Семейство буровых установок VDD 270-450E. Краткое описание

Обеспечение высокой эксплуатационной эффективности

буровых установок семейства VDD

Широкая унификация узлов и агрегатов

Мобильность

Оригинальная система зубчато-реечной передачи

Самоустанавливающаяся мачта

Полностью автоматизированная система трубного манипулятора

Автоматизация управления технологическими процессами

Автобурильщик

Система предупреждения столкновений

Хранение данных и пр.

Сокращение эксплуатирующего и обслуживающего персонала

Высокая безопасность при производстве работ

Сокращение времени бурения

10. Предиктивная диагностика состояния узлов и агрегатов

11. Модульность конструкции

12. Возможность модернизации установки в течение всего срока эксплуатации

13. Локализация производства в России, обеспечение технологической

безопасности

14. Мобильный тренажер для обучения и тренингов персонала

15. Внедрение системы сопровождения жизненного цикла изделия

Анализ потерь производительного рабочего времени

В основу создания семейства буровых установок VDD был положен принцип достижения

максимальной эффективности при строительстве скважины͘ Для этого была проведена работа по

изучению и систематизации причин потерь производительного рабочего времени на 120 буровых

установках за 3 года эксплуатации͘

№

Тип НПВ

Суммарное

Доля, %

Парето

Распределение НПВ

время, ч

70000

120,00%

Простой

58357,62

32,50%

60000

100,00%

Авария

31521,80

17,56%

50,06%

50000

80,00%

Ремонт

27688,50

15,42%

65,48%

40000

60,00%

Брак

25230,63

14,05%

79,53%

30000

40,00%

Осложнение

14977,27

8,34%

87,88%

20000

20,00%

10000

Осложнение по

0,00%

геологическим

условиям

14814,55

8,25%

96,13%

Простой по

метеоусловиям

6954,65

3,87%

100,00%

Всего НПВ

179545,02

100,00%

Унификация основных узлов серии VDD 270-450

Использование стандартизированных и унифицированных компонентов и узлов для

буровых установок 270т / 320т / 450т

Примеры стандартизированных и унифицированных компонентов и узлов:

¾ Мачта и система установки мачты

¾ Подъёмная каретка с зубчатой рейкой и шестерней

¾ Система трубного манипулятора

¾ Кабина бурильщика

¾ Автоматический буровой ключ

¾ Модуль буровых насосов (в зависимости от технических требований)

¾ Модуль системы очистки

¾ Модуль емкостей

¾ Система выравнивания и перемещения

Примеры оригинальных компонентов и узлов:

¾ ВСП (частично)

¾ Трубный подсвечник

¾ Роторный стол

Компоновка ВТБУ серии VDD E

Реечно-шестерёнчатая мачта

ВСП и

подъемная

каретка

Трубный подсвечник

Аварийная ДГУ

Блок топлива и

Трубный манипулятор

Подъёмник

котельной

горизонтально-

Дегазатор

для труб

Теплогенератор

вертикальный

бурового

Насосный блок

раствора

Блок компрессора

и водяной емкости

Трубный цех

Маслостанция механизма

перемещения и выравнивания

Теплогенератор

Блок очистки БР

Блок хранения БР

Электрооборудование

Основные параметры

Характеристика

Значение

Грузоподъемность

450т / 320т / 270т

Скорость спускоподъёмных операций

до 800 м/ч

Ёмкость подсвечника

8000 м

Суммарный объем бурового раствора, в том числе:

895 м³

Доливная емкость

15 м³

Емкость очистки

80 м³

Емкости бурового раствора

360 м³

Емкость приготовления

40 м³

Блок дополнительных емкостей бурового раствора

400 м³

Водяная емкость

80 м³

Тип системы очистки

Четырехступенчатая

Состав системы очистки

Вибросито 4 шт.

Ситогидроциклонная установка 1 шт.

Центрифуга 2 шт.

Опционально: вакуумные вибросита Cubility 3 шт.

Мощность буровых насосов

4 х 1176 кВт

Максимальное рабочее давление буровых насосов

51,7 МПа

Вышечный блок

Реечно-шестерёнчатая

мачта

ВСП и подъемная

каретка

Трубный

манипулятор

Трубный подсвечник

горизонтально-

Дегазатор бурового

вертикальный

раствора

Манифольд

Кабина бурильщика

дросселирования и

глушения

Подъёмник

для труб

Силовые станции

ГСУ

(ЧРП)

Теплогенератор

Пульт управления

превенторами

Система перемещения

Ключевые преимущества системы подъемника с

зубчатой рейкой и шестерней

Очень прочная конструкция (в соответствии с API 8C) - расчётный коэффициент запаса

прочности 2,7

Очень низкий износ контактных поверхностей на рейках и шестернях

Безаварийные подъемные работы на существующих установках с зубчатой рейкой и

шестерней, эксплуатируются более 15 лет

Более высокий КПД вследствие отсутствия потерь мощности в шкиве кронблока и талевом

блоке

¾ КПД системы с зубчатой рейкой и шестерней - 0,92

¾ КПД страндартной системы с лебедкой

- 0,73

100% контроль проведения спуско-подъемных операций

Очень точная и надежная система предупреждения соударений

Система перемещения с зубчатой рейкой позволяет повысить точность и надежность работы

систем автоматизации

Отсутствие необходимости работ по перетяжке талевого каната - повышение уровня

безопасности и сокращение времени на обслуживание

Отсутствие лебедки, как дополнительного объекта, снижающего надежность

Высокая безопасность благодаря распределению нагрузки на несколько несущих

шестерней в сравнении с только одним несущим нагрузку канатом при использовании лебедки

Горизонтально-вертикальный трубный манипулятор

Грузоподъемность: 4000 кг

Размеры труб: от 2 1/2“ до 20“, сортамент III

(14,6 м)

Вспомогательный наклонный стеллаж для труб

включая лебёдку в качестве резервного

оборудования

Трубный манипулятор г/в

˘ Перемещение труб от

устройства подъема труб

в вертикальное

положение у центра

скважины

Устройство подъема труб

˘ Подъем труб на уровень

рабочей площадки

Устройство подачи труб

˘ Выравнивание и

разделение труб

Управление и эксплуатация

противовыбросового превентора

Роторные балки с

подъемниками превентора

Подроторная воронка

и выкидная линия

Площадка

Превентор

Двухнаправлен-

ная троллейная

система для

монтажа

буровой

установки и для

управления и

эксплуатации

противовыбро-

сового

превентора

Кабина бурильщика

Автоматизированное кресло

управления бурильщика

Полная интеграция каждой

системы (системы бурового

раствора, блоков питания и т. д.) в

человеко-машинном интерфейсе

Эргономичные элементы

управления

Хороший обзор центра скважины

благодаря регулируемым панелям

управления

Удаленная система диагностики

Система хранения данных

параметров бурения и рабочих

параметров

Электрооборудование

Электрооборудование располагается в комфортных

электропомещениях, выполненных в виде цельнометаллических

утепленных контейнеров с независимыми системами вентиляции,

обогрева, рабочего и аварийного освещения, пожарной

сигнализации. Контейнеры изготавливаются в исполнении УХЛ1,

для работы на крайнем севере.

В одном из контейнеров предусматривается комфортное

помещение, рабочее место инженера , место для хранения

запасных частей, документации и средств индивидуальной

защиты.

Подключение силовых и контрольных цепей выполняется через

быстроразъемные соединения (за исключением средневольтных

кабельных линий 6кВ и кабельных линий с суммарным током

выше 1000А).

Электрооборудование

Силовая схема преобразователей частоты управления приводами буровых

насосов выполнена по 12-ти пульсной схеме выпрямления (для получения

меньших пульсаций выпрямленного напряжения, снижения высших

гармонических составляющих в кривой сетевого тока).

Преобразователи частоты управления приводами буровых насосов строятся

по технологии мультидрайв, состоящей из двух независимых

выпрямительных модулей, работающих на общую шину постоянного тока,

что обеспечивает резервирование схемы выпрямления.

Схема электроснабжения потребителей напряжением 0,4кВ выполнена от

двух независимых трансформаторов и линий электроснабжения, данным

образом обеспечивается резервирование потребителей эшелона №1 и №2

буровой установки.

Применены независимые устройства плавного пуска для насосных групп

(подпорные насосы, шламовые насосы, водяные насосы и т.п.)

В схемах управление маломощными потребителями (задвижки,

перемешиватели) применяются современные специализированные

бесконтактные пускатели, обеспечивающие плавность пуска и полноценную

защиту электродвигателей.

Складной кабельный желоб

Кабельный желоб предназначен для сооружения кабельных трасс на БУ.

Складной кабельный желоб удобен для транспортировки, так как занимает меньше

места в сложенном виде. Конструкция желоба обеспечивает повышенную

монтажеспособность оборудования, возможность прокладки большого количества

кабелей и простоту доступа к ним, в случае необходимости.

Кабельный желоб в разложенном виде,

Кабельный желоб в сложенном виде

с переходными площадками

Система отопления и вентиляции

На буровой установке реализована система

воздушного отопления совмещенная с

приточной вентиляцией͘

Применение воздушного отопления и

вентиляции позволяет снизить общие затраты

на разработку проекта, строительство и

обслуживание системы отопления и

вентиляции в среднем на 25-30% по сравнению

с системами на базе котельной͘

Агрегат АВЖМ-1400

Система отопления помещений эшелона №1 и

эшелона №2 буровой установки реализована

от теплогенератора АВЖМ-1400, а

пространство ВЛБ от теплогенератора АВЖМ-

800.

Теплогенераторные установки АВЖМ

предназначены для работы на сырой нефти͘

Система вентиляции помещений эшелона №1

и эшелона №2 выполнена в 2-х режимах

работы, а именно рабочая вентиляция

кратностью 12 об/час и аварийная система

Агрегат АВЖМ-800

вентиляции кратностью 20 об/час͘

Самоустанавливающаяся мачта

Расчетное время перемещения буровой

установки ок. 21 день (12 часовые дневные

и ночные смены)

Малое количество единиц спецтранспорта

(2 крана 100 тн и 2 крана по 25 тн)

Перемещение буровой установки

осуществляется буровой бригадой плюс

специалисты (механики, электрики и

слесари)

Максимальное количество работников в

среднем 16 человек (8 человек в смену)

Автоматизация управления технологическими

процессами системы очистки бурового раствора

Для уменьшения времени перенастройки

системы очистки, в составе буровой установки

предусмотрен центральный пост управления. С

этого поста производится групповое управление

всеми

основными

исполнительными

механизмами Блока циркуляционной системы

(центробежные и винтовые насосы, центрифуги,

вибросита, задвижки)

Пост управления представляет собой отдельное

взрывобезопасное помещение, оснащенное

компьютерными средствами управления,

мониторами

отображения

информации,

мониторами системы

видеонаблюдения,

системой связи с бурильщиком.

Основные функции системы автоматизации

насосно-емкостного блока

Независимая система управления насосно-емкостного блока, с функциями передачи дистанционного

управления общей системе автоматизации буровой установки.

Построение кольцевых сетей обмена данными между устройствами и общей системой автоматизации

буровой установки, для обеспечения надежности обмена.

Оптимальное расположение систем визуализации с интуитивно понятным интерфейсом мониторинга и

управления технологическим процессом.

Контроль и управление системой выполняется на специализированном программно-аппаратном

комплексе, обеспечивающим противоаварийную защиту и функции безопасности, уровень

безопасности SIL1͙SIL3 (в зависимости от функционального назначения).

Система синхронизации совместной работы буровых насосов, синхронизация рабочих циклов,

сглаживание давления в манифольде.

Автоматизация системы хранения и приготовления бурового раствора, автоматизация задвижек,

готовые циклограммы работы систем.

Постоянный контроль и анализ технологических параметров, интеграция системы контроля в общую

систему автоматизации буровой установки.

Постоянная диагностика ответственных механизмов и узлов.

Постоянный контроль загазованности рабочих зон насосного и емкостного блоков.

Установка пожарной сигнализации всех модулей и применение системы пожаротушения для модулей

приготовления, хранения и очистки бурового раствора, безопасность работы с растворами на

углеводородной основе.

Принципиальная схема системы автоматизации

насосно-емкостного блока

В АСУ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ

AUTOMATIC PROCESS CONTROL

SYSTEM (APCS)

LOCAL CONTROL STATION

ASC POWERHOUSE 2

CIRCULATION SYSTEM

MUDPUMP 4

Модуль НКУ

ПОСТ УПРАВЛЕНИЯ

MRP

ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМОЙ

БУРОВЫМ НАСОСОМ 4

SWITCH

ПАНЕЛЬ

СТАНЦИЯ

ОПЕРАТОРА

СТАНЦИЯ

ОПЕРАТОРА

ЕТ200

Safety PLC

PROFINET RING

PLC

SIMATIC

S7-15xxF

ASC POWERHOUSE 1 (DRIVE PART)

PROFINET RING

СТАНЦИЯ

ПАНЕЛЬ

ЕТ200

OPERATOR

ЕТ200

ПАНЕЛЬ

ЕТ200

ПАНЕЛЬ

ЕТ200

ПАНЕЛЬ

ОПЕРАТОРА

ET200

PANEL

ET200

ШКАФЫ СИЛОВОГО

OPERATOR

ПОСТ УПРАВЛЕНИЯ

STATION

ОБОРУДОВАНИЯ

PANEL

Модуль КТУ

БУРОВЫМ НАСОСОМ 1

БУРОВЫМ НАСОСОМ 2

БУРОВЫМ НАСОСОМ 3

DRIVES CABINETS FOR MUD PUMP

LOCAL CONTROL STATION

MUDPUMP 1

MUDPUMP 2

MUDPUMP 3

Контроль пожарной безопасности

Системы пожарной сигнализации и управления автоматическим

Архитектура системы на базе приборов «Посейдон-Н-Еͩ

пожаротушением реализованы на базе приборов серии

с межприборным интерфейсом Ethernet:

«ПОСЕЙДОНͩ.

Оборудование серии «Посейдонͩ позволяет решать задачи

пожарной безопасности на базе единого комплекта, который

комплексно объединяет все системы пожарной автоматики

буровой установки, что в свою очередь позволяет

контролировать и управлять системами пожаротушения

реализованными как на порошковых модулях, так и с

использованием газовых модулей͘

Оборудование серии «Посейдонͩ позволяет управлять

системами как решать задачи пожарной безопасности на базе

единого комплекта, который комплексно объединяет все

системы пожарной автоматики буровой установки͘

Серия приборов «Посейдонͩ позволяет реализовывать проекты

с двумя вариантами межприборного интерфейса: RS485 или

ТСР/IP͘ Реализация межприборной связи средствами сетей

Ethernet между всеми приборами системы в настоящее время

Модуль порошкового пожаротушения «Тунгус 4ͩ

не реализована у других производителей͘

В составе систем «Посейдонͩ возможно реализовать

организацию передачи информации в смежные системы АСУ ТП

или СМИС по протоколу MODBUS, а также система позволяет

выполнять управление электрозадвижками, работающих по

указанному протоколу͘

Оборудование серии «Посейдонͩ имеет температуру

эксплуатации +5С до +55С, а температура хранения составляет

-25С͘

Однолинейная схема распределения

электроснабжения буровой установки

СТАЦИОНАРНАЯ УСТАНОВКА

РАЗМЕЩЕНИЕ НА ЭШЕЛОНЕ

СТАЦИОНАРНАЯ УСТАНОВКА

ВНЕШНЕЕ ПИТАНИЕ ОТ ЛЭП ИЛИ

6 кВ / 50 Гц

КОМПЛЕКСА ДГУ

6 кВ / 50 Гц

0,4 кВ / 50 Гц

6 кВ / 50 Гц

МОДУЛЬ КРУ1

МОДУЛЬ КРУ2

6 кВ / 50 Гц

INTERLOCK

6 кВ / 50 Гц

УКРМ

900...1250 кВA

МОДУЛЬ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ

АВАРИЙНЫЙ

0,4 кВ / 50 Гц

ГЕНЕРАТОР

320 кВA

6 кВ / 50 Гц

1600 кВА

1250 кВА

ГЕНЕРАТОР

2000 кВA

6/2х0,69 кВ

6/0,69 кВ

6/0,4 кВ

ПУСКО-НАЛАДОЧНЫЙ

(ОПЦИЯ)

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

0,4 кВ / 50 Гц

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПРИВОДОВ

БУРОВЫХ НАСОСОВ

2х(2 х 0,69 кВ / 50 Гц)

ВЫШЕЧНЫЙ БЛОК

ПОТРЕБИТЕЛИ ЭШЕЛОНОВ

ЧАСТОНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

ПОТРЕБИТЕЛИ

И НАСОСНО-ЕМКОСТНОГО

0,69 кВ / 50 Гц

0,4 кВ / 50 Гц

БЛОКОВ 0,4 кВ / 50 Гц

Основные характеристики

системы распределения электроснабжения

• Система электроснабжения обеспечивает:

• Разделение цепей электроснабжения вышечного блока и насосно-

емкостного блоков, для уменьшения взаимного влияния между

потребителями вышечного блока и насосно-емкостного блоков

• Увеличение надежности схемы электроснабжения, за счет применения

независимых трансформаторов͘

• Оптимизация выбора мощности трансформаторов, за счет разделения

нагрузок͘

• Резервирование трансформаторов и линий электроснабжения

потребителей вышечного блока͘

• Резервирование трансформаторов и линий электроснабжения

потребителей эшелонов буровой установки͘

• Компенсация реактивной мощности (установка УКРМ на линии 6кВ)͘

• Аварийное электроснабжение линии 6кВ от авариной ДЭС расположенной

в составе эшелона͘

• Предусмотрено подключение ДЭС 0,4кВ на время монтажа или в качестве

аварийного источника электроснабжения͘ (ДЭС 0,4кВ Опционально)

Однолинейная схема электроснабжения

насосно-емкостного блока (эшелонов)

ОТ МОДУЛЯ КРУ 2

0,4кВ , 50Гц

2х(2 х 0,69 кВ / 50 Гц)

0,4кВ , 50Гц

ЭШЕЛОН

МОДУЛЬ НКУ

МОДУЛЬ КТУ

ШР1

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 1

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 2

ШР2

0,4 кВ / 50 Гц

12-PULSE DC BUSBAR

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПИТАНИЯ

ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 0,4кВ

ЭШЕЛОНА

Потребители: насосные модули, модуль

Потребители: модули очистки и

690В,

приготовления, модуль водяной

хранения бурового раствора, модуль

1200 кВт

емкости, компрессор, парогенератор,

доп. емкостей, галереи трубопроводов

БУРОВОЙ

теплогенератор, ДГУ

НАСОС 1

НАСОС 2

НАСОС 3

НАСОС 4

Дорожная карта по локализации

Развитие

ЛОКАЛИЗАЦИЯ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ

III этап

высокотехнологичного

БУРОВЫХ УСТАНОВОК

Hi-Tec

(ВСП, роторный стол,

производства в РФ,

трубный манипулятор, кабина

Выход на внешние рынки.

II этап

бурильщика,

АСУ,

система

Вышколебёдочный

управления ПВО и т.д.)

блок, включая систему

I этап

зубчатой рейки.

Металлоконструкции

(циркуляционная система, система

перемещения эшелона, система

Этап «Инжинирингª

Полномасштабное

обогрева, парк емкостей и т.д.)

Проектная документация

развитие

Серийное

выполнена по требованиям

производство

Таможенного союза и в

Уровень локализации до 95%

соответствии с российским

Уровень локализации: 75%

сортаментом

Производство первого

образца

Уровень локализации: 55%

Инжиниринг

Локализация производства

Проектирование БУ

позволяет снизить стоимость

буровой установки на 40%

Синергия передовых решений

Платформенное

решение

Модульная

(семейство

конструкция

270/320/400/450

тн)

мобильность

Технологическа

Трансфер

я независимость

технологий

(IP

и знаний

принадлежит

российской

компании)

Безопасность

(автоматизаци

Эффективность

я и отсутствие

процессов

персонала в

бурения

опасных зонах)

Сокращени

Высокий

уровень

численности

автоматизации

персонала

Экологичность