. Когда ходовой вал движется вверх и достигает заранее установленной нагрузки, блокирующий механизм освобождается, позволяя ходовому валу выскользнуть наружу и ударной поверхности совершить удар вверх, создавая вертикальный импульс. Повторяя этот процесс, инструмент может обеспечить очередной вертикальный импульс.

　　4. Принцип работы ударного воздействия снизу

　　Установите вибратор в заблокированное положение, затем нажмите вниз на буровую колонну. Под действием нижнего эластичного втулочного узла буровая колонна запасает энергию и испытывает задержку. Когда ходовой вал движется вниз и достигает заранее установленной нагрузки, блокирующий механизм освобождается, позволяя ходовому валу выскользнуть наружу. Затем ударная поверхность наносит удар вниз, создавая ударный ход. Повторяя этот процесс, инструмент может обеспечивать дополнительные ударные ходы.

III. Использование и эксплуатация

　　1. Подготовка перед спуском в скважину

　　1.1 После повторной сборки все соединительные резьбы должны быть затянуты до указанных значений крутящего момента, приведённых в Таблице 1. Внутренняя полость должна быть заполнена противоизносным гидравлическим маслом L-HM32. Ударную нагрузку можно регулировать в соответствии с конкретными требованиями скважины, в которой будет использоваться оборудование, и она должна пройти необходимые испытания на земле.

Таблица 1: Момент затяжки ударного инструмента QJ-типа полностью механического бурения при бурении

Единица/кН·м

　　1.2 До входа в скважину глубинный вибратор должен находиться в зафиксированном положении.
　　1.3 Конфигурация буровой колонны должна располагать ударный инструмент в натянутой части буровой колонны, чуть выше её нейтральной точки. Для повышения гибкости буровой колонны и снижения изгибающих напряжений на инструменты к нижней части ударного инструмента необходимо присоединить гибкий шарнир.
　　1.4 Рекомендуемая сборка буровой колонны
　　(← Вниз) Буровой колонный ствол (наружный диаметр не менее наружного диаметра ударного инструмента) + гибкое соединение + полностью механический забойный ударный инструмент типа QJ + утяжелённая бурильная труба (наружный диаметр не более наружного диаметра ударного инструмента) (Вверх →)

　　1.5 После подключения вибратора к вертикальной стойке снимите зажим и храните его надлежащим образом.

　　2. Инструкция по эксплуатации

　　2. 1. При спуске буровой колонны в скважину сначала запустите насос для циркуляции бурового раствора, затем медленно опускайте колонну. Избегайте её прямого падения на дно скважины, что может вызвать «искусственную встряску». Если во время спуска вы столкнётесь с застрявшей трубой, можно активировать ударник, чтобы осуществить верхнюю встряску и освободить трубу.

　　2.2 В ходе нормальной буровой операции ударный инструмент должен находиться в зафиксированном положении и работать под растягивающим напряжением.

　　2.3 Когда происходит застревание бурильной трубы и требуется удар вверх, выполните следующие шаги:

　　2.3.1 Приложите к буровой колонне растягивающее усилие G, направленное вверх, чтобы создать ударное воздействие.

　　Расчёт натяжения G при операциях по подъёму с ударом:

　　Общий метод заключается в том, чтобы к заданной величине верхнего импульсного усилия добавить подвешенный вес бурильной колонны в верхней части ударного устройства. Однако на практике на эту нагрузку влияет множество факторов. С учётом силы трения стенки ствола скважины, сопротивления бурового раствора, эффекта включения насоса и погрешности измерителя веса нагрузку можно рассчитать по следующей формуле:

　　 Направленная скважина:

　　G = G1 - G2 + G3 + G4 + G5 + G6 - G7

　　G —— Восходящее напряжение

　　G1——Исходный подвешенный вес (буровое оборудование в скважине)

　　G2——Масса подвеса буровой колонны ниже вибратора

　　G3——Уровень верхнего удара по земле

　　G4 — Устойчивость к грязи (примерно 50% от силы, направленной вверх)

　　G5 — Трение сопротивление (примерно 10–20% от силы, направленной вверх)

　　G6 — относится к погрешности весовой шкалы.

　　G7 — Сила открытия насоса (G7 = Давление насоса × Площадь открытия насоса; см. таблицу 3 для площади открытия насоса)

　　 Наоки:

　　Незначительное сопротивление:

　　G = G1 - G2 + G3 + G4 + G5 + G6

　　2.3.2 Опустите буровую колонну, чтобы вернуть ударный инструмент в «заблокированное» положение, приложив к нему направленную вниз нагрузку примерно в (G1 - G2 - G3 - G4 - G5 - G6) от 3 до 5 тонн. Во время этого шага можно сделать отметку на бурильной трубе у устья скважины; каждый восходящий удар подтвердит, что ударный инструмент вернулся в «заблокированное» положение.

　　2.4 Когда происходит застревание бурильной трубы и требуется удар по забою, действуйте следующим образом:

　　2.4.1 Оказывайте удар, нажимая вниз на буровую колонну под давлением G.

　　Расчёт давления G′ при операциях с нисходящим потоком:

　　Общий метод: G′ = Прижимная сила на опорную поверхность + Сопротивление грязи + Сопротивление трения + Погрешность датчика веса.

　　2.4.2 Поднимите буровую колонну, приложив вертикальную силу примерно в 1–2 тонны, чтобы вернуть амортизатор в его зафиксированное положение.

IV. Обслуживание и техническое обслуживание

　　 1. Техническое обслуживание и ремонт на месте

　　Когда продолжительность воздействия короткая или умеренная, а количество ударов относительно невысокое, техническое обслуживание и ремонт можно проводить непосредственно на месте, на площадке буровой установки. После извлечения устья скважины с площадки буровой установки промойте внешнюю поверхность ударника и шлам в водных портах, а также очистите зоны масляных уплотнений. Очистите хромированную поверхность шлицевого вала, тщательно высушите её, нанесите антикоррозийное масло, наденьте зажим и установите соответствующие защитные колпачки на оба конца соединителя.

　　 2. Обслуживание трубопроводных станций

　　После длительной эксплуатации в подземных условиях (после 500 часов нормальной работы) или после воздействия сильной ударной нагрузки на трубопроводной станции должна проводиться капитальный ремонт.

　　2.1 Перед проведением обслуживания следует подготовить следующее оборудование, инструменты и принадлежности:

　　⑴ Соответствующие инструменты, такие как цепные плоскогубцы, трубные ключи и разводные ключи, подходящие по размеру для данного инструмента.

　　⑵ Оборудование, такое как краны, стеллажи для демонтажа и монтажа, а также испытательные стенды.

　　⑶ Специальные инструменты, включённые в комплект этого продукта.

　　⑷ Керосин и другие чистящие средства.

　　⑸ Различные необходимые смазки, смазочные масла и противоизносное масло L-HM32.

　　2.2 Разбор вибратора:

　　Перед разборкой тщательно очистите внешний цилиндр, водяные отверстия, масляные пробки, а также большие и малые пробки от накопившегося ила и мусора.

　　b Перед снятием вибратора его следует поместить на испытательный стенд для проверки и сравнения с предыдущей вибрационной нагрузкой, чтобы облегчить техническое обслуживание и замену деталей, изношенных сверх меры.

　　c. Вибратор должен находиться в заблокированном положении, прежде чем его можно будет снять. Если вибратор не находится в заблокированном положении, его следует запустить на испытательном стенде до тех пор, пока он не займет заблокированное положение.

　　d. Ослабьте соединительные нити на внешнем цилиндре на стойке для разборки.

　　e Используйте губки зажима, чтобы надёжно захватить верхнюю управляющую втулку, затем снимите верхний разъём.

　　f Используйте инструмент для снятия/установки терминальной обжимной крышки, чтобы снять терминальную обжимную крышку.

