РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина
Кафедра разработки нефтяных и газовых месторождений
Реферат
"Классификация буровых установок.
Назначение отдельных блоков буровой установки"
Выполнил: ******** * *
Группа **-**-*
Проверил: доц. Ведищев И.А.
Москва 200*
План:
· Вступление ------------------------------------------------------------------------------------------- 3
· Различные подходы к классификации буровых установок --------------------------------- 3
· Составные части буровой установки и их назначение ------------------------------------- 5
· Инновации в среде строительства буровых установок ------------------------------------ 7
· Список используемой литературы -------------------------------------------------------------- 9
Нефтяные и газовые скважины бурят при помощи буровых установок, представляющих собой комплекс агрегатов, механизмов и сооружений, расположенных на поверхности. Скважины бурят в самых различных климатических условиях и на разной глубине, поэтому необходимо иметь буровые установки разных классов, удовлетворяющих возникающим требованиям.
Различные подходы к классификации буровых установок
Буровые установки применяются на воде и на суше и зачастую могут выполнять несколько видов работ. Буровую установку для бурения конкретной скважины выбирают по допустимой нагрузке на крюке, которую не должен превышать вес наиболее тяжелой обсадной колонны (в воздухе). При выборе типоразмера и модели установки данного класса учитываются конкретные геологические, климатические, энергетические и дорожно-транспортные условия бурения. В соответствии с этим выбирается тип привода (дизельный или электрический), а также схема монтажа и транспортировки буровой установки. Каждая компания по производству буровых установок выпускает свои модификации машин, которые не всегда подпадают под четкую классификацию. Поэтому можно сказать, что существует множество различных подходов к классификации буровых установок. Буровые установки можно подразделять по:
1)
способу передвижения:
a) самоходные
b) несамоходные
2)
дислокации:
a) наземные
b) плавучие –
i. МСП (морские стационарные платформы) (рис.1)
ii. ПББУ (полупогружная буровая установка) (рис.2)
iii. СПБУ (самопогружная буровая установка) (рис.3, рис.4)
3)
виду работ:
a) для разведочного бурения
b) для эксплуатационного бурения.
Размеры буровых установок различны – от небольших станков, монтаж и управление которыми в подземных выработках могут осуществлять два человека, до огромных, смонтированных на стальных вышках и обслуживаемых бригадой квалифицированных буровиков. Имеются установки, смонтированные на автомобильных шасси или полозьях. Также можно подразделять буровые установки по видам разбуриваемой породы
. Там, где исследуемые участки перекрыты мощной осадочной толщей или твердыми породами, необходимо бурение скважин при помощи следующих буровых установок:
1) шнековых
(для бурения мягких грунтов)
2) ударно-канатных
(для разведочного бурения) – применяются редко
3) вращательных
(используются в непродуктивных отложениях)
4) станков «Эмпайр»
(для бурения рыхлых отложений до глубины 9–12 м при разведке бокситовых месторождений)
Буровые установки можно классифицировать по способу бурения
.
Но основным параметром классификации буровых установок является грузоподъемность
, которая определяет конструкции и
характеристики бурового и энергетического оборудования, входящего в установку. Грузоподъемность зависит от конструкции скважины, от нагрузок, возникающих при спуске и подъеме бурильной и обсадной колонн.
Буровые установки характеризуются двумя параметрами:
1) номинальной грузоподъемностью
, которая определяется длительностью эксплуатации оборудования,
2) максимальной грузоподъемностью
, определяемой кратковременными перегрузками оборудования.
С ростом глубины скважины разница между номинальной и максимальной
грузоподъемностью увеличивается, так как при бурении глубоких скважин возможности кратковременной перегрузки оборудования должны быть значительно больше, чем при бурении мелких скважин.
По номинальной грузоподъемности буровые установки для разведочного и эксплуатационного бурения делятся на 5 классов:
| Установка
|
БУ-50 |
БУ-80 |
БУ-125 |
БУ-200 |
БУ-250 |
| Максимальная грузоподъемность
|
110 |
140 |
200 |
320 |
450 |
Различные условия и цели бурения при наличии большого разнообразия глубин и конструкций скважин не могут быть удовлетворены одним типоразмером буровой установки, поэтому ГОСТ 16293-82 предусматривает следующий ряд буровых установок:
| Класс буровой установки
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
| Допускаемая нагрузка на крюке, кН
|
800 |
1000 |
1250 |
1600 |
2000 |
2500 |
3200 |
4000 |
5000 |
6300 |
8000 |
| Условный диапазон глубин бурения, м
|
600-1250 |
1000-1600 |
1250-2000 |
1600-2500 |
2000-3200 |
2500-4000 |
3200-5000 |
4000-6500 |
5000-8000 |
6500-10000 |
8000-12500 |
Составные части буровой установки и их назначение
В комплект буровой установки входят:
1. вышка для подвешивания талевой системы и размещения бурильных труб
2. спуско-подъемное оборудование
3. оборудование для подачи и вращения инструмента
4. насосы для прокачивания промывочной жидкости
5. силовой привод
6. механизмы для приготовления и очистки промывочной жидкости
7. механизмы для автоматизации и механизации спуско-подъемных операций
8. контрольно-измерительные приборы и вспомогательные устройства
9. металлические основания, на которых монтируется и перевозится оборудование.
Процесс бурения сопровождается спуском и подъемом бурильной колонны в скважину, а также поддержанием ее на весу. Подъемное оборудование
– неотъемлемая часть всякой буровой установки независимо от способа бурения. Оно остоит из:
1. вышки
2. буровой лебедки
3. талевой системы.
Буровая вышка
предназначена для подъема и спуска бурильной колонны и обсадных труб в скважину, удержания бурильной колонны на весу во время бурения, а также для размещения в ней талевой системы, бурильных труб и оборудования, необходимого для осуществления процесса бурения.
Буровые вышки различаются по грузоподъемности, высоте и конструкции. Высота используемой вышки находится в прямой зависимости от глубины бурения скважины: чем глубже скважина, тем выше вышка. По конструкции вышки подразделяются на 2 типа:
1. башенные
– нагрузка в них передается на 4 опоры
2. мачтовые
– нагрузка передается на 1 или 2 опоры.
Буровую лебедку
применяют для спуска и подъема бурильной колонны, спуска обсадных колонн, удержания на весу неподвижной бурильной колонны или медленного ее спускания в процессе бурения. В ряде случаев буровая лебедка используется для передачи мощности от двигателя к ротору, подтаскивания грузов и других вспомогательных работ. Лебедка является одним из основных агрегатов буровой установки.
Буровая лебедка состоит из сварной рамы, на которой установлены подъемные и трансмиссионные валы, ленточный и гидравлический тормоза и пульт управления.
По числу валов буровые лебедки делятся на одно-, двух- и трехвальные. Связь между валами лебедок осуществляется посреством цепных передач.
1. подъемный вал – основной вал буровой лебедки (иногда единственный). На нем монтируются звездочки цепной передачи, барабан для набивки талевого каната, ленточный тормоз и муфта, соединяющая вал с гидравлческим электрическим тормозом
2. трансмиссионный и промежуточный валы осуществляют кинематическую связь между подъемным валом и приводом лебедки.
Талевая система
состоит из:
1. неподвижной части – кронблока, устанавливаемого наверху фонаря вышки
2. подвижной части: талевого блока, талевого каната, крюка и штропов.
Талевая система буровых установок предназначена для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное движение – вертикальное перемещение крюка и уменьшения нагрузки на канат. Через канатные шкивы кронблока и талевого блока пропускается талевый канат, один конец которого крепится неподвижно. Другой конец, называемый ходовым, крепится к барабану лебедки.
Кронблок
предстваляет собой раму, на которой смонтированы оси и опорой со шкивами.
Талевые блоки
представляют собой сварной корпус, в котором помещаются шкивы и подшипниковые узлы. В буровых установках применяют талевые блоки 2 типов: крюкоблок для ручной расстановки свечей; блок для работы с подвешенным автоматическим элеватором для автоматизиции и механизации спуско-подъемнх работ.
В талевых системах буровых установок применяются стальные круглые шестипрядные какнты тросовой конструкции, двойной свивки: проволок в пряди и прядей в канаты. Талевые канаты бывают прямой и крестовой свивки. В талевых системах применяют канаты крестовой свивки. При крестовой свивке проволоки вьются в канате в одну сторону, а сами пряди в канате – в противоположную сторону.
