Оборудование для бурения нефтяных скважин

Принцип работы нефтяной буровой установки

Нефтяные буровые установки состоят из различных металлоконструкций, приспособлений и устройств. С помощью этой техники быстро находят нефть и налаживают ее добычу.

  • Места использования нефтяных буровых установок
  • Назначение установок
  • Виды и классификация нефтяных буровых установок
    • По виду работ
    • Способу бурения
    • Типу привода
    • Способу передвижения
  • Конструкция нефтяных буровых установок
    • Исполнительные органы и системы
    • Силовые системы и агрегаты
    • Вспомогательные конструкции, механизмы и системы
    • Органы управления
    • Органы информирования
  • Виды оборудования для бурения
  • Электрогенераторы, буровые насосы
  • Технология добычи нефти
    • Устройство скважин
  • Технология добычи
    • Фонтанный
    • Газлифтный
    • Насосный
  • Использование нефтяных систем

Места использования нефтяных буровых установок

С их помощью бурят скважины на суше и в море. В первом случае чаще используют передвижные установки. Во втором случае их размещают на эстакадах, плавучих платформам или судах.

Назначение установок

Они предназначены для бурения скважин следующих типов:

  1. Эксплуатационных. Позволяют добывать нефть и газ.
  2. Нагнетательных. С их помощью закачивают в продуктивные слои воду, газ или обычный воздух. Благодаря этому удается поддерживать в них необходимое для извлечения сырья давление, тем самым увеличивается эффективность использования добывающих скважин.
  3. Разведочных. Они позволяют находить месторождения и определять их контуры. При этом проводят испытания и оценивают запасы черного золота.
  4. Специальных (опорных, параметрических, оценочных и контрольных). Позволяют специалистам изучить пластовое строение участка, определить изменение свойств продуктивного пласта, отслеживать давление, а также определить уровень выработки определенных участков. Также с их помощью нефтяники обеспечивают внутрипластовое горение, газифицируют нефть, сбрасывают сточные воды в нижние слои и т. д.
  5. Структурно-поисковых. Позволяют определить расположение нефтегазоносных структур по верхним маркирующим горизонтам. При этом информацию удается получить с помощью неглубоких и недорогих скважин.

Виды и классификация нефтяных буровых установок

Это оборудование классифицируют следующим образом.

По виду работ

Они могут предназначаться для выполнения:

  • эксплуатационных работ;
  • разведочных работ;
  • технических скважин.

Способу бурения

В них применяются следующие технологии бурения:

  • вращательная;
  • вращательно-ударная;
  • ударно-вращательная;
  • вибрационная;
  • огнеструйная;
  • ударная;
  • разрядно-импульсная.

Типу привода

В них может использоваться следующий привод:

  • электрический;
  • электрогидравлический;
  • дизельный;
  • дизель-электрический;
  • дизель-гидравлический.

Способу передвижения

По способу передвижения они могут быть:

  • самоходными;
  • передвижными;
  • стационарными.

По ГОСТу 16293-89 они классифицируются так, как указано на нижней картинке.

Конструкция нефтяных буровых установок

Они состоят из следующих органов и систем.

Исполнительные органы и системы

Вышка — это основная несущая конструкция любой буровой установки. По конструкции она может быть:

  1. Мачтовой (механическая рабочая часть размещается на двух опорах).
  2. Башенной (в их конструкции используются четыре несущие опоры, которые равномерно передают нагрузку на грунт).
  3. С двумя или четырьмя опорами.
  4. А- или П-образной.

Башенные конструкции более габаритные, потому что они рассчитаны на глубинное бурение.

К исполнительному оборудованию также относят:

  • буровую лебедку;
  • СВП;
  • ротор;
  • талевую систему;
  • буровой насос.

Силовые системы и агрегаты

К ним относятся дизельные и электрические моторы, пневмо- и гидроприводы.

Вспомогательные конструкции, механизмы и системы

Сюда входят основания, укрытия, механизмы передвижения, приемный мост, вспомогательная лебедка, система водоснабжения, обогрева, звукоизоляции, осветительная и вентиляционная техника.

Органы управления

К ним относятся системы пневматического и электрического управления.

Органы информирования

Это комплекс приборов контроля за бурением.

Виды оборудования для бурения

К этому оборудованию относится вся техника, используемая в бурении и ремонте, а также вспомогательный инструмент.

Все это оборудование условно делится на 2 группы: технологическое и вспомогательное.

Небольшой группой являются вспомогательные инструменты. В основном они рассчитаны на обслуживание технологического оборудования, а также на укрепление стенок скважины.

К ним относятся:

  • хомуты;
  • вертлюги;
  • обсадные трубы;
  • шарнирные ключи.

Большой группой является — технологическое оборудование, к которому относятся разнообразные инструменты, используемые при бурении. Основным элементом любой буровой является долото, разрушающее породу и прокладывающее в земной коре скважину. Долота могут быть разных конструкции и диаметров.

По конструкции они делятся на 3 группы:

  1. Лопастные.
  2. Шарошечные.
  3. Секторные.

Важным элементом долота являются лопатки, которые, как лезвие, разрезают грунт. По назначению они могут быть для грунта, песка, глины и скальной породы. Эти детали вместе с долотами считаются самыми быстроизнашиваемыми.

