Документ СМК |
Ф 11/1-1.02-2013 |
|
Методическое указание |
Редакция 3 |
|
Дата введения 01.11.2013 |
МИНИСТЕРСТВА ОБРАЗОВАНИЯ
И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ТАРАЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.Х.Дулати
Кафедра «Машины и оборудование»
Алиев С.А.
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
к лекционным занятиям по дисциплине
«Буровые машины»
Тараз – 2014 г.
Кафедра «Машины и оборудование»
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
к лекционным занятиям по дисциплине
«Буровые машины»
Методическая пособие обсуждена на заседании кафедры «Машины и оборудование».
Протокол №______ «_____»________________2014 г.
Заведующий кафедрой,
к.т.н. _________________ Т.С.Жусип
Методическое пособие одобрено НМБ факультета «Нефти, газа и механика».
Протокол № « » 2014г.
Председатель НМБ
к.т.н., доцент _______________ М.Д.Аязбаев
Содержание
|
|
стр. |
1. |
Состав и компоновка буровых установок |
5 |
|
1.1. Специальные требования связаны с условиями работы буровых установок. Параметры буровых установок |
6 |
2. |
Породоразрушающий инструмент |
7 |
|
2.1. Шарошечные долота |
8 |
|
2.2. Лопастные и алмазные долота |
10 |
3. |
Бурильная колонна |
12 |
|
3.1. Ведущие трубы |
12 |
|
3.2. Бурильные трубы |
13 |
|
3.3. Утяжеленные бурильные трубы |
14 |
|
3.4. Резьбовые соединения труб |
15 |
|
3.5. Расчет бурильных колонн |
16 |
4. |
Обсадные колонны |
19 |
|
4.1. Обсадные трубы |
19 |
|
4.2. Конструкция скважины и диаметры обсадных колонн |
20 |
|
4.3. Расчет обсадных колонн на прочность |
21 |
5. |
Буровые роторы |
23 |
|
5.1. Устройство и условия работы |
23 |
|
5.2. Расчет и выбор основных параметров |
25 |
|
5.3. Вертлюг |
27 |
|
5.4. Устройство и конструктивные особенности |
28 |
|
5.5. Выбор основных параметров |
31 |
6. |
Талевый механизм |
32 |
|
6.1. Талевые блоки |
33 |
|
6.2. Талевые канаты |
33 |
|
6.3. Расчетные нагрузки |
34 |
|
6.4. Оснастка талевых механизмов |
35 |
|
6.5. Расчет талевых канатов |
35 |
7. |
Буровые лебедки |
38 |
|
7.1. Кинематическая схема и устройство |
39 |
|
7.2. Расчет и выбор основных параметров |
41 |
|
7.3. Кинематика подъемного механизма |
43 |
|
7.4. Динамика подъемного механизма |
44 |
|
7.5. Динамика привода |
45 |
|
7.6. Продолжительность спускоподъемных операции и распределение нагрузок. Объем спускоподъемных операций |
46 |
8. |
Буровые насосы |
48 |
|
8.1. Устройство буровых насосов |
49 |
|
8.2. Кинематика буровых насосов |
50 |
|
8.3. Расчет и выбор основных технических показателей насосов |
50 |
|
8.4. Конструктивные параметры |
53 |
9. |
Циркуляционная система буровой установки |
54 |
|
9.1. Устройства для приготовления и утяжеления буровых растворов |
55 |
|
9.2. Очистные устройства циркуляционной системы |
55 |
|
9.3. Состав и технологическая схема циркуляционной системы |
58 |
10. |
Привод буровых установок |
60 |
|
10.1. Двигатели буровых установок |
62 |
|
10.2. Силовые передачи и агрегаты |
66 |
11 |
Буровые вышки |
69 |
|
11.1Выбор параметров и технические характеристики буровых вышек |
70 |
|
Список литературы |
71 |
1. Состав и компоновка буровых установок
Буровые установки предназначены для бурения эксплуатационных и глубоких разведочных скважин вращательным способом. Технология вращательного бурения состоит из следующих основных операций:
вращение и продольная подача породоразрушающего инструмента по мере углубления скважины;
промывка скважины и вынос разрушенной породы на поверхность;
наращивание бурильной колонны по мере углубления скважины;
подъем и спуск в скважину бурильной колонны для смены породоразрушающего инструмента и забойного двигателя;
приготовление, обработка и очистка промывочного раствора;
спуск обсадных колонн для крепления скважины.
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 подразделяются на следующие составные части:
буровое оборудование (талевый механизм, насосы, лебедка, вертлюг, ротор, привод топливомаслоустановка, дизель-электрические станции, пневмосистема);
буровые сооружения (вышка, основания, сборно-разборные каркасно-панельные укрытия);
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 промывочного раствора (блок приготовления, вибросита, песко - и глиноотделители, подпорные насосы, емкости для химических реагентов, воды и промывочного раствора);
манифольд (нагнетательная линия в блочном исполнении, дроссельно-запорные устройства, буровой рукав);
устройства для обогрева блоков буровой установки (теплогенераторы, отопительные радиаторы и коммуникации для разводки теплоносителя).
Требования, предъявляемые к буровым установкам, определяются условиями бурения и показателями, характеризующими уровень их технического совершенства. Из числа 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 промывочным раствором; необходимость обеспечения бесперебойного процесса бурения для устранения возможных осложнений в стволе скважины; высокую абразивность и коррозионную активность 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 и требованиям современной технологии бурения.
Эксплуатационные требования исходят из того, что в процессе эксплуатации работоспособность буровой установки будет поддерживаться проведением технического обслуживания и ремонтов.
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.
К социальным требованиям относятся безопасность работы, легкость, управления и обеспечение нормальных условий труда для обслуживающего персонала.