ЛИСТ ЗАМЕЧАНИЙ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ИСТОРИЯ СВП

НАЗНАЧЕНИЕ И ПРЕИМУЩЕСТВА ВЕРХНЕГО ПРИВОДА

ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СВП

АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕРХНЕГО ПРИВОДА

ВЫБОР СИСТЕМЫ ВЕРХНЕГО ПРИВОДА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Система верхнего привода (СВП) в последнее время становится наиболее популярным способом бурения нефтяных и газовых скважин. Этой системой оборудуются как импортные, так и отечественные буровые установки. СВП предназначена для быстрой и безаварийной проводки вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин при бурении, совмещая в себе функции вертлюга и ротора.

1 История свп

История СВП началась сравнительно недавно. В 1983 г. на смену классическому способу вращения буровой колонны при помощью Келли-штанги пришли буровые машины (DDM – Derrick Drilling Machine). Первая установка под названием DDM 650 DC была выпущена компанией Aker Kvaerner в 1984 г. Она имела электрический привод постоянного тока и грузоподъемность 650 т и предназначалась для морских буровых платформ.

Дальнейшее развитие этой системы привело к появлению гидравлического верхнего привода на установке DDM HY 500/650, выпущенной в 1987 году. Вследствие необходимости увеличения крутящего момента в 1989 г. были разработаны двухприводные установки: DDM 500/650 EL и DDM 650 HY.

В 1993 году на рынке появилась 2-х приводная установка DDM 650 EL "Frontier", обладающая мощностью 2100 л.с. и крутящим моментом 8800 Нм.

К 1996 г. способ бурения верхним приводом стал основным методом бурения морских скважин. Также очевидно, что значительная часть скважин на суше сейчас бурится с применением СВП.

Для продвижения СВП на новые рынки по всему миру компанией Maritime Hydraulics был разработан портативный СВП. Для малогабаритных скважин ("slim-hole") разработан портативный СВП, обеспечивающий высокоскоростное (600 об./мин.) бурение.

Производители СВП достаточно хорошо известны по всему миру. Из наиболее крупных можно назвать транснациональную корпорацию Aker Kvaerner, американскую компанию Canrig Drilling Technology, американскую корпорацию National Oilwell Varco (появилась в результате слияния компаний National Oilwell и Varco Drilling Equipment), итальянскую компанию Drillmec (раньше в составе корпорации Trevi Group производством СВП занималась другая итальянская компания – Soilmec).

Номенклатура СВП, производимых этими компаниями, широка и используется на буровых российских компаний "Черноморнефтегаз", "Роснефть", "Уренгойгазпром", "Газпром", ЛУКОЙЛ, "Сибнефть", "БК-Евразия" и других.

Американская компания TESCO в начале 1990-х первая начала производить и сдавать в аренду системы верхнего привода для наземных буровых установок, хотя в России системы производства TESCO стали распространяться несколькими годами позже конкурирующих.

Проектирование и производство отечественных СВП развивается также значительными темпами.

15 сентября 2002 г. "Объединенные машиностроительные заводы" (ОМЗ) на площадке Уралмашзавода провели презентацию первой отечественной системы верхнего привода СВП-320.

17 мая 2006 г. в присутствии представителя ОАО "Электромеханика" компанией "ПромТехИнвест" были успешно проведены гидравлические испытания верхнего силового привода ПВЭГ-225 и испытания на работоспособность аппарата.

6 июля 2006 г. на "Волгоградском заводе буровой техники" (ВЗБТ) состоялась презентация верхнего привода ИВПЭ-250 грузоподъемностью 250 тонн.

На сегодняшний день ведущим производителем СВП в России является компания "ПромТехИнвест". Производимые ей СВП используются на буровых установках компаний "Сургутнефтегаз", "Татнефть", "Роснефть", "БК-Евразия", а также в Белорусии и Венесуэле.

2 НАЗНАЧЕНИЕ И ПРЕИМУЩЕСТВА ВЕРХНЕГО ПРИВОДА

СВП являются принципиально новым типом механизмов буровых установок, обеспечивающих выполнение целого ряда технологических операций. В принципе верхний привод представляет собой подвижный вращатель с сальником-вертлюгом, оснащенный комплексом средств механизации СПО - силовой вертлюг.

Рассмотрим верхний привод фирмы ПромТехИнвест ПВЭГ-225

Привод верхний электрогидравлический ПВЭГ-225 предназначен для оснащения стационарных буровых установок. Используется для основного, наклонно направленного и горизонтального бурения нефтяных и газовых скважин. Грузоподъемность 225 тонн, максимальный крутящий момент 4900 кГм.

Привод состоит из силового вертлюга, двусторонней системы наклона штропов, шарового крана, направляющей балки, трубного манипулятора, а так же электрического и гидравлического контуров обслуживания.

ПВЭГ-225 состоит из подвесной части и наземного электроагрегата.

2.1 Назначение ПВЭГ-225

ПВЭГ-225 предназначен для комплектования буровых установок для работ на нефтяных и газовых скважинах.

ПВЭГ-225 обеспечивает:

1. вращение бурильной колонны, изменение скорости и направления;

2. торможение и остановку вращения бурильной колонны, ее растормаживание;

3. свинчивание, докрепление, раскрепление и развинчивание переводников с бурильной колонной;

4. бесступенчатую "азимутальную" ориентацию и удержание в заданном положении бурильной колонны;

5. создание и изменение крутящего момента;

6. удержание бурильной колонны при отсутствии вращения и при вращении колонны;

7. горизонтальное перемещение вала вертлюга с удержанием его оси соосно бурильной колонне, при одновременных перемещениях ствола вверх или вниз;

8. горизонтальное перемещение элеватора;

9. поворот трубного манипулятора (элеватора) в горизонтальной плоскости с дискретной фиксацией положений;

10. подачу и удаление бурильных труб ("свечей") при наращивании бурильной колонны и ее подъеме из скважины;

11. герметизацию внутритрубного пространства при газо-, нефте- и водопроявлениях;

12. прогрев гидравлической жидкости и прокачку силовых гидромагистралей;

13. механизированную подачу-сворачивание шлангов гидравлических магистралей;

14. дистанционное электрогидроуправление гидрооборудованием;

15. работу с геофизическими (телеметрическими) приборами диаметром менее 70 мм.

Таблица 2.1 Характеристика ПВЭГ-225

Характеристика	Значение
Производитель	ПромТехИнвест/Электромеханика
Наименование	ПВЭГ-225
Тип	ВСП
Грузоподъемность, не менее, т	225
Привод	Гидравлический
Максимальный крутящий момент, Нм (кг*м)	48100 (4900)
Максимальная скорость (частота) вращения выходного вала, рад/сек. (об./мин.)	10,5 (100)
Масса подвесной части (без направляющей балки), кг	4500
Масса гидроагрегата, кг	8000
Масса направляющей балки с узлами крепления к мачте, кг	4500
Габаритные размеры основных составных частей, не более, мм: подвесная часть (без направляющей балки)	5575х1268х945
Габаритные размеры основных составных частей, не более, мм: направляющая балка	37000х300х220
Габаритные размеры основных составных частей, не более, мм: наземный гидроагрегат	6000х2500х2500

2.2 Преимущества верхнего привода заключаются в следующем:

1. Экономия времени на наращивание труб при бурении.

Наращивание колонны бурильных труб свечой длиной 28 метров позволяет устранить каждые два из трех соединений бурильных труб.

2. Уменьшение вероятности прихватов бурильного инструмента.

Силовой вертлюг позволяет в любой необходимый момент времени при спуске или подъеме инструмента элеватором в течение 2...3 минут соединить с бурильной колонной и восстановить циркуляцию бурового раствора и вращение бурильной колонны, тем самым предотвратить прихват инструмента.

3. Расширение (проработка) ствола скважины не только при спуске, но и при подъеме инструмента.

4. Повышение точности проводки скважин при направленном бурении. При использовании отклонителя с гидравлическим забойным двигателем для измерения угла скважины свечу можно удерживать в заданном положение по всей длине свечи, что приводит к лучшей ориентации колонны и меньшему числу контрольных съемок.

5. Повышение безопасности буровой бригады.

Возможность вести наращивание свечой, а не одной трубкой снижает число используемых соединений, что уменьшает вероятность несчастных случаев.

6. Снижение вероятности выброса флюида из скважины через бурильную колонну. Наличие механизированного сдвоенного шарового крана (превентора) позволяет быстро перекрыть внутреннее отверстие в колонне, тем самым предотвратить разлив бурового раствора при отсоединении ствола силового вертлюга от свечи. Вся операция проводится бурильщиком без участия остальных членов буровой бригады.

7. Облегчение спуска обсадных труб в зонах осложнений за счет вращения. Возможность вести спуск обсадной колонны с вращением и промывкой обсадных труб при добавлении специального переводника для обсадных труб.

8. Повышение качества керна.

Бурение на всю длину свечи без наращивания однотрубками улучшает качество керна, снижает число рейсов.

