11-20

Билет 11 1 Привод бур уст.

Приводом буровой установки называется совокупность двигателей и регулирующих их работу трансмиссий и устройств, преобразующих тепловую или электрическую энергию в механическую, управляющих механической энергией и передающих ее исполнительному оборудованию — насосам, ротору, лебедке и др. Мощность привода (на входе в трансмиссию) характеризует основные его потребительские и технические свойства и является классификационным (главным) параметром.

Взависимости от используемого первичного источника энергии приводы делятся на автономные, не зависящие от системы энергоснабжения, и неавтономные, зависящие от системы энергоснабжения, с питанием от промышленных электрических сетей. К автономным приводам относятся двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с механической, гидравлической или электропередачей - pppa.ru. К неавтономным приводам относятся: электродвигатели постоянного тока, питаемые от промышленных сетей переменного тока через тиристорные выпрямительные станции управления; электродвигатели переменного тока с гидравлической либо электродинамической трансмиссией или регулируемые тиристорными системами.

Всоответствии с кинематикой установки привод может иметь три основных исполнения: индивидуальный, групповой и комбинированный или смешанный.

Индивидуальный привод — каждый исполнительный механизм (лебедка, насос или ротор) приводится от электродвигателей или ДВС независимо друг от друга. Более широко этот вид привода распространен с

электродвигателями. При его использовании достигается высокая

маневренность в компоновке и размещении бурового оборудования на основаниях при монтаже.

Групповой привод — несколько двигателей соединены суммирующей трансмиссией и приводят несколько исполнительных механизмов. Его применяют при двигателях внутреннего сгорания.

Комбинированный привод — использование индивидуального и группового приводов в одной установке. Например, насосы приводятся от индивидуальных двигателей, а лебедка и ротор от общего двигателя - pppa.ru. Во всех случаях характеристики привода должны наиболее полно удовлетворять требуемым характеристикам исполнительных механизмов.

Потребителями энергии буровой установки являются: в процессе бурения — буровые насосы, ротор (при роторном бурении), устройства для приготовления и очистки бурового раствора от выбуренной породы; компрессор, водяной насос и др.; при спуске и подъеме колонны труб — лебедка, компрессор, водяной насос и механизированный ключ.

Приводы также делятся на главные (приводы лебедки, насосов и ротора) и вспомогательные (приводы остальных устройств и механизмов установки) - pppa.ru. Мощность, потребляемая вспомогательными устройствами, не превышает 10—15% мощности, потребляемой главным оборудованием.

Гибкость характеристики — способность силового привода автоматически или при участии оператора в процессе работы быстро приспосабливаться к изменениям нагрузок и частот вращения исполнительных механизмов. Гибкость характеристики зависит от коэффициента приспособляемости, диапазона регулирования частоты вращения валов силового привода и приемистости двигателя.

Коэффициент гибкости характеристики определяется отношением изменения частоты вращения к вызванному им отклонению момента нагрузки. Он пропорционален передаточному отношению и обратно пропорционален коэффициенту перегрузки.

Приемистостью называется интенсивность осуществления переходных процессов, т.е. время, в течение которого двигатель и силовой привод реагируют на изменение нагрузки и изменяют частоту вращения.

Приспособляемость — свойство силового привода изменять крутящий момент и частоту вращения в зависимости от момента сопротивления. Собственная приспособляемость — свойство двигателя приспособляться к внешней нагрузке - pppa.ru. Искусственная приспособляемость — свойство трансмиссий приспосабливать характеристику двигателя к изменению внешней нагрузки.

Приводы буровых установок Привод буровой установки может быть дизельным, электрическим, дизель -

электрическим и дизель-гидравлическим. Дизельный привод применяют в районах, не обеспеченных электроэнергией необходимой мощности. Электрический привод от электродвигателей переменного и постоянного тока отличается простотой в монтаже и эксплуатации, высокой надежностью и экономичностью, но применим только в электрифицированных районах.

Дизель-электрический привод из дизеля, который вращает генератор, питающий, в свою очередь, электродвигатель. Дизель-гидравлический привод состоит из двигателя внутреннего сгорания и турбопередачи. Последние два типа привода автономны, но в отличие от дизельного не содержат громоздких коробок перемены передач и сложных соединительных частей, имеют удобное управление, позволяют плавно изменять режим работы лебедки или ротора в широком диапазоне.

2. Требования к конструкции и креплению скважины.

Конструкция скважины – состав и взаимное расположение ее частей. Понятие конструкции скважины включает следующие характеристики её горной и технической составляющих 1. Глубина (протяженность) скважины.2. Число обсадных колонн, спускаемых в скважину, глубина ихспуска, длина (протяженность), номинальный диаметр обсадныхколонн и интервалы их цементирования.3. Диаметр ствола скважины под каждую обсадную колонну.

Конструкция скв.-сов-ть колонн обсадных труб спускаемых в пробуренный ствол и закрепленных в нем и отличающихся по размерам,материалам, назначению.

Основные требования к конструкц скв- 1)обеспечение надежного перекрытия пройденных пород и герметизация заколонного пространства 2)эффективная фиксация колонн в стволе скв.

3)длительная беупречная безаварийная работа

4)обеспечение возможнности проведения различных технологий процессов с учетом перспективных технологий на срок до 20-ти лет.

5)возможность проведения различных способов эксплуатации

6)Проведение всех видов исследования глубинными приборами

7)наименьшие потери при подъёме ж-ти

8)сохранение стабильности(не изменяя свои характеристики после проведения технологических операций а также во времени) (с) Мохов.

Или как в шпорах Требования к конструкции скважины.

Конструкция скважины в части надежности, технологичности и безопасности должна обеспечивать РД 08-624-03 (п. 2.3.1):

1.Максимально возможное использование пластовой энергии продуктивных горизонтов в процессе эксплуатации за счет выбора оптимального диаметра ЭК и возможности достижения проектного уровня гидродинамической связи продуктивных отложений со стволом скважины.

2.Применение эффективного оборудования, оптимальных способов и режимов эксплуатации, поддержания пластового давления, теплового воздействия и других методов повышения нефтеотдачи пластов.

3.Условия безопасного ведения работ без аварий и осложнений на всех этапах строительства и эксплуатации скважины.

4.Получение необходимой горно-геологической информации по вскрываемому разрезу.

5.Условия охраны недр и окружающей среды, в первую очередь за счет прочности и долговечности крепи скважины, герметичности ОК и кольцевых пространств, а также изоляции флюидосодержащих горизонтов друг от друга, от проницаемых пород и дневной поверхности.

6.Максимальную унификацию по типоразмерам обсадных труб и ствола скважины.

3.Технология бурения наклонно напраленных скважин. Особенности технологии бурения горизонтальных скважин.

Вертикальная скважина – скважина, отклонение которой от вертикали, проходящей через ее устье, находится в допустимых пределах. Наклонно направленная скважина – скважина, которая целенаправленно бурится по заданной траектории с отклонением забоя от вертикали, проходящей через устье скважины.

Горизонтальная скважина – наклонно направленная скважина, конечный интервал которой проходит по простиранию полого падающего или горизонтального пласта или с незначительным отклонением от горизонтали.

Технология бурения наклонных скважин.

Специфика бурения наклонных скважин определяется наличием операции ориентирования КНБК, которое заключается в установке плоскости искривления отклоняющего комплекса. (отклонитель 1-2,5 градуса) Ориентирование:

1.Визуальное (при небольших глубинах скважин).

2.Косвенное – спуск измерительных приборов внутрь БК.

3.Телеметрическое.

Критерии выбора рационального способа ориентирования:

1.Величина зенитного угла.

2.Расстояние месторождения отклоняющей системы от устья. Процесс ориентирования отклоняющих систем:

1.Определение положения отклонителя в скважине.

2.Вычисление необходимого угла поворота отклонителя и поворот с поверхности БК ротором.

3.Контрольное определение положения отклонителя в скважине. Основные этапы работ по бурению бокового ствола.

1.Обследование ОК и выбор места для вырезания окна.

2.Вырезание участка ОК.

3.Установка цементного моста в интервале окна в ОК,

4.Ориентирование отклонителя забуривания бокового ствола и углубления его в соответствии с проектным профилем.

5.Проведение комплекса ГИС.

6.Оборудование ПЗС.