Следующим элементом этого оборудования являются штанги, с помощью которых соединяют долото с приводом. Они могут быть цельноковаными и сварными, но тоже предварительно откованными.

Расширители — позволяют расширять скважину до необходимых для протаскивания труб размеров. Они отличаются по типу грунта, в котором могут использоваться.

Вертлюги, адаптеры и трубные захваты — тоже технологические приспособления. Каждое из них предназначено для выполнения определенной работы.

Необходимо отметить и аварийное оборудование, позволяющее предупреждать и устранять аварийные ситуации. Оно рассчитано на извлечение буровых колонн и обсадных труб.

Электрогенераторы, буровые насосы

Электрогенератор — это тоже один из главных элементов буровой установки, потому что он позволяет обеспечить автономным электропитанием все электрооборудование. Для запуска он оснащается мощным аккумулятором. Благодаря электрогенератору удается практически все аварии устранять на месте работы.

Буровой насос — неотъемлемый элемент циркуляционной системы любой буровой. Он позволяет подавать в скважину буровой раствор и откачивать его обратно. Благодаря этому удается поднимать из недр земли выработанную породу, укреплять скважину и охлаждать долото.

Его изготавливают в различных вариантах. Наиболее используемыми считаются двух- и трехпоршневые устройства. Состоит такая конструкция из гидравлической и приводной части. В последней вращательный момент привода преобразуется в поступательное движение, которое передается поршням. В первой же части энергия, идущая от поршней, преобразуется в гидравлическую.

Технология добычи нефти

Нефть добывается несколькими способами, но для организации этого процесса требуется правильно обустроенная скважина.

Устройство скважин

Бурят скважины буровыми машинами на глубину до нескольких километров. При этом их делают:

  • вертикальными;
  • наклонными;
  • прямолинейно искривленными;
  • искривленными;
  • прямолинейно искривленными (с горизонтальным участком);
  • сложноискривленными.

Их поперечное сечение чаще всего круглое, до 40 см.

Стенки скважин укрепляют высокопрочными металлическими обсадными трубами, при этом в пустоты между этими трубами и стенками скважины под давлением закачивают цементный раствор, которым разделяют пласты, а также хорошо защищают обсадную колонну от вод.

Технология добычи

Когда скважина полностью обустраивается, то на нее устанавливают оборудование для добычи.

Существуют три наиболее распространенных способа добычи нефти.

Фонтанный

Нефть или газ поднимается на поверхность земли по стволу скважины самостоятельно (под действием пластового давления).

  • простой;
  • минимальные затраты электричества;
  • простое управление откачкой;
  • длительный срок эксплуатации техники.

Для контроля над такой скважиной на нее устанавливают запорную арматуру, которая в процессе добычи позволяет управлять потоком сырья (контролировать его давление и консервировать скважины).

После окончания фонтанирования остатки нефти начинают качать газлифтным и насосным способами.

Газлифтный

Это способ применяют в том случае, если пластового давления не хватает для естественного извлечения сырья из недр. В этом случае для выталкивания нефти на поверхность в скважину компрессорами закачивают воздух или углеводородный газ. Данный способ бывает компрессорным и бескомпрессорным.

Первый мы уже рассмотрели, во втором же случае в пласт подают газ, уже находящийся под нужным давлением. Его берут с соседних месторождений.

Преимущества этого способа:

  • позволяет более эффективно разрабатывать месторождения (выкачивать из них больше нефти);
  • с его помощью можно вести добычу на сильно искривленных скважинах;
  • можно работать с очень загазованными и перегретыми пластами;
  • позволяет полностью контролировать рабочий процесс;
  • удается автоматизировать управление;
  • можно сразу эксплуатировать несколько пластов;
  • позволяет контролировать отложение парафина и солей.

Основными минусами газлифта считаются:

  • высокая цена оборудования;
  • небольшой КПД.

Из-за этого его используют чаще всего для подъема легкой нефти с большим содержанием попутного газа.

Насосный

Этот способ предусматривает подъем нефти с помощью насосов, опускаемых в скважины. Данным способом качают сырье с глубины до 2500 м. При этом один насос выкачивает за сутки из скважины до 500 м³ сырья.

По конструкции насосы бывают штанговыми и бесштанговыми. Последние являются погружными электрическими центробежными устройствами.

Штанговые устройства состоят из насосных труб и подвешенных в них плунжеров. При этом возвратно-поступательное движение плунжеров в них позволяет создать станок-качалка. На него передает крутящий момент электромотор с помощью многоступенчатого редуктора.

Из-за не слишком низкой надежности и производительности штанговые устройства сегодня заменяют электрическими центробежными погружными насосами (ЭЦН).

Использование нефтяных систем

Собираются системы для добычи нефти из модулей и агрегатов. Основой для рабочего оборудования являются металлические вышки с опорами.

Монтируют их поэтапно:

  1. Подготавливают земельный участок для размещения системы, при этом проверяют всю технику на работоспособность.
  2. Участок размечают и убирают с него все, для чего характерна повышенная огнеопасность.
  3. Собирают опорную часть и крепят к ней вспомогательную установку.
  4. Собирают оси, стол ротора и центр будущей скважины.
  5. Устанавливают опорную вышку и вспомогательное оборудование. Монтаж выполняют подъемным краном.

