Элементы буровой установки и бурового оборудования

 
 

  Элементы буровой установки и  бурового оборудования

           Буровая установка для разведки и разработки месторождений нефти и газа в общем виде включает в себя:

• буровые сооружения (буровая вышка, основание вышки, мостки, стеллажи);
• спуско-подъемное оборудование (лебёдка, кронблок, крюкоблок);
• силовое оборудование для привода лебедки, ротора и буровых насосов (двигатели электрические или дизельные),
• оборудование для вращения бурильной колонны (ротор, СВП);
• оборудование циркуляционной системы (емкости, буровые насосы, манифольд, вертлюг);
• оборудование для очистки бурового раствора от выбуренной породы (вибросита, пескоотделители, илоотделители, центрифуги);
• оборудование для приготовления бурового раствора (гидроворонки, гидромешалки, шламовые насосы);
• противовыбросовое оборудование (превенторы),
• привышечные сооружения (котельная, склад ГСМ).

      Вышка является ключевым узлом  оборудования буровой установки  и предназначена для выполнения  следующих функций:

• проведения спуско-подъемных операций с бурильными и обсадными трубами;
• поддержания бурильной колонны на талевой системе при бурении с разгрузкой;
• размещения комплекта бурильных труб и утяжеленных бурильных труб (УБТ), извлеченных из скважины;
• размещения талевой системы и средств механизации спуско-подъемных операций, в частности механизмов АСП, КМСП или платформы верхового рабочего, устройства экстренной эвакуации верхового рабочего, системы верхнего привода и вспомогательного оборудования.

 
 

Буровые вышки

      Буровые вышки классифицируются:

     -  по назначению

     для агрегатов капитального ремонта  скважин, для передвижных (мобильных)  буровых установок, для кустовых  и стационарных, для морских буровых  установок;

      -  по конструкции – мачтовые и башенные. Мачтовые вышки бывают: А-образные, П-образные, 4-х опорные и с открытой передней гранью. 

       Спускоподъемный комплекс буровой установки  
 
      Спускоподъёмный комплекс буровой установки представляет собой полиспастный механизм, состоящий из кронблока 4, талевого (подвижного) блока 2, стального каната 3, являющегося гибкой связью между буровой лебёдкой 6 и механизмом 7 крепления неподвижного конца каната. Кронблок 4 устанавливается на верхней площадке буровой вышки 5. Подвижный конец А каната 3 крепится к барабану лебедки 6, а неподвижный конец Б – через приспособление 7 к основанию вышки. К талевому блоку присоединяется крюк 1, на котором подвешивается на штропах элеватор для труб или вертлюг.

            В настоящее время талевый блок и подъёмный крюк объединены в один механизм – крюкоблок.  

• Талевая (полиспастовая) система или оснастка буровых  установок предназначена для  преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное (вертикальное) перемещение крюка, к  которому крепится бурильная колонна, и уменьшения нагрузки на ветви каната. В зависимости от типа буровой  установки и глубины скважины применяют оснастку: 3х4, 4х5, 5х6, 6x7.

 
 

Талевая система

          Талевая система состоит из  кронблока и талевого блока

• Кронблок - неподвижная часть талевой системы, монтируемая в верхней части вышки или мачты. Имеет несколько свободно вращающихся на осях канатных роликов, воспринимающих нагрузку от талевого блока

 

   

Кронблок:а-исполнение I; б - исполнение II; 1 - ограждение; 2 - шкив;

4 - ось шкивов; 5 - кожух; 6 - подкронблочная рама

опора;

    Талевый  блок является подвижной частью  талевой системы. Предназначен, также  как кронблок, для выполнения  спускоподъемных операций и других  работ, необходимых при бурении  скважин. 

Талевый блок шестишкивный  
1 – серьга; 2 – подвеска; 3 – корпус; 4 – кожух; 5 – ось шкивов; 6 – роликоподшипники; 7 – шкив; 8 – крышка

•        Оснастка талевой системы - это  последовательность навивки каната  на шкивы кронблока и талевого  блока исключающая трение ветвей  друг о друга. Оснастка определяется  числом шкивов, находящихся в  работе.
•        Существует два типа оснасток: параллельная, когда ось талевого блока параллельна оси кронблока, и крестовая, когда оси талевого блока и кронблока перпендикулярны.
•         Наиболее распространена крестовая оснастка. Она имеет то преимущество, что исключает закручивание талевого блока и трение струн каната друг о друга.

 

Оснастка  талевой системы 

Оснастка талевой  системы: а - однострунная; б — двухструнная; в — трехструнная; г — четырехструнная; д - шестиструнная

• Применяют стальные круглые шестипрядные канаты тросовой конструкции, которые получают в результате двойной свивки. Проволоку свивают в пряди, которые, в свою очередь, свиваются в канат.
• В одной пряди находится от 19 до 37 проволок.
• В середине устанавливают сердечник.
• В зависимости от материала сердечника существуют два типа талевых канатов:
• МС - с металлическим сердечником;
• ПС – с пластмассовым сердечником

 
 

Талевый канат

                Буровой крюк предназначен для подвешивания бурильных и обсадных колонн. В процессе бурения крюк:

• удерживает подвешенный на штропе вертикально перемещающийся вертлюг с вращающейся бурильной колонной;
• воспринимает крутящий момент, возникающий на опоре вертлюга при вращении бурильной колонны ротором;
• обеспечивает автоматическое запирание центрального рога после ввода в него штропа вертлюга;
• когда ведущая труба находится в шурфе при переходе от спускоподъемных операций к бурению, освобождает штроп вертлюга с ведущей трубой, устанавливаемой в шурф;
• при переходе от бурения к спускоподъемным операциям, надёжно удерживает в зеве крюка штроп вертлюга при внезапных остановках в скважине спускаемой колонны.

