RUDARSKO - GEOLDŠKO - NAFTNI FAKULTET .

BIBLIOTEKAZ A G R E B - PIEROTTIEVA 6

Inv. br.._ t1!1:. ?!11/tr...___.Slgn !t? f?..?:.?:..: ..!!t ; .

v

PRIRUCNIKZA

DU~OKO BUŠENIE

DRUGI DIO

INA - NAFTAPLIN - ZAGREB1973

17a) Zvonko Gretić: Bušen.ie turbinskim bušilicama

SADRZAJ

17a-1-17a_2-17a-2-1-17a-2-2-17a_2-3-17a_2-4-

17a-2-5-17a-2-6-17a-3-17L4-

17a-5-1-17a-5-2-

17a-6-17a-6-1-17a-6-2-17a-6-3-17a-6-4-17a-6-5-17a-6-6-,17a-6-7-17a-6-8-

Razvojni put i namjena oT'ipovi i lkanstruk!Cije suvrernenjh turbinskah bušjhcaBrzohodne ,tul'bi'l1ske buššlice obične izvedbe oBrzohodrie tur.binske bušjlice s vretenom oSpor ohodne turbinske ouštlice s vretenom o

Sporohodne turbinske bušidice s promjendjivim ot-porom'I'urbinske bušjlice za jezgrovanjeReaktivni turblnski agregat oTehničke ,karakteri'sti,ke turbirrske bušiliceIzračunavanje tehn1oki!h karaktertstžka turbinske bu-š11keo Napisao Iva n Š i n d i j aIskorrštenje hidrauličke snage sisaljke u 'turbinskojbušul ici. Napisao Iva. n Š i n doijaoUvjeti dovođenja hidrauličke snage na dno oIskor.ištenje do dna .pri'vedene ihi.drau1ioke snage uturomstco] bušrlici o

Primjena tuTib~n<8'kebušiil:ice o'I'ransport .tunbinske bušilice oBušenje »rnišje« i >>lkose«rupeNačin 'spuštanja u bušotinu oPokretanje turbinske bušldice na dnu bušotineKontrola ispravnosti tll'J:ibinSke 'buši.!l:keSastav aJatki pri bušenju turbinskom bušidicornRežim bušenj a o ,Održavanje turbinske bušjlice

17b) Božo Omrčen: Dyna Dri1l .

17b-1-17b-1-1-17b-1-2-17b_1-3-17b-1-4-17b-2-17b-2-1-17b-2-2-17b-2-3-17b_3-17b_3-1-17b_3-2-17b_3-3-17b-3-4-17b-3-5-

Konstrukcij e bušidiceMimoprotočnd ventilMotorPrijenosno vreteno oOsovinaTehničke karaloterlstjke bušihceIzbor parametara isplakeDopušteni otpor ipratjecanja i'spla1ke ,kroz bušilicuZauoretrr; momentPreporuke za rad s bušilicomSastavtjanje bušrliceSpuštanje bušiliceUpuštanje u rad buši'liceIzvlačenje bušjlice o

Kontrola Istrošenostl 'ležaja buši'lice

17C) Božo Omrčen: Bušaći čekić

17C-1-17c-l-l-17c-1...,2-17c-1-3-17c-2-17c-2-1-17c-2-2-17c-2-3-

Hidrauaoički čekićKonstrukcija alatkeNačin djelovanja alatkeTehničke 'karaklteristilke održa vanj ePneumatički čekićKons trukci] a allailke oNačin djelovanja alatkePreporuke za izbor parametara režima bušenja

v

1

14456

89

1112

141517

18202020202020212324

25252525252626262727282828282828

29

2929303030313232

l7d) Božo Omrčen: Elektoobušilica .

Konstrukcija elektrobušiHceSustav napajanja elektrobušiHce električnom ener-,gijomRad s elektrobušilicom .

18-1-18) Božo Omrčen: Bušenje uz ispuhivanje suhim ZrakGID

18-2-18-2-1-

18-2-2-18-2-3-18-2-4-

18-2-5-

18-2-6-18-3-18-4-

18-4-1-18-4-2-18-4-3-18-4-4-18-4-5-18-4-{i-18-4-7-18-4-8-18-4-9-18-4-10-18-5-18-5-1-18-5-2-18-5-3-18-5-4-

18-5-5-18-5-6-

18-5-7-18-6-18-7-

18-8-

Određivanje .proračunom optirnajns količine zraka(plina)Proračun pritiska zraka u cirkulacionom sustavu .Prrtisak zraka u prstenastom !prostoru na dubinineposredno iznad teških šipkiPri-tisak zraka na dnu bušotineGubitak pritiska u mlaznicama dlijetaPritdsak kOII1!Primirano,g zraka ne.posredno iznaddlijetaPrrtisak li bušaćim šiJpkama na dubini neposrednoiznad 'teških šipki .Pritisak u bušaćim šipkama na ušću bušotine .Proračun korisne snage :kompresoraOprema za Ibušenje uz ispulh:ivanje suhim Zlr'a,kom{plinom)Površinska oprema i uređaj-i .Kompresori nižeg stupnj aKompresori višeg stupnja (Booster)Oprema za ,pripremanje i injek1iranje pjenušavacaMj erni i kontrolni 'instrument]Tla·čni zračni vodUšće bušotine .Izdušna cijevMimoprotočni vodPodzemna opremaOsebujnost; tehnologije 1spUlhivanja zrakomPriprema bušotine za ispUihivanje zrakom.Tehnika pražnjenja cjelokupnog voIumenaTehnika postupnog !pražnjenja u obrocima.Te!hnitka pražnjenja uzastopnim u1iski'Vanjem če-'Pova zraka i ,pjenušavaca'I'ehnrka 'kontamnraoog' IPražnjenjaTehnika pražnjenja korištenjem 'Prjjelaza s mlaz-nicom.Sušenje bušotineTehnoIogij a bušenj a i režim :buš·enjaPunjenje bušotine isplakom .i na'stavak bušenja uzispiranje isplakom .Utvrđivanje (detek.cija) dotoka ug;ljikovoddlka ilU vo-de u kanaJ bušotine .

19) Božo Omrčen: Bušenje uz ispiranje pjenušavcima

19-1-19-2-19-2-1-19-2-2-19-2-3-

19-3-

19-3-1-19-3-2-

Mist driilingMud mistiJngOpremaSasta'V iS!plakeOdređivanje omjera !pov.ršinski aMivnog reagen.taprema .isplac; . .Bušenje uz i~iranje kompatktnom .pjenom (S1iffifoam) .Oprema '. . .Tehnologija .pripremanja isplake i postupak 'Pri nje-nom utiskivanju

20) Božo Omrčen: BUšenje uz ispiranje aeriziranom ~lakom ili vodom

3333

3435

37

3940

464747

47

474747484949515252525252535353535354

5454

545555

56

56

58

58595959

60

6060

61

6320-1- Od-ređivanje parameta·ra aeriziranja . . 6320-1-1- Proračun pri određivanju !priV'idne specid'ične težine

aerizirane isplaka 6420-1-2- Odnos volumena zraka !prema volumenu isplake 6420-1-3- TehnolOŠ1k!ipotrebna ·ko,ličina zraka i isplaike 65

VI

20-1-4- Snaga turbo-oušalice20-2- Oprema za aerieirarije isplake20-2-1- Otplinjač (deaerdzator)20-2-2- Prijelaz s mtaznicom (jet 'sub)20-2-3- Venturijeva mlaznka20-2-4- Bušaćešipke ·s dvostrukim stijenkarna (koncerrtrtčne,

eon-cor)20-2-5- 'I'ubmg parazit (parasite tubtng)20-3- Postupak pri aeriziranju .- "\

~ 21) Božo Omrčen: joubici iS.PlaklJ ._ <o-:.;

--2-i-l Uzroci ,gubitaka isplaka21-2- Preventivne mjere sprečavanja nastajanja ,gubitaka21-3- Metode utvrđivanja mjesta .gubrtauca .21-3-1- Metoda. mjerenjem protoka ~Spinner survey) .21-3.,2- Metoda mjerenjem temperature (Temperature survey)21-3-3- Metoda obillježavanjem radioakitivnim izotopima (Ra-

dioactive tr acer survey) .21-3-4- Metoda mjerenjem s temperaturne osjefljivorn o.t-

pornom žicom (The hot wire survey) .21-3-5- Metoda mjerenjem s tlačnim pretvaračem (Pressure

transducer survey) .21-4- Karakter d intenzrtet gubitaka21-5- Izbor čepida za zatvaranje zona gubitaka21-5-1- Maiter lja'l! - čepila za saniranje ,gubirt;aika21-6- Tehnologija saniranja gubitaka21-6-1- I. Metoda21-6-2- II. Metoda .21.-Q-3- III. Metoda2'1-6-3-1- Saniranje .gubi,taka tipa ofiIltracije21-6-3-2- Saniranje djelomičnsh ,gubi.taka21-6-3-3- Saniranje potpunih gubitaka.21-6-4- IV. Metoda.21-6-4-1- Tabelarni prikaz dodataka po.rtland-cementu21-6-4-2- Mješavina izrađena iz čistog portland-cementa21-6-4-3- Mješavina cement-beritonrt (gel-cementa) .21-6-4-4- Mješavina grlsonrt-cement21-6-4-5- Tehnologtja U'1;i.skivanja cementniJh mješavina21-B-4-5-1- Postavljanje cernerrtne mješavine uravnoteženjem