　　г. Вставьте среднюю втулку в зажим и ослабьте верхнюю управляющую втулку. В этот момент масло начнёт вытекать из втулки; соберите гидравлическое масло в емкость (гидравлическое масло можно повторно использовать после отстаивания и фильтрации). Уплотнительный поршень также освободится от выдвинутого рабочего вала и останется внутри верхней управляющей втулки. Снимите верхнюю управляющую втулку.

　　 Примечание: Лучше снять верхнюю регулировочную втулку, чтобы не повредить поршневой зажим.

　　h. Вставьте нижнюю управляющую втулку в зажим, освободите среднюю втулку и снимите стопорное кольцо поршня (на QJ 121 это стопорное кольцо отсутствует). Стопорное кольцо установлено на выдвинутом рабочем валу.

　　i Снимите эластичную втулку.

　　j Удалите направляющую втулку с ходового вала.

　　k Удалите фрикционную втулку и распорную втулку.

　　l Повторно установите среднюю втулку, регулирующую втулку и верхний разъем, а затем присоедините испытательный разъем. Установите шлицевой вал на испытательную стойку и растяните его до максимального удлинения. Затем снимите верхний разъем, затем регулирующую втулку и, наконец, среднюю втулку. В завершение снимите фрикционные скользящие элементы.

　　m Удалите направляющую втулку.

　　n Снимите эластичную втулку.

　　Зажмите шлицевую втулку в тисках, ослабьте крепёжную гайку и снимите нижнюю регулировочную втулку.

　　p Ослабьте контргайку.

　　Вопрос: Зажмите шлицевую втулку, чтобы снять разъём, ходовой вал и узел, состоящий из ходового вала и его удлинителя.

　　 Примечание: Удлинённый ходовой вал, ходовой вал и соединитель затягиваются после нанесения анаэробного клея. При нормальных условиях их не следует разбирать; разборка допускается только в случае необходимости замены какого-либо из их компонентов. При разборке детали необходимо равномерно нагреть до температуры от 260°C до 315°C и сразу же разобрать их.

　　Зажмите большой конец шлицевого вала, затем снимите стопорное кольцо и контргайку.

　　S Вытяните шлицевой вал.

　　t Снимите контргайку с шлицевого вала, а затем выпрямите втулку и узел уплотнения.

　　u Извлеките уплотнительный поршень из верхней регулирующей втулки.

　　v Снимите верхнюю и нижнюю регулировочные втулки с верхней и нижней управляющих втулок соответственно. Верхняя регулировочная втулка имеет левостороннюю резьбу, тогда как нижняя — правостороннюю.

　　w Удалите все уплотнения.

　　x Очистите все компоненты. Каждый раз, когда какой-либо компонент разбирается, все втулки, шлицы, мужские разъемы, женские разъемы и поверхности плечевого соединения необходимо проверить с помощью магнитной частицы или других методов неразрушающего контроля. Особое внимание следует уделить этим участкам; любые детали, на которых обнаружены трещины, необходимо заменить.

　　 Внимание: После разборки всех деталей расположите их в последовательном порядке и обязательно ведите подробные записи. В отношении резиновых деталей обратите особое внимание на места их установки и зафиксируйте эту информацию для облегчения будущей сборки. Не смешивайте эти детали с деталями других узлов.

　　2.3 Сборка вибратора

　　а. Провести неразрушающий контроль всех установленных деталей. Любые обнаруженные заусенцы или царапины должны быть устранены — особенно на резьбовых соединениях, где заусенцы необходимо тщательно удалить с помощью комбинированного напильника, масляного камня или наждачной бумаги. Детали с трещинами должны быть немедленно заменены. Сильно повреждённые детали, которые невозможно отремонтировать, следует заменить. Детали с надрезами, зазубринами или царапинами на уплотнительных поверхностях должны быть отремонтированы; те, которые не подлежат ремонту, необходимо заменить.

　　b Рекомендуется заменить все резиновые уплотнения, уплотнительные кольца O-образной формы и стопорные кольца.

