Технические характеристики буровых установок

Все операции, связанные с процессом бурения, осуществляются с помощью буровых установок.

Буровая установка – это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций по строительству скважин.

Современные буровые установки включают следующие составные части:

  • – буровое оборудование (талевый механизм, насосы, буровая лебедка, вертлюг, ротор, силовой привод и т.д.);
  • – буровые сооружения (вышка, основания, сборно-разборные каркасно-панельные укрытия приемные мостки и стеллажи);
  • – оборудование для механизации трудоемких работ (регулятор подачи долота, механизмы для автоматизации спуско-подъемных операций, пневматический клиновой захват для труб, автоматический буровой ключ, вспомогательная лебедка, пневмораскрепитель, краны для ремонтных работ, пульт контроля процессов бурения, посты управления);
  • – оборудование для приготовления, очистки и регенерации бурового раствора (блок приготовления, вибросита, песко- и илоотделители, подпорные насосы, емкости для химических реагентов, воды и бурового раствора);
  • – манифольд (нагнетательная линия в блочном исполнении, дроссельно-запорные устройства, буровой рукав);
  • – устройства для обогрева блоков буровой установки (теплогенераторы, отопительные радиаторы и коммуникации для развода теплоносителя).

Общий вид буровой установки, смонтированной на металлическом основании, показан на рис. 4. Буровая вышка 3 с балконом 7, устанавливаемая над устьем скважины, предназначена для выполнения спуско-подъемных операций (СПО) и удержания бурильной колонны при бурении и обсадных труб при креплении скважины.

В состав буровой установки (рис. 6.1) входят основание силового привода 15 и в отдельных случаях основной лебедки; основание буровых насосов 20 и их привода 19; приемные мостки и стеллажи для укладки бурильных и обсадных труб 24; наклонные приемные мостки используются для затаскивания по их поверхности в буровую оборудования и инструмента.

В вертикальном положении вышка удерживается с помощью оттяжек 9 и подкосов 13. Основание под вышку 22 служит для установки и закрепления на нем вышки, основной и вспомогательной лебедок, ротора, бурового ключа АКБ-ЗМ, механизма крепления неподвижного конца талевого каната и подсвечников для установки бурильных труб (свечей). На это основание укладывается деревянный или металлический пол 1.

Буровая лебедка 12 является одним из агрегатов в комплекте буровой установки. Она предназначена для спуско-подъемных операций, удержания бурильных труб, спущенных в скважину в процессе бурения, и других операций.

Талевая система состоит из кронблока 10, установленного на верхней площадке вышки, крюкоблока 6, подвешенного с помощью стального каната 8, и приспособления для крепления неподвижного конца талевого каната. Система представляет собой полиспаст, кронблок которого является неподвижной частью, талевой блок и крюк составляет ее подвижную часть, а канат является гибкой связью между ними. Один конец каната – ходовой – закрепляется на барабане буровой лебедки. Другой конец – неподвижный – закрепляется при помощи приспособления, установленного под полом основания вышки. Применение талевой системы позволяет снизить усилие на ведущем конце каната, в результате чего значительно уменьшается его диаметр.

Вертлюг 5 имеет двойное назначение: удерживать колонну бурильных труб, спущенных в скважину, в подвешенном состоянии и давать возможность ей свободно вращаться вокруг своей оси в процессе бурения роторным способом; обеспечивать подачу бурового раствора под давлением в бурильные трубы как при спокойном их положении, так и при вращении.

Ротор 11 устанавливается над устьем скважины. При роторном бурении он вращает с помощью ведущей трубы бурильную колонну с долотом. Стол ротора приводится во вращение при помощи цепной или карданной передачи. При турбинном бурении ротор препятствует вращению бурильных труб против часовой стрелки от действия реактивного момента, возникающего на забое скважины при вращении долота. При спуско-подъемных операциях на роторе удерживается вся спущенная в скважину колонна бурильных или обсадных труб как в процессе их развинчивания и свинчивания, Так и в процессе спуска и подъема.

Буровые насосы 20 – это один из главных видов оборудования, входящего в состав любой буровой установки. От правильно подобранных насосов, их надежности и долговечности во многом зависит успех вращательного бурения. Они предназначены для закачки бурового раствора в скважину. Давление, при котором работают насосы, зависит от глубины скважины, количества закачиваемого раствора, его вязкости и плотности, диаметра скважины и бурильных труб, диаметра отверстий в долоте.

Читайте также:  Тесто на вак беляш на маргарине

При бурении скважин глубиной до 4000 м роторным способом давление может достигать 35 МПа. С использованием гидромониторных долот в бурении давление может повышаться до 50 МПа.

Буровой раствор из приемной емкости 21 самотеком или с помощью подпорного насоса попадает в буровые насосы, которые через специальные манифольды 17 нагнетают его через стояк, буровой шланг 4 в горловину вертлюга 5 и далее в ведущую трубу, бурильные трубы, и через отверстия в долоте раствор выходит в зону разрушения породы – на забой. От забоя поток раствора с выбуренной породой по кольцевому пространству между стенками скважины и бурильными трубами поднимается к устью, затем попадает в желоба и механизмы 23 (вибросито), предназначенные для очистки от выбуренной породы и восстановления его качества. Затем раствор снова направляется в приемную емкость 21. Таким образом, с помощью насосов создается замкнутая циркуляция бурового раствора. Обычно устанавливают два насоса, однако при необходимости число насосов увеличивается до трех-четырех.

Силовые приводы 15 бывают нескольких типов – дизельный, электрический и дизель-электрический. Наиболее приемлемый и экономичный – дизель-электрический с двигателями трехфазного переменного тока. На разведочных площадях, расположенных на большом расстоянии от источников электроэнергии, используют автономный дизельный привод. Суммарная мощность современных буровых приводов достигает 3000 кВт. Существуют групповые приводы, когда от общего привода обслуживаются лебедка, ротор и насосы, и индивидуальные, когда каждый из этих видов оборудования имеет собственный привод.

Коробки перемены передач (КПП) 14 применяются в приводе лебедок, ротора, насосов цементировочных агрегатов. При использовании КПП можно ступенчато изменять частоту вращения ведомого вала и как следствие этого рационально использовать мощность силового привода. Редукторы, понижающие частоту вращения исполнительных механизмов, широко применяются в буровой технике. Их устанавливают в силовом приводе 15 между дизелями и трансмиссиями, в приводе лебедки У2-5-5, в приводе ротора (установка БУ3000 ДГУ) и другом оборудовании.

Оборудование для приготовления и очистки бурового раствора предназначено для создания циркуляции бурового раствора на поверхности, а самое главное – для приготовления раствора с необходимыми качествами, очистки его от выбуренной породы и дегазации, а также для утяжеления.

В комплект буровых установок входят также ключ АКБ-ЗМ, компрессоры 16, грузовые краны 2, передвижные электростанции, станции управления 18 и другие механизмы.

Буровая установка в общем комплексе буровой техники занимает важное место.

Исходя из бурения скважин на различные глубины, их назначения, геологических и географо-климатических условий требуется необходимое оптимальное количество типоразмеров буровых установок. Регламентированы следующие основные параметры: Q – нагрузка на крюке, допускаемая в процессе проводки и крепления скважины, кН; L – условная глубина бурения скважины, м.

Первый параметр стандарта характеризует способность подъемного механизма буровой установки воспринимать все виды вертикальных нагрузок от веса колонны, обсадных труб, а также нагрузок, возникающих при ликвидации аварий и осложнений в скважине. Второй параметр назван условным, так как допускаемая глубина бурения скважины в каждом конкретном случае может быть уменьшена или увеличена по сравнению с условной в зависимости от типа и массы бурильных труб и компоновки бурильной колонны.

Буровая вышка представляет собой вертикальную металлическую конструкцию в виде усеченной пирамиды, сужающуюся кверху. Она состоит из боковых граней, верхняя часть которых снабжена рамой для монтажа кронблока, а нижняя часть граней крепится к основанию буровой. В средней части вышки смонтированы балкон для работы второго помощника бурильщика и магазин для размещения верхних концов свечей. Вышки оборудованы лестницами. Вышки различают по конструкции – мачтовые или башенные, по максимальной нагрузке, по размерам – высоте и площади основания, по системе передачи нагрузки на основания, по степени разборности и способам монтажа. Вышки мачтового типа бывают одноопорные и двухопорные (А-образные). Последние наиболее распространены. В конструкцию мачтовой вышки А-образного типа входят подъемная стойка 1, секции мачты 2,3,4,6, пожарная лестница 5, монтажные козлы 7 для ремонта кронблока, подкронблочная рама 8, растяжки 9, 10, 14, оттяжки 11, тоннельные лестницы 12, балкон 13 верхнего рабочего, 15 – предохранительный пояс, маршевые лестницы 16, шарнир 17.

Читайте также:  Резиновая краска для ткани

Рис. Мачтовая вышка А-образного типа:

  • 1 – подъемная стойка;
  • 2, 3, 4, 6 – секция мачты;
  • 5 – пожарная лестница;
  • 7 – монтажные козлы для ремонта кронблока;
  • 8 – подкронблочная рама;
  • 9, 10, 14 – растяжки;
  • 11 – оттяжки;
  • 12 – тоннельные лестницы;
  • 13 – балкон;
  • 15 – предохранительный пояс; 16 – маршевые лестницы;
  • 17 – шарнир.

А-образные вышки более трудоемки в изготовлении и поэтому более дороги. Они менее устойчивы, но их проще перевозить с места на место и затем монтировать.

Основные параметры вышки – грузоподъемность, высота, емкость «магазинов» (хранилищ для свечей бурильных труб), размеры верхнего и нижнего оснований, длина свечи, масса.

Грузоподъемность вышки – это предельно допустимая вертикальная статическая нагрузка, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины.

Высота вышки определяет длину свечи, которую можно извлечь из скважины и от величины которой зависит продолжительность спускоподъемных операций. Чем больше длина свечи, тем на меньшее число частей необходимо разбирать колонну бурильных труб при смене бурового инструмента. Сокращается и время последующей сборки колонны. Поэтому с ростом глубины бурения высота и грузоподъемность вышек увеличиваются. Так, для бурения скважин на глубину 300. 500 м используется вышка высотой 16. 18 м, глубину 2000. 3000 м – высотой – 42 м и на глубину 4000. 6500 м – 53 м.

Емкость «магазинов» показывает какая суммарная длина бурильных труб диаметром 114. 168 мм может быть размещена в них. Практически вместимость «магазинов» показывает на какую глубину может быть осуществлено бурение с помощью конкретной вышки.

Размеры верхнего и нижнего оснований характеризуют условия работы буровой бригады с учетом размещения бурового оборудования, бурильного инструмента и средств механизации спускоподъемных операций. Размер верхнего основания вышек составляет 2×2 м или 2,6×2,6 м, нижнего 8×8 м или 10×10 м.

Общая масса буровых вышек составляет несколько десятков тонн.

Буровая установка должна обеспечивать наибольшую произво­дительность и эффективность. Единицей продукции буровой установки яв­ляется скважина или каждый пробуренный метр, а мерой производитель­ности и эффективности установки – стоимость скважины или 1 м бурения в заданных условиях.

Буровые установки характеризуются глубиной бурения, мощностью привода подъемного и насосного комплексов, максимально допустимой на­грузкой на подъемный комплекс и оборудование для вращения бурильной колонны, диаметром ствола скважины и применяемых бурильных труб, по­дачей и давлением насосов, мобильностью буровой установки, видом при­меняемой энергии для привода.

Буровые установки подразделяют на две категории: длябурения глу­боких эксплуатационных и разведочных скважин; для бурения неглубоких структурных и поисковых скважин.

Установки первой категории отличаются от установок второй катего­рии большей возможной глубиной бурения скважины, большим диаметром бурения и более тяжелыми бурильными трубами. Естественно, что мощ­ность и максимально допустимая нагрузка на эти установки значительно выше, больше и их масса.

Буровые установки первой категории (см. рис. 14.1) менее мобильны; обычно их перевозят с одной точки бурения на другую по частям (блоками) в зависимости от дорожных условий и транспортных средств. Установки второй категории более мобильны; обычно все оборудование монтируют на одном шасси автомашины, трактора или прицепа.

Каждая категория буровых установок имеет несколько классов, кото­рые обеспечивают наибольшую эффективность бурения скважин опреде­ленной глубины и конструкции.

