Connaissances techniques du foreur – 4 | Six principaux outils de tête de puits pour le forage + Méthodes d'utilisation pratiques et précautions pour huit principaux systèmes d'équipement de forage

Outils de tête de puits

I. Ascenseur

Application : L'ascenseur est utilisé pour monter et descendre.outils de forageLors des opérations de descente (par exemple, descente avec des élévateurs doubles), placez les outils de forage sur la table rotative et installez les supports pendant le forage.

Classification : Il existe des modèles à ouverture latérale à double sécurité, des modèles à ouverture latérale à double sécurité divisée et des modèles à verrouillage. L’élévateur de grappe CSD est couramment utilisé sur les sites de forage en Chine. Il se compose principalement d’un corps principal, d’une charnière, d’une goupille fendue, d’une poignée de verrouillage, d’une vis de fixation d’équilibrage et de goupilles de verrouillage supérieure et inférieure.

Précautions d'emploi

(1) Les spécifications de l'ascenseur doivent correspondre à la taille de l'outil de forage ; la marche de charge doit être plate sans déformation ou usure importante ; l'axe de charnière et la goupille de sécurité doivent être lubrifiés ; le clapet de la vanne doit être flexible, sûr et fiable ;

(2) Les verrous de sécurité et les petites bagues doivent être utilisés lors du déclenchement ou de la mise en marche du boîtier ; les chocs violents sont interdits lors de l'installation de l'ascenseur et les opérations d'élingage sont strictement interdites ;

(3) L’utilisation en surcharge est interdite, et il est interdit d’attacher des cordes dans l’ascenseur pour soulever des objets lourds ;

(4) Lors de l'installation de l'élévateur sur la table rotative, évitez la goupille de verrouillage de la douille Kelly et alignez-la correctement pour assurer une force uniforme aux deux extrémités.

II. Tong

Application : La pince se compose d'une pince extérieure et d'une pince intérieure, qui fonctionnent ensemble. Elle sert principalement à visser et dévisser les filetages des outils de forage et à serrer les raccords lors des opérations de descente et de tubage.

Les clés de forage sont classées selon la taille de l'outil utilisé : clés de type B et clés de tubage ; selon leur mode de fonctionnement : clés manuelles et clés hydrauliques. Actuellement, les clés de type B et les clés hydrauliques sont couramment utilisées sur les chantiers nationaux. La plage de diamètres de serrage des clés de type B est de φ88,9 à φ298,4 mm, et il est possible de serrer ou de dévisser des tubes de différents diamètres en changeant les mâchoires.

Précautions d'emploi

(1) Sélectionnez une mâchoire n° 5 appropriée pour garantir que la taille d'engagement corresponde à la taille de l'outil de perçage ;

(2) La pince doit être appliquée sur le joint du tube de forage, les mâchoires supérieure et inférieure étant respectivement à 30 à 50 mm de la surface d'étanchéité du joint, et l'angle entre les mâchoires intérieure et extérieure étant compris entre 45° et 90°. Lors du serrage, la mâchoire extérieure est au-dessus et la mâchoire intérieure en dessous ; lors du desserrage, la mâchoire extérieure est en dessous et la mâchoire intérieure au-dessus ;

(3) Ne pas aligner la mâchoire lors de son remplacement avec la tête de puits et éviter que les doigts ne soient écrasés ou que le personnel ne soit blessé par la mâchoire ;

(4) Lors de l'utilisation de la pince, ne placez pas vos doigts entre la pince longue n° 3 et la pince courte n° 4 pour éviter tout écrasement.

III. Glissades

Application

(1) Utilisé pour installer le collier de forage ou le tube de forage à la tête de puits lors des opérations de déplacement dans les puits peu profonds ou lorsque les outils de forage de fond de puits sont relativement légers ;

(2) En cas de blocage lors de l'alésage, serrez l'outil de perçage et placez-le dans la table rotative pour transmettre le couple.

Classification par type : mâchoires de tiges de forage, mâchoires de colliers de forage et mâchoires de tubage ; Classification par structure : mâchoires à trois pièces, mâchoires à quatre pièces, mâchoires longues, mâchoires courtes, etc. ; Classification par mode de fonctionnement : mâchoires motorisées et mâchoires manuelles.

