Буровое оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин реферат

Обновлено: 05.07.2024

Для выполнения операций технологии вращательного бурения требуются различные по функциональным назначениям машины, механизмы и оборудование.

Набор необходимых для бурения скважин машин, механизмов и оборудования, имеющих взаимосвязанные эксплуатационные функции и технические параметры, называется буровым комплексом. Центральным звеном бурового комплекса является буровая установка.

Буровая установка — это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций по строительству скважин.

Современные буровые установки включают следующие составные части:

буровое оборудование (талевый механизм, насосы, буровая лебедка, вертлюг, ротор, силовой привод и т.д.);
буровые сооружения (вышка, основания, сборно-расборные каркасно-панельные укрытия приемные мостки и стеллажи);
оборудование для механизации трудоемких работ (регулятор подачи долота, механизмы для автоматизации спуско-подъемных операций, пневматический клиновой захват для труб, автоматический буровой ключ, вспомогательная лебедка, пневмораскрепитель, краны для ремонтных работ, пульт контроля процессов бурения, посты управления);
оборудование для приготовления, очистки и регенерации бурового раствора (блок приготовления, вибросита, песко- и илоотделители, подпорные насосы, емкости для химических реагентов, воды и бурового раствора);
манифольд (нагнетательная линия в блочном исполнении, дроссельно-запорные устройства, буровой рукав);
устройства для обогрева блоков буровой установки (тепло генераторы, отопительные радиаторы и коммуникации для развода теплоносителя).

Буровая вышка.

Буровая вышка — это сооружение над скважиной для спуска и подъема бурового инструмента, забойных двигателей, бурильных и обсадных труб, размещения бурильных свечей (соединение двух-трех бурильных труб между собой длиной 25 – 36 м.) после подъема их из скважины и защиты буровой бригады от ветра и атмосферных осадков.

Различают два типа вышек: башенные и мачтовые. Их изготавливают из труб или прокатной стали.

Башенная вышка представляет собой правильную усеченную четырехгранную пирамиду решетчатой конструкции.

Вышки мачтового типа бывают одноопорные и двухопорные (А - образные). Последние наиболее распространены.

А - образные вышки более трудоемки в изготовлении и поэто му более дороги. Они менее устойчивы, но их проще перевозить с места на место и затем монтировать.

Грузоподъемность вышки — это предельно допустимая вертикальная статическая нагрузка, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины.

Высота вышки определяет длину свечи, которую можно из влечь из скважины и от величины которой зависит продолжительность спускоподъемных операций. Чем больше длина свечи, тем на мень шее число частей необходимо разбирать колонну бурильных труб при смене бурового инструмента. Сокращается и время последующей сбор- грузоподъемность вышек увеличиваются. Так, для бурения скважин на глубину 300 . 500 м используется вышка высотой 16 . 18 м, глубину 2000 . 3000 м — высотой — 42 м и на глубину 4000 . 6500 м — 53 м.

Размеры верхнего и нижнего оснований характеризуют условия работы буровой бригады с учетом размещения бурового оборудования, бурильного инструмента и средств механизации спускоподъемных операций. Размер верхнего основания вышек составляет 2x2 м или 2.6x2.6 м, нижнего 8x8 м или 10x10 м.

Общая масса буровых вышек составляет несколько десятков тонн.

Спуско-подъемный комплекс буровой установки

Спускоподъёмный комплекс буровой установки представляет собой полиспастный механизм, состоящий из кронблока, талевого (подвижного) блока, стального каната, являющегося гибкой связью между буровой лебёдкой и механизмом крепления неподвижного конца каната.

Кронблок устанавливается на верхней площадке буровой вышки . Подвижный конец А каната крепится к барабану лебедки 6, а неподвижный конец Б — через приспособление к основанию вышки.

К талевому блоку присоединяется крюк , на котором подвешивается на штропах элеватор для труб или вертлюг. В настоящее время талевый блок и подъёмный крюк объединены в один механизм — крюкоблок.

В состав комплекса для вращения бурильной колонны входит ротор , расположенный на полу буровой , вертлюг , подвешенный на крюке крюкоблока. Вертлюг посредством гибкого бурового рукава и стояка передаёт буровой раствор под давлением в бурильную колонну. Посредством вращателя и квадратной ведущей трубы крутящий момент ротора передаётся бурильной колонне и не передаётся талевой системе.

На рисунке показана схема циркуляции бурового раствора и примерное распределение потерь напора в отдельных элементах циркуляционной системы скважины глубиной 3000 м. Из резервуаров очищенный и подготовленный раствор поступает в подпорные насосы , которые подают его в буровые насосы. Последние перекачивают раствор под высоким давлением (до 30 МПа) по нагнетательной линии, через стояк, гибкий рукав, вертлюг , ведущую трубу к устью скважины . Часть давления насосов при этом расходуется на преодоление сопротивлений в наземной системе. Далее буровой раствор проходит по бурильной колонне (бурильным трубам, УБТ и забойному двигателю ) к долоту . На этом пути давление раствора снижается вследствие затрат энергии на преодоление гидравлических сопротивлений.

Затем буровой раствор вследствие разности давлений внутри бурильных труб и на забое скважины с большой скоростью выходит из насадок долота, очищая забой и долото от выбуренной породы. Оставшаяся часть энергии раствора затрачивается на подъём выбуренной породы и преодоление сопротивлений в затрубном кольцевом пространстве .

Поднятый на поверхность к устью отработанный раствор проходит по растворопроводу в блок очистки , где из него удаляются в амбар частицы выбуренной породы и поступает в резервуары с устройствами для восстановления его параметров; и снова направляется в подпорные насосы.

Нагнетательная линия (манифольд) состоит из трубопровода высокого давления, по которому раствор подаётся от насоса к стояку и гибкому рукаву , соединяющему стояк с вертлюгом . Манифольд оборудуется задвижками и контрольно-измерительной аппаратурой. Для работы в районах с холодным климатом предусматривается система обогрева трубопроводов.

Породоразрушающий инструмент.

Породоразрушающий инструмент (ПРИ) предназначен для разрушения горной породы на забое при бурении скважины.

👉По принципу разрушения породы ПРИ подразделяется на 3 группы:

v ПРИ режуще-скалывающего действия — применяется для разбуривания вязких, пластичных и малоабразивных пород небольшой твердости;

v ПРИ дробяще-скалывающего действия — применяется для разбуривания неабразивных и абразивных пород средней твердости, твердых, крепких и очень крепких;

v ПРИ истирающе-режущего действия — применяется для бурения в породах средней твердости, а также при чередовании высокопластичных маловязких пород с породами средней твердости и даже твердыми.

По назначению ПРИ подразделяется:

¨ Для бурения сплошным забоем (без отбора керна) — буровые долота;

¨ Для бурения по кольцевому забою (с отбором керна) — бурголовки;

¨ Для специальных работ в пробуренной скважине (выравнивание и расширение ствола) и в обсадной колонне (разбуривание цементного камня и т.д.).

Читайте также: