7. Мобильные буровые установки

Мобильные буровые установки (МБУ), укомплектованные буровым оборудованием и предназначенные для бурения скважин, смонтированные на многоосных автомобильных шасси или полуприцепах, представляют агрегаты большой грузоподъёмности (более 100 т). Особенность МБУ состоит в том, что монтаж – демонтаж производится своими механизмами (гидродомкратами) и не требует участия посторонних подъёмных механизмов. МБУ применяются для бурения обычных скважин и для закладки боковых стволов уже имеющихся скважин (могут выполняться вырезание окна в обсадной колонне, бурение ствола, крепление и т.п.).

Главным параметром, по которому классифицируются все агрегаты для бурения скважин, является грузоподъёмность. Основными параметрами являются условная глубина скважины, высота мачты (длина свечи), мощность агрегата. В конструкции МБУ применяются вышки мачтового типа (секционные или телескопические).

В настоящее время МБУ изготавливают ряд заводов в нашей стране и за рубежом. Среди российских предприятий следует назвать Кунгурский, Ишимбайский, Петербургский машиностроительные заводы, Волгоградский завод буровой техники и Объединённые машиностроительные заводы. Агрегаты, как правило, монтируются на самоходной транспортной базе и могут передвигаться по бездорожью и по дорогам общего назначения. Применяется вращательный способ бурения скважины с промывкой забоя буровым раствором. Вращение долота осуществляется механическим ротором, ротором с гидравлическим приводом, силовым вертлюгом или забойным гидравлическим двигателем.

Техническая характеристика основных механизмов этого ряда установок приведена в табл. 7.1, конструкция МБУ в транспортном положении показана на рис.7.1.

Рис. 7.1. МБУ TD 125-СА-А в транспортном положении

Таблица 7.1. - Техническая характеристика МБУ ОМЗ (UPET S.A.)

Параметр	Ед. изм.	TD160 CА-А7	TD125 (TW125) CА-А6	TD100 (TW100) СА-А5	TD80 (TW80) СА-А4
Максимальная статическая нагрузка на крюке	тс	160	125	100	80
Глубина бурения с БТ 4 ½" (24,9 кг/м)	м	3200	2800	2100	1800
Количество барабанов	-	1 (2)	1 (2)	1 (2)	1 (2)
Диаметр талевого каната	мм	28	28	25	25
Максимальное натяжение в талевом канате	тс	20	20	20	11,5
Количество скоростей на лебёдке	-	5+1R	5+1R	5+1R	5+1R
Оснастка талевой системы	-	10	8	8	8
Высота мачты	м	34,1	33,4	33,4	32,0
Длина поднимаемых свечей	м	20	20	20	18
Приводная мощность двигателя (CATERPILLAR)	Кол. х л.с.	2х400	2х300	1х505	1х300
Формула колес	-	14х10	12х8	8х8	8х8
Габаритные размеры	м	21,2х 3,0х 4,5	20,8х 3,0х 4,5	22,6х 3.0х 4,5	20,0х 3,0х 4,5
Масса при транспортировке	т	84	72	60	48

На рис. 7.2 мобильная установка МБУ TD 125-СА-А показана в подготовленном для работы положении, на рис.7.3 - в процессе бурения скважины.

МБУ TD 125-СА-А является самоходной установкой грузоподъёмностью 125 тс. Монтажная база – шестиосное шасси производства завода ROMAN SA (г. Брашов, Румыния). Ведущие оси автошасси – 1, 2, 4 и 5, а управляемые -1, 2,

3 и 6. нагрузка на каждую ось – 12 т. В качестве монтажной базы могут быть использованы автошасси производства российских и белорусских фирм, являющиеся аналогами в соответствии с предъявляемыми функциональными требованиями. Привод агрегата осуществляется от двух силовых блоков, каждый из которых включает дизельный двигатель (Катарпиллар) и гидродинамическую трансмиссию (Аллисон) мощностью 300 л.с.