　　c. Тщательно очистите все детали и тщательно осмотрите их, чтобы убедиться в их хорошем состоянии. После полного высыхания нанесите тонкий слой смазки. Перед сборкой нанесите на все резьбовые соединения фиксирующую смазку для резьбы.

　　d. Соберите все резиновые детали на соответствующие компоненты.

　　e Очистите внутреннюю полость шлицевой втулки, отшлифуйте внутреннюю уплотнительную поверхность мелкой наждачной бумагой, нанесите небольшое количество смазки на основе кальция на уплотнительную поверхность внутри шлицевой полости, а затем вставьте две центрирующие втулки. Затем соберите уплотнительное устройство в указанной последовательности.

　　f. Затянутая гайка, которая уже установлена (Запечатанная гайка) Установлено на шлицевом валу.

　　 Примечание: Установите компрессионную гайку. (Запечатанная гайка) На втулке со шлицевым валом и на компрессионной гайке. (Запечатанная гайка) Между соединяемыми резьбовыми плечевыми поверхностями оставляется зазор от 1,5 до 2 мм.

　　G. Зажмите большой конец шлицевого вала и установите узел шлицевой втулки.

　　h За исключением QJ108 и QJ121, все остальные характеристики ударников должны быть оснащены ударными накладками. (нижний разделитель) 。

　　Я устанавливаю контргайку и стопорное кольцо, предотвращающее ослабление. (Кольцо несущего элемента) 。

　　Установите соединитель, запустите вал и выдвиньте сборку ходового вала. После подтверждения того, что уплотнительное кольцо «О» установлено правильно, нанесите анаэробный клей и затем плотно затяните детали между собой — их не нужно снимать — и соедините с шлицевым валом. Надежно затяните контргайку. За исключением моделей QJ108 и QJ121, все остальные модели ударных гаечных ключей оснащены нижней ударной подушкой. (верхний разделитель) Заточите следы зажима и нанесите небольшое количество смазки на основе кальция на поверхность вала.

　　k. Вставьте фрикционные втулки во внутреннюю втулку (для QJ108 и QJ121 установите две фрикционные прокладочные втулки), затем вставьте прокладочные втулки. Если прокладочные втулки были заменены на новые, их необходимо соединить с нижней управляющей втулкой. Перед сборкой измерьте зазор между плечом внешней втулки и сопрягаемой поверхностью, а затем обрежьте излишний размер на прокладочных втулках (то есть, размер зазора внешней втулки) перед продолжением сборки.

　　Зажмите нижнюю регулировочную втулку, вставьте нижнюю регулировочную втулку и убедитесь, что уплотнительное кольцо «О» установлено правильно. Затем полностью отведите нижнюю регулировочную втулку в самое заднее положение и поверните её вверх на один полный оборот. Наконец, соедините этот узел с шлицевой втулкой.

　　Установите три эластичных втулки на ходовой вал, убедившись, что они установлены не в обратном направлении.

　　n Установите направляющую втулку. Нанесите небольшое количество смазки на основе кальция на ходовой вал и ходовую втулку. Установите фрикционную собачку на ходовой вал и убедитесь, что она правильно выровнена по указанным размерам.

　　o Установите верхнюю направляющую втулку и три эластичные втулки, обращая внимание на то, чтобы они были установлены не в обратном направлении.

　　Зажмите нижнюю управляющую втулку, установите среднюю втулочную сборку и убедитесь, что фрикционные втулки (две фрикционные прокладочные втулки для QJ108 и QJ121) и распорные втулки надёжно установлены в среднюю втулку.

　　Вопрос: Установите стопорное кольцо поршня на удлинённый приводной вал.

　　Вставьте средний рукав зажима r, затем установите управляющий рукав. Сначала вставьте верхний регулировочный узел в верхний управляющий рукав, закрутите его до полного затяжения, а затем отпустите на два щелчка. Затем надежно затяните внешний рукав.

　　Соберите балансировочный поршень. Затем используйте специальный инструмент, чтобы установить балансировочный поршень на удлинённый приводной вал.

　　Используйте специальный инструмент для установки и затяжки наконечника-обжима.

　　u Зажмите верхнюю управляющую втулку на фитинге и надёжно затяните её.

　　v. После сборки ударный элемент должен быть надёжно закреплён на внешнем цилиндре с помощью крутящего момента, указанного в Таблице 1.

V. Испытания на земле

　　1. Впрыск масла
　　1.1 Установите вибратор в тиски для поддержки (не зажимайте его слишком сильно) или подвесьте его, как показано на рисунке 2, чтобы конец разъема вибратора был приподнят.

Рисунок 2

　　1.2 Подсоедините соединитель топливной системы и топливный шланг к топливному порту на шлицевой втулке и медленно заполните вибратор противоизносным гидравлическим маслом L-HM32. Продолжайте заливку, пока масло не достигнет масляного порта на верхней управляющей втулке, затем подключите возвратный шланг. Продолжайте добавлять масло до тех пор, пока не перестанут появляться пузырьки воздуха. Затем опустите верхний конец и поднимите шпиндельную часть, чтобы герметично закрыть выпуск газов у балансировочного поршня, после чего затяните масляную пробку.
　　2. Испытание на герметичность
　　После надёжного подключения и смазки вибратора установите уплотнительные испытательные фитинги на резьбовые соединения с обоих концов. Затем с помощью нагнетательного насоса подайте давление в водяные порты вибратора. Испытательное давление должно быть равно или превышать 30 МПа; поддерживайте это давление в течение 5 минут, при этом падение давления не должно превышать 0,5 МПа. Вибратор считается годным, если не наблюдается никаких утечек.
　　3. Испытание на удар
　　⑴ Ударный элемент необходимо затянуть до рекомендуемого момента затяжки, указанного в Таблице 1, перед тем как использовать его на испытательном стенде.
　　⑵ При установке вибратора в испытательную стойку и регулировке величины вибрационной нагрузки отверстие для регулировки должно быть направлено вверх.
　　⑶ Регулируйте тоннаж в соответствии с направлением, показанным на прилагаемой схеме, постепенно переходя от меньших значений к большим до тех пор, пока не будут достигнуты верхняя и нижняя силы удара, указанные в Таблице 2. Запишите эти значения в специально отведённую форму регистрации. Завод может отгружать продукцию только после того, как силы удара будут надлежащим образом отрегулированы в соответствии с указаниями в Таблице 2 и зафиксированы в форме. После проведения технического обслуживания пользователи могут корректировать значения верхней и нижней силы удара в зависимости от требований каждого нефтяного месторождения и региона.
　　⑷ Установите пробку заливной горловины масла, большую пробку, малую пробку и стопорное кольцо.

Таблица 2: Номинальная ударная сила и испытанная на заводе ударная сила амортизатора QJ-типа, предназначенного для бурения с одновременной установкой оборудования

Единица: кН

VI. Серия спецификаций и параметры производительности

　　Основные эксплуатационные параметры ударного инструмента QJ-типа полностью механического типа, установленного в скважине, приведены в таблице 3.

Таблица 3: Серии спецификаций и параметры производительности

7. Инструкции по заказу

　　1. Пожалуйста, укажите требуемую модель вибратора и его технические характеристики.
　　2. Для вибраторов одной модели и технических характеристик рекомендуется одновременно заказывать несколько комплектов запасных уплотнений и деталей, подверженных износу.
　　3. Если вам необходимо заказать стальные детали, пожалуйста, укажите модель и технические характеристики вибратора, а также название и количество.
　　4. При разумных условиях хранения (в герметичной упаковке, влагонепроницаемой, защищённой от солнечного света и при комнатной температуре) срок службы резиновых уплотнений составляет 18 месяцев.
　　5. Если вам необходимо заказать ударные инструменты и оборудование с особыми техническими характеристиками и сериями, пожалуйста, укажите ваши конкретные требования.

8. Прилагаемые рисунки