Назначение и техническая характеристика буровых установок - Буровые установки и сооружения
Все операции, связанные с процессом бурения, осуществляются с помощью буровых установок.
Буровая установка - это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций по строительству скважин.
Современные буровые установки включают следующие составные части:
- - буровое оборудование (талевый механизм, насосы, буровая лебедка, вертлюг, ротор, силовой привод и т. д.); - буровые сооружения (вышка, основания, сборно-разборные каркасно-панельные укрытия приемные мостки и стеллажи); - оборудование для механизации трудоемких работ (регулятор подачи долота, механизмы для автоматизации спуско-подъемных операций, пневматический клиновой захват для труб, автоматический буровой ключ, вспомогательная лебедка, пневмораскрепитель, краны для ремонтных работ, пульт контроля процессов бурения, посты управления); - оборудование для приготовления, очистки и регенерации бурового раствора (блок приготовления, вибросита, песко - и илоотделители, подпорные насосы, емкости для химических реагентов, воды и бурового раствора); - манифольд (нагнетательная линия в блочном исполнении, дроссельно-запорные устройства, буровой рукав); - устройства для обогрева блоков буровой установки (теплогенераторы, отопительные радиаторы и коммуникации для развода теплоносителя).
Общий вид буровой установки, смонтированной на металлическом основании, показан на рис. 4. Буровая вышка 3 с балконом 7, устанавливаемая над устьем скважины, предназначена для выполнения спуско-подъемных операций (СПО) и удержания бурильной колонны при бурении и обсадных труб при креплении скважины.
В состав буровой установки (рис. 6.1) входят основание силового привода 15 и в отдельных случаях основной лебедки; основание буровых насосов 20 и их привода 19; приемные мостки и стеллажи для укладки бурильных и обсадных труб 24; наклонные приемные мостки используются для затаскивания по их поверхности в буровую оборудования и инструмента.
В вертикальном положении вышка удерживается с помощью оттяжек 9 и подкосов 13. Основание под вышку 22 служит 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). На это основание укладывается деревянный или металлический пол 1.
Буровая лебедка 12 является одним из агрегатов в комплекте буровой установки. Она предназначена для спуско-подъемных операций, удержания бурильных труб, спущенных в скважину в процессе бурения, и 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. Система представляет собой полиспаст, кронблок которого является неподвижной частью, талевой блок и крюк составляет 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 под полом основания вышки. Применение талевой системы позволяет снизить усилие на ведущем конце каната, в результате чего значительно уменьшается его диаметр.
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. При роторном бурении он вращает с помощью ведущей трубы бурильную колонну с долотом. Стол ротора приводится во вращение при помощи цепной или карданной передачи. При турбинном бурении ротор препятствует вращению бурильных труб против часовой стрелки от действия реактивного момента, возникающего на забое скважины при вращении долота. При спуско-подъемных операциях на роторе удерживается вся спущенная в скважину колонна бурильных или обсадных труб как в процессе их развинчивания и свинчивания, Так и в процессе спуска и подъема.
Буровые насосы 20 - это один из главных видов оборудования, входящего в состав любой буровой установки. От правильно подобранных насосов, 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.
При бурении скважин глубиной до 4000 м роторным способом давление может достигать 35 МПа. С использованием гидромониторных долот в бурении давление может повышаться до 50 МПа.
Буровой раствор из приемной емкости 21 самотеком или с помощью подпорного насоса попадает в буровые насосы, которые через специальные манифольды 17 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 с выбуренной породой по кольцевому пространству между стенками скважины и бурильными трубами поднимается к устью, затем попадает в желоба и механизмы 23 (вибросито), предназначенные для очистки от выбуренной породы и восстановления его качества. Затем раствор снова направляется в приемную емкость 21. Таким образом, с помощью насосов создается замкнутая циркуляция бурового раствора. Обычно устанавливают два насоса, однако при необходимости число насосов увеличивается до трех-четырех.
Силовые приводы 15 бывают нескольких типов - дизельный, электрический и дизель-электрический. Наиболее приемлемый и экономичный - дизель-электрический с двигателями трехфазного переменного тока. На разведочных площадях, расположенных на большом расстоянии от источников электроэнергии, используют автономный дизельный привод. Суммарная мощность современных буровых приводов достигает 3000 кВт. Существуют групповые приводы, когда от общего привода обслуживаются лебедка, ротор и насосы, и индивидуальные, когда каждый из этих видов оборудования имеет собственный привод.
Коробки перемены передач (КПП) 14 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 15 между дизелями и трансмиссиями, в приводе лебедки У2-5-5, в приводе ротора (установка БУ3000 ДГУ) и другом оборудовании.
Оборудование для приготовления и очистки бурового раствора предназначено для создания циркуляции бурового раствора на поверхности, а самое главное - для приготовления раствора с необходимыми качествами, очистки его от выбуренной породы и дегазации, а также для утяжеления.
В комплект буровых установок входят также ключ АКБ-ЗМ, компрессоры 16, грузовые краны 2, передвижные электростанции, станции управления 18 и другие механизмы.
Буровая установка в общем комплексе буровой техники занимает важное место.
Исходя из бурения скважин на различные глубины, их назначения, геологических и географо-климатических условий требуется необходимое оптимальное количество типоразмеров буровых установок. Регламентированы следующие основные параметры: Q - нагрузка на крюке, допускаемая в процессе проводки и крепления скважины, кН; L - условная глубина бурения скважины, м.
Первый параметр стандарта характеризует способность подъемного механизма буровой установки воспринимать все виды вертикальных нагрузок от веса колонны, обсадных труб, а также нагрузок, возникающих при ликвидации аварий и осложнений в скважине. Второй параметр назван условным, так как допускаемая глубина бурения скважины в каждом конкретном случае может быть уменьшена или увеличена по сравнению с условной в зависимости от типа и массы бурильных труб и компоновки бурильной колонны.
Буровые вышки
Буровая вышка представляет собой вертикальную металлическую конструкцию в виде усеченной пирамиды, сужающуюся кверху. Она состоит из боковых граней, верхняя часть которых снабжена рамой для монтажа кронблока, а нижняя часть граней крепится к основанию буровой. В средней части вышки смонтированы балкон для работы второго помощника бурильщика и магазин для размещения верхних концов свечей. Вышки оборудованы лестницами. Вышки различают по конструкции - мачтовые или башенные, по максимальной нагрузке, по размерам - высоте и площади основания, по системе передачи нагрузки на основания, по степени разборности и способам монтажа. Вышки мачтового типа бывают одноопорные и двухопорные (А-образные). Последние наиболее распространены. В конструкцию мачтовой вышки А-образного типа входят подъемная стойка 1, секции мачты 2,3,4,6, пожарная лестница 5, монтажные козлы 7 для ремонта кронблока, подкронблочная рама 8, растяжки 9, 10, 14, оттяжки 11, тоннельные лестницы 12, балкон 13 верхнего рабочего, 15 - предохранительный пояс, маршевые лестницы 16, шарнир 17.
Рис. Мачтовая вышка А-образного типа:
- 1 - подъемная стойка; 2, 3, 4, 6 - секция мачты; 5 - пожарная лестница; 7 - монтажные козлы для ремонта кронблока; 8 - подкронблочная рама; 9, 10, 14 - растяжки; 11 - оттяжки; 12 - тоннельные лестницы; 13 - балкон; 15 - предохранительный пояс; 16 - маршевые лестницы; 17 - шарнир.
А-образные вышки более трудоемки в изготовлении и поэтому более дороги. Они менее устойчивы, но их проще перевозить с места на место и затем монтировать.
Основные параметры вышки - грузоподъемность, высота, емкость "магазинов" (хранилищ для свечей бурильных труб), размеры верхнего и нижнего оснований, длина свечи, масса.
Грузоподъемность вышки - это предельно допустимая вертикальная статическая нагрузка, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины.
Высота вышки определяет длину свечи, которую можно извлечь из скважины и от величины которой зависит продолжительность спускоподъемных операций. Чем больше длина свечи, тем на меньшее число частей необходимо разбирать колонну бурильных труб при смене бурового инструмента. Сокращается и время последующей сборки колонны. Поэтому с ростом глубины бурения высота и грузоподъемность вышек увеличиваются. Так, для бурения скважин на глубину 300...500 м используется вышка высотой 16... 18 м, глубину 2000...3000 м - высотой - 42 м и на глубину 4000...6500 м - 53 м.
Емкость "магазинов" показывает какая суммарная длина бурильных труб диаметром 114...168 мм может быть размещена в них. Практически вместимость "магазинов" показывает на какую глубину может быть осуществлено бурение с помощью конкретной вышки.
Размеры верхнего и нижнего оснований характеризуют условия работы буровой бригады с учетом размещения бурового оборудования, бурильного инструмента и средств механизации спускоподъемных операций. Размер верхнего основания вышек составляет 2x2 м или 2,6x2,6 м, нижнего 8x8 м или 10x10 м.
Общая масса буровых вышек составляет несколько десятков тонн.
Похожие статьи
-
При бурении инженерно-геологических скважин применяется широкий комплекс грузоподъемного, насосного, энергетического и компрессорного оборудования....
-
Буровые установки и оборудование - Технология бурения скважин
Буровая установка или буровая -- комплекс бурового оборудования и сооружений, предназначенных для бурения скважин. Состав узлов буровой установки, их...
-
Способы и технические средства погружения и извлечения обсадных труб - Буровые установки
При бурении инженерно-геологических и гидрогеологических скважин в рыхлых и мягких породах производится искусственное закрепление стенок скважин,...
-
Назначение буровых работ - Буровые установки
К Буровым работам относятся сооружение скважин инженерно-геологического назначения любого диаметра и глубины, которое осуществляется преимущественно...
-
Исходными данными при выборе буровой установки являются проектная глубина и конструкция скважины. Параметр "максимальная грузоподъемность" характеризует...
-
Технологический цикл бурения включает: разрушение горных пород, извлечение выбуренного шлама на дневную поверхность и крепление стенок скважины. При...
-
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ, Назначение буровой установки - Анализ кинематической схемы буровой установки
Назначение буровой установки Буровая установка предназначена для бурения скважин различного назначения, отличающихся глубиной, диаметральными размерами и...
-
Обобщенная схема выбора оборудования при бурении скважины - Буровые установки
Выбор бурового оборудования для бурения скважины является многофакторной задачей, решение которой в значительной мере способствует успешному проведению...
-
Буровое оборудование, Основные сведения о буровых установках - Буровые установки
Основные сведения о буровых установках В современных условиях проведения буровых работ принято различать понятия "буровой станок", "буровой агрегат" и...
-
Особенности бурения на акваториях - Буровые установки
Бурение скважин производится с плавучих буровых установок (ПБУ), со стационарных оснований, а в отдельных случаях - непосредственно со дна. В районах с...
-
Процесс и технология бурения скважин различными способами - Буровые установки
Технология бурения скважин - это способ, последовательность и режим выполнения процессов и операций, связанных непосредственно с углублением скважины....
-
До сих пор бурение морских скважин осуществляется с несколькими типами плавучих буровых платформ: - Самоподъемной плавучей установкой - монтируется на...
-
Колонковые и обсадные трубы - Буровые установки
Трубы, применяемые при сооружении скважин, относятся к технологическому и вспомогательному инструменту. Колонковые и шламовые трубы являются...
-
Буровые установки 3--го класса - Анализ кинематической схемы буровой установки
Примечание: Буровые установки БУ 80 БРД, БУ 2500 (приложение 3) и БУ 2500/160 ДГУ-М имеют практически одинаковые кинематические схемы. В случае нехватки...
-
Рекомендации по выбору различных буровых станков и установок - Буровые установки
Основными факторами, определяющими выбор буровой установки, являются целевое назначение, глубина бурения, конечный диаметр скважин, характер и свойства...
-
Рис.10. Спуско-подъемный комплекс буровой установки Спуско - подъемный комплекс буровой установки (рис. 10) представляет собой полиспастный механизм,...
-
Назначение буровых скважин - Буровые установки
По назначению скважины, проходимые при инженерно-геологических изысканиях, подразделяются на: А)зондировочные; 6) разведочные (в том числе технические);...
-
Забойные механизмы и породоразрушающий инструмент, Гидроударники - Буровые установки
Эффективность колонкового бурения значительно повышается при одновременном воздействии на породоразрушающий инструмент осевой нагрузки, крутящего момента...
-
Предупреждение и ликвидация аварий при колонковом бурении Во избежание аварий с бурильными трубами необходимо : 1. Тщательно следить за износом бурильных...
-
Переходники геологоразведочные - Буровые установки
Переходники служат для соединения бурильных труб с колонковой трубой, также с колонковой и шламовой трубами. Они выпускаются двух видов: фрезерные (для...
-
Особенности и область применения различных способов бурения скважин - Буровые установки
В табл.3 приведен перечень применяемых и перспективных механических способов бурения. Перечень дан с использованием терминологии, принятой при бурении...
-
Бурильные трубы Бурильные трубы служат для спуска бурового снаряда в скважину, обеспечения промывки или продувки ее забоя, передачи вращения...
-
7.5 Породоразрушающий инструмент для бурения колонковым способом - Буровые установки
В состав инструмента для колонкового бурения входят породоразрушающие инструменты, расширители, кернорватели, колонковые трубы, промывочные сальники,...
-
Породоразрушающий инструмент для бурения - Буровые установки
Механические и абразивные свойства разбуриваемых горных пород варьируют в широких пределах. Целевое назначение долот также различно. Долота различают: По...
-
Пневмоударники - Буровые установки
Пневмоударное бурение - разновидность ударно-вращательного бурения c использованием погружного бурильного молотка ( Пневмоударника ) (рис.14)....
-
Ловильный инструмент - Буровые установки
Приспособления и механизмы, используемые для извлечения из скважины прихваченной бурильной колонны, ее отдельных элементов, забойных двигателей или...
-
НАСОСНО - ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС БУРОВОЙ УСТАНОВКИ - Бурение нефтяных и газовых скважин
На рис.12 показана схема циркуляции бурового раствора и примерное распределение потерь напора в отдельных элементах циркуляционной системы скважины...
-
Назначение и техническая характеристика Торцовое уплотнение предназначено для герметизации валов центробежных секционных насосов типа ЦНС 300 -...
-
Установки для бурения шурфов - Буровые установки
Шурфы при инженерно-геологических изысканиях могут проходиться вручную, специализированными шурфопроходческими установками и буровыми станками. В...
-
Особенности эксплуатации СПБУ - Полупогружные буровые установки
В процессе всего срока эксплуатации СПБУ должна обеспечивать безопасность производства работ при строительстве нефтяных и газовых скважин. Эта...
-
Инструмент для шнекового и медленновращательного бурения - Буровые установки
В комплект инструмента для Шнекового бурения входят долота и шнеки. Порода при бурении разрушается двух - и трехступенчатыми долотами. Торец каждой...
-
Арктическая, "Беркут" - Полупогружные буровые установки
"Арктическая" относится к классу СПБУ и предназначена для бурения на шельфе разведочных и эксплуатационных скважин. Стоит она на трех цилиндрических...
-
Ударно-канатное бурение кольцевым забоем - Буровые установки
Ударно-канатное бурение кольцевым забоем осуществляется посредством грунтоносов (забивных стаканов, иногда разъемных), сбрасываемых на забой и...
-
Ключи, хомуты - Буровые установки
Шарнирные ключи предназначены для свинчивания и развинчивания бурильных труб и их соединений. Для свинчивания и развинчивания колонковых труб при...
-
Пневмопробойники - Буровые установки
Устройство для бурения инженерно-геологических скважин включает в себя утяжеленную бурильную трубу УБТ диаметром 108 мм, пневмопробойник, грунтозаборные...
-
Колонковое бурение алмазным породоразрушающим инструментом - Буровые установки
Алмазными коронками бурят породы VII - XIIкатегорий по буримости, а на больших глубинах и породы V - VIIкатегорий. Aлмазное бурение применяют обычно в...
-
Классификация буровых скважин - Буровые установки
Основная задача классификации состоит в обоснованном и рациональном выделении таких групп скважин, которые требуют единых технических способов и средств...
-
Компрессоры, Генераторы и электростанции - Буровые установки
При бурении скважин с продувкой возникает необходимость в использовании Компрессоров Для подачи сжатого воздуха. Чаще для этой цели используют...
-
Меры борьбы с поглощениями промывочной жидкости - Буровые установки
Поглощение промывочной жидкости - одно из наиболее серьезных осложнений при бурении. Затраты на ликвидацию поглощения промывочных жидкостей составляют...
-
Насосыдля промывки скважин - Буровые установки
Буровой насос предназначен для подачи под давлением промывочной жидкости в скважину. Требования к буровым насосам: - возможность регулирования расхода...
Назначение и техническая характеристика буровых установок - Буровые установки и сооружения