ЭНГПО. Практические занятия. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Югорский государственный университет
 Скачать 1.59 Mb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Югорский государственный университет» НИЖНЕВАРТОВСКИЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИКУМ (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Югорский государственный университет» МДК.02.01 ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ (РАЗДЕЛ ПМ.2 ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ) 21.00.00 ПРИКЛАДНАЯ ГЕОЛОГИЯ, ГОРНОЕ ДЕЛО, НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО И ГЕОДЕЗИЯ специальность 21.02.01 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений Методические указания к практическим занятиям для обучающихся 2 курса образовательных учреждений среднего профессионального образования всех форм обучения (очная, заочная) Нижневартовск 2017 2 ББК 39 Э 41 Методические указания к практическим занятиям для обучающихся 2 курса образовательных учреждений среднего профессионального образо- вания всех форм обучения (очная, заочная) по МДК.02.01 Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования (Раздел ПМ.2 Эксплуатация и тех- ническое обслуживание бурового оборудования) специальности 21.02.01 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений (21.00.00 ПРИКЛАДНАЯ ГЕОЛОГИЯ, ГОРНОЕ ДЕЛО, НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО И ГЕОДЕЗИЯ), разработаны в соответствии с: 1. Федеральным государственным образовательным стандартом по специальности 21.02.01 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, утвержденным 12.05.2014г.; 2. Рабочей программой профессионального модуля ПМ. 02 Эксплуа- тация нефтегазопромыслового оборудования по специальности 21.02.01 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, утвер- жденной на методическом совете ННТ (филиал) ФГБОУ ВО «ЮГУ» 31.08.2017г. Разработчик: Габдрахманова А.М., высшая квалификационная категория, препода- ватель Нижневартовского нефтяного техникума (филиала) ФГБОУ ВО «ЮГУ». Рецензенты: 1. Драницына Е.Г., высшая квалификационная категория, преподава- тель Нижневартовского нефтяного техникума (филиал) ФГБОУ ВО «ЮГУ». 2. Невестюк Д.И., главный инженер ООО «Производственно- внедренческое предприятие «АБС». Замечания, предложения и пожелания направлять в Нижневартовский нефтяной техникум (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Югорский государ- ственный университет» по адресу: 628615, Тюменская обл., Ханты- Мансийский автономный округ, г. Нижневартовск, ул. Мира, 37. ©Нижневартовский нефтяной техникум (филиал) ФГБОУ ВО «ЮГУ», 2017 3 ВВЕДЕНИЕ Методические указания к практическим занятиям по МДК.02.01. Экс- плуатация нефтегазопромыслового оборудования (раздел ПМ.2 Эксплуа- тация и техническое обслуживание бурового оборудования) предназначе- ны для обучающихся 2 курса специальности 21.02.01 Разработка и экс- плуатация нефтяных и газовых месторождений. Цель методических указаний: оказание помощи обучающимся в вы- полнении практических занятий, закрепление и углубление полученных теоретических знаний по разделу ПМ.02 Эксплуатация и техническое об- служивание бурового оборудования. В процессе выполнения практических занятий обучающиеся приоб- ретают расчетные навыки и навыки работы с графиками, схемами, табли- цами, представляющими интерес при изучении соответствующего раздела ПМ.02 Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования. Содержание практических занятий направлены на формирование со- ответствующих профессиональных (ПК) и общих (ОК) компетенций при изучении профессионального модуля ПМ.02. Эксплуатация нефтегазопро- мыслового оборудования: ПК 2.1 Выполнять основные технологические расчёты по выбору на- земного и скважинного оборудования. ПК 2.2 Производить техническое обслуживание нефтегазопромыслово- го оборудования. ПК 2.3 Осуществлять контроль за работой наземного и скважинного оборудования на стадии эксплуатации. ПК 2.4 Осуществлять текущий и плановый ремонт нефтегазопромы- слового оборудования. ПК 2.5 Оформлять технологическую и техническую