От силовых блоков движение передаётся через карданы на ведущие мосты автошасси и через цепную передачу на буровую лебёдку и ротор.

Рис. 7.2.

МБУ TD 125-СА-А в

рабочем положении

Рис. 7.3. МБУ TD 125-СА-А

в процессе бурения скважины

Работа основных механизмов производится от гидравлической системы, управляемой с центрального пульта. Выдвижение верхней секции мачты осуществляется гидроцилиндром, а подъём мачты – двумя гидроцилиндрами. При подъёме, выдвижении мачты, а также в процессе эксплуатации агрегат устанавливается на четырёх гидравлических и четырёх механических домкратах. Для складирования бурильных труб на мачте предусмотрен балкон верхового рабочего, подъём которого осуществляется автоматически одновременно с выдвижением верхней секции мачты.

Кроме самоходного вышечно-лебёдочного блока в состав установки входят:

- подвышечное основание высотой 4,5 м;

- два насосных блока мощностью 700 л.с.;

- наклонный жёлоб;

- приёмные мостки для труб;

- система выработки сжатого воздуха;

- система приготовления и циркуляции бурового раствора;

- дизель-электрическая станция;

- утеплённая кабина бурильщика, в которую выводятся все параметры режимов бурения.

МБУ TD 125-СА-А имеет следующие преимущества:

- снижение времени транспортировки с одного места работы на другое;

- высокая манёвренность в промысловых условиях;

- механизация операций на устье скважины;

- быстрота и удобство монтажа;

- рациональная эксплуатация механизмов и высокая производительность работы;

- наличие защитных систем в процессе эксплуатации для всех узлов установки, в т. ч. для двигателей и гидравлических трансмиссий;

- контроль над работой всех узлов с центрального пульта;

- экономичность.

Группа компаний "Кунгур" выпускает МБУ грузоподъёмностью от 100 до 250 т. Самоходные БУ предназначены для бурения скважин роторным способом и забойными двигателями структурно-поисковых скважин, эксплуатационных и разведочных скважин на нефть и газ. Выпускаются в соответствии с системой качества ISO 9001. Главным преимуществом мобильных буровых комплексов является их мобильность и модульность. Всё оборудование и системы расположены на прицепах или полуприцепах. Это даёт возможность передвижения такого комплекса в пределах куста за 12 часов, переброска его на расстояние до 100 км занимает 48 часов. Сам комплекс монтируется в течение суток. В состав комплекса, например, могут входить МБУ125, буровое блочно-модульное основание, блок очистки бурового раствора, блок хранения и приготовления бурового раствора, насосно-компрессорные блок, блочно-модульная котельная установка, электростанция, электроподстанция, комплекс приборов для контроля параметров бурения. На рис.7.4 показана МБУ-125 в процессе бурения скважины.

Рис. 7.4. МБУ-125 при бурении скважины

МБУ Волгоградского завода буровой техники (ВЗБТ) выпускаются в блочно-модульном исполнении с нагрузкой на крюке от 125 до 200 т при условной глубине бурения 2000-3200 м. МБУ выпускаются двух типов: МБУ на прицепе и МБУ на самоходном шасси.

В табл. 7.2 представлена характеристика МБУ.

Таблица 7.2. - Техническая характеристика МБУ ВЗБТ

Параметр	БУ 2000/125 на полуприцепе	БУ 2000/140 на полуприцепе	БУ 2500/160 на полуприцепе	БУ 2500/160 на шасси	БУ 3200/200 на полуприцепе
Допускаемая нагрузка на крюке, т	125	140	160	160	200
Условная глубина бурения, м	2000	2000	2500	2500	3200

На рис.7.5 показана МБУ Волгоградского завода буровой техники БУ2000/125МДЭП, сочетающая в себе блочно-модульную конструкцию, высокую мобильность и проходимость, что делает её незаменимой в условиях бездорожья и при эксплуатации в районах Сибири и Крайнего Севера.

Рис. 7.5. МБУ БУ2000/125МДЭП на пути к скважине

В МБУ большой грузоподъёмности применяются мачтовые трёхсекционные вышки с открытой передней гранью, шарнирно опёртые в четырёх точках на подвышечные опоры. Сечение ног – квадратный замкнутый профиль. На рис. 7.6 изображена мачтовая вышка конструкции Уралмашзавода УМ 31/160-ОГР.

Рис. 7.6. Вышка УМ 31/160-ОГР:

1 – модуль нижней секции; 2 – площадка стояка; 3 – модуль средней секции;

4 – платформа; 5 – модуль верхней

секции; 6 – оттяжки

В мачтовой вышке расстояние от стола ротора до низа рамы кронблока составляет 31 м, допускаемая нагрузка на крюке при оснастке талевой системы 4х5 – 160 т, максимальная статическая нагрузка на крюке – 190 т, расстояние между осями опорных шарниров вдоль оси приёмных мостков – 1,5 м, поперёк оси приёмных мостков–3,2 м.

Транспортировка модулей секций со скважины на новое место монтажа предусмотрено на двухзвенном транспортёре ДТ-30-1 (рис.7.7) или на полуприцепе- тяжеловозе (рис.7.8).

Рис. 7.7. Транспортировка модулей вышки на двухзвенном

транспортёре ДТ-30-1:

а – транспортировка нижней секции; б – транспортировка

верхней секции

Рис. 7.8. Транспортировка модулей вышки на полуприцепе-тяжеловозе:

а – транспортировка нижней секции; б – транспортировка верхней

секции

П редставляет интерес сравнение мобильных буровых установок отечественного и зарубежного производства. КНР достигла высоких результатов на мировом рынке. Сравним МБУ TD 125-СА-А отечественного производства и мобильную установку ZJ20 китайского производства. На рис.7.9 мобильная установка ZJ20 показана в транспортном положении, на рис.7.10 - в рабочем положении.

Рис. 7.9. МБУ ZJ20 в транспортном положении

Р ис. 7.10. МБУ ZJ20 в рабочем положении

МБУ китайского производства комплектуются также, как и отечественные установки, дизельными двигателями CATERPILLAR или Detroit с гидромеханическими коробками Allison, приводящими в движение ходовую часть, буровую лебёдку и буровой насос. Установка может комплектоваться электродвигателем переменного или постоянного тока в качестве непосредственного привода. Имеется пневмо- и гидросистема западного производства. Основной тормоз барабана лебёдки ленточный или дисковый, вспомогательный - дисковый с пневматическим управлением и водяным охлаждением. Вышка двухсекционная, телескопическая с открытой передней гранью. Для подъёма, опускания и выдвижения второй секции используется гидравлическая система. Силовая часть, лебёдка и вышка монтируются на базе самоходного или прицепного внедорожного спецшасси. Это обеспечивает мобильность, а также высокую проходимость и маневренность БУ. Буровая площадка двухсекционная телескопическая параллелограммного типа. Ротор осуществляет прямое и обратное вращение. Установки моделей ZJ30 (грузоподъёмность – 160 т) и ZJ40 (грузоподъёмность – 200 т) могут укомплектовываться системой силового верхнего привода. Все узлы и агрегаты изготовлены во взрывозащищённом исполнении. Установки оборудованы укрытиями и системами подогрева. БУ и вспомогательные системы рационально скомпонованы и занимают небольшую площадь.

В таблице 7.3 приведены характеристики главных параметров установок.

Таблица 7.3. - Модельный ряд МБУ

Самоходные БУ		Прицепные БУ
тип МБУ	грузоподъёмность, т	тип МБУ	грузоподъёмность, т
ZJ10	75	ZJ20	120
ZJ15	95	ZJ30	160
ZJ20	120	ZJ40	200
ZJ30	160
ZJ40	200