3. Методы монтажа буровых установок. Подготовительные работы к бурению скважины.

Буровые установки сооружают тремя методами.

Расчлененный (индивидуальный) метод заключается в индивидуальном монтаже каждого агрегата буровой установки, строительстве отдельных объектов и сооружений буровой установки на фундаментах однократного использования. После монтажа на фундаментах всех агрегатов производится их кинематическая увязка в соответствии с монтажной схемой. При переходе на новую точку бурения все агрегаты буровой установки демонтируют, нарушая кинематические связи между ними, разбирают сооружения и перевозят все россыпью на новое место. На новом месте снова строят фундаменты, сооружения и монтируют буровую установку.

Мелкоблочный метод заключается в том, что буровую установку монтируют из блоков. Блок представляет собой два или более отдельных агрегата буровой установки, кинематически связанных между собой и предварительно собранных на металлических санях-основаниях. Сани-основания служат транспортным средством при перебазировании буровой, а в рабочем положении буровой установки являются частью фундамента.

Крупноблочный (индустриальный) метод заключается в том, что монтаж буровой установки сводится к соединению двух-трех крупных блоков, включающих в себя основное технологическое оборудование, расположенное и кинематически увязанное на мощных металлических основаниях. Все три метода монтажа буровых установок являются результатом развития отечественной нефтегазодобывающей промышленности. Каждый метод монтажа имеет свои особенности, преимущества и недостатки, которые обуславливают целесообразность применения одного из этих методов в соответствующих условиях бурения.

Расчлененный монтаж буровых установок.

