8. Цементировочные агрегаты

prodam_cementirovochniy_agregat_foto_largest

Цементировочные агрегаты служат для цементажа скважин. Агрегаты предназначены:

а) для замешивания цементного раствора;

б) для закачивания цементного раствора в скважину;

в) для продавки цементного раствора в затрубное пространство (водой или глинистым раствором).

Кроме того, цементировочные агрегаты применяют:

а) для восстановления циркуляции при бурении скважин;

б) для производства нефтяных ванн при прихвате инструмента;

в) для опрессовки бурильных труб;

г) для опрессовки обсадной колонны.

Цементировочный агрегат представляет грузовой автомобиль-платформу, на которой смонтировано специальное оборудование, необходимое для цементажа скважин.

Цементировочный агрегат

Это оборудование состоит:

а) из водяного насоса с приводом от мотора автомобиля; насос служит для подачи воды в цементомешалку при затворении и замешивании цементного раствора;

б) из одного или двух цементировочных насосов, которые служат для подачи цементного раствора в скважину и для продавки его в затрубное пространство глинистым раствором или водой;

в) из замерного бака, соединенного трубопроводами с задвижками с насосами и служащего для замера количества закачиваемой в скважину жидкости.

г) из цементомешалки с бачком для цементного раствора;

д) из трубопровода высокого давления (металлического гибкого шланга);

е) из дополнительного двигателя внутреннего сгорания, установленного на платформе автомобиля.

Для подачи воды служит ротационный насос, подвешенный сбоку рамы автомобиля под платформой на специальном кронштейне.

Ротационный насос приводится в действие от мотора автомобиля. Для этого на коробке скоростей мотора установлена коробка отбора мощности, от которой посредством карданного вала передается вращение трансмиссионному валу, а от него с помощью цепной передачи приводится во вращение вал ротационного насоса.

Включение и выключение ротационного насоса производятся с помощью рычага, установленного в кабине шофера.

В качестве цементировочных насосов применяют горизонтальные двухцилиндровые поршневые насосы.

Цементировочные насосы, вспомогательный мотор и редуктор устанавливают на общей металлической раме в передней части платформы.

Вал коробки скоростей мотора соединен с ведущим валом редуктора муфтой сцепления. От редуктора вращение передается трансмиссионному валу насоса цепной передачей.

В некоторых агрегатах, где отсутствует верхний мотор, вращение валу передается глобоидальной передачей.

В задней части платформы установлен замерный бак. Он разделен перегородкой на две равные части, соединенные трубопроводом с приемными патрубками поршневого и ротационного насосов. Когда насос качает из одной половины бака, наполняется жидкостью вторая половина.

В комплект агрегата входит также трубопровод высокого давления (гибкий металлический шланг), который служит для подачи жидкости от поршневого насоса в скважину, гидравлическая цементомешалка и бачок для цементного раствора, которые перед началом работы снимают с рамы и устанавливают вблизи агрегата.

При цементаже скважин применяют цементировочные агрегаты ЦАМ-80 и ЦА-150. В настоящее время заводы выпускают только агрегаты ЦА-150 трех типов, различающихся производительностью (0,9, 1,1 и 1,68 м3/мин).

Агрегат ЦАМ-80

Агрегат ЦАМ-80 представляет грузовую автомашину ЯГ-10 Ярославского автозавода грузоподъемностью 8 т.

На площадке машины установлено следующее оборудование.

  • Приводной поршневой двухцилиндровый насос двойного действия (4" х 10") с приводом от двигателя внутреннего сгорания, установленного непосредственно за кабиной шофера. Производительность насоса при 100 об/мин составляет 0,738 м3/мин, а с учетом коэффициента наполнения 0,95 производительность его составит 0,7 м3/мин. Насос рассчитан на максимальное рабочее давление 80 ат.Теоретическая производительность насоса 4" х 10" при 75 об/мин коленчатого вала составляет 9,22 л/сек, или 553,2 л/мин, или 33,2 м3/час. При коэффициенте наполнения насоса 0,8 его часовая производительность 26,56 м3/час.
  • Ротационный насос производительностью 0,4 м3/мин. Максимальное давление насоса 15 ат.
  • Два мерных чана емкостью по 4,4 м3. Перед заполнением чанов жидкостью под заднюю часть платформы устанавливают реечные домкраты. Внутри мерных чанов имеются рейки с делениями в десятых долях кубического метра, по которым определяют количество расходуемой жидкости.

