л 3
.docx
Кафедра: НТиТ Направление: ТМиО |
Изучение конструкций и принципы бурового и промыслового оборудования. Часть 1. Буровая установка. |
Лабораторная работа №3 |
Буровая установка -один из видов нефтегазового оборудования. Является комплексом оборудования и буровых сооружений, предназначенных для бурения нефтегазовых скважин. Буровые установки для разработки и разведки нефтяных и газовых месторождений в общем виде включают в себя: - Спускоподъемное оборудование (кронблок, лебедка, крюкоблок) - Циркуляционное оборудование (буровые насосы, вертлюги, емкости, манифольды) - Буровые сооружения (буровые вышки, мостики, основания вышки, стеллажи) - Противовыбросное оборудование - Оборудование для приготовления буровых растворов (шламовые насосы, гидроворонки, гидромешалки) - Силовое оборудования для привода лебедки, буровых насосов, ротора (дизельные двигатели, электрические двигатели) Все буровые установки комплектуются приводом главных механизмов (дизельный с механической трансмиссией или электрический с цифровой системой плавного регулирования) В некоторых случаях возможна комплектация независимым приводом ротора Кинетическая основа буровой установки - подъемный механизм Подъемный механизм запускается при возникновении динамической нагрузки. Динамические нагрузки возникают при спускоподъемных операциях вследствие действия ускорения или замедления, а также упругих колебаний, создаваемых во время переходных процессов. В качестве источников динамических нагрузок выступают толчки и удары, возникающие при подхвате колонны труб и переходах талевого каната на последующий слой навивки. Динамической нагрузке также могут способствовать зазоры и монтажные смещения в сочленениях узлов и деталей подъемного механизма и его привода.
Рис 1.
Буровые установки применяются:
По функциональному назначению буровые установки делятся на:
Конструкция буровых установок
Исполнительные органы (главные) - лебедка, ротор, вышка, талевая система, вертлюг, буровой насос, циркуляционная система. Энергетические органы - дизельные двигатели, электродвигатели, приводы, силовая гидросистема, пневмо-гидросистема Вспомогательные органы -механизмы передвижения, вспомогательная лебедка, металлоконструкции, системы освещения, системы водоснабжения, системы отопления, системы вентиляции и др. Органы информации - контроль параметров бурения Рис 2. Буровая установка
Буровая вышка
Буровая вышка - это ключевой узел в оборудовании буровых установок. Выполняет следующие функции:
3. Размещение талевой системы и средств механизации спускоподъёмных операций, в частности механизмов АСП, КМСП или платформы верхового рабочего, устройства экстренной эвакуации верхового рабочего, системы верхнего привода и вспомогательного оборудования. Классификация буровых вышек Буровые вышки классифицируются: По назначению - для капитального ремонта скважин и соответствующих агрегатов, для морских буровых установок, для передвижных буровых установок, для стационарных буровых установок. По конструкции - мачтовые, башенные. Башенные вышки Башенные вышки изготовляются с гибкой и жесткой решетками. Известны конструкции башенных вышек, ноги которых изготовлены из сварных четырехгранных ферм либо из труб большого диаметра. Вышки этих типов называют пилонными. Независимо от конструктивной схемы башенные вышки характеризуются высокой жесткостью и сопротивляемостью кручению под действием момента сил, создаваемого натяжением неподвижной и ходовой струн талевого каната. Однако вследствие большого числа болтовых соединений сборка башенных вышек сопряжена с большой трудоемкостью. Отсутствие связей между ногами пилонных вышек способствует повышению их монтажеспособности и улучшает обзор вышки со стороны мостков. Рис 3. Башенная вышка представляет собой четырехгранную усеченную пирамиду, состоящую из четырех наклонно расположенных ног 6, связанных между собой поясами 8 и гибкими диагональными тягами 7. В рассматриваемой конструкции ноги и пояса вышки изготовлены из труб, а диагональные тяги — из круглого стального проката. На наголовнике вышки устанавливаются цельносварная подкронблочная рама, козлы 1 и подкронблочная площадка 2. Козлы снабжены блоком, используемым при монтаже вышки, замене кронблока и подъеме других тяжестей. Балконы 4 я 5 предназначены для работы второго помощника бурильщика (верхового) при ручной расстановке бурильных свечей длиной 36 и 27 .Каждый балкон состоит из четырех площадок 10, каркаса укрытий и оборудован пальцами 12 с шарнирной головкой для установки свечей и люлькой 11 для верхового, размещенной относительно оси скважины на расстоянии, достаточном для прохода талевого блока. При чрезмерном удалении люльки ухудшаются условия работы верхового. На высоте около 15 м находится площадка для обслуживания стояка манифольда буровых насосов и бурового рукава. В соединениях без фланцев в результате деформации контактирующих поверхностей при перебазированиях и разборках вышки происходит ослабление посадок в стыках.Пояса и диагональные тяги болтами соединяются с приваренными к ногам вышки косынками 13. Стойки ног и пояса вышки изготовляют из труб, диагональные тяги — из крупного проката. В другой модификации, отличающейся жесткой комбинированной крестовой решеткой, ноги вышки изготовляют из двух крестооб-• разно расположенных угольников, а пояса и раскосы — из угольников меньшего размера.
Мачтовые вышки Мачтовые вышки подразделяются на двухмачтовые (А-образные) и одномачтовые (с открытой передней гранью). Обе конструкции изготовляют из цельносварных габаритных секций трехгранного или прямоугольного сечения, соединяемых между собой быстроразъемными или фланцевыми соединениями. Преимущества их состоят в быстрой сборке вышки, хорошей просматриваемости, пониженной металлоемкости по сравнению с башенными буровыми вышками и возможности более удобного и легкого расположения механизмов СПО.
Талевая система Талевая система буровых установок предназначена для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное ( вертикальное), перемещения крюка и уменьшения нагрузки на ветви каната. Через канатные шкивы кронблока и талевого блока в определенном порядке пропускается стальной талевый канат, один конец которого крепится неподвижно и называется неподвижным концом. Другой конец называется ходовым ( ведущим) и крепится к барабану лебедки. Талевая система - полиспастный механизм, состоящий из трех компонентов: кронблок талевый блок стальной канат Кронблок - неподвижная часть талевой системы, монтируется на верхней раме мачты или на подкронблочных балках вышки. Талевый блок - подвижная частью талевой системы, подвешивается к кронблоку на талевом канате и соединяется с бурильными или обсадными трубами с помощью вертлюжной скобы, крюка или элеватора Кронблок и Талевый блок предназначены непосредственно для выполнения спускоподъемных операций Стальной канат обеспечивает гибкую связь между буровой лебёдкой и механизмом крепления неподвижного конца каната Важный технологический момент талевой системы - ее оснастка Под оснасткой талевой системы понимается подвешивание в определенной последовательности каната на шкивы талевого бока и кронблока с целью предотвращения перекрещивания каната и предупреждения трения его частей друг о друга Рис 6. Талевые системы В разведочном бурении активно применяются следующие типы талевых систем: талевая система с креплением свободного конца каната к основанию буровой установки (на схеме б и в) с креплением свободного конца каната к кронблоку (на схеме г) с креплением свободного конца каната к талевому блоку (на схеме д) Спускоподъемные операции на прямом канате (на схеме а) выполняются только в случае небольших нагрузок на крюк
Циркуляционная система буровой установки
Циркуляционная система буровой установки включает в себя комплекс элементов, связанных с движением, распределением, обработкой, отводом и хранением жидкости, необходимой в процессе бурения скважин. В число функций, выполняемых при помощи различных компонент циркуляционной системы буровой установки, входит:
Рис 7. Циркуляционная система