При этом методе монтажа на площадку, выбранную для строительства буровой, после проведения планировочно-разбивочных и подготовительных работ завозят все агрегаты буровой установки, буровую вышку или ее детали и необходимые строительные материалы (камень, песок, цемент, бревна, брусья, доски и др.). Одновременно сюда же привозят грузоподъемные механизмы и специальные устройства, необходимые для монтажа буровой установки (подъемники, лебедки, стрелы, краны и т. п.). Все перечисленное оборудование и материалы располагают на площадке в определенном порядке, обеспечивающем рациональную последовательность сборки и монтажа буровой установки. В зависимости от принятой схемы расположения оборудования и привышечных сооружений подготовляют рабочую площадку соответствующих размеров. После завоза и расположения всего оборудования на рабочей площадке вышкомонтажная бригада приступает к строительству буровой. Работы выполняют в несколько этапов. Одним из специфических этапов, присущих процессу монтажа исключительно бурового оборудования, является сборка и монтаж вышки. Современные буровые установки комплектуют металлическими вышками двух основных типов — башенной и А-образной. Эти вышки выпускают грузоподъемностыо 75—300 т, что позволяет применять их для комплектации буровых установок нескольких типов. Наиболее распространенными являются вышки башенного типа ВМ-41М и В1-300-53 грузоподъемностью 150, 200 и 300 т. Наряду с ними выпускают вышки А-образной конструкции: типа ВАС-42, ВАС-53А и вышки для установки БУ-80 грузоподъемностью 200, 250 и 140 т. Вышки башенного типа и А-образные вышки имеют принципиальное конструктивное различие, вызывающее разные приемы и методы их монтажа. Вышки башенного типа представляют собой панельную металлическую четырехгранную башню, состоящую из наклонных ног, которые связаны в узлы горизонтальными поясами при помощи угловых соединительных хомутов, затянутых в стыках элементов ног болтами. Жесткость конструкции придается диагональными растяжками, установленными в каждой секции панели. Таким образом, вся вышка состоит из отдельных элементов, которые при монтаже собирают в единую металлическую конструкцию. Конструкция А-образных вышек представляет собой две наклоненные одна к другой под некоторым углом металлические мачты, выполненные в виде отдельных элементов (из профильного проката или труб). Элементы мачт собирают при помощи быстро соединяющихся устройств. Это позволяет осуществить легкую транспортировку вышки и быстрый монтаж и демонтаж ее. Наиболее распространенные методы монтажа вышек башенного типа —монтаж их «сверху вниз» посредством специального подъемника Я. М. Кершенбаума и «снизу-вверх» при помощи специальных монтажных стрел. Помимо этих двух методов Г. Н. Бержецем и А. П. Духниным был рекомендован монтаж вышки в горизонтальном положении с последующим подъемом их при помощи вспомогательных стрел и лебедок. Подготовительные работы. К подготовительным работам к бурению относят: оснастку талевой системы, оснащение буровой средствами малой механизации, механическими ключами, буровым шлангом (если они были демонтированы после сооружения предыдущей скважины), бурение под шурф и спуск шурфовой трубы. Сложность и трудоемкость оснастки зависят от ее типа: прямая оснастка проще, чем крестовая. Ходовой и неподвижный концы талевого каната при прямой оснастке идут на барабан лебедки с крайних шкивов кронблока, при крестовой оснастке — со средних (третьего и четвертого). В процессе оснастки наиболее трудоемкими и опасными операциями являются: снятие каната с заводского барабана, подача его на шкив кронблока, навивка каната на барабан лебедки. При разматывании каната с заводского барабана иногда устанавливают барабан на ротор или на «козлы» перед мостками. В этом случае, как правило, не достигается устойчивого положения барабана (появляется опасность его опрокидывания) и качественного (при установке на роторе) снятия каната, когда частота вращения ротора при сматывании не равна числу снятых с барабана витков (появление так называемых «жучков» на канате). Буровой шланг подвешивают при помощи стропов, якоря и вспомогательной лебедки. Предварительно шланг растягивают на мостках, обматывают его гибким оцинкованным канатом с петлями через каждые 1—1,5м, концы которого после установки шланга крепятся к крышке вертлюга и к поясу (или ноге) вышки. При установке шланга по белой продольной полосе на нем следят, чтобы шланг не скручивался во избежание появления в его теле при прокачивании жидкости дополнительных напряжений. При подвеске машинных ключей следует обратить внимание на их положение относительно центра ротора, горизонтальность, легкость передвижения вверх и вниз, толщину, длину и качество крепления рабочих и страховых канатов. Так, правый ключ (со стороны приемных мостков) должен находиться на продольной оси ротора и на расстоянии 900—1400 мм от поперечной его оси, а левый ключ — на расстоянии 1200—1500 мм от продольной оси ротора и на 300—350 мм от поперечной оси в сторону приемного моста. Страховой канат машинных ключей должен быть длиннее рабочего на 20 см, концы канатов крепятся тремя хомутами. Рабочий и страховой канаты подбирают исходя из следующих соображений: рабочие нагрузки на канат, развиваемые пневмоцилиндром раскрепителя, достигают 10 тс; запас прочности, которым должны обладать канаты, не менее 3. Таким требованиям удовлетворяют оцинкованные стальные канаты диаметром не менее 22 мм. При бурении под шурф основные опасности связаны с удержанием рабочей трубы в наклонном положении. Часто при бурении под шурф при помощи забойного двигателя эту операцию выполняют вручную, когда рабочие удерживают трубу от проворачивания и направляют ее пеньковым канатом. При забуривании шурфа с помощью ротора следует обратить внимание на надежность его крепления, правильное положение приводной цепи и ее ограждение, отсутствие людей в опасной зоне. В районах, где верхний горизонт сложен рыхлыми породами, безопасное бурение под шурф ведется при помощи самой шурфовой трубы, навинчиваемой на рабочую трубу через специальный переводник. Низ шурфовой трубы в этом случае оборудуется гидромониторной насадкой. Удержание рабочей и шурфовой труб в наклонном положении необходимо только в самом начале забуривания. Спуск обсадной трубы в пробуренный шурф вызывает опасные ситуации при подъеме трубы с мостков, направлении ее в шурф и удержании в наклонном положении. Подъем трубы с мостков целесообразно проводить при помощи элеватора, подвешенного на талевой системе. Однако часто эту операцию проводят при помощи специального хомута с тросовым с тропом или каната, пропущенного через отверстия в трубе; строп или канат захватывают талевой системой или якорем вспомогательной лебедки. Затаскивание трубы в буровую в этом случае, удержание ее и направление в шурф осложняются.