7.Перфорация ЭК.

Необходимость наклонных скважин возникает при специфическом ландшафте или при желании обойти какое-нибудь подземное препятствие. Например, очень твердую породу, резко повышающую расход инструмента. Покупка или восстановление буров – недешевое мероприятие и их берегут. Так же как и сами буровые установки. Технология же выполнения наклонных скважин хорошо отработана и резко вызывает сложности.

Существуют два способа наклонно-направленное бурение на нефть и газ. Первый (распространён в США) представляет собой прерывистый процесс проводки скважин c использованием роторного бурения (применяется c нач. 20в.). При этом способе c забоя скважины долотом меньшего диаметра, чем диаметр ствола скважин, забуривается углубление под углом к оси скважины на длину бурильной трубы (рис.2) c помощью съёмного или несъёмного клинового либо шарнирного устройства (рис. 3, рис. 4).

Рис. 2. Схема бурения клиновым устройством.

Полученное таким образом направление углубляется и расширяется. Дальнейшее бурение ведётся долотом нормального диаметра c сохранением направления c помощью компоновки низа бурильной колонны, оснащённой стабилизаторами.

Второй способ, предложенный P. A. Иоаннесяном, П. П. Шумиловым, Э. И. Тагиевым и M. T. Гусманом в нач. 40-x гг. 20 в., основан на использовании турбобура либо др. забойного двигателя. Этот способ представляет собой непрерывный процесс набора искривления и углубления скважины долотом нормального диаметра. При этом способе для набора искривления используется такая компоновка низа бурильной колонны, при которой на долото в процессе бурения действует сила, перпендикулярная его оси (отклоняющая сила). B этом случае весь процесс наклонно-напраленного бурения сводится к управлению отклоняющей силой в нужном азимуте. Создание отклоняющей силы может осуществляться различными путями. Если турбобур односекционный, то для получения необходимой отклоняющей силы достаточно иметь над турбобуром переводник c перекошенными резьбами, либо искривлённую бурильную трубу (рис. 5).

Отклонители Назначение отклоняющих устройств — создание на долоте отклоняющего

усилия или наклона оси долота к оси скважины в целях искусственного искривления ствола скважины в заданном или произвольном направлении. Их включают в состав компоновок низа бурильных колонн. Они отличаются своими особенностями и конструктивным выполнением.

В турбинном бурении в качестве отклоняющих устройств применяют кривой переводник, турбинные отклонители типа ТО и ШО, отклонитель Р-1, отклонитель с накладкой, эксцентричный ниппель и др.; в электробурении — в основном механизм искривления (МИ); в роторном бурении — отклоняющие клинья, шарнирные отклонители и др. Рассмотрим некоторые отклонители.

Рис. 6. Кривой переводник Кривой переводник (рис. 6) — это наиболее распространенный и простой в

изготовлении и применении отклонитель при бурении наклоннонаправленных скважин. Он представляет собой толстостенный патрубок с пересекающимися осями присоединительных резьб. Резьбу с перекосом 1 .40 нарезают в основном на ниппеле, в отдельных случаях — на муфте. Кривой переводник в сочетании с УБТ длиной 8 . 24 м крепят непосредственно к забойному двигателю.

Отклонитель Р-1 (рис. 7) выполняется в виде отрезка УБТ, оси присоединительных резьб которой перекошены в одной плоскости и в одном направлении относительно ее оси. Отклонитель Р-1 предназначен для набора зенитного угла до 90° и выше, изменения азимута скважины, зарезки нового ствола с цементного моста и из открытого ствола.

Рис. 7. Отклонитель Р-1

Особенности технологии бурения горизонтальных скважин

При бурении наклонно-направленных скважин (и тем более горизонтальных) применяют специальные навигационные системы, которые позволяют отслеживать местоположение долота. В состав компоновки низа бурильной

колонны включают специальный прибор, который замеряет необходимые параметры и передает их наверх, где они регистрируются и расшифровываются. Интересен способ передачи их наверх – через буровой раствор. Прибор, находящийся внизу, производит толчки, которые передаются через весь столб бурового раствора наверх.