Précautions d'emploi

(1) Sélectionnez la taille de glissement appropriée en fonction des outils de forage de fond de trou ;

(2) Vérifiez le tranchant des dents de glissement (elles ne doivent pas être lâches ou installées à l'envers), la propreté, l'intégralité et le serrage des vis et des goupilles fendues, et assurez-vous que la goupille de connexion peut tourner librement ;

(3) Une fois que la profondeur du puits atteint 1000 mètres, des ascenseurs doubles doivent être utilisés pour les manœuvres ; l'utilisation de cales avec des ascenseurs pour les manœuvres est interdite ;

(4) En déclenchant lecollier de perçage, les patins doivent être utilisés conjointement avec des patins de sécurité. Le patin doit être à 50 cm de la face d'extrémité de la boîte, et le patin de sécurité doit être à 5 cm du patin ;

(5) Les opérateurs de têtes de puits doivent se tenir à l’extérieur de la zone de rotation des mâchoires pour éviter les blessures dues à la rotation des mâchoires.

IV. Glissières de sécurité

Les dispositifs de sécurité sont utilisés avec les mâchoires lors du déplacement des tiges de forage, des carottiers et des tuyaux de grand diamètre pour empêcher les outils de forage de glisser dans le puits.

Sa structure se compose de plusieurs sections de glissement assemblées par des goupilles insérées dans des trous prévus à cet effet. Les deux extrémités sont reliées à une vis sans fin par des goupilles de chaîne, formant ainsi un système de glissement réglable. En modifiant le nombre de sections de glissement, on peut l'adapter aux tiges de forage et aux tubes de différentes dimensions.

Bague Kelly à rouleaux V.

Application : Outre la transmission du couple de la table rotative, la douille Kelly à rouleaux présente les avantages suivants :

(1) Il permet de lever ou d’abaisser les outils de forage tout en tournant, ce qui est bénéfique pour l’alésage et le contre-alésage ;

(2) En tant que structure intégrale, elle ne s'envolera pas et ne causera pas de blessures au personnel ;

(3) Il peut être facilement inséré dans la douille principale ;

(4) Le kelly entre en contact avec les rouleaux, ce qui entraîne un frottement très faible et un poids précis sur le bit (WOB) ;

(5) Le kelly et les rouleaux sont en contact de roulement, ce qui réduit l'usure des deux pièces et prolonge leur durée de vie.

Équipement de forage

L'équipement de forage se compose de huit systèmes principaux : système de levage, système de rotation, système de circulation, système de transmission, système d'entraînement, système de contrôle, sous-structure de l'appareil de forage et équipements auxiliaires.

Système de levage I Rig

Pour gérer les opérations de descente, de tubage, de contrôle du poids sur le trépan (WOB) et d'alimentation du trépan, l'installation est équipée d'un ensemble d'équipements de levage, principalement composé de treuils, de freins auxiliaires, d'un système de déplacement (comprenant le bloc de couronne, le bloc de déplacement, le crochet et le câble métallique) et d'un mât de levage.

Derrick

(1)Le derrick est un élément clé du système de levage mécanique de l'installation. Il s'agit d'une structure métallique d'une certaine hauteur et d'un certain espace, présentant une bonne stabilité générale. Il sert de base à la suspension du système de déplacement et se compose principalement du corps principal, du portique en A, de la plateforme du bloc de couronnement, de la passerelle, de l'échelle de travail, de la plateforme de la colonne montante, du plancher de forage et de la base.

(2)Système de déplacement Dans l'équipement de levage de l'appareil, la liaison du bloc de couronne, du bloc de déplacement et du crochet par un câble métallique forme un système de poulies composé, également connu sous le nom de système de déplacement de l'appareil.

(3)Treuil de levage : Le treuil est l'équipement principal du système de levage, un élément essentiel d'une installation et l'une des principales machines de travail de celle-ci.

