Главная страница
Навигация по странице:

  • Буровая

  • Оборудование для механизации спуско-подъемных операций

  • Пневматический

  • Наземное оборудование, непосредственно используемое при бурении

  • Буровые

  • Напорный

  • Силовой

  • Дизельный привод

  • Дизель-электрический

  • Дизель

  • Циркуляционная

  • Бурение нефтяных и газовых скважин. БУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН. 1. понятие о скважине


    Скачать 3.18 Mb.
    Название1. понятие о скважине
    АнкорБурение нефтяных и газовых скважин
    Дата04.05.2023
    Размер3.18 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаБУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН.docx
    ТипДокументы
    #1107612
    страница3 из 8
    1   2   3   4   5   6   7   8

    3. БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ, ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ


    Бурение скважин осуществляется с помощью буровых установок, оборудования и инструмента.

    Буровые установки


    Буровая установка это комплекс наземного оборудования, необходимый для выполнения операций по проводке скважины. В состав буровой установки входят (рис. 6.4):

    • буровая вышка;

    • оборудование для механизации спуско-подъемных операций;

    • наземное оборудование, непосредственно используемое при бурении;

    • силовой привод;

    • циркуляционная система бурового раствора;

    • привышечные сооружения.

    Буровая вышка - это сооружение над скважиной для спуска и подъема бурового инструмента, забойных двигателей, бурильных и обсадных труб, размещения бурильных свечей (соединение двух-трех бурильных труб между собой длиной 25...36 м) после подъема их из скважины и защиты буровой бригады от ветра и атмосферных осадков.

    Различают два типа вышек: башенные (рис. 6.5) и мачтовые (рис. 6.6). Их изготавливают из труб или прокатной стали.

    Башенная вышка представляет собой правильную усеченную четырехгранную пирамиду решетчатой конструкции. Ее основными элементами являются ноги 1, ворота 2, балкон 3 верхнего рабочего, подкронблочная площадка 4, козлы 5, поперечные пояса 6,

    стяжки 7, маршевая лестница 8.

    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.

    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.


    Рис. 6.4 Схема бурения скважины

    Рис. 6.5 Вышка ВМ-41:

    1 - нога; 2 - ворота; 3 - балкон; 4 - подкронблочная площадка; 5 - монтажные козлы; 6 - поперечные пояса; 7 - стяжки; 8 - маршевая лестница
    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 2x2 м или 2,6x2,6 м, нижнего 8x8 м или 10x10 м.

    Общая масса буровых вышек составляет несколько десятков тонн.

    Оборудование для механизации спуско-подъемных операций включает талевую систему и лебедку. Талевая система состоит из неподвижного кронблока (рис. 6.7),

    установленного в верхней части буровой вышки, талевого блока (рис. 6.8), соединенного с кронбло-ком талевым канатом, один конец которого крепится к барабану лебедки, а другой закреплен неподвижно, и бурового крюка. Талевая система является полиспастом (системой блоков), который в буровой установке предназначен в основном, для уменьшения натяжения талевого каната, а также для снижения скорости движения бурильного инструмента, обсадных и бурильных труб.

    Иногда применяют крюкоблоки - совмещенную конструкцию талевого блока и бурового крюка.

    На крюке подвешивается бурильный инструмент: при бурении - с помощью вертлюга, а при спускоподъемных операциях - с помощью штропов и элеватора (рис. 6.9).

    Буровая лебедка предназначена для выполнения следующих операций:

    1. спуска и подъема бурильных и обсадных труб;

    2. удержания на весу бурильного инструмента;

    3. подтаскивания различных грузов, подъема оборудования и вышек в процессе монтажа установок и т.п.

    Буровая установка комплектуется буровой лебедкой соответствующей грузоподъемности.






    Рис. 6.6 Мачтовая вышка А-образного типа:

    1 - подъемная стойка;

    2, 3, 4, 6 - секция мачты; 5 - пожарная лестница;

    1. - монтажные козлы для ремонта кронблока;

    2. - подкронблочная рама; 9, 10, 14 - растяжки;

    1. - оттяжки;

    2. - тоннельные лестницы; 13 - балкон;

    15 - предохранительный пояс; 16 - маршевые лестницы;

    17 - шарнир.









