Главная страница
Навигация по странице:

  • Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

  • СОДЕРЖАНИЕ Введение ………………………………………………………………….…….3 Общие сведения…………………………………………………………….….4

  • Область применения…………………………………………………………..7 Достоинства СВП……………………………………………………….……...8 Устройство СВП……………………………………………………………....10

  • Производители и технические характеристики СВП……………………22 Обзор существующих мобильных буровых установок с верхним приводом…………………………………………………………………………...27

  • Основные задачи НИР…………………………………………………...…..36 Введение.

  • Механизированный и ручной шаровые краны

  • Процесс бурения с верхним приводом

  • 6. Производители и технические характеристики СВП.

  • . Основные задачи дальнейших НИР

  • Список использованных источников

  • ОТЧЕТ ПО НИР №1 Назначение. Достоинства СВП. Область применения.. Отчет по нир 1


    Скачать 210.32 Kb.
    НазваниеОтчет по нир 1
    Дата17.07.2019
    Размер210.32 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаОТЧЕТ ПО НИР №1 Назначение. Достоинства СВП. Область применения..docx
    ТипОтчет
    #84239







    Подп. и дата




    Инв. № дубл.




    Взам. инв. №




    Подп. и дата







    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

    высшего образования

    «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

    кафедра «Механика и конструирование машин»




    ОТЧЕТ ПО НИР №1
    Назначение. Достоинства СВП. Область применения. Литературный и патентный обзор существующих конструкций СВП, в передвижных (мобильных) агрегатах.


    Проверил: Разработал:

    доцент, зам. зав. кафедры магистрант гр. ММЭ 18-01

    _________ Д.И. Чистов _________ И.И. Исмагилов


    УФА-2019

    СОДЕРЖАНИЕ

    1. Введение ………………………………………………………………….…….3

    2. Общие сведения…………………………………………………………….….4

    3. Область применения…………………………………………………………..7

    4. Достоинства СВП……………………………………………………….……...8

    5. Устройство СВП……………………………………………………………....10

    6. Производители и технические характеристики СВП……………………22

    7. Обзор существующих мобильных буровых установок с верхним приводом…………………………………………………………………………...27

    8. Основные задачи НИР…………………………………………………...…..36



    1. Введение.

    Весь прошлый век нефтяники и газовики работали ротором и забойными двигателями. Данный вид бурения, несмотря на все его минусы, до сих пор обычное явление на буровой.
    В 1983 г. на смену классическому способу вращения буровой колонны при помощью Келли-штанги пришли буровые машины (DDM – Derrick Drilling Machine). Первая установка под названием DDM 650 DC была выпущена компанией Aker Kvaerner в 1984 г. Она имела электрический привод постоянного тока и грузоподъемность 650 т и предназначалась для морских буровых платформ. Дальнейшее развитие этой системы привело к появлению гидравлического верхнего привода на установке DDM HY 500/650, выпущенной в 1987 году. Вследствие необходимости увеличения крутящего момента в 1989 г. были разработаны двухприводные установки: DDM 500/650 EL и DDM 650 HY. В 1993 году на рынке появилась 2-х приводная установка DDM 650 EL "Frontier", обладающая мощностью 2100 л.с. и крутящим моментом 8800 Нм. По неофициальным данным один из покупателей использовал "Frontier" для бурения скважины глубиной 12000 м. К 1996 г. способ бурения с системой верхнего привода (далее по тексту– СВП) стал основным методом бурения морских скважин. Значительная часть скважин на суше сейчас также бурится с применением СВП. Для продвижения СВП на новые рынки по всему миру компанией Maritime Hydraulics был разработан портативный СВП, для малогабаритных скважин ("slim-hole") обеспечивающий высокоскоростное бурение (600 об./мин.).

    1. Общие сведения.


    В последнее время при бурении глубоких скважин, в наклонно-направленном бурении и в морских БУ широко применяют верхний привод («силовой вертлюг»), где вертлюг совмещен с ротором, и это устройство подвешивается к талевому блоку. В этом случае бурильная колонна присоединяется непосредственно к стволу силового вертлюга, к нему же подводятся по напорному рукаву буровой раствор и энергия для двигателя вращателя. Для восприятия реактивного момента на всем пути перемещения силового вертлюга предусмотрен ползун, передающий реактивное усилие на вышку. Применение силового вертлюга позволяет обходиться без ведущей трубы, ускоряет наращивание бурильной колонны при бурении и высвобождает место на полу буровой.



    Рисунок 1.1 – Верхний силовой привод ПВЭГ-225

    По своей конструктивной схеме, силовой вертлюг является механизмом, совмещающим в себе функции вертлюга с ведущей бурильной трубой и ротора.

    При бурении скважин ствол силового вертлюга свинчивается непосредственно с колонной бурильных труб и передаёт вращение от собственного двигателя через редуктор бурильной колонне.

    Свинчивание бурильной колонны производится электродвигателем (или гидродвигателем), а труба бурильной колонны удерживается за замковую муфту трубным зажимом. Силовой вертлюг также осуществляет подачу промывочной жидкости от гибкого бурового рукава во внутреннее пространство бурильной колонны через сальник-вертлюг, для последующей передачи промывочной жидкости на забой, для очистки последнего от разбуренной породы.

    При проведении спуско-подъёмных операций колонна бурильных труб удерживается элеватором, который подвешен на штропах силового вертлюга.

    В случае осложнения при проведении спуско-подъёмных операций применение системы верхнего привода позволяет проводить подъём, спуск или расхаживание бурильной колонны с промывкой. При этом ствол силового вертлюга свинчивается с резьбой бурильных труб и подъём или спуск бурильной колонны осуществляется с одновременной подачей промывочной жидкости, что значительно снижает вероятность аварийных ситуаций.

    Силовой вертлюг является, в последнее время, одним из главных технических достижений в области бурения скважин. Основным преимуществом таких систем явилось значительное сокращение затрат времени на проводку скважины за счет исключения промежуточных наращиваний отдельными бурильными трубами и переходом на наращивание и бурение свечами длиной до 27 метров и более.

    При бурении с отбором керна бурение на всю длину свечи без наращивания однотрубками улучшает качество кернов и уменьшает число рейсов.

    Как правило, силовые вертлюги оснащены встроенным механизированным шаровым краном, управляемым с пульта бурильщика, что обеспечивает быстрое реагирование на нефте-газопроявления в скважине при вскрытии продуктивного нефтегазоносного пласта.

    При бурении горизонтальных и наклонно-направленных скважин применение силового вертлюга позволяет сократить время, затрачиваемое на ориентацию бурильной колонны в скважине и контроль за направлением проводки скважины.

    Не менее важным фактором, является обеспечение безопасности работы буровой бригады. В процессе бурения единственным вращающимся инструментом на буровой площадке остается гладкостенная бурильная труба, что значительно повышает безопасность работ. Уменьшая количество производимых соединений, буровая бригада также подвергает себя меньшей опасности. Свинчивание ствола силового вертлюга и управление циркуляцией бурового раствора производится дистанционно с пульта бурильщика. Отсутствие необходимости переноса ведущей трубы с вертлюгом в шурф и обратно (производимого на установках без системы верхнего привода вручную, с приложением больших физических усилий) значительно повышает безопасность работ и облегчает труд буровой бригады.

    3. Область применения.
    Система верхнего привода предназначена для быстрой и безаварийной проводки вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин при бурении.

    СВП обеспечивает выполнение следующих технологических операций:

    • вращение бурильной колонны при бурении, проработке и расширении ствола скважины;

    • свинчивание, докрепление бурильных труб;

    • проведение спуско-подъемных операций с бурильными трубами, в том числе наращивание бурильной колонны свечами и однотрубками;

    • проведение операций по спуску обсадных колонн;

    • проворачивание бурильной колонны при бурении забойным двигателями;

    • промывку скважины и проворачивание бурильной колонны при СПО;

    • расхаживание бурильных колонн и промывку скважины при ликвидации аварий и осложнений.


    4. Достоинства СВП:

    - Экономия времени на наращивание труб при бурении.

    Наращивание колонны бурильных труб свечой длиной 28 м позволяет устра­нить каждые два из трех соединений буриль­ных труб.

    - Уменьшение вероятности прихватов бурового инструмента.

    Силовой вертлюг позволяет в любой не­обходимый момент времени при спуске или подъеме инструмента элеватором в течение 2..3 минут соединить с бурильной колонной и восстановить циркуляцию бурового рас­твора и вращение бурильной колонны, тем самым предотвратить прихват инструмента.

    - Расширение (проработка) ствола скважины не только при спуске, но и при подъеме инструмента.

    - Повышение точности проводки сква­жин при направленном бурении.

    При использовании отклонителя с гид­равлическим забойным двигателем для изме­нения угла скважины свечу можно удержи­вать в заданном положении по всей длине све­чи, что приводит к лучшей ориентации колон­ны и меньшему числу контрольных съемок.

    - Повышение безопасности буровой бригады.

    - Снижение вероятности выброса флю­ида из скважины через бурильную колонну.

    Наличие механизированного сдвоенно­го шарового крана (внутреннего превентора) позволяет быстро перекрыть внутреннее от­верстие в колонне, тем самым предотвра­тить разлив бурового раствора при отсоеди­нении ствола силового вертлюга от свечи. Вся операция проводится бурильщиком без участия буровой бригады.

    - Облегчение спуска обсадных труб в зонах осложнений за счет вращения.

    Возможность вести спуск обсадной ко­лонны с вращением и промывкой обсадных труб при добавлении специального перевод­ника для обсадных труб.

    - Повышение качества керна.

    Бурение на всю длину свечи без нара­щивания однотрубками улучшает качество кернов, снижает число рейсов.