9. Обеспечение точного крутящего момента при свинчивании и докреплении резьб. Использование радиально-поршневых гидромоторов дает возможность получать точный и плавный меняющийся вращательный момент докрепления для каждого соединения, что увеличивает срок службы бурильной свечи.

10. Использование радиально-поршневых гидромоторов позволяет получать большой крутящий момент на валу при небольшой частоте вращения. Аксиально-поршневой насос дает возможность реверсирования и плавного регулирования подачи, также обладает высоким коэффициентом полезного действия.

Функции, выполняемые верхним приводом:

• захват трубы (колонны труб) для подъема;

• захват трубы (колонны труб) для свинчивания (развинчивания);

• свинчивание (развинчивание) резьбовых соединений труб;

• соединение с напорной магистралью (стволом) для промывки (очистки) скважины;

• бурение (бурового снаряда);

• укладка труб.

3 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СВП

Подвижная часть СВП состоит из вертлюга-редуктора, который на штропах подвешен на траверсе талевого блока. На верхней крышке вертлюга-редуктора установлены два радиально- поршневых гидромотора. Один конец вала гидромотра через эластичную муфту соединен с быстроходным валом редуктора. На другом конце установлен гидротормоз. К корпусу вертлюга - редуктора крепится параллелограммный механизм и гидропривод отклонения вертлюга от направляющей балки. Между талевым блоком и вертлюгом-редуктором установлена система разгрузки резьбы - газогидравлический компенсатор подвески, обеспечивающий автоматический вывод резьбовой части ниппеля замка бурильной трубы из муфты при развинчивании и ход ниппеля при свинчивании замка. При этом исключается повреждение резьбы.

Трубный манипулятор может разворачивать элеватор в нужную сторону: на мостки, на шурф для наращивания или в любую другую сторону при необходимости. Гидравлический зажим служит для захвата и удержания от вращения верхней муфты трубы во время свинчивания (развинчивания) с ней ствола вертлюга.

Между ниппелем и стволом вертлюга навернут ручной шаровой кран для неоперативного перекрытия внутреннего отверстия ствола вертлюга. Для оперативного перекрытия отверстия ствола вертлюга перед отводом установлен внутренний превентор (двойной шаровой кран), который одновременно служит для удержания остатков промывочной жидкости после отвинчивания бурильной колонны.

Вертлюжная головка служит для передачи рабочей жидкости с невращающейся части системы верхнего привода на вращающуюся часть и позволяет не отсоединять гидравлические линии, когда трубный манипулятор вращается с бурильной колонной при бурении, при проработке скважины или позиционировании механизма отклонения штропов элеватора.

Система отклонения штропов предназначена для отвода и подвода элеватора к центру скважины. Система отклонения штропов представляет собой штропы, подвешенные на боковых рогах траверсы. К штропам крепятся гидроцилиндры отклонения штропов.

Главная особенность СВП - возможность монтировать его в любое время проводки скважины, практически не прерывая бурения.

1 - газогидравлический компенсатор подвески; 2 – гидротормоз; 3 – гидромотор;

4 – вертлюг; 5 - гидравлический захват; 6 – трубный манипулятор;

7 – направляющая балка; 8 – шаровой кран с гидроприводом; 9 – гидропривод отклонения штропов элеватора; 10 – опорно-поворотное устройство;

11 – параллелограммный механизм; 12 - гидропривод отклонения вертлюга от направляющей балки; 13 – ползун; 14 – верхний подвес

Рисунок 3.1– Состав подвесной части ПВЭГ-225

1 – контейнер; 2 - система хранения и механизированной подачи рукавов высокого давления; 3- теплообменник; 4 - гидробак с системой подогрева;

5 - вспомогательный электронасосный агрегат; 6 - основной электронасосный агрегат; 7 - системы электроавтоматики и управления

Рисунок 3.2 – Состав электрогидроагрегата

4 ЗАРУБЕЖНЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ СИСТЕМ ВЕРХНЕГО ПРИВОДА

Производители СВП достаточно хорошо известны по всему миру. Из наиболее крупных можно назвать транснациональную корпорацию Aker Kvaerner, американскую компанию Canrig Drilling Technology, американскую корпорацию National Oilwell Varco (появилась в результате слияния компаний National Oilwell и Varco Drilling Equipment), итальянскую компанию Drillmec (раньше в составе корпорации Trevi Group производством СВП занималась другая итальянская компания – Soilmec) и др.

Номенклатура СВП, производимых этими компаниями, широка и используется на буровых российских компаний "Черноморнефтегаз", "Роснефть", "Уренгойгазпром", "Газпром", ЛУКОЙЛ, "Сибнефть", "БК-Евразия" и других.