    Рис. 6.7 Кронблок:

    1 - шкифы; 2 - ось; 3 - рама; 4 предохранительный кожух; 5 - вспомогательные шкифы

    Рис. 6.8 Талевый блок:

    1 - траверса; 2 - шкифы; 3 - ось; 4 - предохранительные кожухи; 5 - щеки; 6 - серьга.

    Для механизации операций по свинчиванию и развинчиванию замковых соединений бурильной колонны внедрены автоматические буровые ключи АКБ-ЗМ и подвесные ключи ПБК-1, пневматический клиновой захват ПКР-560 для механизированного захвата и освобождения бурильных труб.

    Ключ АКБ-ЗМ (рис. 6.10) устанавливается между лебедкой и ротором 4 на специальном фундаменте. Его основными частями являются блок ключа 1, каретка с пневматическими цилиндрами 2, стойка 3 и пульт управления 5. Блок ключа - основной механизм, непосредственно свинчивающий и развинчивающий бурильные трубы. Он смонтирован на каретке, которая перемещается при помощи двух пневматических цилиндров по направляющим: либо к бурильной трубе, установленной в роторе, либо от нее.

    Зажимные устройства, как и механизм передвижения блока ключа, работают от пневматических цилиндров, включаемых с пульта управления 4. Для этого в систему подается сжатый воздух от ресивера.

    Ключ ПБК-1 подвешивается в буровой на канате. Высота его подвески регулируется пневматическим цилиндром с пульта управления.

    Пневматический клиновой захват ПКР-560 служит для механизированного захвата и освобождения бурильных и обсадных труб. Он монтируется в роторе и имеет четыре клина, управляемых с пульта посредством пневмоцилиндра.

    Наземное оборудование, непосредственно используемое при бурении, включает вертлюг, буровые насосы, напорный рукав и ротор. Вертлюг (рис. 6.11) - это механизм, соединяющий не вращающиеся талевую систему и буровой крюк с вращающимися бурильными трубами, а также обеспечивающий ввод в них промывочной жидкости под давлением. Корпус 2 вертлюга подвешивается на буровом крюке (или крюкоблоке) с помощью штропа 4. В центре корпуса проходит напорная труба 5, переходящая в ствол 7, соединенный с бурильными трубами. Именно к напорной трубе присоединяется напорный

    рукав (рис. 6.11) для подачи промывочной жидкости в скважину. Напорная труба и ствол жестко не связаны, а последний установлен в корпусе 2 на подшипниках 1, чем обеспечивается неподвижное положение штропа, корпуса и напорной трубы при вращении бурильных труб вместе со стволом. Для герметизации имеющихся зазоров между неподвижной и подвижной частями вертлюга служат сальники 3.

    Буровые насосы служат для нагнетания бурового раствора в скважину. При глубоком бурении их роль, как правило, выполняют поршневые двухцилиндровые насосы двойного действия. Напорный рукав (буровой шланг) предназначен для подачи промывочной жидкости под давлением от неподвижного стояка к перемещающемуся вертлюгу.




    Рис. 6.9 схема подвешивания бурильной трубы при спуско- подъемных операциях:

    а - схема;

    б - элеватор

    1 - бурильная труба; 2 - элеватор;

    3 - штроп.







    Рис. 6.10 Ключ буровой АКБ-ЗМ: 1 - блок ключа;

    1. - каретка с пневматическими цилиндрами;

    2. - стойка;

    3. - пульт управления.










    Рис. 6.11 Вертлюг:

    1 - подшипники; 2 - корпус; 3

    - сальники; 4 - щтроп; 5 - напорная труба; 6 - крышка корпуса; 7 - ствол.

    Рис. 6.12 Ротор:

    1 - станина; 2 - стол с укрепленным зубчатым венцом; 3 - зажимы; 4 - вкладыши; 5 - кожух; 6 - вал.