Транспортировка буровой техники — сложная работа.

  1. Расчета способа перевозки.
  2. Выбора подходящего маршрута для перевозки с учетом всех имеющихся уклонов на местности и качества дороги.
  3. Проверки и подготовки всех приспособлений, которыми будет фиксироваться перевозимая техника.
  4. Погрузки.

Транспортируют буровую установку до месторождения с помощью полуприцепных механизмов, если это позволяют делать габариты агрегата.

Оборудование для бурения

Буровое оборудование – это специализированная техника, позволяющая выполнить работы по бурению разных видов скважин. Технологические показатели оборудования зависят от глубины будущей скважины, целей и вида бурения.

Читайте также  Оборудование для кованных изделий

Виды оборудования для бурения скважин

Существует три основных вида бурового оборудования:

  • станки;
  • установки;
  • вспомогательное оборудование для бурения.

Станки монтируются на автомобильном шасси, это необходимо для увеличения скорости ремонта базового шасси или частей оборудования по отдельности.

Примером оборудования первого вида является:

  • буровой станок УКБ 12/25;
  • ямобур ручной «Федот» для свай;
  • ручной бур геолога.

Установки представляют собой объединенный агрегат, в котором специальная часть смонтирована с базовым шасси. Среди таких самоходных агрегатов можно выделить модификации буровых установок серии Вектор (ВР-1.120, ВР-5, ВР-4.354, ВР-3.200, ВР2-200) и установки разведочного бурения УРБ-4Т, УРБ 2Д3, УРБ 2А2Д, УРБ 2А2.

Вспомогательное оборудование не является основным, но оказывает непосредственное влияние на процесс бурения и эксплуатацию бурильных установок. К вспомогательным агрегатам относят: буровые насосы, сварочные генераторы, компрессоры, трубозажимы и траки.

Существуют и другие виды классификации бурового оборудования.

Исходя из глубины бурения, различают оборудование для неглубоких, средних, глубоких и сверхглубоких скважин (350/600/6000/15000 м). Самым распространенным является оборудование для бурения неглубоких скважин (до 350 м).

По типу перемещения буровое оборудование подразделяется на:

  • самоходное – монтируются на базовое шасси, что позволяет установке быть мобильной;
  • стационарное – устанавливается непосредственно на месте бурения скважины, так как габариты не позволят перемещать агрегат;
  • переносное – отличается малыми габаритами, основным способом перемещения является переноска вручную.

Виды оборудования зависят от целей бурения, к которым относятся:

  • подготовка свайных скважин (строительство);
  • бурение на воду;
  • инженерные изыскания;
  • бурение разведочных скважин для добычи ресурсов.

Важным моментом является вид породы, где требуется сделать скважину. От этого зависит тип вращателя. Для пород средней мягкости и мягких рекомендовано использование роторной буровой установки. Установка подходит к разным глубинам бурения.

Раньше для разработки скважин в твердых породах использовались шпиндельные бурильные установки. Сейчас на первое место выходит подвижный вращатель с алмазной (твердосплавной) основой.

Оборудование для алмазного бурения скважин

Алмазное бурение применяется для прокладки разных коммуникаций в строительной сфере. Этот вид работ может производить только специально обученный оператор. Оборудование для алмазного бурения бывает гидравлическое и электрическое.

Различают и другие виды оборудования для алмазного бурения такие, как:

  • установка алмазного бурения;
  • установка алмазного бурения с наклонной станиной;
  • комплект алмазного бурения (штатив с наклоном);
  • комплект алмазного бурения (прямой штатив).

Оборудование для горизонтально-направленного бурения

Горизонтально-направленное бурение предназначено для прокладывания подземных коммуникаций. Длина скважин в этом случае может достигать нескольких километров, а диаметр скважины – до 1,2 метра.

Одной из установок для горизонтально-направленного бурения является УГБ-2МГ. Это малогабаритная буровая установка для прокладывания коммуникаций электро-, газо-и водопровода. Подходит для бурения в труднодоступных местах, например, котлованах. Для подготовки к бурению не требует дополнительной подготовки. Диаметр бурения составляет от 11,5 до 22 см, длина создаваемой скважины до 30 м.

При создании установки УГБ-2М4 (ГБМ-2.4) главный упор делался на компактность оборудования. Так же как и УГБ-2МГ установка УГБ-2М4 (ГБМ-2.4) используется для прокладывания различных коммуникаций. Технические характеристики позволяют дополнительно проводить бурение скважин для воды. Чаще всего УГБ-2М4 (ГБМ-2.4) используется для проведения коммуникаций через автотрассы или других видов дорог.

Установка горизонтально-направленного бурения УГНБ-3М4 позволяет достигнуть максимальной длины бурения до 200 м. Этот мощный агрегат может пробурить скважины в любых породах.

Самоходная (на гусеничной базе) бурильная установка УГНБ-4 способна расширять скважины до 60 см, и бурить на глубину до 300 м. Дополнительный элемент для траков гусеничной ленты позволяет передвигаться по асфальтированной дороге.

