1. Значення предмету ‘бурове устаткування’ в підготовці спеціалістів нафтовиків.

Цей предмет дає знання студентам про всі комплекси і функції бурових установок,для майбутньої діятільності на буровій або ж для звичайного саморозвитку який може пригодитися в майбутньому.

2. Розвиток Нафтогазової промисловості в Україні. Україна має достатньо розвинений нафтогазовий комплекс, який є структуровані системою економічно, технологічно та організаційно-господарських взаємопов'язаних галузей промисловості, нафтогазових родовищ, нафтосховищ, бурових свердловин, нафтогазопроводів, нафтопереробних заводів, науково-дослідних пошукових і проектно-конструкторських організацій, функціонально-компонентна і територіальна структура якої спрямована на забезпечення всіх галузей економіки паливно-енергетичними ресурсами. Сировинною базою нафтогазового комплексу є промислові запаси нафти і газу в Дніпровсько-Донецькому (Донецько-Придніпровська западина), Карпатському (Передкарпатський крайовий прогин) і Причорноморському (Причорноморська низовина) нафтогазових районах, а також континентальний шлейф Чорного моря. У ньому сконцентрована значна кількість національного багатства країни - 283 нафтових газових родовищ, 6 нафтопереробних заводів, 9 нафтопроводів, 60 газопроводів загальною довжиною 15,5 тис. км. На частку нафтогазового комплексу припадає майже 18,0% промислової продукції. У його системі працює 28 підприємств і організацій, з них 8 закритих і 127 відкритих акціонерних товариств, 27 орендних підприємств, 10 колективних та 65 державних. Головне завдання нафтогазової промисловості полягає в забезпеченні господарства України паливом, рідким і газовим, мастильними та іншими матеріалами і продукцією нафтохімії.

Характерною особливістю нафтогазового комплексу України є постійне зменшення видобутку нафти і газу, зростання їх дефіциту, постійне підвищення цін на газ, нафту та нафтопродукти, виснаження промислових запасів, зростання кількості застарілого обладнання, застосування відсталих технологій, скорочення пошуково-розвідувальних робіт, зниження економічної ефективності функціонування всього нафтогазового комплексу та зростання низькорентабельних підприємств.

Загальне споживання нафти в паливно-енергетичному комплексі України знижується на тлі загальносвітового зростання обсягу її видобутку і переробки. Тільки в країнах СНД економічна криза супроводжувався значним зниженням обсягів переробки нафти (на 52% за останні 20 років - до 199 млн. т. в 1998 р.). В Україні з пікового рівня 62 млн. т в 1989 р. до 10,4 млн. т в 1999 р., або майже в 6 разів.

Сформована ситуація пояснюється тим, що розвідані запаси нафтогазових родовищ України досить обмежені, а також їх виснаженням, погіршенням геологічних, технічних і економічних умов їх експлуатації. Так, на 283 відкритих родовищ, які знаходяться на державному балансі, 238 відносяться до малих (11-30 млн.) і тільки 11 - до середнім і великим. Подальша видобуток нафти в них пов'язана зі збільшенням витрат на облаштування родовищ, буріння свердловин, споживання електроенергії, підйому на поверхню великої кількості води з наступним її нагнітанням в продуктивні горизонти з метою підтримування пластового тиску в покладах.

Значна частина запасів нафти (87,7 млн. т, або 57%) відноситься до важковидобувних, освоєння яких вимагає застосування спеціальних технологій їх експлуатації та великих капітальних вкладень. Ці особливості залягання нафти і є основною причиною зниження її видобутку

3. Бурові Установки.

Бурова установка — комплекс машин і механізмів, призначений для буріння, кріплення свердловин, а також шахтних стовбурів. Бурові установки для розвідки родовищ корисних копалин, розробки родовищ нафти, газу, підземних вод і глибинних геологічних досліджень за способом монтажу і транспортування розділяють на розбірні (стаціонарні) і нерозбірні.

Розбірні бурові установки призначені для спорудження свердловин глибиною 2000—10000 м.

Нерозбірні бурові установки, розділяють на самохідні і несамохідні.

Самохідні бурові установки постійно змонтовані на транспортному засобі (автомашині, тракторі, самохідній буровій основі, буровому судні).

Несамохідні бурові установки перевозяться на транспортному засобі, що не має двигуна.

До складу бурової установки можуть входити такі вузли:

бурові споруди (бурова вишка, основа, укриття);

бурові механізми (бурова лебідка, обертальний або обертально-подаючий механізм);

енергетичне обладнання (двигуни внутрішнього згоряння, дизель-генераторна станція, перетворювачі енергії, електро-, гідродвигуни);

обладнання для роботи з рідкими, газорідинними і газоподібними очисними агентами (буровий насос, компресор, резервуар, машини і механізми для приготування, очищення і обробок бурових агентів, трубопроводи, бурові шланги і вертлюг);

обладнання і буровий інструмент для механізації спусково-підіймальних операцій (ключі, клинові захвати, елеватори, спайдери);

противикидне обладнання;

система управління бурової установки і контрольно-вимірювальні прилади.

4. Галузеві нормативи на бурові установки.

1959р вперше було створено нормативний закон (нормаль Н900) по якому всі БУ в залежності від вантажепідйомності поділялись на 5 типів(50,75,125,200,300 Т)

На зміну даній нормалі було створено ормаль Н900-65 а потім розробленнй ГОСТ 16293-70 в заміну якого введений ГОСТ 16293-82

Головними параметрами до 1970р являється вантажопідйомність, а в подальшому – вантажопідйомність і умовна глибина буріння,які вказуються в марках БУ

Умовна глибина буріння- це глибина яка розрахована при вагових характеристиках бурових інструментів що дорівнює = 30кг на 1н.м

В марках БУ також вказуються тип приводу

Е-електричний

Д-дизельний

ДГУ-дизель гідравлічне управління

5. Вимоги до бурових установок.

До БУ пред’являються наступні типи вимог:

1)Технічні-Висока продуктивніть і ККД обладнання,Відповідніть вітчізняній і закордонній технікі

2)Експлуатаційні-забезпечення швидкого і доступного технічного обслуговування і ремонтів в умовах бурової

3)Технологічні – забезпечення технології виготовлення деталей та вузлів БУ

4)Екологічні-зменшення металомісткості БУ та скорочення часу на буріння свердловини за рахунок механізації і автоматизації процесів

5) Соціальні –забезпечення дотримань вимог з техніки безпеки та експлуатацію всіх машин і механізмів БУ

6)Спеціальні- враховують специфіку проведення буріння свердловин

6. Основи бурових установок.

Основа призначена для розміщення механізмів БУ

Основи забезпечують зменшення часу на монтажно-демонтажні роботи

Основа БУ(3-8,5) до них пред'являються вимоги

-міцність та надійність повинна поєднуватися з зручністю та економічністю

-При експлуатації основ повинна забезпечуватись ремонто-придатність конструкції

-легкість розбирання основ повинне забезпечувати розміщення всіх механізмів БУ

-Основи повинні гасити виникаючі вібрації та забезпечувати жорсткість конструкцій при експлуатації

БУ передбачає основу 3-х типів

1)Основи вишко-лебідочного блоку

2)Основа під силовий блок

3)Під насосний блок

7. Бурові вишки

Бурова виишка— конструкція, яка встановлюється над устям свердловини для вантажно-підйомних операцій при бурінні (опускання і підіймання бурового інструменту, вибійних двигунів, обсадних труб). Бурові вишки обладнуються маршовими сходами, майданчиком для обслуговування крон-блока і платформою верхового робітника, що призначена для встановлення бурильних свічок і забезпечує безпеку під час спуско-підіймальних операцій.

Розрізняють бурові вишки баштові і А-подібні. Найбільше поширення отримали секційні А-подібні бурові вишки, які складаються з 2-х опор, що утримуються у вертикальному стані з допомогою спеціальних трубних підкосів або портальної споруди і канатних відтяжок. Баштові бурові вишки застосовуються при бурінні на морі і надглибокому бурінні (глибиною 8—10 тисяч м і більше). Передня грань вежі відкрита, що забезпечує доставляння і викидання на приймальний поміст труб і штанг. Висота бурових вишок залежить від проектної глибини свердловини і становить 9—58 м. Баштові бурові вишки транспортують у складеному вигляді (разом із основою бурової) або поагрегатно, А-подібні перевозять у складеному вигляді. Маркування бурових вишок включає тип вежі (ВА — А-подібна, ВБ — баштова), відстань від основи до кронблочного майданчика (в м), максимальна вантажопідіймальність (у тоннах).