Кроме того, цементировочный агрегат имеет:

а) сеть трубопроводов с задвижками и вентилями, позволяющими производить различные переключения, перекачивать жидкость из одного мерного чана в другой, быстро переводить прием насоса от одного чана на другой, переводить прием насоса на приемный чан глиномешалки, переливать самотеком воду из мерных чанов в приемный, подавать воду в мешалку ротационным насосом или самотеком;

б) гидравлическую цементомешалку;

в) приемный чан емкостью 0,5 м3;

г) гибкий шланг;

д) глубиномер.

Оборудование цементировочного агрегата ЦА-150 смонтировано на грузовой трехосной автомашине ЯГ-10-У грузоподъемностью 10 т, имеющей двигатель мощностью 96 л. с. (при 2200 об/мин).

На автомашине установлены:

а) дополнительный двигатель марки ЗИС-5 мощностью 12 л. с. (при 2200 об/мин);

б) насосы НЦ-250 горизонтальные сдвоенные, двойного действия, приводные. Кроме того, агрегат оборудован приемным манифольдом с пробковыми проходными и трехходовыми кранами, замерный бак общей емкостью 8 м3, а также выкидной манифольд с пробковыми кранами высокого рабочего давления (до 150 ат) и две цементомешалки гидравлического типа, каждая производительностью 1 т сухого цемента в минуту. Общий теоретический вес всей установки с автомашиной составляет 16 035 кг.

Диаметр приема насоса 150 мм, диаметр выкида насоса 75 мм. Габариты насоса: длина 2425 мм, ширина 1185 мм, высота 1100 мм. Общий вес 2680 кг. Производительность агрегата при 75 об/мин коленчатого вала:

а) замешивание и прокачка цементного раствора - 1,14 м3\мищ

б) прокачка глинистого раствора насосами - 1,78 м3/мин;

в) средняя при продавке до 150 am 0,47 м3/мин.

Агрегат ЦА-150

Агрегат ЦА-150 «Восток» смонтирован на тележке с гусеничным ходом и обладает благодаря этому повышенной проходимостью, что особенно важно в условиях восточных нефтяных районов.

Агрегат ЦА-150 «Восток» имеет малое количество промежуточных передач между двигателем и насосами. Это увеличивает его надежность в работе.

Кроме поршневых насосов, на агрегате установлен дополнительный вспомогательный центробежный насос, предназначенный для затворения цементного раствора, благодаря чему увеличивается производительность агрегата.

Устроен агрегат следующим образом:

На гусеничной тележке «Восток» с передним колесным ходом смонтирована силовая установка 4 из двух спаренных двигателей, закрепленная на общей раме. Общая мощность установки около 250 л. с. при 1500 об/мин коленчатых валов двигателей. Спаривание двигателей и вывод мощности на общий вал 3, делающий 1100 об/мин, осуществляется зубчатым редуктором 6 с передаточным отношением т = 1,37 : 1, Каждый двигатель имеет свой фрикцион 5 и может отключаться самостоятельно. Установка снабжена топливным баком емкостью 230 л, а также заливочным бачком на 10 л, который предназначен для заполнения системы топливопроводов перед пуском двигателей после длительной остановки.

На продолжении выводного вала силовой установки располагается трансмиссионный вал 2 агрегата. Над этим валом установлены два поршневых насоса 9 2Ц2 (горизонтальные двухцилиндровые двойного действия). Один насос имеет цилиндровую втулку диаметром 150 мм и предназначен для работы под давлением 80 ат, другой насос (продавочный) имеет втулку диаметром 115 мм и работает под давлением до 150 ат.

Каждый насос приводится в движение от общей трансмиссии агрегата двумя двухрядными цепями с шагом 1". Приводные цепные колеса 7 (z = 27) посажены на трансмиссионный вал свободно, а ведомые 7 (z = 96) закреплены на валах насосов. Такая передача обеспечивает насосам 75 двойных ходов в минуту. Включение любого насоса производится зубчатыми муфтами, передвигаемыми по трансмиссионному валу.

