Глава 1 БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ

 

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

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..      1      2      3      ..

 

 

 

 

Глава 1 БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ

 

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Бурение скважин представляет собой совокупность взаимосвязанных последовательных процессов — спуск долота в скважину на бурильных трубах, разрушение долотом горной породы на забое при одновременном подъеме ее на поверхность буровым раствором, закачиваемым через бурильные трубы в скважину, подъем долота после его сработки для замены новым. После спуска в скважину бурильной колонны с новым долотом процесс буровых работ продолжается в той же последовательности, пока не будет достигнута проектная глубина скважины. В процессе бурения по мере необходимости для укрепления стенок скважины спускают обсадные трубы (колонны), а перед сдачей скважины в эксплуатацию спускают эксплуатационную колонну.

Все операции в процессе бурения осуществляются с помощью буровых установок. Последние используют также для ловильных работ и ликвидации осложнений в скважинах, исследований скважин в процессе бурения, а в ряде случаев для испытаний (опробований) скважин перед сдачей их в эксплуатацию.

 

Состав комплекта установки, габаритные размеры, масса, способ транспортировки и монтажа зависят от назначения и проектной глубины скважины, способа разрушения породы на забое, типов приводов и ряда других факторов, в том числе климатических и дорожных.

На рис. 1.1 показан общий вид буровой установки, выпускаемой заводом «Баррикады», смонтированной на металлических основаниях. Эта компоновка не является единственно возможной. В настоящее время выпускаются установки с другими техническими решениями. Значительно (до 7 м) увеличивается высота основания вышечного блока, лебедка опускается на более низкую отметку (на уровне силового блока), двухцилиндровые поршневые насосы двустороннего действия будут заменены в ряде случаев быстроходными трехцилиндровыми одностороннего действия с подпорными центробежными насосами, установки для бурения скважин глубиной более 3000 м в большинстве случаев будут оснащаться механизмами АСП, облегчающими труд рабочих при спускоподъемных операциях. Все это изменяет компоновку оборудования и его отметки по высоте.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.1. Общий вид буровой установки с электроприводом:
1 — пол буровой; 2 — подъемный поворотный кран; 3 — А-образная вышка; 4 — шланг; 5 — вертлюг; 6 — крюкоблок; 7 — балкон;
8 — талевый канат; 9 — оттяжки; 10 — кронблок; 11— ротор; 12 — лебедка; 13 — подкос; — КПП; 15 — силовой электропривод; 16 — компрессорная установка; 17 —напорная линия для раствора; 18 — станция управления; 19 — двигатели насосов; 20 — буровые насосы; 21 — емкости для бурового раствора: 22 —основание под вышку; 23 — вибросито; 24 — приемные мостки и стеллажи для труб

 

 



В состав любой современной буровой установки входит следующее оборудование.

Сооружения и металлические конструкции буровых установок, являющиеся как бы каркасом всей установки:

буровая вышка 3, устанавливаемая над устьем скважины и предназначенная для выполнения спускоподъемных операций (СПО) и удержания бурильной колонны при бурении или обсадных труб при креплении скважины;

основание под вышку 22 (вышечный или вышечно-лебедочный блок), предназначенное для установки и закрепления на нем вышки, основной и вспомогательной лебедок, ротора, бурового ключа АКБ-ЗМ, механизма крепления неподвижного конца талевого каната и подсвечников для установки бурильных труб (свечей) при спускоподъемных операциях; на это основание укладывается деревянный или металлический (из рифленого железа) пол 1;

основание силового привода и в отдельных случаях основной лебедки;

основание буровых насосов и их привода; приемные мостки и стеллажи для укладки бурильных и обсадных труб 24; наклонные приемные мостки предназначены для затаскивания по их поверхности в буровую оборудования, инструмента, а также труб.

Укрытия различных конструкций и размеров предназначены для защиты рабочих и оборудования от атмосферных осадков, солнечных лучей, непогоды и холода (на рисунке не показаны).

Буровая лебедка 12 является одним из основных агрегатов в комплекте буровой установки. Она предназначена для спускоподъемных операций, удержания бурильных труб, спущенных в скважину в процессе бурения, и производства других операций.

Талевая система состоит из кронблока 10, установленного на верхней площадке вышки, крюкоблока 6, подвешенного с помощью стального каната 8, и приспособления для крепления неподвижного конца талевого каната. В ряде конструкций талевый блок и крюк представляют собой отдельные механизмы.

Система представляет собой полиспаст, кронблок которого является неподвижной частью, талевый блок и крюк составляют, ее подвижную часть, а канат является гибкой связью между ними. Один конец каната — ходовой — закрепляется на барабане буровой лебедки. Другой конец — неподвижный — закрепляется при помощи приспособления, установленного на полу или под полом основания вышки. Применение талевой системы в буровых установках позволяет снизить усилие на ведущем конце каната, в результате чего значительно уменьшается его диаметр. Поэтому можно поднимать тяжелые бурильные и обсадные колонны массой до нескольких сот тонн.
 

 Вертлюг 5 имеет двойное назначение:

удерживать колонну бурильных труб, спущенных в скважину, в подвешенном состоянии, и давать возможность ей свободно вращаться вокруг своей оси в процессе бурения роторным способом;

обеспечивать подачу бурового раствора под давлением в бурильные трубы как при спокойном их положении, так и при вращении.

Ротор 11 устанавливается над устьем скважины; он предназначен вращать при роторном бурении с помощью ведущей (квадратной) трубы бурильную колонну с долотом. Стол ротора приводится во вращение при помощи цепной или карданной передачи. В отдельных случаях вращение его осуществляется с помощью индивидуального привода (ПИР).

При турбинном способе бурения, а также при бурении электробуром ротор препятствует вращению бурильных труб против часовой стрелки от действия реактивных моментов, возникающих на забое скважины при вращении долота.

При спускоподъемных операциях ротор обеспечивает удержание всей спущенной в скважину колонны бурильных или обсадных труб как в процессе их развинчивания и свинчивания, так и в процессе спуска и подъема.

Буровые насосы 20 являются одним из главных видов оборудования, входящего в состав любой буровой установки. От правильно подобранных насосов, от их надежности и долговечности во многом зависит успех вращательного бурения. Они предназначены для закачки бурового раствора в скважину. Давление, при котором работают насосы, зависит от глубины скважины, количества закачиваемого раствора, его вязкости и плотности, диаметра скважины и бурильных труб, диаметра отверстий в долоте. В течение ряда лет с целью увеличения производительности вращательного бурения наблюдается систематическое повышение давления буровых насосов. При бурении скважин глубиной до 4000 м роторным способом прогнозируется увеличить давление до 35 МПа. С внедрением гидромониторных долот при бурении ожидается повышение давлений до 50 МПа и более.

Буровой раствор из приемной емкости самотеком или с помощью подпорного насоса попадает в буровые насосы, которые через специальные манифольды нагнетают его через стояк, буровой шланг 4 в горловину вертлюга 5 и далее в ведущую трубу, бурильные трубы, и через отверстия в долоте раствор выходит в зону разрушения породы — на забой. От забоя поток раствора, насыщенный выбуренной породой, по кольцевому пространству между стенками скважины и бурильными трубами поднимается к устью, затем попадает в желоба и механизмы 23, предназначенные для очистки от выбуренной породы, восстановления его качества, затем снова направляется в приемную емкость 21. Таким образом, с помощью насосов создается замкнутая циркуляция бурового раствора при бурении скважин. Обычно устанавливают два насоса. Однако когда это требуется, число насосов увеличивают до трех-четырех.

Силовые приводы 15 существуют двух типов — дизельный и электрический .

На предприятиях Мингазпрома работает несколько установок с газотурбинным приводом.


Наиболее приемлемым и экономичным является электрический привод с двигателями трехфазного переменного тока. Однако из-за экономической нецелесообразности подвода электрической энергии к разведочным буровым, расположенным на большом расстоянии от источников электрической энергии (иногда многие десятки километров), используют автономный дизельный привод. Суммарная мощность современных буровых приводов достигает 3000 кВт. Приводы делятся на групповые, когда от общего привода обслуживаются лебедка, ротор и насосная установка, и индивидуальные, когда каждый из этих видов оборудования имеет собственный привод.

Коробки перемены передач (КПП) 14 в настоящее время применяются в приводе лебедок, ротора, насосов цементировочных агрегатов. При использовании КПП можно ступенчато изменять частоту вращения ведомого вала и, как следствие этого, рационально использовать мощность силового привода.

Редукторы, понижающие частоту вращения исполнительных механизмов, широко применяются в буровой технике. Их устанавливают в силовом приводе между дизелями и трансмиссиями, в приводе лебедки У2-5-5, в приводе ротора (установка БУ-125ДГУ) и в другом оборудовании.

Оборудование для приготовления и очистки бурового раствора предназначено для создания циркуляции бурового раствора на поверхности, а самое главное — для приготовления раствора необходимых качеств, очистки его от выбуренной породы и дегазации, а также утяжеления. Таким образом, это оборудование можно разделить на две группы: 1) для приготовления бурового раствора и 2) для очистки раствора.

Высокое качество бурового раствора и соответствие его параметров условиям бурения имеют большое значение. При наличии в растворе значительного количества твердой фазы срок службы клапанно-поршневой группы насосов, особенно при высоких давлениях, сильно снижается, что вызывает большие простои. В связи с предстоящим внедрением новых быстроходных трехцилиндровых насосов очистка растворов приобретает еще большее значение.

В комплект буровых установок входят также ключ АКБ-ЗМ, компрессоры, передвижные электростанции, грузовые краны и другие механизмы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..      1      2      3      ..