stupaca21-6-4-5-2- Postavđjanje cernentnog čepa metodom padanja čepa21-6-5- V. Metoda .21-6-6- VI. Metoda .21-6-6-1- Izrada Forrn A Plug i postupak pri utiskivanju21-6-6-2- Izrada Instant Pluga serije »300« i ,postupak pri

utiskivanju21-6-7- VII. Metoda21-6-7-1- Izrada i postupak !pri utiskivanju DOB-čepa21-6-7-2- Izrada ·i postupak pri postavJjanju Bengum čepa21-6-7-3- Izrada i postupak pri utiskivanju Mil-Squeeze čepa21-6-8- VIII. Metoda21-6-8-1- Postupak pri !po.stavljanju uređaja u području ka-

verne .21-6-9- IX. Metoda

22) Matija Petrović: Koso usmjereno bušenje

22-1- Mat za koso usmjereno bušenje22-1-1- Klin22-1-1-1- SastavJjanje i spuštanje 'kUna2'2-1-1-2- Usmjeravanje ,1i'cak1liJna22-1-1-3- Bušenje niz IMin22-1-1-4- Izvlačenje ki1ina·22-1-1-5- Proširivanje izbušenog dijela kana-la22-1-1-6- Promjena smjera kanala bušotine22-1-2- Stalni klin Napisao Zvonko Gretić22-1-2-1- stalni '~linovi bez čeljusti22-1-2-2- stalni kEn 'Sa čeljustima

VII

6566666667

676970

dD 4:--

7475767676

76

76

7677777880808081818182828283838384

8485878888

899090919191

92'92

93 +

93949495959696969899

100

22-1-3- Turbinska bušilica22-1-4- Dlijeto os ugrađenorn mlaznicorn (lopatasto)22-1-5- Nemagnetska teška šipka22-1-6- Os'tailea.latke za usmjereno bušenje22-2- Rlani-ranje otklanjanja !kanala bušotine22-3- Sastav alatki i režim bušenja22-4- Mjerrii anstrumemti .22-4-1- Opis i rad instrumenta .22-4-2- Položaj instrumenta u nemagnetskoj teškoj šipki22-4-3- Rad s tnstrumentom . .22-4-4- Ci'tanje sirig'le shot disk-đlilrna22-4-5- Single ·9hot :instrument osposobljen za orijentaciju

alatki na dnu bušotine .22-4-6- Direktna metoda orijentiranja alatke za otklanjanje

kornpasnirn njjhalom sa skalom od 0° do 20° .22-4-7- Direktna metoda orijentacije arlatke za otklanjanje

ikompasnim njdJharlom sa skatom od 15° do 90° .22-4-8- Indirelotna metoda orijentiranja alabke za otklanja-

nje - metoda donje strane .

23) Ivan Karanjac: ...lati i tebn~instrumentiranja)

23-1- -....8.ia1L.z.avanjsko hvatanje .23-1-1- ' Zvona . . . . .23-1-2- Overšot (Overshot)23-1-2-1- Mehanizam za !hvatanje i oslobađanje23-1-2-2- Brtve2'3-1-2-3- Rad23-2- ,AJati za unutarnje rhva·tanje23-2-1- Trmovd,

" 2'3-2-2- ..Spir (Spear)23-2-2-1- Rad23-2-2-2- Oslobađanje spira23-2-2-3- Dodatna oprema23-2-3- Boks-spir .(Box S1pear)2·3-2-3-1- Odvrtanje spirorn urhvaćenilh ala<tJki23-.2-3-2- Odvajanjeboks-spira od prihvaćenih alaeki u bušotirii23-2-3-3- Odvajanje boks-spira od izvađenjh a'latroi na površini23-3- Udar ači23-3-1- Hidr aulički udarači23-3-1-1- Praktične upute .23-3-2- \M.el!anički udarač .23-3-2-1- Meh-anIZam .podešavanja23-3-3- Površinski udarač23-3-3-1- Upotreba23-3-3-2- Rad23-4- ~ezači23-4-1- Unutarnji rezač23-4-1-1- Rad23-4-2- Vanjski rezač .23-4-2-1- Rad23-4-3- Raketni rezači .23-5- HidraU'lički pauk23-5-1- a:d23-6- \MaJgn~23-6-1- Rad .23-7- Sjgurnosne spojnice za buša će šipke23-7-1- Preporuke za rad23-8- ( ~ ,glodanje (frezanje)23-8-1- Pete iili 'lorune za glodanje23-8-1-1- Rad . . .23-8-2- \ Glodači (lf.rezeri)2·3-8-2-1- Rad s glodačirna23-9- Oslobađanj e p'l'ilhvaćen~ alatki naftnom kupkom.

Napisao Iva n Š i n d i j a23-9 1- Uzrokc:-;pciJh:.v:aia-aJ.a4lk-h=- _23-9-2- Proračun nadtne kupke .23-9-3- Postupak utiskivanja naftne kupke23-10- Obušivanje23-10-1- Ugradnja spira za obušivanje

VIlI

100102102102103104105106107107107

109

110

110'

111

1 f-~11311311411611611611711711811912012012112e12212212212212412412512512·51261261261Q6127127129129130130131131131132132132132134

134TI135136137137

\.. 241- Josip Borzatti i Davo~ _G~dešić~ preč~v~:u~~.

24-1- f_Slojni pritisak. . . . . . .24-2- "I Dotok karpiljevine UJi!p'1ina u ikanal, .bušotine24-2-1- -+D<Ytokikapi(ievine U{ plina u kanal bušotine tijekom

bušenja . .24-2-2-.LpofOik kapljevinei'li plina u bušotinu tijekom spuš-

tan a .jJ1iizvlačen] a alatki - . . . . . .24-2-3- .....l-1Jotok kapljevine i[,i pJ.ina u bušotinu nakon ce-

mentacije zaštitnjh cijevi24-2-4- Dotok ka.pJjev.ine i'li ,plina u ibušotinu 'tijekOlffidulljeg

zastoja radova .24-2-5- Dotok kapljevine il1i plina u bušotinu tijekom ins-

rtrumenta.cijePostupci pri pojavi dotoka ka.pljevine ili plana izsloj a u kanal bušotine .

24-3-1- Kontrolni uređaji24-3-2- Indikacije dotoka tkapljeV'ineill'i plina u bušotinu

neposredne intervencije bušačaZa. ranje ušća bušotine

'-.Guše!!·e -

23-10-2-23-11-23-11-1-23-11-2-23-11-3-23-11-4-

24-3-

24-4-24-5-24-5-1-24-5-2-24-5-3-24-5-4-

24-6-24-7-

Operacija obušivanjaOdvrtanje ui1ijevo 's otpucavanjern (Baok off)Određivanje mjesta 'pl'iIhvaJtaSi,la natega pri odvrtanjuZaikrebni moment pr! odvrtanjuŠtapin za otpucavanj e

Metoda urav o ezenih pritisakaBušaća metoda.Metoda malog pritiska na sapnici .Grafička metoda, računanja elemenata za gušenjebušotineUvježbamost bušaće brigadeHerrnetičnost ušća bušotine

2,5-1-

25) Milan Basarić: Naftne i plinske bušotine ispod vodenih površina

25-2-25-2-1-25-2-2-25-2-3-25-2-4-25-3-2'5-4-25-5-

Razvoj istraživanja riafte i !plina, u podmorskim pro-str anstvirna . .KonstrukJCije i tiJpovi ,plabformi za bušenje .Ur onjiva splav (submersjble) .Poduprta ~alt.forma (Jaok up)Poluuronjena /pla-bforma .Brodovi s bušaćim postrojenjemP.riprema lokaJCije za bušenjeOprema ušća bušotine .Bušenje eksplcatacionih bušotina

26) Josip Puljiz: Električni uređaji na bušaćem postrojenju

27) Rikard Plavec: Strojarstvo na bušenju

27-1- ,J'ornjevi2'7-1-1- Namjena27-1-2- Nosivost tornjeva27-1-3- utjecaj vjetra i a'latki u tornju27-1-4- Temelji za tornjeve.27-1-5- Tornjevi u Jugoslaviji27-1-6- Toranj u primjeni .27-1-6-1- O'bpornost p.rema vj etru

26-1-26-1-1-26-2-26-3-26-4-26-5-2'6-6-

Uvo,dObjašnjenje pojmovaIzvori elelotrične 'strujeElektri-čne instalacijeZaštitne .mjere od opasnih napona dodrra i korakaEksplooivria zaštitaOdržavanje

IX

139140141142142145

47 t147147

148

150

152

152

153

153153

1531.54156156158159

160164164

167

16716716816917117417,5176178

1801801811821802185187188

1891891891891~9191191192192

27-1-7- Upute za montiranje i demontiranje tornjeva tipaL. C, Moore

27-2- K tu.r'e na bušaćem tornju i kuka,27-2-1- Uvod . •27-2-2- Side u užetu !provučenom kroz sustav koloturja27-2-3- Brzina dizanja kuke,27-2-4- ~~onstrtlikcija kol()turj27-2-5- Blo,k - , li' e27-2-6- 'KOmrOila ko'} ja i kuka u radu i održavanje.27-3- ~ lama, la,va27-3-1- Namjena .27-3-2- Pr'Iloljućne ddmenzije prema API standardu27-3-3- Nosivost glave .27-3-4--j-Isplačne cijevi.27-3-5- Brtvljenje isplačnjh cijevi u Nalftap1inu27-3-6- Br-tvdjenje isplačnin cijevi u Naiftagasu.....-r 27-3-7- Održavanje i kvarovi isplačnih glava.