Билет 12 1)Обоснование типа буровой установки

При выборе буровой установки необходимо учитывать ряд основных факторов: условный диапазон глубины бурения, допустимая нагрузка на крюке, электрофицированность района работ, цель бурения.

Буровая установка - это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций. Современные буровые установки включают в себя следующие составные части:

буровое оборудование (талевый механизм, насосы, лебедка, вертлюг, ротор, привод, топливомаслоустановка, дизель-электрические станции, пневмосистема); буровые сооружения (вышка, основания, сборно-разборные каркаснопанельные укрытия);

Требования, предъявляемые к буровым установкам, определяются условиями бурения. Из факторов, определяющих условия бурения, в первую очередь следует учитывать: природно-климатические и геологические; отдаленность от ремонтных баз и источников энергии; частоту перемещения на новые точки бурения; загазованность окружающей среды, загрязненность рабочих мест буровым промывочным раствором; необходимость обеспечения бесперебойного процесса бурения для устранения возможных осложнений в стволе скважины; высокую абразивность и коррозионную активность бурового промывочного раствора; стесненность рабочих мест и др.

Требования к буровым установкам разделяются на технические, эксплуатационные, технологические, экономические, социальные и специальные.

Технические требования заключаются в том, чтобы конструкция буровой установки отвечала новейшим достижениям науки и техники, а ее параметры соответствовали мировым стандартам. Машины и оборудование имели бы высокий коэффициент полезного действия (КПД), достаточную прочность, надежность и долговечность.

Эксплуатационные требования состоят в том, что в процессе эксплуатации работоспособность буровой установки будет поддерживаться проведением технического обслуживания и ремонтов. С этой целью необходимо обеспечить высокую ремонтопригодность буровой установки, т.е. доступность ее агрегатов для технического обслуживания и ремонта, возможность контроля технического состояния и замены быстроизнашивающихся узлов и деталей.

Технологические требования связаны с материальными и трудовыми затратами на изготовление буровых установок. К ним относятся:

простота конструкции машин, достигаемая максимальным упрощением их структурной схемы;

простота форм деталей, рациональный выбор материала и способа получения заготовок с целью экономии материала; оптимальные точность изготовления и шероховатость поверхности,

уменьшение размеров обрабатываемых поверхностей; правильный выбор допусков и посадок, обеспечивающий взаимодействие

деталей, взаимозаменяемость, соблюдение их размера для устранения подгоночных работ при сборке; максимальное использование стандартных и унифицированных узлов и деталей;

уменьшение номенклатуры режущего и крепежного инструментов, используемых при механической обработке и сборке.

Экономические требования связаны с необходимостью обеспечения минимальных производственных и эксплуатационных расходов, определяющих эффективность буровой установки. В сфере производства экономические требования удовлетворяются технологичностью конструкций, позволяющей при заданном объеме выпуска и конкретных производственных возможностях изготовить машину при наибольшей производительности труда и наименьшей себестоимости. Важное экономическое требование – экономия металла и других материалов путем снижения материалоемкости машин и оборудования. К эксплуатационным экономическим показателям относятся производительность механического бурения и спускоподъемных операций, время, затрачиваемое на подготовительно-заключительные, вспомогательные и ремонтные работы.

К социальным требованиям относятся безопасность работы, легкость управления и обеспечение нормальных условий труда для обслуживающего персонала Социальные требования должны рассматриваться как обязательные вследствие того, что условия работы буровиков относятся к тяжелым и опасным.

Специальные требования связаны с условиями работы буровых установок. Компоновочные схемы и расположение машин и всей установки выбираются с учетом удобств управления и обслуживания, а также ограничений в занимаемой площади, что особенно важно для работы в море и на пересеченной местности. Масса буровых машин должна соответствовать грузоподъемности промысловых кранов и транспортных средств. Буровая установка должна разбираться на транспортабельные и легко демонтируемые узлы. Электрооборудование должно иметь взрывобезопасное исполнение.

2)Особенности бурения скважин на шельфе.

Бурение скважин на море труднее и дороже, чем на суше. Обусловлено это наличием над придонным устьем скважины водного пространства, необходимостью применять специальные морские основания для размещения на них бурового оборудования и выполнения с них комплекса работ, связанных с проводкой скважины, сложными гидрологическими и