8. Параметри бурових вишок

До основних параметрві вишки відносять:

1)Вантажепідйомність-Здатність вишки утримувати певні вантажи

2)Висота вишки

3)Висота розташування балкону

4)Розмір верхньої основи

5)Розмір нижньої основи

6)Висота воріт

Для вишок висотою(40-45м)-12м,для вишок(53м)-15м

9. Конструкція бурових вишок баштового типу.

Вишки баштового типу складаються з

1.Козли 2.Підкронблочна площадка

3.Драбини(висота поручнів 1000мм)

4-5.Балкон верхового робітника

6.Нога вишки 7.Тяги

8.Пояси 9.Ворота

10.Площадка (Ширина 750 мм;Висота поручнів 1200мм)

11.Люлька 12.Пальці 13.Косинка

10. Конструкція А-подібних бурових вишок.

А-подібна вишка складається:

1.Підкронблочна площадка

2.Секція ноги(від 3 до 5)

3.Балкон 4.Нога

5.Відкос 6.Драбина

11. Навантаження які діють на бурові вишки.

На бурові вишки діють постійні та змінні навантаження

Постійні:

-Вага талевої системи

-Вага вишки

Змінні:

-навантаження на рухомий та нерухомий кінець талевої системи

-навантаження на гак -вітрові навантаження

Також вони поділяються на Вертикальні та Горизонтальні

При бурінні свердловини на вишку діють поєднання 4 типів навантажень:

1)Процесів СПО і спуску обсадних колон

2)Навантаження на вишку при незавантаженому гаку та повному комплекті свічок

3)При навантаженному гаку та відсутніх свічках

4)Навантаження при виконанні ловільних операцій та усуненні аварій

12-13. Монтаж бурових вишок та підготовчі роботи перед їх монтажем.

Після буріння чергової свердловини виникає необхідність транспортувати БВ на іншу точку буріння.

Перед транспортуванням перевіряються кріпильні з’єднання вишки,блоків,обладнання що знаходиться на вишкі. При транспортуванні вишки з талевою системою рухому частину опускають в крайнє нижне положення та закріплюють до однієї із ніг вишки.

Поворотний кран повертається та закріплюється до панелі вишки

Відкріплюються відтяжки вишки

Закріплюють вишку спеціальними відтяжками.

Ще раз перевіряють вишку,блоки,транспортні засоби,після чого можна транспортувати.

Розрізняють способи транспортування БВ

1)В розібраному стані

2)В зібраному стані у вертикальному положенні за допомогою саней,або основ санного типу

3)В зібранному стані за допомогою автомобільного або гусинечного транспортування

4)За допомогою барж

5)За допомогою вертольотів в труднодоступних місцях

Методи монтажу БВ

1)З низу – В гору за допомогою крокуючих стріл

2) З гору – Вниз

3)В горизонтальному положенні з подальшим підняттям

14.Призначення талевої системи

Талева система використовується у всіх операціях по бурінню свердловини(СПО,ліквідація аварій,дослідження свердловини)

Основними параметрами ТС є:

1.Макс. вантажопідйомність

2.Кількість шківів

3)Зовнішній діаметр шківів

До прижднувальних параметрів відносять:

Розмір вузлів,Розмір жолоба шківів,розміри підкронблочної площадки

ТС складається:

Нерухомий кронблок

Талевий блок

Гак

Талевий канат-з’єднувальний механізм

(рухомий кінець під’єднується до барабану бурової лебідки,а нерухомий кінець до механізму кріплення що встановлюється на підлозі бурової)

15. Кронблоки.

Кронблоки являються нерухомою частиною талевої системи,який розміщується на підкронблочній площадкі вишки.

Кронблоки виконуються з співвісним розміщенням шківів з неспіввісним розміщенням шківів.

Кронблоки з співвісним розміщенням шківів використовуються для ручної та механічної розстановки свічок.

З неспіввісним використовуюится з комплексом АСП.Дані кронблоки моєуть бути використанні для ручної та механізованої розстановки свічок.

Кронблоки з піввісним розміщенням віскй представляють собою раму на якій розміщуються стійки та проміжні стійки за допомогою яких встановлюються секції кронблоку з вісями від провертання вісі фіксуються шплінтами.Для допоміжних операцій використовується допоміжний шків

Кронблоки з неспіввісним розміщенням осей передбачають додаткову поличку з стійками на якій розміщується шків.Всі інші деталі аналогічні поперечному механізму

16. Талеві блоки.