---_...2!7~ušaći sto!l./. . . . . . .27-4-1-~~ .. , ....27-4-2- Dimenzije bušaćiih stolova !po API27-4-3- Održavanje i kvarovi bušaćin stolova27-5- --\-Diza1ice i pr igoni (kompaundi) za bušenje2'7-5-1- Karakterjstike bušaćjh dizalaca ,27-5-2- Kinematdčke sheme dizalica .27-5-2-1- Podaci za lančanike, lance 1 spojke dizalice Cardwell,

model OC .27-5-2-2- Podaci za Iančanike, lance i spojke dizalice Ideco,

Hp H-30-D27-5-2-3- Podaci za lančanike, lance epojke d izaddce Na-

itionad 5D27-5-2-4- Podaci za ilančarrike, lance .spojke dizaJldiCeNa-

tional 80-B27-5-2-5- Podaci za lančanike, Iance i spojke dizahice Emsco,

tip A-80027-5-.2-6- Podaci za lančaniike, Iance i spojke dizalace. Emsco

A-150027-5-3- Elementi d izailice i prigona ,2'7-5-3-1 ubani27-5-3-2- Spojke (tipa Cardwelli Fawlck)27-5-3-3- Mosurđ27-5-3-4- Upr avdjački mehanizam dizalice Cardwell27-5-3-5- Vodene kočnice .27-5-3-6-~pj~_ne 'k~Č~ .27-..6- _s~cna SlS~aJ .27-6-1- amjena. . .27-6-2- Opći pojmovi27-6-3- Teoretski đobavni volumen27-6-4- Stvarni dobavni volumen Q.27-6-5- Teoretski potrebna snaga27-6-6- Dopušteni 1llakovi za sisalj ke27-6-7- Podaci za ·s~gurnosne ventile27-6-8- Podaci za membranske zračne 'komore27-6-9- t-Elementi sisaljke27-6-9-1- Gumeni klipovi .27-6-9-2- K!l'1pnjače prednje i stražnje27-6-9-3- Košuljice27-6-9-4- Brtve i međuprstenovi za košuđjice27-6-9-5- Brtve prednje (k11pnjače27-6-9-6- Veruti1ska sjedišta27-6-9-7- Ventdli27-6-9-8- Ventflske ,gume27-6-9-9-~ve za porolQPce ventlia27-6-10- Uipute za mcmtiranje .27-6-10-1-Najčešći uzroci smetnji u radu27-6-11- Održavanje27-7- Pogonslei motori na oušaćo] garniturr27-7-1- Uvod .27-7-2- Motori proizvodnje [i.rme General Motors (GM-motol'i)27-7-3- Tehnički !podaci27-7-4- Motor u radu

x

193195195196196196199199199199199200201202203204205205205207207207209

209

211

211

2112

213

2142152152162.1821821921922122122122,12222232242252252252252262272282292302312322322·322332332332'33233236237

27-7-5-27-7-6-27-7-7-27-7-8-27-,8-27-9-27-9-1-27-9-2-27-9-3-27-9-4-27-9-5-27-1<0-27-10-1-27-10-2-27-10-3-27-10-4-27-11-27-11-1-27-11-2-2'7-11-3-27-11-4-

Održavanje motora .Smetnje u raduNajčešće smetnjeĐlelotrooprema na motorimaKako <treba \podmazivaii bušaću garnlturuRemenski prijenos .NamjenaPrOIfi:l remena i snaga koju može remen prenositiRemeniJcaRačunanje potrebne dudjine remenaPraktične uputeLančani prijenos'I'ehriićki <podaci za Iance \po ASATehnički podaci za dančanbke .SmjerniJce za primjenuPralctične uputeNavoji (vijoi)Metrtčloi navoji .Whitworthovi navojiNavoji USTNavoji NP (NPT i NPS)

28) Teodor Hreljak: Ekonomika za bušače

28-1-28-2-28-3-28-3-1-28-3-2-2'8-3-3-28-3-4-28-3-5-28-3-6-28-3-7-28-4-28-5-28-5-1-28-5-2-28-5-3-

UvodEkonomski princip] reprodukcijeOrganizacij a i sredstva .Podjeila rada i specij alizacij aProduktivnostEkonomičnostRerutabiinostStimulacij a irricij ativeOstali 'PI'·incipi organizacijeSredstvaPlarriranjeTroškovl i analizeDirelobni troškovi bušenjaIndirektni troškovi .Cijena koštanja i prodajna cijena

XI

2382382392402412'42242243·245246246247247247248252253253255256257

258

258258259259259260261261262262263264264265267

POPIS NAJVAZNIJIH TABLICA

Prikaz suvremenih tipova turbinskiJh bušilica'I'enničke karakteristike turbinske bušiliceDimenzije elemenata turbinske buši lice .Elementi za računanje suhog zraka. . .Dimenzije protupovratnih ventila tvornice Baker tipa G i FElementi za izbor kosog prijelaza .Osnovne dimenzije trnovaOsnovne dimenzije Bowenovog punokružnog spiraOsnovne dimenzije mehaničkog udaračaDimenzije raketnih reza čaSastav mješavine pri otezanju plinskog ulja barltomKoličina eksploziva u grainsima (po Romeo-u) .Ležajevi nepomičnih koloturjaLežajevi pomičnjh koloturja .Ležajevi sa isplačnim glavama u Naftaplinu i NađtagasuSimerinzi u isplačnim glavama u Naćtaplrnu i Naftagasu .Karakteristične dimenzije isplačniJh cijevi u NaftaplinuPregled O-brtvila za brtvijenje isplačnlh cijev: .Tehnički podaci za dizalice s kompaundima (Naftaplin)Tehnički podaci za dizalice s kompaundima (Namtagas)Dimenzije feroda kočnicaPodaci o dopuštenim radnim tlakovima i membranama sigurnosnihventila za razne sisaljke i košuljice .Tehnički podaci za motore na bušenjuKako treba podrnazivati bušaću garnituruPrijenosna snaga remena u KS .Prijenosna snaga jednog lanca u KSDimenzije rnetričkog navora .Dimenzije Whi·1Jwor!lhovih navojaNavoji UST

POPIS NAJVAZNIJm NOMOGRAMA I DIJAGRAMA

Grafičko određivanje količine zraka potrebne za bušenje .Tehničke karakteristike kompresoraOdređivanje stupnja aerdziranja po nornogramu Poetrnanna i BergmanaMaksimalni zakretni moment za bušaće šipke ... kao đunkcija nategaPad 'Pritiska na dno bušotine u odnosu na dubinu i postotak zaplinje-nosti isplakaMaksimalno dopušteni pritisak na ušću zaštitne kolone kao !funkcijadubine ugradnje kolone i .speclifične težine isplakeDijagram vučnih sila dizalice Cardwell .Teoretska dobava dvoradnjh duplex sisaljkiKarakter-istike GM motora

XIH

310213970

10111811912'5129137146197198200201202203208209216

2M234241

243 do 245249

253 do 255255, 256

257

41 do 4550, 51

64142 do 146

149

1552110

222, 22'3236, 237

Bušenje turbinskirn bušilicamaZvonko Gretić

17"-1 - RAZVOJNI PUT I NAMJENA

Tehnologija izrade 'sve složenijih dubokih naf-tno-plinskih bušotina, obogaćena je novim mo-gućnostima - primjenom dubinskih motora,među 'kojima najznačajnije mjesto zauzimajuturbinske bušilice.

Turbinska bušilica j~ dubinski hidraulički mo-tor, koji se_ ugrađuje neposredno iznad__dli-jeta i spušta u bušotinu na bušaćim.šipkama.Čirkulači .om isplake kroz turbinu, hidrauličkaenergija pretvafa~umehanič~Lra_-== ..I0-taciju dlijeta, te seproceS bušenja obavljabez pokretanja cijelog niza bušaćih alatki.-----Prvi metri izbušeni su turbinskom bušilicom,koju je konstruirao inženjer M. A. Kapeljuš-nikov, na naftnim poljima Bakua u SSSR-u,još 1923. godine.

Turbinska bušilica njegove konstrukcije imalaje veliki promjer i služila je za početna buše-nja, a sastojala se od jednostepene osne tur-bine visokog broja okretaja (1.800 o/min). po-moću reduktora okretanje se prenosilo na dli-jeto s približno 100 o/min.

Ova bušilica nije imala veće značenje u in-dustrijskoj primjeni, ali je označila početakrazvitka turbinskog bušenja i utrla put pri-mjeni i drugih vrsta dubinskih motora, kaoto su veoma perspektivna elektrobušilica, hi-

draulički i perkusioni motori, te sistem Dynadrill.

