Буровые установки. БУ. Конструкции и параметры буровых установок
 Скачать 255.72 Kb.
|
|
Конструкции и параметры буровых установок Номенклатура буровых установок, выпускаемых промышленностью, чрезвычайно широка и постоянно увеличивается и обновляется. Расширение номенклатуры буровых установок обусловлено следующим образом: - увеличением числа задач, решаемых посредством бурения (назначение буровых установок), и изменением условий их применения (региона, глубины, конструкции скважин); - развитие новых технологий строительства скважин и повышением требований к качеству работ совершенствованием конструкций узлов и механизмов буровых установок, внедрением новых технологических процессов их изготовления. Типичные современные буровые установки, предназначенные для решения трех основных задач, возникающих при разработке месторождений нефти и газа: бурение сейсмоскважин и структурно-поисковых скважин; бурение глубоких разведочных и эксплуатационных скважин; освоение, испытание, ремонт скважин и зарезка боковых стволов. Установки для бурения сейсмоскважин и структурно-поискового бурения. Назначение этих установок: проходка скважин для сейсморазведки и структурно-картировачное бурение на ранних стадиях геологоразведочных и поисковых работ. Цели, задачи бурения таких скважин на стадии разведочных работ различны. Сейсморазведочные скважины предназначены для расположения в них зарядов, при взрыве которых генерируются сейсмические волны. По данным сейсмических волн геофизические организации определяют перспективные площади для дальнейшего проведения глубокого разведочного бурения. Опорные скважины проектируются с задачей изучения основных черт глубинного строения малоисследованных крупных регионов, определения общих закономерностей стратиграфического и территориального расположения отложений, благоприятных для нефтегазонакопления. Параметрические скважины закладываются для изучения глубинного строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления. Поисковые скважины проектируются по данным параметрического бурения и геофизических работ для выяснения наличия или отсутствия залежей нефти и газа на новых площадях, выявления новых залежей на разрабатываемых месторождениях. Кроме того такие буровые установки могут применяться для бурения скважин при инженерно-геологических изысканиях, для водоснабжения и дренажа. Установки, как правило, эксплуатируются в труднодоступных районах в самых разнообразных дорожных и климатических условиях. Отличительной особенностью установок является их высокая мобильность, сравнительно небольшие габариты и масса. В качестве примера установок данного типа на рис.1. приведен общий вид установки УРБ-2А-2. Основные параметры установок данного типа:
Установки для бурения глубоких разведочных и эксплуатационных скважин. Установки для бурения глубоких разведочных и эксплуатационных скважин по назначению могут быть разбиты на две группы: для бурения на суше; для бурения на море. Среди установок для бурения на суше можно выделить следующие группы: мобильные (передвижные) установки; для кустового бурения; стационарные буровые; Для сверхглубокого бурения. Внутри каждой группы установки различаются по типу привода, составу и компоновке оборудования, способу монтажа. Мобильные (передвижные) буровые установки. Установки данного типа предназначены для бурения нефтяных и газовых скважин турбинным или роторным способом, а также могут применяться для освоения, ремонта и обслуживания скважин. Перспективной областью применения этих установок является бурение вторых стволов. К мобильным (передвижным) установкам относятся буровые установки Объединенных машиностроительных заводов БУ2500/160 ДП-БМ (рис.2), БУ2500/160 ДЭР-П и БУ2900/175 ЭР-П. Параметры передвижных буровых установок:
Установки для кустового бурения серии ЭК – БМ (рис.3). Строительство скважин кустовым способом имеет ряд существенных достоинств экономического и социального характера, которые с каждым годом приобретают все большее значение и способствует все более широкому распространению этого способа в нашей стране и за рубежом. К числу этих достоинств стоит отнести значительное сокращение материальных и трудовых затрат на инженерное обустройство площадок под скважины, подъездных дорог к ним и месторождений в целом, особенно в условиях моря, заболоченности территорий и бездорожья, где возникает необходимость сооружения искусственных оснований под скважины и дорог специальных конструкций. Значительно снижаются затраты на вышкостроение, т.к. в период разбуривания куста буровое оборудование передвигается в пределах кустовой площадки в собранном виде. Помимо этого, улучшается баланс рабочего времени буровой бригады, т.