документацию по эксплуатации нефтегазопромыслового оборудования. ОК 1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. ОК 2 Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оце- нивать их эффективность и качество. ОК 4 Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходи- мой для постановки и решения профессиональных задач, про- фессионального и личностного развития. ОК 5 Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности. ОК 6 Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с кол- легами, руководством, потребителями. ОК 9 Быть готовым к смене технологий в профессиональной деятель- ности. 4 ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ № Номер и наименование работы (занятия) Количество часов Формируемые ПК, ОК ТЕМА 2.1. Устройство основных видов оборудования буровых установок, двигателей и силовых приводов 1. Изучение основных узлов буровой установки 4 ПК 2.1, ОК 2, ОК 4 2. Выбор класса и типа буровой установки для заданных условий бурения 4 ПК 2.1, ПК 2.2, ОК 2, ОК 4 3. Изучение типов и конструкций буровых вы- шек 4 ПК 2.1, ПК 2.2, ОК 1, ОК 4 4. Расчет вертикальных нагрузок и выбор типа буровой вышки 4 ПК 2.1, ПК 2.3, ОК 3, ОК 4 5. Расчет талевой системы буровой установки 4 ПК 2.1, ОК 4 6. Изучение устройства и принципа работы бу- рового насоса. 4 ПК 2.1, ОК 4 7. Изучение схемы циркуляции бурового рас- твора 4 ПК 2.1, ПК 2.3, ОК 3, ОК 4 8. Изучение силовых агрегатов для привода бу- ровых установок 4 ПК 2.1, ПК 2.3, ОК3, ОК 4 9. Изучение оборудования для герметизации устья скважин 4 ПК 2.1, ПК 2.3, ОК 3, ОК 4 10. Расчет устойчивости бурового сооружения 4 ПК 2.1, ПК 2.3, ОК 3, ОК 4 ТЕМА 2.2. Техническое обслуживание бурового оборудования и инструмента 11. Система планово-предупредительного ремон- та (ППР) бурового оборудования 4 ПК 2.4, ПК 2.5, ОК 4, ОК 6 12. Техническое обслуживание буровой установ- киУРБ 2А2-Д 4 ПК 2.2, ПК 2.5, ОК 4, ОК 6 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1 ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ Цель: Изучить состав буровой установки роторного бурения, основ- ные узлы и применяемое оборудование. Порядок работы: 1. Изучить теоретические сведения. 2. Выполнить опорный конспект по плану: - назначение и классификация буровых установок; - основные узлы буровой установки и их назначение. 3. Выполнить схемы 1.1, 1.2. 4. Подготовиться к защите, ответив на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. Основные элементы БУ и их назначение. 2. Классификация БУ. 5 3. Виды приводов БУ. 4. Перечислите элементы БУ на рис.1.1 5. Назовите назначение каждого узла БУ на рис.1.2. 6. Из каких элементов состоит бурильная колонна? 7. Перечислите элементы КНБК и их назначение. Буровая установка – это комплекс наземного оборудования, необхо- димый для выполнения операций по проводке скважины. Буровые установки классифицируются: по назначению: на установки для бурения и ремонта глубоких скважин на нефть и газ и установки для геолого-разведочного и структур- ного (структурно-поискового) бурения; по конструктивному исполнению — на стационарные крупно- и мелкоблочные, блочно-модульные, кустовые, передвижные и мобильные; по комплектности — на установки обычного или северного испол- нения. Рисунок 1.1- Основные элементы БУ Буровые установки (БУ) и наборы бурового оборудования (НБО), предназначены для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной от 2500 до 8000 м со следующими приводами основного оборудования: − дизельным (Д) и дизель-гидравлическим (ДГ), − электрическим переменного тока (Э) и регулируемым (тиристор- ным) электроприводом постоянного тока (ЭР) с питанием от промышлен- ных электросетей, а также − от автономных дизель-электрических станций (ДЭ). Установки (ДГУ) и (ЭУ) обладают универсальными монтажно- транспортными качествами и в зависимости от назначения перевозятся крупными блоками на специальных транспортных средствах (тяжелово- зах), секциями (модулями) на трайлерах и агрегатами транспортом общего назначения. Установки (К), предназначенные для кустового бурения скважин на грунтах с низкой несущей способностью, перемещают блоками в пределах 6 куста с помощью специальных устройств, входящих в комплект поставки. Установки блочно-модульные (БМ) обеспечивают повышенную мо- бильность за счет специального конструктивного исполнения блоков заво- дской сборки. Буровая установка (БУ) включает следующие элементы: 1. основной двигатель (главный привод), 2. буровая вышка и подвышечное основание (фундамент), 3. оборудование для спуско-подъемных операций (СПО), 4. буровые насосы, 5. противовыбросовое оборудование (превенторы). Общий вид буровой установки показан на рис.1.2. 