    - Обеспечение точного крутящего мо­мента при свинчивании и докреплении резьб.

    Использование электродвигателя посто­янного тока дает возможность получить точ­ный и плавно меняющийся вращательный мо­мент докрепления для каждого соединения, что увеличивает срок службы бурильной свечи.

    5. Устройство СВП.

    Рассмотрим конструкцию СВП на основе отечественного производства «Уралмашзавод».

    СВП 500 состоит из двух частей: подвижной и неподвижной. Неподвижная часть состоит из двух направляющих 8 (рисунок 4.1), крепящихся на специальных кронштейнах к ногам вышки и раме кронблока, двух жгутов кабелей: силового и управления или одного шлейфа кабелей, которые крепятся одним концом к подвижной части, другим – к ноге вышки на специальных кронштейнах, терристорного преобразователя и пульта управления, совмещенного с пультом управления бурильщика [.

    Подвижная часть на рисунке 4.1 состоит из талевого блока 3, к которому при помощи специальной подвески на двух штропах 2 подвешивается сам верхний привод. СВП состоит из вертлюга-редуктора 1 на корпусе которого, на фланце, крепится основной электродвигатель 5, один конец его вала при помощи эластичной муфты соединен с быстроходным валом редуктора, на другом конце вала установлен дисково-колодочный тормоз 4. Корпус редуктора крепится к тележке 6, которая на блок-роликах 7 перемещается по направляющим 8, расположенным вертикально вдоль вышки. На корпусе при помощи специальной запрессованной втулки подвешивается трубный манипулятор 9.


    Рисунок 4.1– Силовой вертлюг СВП 500

    1-вертлюг-редуктор; 2-штропа; 3-талевый блок; 4-дисково-колодочный тормоз; 5-электродвигатель; 6-тележка; 7-блок роликов; 8-направляющая;

    9-трубный манипулятор; 10-отвод; 11-кран шаровой механизированный;

    12-кран шаровой с ручным приводом; 13-бандаж; 14-трубный зажим.

    Вертлюг-редуктор (рисунок 4.2) представляет собой двухступенчатый односкоростной цилиндрический редуктор с вертикальным соосным расположением валов.
    Рисунок 4.2 – Вертлюг-редуктор СВП 500

    1-узел уплотнения; 2-подшипник; 3-вал тихоходный; 4-упорный подшипник; 5,6- подшипник; 7-крышка; 8-кольцо; 9-крышка; 10-быстросъемное уплотнение; 11- промежуточный вал; 12-подшипник; 13-муфта; 14-уплотнение; 15-маслоуказатель; 16-быстроходный вал; 17-зубчатое колесо; 18-вал-шестерня

    Первая ступень – косозубая, вторая – косозубая. Шестерни 18 и колеса 17 выполнены из высоколегированной стали, подвергнутой цементации и термообработке с твердостью зуба HRC ≥ 57…64 , с последующей шлифовкой. Быстроходный вал 16 установлен на двух двухрядных роликовых подшипниках 12, на выходном конце вала на шлицах установлена эластичная муфта 13.

    Выходной конец быстроходного вала герметизируется сальниковым узлом с севанитовыми уплотнениями. Промежуточный вал 11 также установлен на двухрядных роликовых конических подшипниках. Тихоходный вал 3 редуктора является стволом вертлюга, концы которого установлены на роликовых радиальных сферических двухрядных подшипниках 2, 5. Осевое усилие на стволе от веса бурильной колонны воспринимает роликовый конический упорный подшипник 4, установленный на втулке, запрессованной в корпусе редуктора. Верхний упорный шариковый подшипник установлен в расточку крышки, служит для восприятия нагрузки от массы верхнего привода и ударных нагрузок, направленных снизу вверх от забоя.

    Ствол вертлюга-редуктора сверху заканчивается метрической резьбой для установки крышки вертлюга. В нижней части ствола установлен узел уплотнений 1. Узел уплотнений выполнен в двух вариантах: торцевого и манжетного. Смазка нижних подшипников и зубчатой передачи второй ступени – картерная, верхних подшипников и зубчатой передачи первой ступени – принудительная от электронасосного агрегата через распределительный коллектор.

    Насосный агрегат установлен сбоку корпуса редуктора, таким образом, чтобы насос был всегда под заливом. Слив отработанного масла осуществляется через сливную систему трубок с установленным на них краном. Объем заливаемого масла в полость редуктора 250 литров, масло всесезонное трансмиссионное ТСзп-8 ТУ 38.1011280-89. Заливка масла производится через отверстие в крышке редуктора, в котором установлен маслоуказатель 15, имеющий две риски верхнего и нижнего уровня масла.
    Устройство узлов верхнего привода

    Трубный манипулятор (рисунок 4.3) состоит из вертлюжной головки, трубного зажима, системы отклонения штропов элеватора, бандажа, ручного механизированного шарового крана, стопорного устройства и гидромотора с открытой зубчатой передачей.
    Рисунок 4.3 – Трубный манипулятор

    Вертлюжная головка установлена на неподвижную втулку 6, запрессованную в корпус вертлюга-редуктора и состоит из траверсы 4, втулки 5, шарикового упорного подшипника 3, опоры 2, установленной на две полувтулки 1. Втулка 5, опора, нижнее кольцо упорного шарикоподшипника удерживаются от проворачивания полухомутами со шпонкой.

    Вертлюжная головка имеет 10 каналов подвода гидравлической жидкости к исполнительным механизмам. Два канала задействованы для системы отклонения штропов, два канала для трубного зажима и шесть каналов для гидравлического элеватора. Подвод к каналам начинается радиальным сверлением во фланце втулки 5, затем по осевому сверлению опускается до высоты используемого канала и выходит по наружному радиальному сверлению на кольцевую проточку той же втулки. Между собой каналы изолированы уплотнением. Выход канала к потребителю по радиальной расточке в траверсе 4.

    При вращении гидромотора 8, происходит так же вращение трубного манипулятора, так как они вместе связаны через зубчатую передачу. Система отклонения штропов работает следующим образом, при подаче масла в гидроцилиндр происходит увеличение давления и поршень отводит штропа 15 в нужное положение. Система отвода штропов позволяет отклонять элеватор на 1200мм вперед в сторону верхового рабочего, на 1500 мм назад при добуривании или на любую необходимую величину вперед или назад в пределах этих величин. Величина отклонения регулируется визуально, включением кнопки управления отвода штропа. При добуривании штропа с элеватором отводятся на максимальную величину, когда воронка центратора 13 должна коснуться стола ротора, для этого штропы должны быть отведены назад таким образом, чтобы нижняя поверхность элеватора поднялась выше воронки центратора. Для этого необходимо произвести регулировку полухомутов: расслабить полухомуты, опустить их ниже на необходимую величину, затем снова закрепить. При этом величина угла отвода штропов вперед уменьшится, а назад - увеличится.

    Трубный зажим предназначен для удержания от проворота бурильной колонны за ее муфту при свинчивании – развинчивании замкового соединения. При свинчивании – развинчивании замковой резьбы расстояние между торцами муфты и ниппелем меняется на величину порядка 50 мм. Для этого в стволе установлено компенсирующее устройство, позволяющее перемещаться блоку гидроцилиндра относительно ствола вертлюга на эту величину.

    Механизированный и ручной шаровые краны представляют собой превенторные задвижки шарового типа, полнопроходные, с внутренним отверстием. Оба крана рассчитаны на рабочее давление 70 МПа.

    Механизированный шаровой кран устанавливается с помощью фланцевого соединения на отводе и является неотъемлемой частью СВП. Для управления краном на пульте бурильщика имеется двухпозиционный переключатель положениями: «Открыто» и «Закрыто». Сигнал о положении крана от индуктивных бесконтактных переключателей.

    Ручной шаровой кран (рисунок 4.4), имеет один шар 1 с двумя седлами 3 и 4. Поворот шара осуществляется вручную ключом, вставляемым в пазы муфты 2. Ключ входит в комплект инструментов. На корпусе крана нанесены буквы «О» и «З», что соответствует положению «Открыто» и «Закрыто». Ручной шаровой кран расположен перед переходным переводником и в случае необходимости может остаться на бурильной колонне при отсоединении ствола вертлюга от бурильной колонны.
    Рисунок 4.4 – Ручной шаровой кран
    Процесс бурения с верхним приводом

    Рисунок 4.5 – Процесс наращивания бурильной колонны с применением верхнего привода

    а – свечой из магазина, б – однотрубками из шурфа

    22-ключ; 23-стеллаж; 24-свеча; 25-бурильная труба (однотрубка); 26-шурф
    I – Исходное положение механизмов системы верхнего привода:

    1 – гидростанция отключена;

    2 – вертлюжная головка застопорена стопорным устройством;

    3 – штропы элеватора отведены в 1-е положение «назад» посредством цилиндров;

    4 – шаровые краны открыты;

    5 – тормоз основного двигателя расторможен;

    6 – система разгрузки резьбы находится под давлением пневмогидроаккумулятора;

    7 – трубный зажим разжат.

    II – Процесс бурения. При бурении для вращения бурильной колонны используется основной электродвигатель силового вертлюга.

    1 – включается насос маслосмазки вертлюга-редуктора;

    2 – включается вентилятор двигателя силового вертлюга;

    3 – восстанавливается циркуляция бурового раствора;

    4 – включается двигатель силового вертлюга;

    5 – включается подача инструмента и начинается бурение.

    При бурении забойным двигателем, кроме перечисленного, для восприятия реактивного момента от турбобура необходимо наложить колодки гидравлического тормоза на диск вала и удерживать их в таком положении до окончания бурения.

    III – Процесс наращивания бурильной колонны свечой (рисунок 4.5 а).

    1 – не отсоединяя от ствола СВП, приподнять бурильную колонну на высоту разъема, посадить ее на клинья ПКР; прекратить подачу бурового раствора в скважину; закрыть оперативный шаровой кран; произвести трубным зажимом зажим муфты бурильной колонны; передать вращение от электродвигателя на шпиндель и отсоединить ствол СВП от бурильной колонны; разжать трубный зажим.

    2 – начать подъем СВП с одновременным отводом штропов элеватора из первого положения; верхний конец наращиваемой свечи вывести из-за пальца верхней секции магазина; прекратить подъем талевого блока; завести верхний конец свечи в элеватор, закрыть створку.

    3 – поднять свечу на необходимую высоту, нижний конец установить в муфту бурильной колонны; произвести свинчивание и докрепление муфты бурильной колонны с ниппелем свечи ключом КБГ-2 или машинным ключом.

    4 – СВП приспустить вниз до попадания верхней муфты свечи в направляющую воронку трубного зажима и вхождения резьбовой части ствола вертлюга в резьбовую часть муфты до упора; произвести захват трубным зажимом муфты свечи; включить электродвигатель и произвести свинчивание и докрепление ствола вертлюга-редуктора с бурильной колонной.

    5 – разжать трубный зажим; открыть клапан и подать промывочную жидкость; начать бурение.

    IV – Процесс наращивания бурильной колонны однотрубкой (рисунок 4.5 б).

    1 – приподнять бурильную колонну на высоту разъема, не отсоединяя ее от ствола СВП; посадить бурильную колонну на клинья ПКР; прекратить подачу бурового раствора в скважину; закрыть оперативный шаровой кран, зажать муфту бурильной колонны; отсоединить ствол СВП от бурильной колонны, включив электродвигатель силового вертлюга на вращение, раскрепив и отвинтив замковую резьбу.

    2 – начать подъем талевого блока с одновременным отводом штропов элеватора из первого положения; прекратить подъем талевого блока; открыть стопор, включить гидромотор для вращения траверсы трубного манипулятора так, чтобы открытая створка элеватора была направлена на однотрубку, в зависимости от ее местонахождения: или в шурфе для наращивания, или на мостках; установить однотрубку в элеватор и закрыть створку; завести верхний конец свечи в элеватор, закрыть створку.

    3 – поднять талевый блок и вывести однотрубку на центр скважины; приспустить однотрубку и установить ее нижний конец в муфту бурильной колонны; провести операции по свинчиванию однотрубки с колонной и свинчивание ствола вертлюга-редуктора с однотрубкой, т.е. выполнить последовательность операций по режиму; свечу поднять на необходимую высоту, нижний конец установить в муфту бурильной колонны; произвести свинчивание и докрепление муфты бурильной колонны с ниппелем свечи ключом КБГ-2 или машинным ключом.

    4 – СВП приспустить вниз до попадания верхней муфты свечи в направляющую воронку трубного зажима и вхождения резьбовой части ствола вертлюга в резьбовую часть муфты до упора; захватить трубным зажимом муфту свечи; включить электродвигатель и произвести свинчивание и докрепление ствола вертлюга-редуктора с бурильной колонной.

    5 – разжать трубный зажим; открыть клапан и подать промывочную жидкость; начать бурение.

    V – Подъем бурильной колонны. Подъем бурильной колонны СВП практически ничем не отличается от подъема бурильной колонны крюкоблоком с ручным элеватором. При необходимости колонна может проворачиваться. Для этого необходимо соединить ствол вертлюга с бурильной колонной. Преимуществом подъема СВП является возможность подачи элеватора системой отклонения штропов непосредственно к «верховому» рабочему. Кроме того, наличие в СВП системы разгрузки резьбы предотвращает повышенный износ резьбы.

    VI – Спуск бурильной колонны в осложненной скважине. Спуск бурильной колонны в осложненной скважине или в ее горизонтальной части в основном аналогичен наращиванию бурильной колонны свечой при бурении.

    VII – Процесс ликвидации аварий (прихватов). При ликвидации прихватов на двигателе силового вертлюга устанавливается максимальный момент. При достижении двигателем максимального момента накладывается тормоз. После этого начинается расхаживание бурильной колонны в скважине.

    VIII – Спуск обсадной колонны с циркуляцией промывочной жидкости и вращением. Иногда возникает необходимость провести спуск обсадной колонны с циркуляцией бурового раствора и вращением ее. Для этого необходим переводник с замковой резьбой З-171 на резьбу обсадной колонны. Например, переводник с замковой резьбой на резьбу обсадной трубы ПЗ-171/168…426 (отраслевая нормаль Н-545-58), но с более удлиненной верхней частью для того, чтобы трубный зажим смог ее зажать. Затем соединить ствол вертлюга с переходником.

    6. Производители и технические характеристики СВП.

    Основными производителями систем верхнего привода являются

    следующие компании: Bentec; Varco; Drillmec; TESCO; ПромТехИнвест;

    Уралмаш; технические характеристики которых приведены в

    таблицах 5.1-5.5.
    Рисунок 5.1 Верхний привод Bentec
    Таблица 5.1 Техническая характеристика СВП производства Bentec

    Характеристика

    Значения

    Наименование

    TD-500-HT

    Грузоподъемность, т

    500

    Привод

    Электрический

    Максимальный крутящий момент (кг*м)

    71500

    Максимальная скорость (частота) об/мин

    230

    Масса изделия общая, кг

    16200



    Рисунок 5.2 Верхний привод Varco
    Таблица 5.2 Техническая характеристика СВП производства Varco


    Характеристика

    Значение

    Производитель

    National Oilwell Varco

    Наименование

    TD-250P

    Грузоподъемность, не менее, т

    250

    Привод

    Гидравлический

    Максимальный крутящий момент, Нм (кг*м)

    28470 (2903)

    Максимальная скорость (частота) вращения выходного вала, рад/сек. (об./мин.)

    20,9 (200)

    Выходная мощность привода, кВт (л.с.)

    298 (400)

    Габаритные размеры основных составных частей, не более, мм: подвесная часть (без направляющей балки)

    4114х864


    Рисунок 5.3 Верхний привод Drillmec
    Таблица 5.3 Техническая характеристика СВП производства Drillmec

    Характеристика

    Значения

    Наименование

    HTD-100

    HDT-300

    Грузоподъёмность

    100

    300

    Привод

    Гидравлический

    Гидравлический

    Максимальный крутящий момент, Нм (кг*м)

    35300 (3599)

    49000 (4997)

    Максимальная скорость (частота), рад/сек. (об./мин.)

    20,9 (200)

    20,9 (200)

    Выходная мощность привода, кВт (л.с.)

    410 (550)

    410 (550)



    Рисунок 5.4 Верхний привод TESCO

    Таблица 5.4 Техническая характеристика СВП производства TESCO


    Характеристика

    Значения

    Наименование

    HMI 475

    EMI 400

    ECI 900

    Грузоподъемность, не менее, т

    250

    250

    250

    Привод

    Гидравлический

    Электрический

    Электрический

    Максимальный крутящий момент, Нм (кг*м)

    28470 (2903)

    28470 (5500)

    49760 (5074)

    Максимальная скорость (частота), рад/сек. (об./мин.)

    17,8 (170)

    20,9 (200)

    20,2 (193)


    Рисунок 5.5 – Верхний силовой привод «Уралмаш-Буровое оборудование» и «ПромТехИнвест»

    Таблица 5.5 Технические характеристики СВП производства «Уралмаш-Буровое оборудование»; «ПромТехИнвест»

    Характеристика

    Уралмаш-Буровое

    оборудование

    ПромТехИнвест

    Наименование

    СВП-320ЭЧР

    ПВЭГ-250

    Грузоподъемность, не менее, т

    320

    250

    Привод

    Электрический

    Гидравлический

    Максимальный крутящий момент, Нм (кг*м)

    54000 (5500)

    48100 (4900)

    7. Обзор существующих мобильных буровых установок с верхним приводом.

    1. МБУ-125
    Рисунок 6.1 – Общий вид МБУ-125.

    Установка для ремонта и освоения скважин МБРУ-125 грузоподъемностью 125 тонн предназначена для спуска и подъема насосно-компрессорных и бурильных труб, штанг, разбуривания цементных мостов, ловильных работ и других операций при текущем и капитальном ремонте и освоении газовых, нефтяных и нагнетательных скважин. По дополнительному требованию заказчика может быть предусмотрена комплектация, обеспечивающая возможность бурения скважин с возможностью установки верхнего привода.

    Категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69. 

    Глубина бурения скважин – 2700 м (при бурении колонной 28 кг/м).Условная глубина скважин при ремонте и освоении – 5300 метров (НКТ 14 кг/м).

    В состав установки входят:

    • шестиосное самоходное транспортно-технологическое шасси с колесной формулой 12х12;

    • вышка, обеспечивающая подъем-спуск колонны труб, бурового и другого оборудования при ремонте и бурении скважин;

    • основная лебедка - гидравлическая;

    • талевая система, включающая талевый блок, кронблок, адаптер, талевый канат;

    • опорные фундаменты под гидродомкраты;

    • комплект оборудования и инструмента.

    Таблица 6.1 Технические характеристики МБУ-125

    Допускаемая нагрузка на крюке, кН

    1226

    Привод механизмов

    МЗКТ-9030 – двигатель шасси

    ТМЗ-8431.10

    Мощность привода, кВт (л.с.)

    346 (470)

    Вышка:


    - расстояние от земли до оси кронблока,мм

    - длина поднимаемой свечи, мм

    телескопическая, двухсекционная, наклонная с открытой передней гранью, имеется возможность установки верхнего привода

    37 000

    16 000, 19 000, 21 000, 24 000

    Емкость магазинов полатей верхового, м:

    - бурильные трубы диаметром 114 и 127 мм

    - бурильные трубы диаметром 73 и 89 мм


    2700

    5400

    Талевая система:

    - оснастка

    - диаметр талевого каната, мм


    4х6

    28

    Лебедка буровая:

    - тяговое усилие, кН

    - скорость подъема талевого блока, м/с


    191

    0,15...1,5

    Гидродинамический тормоз:

    - включение

    - скорость спуска крюкоблока с грузом массой 75 т, м/с


    Оперативное, дисковой пневматической муфтой

    0,9

    Гидросистема рабочая/монтажная:

    - тип и модель насоса

    - номинальное давление, МПа (атм.)

    - номинальная подача, л/мин

    Аксиально-поршневой 310.2.112 – 2 шт./НШ-50М4 – 1 шт.

    11,8 (120)/ 13,7 (140)

    380

    Гидрораскрепитель:

    - ход штока, мм

    - развиваемое усилие, кН

    2 шт.

    950

    49

    Вспомогательная гидроприводная лебедка:

    - допускаемая нагрузка, кН


    29,5

    Манифольд (стояк с буровым рукавом):

    - проходное сечение, мм

    - рабочее давление, МПа


    76

    19,6

    Аварийный электропривод:

    - мощность электродвигателя, кВт

    - скорость подъема крюкоблока при допускаемой нагрузке до 125 т/с, м/мин

    - наибольшая скорость подъема крюкоблока, м/мин


    30

    0,8
    2,9

    Освещение взрывозащищенное, В

    220, (аварийное 24)

    Габаритные размеры подъемного блока

    в транспортном положении, мм:

    23700х3050х5920 – с балконом

    Масса подъемного блока в транспортном положении, кг

    60 000


    2. МБР-160

    Установка для бурения и ремонта нефтяных и газовых скважин грузоподъемностью 160 тонн, предназначена для эксплуатационного и разведочного бурения, спуска и подъема колонн насосно-компрессорных (НКТ), бурильных (БТ) и обсадных труб (ОТ), насосных штанг, проведения капитального ремонта, включая восстановление скважин зарезкой вторых стволов и их освоение, проведения аварийных работ.

    Рисунок 6.2 – МБР-160

    В состав установки входят:

    -шестиосное самоходное транспортно-технологическое шассис колесной формулой 12х12;

    -вышка, обеспечивающая подъем-спускколонны труб, бурового и другого оборудования при ремонте и бурении скважин;

    -основная лебедка (гидравлическая);

    -талевая система, включающая талевый блок, кронблок, адаптер, талевый канат;

    -опорные фундаменты под гидродомкраты;

    -рабочая площадка для размещения персонала и оборудования при работе на скважине.

    Таблица 6.2 Технические характеристики МБР-160

    Номинальная грузоподъемность, т

    160

    Мощность привода, л.с.

    481

    Вышка:


    - высота, м

    Телескопическая с открытой передней гранью, имеется возможность установки верхнего привода

    35

    Талевая система:

    - оснастка

    - диаметр талевого каната, мм

    - число скоростей

    - скорость подъема крюка, м/с:

    - наименьшая

    - средняя
    - наибольшая


    6х5

    28

    бесступенчатое регулирование
    0,0-0,25 при нагрузке от 160 до 118 т

    0,0-0,34 при нагрузке от 118 до 171 т

    0,0-0,56 при нагрузке от 71 до 29 т

    0,0-1,4 при нагрузке от29 до 0 т

    Лебедка для механизации:

    гидроприводная, с тяговым усилием до 3,0 т

    Тормозная система

    колодочные дисковые тормоза

    Гидрораскрепитель:

    - рабочий ход, мм

    - развиваемое усилие, т


    800

    5

    Манифольд (стояк с буровым рукавом):

    - проходное сечение, мм

    - максимальное давление, кг/см2


    76

    350

    Габаритные размеры, мм:

    21000х4500х3200

    Масса в транспортном положении, кг

    67 000


    3. МБУ Drillmec MR-8000

    Рисунок 6.3 – БУ MR-8000

    Мобильные буровые установки "Дриллмек" серии MR, на прицепе и самоходные,используются для традиционного бурения, КРС и обслуживания скважин.

    MR 8000 - это буровые установки с дизельным или электрическим приводом, пригодные для разведки нефти и газа, а также для геотермальной разведки. Для размещения места бурильщика и основных средств управления может быть предоставлена бытовка. Эти БУ готовы к установке верхнего привода, например, гидравлического верхнего привода "Дриллмек" HTD 250.

    Таблица 6.3 Технические характеристики БУ MR-8000


    Статическая нагрузка на крюке, т

    200

    Входная мощность, кВт

    746

    Буровая лебедка

    - размеры барабана(dxl), мм

    - потребляемая мощность, л.с.


    660х1080

    1080

    Канаты

    -диметр, мм

    10 струн

    28,

    Мачта:

    - высота мачты от пола буровой, м

    - бурильные трубы:
    - емкость подсвечника, м


    35

    двухтрубная свеча, группа длин 2

    2800 бурильных труб НД 127

    Силовая установка


    2x Caterpillar C15

    540 л.с. при 2100 об/мин – суммарная мощность 1080 л.с.

    Колесная формула

    12х8

    Высота подвышечного основания, м

    6

    Гидравлическая система

    гидравлическая система подъема мачты

    гидравлические цилиндры выдвижения верхней секции мачты

    четыре гидравлических стабилизатора

    гидроцилиндры для свинчивания/развинчивания труб

    гидравлический верхний привод (по заказу)


    4. МБУ МР-50

    Рисунок 6.4 – Установка МР50 в рабочем положении

    Установка МР50 предназначена для ремонта поверхностных скважин, пробуренных по технологии SAGD (технология парогравитационного воздействия). Установка обеспечивает возможность проведения СПО при любом градусе наклона устья скважины в диапазоне от 0° и до 75°, имеет привод вращения буровой колонны или колонны НКТ и механизм проталкивания инструмента в скважину.

    В состав установки входит механизм позиционирования мачты (рисунок 6.5) относительно устья скважины, который упрощает работу и сокращает время монтажа подъемника.

    В установке не используется традиционная мачта, буровая лебедка, длинные канаты. Данные элементы заменены телескопической мачтой с гидравлическим приводом от гидроцилиндра. Мачта состоит из двух независимых секций: нижняя секция зафиксирована на надрамнике, а верхняя секция выдвигается вверх и втягивается.
    Рисунок 6.5 – Механизм позиционирования мачты с тремя степенями свободы

    На мачте монтируется интегрированный гидравлический верхний привод и гидравлический двухсекционный трубный ключ, управление которыми производится с пульта оператора.

    Таблица 6.4 – Технические характеристики МР50

    Максимальное тяговое усилие при рабочих углах наклона мачты, т

    50

    Максимальное толкающее усилие при рабочих углах наклона мачты, т

    20

    Угол наклона мачты (рабочий), град.

    0-75

    Грузоподъемность манипулятора с захватом труб на максимально выдвинутой стреле, не менее, кг

    300

    Длина мачты обеспечивает беспрепятственную работу с трубами длиной, м

    12

    Максимальный крутящий момент на вращателе, не более, Нм

    23500

    Габаритные размеры, мм

    12000х2550х4500

    Полная масса, не более, кг

    41000


    8. Основные задачи дальнейших НИР

    1) На основании анализа потребности отрасли и характеристик существующих мобильных установок с СВП для КРС определить основные технические характеристики проектируемого «силового вертлюга»

    2) Разработать кинематическую схему «силового вертлюга»

    3) Выполнить расчет и конструирование «силового вертлюга» с применением зубчатых колес с зацеплением Новикова.

    Список использованных источников

    1. Буровой портал [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http//www.drillings.ru, свободный. – Загл. С экрана.

    2. Буровые комплексы. Современные технологии и оборудование / Коллектив авторов; под общей редакцией А.М. Гусмана и К.П. Порожского: Научное издание. Екатеринбург: УГГГА, 2002. 592с. с ил.

    3. Гасумов Р.А., Гноевых А.Н., Лобкин А.Н., Максименко И.Ю. Справочник монтажника буровых установок. – М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2008. -528 с.

    4. Дмитриев А.Ю. Основы технологии бурения скважин [Текст]. Учебное пособие. – Томск : Изд-во ТПУ, 2008. – 216 с.

    5. Ефимченко С.И., Прыгаев А.К. Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Часть I. Расчет и конструирование оборудования для бурения нефтяных и газовых скважин. Учебник для вузов. – М.: ФГУП «Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2006. – 736 с

    6. Журнал «Бурение и нефть». Система верхнего привода VARCO.

    Гетеком – сервис. Июнь 2003

    1. Журнал «Время колтюбинга». №56 Июнь 2016, стр.56.

    2. Калинин А.Г., Левицкий А.З., Никитин Б.А. Технология бурения разведочных скважин на нефть и газ. М., Недра, 1998.

    3. ПРОМТЕХИНВЕСТ [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://promtehinvest.ru, свободный. – Загл. С экрана.

    4. Рябчиков, С.Я. Проектирование буровых машин и механизмов

    5. Эпштейн В. Система верхнего привода для бурения глубоких

    нефтегазовых скважин. Нефтегазовая вертикаль 01.04. 06.

    12. Tesco products, Top Drives and CDS [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://tescocorp.com, свободный. – Загл. С экрана.

    13. Top drive solutions National Oilwell Varco [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://nov.com, свободный. – Загл. С экрана.

    14. Top drive [электронный ресурсъ. –режим доступа: http://www.canrigdrillingtechnology.com.- Загл. С экрана.

    Инв. № подл.

























    Лист



















    Изм.

    Лист

    № докум.

    Подп.

    Дата





    написать администратору сайта