                 

                   

Штропы бурильные двухструнные предназначены для подвешивания элеваторов к крюкам буровых установок при проведении спускоподъемных операций в процессе бурения нефтяных и газовых скважин.

                Крюк

При СПО крюк обеспечивает:

• надёжное удержание штропов при спуске и подъёме бурильной или обсадной колонны;
• лёгкий поворот и манипулирование в процессе захвата или освобождении свечей;
• разгрузку резьб замковых соединений;
• отвеса свечи при её отвинчивании от бурильной колонны;
• автоматический приподъём отвинченной от колонны свечи при её подъёме на высоту несколько большую длины замковой резьбы;
• автоматическую установку элеватора в заданной позиции для захвата очередной свечи.

            Буровые лебедки являются основным  механизмом спуско-подъемного комплекса буровой установки.

             Буровые лебедки предназначены для выполнения следующих операций технологического процесса строительства скважин:

• спуск и подъем буровых труб;
• спуск обсадных труб;
• подача инструмента на забой;
• передача вращения ротору при отсутствии индивидуального привода ротора;
• придание ускорения инструменту (ударному долоту, желонке и т.д.);
• аварийный подъем инструмента.

 
 

Буровые лебедки

      Роторы предназначены для вращения бурильного инструмента и поддержания при помощи клиньев колонны бурильных труб при бурении скважины.

      В зависимости от диаметра  отверстия в столе ротора, они  делятся на следующие виды:

                 Р 360 

                 Р 460

                 Р 560

                 Р 700

                 Р 950

                 Р 1260 

Ротор

• В процессе бурения крюкоблок соединен с вертлюгом
• Вертлюг – один из основных узлов механизма подачи бурового раствора, несет на себе наибольшую нагрузку в процессе бурения и от его надежности зависит безотказная работа всей буровой установки. Вертлюг обеспечивает подачу промывочной жидкости через буровой рукав от неподвижного стояка манифольда во вращающуюся колонну бурильных труб и поддержание вращающегося инструмента при бурении.

 

Система промывки

         Буровые насосы предназначены  для обеспечения процесса промывки  при пробуривании скважины, нагнетания в скважину бурового раствора с целью очистки забоя и ствола от выбуренной породы и выноса ее на поверхность, охлаждения долота и приведения в действие забойных двигателей гидравлического типа.

      Бывают 2 видов:

      -двухпоршневые насосы

      двухстороннего действия- ДУПЛЕКС (УНБ-600)

      - трехпоршневые насосы одностороннего действия-ТРИПЛЕКС (УНБТ-950) 
 
 

Буровые насосы

• Пневмокомпенсаторы служат для выравнивания пульсации давления, которое вызывается колебаниями подачи жидкости из-за неравномерной скорости движения поршней в насосах.

 

• Пневмокомпенсатор представляет собой закрытый сосуд, заполненный сжатым азотом. При подаче жидкости объём газа в нём уменьшается и в результате этого начальное давление газа возрастает до рабочего давления насоса. При работе насоса, объём газа в пневмокомпенсаторе периодически изменяется в пределах изменения подачи насоса за один двойной ход. Давление в пневмокомпенсаторе стабилизируется по мере приближения начального давления газа к рабочему давлению насоса, при этом достигается максимально возможное выравнивание пульсации давления и скорости жидкости, нагнетаемой в бурильную колонну.

 

• Для предохранения  газа от утечек и растворения прокачиваемой  жидкости пневмокомпенсаторы снабжаются разделителем диафрагменного или поршневого типа.

 

Пневмокомпенсаторы

Пневмокомпенсатор

• Приготовление буровых растворов может осуществляться в механических мешалках и гидравлических смесителях.
• В настоящее время в отечественной практике для приготовления буровых растворов широко применяются порошкообразные материалы. Для приготовления буровых растворов из этих материалов используют следующее оборудование: блок приготовления раствора (БПР), выносной гидроэжекторный смеситель, гидравлический диспергатор, емкости ЦС, механические и гидравлические перемешиватели, поршневой насос.

 

Оборудование  для приготовления  и очистки бурового раствора 

Схема вибросита 

Для очистки бурового раствора от шлама используется комплекс различных механических устройств: вибрационные сита (рис. 6.16.), гидроциклонные шламоотделители (рис. 6.17.), сепараторы

     Превентор (от лат. Praevenio — предупреждаю) — противовыбросовое устройство, устанавливаемое на устье скважины с целью её герметизации в чрезвычайных ситуациях при бурении.