Талеві блоки можуть бути односекційні-використовуються при ручній розстановці свічок та використання комплекса механізації СПО

Двохсекційні-використовуються при автоматизації СПО

Односекційні:

1)Щока 2)Накладка 3)Нижня траверса

5)Повздовжні канати 6)Вісь 8)Підшипники

9)Шківи 10)Кожухи 11)Верхня траверса 12)Гайка

Двохсекційні:

1)Секція блоку 2,5)Щока

3)Роз’ємний жолоб 4)Гумовий буфер

6,8)вісь 7)траверса

9)підвіска 10)Захисний кожух

11)Допомідний кожух 12)Стопорний пристрій

13)Підшипники 14)Стакан

17. Гаки.

Гаки в БУ використовуються трьох рогі

Гаки можуть бути:Литі,Ковані,Пластинчасті

Гак складається:

1)Подушка 2,4)Стопорний пристрій

3)Стопор 5)Гайка 6)Пружина

7)Підшипний 8)Пальці 9)Корпус

10)Стакан 11)Ствол 12)Основний ріг

13)Допоміжні роги 14)Фіксатор

Гакоблоки-поєднання талевого блоку та гака

Гакоблоки дозволяють зменшити габаритні розміри(висоту) даного механізму та забезпечити операції які проводять при СПО

18. Типи оснасток Талевої Системи.

В процесі буріння свердловини навантаження на бурову лебідку та елементи малевої системи розприділяються рівномірно на початку буріння вони є мінімальні а в кінці максимальні,тому при експлуатації ТС доцільно було б використовувати мінімальні оснастки поступово доходячи до максимальної,але враховуючи триваоий час надання операції на великі об’єми переоснастка виконується дуже рідко і тільки один раз.

Існує паралельна та хрестова оснастка ТС для БУ використовується Хрестова при якій вісь кронблоку та барабану лебідки паралельна а кронблоку та талевого блоку перпендикулярна.

Талевий канат замінюють:

1)якщо спрацювання 5% по діаметру талевого канату до 20мм та 10% при більше 20 мм

2)Сплюснення талевого канату в результаті розриву сердечника

3)Корозія більше 75%

4)Розрив одного із пласта ТК

5)Наявність ‘жучка’(стружки)

19. Талеві канати.

Талеві канати поділяються по сердечнику: З металевим,з органічним,з пластмасовим

ТК характеризуються наступними параметрами:

-діаметр канату(замір штангенциркулем)

-крок шківу

По довжині ТК: нормальні,укорочені

По способу звивки канати буваються: нормальні,нероскручуючі

Вони можуть бути лівої та правої звивки розрізняють одност

20. Бурові лебідки

Призначення:

Забезпечувати подачу бурового інструменту на вибій свердловини при бурінні.

Забезпечувати розміщення обсадних колон при закріпленні свердловини.

Проводити заходи по дослідженню свердловин.

Забезпечувати ліквідацію прихватів та аварій.

Вимоги:

Забезпечувати процес буріння свердловини.

Відповідати вимогам ТБ та бути надійною і міцною.

Мати мінімальні масу і габарити.

Виключати одночасне ввімкнення декількох швидкостей.

Бурові лебідки класифікуються:

По кількості швидкостей:

2-х швидкісні.

3-х швидкісні.

4-х швидкісні.

6-ти швидкісні.

По потужності (від 200 до 2000 кВт).

По типу приводу:

Ступінчаті (ДВЗ).

Безперервно ступінчаті (електродвигуни).

Безступінчаті (гідропривід).

По включенню швидкої швидкості:

Залежна.

Незалежна.

По кількості валів:

1-но вальні.

2-х вальні.

3-х вальні.

По допоміжним гальмам:

Гідродинамічні.

Електромагнітні.

В процесі буріння свердловини обертальний рух барабану лебідки через талевий канат передається рухомій частині талевої системи. В результаті забезпечується процес буріння свердловини.

Вага вантажу що переміщується впливає на швидкість обертання барабану лебідки.

Швидкість підйому 0,3-2 м/с

Швидкість спуску 0,2-3 м/с

В процесі буріння свердловини швидкість гака 1,5 м/с.

Бурові лебідки виконуються:

Одновальні (з двох агрегатів)

Двох вальні (з двох агрегатів)

Трьох вальні (з одного агрегату)

Основні параметри бурових лебідок: потужність і вантажопідйомність.