Противовыбросовое оборудование
Противовыбросовое оборудование (ПВО) - это комплекс оборудования, предназначенный для герметизации устья нефтяных и газовых скважин при их строительстве и ремонте. Использование ПВО позволяет повысить безопасность ведения работ, обеспечить предупреждение выбросов и открытых фонтанов. В России применение ПВО регламентирует ГОСТ 13862-90 «Оборудование противовыбросовое. Типовые схемы, основные параметры и технические требования к конструкции» ПВО обеспечивает проведение следующих технологических операций: -герметизация скважины; -спуск-подъем колонн бурильных труб при герметизированном устье; -циркуляция бурового раствора с созданием регулируемого противодавления на забой и его дегазацию; -управление гидроприводами оборудования. ПВО включает стволовую часть, превенторы и манифольд. Стволовая часть включает ПВО, оси стволовых проходов которых совпадают с осью ствола скважины и которые последовательно установлены на верхнем фланце колонной обвязки. Стволовая часть включает превенторы, устьевые крестовины, надпревенторную и другие дополнительно устанавливаемые катушки, разъемный желоб и герметизатор. Манифольд состоит из элементов трубопроводной арматуры и трубопроводов, соединенных по определенной схеме с линиями дросселирования и глушения.
Манифольды предназначены для обвязки блока превенторов противовыбросового оборудования с целью управления нефтяной или газовой скважиной в процессе ликвидации газонефтепроявления. Устройство манифольда Манифольд противовыбросового оборудования состоит из коренных задвижек с ручным или ручным и гидравлическим управлением, двух блоков -дросселирования и глушения, включающих задвижки с ручным управлением, обратный клапан, регулируемые дроссели с ручным и дистанционным управлением, крестовины, тройники, гасители потока, показывающие манометры с разделителями сред, а также из напорных трубопроводов и пакетов трубопроводов низкого давления.
Спуско-подъемный комплекс Спуско-подъемный комплекс (СПК) буровой установки – совокупность агрегатов, механизмов, органов управления ими и сооружений, служащих для спуска, подъема и удержания на весу бурильной и обсадных колонн и обеспечения технологически необходимых манипуляций с ними при проводке скважины. С использованием СПК выполняются следующие виды работ: -спуск и подъем бурильной колонны для замены изношенного породоразрушающего инструмента. При этом нагрузка на СПК не превышает величины параметра номинальной грузоподъемности буровой установки; -частичная разгрузка веса бурильной колонны на забой в процессе бурения и подача бурильного инструмента в скважину со скоростью, равной скорости разрушения горной породы на забое. При этом нагрузка на СПК меньше веса бурильной колонны на величину, равную нагрузке на долото; -перемещение бурильной колонны в скважине при проработке ствола с целью устранения затяжек инструмента, а также при подготовке ствола скважины при спуске в него обсадных колонн. При это нагрузка на СПК близка к весу бурильной колонны; -дополнительные технологические и аварийные работы, связанные с приподъемом, спуском и расхаживанием обсадных колонн, ликвидацией прихватов инструмента и колонн в скважине, работой в искривленных и горизонтальных участках ствола скважины. При этом нагрузка на СПК превышает величину, равную весу бурильной колонны, и может приближаться к величине параметра максимальная грузоподъемность. В состав СПК входят: -буровая лебедка (тяговое устройство); -регулятор или автомат подачи долота; -талевая система, включающая кронблок, талевый блок, талевый канат, механизм крепления и перепуска талевого каната; -бурильный крюк; -буровая вышка; -механизм или автомат установки свечей за пальцем в фонаре буровой вышки. Вместо талевого блока и бурильного крюка может использоваться моноконструкция – крюкоблок Рис 8. 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.
Вывод: изучил конструкцию буровой установки.
Дата Работу выполнил: Работу принял: Малиновский Михаил Кожевников Александр Александрович Сергеевич
|