1.Основной двигатель привода буровой установки. В современных буровых установках в качестве основных энергоприводов используют дви- гатели внутреннего сгорания. Число и габариты главных двигателей зави- сят от назначения и характеристик буровой установки. В буровых установ- ках для неглубокого бурения (менее 1524 м) используют два двигателя мощностью 373-746 кВт. Для глубокого бурения применяют мощные бу- ровые установки, которые снабжены тремя-четырьмя двигателями, спо- собными развивать мощность 2237 кВт. 2.Буровая вышка и подвышечное основание. Буровая вышка - дос- таточно высокая и прочная конструкция, обеспечивающая спуск и подъем оборудования в скважину. Кроме того, вышка имеет рабочее место - пола- ти для верхового рабочего во время спуско-подъемных операций. Подвы- шечное основание служит опорой для буровой вышки, лебедки и буриль- ной колонны. 3. Оборудование для спуско-подъемных операций (СПО) состоит из лебедки, талевой системы и талевого каната. Лебедка - основной механизм буровой установки, позволяющий под- нимать тяжелые грузы и опускать их с помощью проволочного каната, на- мотанного на барабан. Талевая система включает два блока: кронблок и талевый блок. Кронблок- это неподвижный блок, находящийся в верхней части вышки. Талевый блок перемещается вверх и вниз по вышке во время свинчивания- развинчивания труб. Каждый блок имеет ряд шкивов, через которые про- ходит талевый канат. Один конец талевого каната, выходящий из кронбло- ка, прикреплен под подвышечным основанием к специальному механизму крепления (мертвый конец), другой намотан на барабан лебедки (подвиж- ный конец). Талевый канат представляет собой мощный проволочный трос, ис- пользуемый при бурении и заканчивании скважины для подъема или спус- ка бурового оборудования массой несколько десятков тонн. 4. Буровые насосы обычно используют для обеспечения циркуляции большого количества бурового раствора (19— 44 л/с) по бурильным тру- бам через насадки на долоте и обратно на поверхность. Следовательно, на- 7 сос должен создавать давление, достаточное для преодоления значитель- ных сил сопротивления, и перемещать буровой раствор. Рисунок 1.2 - Буровая установка: 1 – долото; 2 – наддолотная утяжеленная бурильная труба; 3 – переводник; 4 – центратор; 5 – муфтовый переводник; 6, 7 – утяжеленные бурильные трубы; 8 – переводник; 9 – предохранительное кольцо; 10 – бурильные трубы; 11 – предохранительный переводник; 12, 14 – переводники штанговые нижний и верхний; 13 – ведущая труба; 15 – переводник вертлюга; 16 – вертлюг; 17 – стояк; 18 – шланг; 19 – крюк; 20 – талевый блок; 21 – вышка; 22 – кронблок; 23 – редуктор; 24 – лебедка; 25 – ротор; 26 – шламоотделитель; 27 – буровой насос 5. Превенторы - это герметизирующиепротивовыбросовые устрой- ства, предотвращающие газоводо-нефтепроявления при бурении скважин. Превенторы бывают трех видов: 1. универсальные превенторы, которые изготовлены так, чтобы за- крыться на трубе любого размера и формы, спущенной в скважину; 2. трубные плашки двух видов: с постоянным и переменным диамет- рами. Плашки с постоянным диаметром предназначены для бурильных труб одного типоразмера и могут использоваться во время бурения. Плаш- ки переменного диаметра предназначены для уплотнения различных типо- размеров труб; 3. глухие и срезающие плашки. Глухие плашки применяют для закры- тия скважины, в которой нет бурильной колонны или обсадных труб. Сре- зающая плашка — разновидность глухой плашки, которая может срезать трубу и перекрыть открытую скважину. 