Госник

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРЕВЕНТОР. Герметизирует устье скважины при наличии в ней колонны, при этом сохраняя герметичность при протаскивании труб и при их проворачивании, расчетное время закрытия 30 секунд.

1 - корпус;

2 - резино-металлическая манжета;

3 - маслопроводы;

4 - поршень; А – камера для прекращения работы;

Б – камера для активизации работы.

Показатель надежности уплотнительных манжет – средняя наработка на отказ. Кольцевой уплотнитель (манжета) позволяет:

Шифр: ПУ-120-32;

Где ПУ – превентор универсальный; 120 – условный диаметр, мм; 32 – рабочее давление, МПа.

ВРАЩАЮЩИЙ ПРЕВЕНТОР. Он обеспечивает вращение, подъем и спуск бурильной колонны при герметизированном устье.

Шифр:ПВ-156-32;

Где ПВ – вращающий превентор; 156 – условный диаметр, мм; 32 – рабочее давление, МПа.

Характеристики:

1)условные диаметры 156…307 мм;

2)диаметр труб 73…140 мм;

3)рабочее давление 20…32 МПа;

4)масса 1,25…1,56 т.

Система управления превенторами является весьма ответственным устройством, которое должно обеспечивать быструю и надежную его работу. Агрегат для гидравлического управления превентором оборудован насосом, электроприводом, поддерживающим постоянное давление, и диафрагменным аккумулятором жидкости высокого давления. Аккумуляторы применяют в агрегатах для осуществления привода превенторов в любой момент. Емкость аккумулятора обычно составляет 0,15-0,3 м3. Заполняются они азотом или воздухом при давлении около 50 – 60% от рабочего.

Пневматическое и гидравлическое управления приводом имеют те преимущества перед электрическим, что закрытие превентора осуществляется вне зависимости от наличия электроэнергии на буровой в требуемый момент. Эти операции осуществляются за счет запаса энергии в резервуарах - аккумуляторах. Превентор управляется с пульта, расположенного вблизи поста бурильщика. Пульт управления для превенторов с гидравлическим приводом оборудован кранами, клапанами управления, манометрами и другими приборами. На этом же пульте размещены резервуар для жидкости и ручной аварийный насос.

Оборудование для обвязки устья скважины Спущенные в скважину обсадные колонны подвешиваются на колонных головках, которые осуществляют также герметизацию межтрубного пространства.

В верхней части кондуктора устанавливается фланец, на котором укрепляются клиновой захват н фланец первой обсадной колонны, а на верхней части спущенной обсадной колонны на клиньях и фланцах укрепляется вторая обсадная колонна и т. д. В обвязке столько колонных головок, сколько колонн в конструкции скважины.

23. Буровые вышки: основные геометрические параметры и типы. Определение высоты и нагрузок.

Устанавливается над устьем скважины и предназначена для установки талевого механизма, устройств для механизации СПО (спуско-подъемных операций) и размещения бурильных труб. Высоту вышки определяет высота свечи при СПО

Требования к вышкам:

1)надежность при заданной грузоподъемности;

2)работоспособность в различных климатических условиях без ремонта на весь заданный период эксплуатации;

3)мобильность при монтаже а также возможность перетаскивания в вертикальном положении на другую точку;

4)возможность размещения во внутреннем пространстве балкона для размещения 2 помощника бурильщика и механизмов АСП;

5)возможно меньшая стоимость и трудоемкость изготовления;

6)удобство обслуживания и безопасность работы персонала. технологически-конструкционные требования:

1)вышки расчитаны на работу в условиях умеренного климата при температурах не ниже 400 С , в условиях крайнего севера металлоконструкцию необходимо изготавливать из хладостойкого материала, в некоторых случаях проблема решается путем подвода тепла после обшивки вышки по периметру;

2)металлоконструкции должны быть коррозионностойкими, не следует применять высокоуглеродистые, высокомарганцевые

изакаленные стали;

3)в конструкции вышки должны быть предусмотрены кронблочные, верхние рабочие и переходные площадки с маршевыми лестницами и стремянками от пола буровой до кронблока;

4)верхняя площадка (балкон) должна быть оборудована передвижной люлькой для рабочего, который расставляет свечи при СПО;

5)геометрические формы вышек и отдельных ее элементов должны обладать минимальными аэродинамическими сопротивлениями с целью снижения ветровых нагрузок.

Вышки классифицируются:

1)по максимально допустимой нагрузке;

2)по размером (высота вышки и площадь ее основания);

3)по системе опирания и передачи нагрузки на основание;

4)по степени разборности и способу монтажа.

Основные параметры вышек:

1) максимальная нагрузка на вышку, т.е. предельно допустимая вертикальная статическая нагрузка на крюк, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины;

2) размеры вышки: высота определяется необходимым расстоянием между уровнем пола буровой и рамой кронблока:

длина свечи.

