Противовыбросовое оборудование на шельфе. Реферат Противовыбросовое оборудование на морских скважнах. Противовыбросовое оборудование на морских скважинах
 Скачать 288.5 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ТИУ) Кафедра: Бурение нефтяных и газовых скважин РЕФЕРАТ На тему «Противовыбросовое оборудование на морских скважинах»
Тюмень 2022 ПОДВОДНОЕ ПРОТИВОВЫБРОСОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ — блок устройств для герметизации подводного устья скважины. Входит в состав бурового подводного устьевого оборудования. Используется для предотвращения открытого фонтанирования нефти и газа при бурении скважины с плавучей буровой платформы. Подводное противовыбросовое оборудование включает блок превенторов и направляющую секцию (рис 1.).  Рисунок 1. Подводное противовыбросовое оборудование Основные составные части блока превенторов: рама, гидравлический соединитель "превентор-устье", плашечные и универсальные сферические превенторы, гидроуправляемые задвижки, элементы трубопроводов линий глушения и дросселирования противовыбросового манифольда, подводные блоки гидро- или электрогидрооборудования и акустические аппаратуры системы управления. Превентор рассчитан на перерезание бурильных (в т.ч. утяжелённых) труб, их замков и обсадных труб (диаметром до 340 мм). Для превенторов подводного противовыбросового оборудования разработаны специальные универсальные плашки, которые уплотняют спускаемые трубы любого диаметра. При бурении скважин с буровых платформ, имеющих динамическое позиционирование, в подводном противовыбросовом оборудовании встраивают вертлюг, обеспечивающий поворот платформы относительно устья скважины. Направляющая секция, соединённая с водоотделяющей колонной (морским стояком), состоит из рамы, соединителя, универсального сферического превентора, соединительных линий манифольда, углового компенсатора. Дистанционное управление превенторами, задвижками и соединителями осуществляется дублированными гидравлическими или электрогидравлическими и аварийными акустическими системами. Для подводного противовыбросового оборудования, используемого при бурении глубоких разведочных и эксплуатационных скважин, максимальное рабочее давление 105 МПа, диаметр проходных отверстий 346-540 мм. Для бурения нижних горизонтов скважины при прогнозировании больших значений пластовых давлений используют второй блок подводного противовыбросового оборудования с уменьшенным диаметром и увеличенным рабочим давлением. Подводное противовыбросовое оборудование опускают на морском стояке, состыковывают с колонной головкой-соединителем "превентор-устье" и вводят в действие при опасном уровне признаков нефтегазопроявлений. Скважину герметизируют универсальными превенторами и трубными плашками и затем глушат. Конструкция превенторов и их компоновка позволяют поднимать бурильную колонну при герметизированной скважине. При опасности возникновения сильного шторма и качки платформы выше допустимого предела производится отсоединение от устья скважины и, при необходимости, уход с точки бурения. Бурильную колонну извлекают, скважину герметизируют глухим (срезным) плашечным и универсальным превенторами, отсоединяют направляющую секцию от блока превенторов и вместе с морским стояком поднимают. Блок превенторов закрывают защитным колпаком. При неожиданном усилении шторма или в других аварийных случаях отсоединяют платформу от устья скважины; бурильную или обсадную колонну, если они проходят через блок превенторов, обрезают срезным плашечным превентором и герметизируют скважину. Бурильная колонна остаётся в скважине, удерживаемая трубными плашками превенторов. Водоотделительная колонна (райзер) соединяет буровую платформу с подводным блоком противовыбросового оборудования, который, в свою очередь, соединяется с колонной головкой скважины на дне моря. Бурильная колонна размещается внутри райзера и по зазору между ними буровой раствор поднимается на поверхность (рис. 2). Райзер (водоотделительная колонна) собирается из секций диаметром до 609,6 мм и длиной до 15-20 м. На концах труб предусмотрены соединительные элементы (ниппель-муфта). Рабочие давления относительно низкие и не превышают 10 МПа. Линии системы глушения и дросселирования крепятся к корпусу райзера. Шаровой шарнир состоит из цилиндрического корпуса, эластичного элемента, защитной втулки, статического уплотнения, защитного уретанового кольца и штифта против вращения. Эластичный элемент состоит из сферических стальных пластин и эластичной набивки, которые отлиты с корпусом и зажимным фланцем. Он выдерживает большие сжимающие нагрузки и срезающие усилия. Эластичный элемент, разжимаясь, центрирует универсальный шаровой шарнир. Телескопический компенсатор устанавливается в верхней части колонны непосредственно под ротором. Скользящее телескопическое соединение позволяет компенсировать вертикальные перемещения ППБУ. Состоит из двух труб, размещённых одна в другой. Наружная труба воспринимает максимальное напряжение. Гидравлические линии нагнетания и отвода имеют гибкие соединения с компенсатором. Герметичность между двух труб компенсатора обеспечивается двумя эластичными уплотнениями: верхнее (на пневматическое давление) и нижнее (на гидравлическое давление - в качестве запасного). Нижнее уплотнение должно обеспечить герметичность на случай закрытия привентора. Натяжное устройство предназначено для поддержания растягивающего усилия, прикладываемого к райзеру, и содержит гидравлический цилиндр длиной от 1,5 до 3,7 м с поршнем, под который принудительно подаётся масло, и он поднимает шток, приводя в действие полиспастную систему. Эта система из четырёх ветвей. Удлиняет ход стального троса в 4 раза. Свободный конец стального троса закрепляется на первой наружной трубе и при ходе поршня натягивает райзер.  Рисунок 2. Водоотделительная колонна (Райзер) В качестве амортизатора используется рессивер большого объёма. Пневматическое давление над поршнем компенсатора позволяет контролировать натяжение стального троса. Натяжение определяется в зависимости от типа используемого райзера, наличия поплавков и плотности бурового раствора. Райзерные поплавки используются для снижения веса райзера в воде. Они позволяют снизить величину усилия в системе натяжения. Линии глушения и дросселировния. Линии глушения и дросселирования соединяются со сборкой ПBO со штуцерным мани-фольдом на поверхности и имеют длину, равную глубине воды. Они соединены напрямую с корпусом ПBO без использования фланцев, устанавливаемых друг против друга в противоположной стороне и соединённых с водоотделительной колонной (райзером). Линии глушения и дросселирования (взаимозаменяемые по функциям) крепятся жестко по длине райзера и составляют две фиксированные системы в структуре райзера. Соединение манифольда с верхней частью райзера и между нижней частью райзера осуществляется с помощью гибких шлангов. Обычно линии глушения и дросселирования имеют диаметр не меньше 75 мм. Верхний и нижний концы райзера соединяются с помощью гибких соединений, что позволяет компенсировать перемещения платформы относительно сборки ПВО. Особенности превенторов, используемых в подводных блоках ПВО. Кольцевой (универсальный) превентор. Время закрытия кольцевого превентора, установленного на подводном блоке, не должно превышать 60 секунд. Для кольцевых превенторов, устанавливаемых на дне, гидростатическое давление в райзере (водоотделительной колонне) передаётся на герметизирующее устройство, что затрудняет открытие превентора. Для компенсации этого давления приходится увеличивать давление закрытия или использовать кольцевые превенторы с герметичной камерой в основании поршня (уравновешивающей камеры), полностью независимой от камер открытия и закрытия. Эта уравновешивающая камера может быть связана или линией открытия, или линией закрытия с аккумулятором, заряженным азотом, или без него (зарядка азотом учитывает глубину моря и плотность бурового раствора). Общий принцип состоит в том, чтобы гидравлическое давление в уравновешивающей камере добавилось к гидравлическому давлению закрытия для исключения противодавления, вызванного столбом бурового раствора в райзере. Плашечный превентор. Давление в скважине действует на плашки, чтобы сохранить герметичность в случае потери давления в гидросистеме. Эффективность уплотнения улучшается с увеличением давления в скважине. Механизмы блокировки запирают плашку и удерживают плашки в закрытом состоянии даже тогда, когда давление в гидросистеме снимается. Линии дросселирования и глушения высокого давления идут от подводной сборки к дроссельному манифольду на рабочей площадке. Для отсечения этих линий, когда они не требуются, каждая оснащается двумя задвижками. Они могут быть открыты с помощью гидравлической системы, пружина автоматически закрывает заслонку. Применяют задвижки, рассчитанные на те же давления, что сборки ПВО и линии глушения и дросселирования. Давление в линии, действующее на каждый конец штока, помогает закрытию задвижки. Отверстие в корпусе привода позволяет гидростатическому давлению морской воды уравновесить гидростатическое давление рабочей жидкости. Вспомогательная втулка передаёт давление морской воды на камеру с рабочей жидкостью со стороны пружины рабочего поршня. Без такой особенности конструкции гидросистемы давление рабочей жидкости, действующее сверху на поршень, привело бы к самопроизвольному открытию задвижки, особенно при большой глубине моря. Запирание жидкости между двумя задвижками в каждой линии исключается благодаря впуску рабочей жидкости из рабочей камеры привода при открытии задвижки через отверстие в сторону, противоположную соседней задвижке. На большинстве ППБУ часть гидроаккумуляторов перенесена на подводный блок с целью сокращения времени срабатывания исполнительных механизмов. Управление привентором должно обеспечить открытие линии сброса и закрытие задвижки на циркуляционной системе (с бурильной колонной в скважине или без) за 30 секунд при диаметре 20" и ниже; за 45 секунд при диаметре выше 20". Список литературыПротивовыбросовое оборудование: Справочное пособие, В. Г. Колчерин, И. В. Колесников, В. Г. Кирилюк и др., Волгоград, «Панорама»,2009. Справочное пособие по противовыбросовому оборудованию, Г. М. Гульянц. М., Недра, 1983. Каталог оборудования компании TRANSOCEAN. https://spb-sovtrans.ru/zakanchivanie-skvazhin/423-protivovybrosovoe-oborudovanie-na-morskih-skvazhinah-s-podvodnym-oborudovaniem-ustya.html http://www.mining-enc.ru/p/podvodnoe-protivovybrosovoe-oborudovanie |