Опорные слайды к лекции № 9. Буровые установки

Опорные слайды к Опорные слайды к лекции № 9 : лекции № 9 : Буровые установкиБуровые установки доцент кафедрыдоцент кафедры

МОНГП АМТИ Пахлян И.А. МОНГП АМТИ Пахлян И.А.

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»технологический университет»

Армавирский механико-технологический институтАрмавирский механико-технологический институтЦикл лекций по дисциплине: Цикл лекций по дисциплине:

«Основы нефтегазопромыслового дела» «Основы нефтегазопромыслового дела» для направления 131000 «Нефтегазовое дело»для направления 131000 «Нефтегазовое дело»

План лекцииПлан лекции

Вводная частьВводная часть1. Основные понятия2 Рекомендуемая литература

Основная частьОсновная часть 1 Полный цикл строительства скважин 2 Функциональная схема буровых установо

к 3 Способы монтажа БУ

Заключение

ВведениеВведениеБурение – процесс образования горной выработки, Бурение – процесс образования горной выработки,

преимущественного круглого сечения, путем разрушения преимущественного круглого сечения, путем разрушения горных пород главным образом буровым инструментом (реже горных пород главным образом буровым инструментом (реже термическим, гидроэрозионным, взрывным и другими термическим, гидроэрозионным, взрывным и другими способами) с удалением продуктов разрушения способами) с удалением продуктов разрушения

Начало бурения скважины – момент первого спуска бурильной Начало бурения скважины – момент первого спуска бурильной колонны для проходки, а окончание бурения – момент колонны для проходки, а окончание бурения – момент окончания выброса бурильных труб на мостки после промывки окончания выброса бурильных труб на мостки после промывки скважины и испытания колонны на герметичностьскважины и испытания колонны на герметичность

Задача лекции: ознакомиться с технологическим операциями Задача лекции: ознакомиться с технологическим операциями полного цикла строительства скважин, изучить функциональную полного цикла строительства скважин, изучить функциональную схему буровых установок для вращательного бурения, изучить схему буровых установок для вращательного бурения, изучить существующие основные способы монтажа существующих существующие основные способы монтажа существующих видов буровых установок.видов буровых установок.

План лекции

ЛитератураЛитература


1 Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых 1 Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебник для нач. проф. образования/ скважин: Учебник для нач. проф. образования/ - М.: Издательский центр «Академия», 2003. – - М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 352352

2 Коршак А. А., Шаммазов А. М. Основы 2 Коршак А. А., Шаммазов А. М. Основы нефтегазового дела: Учебник для вузов. — 3-е нефтегазового дела: Учебник для вузов. — 3-е изд., испр. и доп. — Уфа.: ООО изд., испр. и доп. — Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2005. — 528 с.: ил.«ДизайнПолиграфСервис», 2005. — 528 с.: ил.

3 Кудинов В.И. Основы 3 Кудинов В.И. Основы нефтегазопромыслового дела. – Москва – нефтегазопромыслового дела. – Москва – Ижевск: Институт компьютерных Ижевск: Институт компьютерных исследований; Удмуртский госуниверситет, исследований; Удмуртский госуниверситет, 2005.-720 с2005.-720 с

1. Полный цикл строительства 1. Полный цикл строительства скважинскважинВ цикл строительства скважины входят:В цикл строительства скважины входят:

1) подготовительные работы;1) подготовительные работы;

выбирают место для буровой, прокладывают подъездную дорогу, подводят выбирают место для буровой, прокладывают подъездную дорогу, подводят системы электроснабжения, устройство направления исистемы электроснабжения, устройство направления и

пробный пуск буровой установки. В ходе пробного бурения проверяется пробный пуск буровой установки. В ходе пробного бурения проверяется работоспособность всех элементов и узлов буровой установки.работоспособность всех элементов и узлов буровой установки.

2) монтаж вышки и оборудования;2) монтаж вышки и оборудования;

Монтаж вышки и оборудования производится в соответствии сМонтаж вышки и оборудования производится в соответствии с

принятой для данных конкретных условий схемой их размещения.принятой для данных конкретных условий схемой их размещения.