Поскольку каждой буровой установкой при определенной мощности ее двигателей, максимально допустимой нагрузке на крюке можно пробу­рить скважины различной глубины и конструкции в зависимости от диа­метра и массы применяемых бурильных и обсадных труб, то для сравни­тельной оценки мощности и класса буровой установки для глубокого буре­ния принимают глубину в метрах скважины конечного диаметра 215 мм, которая может быть достигнута при использовании бурильной колонны с бурильными трубами диаметром 114 мм и массой 1 м труб 30 кг. При работе с бурильными трубами других диаметров и массы предельная глубина бурения этой же буровой установкой может значительно отличаться от ее номинальной глубины.

Читайте также:  Коды ошибок ресивера триколор

Эксплуатационно-технические показатели буровых установок:

­ Уровень исполнения технологических функций и его соответствие требованиям современной технологии

­ Уровень автоматизации и механизации работ

­ Удельный расход энергии

­ Относительная масса (отношение массы установки к ее грузоподъемности)

­ Удобство монтажа, демонтажа и транспортирования бурового оборудования в различных условиях его использования

Дата добавления: 2015-07-13 ; Просмотров: 548 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Буровая установка – это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций.

В настоящее время российских производителей бурового оборудования всего два: "Уралмаш" и "Волгоградский завод буровой техники" (ВЗБТ).

ОАО "Уралмаш" предлагает для разведочного бурения и бурения вторых стволов передвижную установку 2500/160ДП-БМ. Установка оснащена наклонной вышкой. В производстве – БУ2900/175ЭР-П и БУ2500/160ДЭ-П, с электрическим и дизель-электрическим, приводом, улучшенной монтажеспоспобности, с регулируемым приводом.

К настоящему времени создан целый ряд блочно-модульных кустовых установок для бурения эксплуатационных скважин в условиях Западной и Восточной Сибири, Тимано-Печорского региона: БУ3200ЯООЭК-БМ, БУ3900/225ЭК-БМ, БУ4000/250ЭК-БМ, БУ4500/270ЭК-БМ. Первые десять комплектов уже работают в Сургуте.

Внутри установок созданы комфортные условия. Несколько телекамер позволяют бурильщику контролировать основные технологические процессы. Вместо рукоятки бурильщика управление осуществляется тумблерами, клавишами, джойстиками с пульта.

Для повышения качества очистки бурового раствора разработаны экологически чистые 4-ступенчатые циркуляционные системы. Для выхода на международный рынок проводится сертификация оборудования на соответствие стандарту ISO9001. Самой массовой должна стать буровая установка БУ3900/225ЭК-БМ, разработанная уральскими учеными по заявкам нефтяных компаний.

В мае 2000 г. в Волгограде прошла презентация буровой техники, выпускаемой ОАО "ВЗБТ", где нефтяники высоко оценили блочно-модульную бурустановку БУЗ900/225 (условная глубина бурения 3900 и грузоподъемность 225 для кустового бурения эксплуатационных скважин) и противовыбросовое оборудование, которое ближе к российским условиям бурения, чем импортное.

ОАО "Уралмаш" выпускает комплектные буровые установки (БУ) и наборы бурового оборудования (НБО) для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 2500-8000 м с дизельным и дизель-гидравлическим приводами, электрическим приводом переменного тока и регулируемым электроприводом постоянного тока с питанием от промышленных сетей, а также от автономных дизель-электрических станций.

Буровая установка УРАЛМАШ 5000/320 ДГУ-1 (рисунок 1) предназначена для бурения скважин на нефть и газ, с условной глубиной бурения 5000 метров в районах с умеренным климатом (при температурах от -50°С до +40°С), при разработке месторождений с содержанием сероводорода менее 6%.

Установка имеет современный дизель-гидравлический привод, обеспечивающий плавное регулирование параметров основных рабочих органов. Оборудование состоит из следующих основных частей: вышечного блока, лебедочного блока, приводного блока, приемного механизированного моста со стеллажами, насосного блока, блока оборудования циркуляционной системы (ЦС).

Конструктивные особенности и преимущества:

· Привод основных механизмов производится от дизель-гидравлических агрегатов (СА10-1) через суммирующую трансмиссию;

· Время на проведение спускоподъемных операций сокращается на 40% за счет применения комплекса механизмов АСП;

· Транспортирование ведется крупными блоками на тяжеловозах, мелкими блоками – на трейлерах и агрегатами – на транспорте общего назначения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *