§ 1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В СССР

 

  Главная      Учебники - Разные     Буровые машины и механизмы (Лесецкий В.А.) - 1980 год

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..      1       2         ..

 

 

 

 

 

 

 

В. А. Лесецкий, А. Л. Ильский

БУРОВЫЕ МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
Издание второе, переработанное и дополненное
Допущено Управлением кадров и учебных заведений Министерства нефтяной промышленности в качестве учебника для нефтяных техникумов
МОСКВА «НЕДРА» 1980

 

 

 

 

УДК (622.24.05 + 622.242)(071.2)

Лесецкий В. А., Ильский A. J1. Буровые машины и механизмы: Учебник для техникумов.—2-е изд., перераб. и доп.— М.: Недра, 1980. 391 с.

Во втором издании учебника (1-е изд.— 1968) описаны новое современное буровое оборудование и механизмы: буровые установки, вышки, талевая система, лебедки, вертлюги, роторы, насосы, силовые приводы, противовыбросовое оборудование, турбобуры, электробуры, оборудование для приготовления и очистки растворов, для цементирования скважин. Рассмотрены их схемы, устройство, принцип работы, монтаж и эксплуатация. Приведены необходимые расчеты.

Учебник предназначен для учащихся нефтяных техникумов, а также может быть полезен для механиков и техников буровых предприятий.

Табл. 41, ил. 189.
Рецензенты:

Дрогобычский нефтяной техникум; Н. Н Самохвалов — начальник Управления главного механика Мингазпрома.

 

 

ВВЕДЕНИЕ

§ 1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В СССР

Бурение нефтяных скважин в царской России производилось ударным способом — канатным в Грозненском и Кубанском районах и штанговым в Бакинском и других районах.

Буровая установка для ударного бурения обычно изготовлялась из дерева на месте ее монтажа (вышка, балансир, стойка балансира, канатная и талевая приводные системы). Металлическими были только талевая система, тартальный барабан, предназначенный для подъема выбуренной породы из скважины, и двигатели — паровая машина или двигатель внутреннего сгорания. Установленная мощность двигателей находилась в пределах 55—110 кВт. Скорость бурения была незначительной, глубина скважин не превышала 1000—1100 м.

Несмотря на несовершенные технику и технологию бурения скважин, уже в 1900 г. в России было добыто 10,4 млн. т нефти, что составляло более половины всей нефти, добываемой в мире. Декретом от 20 июня 1918 г. нефтяная промышленность была национализирована, и 1918 год можно считать годом второго рождения нефтяной промышленности. Но в 1918 и 1919 гг. добыча нефти снизилась и в 1921 г. составила всего 3,41 млн. т, а затем стала увеличиваться.

В 1940 г. в Советском Союзе было добыто 31,1 млн. т нефти, или в 10 раз больше, чем в 1921 г. За годы второй мировой войны добыча нефти в стране значительно сократилась и в 1945 г. составила только 19,4 млн. т.

Наиболее бурно нефтяная и газовая промышленность начала развиваться после окончания Великой Отечественной войны. В 1960 г. СССР занимал второе место в мире по добыче нефти, а в 1974 г.— первое место по добыче нефти и второе место по добыче газа.

Эти большие успехи достигнуты благодаря усилиям машиностроителей, создавших и обеспечивших нефтяную и газовую промышленность современной буровой техникой для бурения скважин практически на любую глубину.

 

§ 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ ОТЕЧЕСТВЕННОГО БУРОВОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

Отечественное буровое машиностроение зародилось в России еще до национализации нефтяной промышленности. Однако в дореволюционный период это были небольшие мастерские по изготовлению бурильного инструмента и частные заводы, изготовлявшие тартальные барабаны, примитивную талевую систему, паровые машины. Двигатели внутреннего сгорания покупали за рубежом.

В 1920—1924 гг. с целью выпуска отечественного оборудования для нового в то время вращательного бурения расширяются и переоборудуются старые заводы в Бакинском и Грозненском районах и используются заводы машиностроительных отраслей.

Для проектирования оборудования для нефтяной промышленности в эти же годы в Баку создается Институт нефтяного оборудования (ИНО). Позже в Москве был создан Нефтемаш-проект.

 

 Первое советское буровое оборудование, созданное ИНО, изготовляли бакинские и грозненские заводы К числу этого оборудования относились: лебедки ЛM2-2, Л1-4, Л1-4М, Л4-760, буровые насосы ИНО, НГ8-16, роторы открытого типа, Р700-Ш1, Р700-Ш2, редукторы РД-1, РД-2, гидродинамический тормоз ГТ1-915, талевая система на нагрузки 0,75 и 1,3 МН, вертлюги на нагрузки 0,75; 1,3 и 1,5 МН, индивидуальные роторные приводы (ПИР), превенторы на давление 7,5 МПа, глиномешалки, вибросита, вышки высотой 41 м, цементировочные агрегаты ЦА-80 и другое оборудование, обеспечивающее бурение скважин до глубины 3000 м.

В 1935—1940 гг усиливаются работы по созданию новых видов бурового оборудования и инструмента Создаются и выпускаются шарошечные долота, турбобуры, первые установки с дизельным приводом для бурения скважин на глубины 400, 800, 1200 м Но начавшаяся в 1941 г война помешала дальнейшему развитию бурового машиностроения.

 

 

§ 3. СОЗДАНИЕ БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ПОСЛЕВОЕННЫЕ ГОДЫ

В 1944 г, когда война приближалась к победному завершению, на заводах, выполнявших военные заказы, была начата подготовка к переходу на выпуск оборудования для мирного времени. Заказы на изготовление нефтяной техники были размещены более чем на 50 заводах других отраслей промышленности.

Производство комплексных буровых установок в 1944 г. было поручено одному из лучших заводов страны — Уралмаш-заводу. Позже, в 1957 г., к выпуску буровых установок на меньшие нагрузки был привлечен завод «Баррикады». Впоследствии он стал заводом бурового оборудования.

 

Первый комплект бурового оборудования Уралмашзавод выпустил в конце 1944 г., а серийное производство было начато в 1946 г. Уже в 1947 г. на заводе были созданы производственные мощности для ежегодного выпуска до 300 комплектов бурового оборудования.

В 1951 —1954 гг. был организован серийный выпуск установок Уралмаш 5Д, 6Э, ЗД, и 4Э для бурения скважин на глубины 3000 и 5000 м как с дизельным, так и с электрическим приводом. На всех этих установках впервые в СССР было применено дистанционное управление. Эти установки сыграли большую роль в деле развития нашей нефтяной и газовой промышленности. Уралмаш ЗД и 4Э в течение почти 30 лет составляли основной парк буровых установок Советского Союза. Значительное число этих установок отправлено за пределы нашей Родины.

В состав комплекта установки, поставляемого Уралмашза-водом, входят: лебедка, талевая система, ротор, вертлюг, насосы, привод (для ЗД — дизельный, для 4Э — электрический), пневмоуправление, пульты управления, дизель-генераторные станции, компрессоры, детали общей сборки. Для укомплектования установок вышками, основаниями, укрытиями, оборудованием для приготовления и очистки раствора привлечены другие заводы и главным образом заводы Министерства химического и нефтяного машиностроения.

С 1964 г. Уралмашзавод начал выпускать комплексные установки для бурения скважин глубиной 3000 и 4000 м — Урал-маш 125БД и Уралмаш 125БЭ в комплекте с вышками, основаниями, укрытиями и механизмами АСП-3, предназначенными для механизации спускоподъемных операций.

В 1966 г. были начаты работы по созданию и освоению производства новых буровых установок БУ-4000, БУ-5000 и БУ-6500. Однако первые две из них не выдержали промышленных испытаний и не были приняты к серийному производству. Установки БУ-6500 были приняты к серийному производству с некоторой переработкой отдельных узлов.

В 1968 г. завод выпустил две установки БУ-8000 с дизель-электрическим (300ДЭ) и электрическим приводами (300Э) для бурения скважин на глубину 8000 м. Эти установки успешно прошли промышленные испытания и приняты к серийному производству.

В 1974 г. завод изготовил первый образец уникальной установки для бурения скважин на глубину 15 000 м (БУ-15 000). Вторая такая установка была выпущена заводом в 1976 г. Обе в настоящее время находятся в эксплуатации. С помощью одной из них в 1979 г. была достигнута самая большая в мире глубина скважины (более 10 тыс. м).

В послевоенный период в СССР широкое распространение получил крупноблочный монтаж бурового оборудования. Этот метод состоит в том, что буровая установка расчленяется на два-три самостоятельных блока. Обычно один блок называется вышечным (вышечно-лебедочный), второй — силовым и третий — насосным. Каждый из них на специальных тяжеловозах перевозят в собранном виде при помощи 6—12 тракторов на новую точку бурения, отдаленную в некоторых случаях на десятки километров от первой. Такой способ при благоприятных условиях местности позволяет резко сокращать время на строительно-монтажные работы, однако он не везде применим.

За последние годы созданы конструкции буровых установок разной грузоподъемности, позволяющие перевозить их и монтировать любым из существующих способов (крупными блоками, мелкими блоками и отдельными агрегатами). В 1974— 1976 гг. Уралмашзавод выпустил опытную партию таких установок с параметрами по ГОСТ 16293—70 БУ-4000ДГУ, БУ-4000ЭУ, БУ-5000ДГУ и БУ-5000ЭУ, которые прошли промышленные испытания и рекомендованы к серийному производству.

В 1977 г. выпущена опытная партия буровых установок БУ-6500 как с дизельным, так и с электрическим приводом. Эти установки предназначены для бурения скважин до 6500 м и в настоящее время работают на площадях объединения Гроз-нефть. С 1977 г. завод работает над созданием буровых установок БУ-3000 для кустового бурения, для заболоченных районов Западной Сибири и для бурения в море.

 

С 1958—1960 гг. Всесоюзное Производственное объединение (ВПО) «Баррикады» начало выпускать комплексные буровые установки для бурения скважин на глубину до 2000 м (БУ-75БрД и БУ-75БрЭ), а с 1967 г. — на глубину до 2500 м (БУ-80БрД и БУ-80БрЭ1). С 1976 г. завод приступил к разработке установок БУ-2500 универсальной монтажеспособности, а также установок для кустового бурения. Этот завод проводит большие работы по созданию превенторных установок, в том числе для монтажа их на различных глубинах моря.

Оборудование, выпускаемое ВПО «Баррикады», играет важную роль в развитии нефтяной и газовой промышленности в стране, так как буровые установки этого объединения работают в наиболее перспективных районах, дающих основной прирост добычи нефти.

В настоящее время более половины объема бурения выполняется установками ВПО «Баррикады», а в конце десятой пятилетки с помощью этих установок будет буриться 62—65% скважин.

Оборудование для бурения изготовляют также другие заводы: бакинские (роторы, вертлюги, талевые системы, вышки, буровые основания, циркуляционные системы и др.), «Красный Молот» в Грозном (буровые насосы, цементировочные агрегаты, колонные головки и др.), Хадыженский (циркуляционные системы), Пермский горно-шахтного оборудования (тяжеловозы, гусеничные тележки), Ижевский механический (ключи для труб АКБ-ЗМ).

Изменение параметров установок, происшедшие за последние 33 года, показано в таблице.

 

Таблица 

 

 

 

 

Годы

 

Максимальные параметры

1945

 

1978

Увеличение,

раз

Нагрузка на крюк, МН

1,3

4,0

3

Глубина бурения, м

3000

15 000

5

Мощность привода, кВт

450

4000

9

Мощность насоса, кВт Давление насоса, МПа

220

1100

5

10

40

4

Число типов одновременно выпускае­мых комплексных установок

2

14

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..      1       2         ..

 

 

///////////////////////////////////////