8 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2 ВЫБОР КЛАССА И ТИПА БУРОВОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ЗАДАННЫХ УСЛОВИЙ БУРЕНИЯ Цель: научиться выбирать класс и тип буровой установкидля задан- ных условий бурения. Порядок работы: 1. Изучить краткие теоретические сведения. 2. Произвести расчет и выбрать класс и тип БУ для заданных условий бурения. Исходные данные приведены в табл.2.1, 2.2. 3. Сделать вывод по работе. 4. Подготовиться к защите, ответив на контрольные вопросы. Контрольные вопросы: 1. Перечислите требования, предъявляемые к буровым установкам. 2. Назовите основные параметры, характеризующие буровую установку. 3. Классификация буровых установок для бурения на континенте. 4. Порядок выбора класса и типа буровых установок. Краткие теоретические сведения: При разбуривании нового нефтяного или газового месторождения большое значение имеет правильность выбора типа буровых установок, которые для данного района окажутся наиболее экономичными. При этом преследуют следующие задачи: 1. определение возможности и целесообразности сооружения линии электропередачи для применения электрифицированных установок; 2. выбор класса буровых установок, которые позволят бурить быстрее и дешевле. Исходные данные при выборе наиболее рационального класса буро- вой установки - проектная глубина и конструкция скважин. Кроме того, для определения способа транспортировки и монтажа установки необхо- димо учитывать рельеф местности, грунтовые условия, ожидаемую ско- рость бурения. Таблица 2.1 Вариант Параметры 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Глубина скважины, L, м 3000 2400 3600 2900 3200 3700 3000 2400 3600 2900 Диаметр кондуктора, d к , мм 324 346 324 346 324 346 324 346 324 346 Глубина спуска кондуктора, l к, м 400 200 520 350 510 530 390 210 500 360 Глубина спуска ПК, l п , м 2200 1800 2300 2150 2350 2920 2250 1690 2850 2160 Глубина спуска ЭК, l э , М 3000 2400 3600 2900 3200 3700 3000 2400 3600 2900 Глубина спуска бурильных труб, l бт , м 2800 2100 3400 2650 2950 3500 2800 2200 3400 2700 Скорость подъема раствора в за- трубном пространстве кондукто- ра, υ з , м/с 0,5 0,45 0,39 0,51 0,53 0,5 0,54 0,48 0,46 0,7 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Вес бурильной колонны с учетом веса УБТ и турбобура, Q' бк , т 155 145 165 150 155 165 145 140 165 155 КПД привода и насоса, η м 0,8 0,75 0,82 0,84 0,79 0,78 0,85 0,91 0,89 0,77 Таблица 2.2 № Параметры Значения 1. Вес бурильных труб, q бт , Н/м 276 2. Диаметр бурильной трубы, d бт , мм 127 3. Толщина стенки бурильной трубы, δ, мм 9 4. Диаметр УБТ, d убт , мм 178 5. Вес УБТ, q yбт , Н/м 1450 6. Вес 1 м кондуктора, q к , Н/м 1000 7. Вес промежуточной колонны (ПК), q п , Н/м 590 8. Вес эксплуатационной колонны (ЭК), q э , Н/м 320 Порядок расчета: 1. Вес кондуктора определяем по формуле: G к = l к ·q к , МН (2.1) где l к – глубина спуска кондуктора, м; q к – вес кондуктора, Н/м. 2. Вес промежуточной колонны определяем по формуле: G п = l п ·q п , МН (2.2) где l п – глубина спуска промежуточной колонны, м; q п – вес промежуточной колонны, Н/м. 3. Вес эксплуатационной колонны определяем по формуле: G э = l э ·q э , МН (2.3) где l э – глубина спуска эксплуатационной колонны, м; q э , – вес эксплуатационной колонны, Н/м. 4. Вес бурильных труб определяем по формуле: G бт = l бт ·q бт , МН (2.4) где l бт – глубина спуска БТ, м; q бт , – вес БТ, Н/м. 5. Вес УБТ определяем по формуле: G убт = l убт ·q убт , МН (2.5) 10 где l убт – длина УБТ, м; q убт – вес УБТ, Н/м. 5.1. Длину УБТ определяем по формуле: l убт = L – l бт , м (2.6) где L – глубина скважины, м. 6. Вес бурильной колонны с УБТ определяется по формуле: G бк = G бт + G убт , МН (2.7) 7. Рассчитываем разрывную прочность бурильных труб при роторном бурении по формуле: R от = k з · G бк , МН (2.8) где k p – коэффициент запаса, принимаем k = 1,5. 8. По допустимой нагрузке на крюке R к необходимо выбрать класс буровой установки [1] стр. 16, табл.1.1. В соответствии с ГОСТом нагрузка от веса бурильной колонны допускается не более 0,6·R к . Значит, должно выполняться условие: |