Противовыбросовое оборудование, применяемое при бурении скважин

Противовыбросовое оборудование представляет собой разные установки, обеспечивающие безопасность процесса во время работ по герметизации устья нефтяных или газовых скважин. Противовыбросовое оборудование отвечает за подъем-спуск бурильных труб, оперативное управление гидроприводом, обеспечение герметизации и создание противодавления на дегазацию и забой.

Основные составляющие установок – это:

  • превенторы, которые герметизируют устье скважины;
  • манифольды, необходимые для обвязки превенторов с целью воздействия на скважину;
  • системы дистанционного управления задвижками манифольда и превенторами.

Оборудование для бурения скважин на и под воду

Сложное оборудование предназначено для бурения скважин под артезианскую воду. Это связано с тем, что грунтовые воды обычно располагаются неглубоко и здесь можно обойтись более простыми установками.

Основными видами оборудования для бурения скважин под воду являются:

  • малогабаритная установка для ударно-канатного бурения;
  • шнековая буровая установка без промывки скважины;
  • роторные установки с обязательной промывкой скважины обеспечивают вынос на поверхность дробленых пород.

Яркими представителями установок для бурения скважин являются модели УРБ 2Д3 и УРБ 2А2. Буровая установка Беркут используется для производства буронабивных свай и буроинъекционных свай, водопонижающих скважин в стесненных условиях. Переносные установки Стерх и передвижные буровые устройства на базе шасси автомобиля КамАЗ необходимы для артезианской воды.

Заказать и купить оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Компании, специализирующиеся на поставках специализированной техники, оказывают услуги по подбору, покупке, доставке и монтажу оборудования к месту бурения.

Перед заказом следует:

  • провести расчеты по способу бурения скважины;
  • определить вид буровой установки;
  • учесть необходимое дополнительное оборудования.

Производители и поставщики оборудования для бурения скважин

Одним из ведущих отечественных производителей бурового оборудования является ОАО «ИЖНЕФТЕМАШ». Компания предлагает стационарные автоматические ключи, погружные дренажные насосы, буровые штанги, штанговые насосы, смесительные установки.

«ВНИИБТ» (ОАО «БУРОВАЯ ТЕХНИКА») — крупнейшая компания, входящая в состав концерна «Интегра». Основная продукция предприятия — это турбобуры, винтовые насосы, редукторные турбобуры.

Одна из старейших компаний по созданию бурового оборудования «ГЕОМАШ» предлагает малогабаритные и самоходные установки.

«ПРОМТЕХИНВЕСТ» выпускает современные системы верхнего привода (грузоподъемность до 320 тонн) и предлагает услуги по проведению бурильных работ.

Из зарубежных компаний можно отметить немецкого производителя BAUER MASCHINEN GMBH, который специализируется на малогабаритном буровом оборудовании, а именно роторных буровых машинах.

Современное оборудование для бурения скважин, а также другие аппараты для нефтегазовой промышленности демонстрируются на ежегодной выставке «Нефтегаз».

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Для выполнения различных операций технологии вращательного бурения требуются различные по функциональным назначениям машины, механизмы и оборудование. Набор необходимых для бурения скважин машин, механизмов и оборудования, имеющих взаимосвязанные эксплуатационные функции и технические параметры, называется буровым комплексом. Центральным звеном бурового комплекса является буровая установка. Буровая установка – это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций по строительству скважин.


Современные буровые установки включают следующие составные части:

-буровое оборудование (талевый механизм, насосы, буровая лебедка, вертлюг, ротор, силовой привод и т.д.);

-буровые сооружения (вышка, основания, сборно-расборные каркасно-панельные укрытия. приемные мостки и стеллажи);

-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 бурового раствора (блок приготовления, вибросита, песко- и илоотделители, подпорные насосы, емкости для химических реагентов, воды и бурового раствора);

-манифольд (нагнетательная линия в блочном исполнении, дроссельно-запорные

устройства, буровой рукав);

-устройства для обогрева блоков буровой установки( телогенераторы, отопительные радиаторы и коммуникации для развода теплоносителя).

На долю кустового строительства скважин приходится в настоящее время более 70% всего объема эксплуатационного бурения и имеется перспектива дальнейшего его расширения на промыслах нефтегазодобывающих районов нашей страны.

Кустовой способ строительства скважин применяется в нашей стране с начала освоения нефтяных месторождений Каспия . В 1937 г. На о. Артем был пробурен первый куст из трех скважин. По мере совершенствования конструкций морских оснований и эстакад этот способ распространился на участки месторождений , занятых морем.

На суше кустовое строительство скважин начало применяться с 1944 г.в Пермском нефтяном районе.

Начало освоения нефтяных богатств Западной Сибири дало мощный толчок развитию этого способа.

Вся Западная Сибирь покрыта многочисленными болотами и реками. Летом болота практически непроходимы для наземного транспорта, а в зимнее время промораживаются не более чем на 20 –30 см из-за высоких

теплоизолирующих свойств торфяного слоя. Весной высокие речные паводковые воды подтопляют нефтяные площади.Быстрая изменчивость погоды, неравномерное выпадение осадков и труднодоступность 80-85 % территории – отличительные особенности Западной Сибири.

В нефтепромысловом районах -Томской области, например, насчитывается 573 реки (превышающих в длину 20 км), крупных озер (площадью 5 и более км2) 35 , а

наменитое Васюганское болото занимает 53 000 км2, что в 1,5 раза больше площади озера Байкал.