Инновации в среде строительства буровых установок
Мы не задумываемся когда замечаем появившееся нововведение - удобное, необычное, делающее нашу жизнь комфортнее- о том, что его могло бы и не быть, воспринимая данное как должное. Новшеством может быть все что угодно: от введения ЕГЭ в традиционную систему среднего образования до создания сети интернет, от изобретения нестирающегося ластика для карандаша до введения новых ресурсосберегающих буровых установок для нефтяных скважин. А между тем это и есть чистой воды инновация- результат действий человека, направленных на совершенствование объекта. Инновация - это скорее не какая-то конкретная вещь, а подход- новый и неизведанный.
Понятие «инновации» сейчас не только модно, но и чрезвычайно полезно для развития российской экономики. Компания "Геомаш" давно занимается разработкой технологий и выпуском оборудования для добычи, транспортировки, хранения нефти, газа и продуктов их переработки. А недавно мы получили возможность увидеть инновационные буровые установки, выпускаемые этой компанией, специально модифицированные для климатических, энергетических и дорожно-транспортных условий бурения северных месторождений.
Самоподъемная плавучая буровая установка
Самоподъёмная плавучая буровая установка, несамоходная, с тремя цилиндрическими опорами, предназначена для бурения разведочных и эксплуатационных скважин на нефть и газ в Печорском море. Она приспособлена к суровым арктическим условиям и может работать в битых льдах и, благодаря этому, как минимум, на 2 месяца расширяется период сезонного бурения. СПБУ оснащена современным буровым и технологическим оборудованием, автономным энергетическим комплексом, специальным опорно-подъёмным устройством и другим оборудованием и системами. На палубе установлены жилой блок-модуль на 72 человека, вертолетная площадка, два крана грузоподъемностью по 63 т. Буровая вышка располагается на выдвижной консоли. Если в дальнейшем будет дополнительно построен блок-кондуктор в виде ледостойкой стационарной платформы, то в комплексе с ним эта СПБУ способна работать круглогодично. СПБУ спроектирована ЦКБ "Коралл" (г. Севастополь) на базе СПБУ проекта 15402. Корпус состоит из четырёх частей: прямоугольной и трёх трапециевидных (аутригеров). В прямоугольном корпусе размещено буровое и технологическое оборудование, энергетический комплекс. В аутригерах размещены балластные цистерны, опорно-подъёмное устройство, якорные лебёдки и шпили.
Буровая установка УБС-ГОО-01 ("Сейсмик")
Cамоходная гидрофицированная установка с подвижным вращателем УБС-Г00-(01) "СЕЙСМИК", предназначена для бурения геологоразведочных, инженерно-геологических, технических скважин, скважин для сейсмической разведки шнеками и вращательным способом с затиркой керна "в-сухую" диаметром 90-151 мм до глубины 30 метров в породах до IV категории по буримости.
Установка смонтирована на базе гусеничного транспортера ГАЗ-34037. Привод маслостанции установки осуществляется от дизельного двигателя транспортной базы через коробку отбора мощности.
Мачта установки, являющаяся одновременно направляющей стойкой механизма подачи, монтируется на раме, установленной в грузовом отсеке транспортера, и приводится в рабочее либо транспортное положение гидроцилиндром.
На мачте установлена каретка механизма подачи с подвижным вращателем. Конструкция каретки обеспечивает отвод вращателя от оси скважины при выполнении вспомогательных операций.
В верхней части мачты установлены источники света для работы в темное время суток. Вращатель установки приводится от гидромотора и обеспечивает плавное изменение частоты вращения шпинделя.
Для складирования бурового снаряда при перевозке и спуско-подъемных операциях установка комплектуется специальной поворотной кассетой.
Управление установкой и контроль за параметрами гидросистемы и приводного двигателя осуществляется с пульта, монтируемого на борту транспортера и надежно защищенного от воздействия атмосферных осадков и механических повреждений. Пульт оборудован осветительными приборами для выполнения работ в темное время суток.
Масса установки без транспортной базы не превышает 1000 кГ.
Установка "СЕЙСМИК" создана с учетом многолетнего опыта производственных организаций, выполняющих сейсмическую разведку в жестких условиях Крайнего Севера и Сибири.
Дата публикации:
23.03.2004
Литература:
1. Абубакиров В.Ф., Архангельский В. Л, "Буровое оборудование", т. 1, 2000
2. Булатов А.И., Аветисов А.Г., "Справочник инженера по бурению", М., Недра, 1986
3. Вадецкий Ю. В., "Бурение нефтяных и газовых скважин", 2003
4. Статья Мацияшко Ю. Е. "Что такое инновации"
5. Материалы сайта http://oil-gas.ru