Кроме того, насос имеет дополнительный цепной привод от трансмиссии (z = 16/96). Для этого на другом конце вала насоса также насажено цепное колесо. Это дает возможность продавливать цементный раствор при пониженном числе оборотов насоса (22 об/мин). От той же общей трансмиссии при помощи клиноременной передачи осуществляется привод к центробежному насосу 8 с максимальным давлением 16 ат и 1450 об/мин. Насос служит для цементного раствора.

Управление насосами, а также двигателями осуществляется соответствующими рычагами, расположенными на платформе агрегата.

На последней установлен также мерный бак, предназначенный для замера прокачиваемой жидкости. Он разделен перегородкой на две равные камеры, снабженные водомерными приспособлениями и донными клапанами.

Во время работы, т. е. когда бак наполняется жидкостью, рама агрегата разгружается двумя домкратами.

В начале процесса тампонажа вода из мерного бака 16 забирается центробежным насосом 14 через приемную линию 11 и трехпроходной пробковый кран 12. Центробежный насос подает воду через задвижку 15, напорную линию 13 в цементомешалки 3. При этом в цементомешалки засыпается сухой цемент. Получаемый цементный раствор поступает в смесительный бачок 1.

Из смесительного бачка цементный раствор через линию 2 и трехходовой пробковый кран 5 засасывается поршневыми насосами 18 и 19, которые нагнетают его в скважину через напорные линии 6 и 9, пробковые краны 8, 7 и гибкий шланг высокого давления. Краны 4, 10 и 11 при этом закрыты.

По окончании закачки цементного раствора центробежный насос выключают трехпроходные краны 12 и 5 переключают на прием жидкости из замерного бака поршневыми насосами.

Водопроводную линию, питающую мерный бак, отсоединяют и переключают бак на глинопровод. При этом оставшуюся в баке воду спускают и мерный бак наполняют глинистым раствором.

Поршневые насосы, нагнетая в скважину глинистый раствор, продавливают цементный раствор в затрубное кольцевое пространство до тех пор, пока давление в насосах не поднимется до давления, близкого к 80 ат. Насос 18 отключается, кран 1 закрывается, краном 5 перекрывают прием насоса 19 и дальнейшая продавка производится одним насосом 18.

К концу продавки, когда нужно снизить производительность насоса, последний переключают на пониженную передачу и снижают число оборотов вала силовой установки.

Агрегат ЦА-150 производительностью 1,68 м3\мин и с максимальным давлением 150 ат смонтирован на десятитонной автомашине с мотором мощностью 130 л. с. Двигатель автомашины используется для приведения в действие насосов через специальную коробку отбора мощности и трансмиссионное устройство. Кроме того, на платформе автомашины устанавливается второй двигатель мощностью 110 л. с, работающий как самостоятельно, так и в паре с двигателем автомашины через общую трансмиссию.

Цементировочный агрегат состоит из двух насосов 2Ц-2 со стальными клапанными коробками, коробки отбора мощности, распределительной коробки, карданов с шарнирами Гука, цепных передач, манифольдов, замерного бака и домкрата, поддерживающего агрегат во время работы на скважине.

Емкость замерного бака 8 м3; производительность двух гидравлических цементомешалок 1 т сухого цемента в минуту; емкость приемного цементного ящика 0,25 м3; общий вес агрегата с автомашиной 19 750 кг.

В связи с тем, что чрезмерная тяжесть комплектующих узлов уменьшает проходимость автомашины, завод «Красный молот» спроектировал и выпустил облегченный цементировочный агрегат с тем же максимальным давлением 150 ат, но уменьшенной производительности.

Облегченный цементировочный агрегат отличается от основного тем, что включает в себя не два, а один насос 2Ц-2.

Техническая характеристика облегченного агрегата во многом идентична характеристике основного.

Двухцилиндровый насос 2Ц-2 имеет диаметр цилиндров 115 мм, ход поршня 250 мм. Максимальная производительность 0,9 м3/мин. Максимальное давление 150 ат. Максимальное число оборотов коленчатого вала в минуту 92. При 92 об/мин и давлении 50 ат производительность его 0,9 м3/мин. При давлении 150 ат производительность 0,26 м3/мин; коленчатый вал делает 23 об/мин.

Понравилась эта статья? Поделитесь ею!