Впроцессе бурения применяют свечи длиной 18, 24, 27, иногда до 36м

Для свечи длиной 18м высота вышки 27…29м, для свечи 24 и 27 м высота вышки 38…45м, для свечи 36м высота вышки 53м. При бурении скважин применяются вышки двух типов:

1)башенного типа, в них четыре несущие ноги связаны решеткой в единую пространственную систему;

2)мачтового типа, в которых присутствуют:

а) две несущие ноги, связанные между собой в верхней части наголовником;

б) одна несущая нога.

7.1.1.БАШЕННЫЕ ВЫШКИ. Форма такой вышки-усеченная четырехгранная пирамида, пространственная решетка выполняется

Размер под кронблочные площадки 2 2 м, высота ворот 15м. Первый с низу пояс устанавливается на высоте 8…12м. На высоте 23, 25 или 34м, в зависимости от длины свечи, устанавливается четырехсторонний балкон и площадка для второго помбура. Ниже балкона на расстоянии 0,5м устанавливается магазин для расстановки свечей. Вышки изготавливаются из трубного или сортового проката, монтируются из отдельных стержней, требуют большого числа болтов и очень трудоемки при монтаже.

Существуют вышки пилонного типа, ноги которых изготавливаются из: а) сварных четырехгранных ферм;

б) труб большого диаметра.

1) высокая жесткость и сопротивляемость кручению под действием момента сил;

2)небольшая трудоемкость изготовления;

3)простота смены поврежденных узлов и элементов.

Шифр: ВБА-41 X 300;

где ВБА-вышка буровая с использованием АСП; 41-полезная высота, м; 300-грузоподъемность, кН.

7.1.2.МАЧТОВЫЕ ВЫШКИ. Бывают конструкции мачтовых вышек:с двумя открытыми гранями А-образной формы; одноили двухопорные с открытой передней гранью корытообразной формы.

Вышка имеет 2 сварные вертикальные решетчатые фермы, выполняемые из труб. Сечение фермы четырех или трехгранное. В нижней части фермы опираются шарнирно на стойки, соединенные с основанием. Устойчивость вышки обеспечивается двумя подкосами, которые изготавливаются из труб. Одна из ног (обычно правая) оборудуется маршевыми лестницами до балкона, выше балконалестницами туннельного типа, расположенных внутри ферм. Вышка на уровне магазинов и в нижней части

П-образная

обшита листовым гафрированным железом, в условиях крайнего севера вышка обшивается полностью. Расстояние между ногами 5.5, 7, 9, 11 м.

1) высота размещения балконов зависит от длины свечей и определяется по следующей формуле:

наклон свечи по вертикали ( 3...5o );

h П высота подсвечника;

h расстояние от верхнего конца свечи до пола площадки верхнего помбура. 2) площадь магазина:

где 1,2-коэффициент заполнения; L глубина скважины;

fплощадь по диаметру бурильного замка.

3)материалоемкость вышки оценивается по удельной массе:

7.1.3.НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ВЫШКУ. В процессе бурения на вышку действуют нагрузки:

1)постоянные (собственный вес и вес смонтированного на ней оборудования);

2)эксплуатационные, которые изменяются по величине в процессе бурения

(вес на крюке); 3) переменные (ветровые).

Буровые вышки характеризуются по двум предельным состояниям:

1) по потере несущей способности, возникает при нагрузках, вызывающих разрушение и потерю устойчивости вышки;

2) по деформации, при которой вышка сохраняет прочность и устойчивость, но оказывается непригодной для нормальной эксплуатации.

Вес вышки, кронблока, талевой системы, оборудования, установленного на вышке (балконы, лестницы…) имеет зависимость

Вертикальная нагрузка:

1) на подкронблочную раму: а) при неподвижном крюке:

где G B вес вышки со всем оборудованием; a число ног вышки.

Вертикальная нагрузка:

1) на кронблок под натяжением ведущей и ведомой струн каната: а) при неподвижном крюке:

где и -углы соответственно между ведущей и неподвижной струнами и

вертикальной осью вышки;

+если струны закреплены в одну сторону;

-если струны закреплены противоположно.

2)от действия силы тяжести свечей:

Р динамический коэффициент, учитывающий период собственных колебаний вышки;

Точка приложения ветровой нагрузки:

24. Крупноблочные основания буровых установок, выбор основных параметров.

Основание буровой установки-металлическая конструкция, собираемая из отдельных сварных секций и установленная на поверхности земли. Материал изготовления-профильный прокат и трубы.

Основные требования к основаниям:

1)обеспечение необходимых размеров пола буровой и пространства для монтажа устьевого оборудования;

2)достаточная прочность и жесткость для восприятия нагрузок;

3)быстрота и удобство монтажа, демонтажа и транспортировки;

4)сохранность при многократных транспортировках.