Temelj moderne konstrukcije turbinskih bu-•. ica postavila je, u razdoblju od 1935. do

1. godine, i dogradila prvih poslijeratnih= dina, grupa sovjetskih inženjera i znanstve-

: P. P. Šumilov, R. A. Ioannesjan, Tagijev- .. T. Gusman - konstruirajući višestepenu00 turbinskih elemenata) turbinsku bušilicu

-r 10", s osnom reakcionom turbinom bez re-rtora, čiji je radni broj okretaja iznosio600 do 700 u minuti. Turbinski elementi suđeni iz čeličnog liva sa znatnim osnim i

radijalnim tolerancijama za rad s nečistimtekućinama, kao što je isplaka, u uvjetima vi-sokih vibracija i izvijanja. U bušilicu su ug-rađeni klizni ležajevi (rotirajući dio iz čelikaklizi po gumenom statoru) podmazivani po-gonskom tekućinom - isplakom.

Tako je stvorena turbinska bušilica robustnekonstrukcije za rad u teškim uvjetima, kakvivladaju u bušotini. Slika br. 1 prikazuje tajosnovni tip jednosekcione turbinske bušiliceu presjeku. Na tim principima izrađuju se idanas moderni tipovi turbinskih bušilica.

U_~mena konstruktivna rješenja treba u-vrstiti višesekcione, obične -i vretenske 'tur-binske bušilice, promjera od 4" do 12", kojemogu na dlijeto prenijeti visoke zakretne mo-mente i snagu za bušenje forsiranim režimimai na dubinama preko 5.000 m. Te bušilice o-mogućuju bušenja žrvanj skim, a posebno di-jamantskim dlijetima.

Jednosekcione, obične i vretenske bušilice ug-lavnom se primjenjuju za usmjereno bušenje.Prvo turbinsko usmjereno bušenje izvađenoje na Kaspijskom moru još 1941. godine kojeje otvorilo put primjeni tog načina bušenjai veoma mnogo pridonijelo razradi podmor-skih naftno-plinskih polja. Omogućeno je dase horizontalni otkloni kreću i do 2/3 dubinebušotina, što znači da je na dubini od 3.000m turbinskom bušilicom moguće postići ho-rizontalni otklon i preko 2.000 m.

U posljednje vrijeme razrađen je i sustav tzv.reaktivnog turbinskog bušenja bušotina veli-kih promjera, gdje se u bušotinu spuštaju 2do 3 paralelno spojene turbinske bušilice idno istodobno razrušava s više dlijeta. Tur-binske bušilice pokreću dlijeta oko svoje osi,

2 Zvonko Gretić

a cjelokupni agregat, pokretan reakcijom tur-bina, okreće se ulijevo, oko svoje osi, čime sepostiže da više dlijeta buši jedinstveni kanalbušotine velikog promjera.

Do šezdesetih godina "turbimJskinačin bušenjarazvijan je i primjenjivan isključivo u Sovjet-skom Savezu, gdje je to još i danas temeljninačin bušenja kojim 'se godišnje izbuši i preko10 milijuna metara, tj. oko 70% od ukupnogobima bušenja. Zbog spomenutih tehnološkihkvaliteta i zapadne kompanije su u posljed-njih 10 godina počele primjenjivati i razvijatitaj način za kosa usmjereno i dijamantskobušenje vertikalnih i veoma dubokih bušotina.Neprekidnim tehničkim usavršavanjem kon-strukcije turbinskih bušilica, danas turbirrskinačin bušenja ima u pojedinim specifičnimtehnološkim zahvatima velike prednosti nadklasičnim rotornim načinom bušenja. ~ red-nosti :S~ postižu osobito u slijedećim slučaje-vima: - -

1) Pri bušenju tvrdih i krhkih vapnovitih sti-.ena (vapnenac, dolomit, anhidrit) žrvanj skimdlijetima, gdje se za ispiranje može upotri-jebiti voda ili aerizirana voda.

2) Pri dijamantskom ,bušenju kompaktnih sti--j na različitih tvrdoća i podatljivosti bušenjuna velikim dubinama (ad 2.500 da 6.000 m).

/"3))Pri usmjerenom bušenju u svim uvjetima.Jednastavnost procesa usmjerenog bušenjaturbinskom bušilicom potisnula je primjenuusmjerenog bušenja rotornim načinom pomo-ću klina ili drugih otklanjajućih alatki.

Za ove tri oblasti primjene razvijena je nizkonstruktivnih oblika i tipova turbinskih bu-šilica na zapadu, a posebno u SSSR-u.

U Naftaplinu primjenjujemo turbinske bušili-ce od 1964. godine i to za vertikalno bušenjebušotina u tvrdim vapnovitirn stijenama u Di-naridima, gdje se ispiranje obavlja vodom iu svim slučajevima usmjerenog bušenja.

Slika br. 1 - Turbinska bušilica tipa T12M 3B - 9"1) - Prijellaz s bušilice na teške šipke; 2) - Kućište;3) - Osovina; 4) - Matica - oslgurač: 5) - Ko-nus - osigurač; 6) - Dotezna matica rotirajućjh di-jelova na osovdni; 7) - Disk osnog 'ležaja; 8) - Pr-sten osnog ležaja; 9) - Gurnirand element osnogležaja; 10) - Regulacionl prsten; 11) - Turb1nskielement - stator; 12) - Turbinski element - rotor;13) - Radijalnd ležaj; 14) - Radijalni 'ležaj - sta-tor (gumirani); 15) - Košuljica donjeg radijalnog fle-

žaja; 16) - Donji radijalni ležaj - donja Ibrtva.

Bušenje turbjnskim bušilicama

Tablica br. 1 - Prikaz suvremenih tipova turbinskih bušilica

Dimenzije '2Tip Nominalni

~r-.Namjena i konstrukcijskec1l c1l S·~C1l ProizvođačDulj. e .~

bušilice promjer (j) mn ..,.. ·~·CJ ·s S di specifičnosti bušilicem >N O.!<: o·~Q)o. HQ) OH:'::E-<.s: Ill", Z 0.'"0

'I12M3B *

T12M3B *T12M3E *9E

7ETS5B *

TS5B *TS5E9S

TS4A

9"7 1/2"6 5/8"9"

7 1/2"9"

7 1/2"6 5/8"9"

4"

240

195172230

195240

195172230

8,5014,30

14,0315,3414,82

1) Brzohodne bušilice obične izvedbe8,80 2005 1 10 5/8" SSSR

9,108,459,00

8 1/2"7 1/2"

12 1/4"

SSSRSSSR

Salzgitter,Zap. Njemačka

Vertikal. i usmjereno bušenježrvanj skim dlijetima

IstoIsto

Po licenci T12M3B-9" Zavertik. i usmj. buš. žrvanj.dlijet1ma

IstoZa vertikalne bušenj ežrvanj skim dlijetima

IstoIsto

Po licenci TS5B-9" Za verti-kalno i usmjereno bušenježrv. dlijetimaRemontni radovi

110N

165N

110N

OTS-M *

6 3/4"Eastman5 1/8"Eastman210 S

3TS5B

10"

9 1/2"

7 5/8"

6 5/8"

6 3/4"

5 1/8"

7 5/8"

7 1/2"

105 13,20

150011501935

111

Za verti:k. i usmjereno buš.žrvanj skim i dijam. dlijetlima

Za vertik. bušenje dijaman-tskim dlij etimaZa usmjer. bušenje žrvanj. idijam. dlijetimaIsključivo za usmjer. buš. žr-vanj skim dlij etomZa vertikal. i usmjer. buš. žr-van]. i dijam. dlijetomZa vert. i usmjer. buš. žrvanj.i dijam. dlijetomZa vertik. buš. dijamantskimdlijetimaZa vert. buš. žrvanj skim i di-jam. dlijetima

3TSS-TL *

3TSŠ-TL

9"

7 112"

255

245 11,50

13203465

8 5/8"10 5/8"

IstoSSSR

Za vert. buš. žrvanj. i dij am.dlijetima smanjenog otpora.

Ist-o

A9K5Sa

A7N4SA6K~S

9"

7 1/2"6 112"

195 7,50

10,05

12

222

8 1/2"7 1/2"

12 114"

242521523375

SSSRSSSR

Salzgitter,Zap. Njemačka

Ležajevi kugličasti Za vertik.buš. žrv. i dijam. dlijetima

IstoIsto

KTD-3 6 5/8"

172

175

130

195 15,30

650 3 4 1/2" SSSR

Buši1ica za [ezgrovaniePromjer jezgre 35 mm

RTB-760

RTB-1260

30"

50"

760

1260

195

240 23,44

8,002) Brzohodne bušilice s vretenom

1980 1 12 1/4" Turbo Service20" Tyraspolsky

Francuska2500 1 12 1/4" Isto

Za vertik. bušenje velikihpromjera s dva dlijetaZa bušenje rudarskih akanas 3 dlijeta

195 23,80

1050 8 5/8"10 5/8"

7 1/2" SSSR

1 Isto

1450 1

1

1

EastmanUSAIsto

7 7/8"12 1/4"6 1/8"7 7/8"8 1/2"

8 1/2"

7,00 950

750

2100

3900

2 Turbo Service

7,00

21,5 3 SSSR

3) Sporohodne bušilice s vretenom5830 3 10 5/8" SSSR

4200 8 1/2" SSSR3

4) Sporohodne bušilice s promjenljivim otporom16,20 3850 2 10 5/8" SSSR240

195164

16,0015,60

172

11,30

* TL = Fino Iijevane iJ.-opati1ceturbine

14,20

26502200

8 1/2"7 1/2"

SSSRSSSR

22

8,005) Bušilice za jezgrovanje

990 1 7 1/2" SSSR8 1/2"

6) Reaktivni turbinski agregat11730 2 2 x 14 SSSR

24000 3x171/2" SSSR3

3

4 Zvonko Gretić

178-2 - TIPOVI I KONSTRUKCIJE SUVREMENIHTURBINSKIH BUŠiLICA

Po konstruktivnim karakteristikama možemosvrstati turbinske bušilice u 6 grupa (vidi ta-blicu br. 1):

17~2-1 - Brzohodne turbinske bušilice običneizvedbe

To su bušilice s radnim brojem okretaja od600d:0iOO u minuti s jednom ili.dvije sekcije.Izvedba se naziva »običnom« zato što je osniležaj (klizni) ugrađen u sklop donje sekcije,čime je brtvljenje na donjem kraju osovineoslabljeno (propuštanje isplake iznosi do 25%,uz otpor protoci kroz dlijeto do 10 kp/cm").Namijenjene su za vertikalno i usmjereno bu-šenje žrvanj skim dlijetima do dubine 2.000 m.U ovoj grupi nalazi se i turbinska bušilicaT12M3B - 9", koja se uzima kao osnovni tip,na čijim konstruktivnim principima su izra-đene ostale vrste bušilica. Radi toga ćemo jedetaljnije opisati:

Turbina ove bušilice je osno reakciona, mno-gostepena. Njene glavne dijelove, kao i svihostalih tipova, čine sklopovi rotora istatora(slika br. 1).

S k 1o r o tor a cine na osovinu (3) nani-zanih 120 rotirajućih turbinskih elemenata (12)i rotirajućih dijelova osamnaeststepenog os-nog ležaja (7 i 8) te dva. radijalna ležaja (13)raspoređena između turbinskih elemenata, ko-ji su s maticom (6) dotegnuti u jednu cjelinu.

,S k Lo s.t.a.t,o raj čine statori turbinskih e-lemenata (11), nerotirajući dijelovi osnog le-žaja (9) i radijalni ležajevi (14), koji se u ku-ćištu (2) navojem donje brtve (16) dotežu ujednu cjelinu. Donja brtva (nipel) ima ulogudonjeg radijalnog ležaja i usmjeravanja tokaisplake kroz osovinu prema mlaznicama d1i-jeta, tj. brtvljenja prostora između osovina i

kućišta bušilice. Kućište se spaja s bušaćimi teškim šipkama, a na osovinu se navrće dli-jeto.

\

Cirkulacija isplake prolazi kroz lopatice tur-Jbinskih elemenata i tu se hidraulička energijapretvara u mehaničku koja okreće dlijeto nadnu. Dalje, isplaka ulazi u osovinu i izlazeći

~oz dlijeto ispire dno bušotine.

Lopatice t~ins:kih ~emenata se uglavnom iz-~čIiličnog hila, ali se uspješno primje-njuju i plastične lopatice koje su veoma ot-porne na abraziju. Međutim, plastični elemen-ti ne podnose temperature iznad 1000C (slikabr. 2).

Slika br. 2 - Stator turbinskog' elementa iz plastike

Višestepeni osni ležaj, čiji se svaki stepen sa-stoji od gumiranog elementa (9), diska (7) iprstena (8) ima zadatak da prenosi optereće-nje od bušaćih i teških šipki preko kućišta iosovine bušilice na dlijeto. Kad je dlijeto po-dignuto iznad dna bušotine, taj ležaj preuzimahidraulička osna opterećenja. Osni ležaj ne do-pušta dodirivanje lopatica rotora i statora priradu. Radijalne sile preuzimaju samo djelo-mično osni ležajevi. Glavninu takvih optere-ćenja preuzimaju radijalni ležajevi koji se u-građuju na svakih 25 - 40 turbirrskih eleme-nata. Sastoje se iz čeličnih košuljica (13) kojese s osovinom okreću unutar gumiranog ele-menta (14). Zadatak im je da sprečavaju izvi-janje i radijalne vibracije osovine, koje bi do-vele do trenja između rotirajućih i nerotira-jućih dijelova i njihovog oštećenja.

Bušenja turbinskirn bušilicama

17"--2-2 - Brzohodne turbinske bušilice svretenom

izdvojen je iz donje sekcije u posebni sklop -vreteno. Ovo je učinjeno iz više razloga:

Turbinske bušilice ove grupe imaju iste teh-ničke karakteristike kao i u prethodnoj, a raz-lika je u izvedbi osnog ležaja i načinu brtvlje-nja donjeg kraja osovine. Osni ležaj (klizni)

N1rr~~fl-3'i"'~_~

51/\-*-+- 6

1+--W-lH-7

8>-J,j,[M>..j-- 9

IAI-!:;N-- 111.e:::IN-12V\r,..t!"I_ 13

r •••. :IL'" 1~

Nl1J!',d--15

11- .••••••.-16

17

18ri3n=v:,=::::::::~~-19

2021

22

23

-25

26,.,._-- -------.~~.--------.-- .., .,

ff27

- Zamjenjivanje osnog ležaja moguće je bezrastavljanja kompletne bušilice, a to je zna-čajno, budući da je od svih dijelova osni ležajnajviše izložen intenzivnom trošenju.

/

~~"p'~"'-- ~y " '~

_~.~: ;'~_o.._. :~ !~}~_2!...__.._. :. -,==_. __>Slika br. 3 _ Brzohodna jednosekciona turbinska bušilica s vretenom proiz-

vodnje Eastman (USA) C/J6 3/4"1) - Prijelaz za spoj s teškim šipkama; 2) - Osigurač: 3) - Osigurač do-tezne matice; 4) - Dotezna matica rotirajućih dijelova; 5) - Dotezni prstenstatora: 6) - Dotezrri prsten rotora; 7) - Klin doteznog !prstena rotora; 8) -Košudjica radijaInog ležaja; 9) - Osovina turbane: 11) - Sito; 12) - Ku-ćište tur-bine; 13) i 14) - Turbinski elementi, stator-rćtor: 15) - Raddjalni'ležaj; 16) - Spojka osovine i vretena turbine; 17) - Razdjelni prsten; 18) -Regulacioni prsten; 19) - Prsten osnog ležaja; 20) - Disk osnog Iežaja;21) - Gumirani element osnog ležaja; 22) - Košulj ica donjeg radijalnogležaja; 23) - Gumirani element donjeg radljalnog ležaja; 24) - Dotezniprsten; 25) - Osigurač matice; 26) - Matica statora; 27) - Osovina s na-

vojem za navrtanje d1ijeta

5

6 Zvonko Gretić

- Brtvljenje donjeg kraja osovine je djelo-tvornije (labirintno), tako da se vrlo mala ko-ličina protočne isplake gubi kroz brtve vre-tena (svega od 3 do 8% kod 60 kp/cm? padapritiska u mlaznicama dlijeta).

Na slici br. 3 prikazana je turbinska bušilicas vretenom 0 6 3/4" proizvodnje Eastman,Sekciju turbinske bušilice čine dijelovi od po-zicije 1 do 18 koja se po konstrukciji mnogone razlikuje od dijelova turbinske bušiliceT12M3B - 9". Vreteno s višestepenim k.liznimosnoradijalnim ležajem sačinjavaju dijelovi odpozicije 18 do 27. Osovina sekcije (9) i vreteno(27) spajaju se navojem (16) dok je kućištezajedničko.

Kod sovjetskih brzohodnih turbinskih bušili-ca s vretenom osovine i kućišta vretena suodvojeni, a spajanje osovine obavlja se konus-nim spojnicarna, dok se kućišta spajaju navo-jem. Brzohodne turbinske bušilice iz ove gru-pe imaju klizne osne i radijaine ležajeve, po-što su oni za velik broj okretaja povoljniji, jers povećanjem broja okretaja trenje u njimaopada, kao što se to vidi na dijagramu slikebr. 4. Ove turbinske bušilice služe za verti-kalno i usmjereno bušenje sa žrvanjskim i di-jamantskim dlijetima. U ovoj grupi ima iz-vedbi sa dvije i tri sekcije, što znači da se mo-gu upotrijebiti na dubinama preko 2.000 m.

:6Em=tm0,05

0,04 .400 500 600 700 8(JJ 900 1000 n O/min

Slika br. 4 - Ovisnost koeficijenta trenja o brojuokretaja u k.liznom ležaju

17"-2-3 - Sporohodne turbinske bušilice svretenom

Među najnovija konstrukcijska riješenja spa-daju sporohodne turbinske bušilice s vrete-nom, kod kojih su lopatice turbinskih eleme-nata postavljene vertikalnije i promijenjenogprofila, tako da se kod maksimalne snage brojokretaja kreće od 250 do 350 u minuti, štoove bušilice čini podesnim za bušenje forsira-nim režimom žrvanj skim i dijamantskim dli-jetima. Uz visoke mehaničke brzine bušenja,postiže 'Se od 20 do 50010bolji učinak po žr-

vanjskom dlijetu. Lopatice turbinskih eleme-nata kod ovih turbinskih bušilica imaju tankestijenke od 1 mm (Točnoje Litjo - TL), štostvara znatno manje otpore protoci isplake.Kod ovih bušilica otpori proticanju isplake suza 20 - 30 kp/cm? manji, u odnosu na otporeu brzohodnim bušilicama.

Na slici br. 5 prikazana je trosekciona sporo-hodna turbinska bušilica s kliznim ležajevimau vretenu. Gornja sekcija je označena sa A,B je srednja sekcija, D je donja sekcija i C jevreteno. Sve tri sekcije sastoje se samo odenergetskog dijela, tj. turbinskih elemenata(3 i 4) i radijalnih ležajeva (5 i 6). Ni jednaod sekcija ne može samostalno raditi jer ne-ma osnog ležaja, koji je izveden u obliku vre-tena. Osovine sekcija i vretena međusobno suspojene konusnim spojkama (9 ilO). Konusnaspojka vretena (13) ima bočne kanale za ulazisplake u osovinu vretena.

Vreteno ove bušilice može biti s kliznim leža-jevima, kao što je to prikazano na slici br. 5.Novija izvedba je s kugličastim ležajevima, či-me se smanjuje trenje i olakšava pokretanjeturbine kao i njen rad. Na slici br. 6 prika-zano je vreteno s kugličastim ležajevima. Ugornjem dijelu vretena nalaze se četrnaesto-stepeni osnoradijalni kugličasti ležajevi (19).Iznad njih je jednostepena labirintna brtva(15, 16 i 17), dok se s donje strane nalazi više-stepena labirintna brtva (6, 7, 8 i 9) koja spre-čava ulazak isplake, zagađene nabušenim če-sticama, u kugličasti ležaj. Hlađenje i podma-zivanje te brtve postiže se djelomičnom cir-kulacijom isplake, koja prolazi kroz otvor naosovini (1) i brtveni prsten (10).

Kugličasti ležajevi u vretenu i u sekcijama tur-binske bušilice u odnosu na klizne (gumirane)ležajeve imaju slijedeće prednosti:

- Veću izdržljivost na opterećenje, manje gu-bitke zbog trenja i Iakše pokretanje;

- Omogućavaju primjenu turbina na tempe-raturama do 2000 C, odnosno na većim dubi-nama (klizni ležajevi izdrže najviše do 1200 C);

- Nisu osjetljivi na isplaku većih specifičnihtežina, koje se često upotrebljavaju na većimdubinama.

·1

Bušenja turbinskim bušilicama

I

17

A) B) C)

7

D)Slika br. 5 Sporohodna turbinska bušilica s vretenom, tipa 3TSS - 9" TL

A) Gornja sekcija 1) - Kućište; 2) - Dotezrie matice ; 3) - Rotor turbinskog elementa; ~ - Stator turbinskog elementa;~ - RadIjaini ležaj; 6) - Prsten radIjainog ležaja; 7) - Osovina; 8) - Prijelaz B) Srednja sekcija 9) - Konusna spojnicaženska: 10) - Konusna spojnica muška; 11) - Dotezrui prijelaz; 12) - Osovane C) Donja sekcija Svi dijelova ~ti kao podA. i B D) Vreteno (osni ležaj) 13) - Konusna spojnica muška s prijelazom; 14) - Radijalrn ležaj vretena; 15) - Ddsk osnog:e:žaja; 16) - Prsten osnog ležaja; 17) - Gumirani element osnog ležaja; 18) - Ku6ište, 19) - Dotezna matica statora;

20) - Osovina s otvorom za isplaku; 21) - Prijelaz za dlijeto

Bušenje turbinskim bušilicama

paciteta sisaljki, što dovodi do povećanja sna-ge turbinske buši1ice baš u zoni optimalnogbušenja. Pri bušenju s isplačnim sisaljkamapogonjenim diesel motorima ta regulacija seostvaruje automatski povećanjem broja okre-taja motora kod pada pritiska. Kod sisaljkipogonjenih elektromotorima te bušilice mora-ju imati ventile za regulaciju pritiska, kojipropuštaju dio isplake iznad turbine pri viso-kim brojevima okretaja osovine.

Bušilice ovog tipa su dvosekcione izvedbe skugličastim ležajevima. Mogu se uspješno upo-trijebiti za bušenje dubokih bušotina sa žr-vanjskim i dijamantskim dlijetima, forsiranimrežimima, jer razvijaju visoke zakretne mo-mente i snagu.

r~

2

IJ21

!J

11

Ifj

., --IJtJ

12II

lO

s87

A

17--2-5 - Turbinske bušilice za jezgrovanje

Rad turbinske buši!ice za ·ezgr:o..'\lan~jednakje radu o ičnih jednosekcionih hušilica slikabr. ). onstruktLvno se razlikuju 120 tome što

5

~65

)1\~~ i0

I-- 1 I--

bl

tlJm. .

'''q.~

h~ ~~dl

\-.- ......, 3

~ ~3---

~ ~,

~I' r

q,35~<,

rAl

1"~3

,

~53

Slika br. 8 - Turbinska bu-šilica za jezgrovanje tipa

KTD - 3 (/) 65/S"

A) - Bušilica1) - Osovina - šuplja; 2)Košulj ica donjeg radijalnogležaja (brtve); 3) - Rotor tur-binskog elementa; 4) - Staterturbinskog elementa; 5) -Košu lj ica radijalnog ležaja; 6)- Radij alni !ležaj; 7) - Re-gulacioni prsten turbine; 8) -Donja razdjelna košuljica: 9)- Brtveni prstenovi; 10) -- Disk osnog ležaja; 11) -Prsten osnog ležaja; 12-)-Gumeni element osnog ležaja;13) - Gornja razdjelna košu-Ijica ; 14) - Sržna <Cijev; 15)16) i 17) - sustav doteznihmatica; 18) - Kućište; 19) -Nosač sržne cijevi; 20) - Do-nja košuljica; 21) - Brtva; 22)

- Prijelaz na krunu

B - Sržna cijev1) - Držač jezgre (otkidač) ;2) - Jezgrena cijev; 3) -Ventil za izjednačenje pri·tis-ka; 4) - ute.g; 5) - Glava

sržne cijevi

9

3

2

B

Zvonko Gretić8

/ dlijeto, što umanjuje broj okretaja osovine,umanjuje i pad pritiska u bušilici.

u 2

I

I

31 21

31,14

29 17

Slika br. 6 - Vreteno turbinskebušilice s kugličastim ležajevima B1) - Osovina; 2) - Košulj.ica osovi-ne; 3) - Košulji,ca radajatnog ležaja;4) - Donj,i radijal.rui ležaj - kli71l1!i;5) - Prsten osovine; 6), 7), 8) i 9) -Elementi labir.i:ntne brtve; 10) - Br-tverui prsten; 11) - Prsten s provr-tom za prolaz ';splake; 12) - Razdjel-ni prsten osovane; 13) - Razdj elniprsten kućišta: 14) - Prsten osovine;15), 16) i 17) - Disk, manžeta i pr-

sten brtve kugličastog ležaja; 18) - Prsten kućišta; 19) -Osno-radij alru četrnaesto-steperu kugličasti ležaj; 20) - Pr-sten osovine; 21) - Brtverui :prsten s »0« brtvilom; 22), 23) i24) - Dotezne matice; 25) - Konusna spojka osovine -muška; 26) - Kućdšte vretena; 27) i 29) - Dotezni prstenomstatona ; 28) - Dotezni pr1jelaz statora vretena; 30) - Regu-lacioni prsten: 31) - Prijelaz s vretena na sekciju bušillice;

32) - Prijelaz na dlijeto

32Slika br. 7 - Tur-blnska bušilica spromjenljivim otpo-

rom

ABI Donja sekcija 1)

- osovina: 2) - Ko-šuljica osovdrie; 3) -Košuljica kućišta: tf)- RadLj'alno-osni ku-

. gličasti ležaj i (višestupnjeva); 5) - Ceona brtva; 6) - Košulj.ica osovines otvorom za protok isplake; 7) - Košulj:i.ca kućišta; 8) -Rotor tarrbtnskog elementa; 9) - Stator turb.i:nskog ele-menta; 10) - Radi.jainti lougldčastt ležajevi; 11), 12) d 13) -Sustav dotezruih matica; 14) - Konusna spojka muška: 21)- Konusna spojka ženska; 15) - Kućdšte; 16) - Košuljicakućišta; 17) - Gornji pnijelaz kućišta; 18) - Regulacion.iprsten turbine; 19) - Dotezni pnijelaz statora; 20) - Pri-jelaz za dlddetoAl Gornja sekcija 34) - P]'ijelaz na teške šipke: 29), 28) li 27)- Sustav doteznih matica; 33) - Dotezna košulj.ica statora :30) - Kućište; 26) - Radlijalni kugličrui ležaj; 25) - StatorturbLnskog elementa; 24) - Rotor turbinskog elementa; 23)- Dotezna košuljica rotora; 31) - Regulacioni prsten tur-

bine; 32) - Pr.iJjelaz

17"--2-4 - Sporohodne turbinske bušilice S

promjenljivim otporom

Kod ove turbinske bušilice (slika br. 7) profillopatica je tako izveden da pad pritiska u bu-šilici raste s povećanjem broja okretaja oso-vine. Takva karakteristika ove bušilice omo-gućuje da se, pri povećanju opterećenja na

To drugim riječima znači da je kod optimal-nog režima bušenja pritisak sisaljke najniži,tj. otpori proticanju isplake kroz bušilicu sunajmanji, a to daje mogućnost povećanja ka-

10 Zvonko Gretić

)U sržnu cijev ulazi oko 3 m jezgre i ona sepomoću užeta može izvlačiti i spuštati krozbušače šipke. Takva konstrukcija omogućujekontinuirano jezgrovanje bez izvlačenja alatkido istrošenja kruna.\

U tablici br. 2 dati su osnovni podaci turbin-ske bušilice za jezgrovanje tipa TKD 6 SJa". Ovebušilice se izrađuju u promjerima od 5 do 10".

Tablica br. 2 - Tehničke karakteristike turbinske bušilice pogonjene vodom

Broj Zakretni OtporKoličina okretaja pri moment pri Maksimalna protoci pri

Turbinski Broj 'Vode maksimalnoj maksimalno] snaga maksimalno]Tip bušilice elemenat* elemenata dmš/sek, snazi o/min. snazi kpm KS snazi kp/cm2

T12M3B 9" 30/16,5 120 45 600 184 154 3950 670 227 211 48

T12M3B 71/t" 21120,5 100 30 710 83 82,5 3832 760 94 100 43,5

T12M3E 65/8" 28/16 121 22 625 50 43,5 3524 685 59,5 57 41,5

9E 9" 45 632 180 42,555 772 325 63,3

7E 71/2" 20 474 30,8 16,730 712 105,0 38,3

TS5B 9" 30/16,5 215 38 505 233 164 4940 530 258 191 54

TS5B 71/j" 21/20,5 177 26 615 110 96 5028 660 128 118 58

TS5E 65/8" 28116 239 20 570 81,5 65 5722 625 98,5 86 69

9S 9" 30 422 95,8 3545 632 318,3 77,5

TS4A 4" 18/13,5 212 7 710 15 14,8 428 810 19,5 22 55

IlON 10" 110 50 620 185 158,3 38,3165N 91/," 150 50 650 280 250 63,3IlON 75/s" 110 30 600 100 88,3 29,1OTS-M 65/8" 28/16 123 24 670 54,4 51,4 31,2

26 715 64,3 60,2 36,96 3/4" 6 3/4" 22 720 50 28,3

32 1000 141,7 53,35 1/8 51/8" 13 620 23,3 25,8

22 1100 108,3 61,7210S 75/8" 210 30 735 162,5 140,8 64,13TS5B 71/%" 21/20,5 272 23 545 134 102 60,5

25 590 158 130 71,5A9K5Sa 9" 45 200-300 291-200 39,1A7N4S 71/2" E43-50 231 25 264 110 35

31/18 33 348 190 62A6K3S 61/2" 30 240-340 70,8-48,3 153TSS-TL 9" 34116,5 317 41 460 360 230 60

43 480 395 265 663TSS-TL 71/2" 28/18 330 33 285 124 50 19

35 302 140 60 21,53TSS-TL 65/8" 30/11 435 22 395 109 60 47,5

24 430 130 78 57KTD-3 65/S" 23/20 96 30 720 68 68,5 35,5

32 770 79 85 40

* Brojnik označava broj lopatica, a nazivnik osnu visinu lopatice

Bušenja turbinskim bušilicama 11

17"-2-6 - Reaktivni turbinski agregat

Prikaz tehničkih karakteristika dvaju agregatareaktivnog turbinskog bušenja dat je u tablicibr. 3 i to za tip RTB-760, sastavljen od dvijeparalelne turbinske bušilice tipa T12M3B - 9"za bušenje bušotina promjera 760 mm, te zatip RTB-1260, sastavljen od 3 takve paralelnospojene turbinske bušilice za bušenje bušo-tina promjera 1260 mm. U primjeni su agre-gati za bušenje bušotina od 390 do 6.000 mmpromjera.

Bušenje saregatima reaktivnog turbinskogbušenja može se izvoditi s klasičnim bušaćimgarniturama. Isplaka cirkulira kroz šipke irazvodi se u "'pojedinu turbinsku buši1icu (kaošto se to" vidi na slici br. 9), pokreće dlijeto,areaktivna sila okreče..agregat ulijevo. ~iiznošenja nabušenih čestica, stijene potrebnesu sisaljke velike dobave. Ukoliko ispiranjenije dovoljno, agregati za bušenje promjeraod 2.500 do 6.000 mm opskrbljeni su taložni-cima, pomoću kojih se iznosi nabušeni mate-rijal iz bušotine izvlačenjem alatki. Agregat je

Tablica br. 3 - Tehničke karakteristike turbinske bušUice pogonjene tsnlakom specifične težine 1,2 kp/dm3

Tip buši1iceTurbinskielemenat*

Brojelementa

Količinaisplakedmš/sek,

Brojokretaja primaksimalnojsnazi o/min.

Zakretnimoment primaksimalno]

snazi kpm

MaksimalnasnagaKS

Otporprotoci pri

maksimalno]snazi ,~p/cm2

T12M3BT12M3BT12M3E9E7ETS5B

TS5BTS5E

9STS4A

nON165N110NOTS-M

210S3TS5BA9K5SaA7N4SA6K3S3TSS-TL3TSS-TL3TSS-TLKTD-3

9" 30/16,521120,528/16

120100121

215177239

212110150110123

210272

231

317330

43596

424530322224

45-5520-30

384026282022

30-4578

505030242622321322302325452533304143333522243032

560670710760625685

632-772474-712

505530615660570625

422-632710810620650600670715720

1000620

1100735545590

200-300264348

240-340460480285302395430720770

19222199,5

1136072

28031013215398

1181722

22233612065,377,2

195161190

350-240132228

85-58433475149168131156

8295

15018599

1205269

216-39037-126

19722911514278

103115-382

1725

19030110661,772,360

17028

130169122156

2763186072729482

102

414745,5524250

51-7620-46

59656069,56883

42-93486246763537,544,234643174777386474274187279232657684348

71/t"

9"7 l/r"9" 30116,5

21/20,528/16

•• Broinik označava broj lopatica, a nazivnik osnu visinu lopatice

71/r"

6 5/8"

9"4" 18/13,5

10"9 l/t"7 5/8"6 5/8" 28/16

5 t/8"

7 5/8"7 l/t" 21/20,5

E43-5031118

61/r"9" 34/16

2811830/1123/20

71/t"

6 5/8"

6 5/8"

Zvonko Gretić12

otežan utezima (na slici br. 9, pozicija 5, 6 i 7)tako da se dlijeta opterećuju samo težinomagregata (s utezima), što iznosi od 12 do 20tona, a ne teškim ili bušaćim šipkama. Ta op-terećenja nisu velika, s obzirom da se prenosena više dlijeta, ali su dovoljna za uspješnobušenje, budući da pri dvostrukoj rotaciji, dli-jeta buše samo obodnim zubima. Tako se po-stiže dovoljno veliko specifično opterećenje nazubima dlijeta.

Potreban kapacitet isplačnih sisaljki ovisi [)promjeru bušotine i kreće se od 60 do 100dmvsek.

2

3

Ovakav agregat visi na bušaćim šipkama po-put klatna što omogućuje bušenje gotovo ide-alno vertikalnih bušotina, a to se naročitozahtjeva pri bušenju za uvodne kolone i ru-darskih okana.

A-A

5A

170-3 - TEHNIČKE KARAKTERISTIKETURBINSKE BUŠILICE

ITehničke karakteristike turbinske bušilice kododređenog kapaciteta isplačnih sisaljki odre- \

• đene su slijedećim elementima: J

1) Profilom i nagibom lopatica, o čemu oviserzine i kutevi strujanja isplake;

j) Srednjim promjerom turbine (Dj):

(97) Brojem turbinskih elemenata (k);

r1) Brojem okretaja osovine u minuti (n);

(5) Maksimalnom snagom u KS (NmaJ;

6) Za:kretnim momentom (Map:);

7) Otporom proticanju, odnosno padom pri-tiska kroz turbinu u kp/cm" (p);

8) Koeficijentom hidrauličkog korisnog djelo-vanja (1]h)'

Radne karakteristike pod 4, 5, 6 i 7 date suu tablicama br. 2 i 3 za ispiranjeL~dom iisplakom specifične težine 1,20 kp/gm3.

Kao i kod svih hidrauličkih turbina tako i uturbinskim bušilicama broj okretaja osovinekod iste količine isplake mijenja se prema op-terećenju. Opterećenje dlijeta svakog se časamijenja za nekoliko tona, što znači da turbinau bušotini radi s promjenljivim brojem okre-taja. Promjenom broja okretaja mijenjaju sei ostale karakteristike turbine.

6

8J3.2

-r- 9I

10

1/1'1-

Slika br. 9 - Reaktiv-ni turbinski agregat

RTB - 76012

Agregat sastavljen oddvije vezane bušjlice ti-pa TI2M3B-9", koji s

13 dva dlijeta rb 346 mmbuši bušotinu rb 760mm.1) - Prij-elazni .komadizmeđu bušaćih šipk! iagregata; 2) Gornji ja-

ram za učvršćivanje turbinske bušilice i razvoda is-plake; 3) Bušrlica (j) 9", [ednosekciona; 4) - Srednjijaram za učvršćenje turbinsksh bušilica; 5), 6) i 7) -Utezi; 8) - Učvršćivač utega; 9) - Nosač utega; 10)- Razdjelni prsten; 11) - Donji jaram za učvršće-nje turbrnskjh bušilica: 12) - Prtjelaeni komad iz o-sovine TB na dlijeto; 13) - Dlijeto žrvanisko (j) 346

mm

Sušenje turbinskim bušilicama

Maksimalna snaga kod svih tipova turbinskihbušilica postiže se kod srednjeg broja okre-taja:

~rmaxjn = -2- o/min.

Oblik profila, nagib lopatica i količina turbin-skih elemenata su činbenici Ikoji određujukakva će turbinska bušilica biti: sporohodnaili brzohodna, s većim ili manjim otporomproticanju. Na slici br. 10 prikazani su profililopatica brzohođne i sporohodne turbinskebušilice.

a

Slika br. 10 - Profil lopatica brwhodne i sporohođnebušilice

a) - Obična bušidica (brzohođna) ; b) - Sporohcdnabušil ica

Kako profili i nagibi lopatica djeluju na radnekarakteristike, najbolje se vidi u dijagramu naslici br. 11 za turbinsku bušilicu tipa T12M3B- 9" brzohodnu i na slici br. 12 za tip A7N4S

sporohodnu.

y

pkp.trrf

375h

'!./lO

(j()

Slika br. 11 - Dijagram radnih karakteristika bu-šilica T12M3B9" (120stupnjeva)

Iz dijagrama na slici br. 11 vidljivo je da ovaturbinska bušilica s protokom od 45 litara usekundi ima maksimalni broj okretaja 1.240u minuti i da je zona njenog optimalnog radaod 600 do 680 o/min. U toj zoni bušilica pro-izvodi maksimalnu snagu s najvećim koefici-jentom hidrauličkog djelovanja uz najpovolj-niji zakretni moment. Za sporohodnu turbin-sku bušilicu tipa A7N4S s lopaticama, kojedaju promjenljivi pritisak pri istom kap aci-tetu, prikazan je dijagram radnih karakteri-stika na slici br. 12. Iz dijagrama je, dalje,vidljivo da, uz maksimalnu količinu isplake(OmaX>, promjenljivi pritisak (p) raste od 40kp/cm" pri zaustavljanju bušilice do 95 kpjcm?pri maksimalnom broju okretaja u slobodnomhodu (650 o/min).

95

~_~~~~~~~~~~.~_~ro

Slika br. 12 - Radna karakteristika bušilice A7N4S(opis u tekstu)

Kod broja okretaja na granici zaustavljanjaturbine, pojavljuje se pritisak Pi koji je kon-stantan pri promjenljivom kapacitetu sisaljkešto ga regulira protočni ventil turbine. Opti-malni režim bušenja nalazi· se u zoni neštovećih okretaja i kod pritiska P2 i promjenlji-vog kapaciteta 02 kojeg se može regulirati bro-jem okretaja diesel motora (hodovima sisalj-ke). U našem slučaju to je zona od 280 - 300okretaja u minuti.

U tablicama br. 2 i 3 dati su optimalni kapa-citeti isplačnih sisaljki za pojedine tipove tur-binskih bušilica. U praksi, da bi se dobila veća

13

14 Zvonko Gretić

snaga i moment ili bolje ispiranje bušotine,ti kaP9ti se mogu povećati.

17"-4 - IZRAČUNAVANJE TEHNIČKIHKARAKTERISTIKA TURBINSKEBUŠILlCE*

Iako su u tablicama br. 1, 2 i 3 navedene svetehničke karakteristike turbinskih bušilica, unastavku se daju obrasci za izračunavanje po-jedinih veličina u slučajevima kada se mije-njaju količine protoke i specificirane težineisplake.

OST

Slika br. 13 - Brzine protje-canja tekućine između lopati-ca statora i rotora (opis, u

tekstu)-<.J

Fo = :n Ds' h . sin ao - k· S . h,

dobije se da je

U = O cos aon.Ds·h.sin ac - k v Sv h

gdje je:

Ds - srednji promjer kola rotora i sta-tora u m;

h - radijalna visina kanala u m;S - debljina lopatice u m;k - broj lopatica u jednom stupnju.

S druge strane iz obrasca za računanje obod-ne brzine:

Ds' '1t. n dobije se izraz za broj okretaja:U=----

60

60 O cos eton=--

D, '1t rt Ds' h . sin ac - k· S . h

Obuhvate li se sve niže navedene veličine koe-ficijentom:

60 cos etoK= ----------------------

Ds TI CDsTI . h . sin (1.0 - k . S . h)

dobije se:

n = K· O (ojrnin).

Iz dobivenog izraza vidljivo je da je broj 0-kretaja proporcionalan s količinom protoke.Odatle slijedi zaključak da je:

lli 01lli /(1,.

Dakle, za koliko se poveća protoka za t-olikose povećava i broj okretaja turbine.

Pad pritiska u turbini može se odrediti poEulerovoj jednadžbi prilagođenoj ovoj svrsi:

H= Z Uz= Z ( cos ac )2 02g g '1t.Ds·hsinac-k.S.h .

u kojoj je:

Z = broj turbinskih elemenata;g = ubrzanje sile teže (9,81 m/sek").

Karakteristike turbinske bušilice, tj. njezinasnaga, broj okretaja i zakretni moment, oviseo veličini obodne brzine U, odnosno o brziniprot jecanja tekućine Co i veličini kuta nagibalopatice ao.

Iz slike br. 13 dobije se da je:

U = Co cos ao (mJsek)

Budući da je:

QCo=-,

Fo

gdje je:

Q = Količina protočne isplake u m3/sek;* Ovo poglavlje naplsao je Ivan Šindija

Bušenja turbinskim bušilicama 15

Koristivši taj izraz dobivamo da je:

odnosno, da je povećanje gubitka pritiska uturbini proporcionalno kvadratu povećanjaprotoke.

Uvedemo li izraz H u obrazac za izračunava-nje snage

N = -..9~y dobit ćemo:75

i = V ~:Na temelju gore navedenih izraza karakteris-tika turbine može se grafički prikazati kao naslici br. 11 i 12.

Značenje srednjih promjera (D8) bušilice

S povećanjem srednjeg promjera CDs)bušiliceraste zakretni moment, snaga i koeficijent ko-risnog hidrauličkog djelovanja.

Matematički taj je odnos izražen slijedećimobrascem:

M = AM. n2 . D!5.y

gdje je:

AM- koeficijent proporcionalnosti zamoment;

AN - koeficijent propocionalnosti zasnagu.

Analogno tome dobije se da je:

N = AN . n3 . D85. y

Tablica br. 4 - Vrijednosti za D. I 'YJh

Tip T12M3B - II" T12M3 - 7 '/." Tl2M3 4 ~" TS4A - ~"bušlllce TS5B - 9" TS5B - 7'/." TS5E «I j.i"

D. (cm)16 13 11,7 7,0

0,65 0,50 0,4.0,57

Pomoću navedenih obrazaca dobiva se slije-deći odnos momenata i snage:

Iz posljednja dva obrasca zaključujemo da ćekod povećanja promjera D8 za dva puta, mo-ment i snaga bušilice porasti za približno 10puta.

Sličnim postupkom dobiva se slijedeća ovis-nost zakretnog momenta turbine o količiniprotoka:

Povećanjem srednjeg promjera D!, povećava, se koeficijent iskoristivosti ('YJh).

Značenje specifične težine isplake

Dok je broj okretaja neovisan o specifičnojtežini isplake, dotle su zakretni moment, sna-ga i gubitak pritiska direktno proporcionalnispecifičnoj težini isplake.

Matematički to se može izraziti slijedećim ob-rascima:

17"-5 - ISKORIŠTENJE HIDRAULIČKE SNAGESISAUKE U TURBINSKOJ BUŠILICI*

Ako isplačna sisaljka razvija snagu No, hidra-ulička snaga turbine Nt, bit će za veličinu hi-drauličkesnage Ngub,iegubljenu uslijed itrenjau cirkulacionom 'sustavu, uvijek manja od No,tj.

No - Ngub,

Po - Ptr

Budući da je Ptr = a . Q2, a Ngub = a . Q3,gornji obrazac može poprimiti slijedeći oblik:

N, = Po . Q - a . Q3

U kojem su:Po - pritisak na isplačnoj sisaljci;Q - količina protoke (isplake);P, - gubitak pritiska u turbinskoj bu-

šilici;Ptr - gubitak pritiska uslijed trenja;a - koeficijent trenja.

* Ovo poglavlje napisao je Ivan Šmdij a