Fonctions des treuils

(1) Fournir plusieurs vitesses de levage et capacités de levage différentes pour répondre aux besoins des opérations de descente et de tubage ;

(2) Suspendre les outils de forage stationnaires, alimenter la garniture de forage et le trépan pendant le forage et contrôler le WOB ;

(3) Utilisez le mécanisme de tête de chat pour monter/démonter les filetages des outils de forage et soulever des tuyaux et des objets lourds ;

(4) Servir de mécanisme de changement de vitesse et de mécanisme de transmission intermédiaire pour la table rotative ;

(5) Lever et abaisser le mât de levage lorsqu'un mât de levage intégré est adopté ;

(6) Entreprendre des tâches telles que le levage de barils de carottes et les essais de puits lorsqu'il est équipé d'un tambour de pressage de sable ;

(7) Installer l’équipement de forage et effectuer d’autres travaux auxiliaires.

Composition structurelle des treuils de forage : Le treuil de forage est une machine de levage robuste, généralement composée des systèmes suivants :

(1) Système de support : support de type cadre soudé ou cadre de base de type boîte fermée ;

(2) Système de transmission : Composé de trois arbres (arbre de transmission, arbre de tête de chat et arbre de tambour) ;

(3) Système de commande : Comprend des embrayages à mâchoires, à dents et pneumatiques, une console de forage et des vannes de commande ;

(4) Système de freinage : Système de freinage (y compris le levier de frein, la bande de frein, le frein principal et le frein auxiliaire) ;

(5) Système de levage : Comprend le tambour principal, le tambour auxiliaire, diverses têtes de câble et autres dispositifs d'enroulement de câble ;

(6) Système de lubrification et de refroidissement : Les méthodes de lubrification comprennent la graisse, la lubrification par goutte à goutte, la lubrification par éclaboussures ou la lubrification forcée.

VI. Pince hydraulique

Structure principale : La pince hydraulique de type Q10Y-M est principalement composée d'un réducteur de course, d'un dispositif de réduction, d'une tête de pince, d'un système de commande pneumatique et d'un système hydraulique.

Principales caractéristiques techniques

(1) Système hydraulique : Débit nominal : 114 litres par minute ; Pression de service maximale : 16,3 MPa ; Puissance du moteur (pour entraînement électrique) : 40 kW ;

(2) Système pneumatique : Pression de service : 0,5 ~ 1,0 MPa.

Précautions opératoires

(1) La taille de la plaque de mâchoire de la tête de pince doit correspondre à la taille du joint du tube de forage ;

(2) Lors du déplacement de la pince vers la tête de puits, il est strictement interdit de fermer complètement la vanne d'air en une seule fois, afin d'éviter que la pince ne se déplace rapidement vers la tête de puits et ne provoque un impact ;

(3) Ne soulevez pas les outils de perçage avant que le filetage de la broche ne soit complètement dévissé du filetage de la boîte et que la pince ne soit desserrée des outils de perçage ;

(4) Lorsque la pince n'est pas utilisée, remettez à zéro toutes les vannes hydrauliques et pneumatiques, réinitialisez le clapet anti-retour, arrêtez la pompe hydraulique et fermez la vanne pneumatique de la pince ;

(5) Déterminez la position de la poignée de positionnement des pinces supérieure et inférieure en fonction des opérations d'assemblage/de démontage. Lors du changement de position, toutes les encoches de la tête de pince doivent être alignées avant l'opération ; dans le cas contraire, le mécanisme risque de se détériorer.

Système de rotation II Rig

Le système de rotation se compose de deux parties principales : la table de rotation et le pivot. Leur fonction première est d’assurer la rotation des outils de forage pendant le forage continu et la circulation constante du fluide de forage.

Structure de la table rotative : La table rotative est un réducteur à engrenages en forme de huit qui convertit le mouvement de rotation horizontal du moteur en mouvement de rotation vertical.

(1) La table rotative ZP-275 est principalement composée d'une base soudée, d'un plateau tournant, d'un palier principal, d'un palier anti-déraillement, d'une grande couronne d'engrenage, d'un ensemble de connexion rapide, d'un dispositif de tension, d'une bague principale et d'un couvercle supérieur ;

(2) La table rotative ZP7-520 est principalement composée d'une base, d'un plateau tournant, de grands et petits engrenages coniques, de composants à connexion rapide, etc.