Основания подразделяются на мелко- и крупноблочные Нагрузки, действующие на основание:

1)вес вышки и ее усилие;

2)вес бурового оборудования;

3)вес свечей;

4)вес колонны, установленной на роторе.

Вбуровых установках основание можно разделить на блоки:

1)вышечный блок;

2)лебедочный блок;

3)блок подсвечников;

4)блок силовых агрегатов;

5)блок буровых насосов;

6)блок для оборудования, предназначенного для приготовления и очистки буровых растворов;

7)блок под емкости химических реагентов.

Основные параметры оснований:

1)наибольшая нагрузка;

2)высота пола буровой;

3)площадь подсвечников.

Наибольшая нагрузка-максимально допустимая нагрузка на ротор и нагрузка на подсвечник, которая создается весом бурильной колонны при наибольшей глубине бурения.

Отметка пола буровой определяется двумя факторами: необходимостью размещения противовыбросового оборудования на устье скважины и обеспечением работы системы очистки раствора и буровых насосов под заливом.

Рисунок 11.1 – Схема определения высоты пола буровой установки по высоте противовыбросового оборудования:

1-головка колонная; 2-крестовина; 3-превентор плашечный с дистанционным управлением (2 штуки ); 4-превентор универсальный; 5- превентор вращающийся; 6- ротор Необходимая высота пола буровой при установке противовыбросового оборудования определяется (рисунок 11.1) как сумма

высот отдельных устройств, входящих в комплект сборки, с учетом высоты установленного на подроторные балки ротора. Если ротор снабжен встроенными клиньями, необходимо учитывать и их высоту.

Таким образом, при установке противовыбросового оборудования необходимая высота пола буровой

H = h1++h2, (11.1)

где h1-высота превенторной сборки;

-зазор между клиньями и превенторной сборкой, обычно принимаемый равным 50-70 мм; h2-расстояние от пола буровой до низа ротора или встроенных клиньев.

Для обеспечения работы буровых насосов под заливом потребная высота пола буровой складывается из высот оборудования для очистки раствора с учетом высоты установки ротора. Необходимая высота пола буровой в этом случае (рисунок 11.2):

Рисунок 11.2 – Схема определения высоты пола буровой установки по оборудованию для очистки раствора:

1– ротор со встроенными клиньями; 2 – устьевой желоб; 3 – вибросито или сито-конвейер; 4 –очистной желоб; 5 – приемная емкость.

H = h1++h2+h3+h4+h5, (11.2)

где h1- расстояние от пола буровой до низа ротора или клиньев;

- зазор между клиньями и дном устьевого желоба, принимаемый обычно равным 50-70 мм; h2,h3,h4- перепад высот в устьевом желобе, в виброситах или сито-конвейерах и желобах; h5- высота приемного резервуара.

Величины h1 и h2 определяются по следующей формуле: hi = l/i, (11.3)

Здесь l-длина желобов в горизонтальной плоскости;

i - уклон желобов ( для устьевого желоба i =0,02; для очистного желоба i = 0,01). Нагрузки, действующие на основание:

1) ликвидация прихватов-действует полный комплект свечей, крюк нагружен полной нагрузкой и присутствует ветровая нагрузка:

G GB PK GОБ GC ;

2) нагрузка на крюке отсутствует, но имеется нагружение от обсадной колонны:

где G K вес обсадной колонны, установленной на роторе.

3) процесс транспортировки с полным комплектом оборудования Площадь основания:

S0 G

Г ;

где G вес основания с приложенными на него нагрузками;

Г допустимое напряжение сжатия грунта.

7.2.1.УСТОЙЧИВОСТЬ ОСНОВАНИЯ. 1) момент, опрокидывания вышки:

МОВ P1 h B P2 HВЕТ P3 HП ;

где Р1 нагрузка от ведущей и ведомой ветвей талевого каната; h B высота вышки;

P2 ветровая нагрузка;

2) основное условие устойчивости:

7.2.2.ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОСНОВАНИЙ. 1) подроторные балки-выполняются из проката и снабжаются ребрами жесткости для повышения устойчивости;

2)подсвечники-платформа, состоящая из рядов двутавровых балок, соединенных промежуточными связями, на верхнюю часть укладывают деревянный сплошной настил толщиной не менее 70 мм, внутри устанавливаются трубопроводы для подачи пара, предназначенного для обогрева нижних концов бурильных труб.

3)приемные мостки и стеллажи-состоят из наклонной и горизонтальной цельносварной конструкции, горизонтальный стеллаж выполнен в виде полозьев для облегчения транспортировки трубы, длина горизонтальных стеллажей 15м, ширина

4) лестницы и ограждения, элементы укрытия, опорные элементы.