    Ротор (рис. 6.12) передает вращательное движение бурильному инструменту, поддерживает на весу колонну бурильных или обсадных труб и воспринимает реактивный крутящий момент колонны, создаваемый забойным двигателем. Ротор состоит из станины 1, во внутренней полости которой установлен на подшипнике стол 2 с укрепленным зубчатым венцом, вала б с цепным колесом с одной стороны и конической шестерней - с другой, кожуха 5 с наружной рифельной поверхностью, вкладышей 4 и зажимов 3 для ведущей трубы. Во время работы вращательное движение от лебедки с помощью цепной передачи сообщается валу и преобразуется в поступательное вертикальное движение ведущей трубы, зажатой в роторном столе зажимами.

    Верхний приводвариант подвижного вращателя, который предназначен для бурения глубоких скважин взамен роторного вращателя, как более эффективный и производительный. Ход подачи у такого вращателя не отличается от хода подачи роторного, но сам вращатель стал более функциональным. При создании вращателя с верхним приводом реализована схема, объединяющая роторный вращатель с подвижным: при схеме, реализующей роторный вращатель, вращатель взамен ротора размещен под вертлюгом и перемещается вдоль вертикальной направляющей балки. В этом случае, поскольку вращатель расположен соосно со скважиной, грузоподъемность буровых установок осталась высокой, равной грузоподъемности буровых установок с роторным вращателем.

    Силовой привод обеспечивает функционирование всей буровой установки (рис.

    6.13) - он снабжает энергией лебедку, буровые насосы и ротор.

    Привод буровой установки может быть дизельным, электрическим, дизель- электрическим и дизель-гидравлическим. Дизельный привод применяют в районах, не обеспеченных электроэнергией необходимой мощности. Электрический привод от электродвигателей переменного и постоянного тока отличается простотой в монтаже и эксплуатации, высокой надежностью и экономичностью, но применим только в электрифицированных районах. Дизель-электрический'>Дизель-электрический привод из дизеля, который вращает генератор, питающий, в свою очередь, электродвигатель. Дизель- гидравлический привод состоит из двигателя внутреннего сгорания и турбопередачи. Последние два типа привода автономны, но в отличие от дизельного не содержат громоздких коробок перемены передач и сложных соединительных частей, имеют удобное управление, позволяют плавно изменять режим работы лебедки или ротора в широком диапазоне.

    Суммарная мощность силового привода буровых установок составляет от 1000 до 4500 кВт. В процессе бурения она распределяется на привод буровых насосов и ротора. При проведении спускоподъемных операций основная энергия потребляется лебедкой, а остальная часть - компрессорами, вырабатывающими сжатый воздух, используемый в качестве источника энергии для автоматического бурового ключа, подвесного бурового ключа, пневматического клинового захвата и др.

    Циркуляционная система буровой установки служит для сбора и очистки отработанного бурового раствора, приготовления новых его порций и закачки очищенного раствора в скважину. Она включает (рис. 6.14) систему отвода использованного раствора (желоба 2) от устья скважины 1, механические средства отделения частичек породы (вибросито 3, гидроциклоны 4), емкости для химической обработки, накопления и отстоя очищенного раствора 6,8, шламовый насос 7, блок приготовления свежего раствора 5 и буровые насосы 9 для закачки бурового раствора по нагнетательному трубопроводу 10 в скважину. К привышечным сооружениям относятся:

    1. помещение для размещения двигателей и передаточных механизмов лебедки;

    2. насосное помещение для размещения буровых насосов и их двигателей;

    3. приемные мостки, предназначенные для транспортировки бурового технологического оборудования, инструмента, материалов и запасных частей;

    4. запасные резервуары для хранения бурового раствора;

    5. трансформаторная площадка для установки трансформатора;

    6. площадка для размещения механизмов по приготовлению бурового раствора и хранения сухих материалов для него;

    7. стеллажи для размещения труб.
    1   2   3   4   5   6   7   8


    написать администратору сайта