Structure du pivot

(1) Pivot S-450 : De par sa fonction, le pivot est composé d’une partie fixe, d’une partie rotative et de paliers, et d’une partie d’étanchéité. La partie fixe comprend un boîtier, un couvercle supérieur, un couvercle inférieur, un col de cygne, une anse et un axe d’anse ; la partie rotative et de paliers comprend un tube central, un joint, un palier principal, un palier anti-déraillement et des paliers de centrage supérieur et inférieur ; la partie d’étanchéité comprend un ensemble de garniture et des bagues d’étanchéité à ressort supérieure et inférieure.

(2) Pivot S7-130 : Il est également composé de trois parties principales : fixe, rotative et d’étanchéité. La partie fixe comprend le carter, le couvercle supérieur, le tube d’étranglement, le couvercle inférieur et le col de cygne. Les principaux composants de la partie rotative sont le tube central, le palier principal, le palier anti-déraillement et les paliers de centrage supérieur et inférieur. La partie d’étanchéité comprend le joint d’huile supérieur, le joint d’huile inférieur et les presse-étoupes des tubes d’étranglement supérieur et inférieur.

Système de circulation III Rig

Pour assurer l'évacuation continue des déblais de forage à l'aide de fluide de forage et garantir un forage sans interruption, l'installation est équipée d'un système de circulation. Ce système comprend principalement des pompes de forage, des collecteurs de surface, des bassins et des cuves de fluide de forage, ainsi que des équipements de purification et de préparation du fluide de forage. Lors du forage motorisé de fond de puits, le système de circulation assure également la transmission de l'énergie.

(1)Structure et principe de fonctionnement d'une pompe de forage

La pompe de forage se compose principalement de deux parties principales : la partie hydraulique et la partie motrice. La partie hydraulique d'une pompe triplex à simple effet comprend des éléments tels que le bloc-cylindres, le piston, le clapet d'aspiration et le clapet de refoulement ; la partie motrice comprend des éléments tels que le bâti, le vilebrequin, l'arbre de transmission, la bielle, la traverse et l'axe de piston.

L'élément moteur entraîne la rotation de l'arbre principal de la pompe par une courroie (ou une chaîne, un arbre de transmission universel), puis le mécanisme bielle-manivelle déplace le piston vers la droite. Une dépression se crée alors à l'intérieur du cylindre ; le liquide contenu dans le réservoir supérieur ouvre la soupape d'aspiration et pénètre dans le cylindre à la pression atmosphérique, jusqu'à ce que le piston atteigne sa position la plus à droite et achève l'aspiration.

Lorsque le piston commence à se déplacer vers la gauche, le liquide contenu dans le cylindre est comprimé, ce qui provoque une augmentation de la pression. La soupape d'aspiration se ferme, la soupape de refoulement s'ouvre et le piston expulse le liquide par cette soupape. Le liquide pénètre ensuite dans le collecteur haute pression par le tuyau de refoulement, achevant ainsi le processus de refoulement.

(2) Variété de surface

Il s'agit du collecteur du système de circulation du fluide de forage, comprenant le tuyau d'aspiration de la pompe de forage, le collecteur haute pression et le collecteur basse pression.

La fonction principale du collecteur haute pression est de relier la pompe de forage et le système de rotation pour le transport du fluide de forage. Il est considéré comme l'« artère du forage ». Il comprend la conduite de refoulement de la pompe de forage, les conduites de surface entre le groupe de vannes et le raccord tournant, la colonne montante et le flexible de rotation, tous devant résister à une pression de 35 MPa.

Le collecteur basse pression désigne l'ensemble des canalisations reliant la vanne au réservoir d'épuration, ainsi que les collecteurs reliant les réservoirs d'épuration entre eux. Il doit résister à une pression de 6 MPa.

Équipements et outils auxiliaires pour perfusion intraveineuse

Treuil électrique

palan électrique

Pompe centrifuge

Pompe submersible

Pistolet à graisse à levier

Cric hydraulique

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