Эти условия на первых порах значительно осложнили организацию буровых работ в новом нефтяном регионе. Так при освоении Мегионского месторождения основные объемы бурения выполнялись в зимнее время. Все необходимое оборудование завозилось заранее по зимним трассам и после окончания строительства скважин консервировалось до наступления следующего зимнего сезона и ввода трасс в эксплуатацию.

Сезонность в строительстве нефтяных скважин вызвала необходимость разработки и создания на заболоченных и затопляемых участках специальных искусственных сооружений для круглогодичного ведения буровых работ с последующей многолетней эксплуатацией при нефтедобыче. Возрастающие объемы буровых работ и большие затраты ресурсов на строительство искусственных сооружений привели к целесообразности их сочетания с кустовым бурением. Так были созданы кустовые основания.

Читайте также  Оборудование для производства бетонных блоков

Высокие темпы и масштабы освоения нефтяных месторождений Западной Сибири выявили ряд научно-технических проблем, решение которых позволило разработать технические средства для проводки наклонно-направ ленных скважин и контроля их пространственного положения, различные конструкции крупноблочных буровых оснований , специальные буровые установки для строительства кустовых скважин.

Кустовое строительство скважин имеет ряд существенных достоинств. Прежде всего это значительное сокращение материальных и трудовых затрат на строительство и инженерное обустройство кустовых оснований , подъездных путей и трасс, особенно в условиях заболоченных территорий и бездорожья. Кроме того, существенно уменьшаются затраты на промысловое обустройство скважин, сооружение нефтегазосборных сетей, энергоснабжение промысловых объектов, ремонт и эксплуатационно-техническое обслуживание скважин.

Для кустового бурения скважин в Западной Сибири предназначена установка БУ-3000 ЭУК-1М с эшелонным расположением оборудования (рис. 7)

Основное оборудование БУ-3000 ЭУК-1М размещено на вышечно-лебедочном 1, резервуарном 2 , насосном 3 блоках, а также на блоке компрессоров 4, блоке очистки 5 и энергоблоке 6.

Ниже приведена техническая характеристика этой установки.

1. Допускаемая нагрузка на крюке, кН 2000

2. Условный диапазон глубины бурения , м 2000-3200

3. Наибольшая оснастка талевой системы 5х6

4. Диаметр талевого каната, мм 28

5. Скорость подъема крюка при расхаживании обсадных колонн и ликвидации аварий, м/с 0,2

6. Скорость установившегося движения при подъеме незагруженного элеватора, м/с1,6

7. Число скоростей подъема крюка 6

8.Привод основных исполнительных механизмов

Электрический переменного тока напряжением 6000 В

9. Привод буровой лебедки и ротора

Групповой от асинхронного двигателя АКБ-13-62-8

10. Привод буровых насосов Индивидуальный от синхронного электродвигателя СМБО-15-49-8ХЛ2

11. Мощность привода, кВт:

входного вала подъемного агрегата 645 вала ротора 370 бурового насоса 630

12. Буровой насос:

тип УНБ-600 (У8-6МА2)

13. Число насосов 2

14. Мощность механическая ,кВт 600

15. Максимальная объемная подача, л/с 50,9

16. Максимальное давление на выкиде, Мпа 25

17. Ротор:тип Р-700

18. Диаметр отверстия стола ротора, мм 700

19.Допускаемая статическая нагрузка на стол, кН 3200

20. Момент, передаваемый столом ротора,кНм 50

21.Число частот вращения стола ротора 6

21.Частота вращения стола,об/с максимальная 3,18 минимальная 0,57

22. Номинальная длина свечи, м 25

23. Высота основания (отметка пола буровой), м 7,2

24. Просвет для установки стволовой части превенторнойустановки (расстояние от земли до подвижных частей механизма выдвижения клиньев ротора), м 5,9

25. Длина ведущей бурильной трубы (квадрата), м 27(+0,5)

26. Диаметр бурильных труб, мм 114, 127, 140, 147

27. Диаметр УБТ, м 146, 178, 203

28. Вертлюг: тип УВ-250 максимальная нагрузка, кН 2500 допускаемая нагрузка от бурильных труб, кН 1600

29. Вышка: тип ВМР 45х200 максимальная грузоподъемность на крюке, кН 2000

полезная высота вышки, м механизм подъема вышки встроенный

30. Тормоз вспомогательный: тип Электромагнитный ТЭП-45-У,1максимальный тормозной момент, кНм 45

31. Дизель-электрическая станция:тип АСДА-200мощность, кВт 200

32.Компрессор с электроприводом: тип КСЭ-5М, число компрессоров 2, подача, м/с

2х5=10, давление воздуха, Мпа 0,8

33. Метод бурения скважин кустовой, число групп скважин в кусте не ограничивается, число скважин в группе 2-8, расстояние между скважинами в группе, м 2,4 –5, расстояние между группами скважин, м 15 или 50

34. Циркуляционная система: тип ЦС3-3000 ЭУК, полезный объем резервуаров, м 120, Трехступенчатая (вибросито, пескоотделитель, илоотделитель)

35.Средства механизации спуско-подъемные операции Ключ буровой АКБ-3М, пневмораскрепитель, пневмоклинья, лебедка вспомогательная грузоподъемностью 4,5 т Кран консольно-поворотный на мостках, грузоподъемностью 2 т, лебедка вспомогательная, кран консольно-поворотный на буровых насосах, кран для обслуживания приводной части лебедки, тельферы в насосном и циркуляционном блоках.