Оборудование стараются разместить так, чтобы обеспечить безопасность в Оборудование стараются разместить так, чтобы обеспечить безопасность в работе, удобство в обслуживании, низкую стоимость строительно- работе, удобство в обслуживании, низкую стоимость строительно- монтажных работ и компактность в расположении всех элементов буровоймонтажных работ и компактность в расположении всех элементов буровой

3) подготовка к бурению; 3) подготовка к бурению; устройство направления и пробный пуск буровой устройство направления и пробный пуск буровой установки. В ходе пробного бурения проверяется работоспособность всех установки. В ходе пробного бурения проверяется работоспособность всех элементов и узлов буровой установкиэлементов и узлов буровой установки..

4) процесс бурения; 4) процесс бурения; Процесс бурения начинают, привинтив первоначально к Процесс бурения начинают, привинтив первоначально к ведущей трубе квадратного сечения долото. Вращая ротор, передают через ведущей трубе квадратного сечения долото. Вращая ротор, передают через ведущую трубу вращение долоту.ведущую трубу вращение долоту.

Во время бурения происходит непрерывный спуск (подача) бурильного Во время бурения происходит непрерывный спуск (подача) бурильного инструмента таким образом, чтобы часть веса его нижней части передавалась инструмента таким образом, чтобы часть веса его нижней части передавалась на долото для обеспечения эффективного разрушения породы.на долото для обеспечения эффективного разрушения породы.

5) крепление скважины обсадными трубами и ее тампонаж;5) крепление скважины обсадными трубами и ее тампонаж; осуществляются согласно разработанной конструкции скважины . Целью осуществляются согласно разработанной конструкции скважины . Целью

тампонажа затрубного пространства обсадных колонн является разобщение тампонажа затрубного пространства обсадных колонн является разобщение продуктивных пластовпродуктивных пластов

6) вскрытие пласта и испытание на приток нефти и газа.6) вскрытие пласта и испытание на приток нефти и газа.

После завершения проходки для обеспечения притока нефти и газа После завершения проходки для обеспечения притока нефти и газа продуктивные пласты вскрывают вторично перфорационным способом. продуктивные пласты вскрывают вторично перфорационным способом. После этого скважину осваивают, т. е. вызывают приток в нееПосле этого скважину осваивают, т. е. вызывают приток в нее

нефти и газа.нефти и газа.


2. Комплектация и монтаж 2. Комплектация и монтаж буровых установок буровых установок

Бурение скважин осуществляется с помощью буровых установок,оборудования и инструмента.

Буровые установки. Буровая установка – это комплекс наземного оборудования, необходимый для выполнения операций по проводке скважины. В состав буровой установки входят- буровая вышка;- оборудование для механизации спуско-подъемных операций;- наземное оборудование, непосредственно используемое прибурении;- силовой привод;- циркуляционная система бурового раствора;- привышечные сооружения.)

Схема установки для вращательного бурения

Схема вращательного бурения скважин:1- талевый канат; 2- талевый блок; 3- вышка; 4- крюк; 5- буровой шланг; 6- ведущая труба; 7- желоба; 8- буровой насос; 9- двигатель насоса; 10- обвязка насоса; 11- приемный резервуар; 12- бурильный замок; 13- бурильная труба; 14- гидравлический забойный двигатель; 15- долото; 16- ротор; 17- лебедка; 18- двигатели лебедки и ротора; 19- вертлюг.

На отведенной площадке в пункте заложения скважины для выполнения работ На отведенной площадке в пункте заложения скважины для выполнения работ монтируют буровую установку и возводят необходимые наземные сооружения.монтируют буровую установку и возводят необходимые наземные сооружения.

Буровая установка представляет собой комплекс различных функционально Буровая установка представляет собой комплекс различных функционально взаимосвязанных машин, механизмов и конструктивных элементов для выполнения взаимосвязанных машин, механизмов и конструктивных элементов для выполнения основных и вспомогательных работ при строительстве скважины.основных и вспомогательных работ при строительстве скважины.

Конструктивное исполнение буровой установки, ее оснащенность, габариты и параметры Конструктивное исполнение буровой установки, ее оснащенность, габариты и параметры зависят от многих факторов и в первую очередь от способа бурения, глубины и зависят от многих факторов и в первую очередь от способа бурения, глубины и конструкции скважины.конструкции скважины.

При механическом бурении буровая установка, прежде всего, должна обеспечить При механическом бурении буровая установка, прежде всего, должна обеспечить выполнение трех основных функций. Условно их можно подразделить на грузовую, выполнение трех основных функций. Условно их можно подразделить на грузовую, приводную и циркуляционную.приводную и циркуляционную.

Грузовая функция охватывает все работы по перемещению инструментов в стволе Грузовая функция охватывает все работы по перемещению инструментов в стволе скважины или их удержанию на весу. Сюда относятся следующие виды работ: спуск скважины или их удержанию на весу. Сюда относятся следующие виды работ: спуск в ствол скважины или подъем бурильной колонны (спускоподъемные операции), в ствол скважины или подъем бурильной колонны (спускоподъемные операции), поддержание бурильной колонны на весу в процессе проходки ствола скважины, поддержание бурильной колонны на весу в процессе проходки ствола скважины, спуск обсадных колонн в ствол скважины, спуск в скважину и извлечение различного спуск обсадных колонн в ствол скважины, спуск в скважину и извлечение различного вспомогательного инструмента, в том числе инструмента для ликвидации аварий в вспомогательного инструмента, в том числе инструмента для ликвидации аварий в скважине.скважине.

Под приводной функцией понимается передача мощности вращательного движения на Под приводной функцией понимается передача мощности вращательного движения на бурильную колонну, а с ее помощью и на породоразрушающий инструмент, бурильную колонну, а с ее помощью и на породоразрушающий инструмент, находящийся на забое, или на различные инструменты, спущенные в скважину для находящийся на забое, или на различные инструменты, спущенные в скважину для проведения вспомогательных работ. проведения вспомогательных работ.

Циркуляционная функция реализуется созданием непрерывной циркуляции агента по Циркуляционная функция реализуется созданием непрерывной циркуляции агента по стволу скважины. К этой же функции можно отнести и все работы по регулированию стволу скважины. К этой же функции можно отнести и все работы по регулированию и поддержанию необходимых свойств циркулирующего бурового раствора.и поддержанию необходимых свойств циркулирующего бурового раствора.


Функциональная схема буровой установки Функциональная схема буровой установки

Помимо оборудования, Помимо оборудования, объединенного в объединенного в технологические цепочки, технологические цепочки, буровая установка включает буровая установка включает средства механизации средства механизации вспомогательных работ и вспомогательных работ и автоматизации процессов; автоматизации процессов; органы управления органы управления агрегатами; приборы для агрегатами; приборы для контроля работы отдельных контроля работы отдельных агрегатов буровой установки и агрегатов буровой установки и аппаратуру технологического аппаратуру технологического контроля процесса бурения; контроля процесса бурения; средства пожарной, средства пожарной, противовыбросовой противовыбросовой безопасности и безопасности безопасности и безопасности жизнедеятельности.жизнедеятельности.1, 2, 3 — трансмиссия; 4 — ведущая

ветвь каната; 5 — манифольд высокого давления со стояком и шлангом; 6 — вкладыши ротора

Выпускаются Выпускаются отечественные буровые отечественные буровые установкиустановки ::

1) ОАО “УРАЛМАШ” грузоподъемностью от 1) ОАО “УРАЛМАШ” грузоподъемностью от 160 ÷ 500 т160 ÷ 500 т

(БУ2500/160 ДПБМ; БУ3200/200 ДГУ-1М; (БУ2500/160 ДПБМ; БУ3200/200 ДГУ-1М; БУ4000/260 ДГУ-Т и др.).БУ4000/260 ДГУ-Т и др.).

2) ОАО “Волгоградский завод буровой 2) ОАО “Волгоградский завод буровой техники”.техники”.

3) Предприятие “UPET SA” (Румыния), 3) Предприятие “UPET SA” (Румыния), входящим ввходящим в

машиностроительную корпорацию машиностроительную корпорацию “Объединенные машиностроительные“Объединенные машиностроительные

заводы”.заводы”. 4) ОАО “Кунгурский машиностроительный 4) ОАО “Кунгурский машиностроительный

завод”.завод”. 5) ЗАО “ИЖДРИЛ” установки буровые 5) ЗАО “ИЖДРИЛ” установки буровые

мобильные K160,мобильные K160, АЕ520АЕ520RU-125.RU-125.

Буровая установка с одноопорной вышкой мачтовоготипа


3. Способы монтажа БУ3. Способы монтажа БУКаждая буровая установка характеризуется схемами транспортирования, монтажа и Каждая буровая установка характеризуется схемами транспортирования, монтажа и

монтажно-транспортной базой. монтажно-транспортной базой.

Самоходные и Несамоходные Самоходные и Несамоходные - 3 метода монтажа и транспортировки - 3 метода монтажа и транспортировки

АгрегатныйАгрегатный – индивидуальная транспортировка и монтаж каждого агрегата – первичный – индивидуальная транспортировка и монтаж каждого агрегата – первичный монтаж.монтаж.

МелкоблочныйМелкоблочный – агрегаты и узлы установки перевозят и монтируют на металлических – агрегаты и узлы установки перевозят и монтируют на металлических основаниях. Обычно на 15…20 мелких блоков – габариты и масса позволяют перевозить основаниях. Обычно на 15…20 мелких блоков – габариты и масса позволяют перевозить их на универсальном транспорте, а в труднодоступных районах – на вертолетахих на универсальном транспорте, а в труднодоступных районах – на вертолетах

Крупноблочный Крупноблочный – перевозка агрегатов и узлов установки крупными блоками на – перевозка агрегатов и узлов установки крупными блоками на специальном транспорте (тяжеловозах, подкатных тележках на гусеничном или специальном транспорте (тяжеловозах, подкатных тележках на гусеничном или пневмоколесном ходу), Два-три блока массой по 60…120 т. При перевозке таких блоков пневмоколесном ходу), Два-три блока массой по 60…120 т. При перевозке таких блоков практически не нарушаются кинематические связи узлов установки и коммуникаций, не практически не нарушаются кинематические связи узлов установки и коммуникаций, не демонтируются укрытия, что позволяет исключить трудоемкие работы, выполняемые демонтируются укрытия, что позволяет исключить трудоемкие работы, выполняемые при других методах монтажа, такие как строительные, плотничные, слесарные и ряд при других методах монтажа, такие как строительные, плотничные, слесарные и ряд подсобно-вспомогательных. подсобно-вспомогательных.

Промышленностью выпускаются Промышленностью выпускаются буровые установки, изготовленные так, что они могут буровые установки, изготовленные так, что они могут перевозиться в зависимости от местных условий различными способами. Эти установки перевозиться в зависимости от местных условий различными способами. Эти установки называются называются установками универсальной монтажеспособностиустановками универсальной монтажеспособности

3 Способы монтажа 3 Способы монтажа БУБУОдновременно с монтажом буровой установки и установкой вышки ведут Одновременно с монтажом буровой установки и установкой вышки ведут

строительство привышечных сооружений:строительство привышечных сооружений:

1 Редукторный (агрегатный) сарай, предназначенный для укрытия двигателей и 1 Редукторный (агрегатный) сарай, предназначенный для укрытия двигателей и передаточных механизмов лебедкипередаточных механизмов лебедки

Насосный сарай для размещения и укрытия буровых насосов и силового Насосный сарай для размещения и укрытия буровых насосов и силового оборудованияоборудования

2 Приемный мост, предназначенный для укладки бурильных, обсадных и других 2 Приемный мост, предназначенный для укладки бурильных, обсадных и других труб и перемещения по нему оборудования, инструмента, материалов и запасных труб и перемещения по нему оборудования, инструмента, материалов и запасных частейчастей

3 Система устройств для очистки промывочного раствора от выбуренной породы, 3 Система устройств для очистки промывочного раствора от выбуренной породы, а так же склады для химических реагентов и сыпучих материалов.а так же склады для химических реагентов и сыпучих материалов.

4 Ряд вспомогательных сооружений при бурении: на электроприводе – 4 Ряд вспомогательных сооружений при бурении: на электроприводе – трансформаторные площадки, на двигателях внутреннего сгорания (ДВС) – трансформаторные площадки, на двигателях внутреннего сгорания (ДВС) – площадки, на которых находятся емкости для горючесмазочных материалов и т.п.площадки, на которых находятся емкости для горючесмазочных материалов и т.п.

5 Объекты соцкультыта: столовая, вагоны-общежития и т.п.5 Объекты соцкультыта: столовая, вагоны-общежития и т.п.


ЗаключениеЗаключениеС развитием бурового дела, совершенствованием технологии бурения в соответствии с общим С развитием бурового дела, совершенствованием технологии бурения в соответствии с общим техническим прогрессом в народном хозяйстве страны совершенствуется и модернизируется техническим прогрессом в народном хозяйстве страны совершенствуется и модернизируется буровое оборудование, повышается уровень механизации и автоматизации буровых работ.буровое оборудование, повышается уровень механизации и автоматизации буровых работ.В совершенствовании бурового оборудования можно выделить несколько направлений: замена В совершенствовании бурового оборудования можно выделить несколько направлений: замена отдельных агрегатов и узлов буровой установки на более совершенные; модернизация конструкции отдельных агрегатов и узлов буровой установки на более совершенные; модернизация конструкции буровой установки без изменения ее принципиальной схемы; создание принципиально новых буровой установки без изменения ее принципиальной схемы; создание принципиально новых конструкций с реализацией процессов по новой технологии; создание буровой установки, конструкций с реализацией процессов по новой технологии; создание буровой установки, отвечающей каким-то особым требованиям (например, установки с подогревом для ведения буровых отвечающей каким-то особым требованиям (например, установки с подогревом для ведения буровых работ в условиях Крайнего Севера, установки для кустового бурения и т. п.).работ в условиях Крайнего Севера, установки для кустового бурения и т. п.).Поскольку за весь период эксплуатации каждая буровая установка, как правило, подвергается Поскольку за весь период эксплуатации каждая буровая установка, как правило, подвергается неоднократному демонтажу и монтажу, большое внимание уделяется разработке таких неоднократному демонтажу и монтажу, большое внимание уделяется разработке таких конструктивных решений, которые максимально упрощались бы и облегчали монтажно-демонтажные конструктивных решений, которые максимально упрощались бы и облегчали монтажно-демонтажные работы и в благоприятных условиях позволяли бы сократить их объем до минимума. Для решения работы и в благоприятных условиях позволяли бы сократить их объем до минимума. Для решения этой задачи разрабатываются буровые установки универсальной монтажеспособности.этой задачи разрабатываются буровые установки универсальной монтажеспособности.Наблюдается постоянная тенденция к увеличению глубин бурения, особенно в области поисков и Наблюдается постоянная тенденция к увеличению глубин бурения, особенно в области поисков и разведки новых месторождений. С ростом глубин бурения возникает потребность в буровых разведки новых месторождений. С ростом глубин бурения возникает потребность в буровых установках тяжелого типа. Созданы и внедрены установки БУ-15000 для бурения скважин на глубины установках тяжелого типа. Созданы и внедрены установки БУ-15000 для бурения скважин на глубины до 15 тыс. м.до 15 тыс. м.Открытие крупных месторождений нефти и газа в отложениях морского дна привело к широкому Открытие крупных месторождений нефти и газа в отложениях морского дна привело к широкому развитию буровых работ в акваториях морей и океанов и потребовало создания специальных развитию буровых работ в акваториях морей и океанов и потребовало создания специальных буровых установок для морского бурения.буровых установок для морского бурения.


Documents

Опорные слайды к лекции № 9. Буровые установки