к. снижаются до минимума простои при перемещении оборудования на новую точку бурения. Отдельными кустами считаются группы из трех скважин и более, расположенных на специальных площадках и отстоящие одна от другой на расстояние не менее 50м. Созданный к настоящему времени типоразмерный ряд кустовых буровых установок в блочно-модульном исполнении БУ3200/200 ЭК-БМ, БУ3900/225 ЭК-БМ, БУ 4000/250 ЭК-БМ, БУ 4500/270 ЭК-БМ предназначен для кустового бурения эксплуатационных скважин на нефть и газ: с глубинами бурения от 2 до 5 тысяч метром; в макроклиматических районах с умеренным климатом (при температурах наружного воздуха от -45 до + 40 градусов) при разработке месторождений с содержанием сероводорода менее 6% Технические параметры приведены в табл.1. Стационарные буровые установки. К стационарным буровым установкам относятся комплектные буровые установки и наборы бурового оборудования (НБО) которые, как правило, сооружаются на специальном фундаменте и при демонтаже разбираются на блоки и агрегаты и перевозятся с помощью обычных или специальных транспортных средств. Характерными конструктивными признаками этих установок являются: высокая приводная мощность исполнительных механизмов; высокая степень механизации основных и вспомогательных работ; возможность выбора оптимальных режимов бурения благодаря; бесступенчатому плавному регулированию от 0 до 100% приводных систем; легкость управления и удобство в эксплуатации; комплектация установок укрытиями в холодном (из профнастила) или утепленном исполнении (сандвич) с системами обогрева рабочих помещений создает комфортные условия для обслуживающего персонала. Типичным примером стационарной буровой установки является установка ОМЗ БУ8000/500ДЭР (рис.4). Установка предназначена для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной до 8000м в макроклиматических районах с умеренным климатом. Технические параметры приведены в табл.2. Буровые установки для бурения сверхглубоких скважин. К сверхглубоким условно относят скважины глубиной более 6500м. Они служат для исследования строения Земли, а также для добычи нефти и газа. Для бурения таких скважин применяются, как правило, стационарные буровые установки грузоподъемностью более 400т. К представителям этого класса буровых установок относится буровая установка Уралмаш 15000 (рис.5). Буровая установка Уралмаш 15000 стационарного типа с дискретным (прерывным) выполнением спуско-подъемных операций предназначена для сверхглубокого бурения геологоразведочных скважин в кристаллических породах с целью изучения верхних слоев земной коры, а также для разведочного и эксплуатационного бурения нефтяных и газовых скважин глубиной до 15000м. Особенности этой буровой установки: применение в качестве главного привода ротора, буровых насосов и лебедки раздельного регулируемого привода постоянного тока по системе генератор – двигатель; автоматизация спуско – подъема бурильной колонны; применение четырех мощных буровых насосов, развивающих давление до 40 Мпа и имеющих каждый приводную мощность 1250 кВт; высокая приводная мощность 2280 кВт буровой лебедки; использование приводных электродвигателей лебедки при подъеме и спуске бурильной и обсадной колонн в качестве тормозных машин; высокая степень механизации технологических процессов при работе со свечами при спуско – подъемных операциях; применение вышки башенной пилонной конструкции с вертикальными колоннами; использование большого комплекса контрольно – измерительной, указательной и сигнализационной аппаратуры и приборов, обеспечивающих контроль технологических процессов бурения и работы оборудования; исключительная простота и удобство управления агрегатами установки, а также удобство обслуживания и ремонта; высокая степень надежности всего комплекта примененного оборудования устройства и механизмов. Параметры буровой установки Уралмаш 15000:
Морские буровые установки. Растущие потребности топлива, и в первую очередь нефти и газа, обусловливают усиление внимания к проблемам их добычи не только на суше, но и на акваториях морей и океанов. По этой причине последний период времени характеризуется интенсивным развитием добычи нефти и газа на море. Открытие и вовлечение в разработку новых морских нефтегазовых месторождений полностью зависит от создания и внедрения рациональных конструкций гидротехнических сооружений, предназначенных для бурения разведочных и эксплуатационных скважин: стационарных платформ ( СБП), самоподъемных плавучих буровых установок (СПБУ), плавучих полупогружных буровых установок (ППБУ) и буровых судов (БС). В качестве примера на рис.5. представлен внешний вид полупогружной плавучей буровой платформы (ППБУ). Параметры комплектов бурового оборудования для стационарных буровых платформ:
Параметры оборудования для плавучих самоподъемных буровых установок (СПБУ):
Параметры оборудования для плавучих полупогружных буровых установок и бурового суда:
Рисунок 5. Общий вид ППБУ типа “Шельф”  Конструкция буровых установок Буровая установка (рис. 7)– комплекс наземного оборудования необходимого для выполнения операций по проводке скважины. В состав буровой установки входят: 1) Буровая вышка – сооружение над скважиной для спуска и подъема бурового инструмента, забойных двигателей, буровых и обсадных труб, размещение буровых свечей. 2) Оборудования для механизации СПО. Включат в себя талевую систему и лебедку. Талевая система состоит из неподвижного кронблока, талевого блока, бурового крюка. Она предназначена для уменьшения натяжения талевого каната и снижения скорости движения бурильного инструмента, обсадных и бурильных труб. Буровая лебедка используется для: спуска и подъема буровых и обсадных труб удержания на весу бурильного инструмента подтаскивание различных грузов, подъема оборудования и вышек в процессе монтажа установки. 3) Наземное оборудование включает в себя вертлюг, буровые насосы, напорный рукав и ротор. Вертлюг – обеспечивает свободное вращение колонны бурильных труб и подачу жидкости (раствора) через буровой рукав от неподвижного стояка манифольда в бурильные трубы. Буровые насосы служат для нагнетания бурового раствора в скважину. Напорный рукав – используют для подачи промывочной жидкости под давлением от неподвижного стояка к перемещающемуся вертлюгу. Ротор – передает вращательное движением буровому инструменту, поддерживает на весу колонну бурильный и обсадных труб. 4) Силовой привод – обеспечивает функционирование всей буровой установки, снабжает энергией лебедку, буровые насосы и ротор. 5) Циркуляционная система – служит для сбора и очистки отработанного бурового раствора, приготовление новых его порций и закачки очищенного раствора в скважину. 6) Привышечные сооружения включат: Помещения для размещения двигателя Насосные помещения Приемные мостки используют для транспортировки бурового оборудования и инструмента Запасные резервуары для хранения бурового раствора Трансформаторная площадка Площадка дял размещения механизмов по приготовлению раствора и хранения сухих материалов для него Стеллажи для размещения труб  Рисунок 7 – Состав и компоновка буровой установки: 1 – кронблок; 2 – вышка; 3 – полати вышки; 4 – талевый канат; 5 – талевый блок; 6 – крюк; 7 – вертлюг; 8 – буровой рукав; 9 – успокоитель талевого каната; 10 – автоматический буровой ключ; 11 – подсвечник; 12 – ротор; 13 – лебедка; 14 – коробка передач; 15 –наклонная передача; 16 – силовые агрегаты; 17 – компрессорная станция; 18 – циркуляционная система; 19 – буровой насос; 20 – манифольд; 21 – суммирующий редуктор силовых агрегатов; 22 – регулятор подачи долота; 23 – гидродинамический тормоз; 24 – гидроциклоны; 25 – вибросито; 26 – основание лебедочного блока; 27 – приемные мостки и стеллажи; 28 – консольно-поворотный кран Классификация буровых установок В настоящее время все установки для бурение скважин на нефть и газ классифицируют преимущественно по двум признакам: назначение и главный параметр: глубина скважины и допустимая нагрузка на крюке. Кроме этих параметров часто указывается способ бурения, способ транспортирования установки, тип конструкции наиболее значимых органов, механизмов и сооружений. Исходя из этого, в таблице 8 приводится классификация всех установок по четырем классификационным признакам: назначение установки, способ бурения, конструкция и параметры. По главному параметру буровые установки, в соответствии с ГОСТ 16293-89, подразделяются на 11 классов в зависимости от грузоподъемности и условной глубины бурения. Типоразмерный ряд приведет в таблице 9. Привод буровых установок. Дизельный привод. Привод, который обеспечивает работу через механическую трансмиссию главных машин и механизмов буровой установки от двигателей внутреннего сгорания, работающих по дизельному циклу, называется дизельным. Дизельный привод обеспечивает буровой установке автономное энергоснабжение, т.к. необходимая для ее работы механическая энергия вырабатывается дизелями, работающими на жидком топливе. Кроме дизелей для привода буровой установки могут использоваться другие типы двигателей внутреннего сгорания: работающие по газо-дизельному циклу или газовые. Дизельный привод позволяет вести буровые работы в самых отдаленных и необжитых районах вдали от линий централизованного электроснабжения. Он обеспечивает независимость владельцев буровой установки от поставщиков электроэнергии. Он также более надежен, т.к. на него не влияют аварийные отключения электроэнергии, вызывающие простои буровых установок. Электропривод. На промыслах широко распространены буровые установки с электроприводом переменного тока. Масса их на 15 – 20 % меньше массы установок с дизельным приводом, стоимость также меньше. Обслуживание установок с электроприводом проще, поэтому численность персонала на них на четыре – восемь человек меньше. Скорости бурения в аналогичных условиях вследствие лучшего использования мощности выше (более высокий к. п. д., допустимость перегрузок, меньшее число передач и меньшее число быстроизнашиваемых деталей и узлов). В зависимости от вида привода главных механизмов (буровой лебедки, буровых насосов и ротора), а также от вида электроснабжения, буровые установки подразделяются: Установки с электрическим приводом (при питании буровой установки от централизованных электрических сетей); Установки с дизель-электрическим приводом, в которых механизмы приводятся от электродвигателей, а электроэнергия для их питания вырабатывается дизель-генераторами постоянного или переменного тока. Установки с электроприводом отличаются от дизельных установок того же класса только самим приводом. Остальное оборудование, как главное, так и вспомогательное совершенно одинаковое. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||