36. Монтаж и транспортирование оборудования с куста на куст крупными блоками (модулями) на тяжеловозах ТГ-60, Т-60 и ТГП-70; мелкими и средними блоками на трайлерах грузоподъемностью 30-40 т; агрегатами на универсальном транспорте общего назначения

Рис.8 Общий вид буровой установки для кустового бурения скважин

На рис.8 приведена типовая схема кустового основания для Томского региона.

1. Основание кустовое

2. Амбар шламовый.

5.Настил для складирования цемента.

7.Стеллаж для труб.

8.Амбар для стоительства водозаборной скважины

9.Котлован-септик для хозяйственно-бытовых отходов.

12. Блок очистки глинистого раствора.

14. Блок насосный

16.Распределительное устройство КРНБ.

Высоковольтное распределительное устройство (РВУ).

Местоположение кустового основания (КО) намечается:

-за пределами водоохранной зоны, установленной для каждой конкретной реки или другого водоема, заказников;

-на расстоянии не менее 50 м от линий электропередач;

-на расстоянии не менее 60 м от магистральных нефтепроводов;

-на расстоянии не менее 50 м от внутрипромысловых дорог.

Местоположение КО задается географическими координатами X и Y центра КО и

дирекционным углом направления движения станка (НДС), который отсчитывается от направления на север по часовой стрелке.

В соответствии с «Нормами отвода земель для строительства нефтяных и газовых скважин» СН-459-74 для строительства эксплуатационных нефтяных скважин БУ-3200/200 ЭУК-1М площадь КО определяется:

18000 + Ах2000, м2 ,

где А- число скважин на кустовом основаниии.

Минимальное расстояние между соседними нефтяными скважинами -5 м, между батареями скважин –15 м.

Поверхность КО должна выполняться горизонтально. Рабочая площадка для размещения и передвижения буровой установки выполняется с уклоном i = 0,01 в сторону шламового амбара (ША) для обеспечения поверхностного водостока. Допускается уклон рабочей площадки по ходу движения буровой установки в пределах 1 –1,5 мм на 1 м.

По периметру КО выполняется обваловка из глинистого грунта , которая в нижней своей части примыкает к гидроизоляционному слою в основании насыпи и образует вместе с ним гидравлически замкнутое пространство в теле КО. Высота обваловки над рабочей поверхнос-тью КО составляет 0,7 м, ширина бровки по верху – 1м.

Конструкция кустового основания (КО)должна обеспечить нормальные условия для строительства скважин и их дальнейшей эксплуатации, а также изоляцию токсичных отходов бурения от окружающей природной среды ( ОПС).

Выбор конструкции КО осуществляется в зависимости от гидрогеологических условий и данных инженерно-геологических изысканий.

Обследование кустовых площадок, расположенных в болотистой местности и в пойменной части месторождений , рекомендуется проводить в летнее время, когда имеются лучшие условия для визуальной оценки характера местности, свойств торфов и переувлажненных грунтов.

Рис.9 Схема кустового основания

Применяемые конструкции КО на нефтепромысловых объектах Западной Сибири подразделяются на следующие виды:

-с торфом в теле насыпи;

-экспериментальные ( например с применением нетканых синтетических материалов).

Наиболее сложное по конструкции лежнево-насыпное КО применяется на болотах, предусматривается двухслойная укладка лежневого настила. В первом нижнем слое укладывается продольный (по отношению к линии НДС) лежневый настил из бревен вразгон через 1 м. Во втором верхнем слое укладывается сплошной поперечный (по отношению к линии НДС) лежневый настил во весь “хлыст” .

Перед строительством КО в зимний период производится предварительное проморажи-вание торфяного основания.

На лежневый настил отсыпается гидроизоляционный слой из глинистого грунта толщиной 0,5 м с последующим уплотнением.

Окончательное земляное полотно кустового основания формируется отсыпкой слоя песка толщиной не менее 0,7 м.

Для повышения устойчивости насыпи на слабом основании (торфе) предусматривается использование метода постепенного загружения — предварительной консолидации , осуществляемой путем послойной отсыпки и уплотнения грунта с толщиной каждого слоя 0,3 – 0,5 м. Указанный метод обязателен при отсыпке участка КО по линии НДС шириной 20 м.

Высота отсыпки насыпи на болотах определяется с учетом кончной осадки торфа под действием веса грунта, бурового оборудования и труб.

Принцип работы нефтяной буровой установки

Нефтяная буровая установка представляет собой комплекс специализированного оборудования для бурения нефтегазовых скважин. Устанавливается непосредственно на месте бурения, с помощью нее операции выполняются самостоятельно, поскольку все механизмы автоматизированы. Буровое оборудование позволяет добывать нефть при любых погодных условиях.

Места использования нефтяных буровых установок

Нефтяные буровые установки применяют в нескольких случаях.

При получении скважин небольшого размера, в основном до 25 м, предназначенных для сейсморазведки, часто их бурят на месте, где уже определено наличие нефти, они необходимы для оценки количества добываемого материала и составления плана работ на местности.

Для бурения добывающих скважин, глубина их составляет до 6000 м, применяются для получения газа, нефти и других видов твердых полезных ископаемых;

Для получения скважин оценки, с помощью них специалисты составляют прогнозы и анализ движения нефтяных плит на исследуемой территории, а также определяют приблизительное количество полезных ископаемых.

Для рытья скважин контроля – происходит слежение за давлением в местах проведения работ.

Для проделывания наблюдательных отверстий, они позволяют отследить количество добытого материала и его остатки. Таким способом можно оценить контакт нефти и газа с водой.

Нефтяные буровые установки также используются для ремонта нефтегазовых скважин, и получения скважин на воду.

Назначение установок

Нефтяные системы предназначены для бурения скважин, отличающихся не только размерами, но и

назначением. Именно такие различия и определяют цели бурения:

  • Инженерно-геологические изыскания (используют для изучения местности, состава геологических плит).
  • Гидрогеологическое бурение (необходимо для добычи воды, а также понижения ее уровня на определенном участке).
  • Установки незаменимы для проведения геотермального теплоснабжения.
  • Строительные работы (проведения строительных мероприятий, обустройство свайных и микросвайных оснований, размещение анкеров).
  • Геологоразведочные мероприятия (изучение геологического строения местности, составление прогноза и проведение анализа дальнейшего ее поведения).
  • Прогнозирование сейсморазведочных работ.
  • Установка опор для ЛЭП.

Буровое оборудование имеет широкое распространение, что означает различные конструктивные особенности каждого типа. К тому же определенный тип машины может работать только при определенных климатических условиях.

Виды и классификация нефтяных буровых установок

Различают несколько типов классификаций нефтяных комплексов, в основе которых определен важный критерий установки.

Читайте также  Оборудование для литья латуни

Конструкция

По конструкционным особенностям машины различаются между собой. Это объясняется тем, что определенный тип машины применяется только для узкого вида работ. По конструкции оборудование бывает:

  • Мачтовые (механическая часть располагается на двух опорах).
  • Башенные (имеет 4 механизма опоры, нагрузка на каждый из них распределяется равномерно).

Как правило, башенные агрегаты отличаются большими размерами, а также высокой производительностью работ.

Способ перемещения

Буровое оборудование имеет различия и по способу перемещения. Эти особенности очень важны для работ на разных типах местности. Буровые агрегаты по критерию перемещения делят:

  • передвижные;
  • стационарные.

Передвижные нефтяные буровые установки незаменимы при разведывательных мероприятиях, а также изучения состава местности. С помощью них специалисты берут пробы на проведение различных исследований. Стационарные же модели необходимы для добычи материала.

Место размещения

Добыча полезных ископаемых может проводиться на любой местности, независимо от того, твердая это поверхность или водоем. Основываясь на данные критерии, буровые установки разделяют на:

  • наземные;
  • морские (фиксация осуществляется на дно).

Нефтяные месторождения могут располагаться в любом месте, к тому же ее количество не зависит от того, находится она на твердой поверхности или в воде. Поэтому машины могут выкачивать нефть при любых условиях.

Способ бурения

Чтобы пробурить скважины, используют различные типы бурения. В зависимости от этого нефтяные установки разделяются:

  • Вращательное бурение (работы осуществляются за счет вращательного движения специального конструктивного элемента машины).
  • Вращательно-ударное бурение (для получения скважины используется определенная сила удара, после чего элемент установки начинает вращательное движение).
  • Ударное (бурение проводится за счет удара элемента о поверхность местности).
  • Бурение вибрацией.
  • Огнеструйное бурение.

В последнее время разработан новый вид бурового оборудования, с помощью которого образование скважины происходит за счет разрядно-импульсного бурения.

К тому же нефтяные вышки могут работать от электрического, электрогидравлического или дизельного привода.

Конструкция нефтяных буровых установок

Нефтяная буровая установка включает в своей конструкции несколько систем.

Энергетическая

Двигатель перерабатывает топливо в необходимый вид энергии, с помощью которой происходит питание генератора электрического типа. Он в свою же очередь осуществляет поток электроэнергии остальным механизмам и агрегатам машины.

Механическая

В этой части расположено подъемное устройство, которое перемещает тяжелые элементы. К тому же в этой части нефтяной буровой конструкции расположен ствол ротора.

Вспомогательная

Система включает в себя дополнительное оборудование, с помощью которого имеется свет, вентиляционные элементы, а также может осуществляться движение агрегата.

Информационная

Осуществление строгого контроля над работой всех типов агрегатов и механизмов. При наличии неполадки срабатывает оповестительный сигнал.

Циркуляционная

С помощью данного типа системы происходит продвижение химического раствора в бурильную колонну. Под определенным давлением он перемещается по всем трубам и попадает в ствол ротора.

Помимо систем, из которых состоят нефтяные комплексы, выделяют рабочие органы устройства:

  • Буровая вышка (поддерживает бурильную машину во время проведения работ на местности, осуществляет спуск и подъем необходимого оборудования).
  • Высокотехнологичные насосы (осуществляют закачку в систему химического раствора).
  • Система трубопроводов (происходит соединение механизмов и агрегатов между собой).
  • Ротор (осуществление движение бура при проведении работ, а также поддержание равновесия оборудования).
  • Бур (агрегат, с помощью которого происходит разрушение пород местности, где проводятся работы).
  • Лебедки (подают инструмент на забой, обеспечивают вращение ротора).

К тому же в агрегате находятся такие элементы, как превенторы, которые обеспечивают герметичное фиксирование клапанов труб.

Составляющей любой нефтяной системы являются буровые лафеты. Представляют собой навесное оборудование, которое размещают на гидравлических экскаваторах. Состоит из ходового механизма с гусеничным двигателем, имеется механизм для тяги вперед и бурового функционирования. Лафеты применяют для укрепления грунта, при работе с пневмоударником, а также для бурения скважин под сваи.

Использование нефтяных систем

Устанавливают системы для получения нефти блоками или агрегатами. В качестве монтажной основы применяются облегченные опоры. Эксплуатация осуществляется в несколько этапов:

  1. Подготовка участка, где будет находиться данная система, проверка всего оборудования на исправность и целостность.
  2. На местности проводят разметку, а также убирают все устройства, которые характеризуются высокой степенью пожароопасности.
  3. В первую очередь собирается опорная часть, состоящая из лебедки и ротора, к ним уже при помощи специальных болтов прикрепляют хозяйственную и вспомогательную установку.
  4. После этого осуществляется сборка осей, стола ротора и будущего центра скважины.

Заключительным этапом проводится сборка вышки и дополнительного к ней оборудования. Все работы ведутся с помощью машинного крана.

Доставка машины для бурения считается довольно сложным процессом, который включает в себя:

  • Расчет, согласно ему решается вопрос о методе транспортировки.
  • Определение маршрута, в этом случае учитываются все уклоны местности, а также качество дороги.
  • Проверка и подготовка оборудования, с помощью которого будет крепиться агрегат к транспортировочному оборудованию.
  • Погрузка.

Доставка буровой установки может осуществляться полуприцепным механизмом, если позволяют размеры агрегата.

Видео по теме: О самоподъемной буровой установке «Тамдао 05»

Буровая установка

Буровая установка –один из видов нефтегазового оборудования.

Буровые установки для разработки и разведки нефтяных и газовых месторождений в общем виде включают в себя:

  • Спускоподъемное оборудование (кронблок, лебедка, крюкоблок);
  • Циркуляционное оборудование (буровые насосы, вертлюги, емкости, манифольды);
  • Буровые сооружения (буровые вышки, мостики, основания вышки, стеллажи);
  • Противовыбросное оборудование;
  • Оборудование для приготовления буровых растворов (шламовые насосы, гидроворонки, гидромешалки);
  • Силовое оборудования для привода лебедки, буровых насосов, ротора (дизельные двигатели, электрические двигатели).

Все буровые установки комплектуются приводом главных механизмов (дизельный с механической трансмиссией или электрический с цифровой системой плавного регулирования)

В некоторых случаях возможна комплектация независимым приводом ротора

Кинетическая основа буровой установки — подъемный механизм
Подъемный механизм запускается при возникновении динамической нагрузки.
Динамические нагрузки возникают при спускоподъемных операциях вследствие действия ускорения или замедления, а также упругих колебаний, создаваемых во время переходных процессов.

В качестве источников динамических нагрузок выступают толчки и удары, возникающие при подхвате колонны труб и переходах талевого каната на последующий слой навивки.

Динамической нагрузке также могут способствовать зазоры и монтажные смещения в сочленениях узлов и деталей подъемного механизма и его привода.

Применение буровых установок

Буровые установки применяются:

  1. Для бурения неглубоких скважин (до 25м) и скважин небольшого диаметра(76-219 мм) при сейсморазведке.
  2. Для бурения скважин средней глубины (до 600м) — структурных и поисковых скважин на твердые полезные ископаемые
  3. Для бурения глубоких скважин (до 6000м). Добыча нефти и газа, а так же для разведки новых нефтяных и газовых месторождений.
  4. Сверхглубокое бурение скважин (до 15000м) для добычи нефти и газа и разработки новых месторождений.
  5. Бурение скважин на воду.
  6. Капитальный ремонт нефтегазовых скважин.
  7. Испытания скважин на нефть и газ.

По функциональному назначению буровые установки делятся на:

  1. установки для инженерно-геологических изысканий
  2. установки для добычи воды, работ по водопонижению и геотермальному теплоснабжению, для различных гидрогеологических работ
  3. установки для строительных работ (бурение под свайные и микросвайные основания, для установки анкеров)
  4. установки для геологоразведочных работ
  5. установки для сейсморазведочных работ
  6. установки для сооружения опор ЛЭП

Конструкция буровых установок

Исполнительные органы (главные) — лебедка, ротор, вышка, талевая система, вертлюг, буровой насос, циркуляционная система.

Энергетические органы — дизельные двигатели, электродвигатели, приводы, силовая гидросистема, пневмо-гидросистема

Вспомогательные органы -механизмы передвижения, вспомогательная лебедка, металлоконструкции, системы освещения, системы водоснабжения, системы отопления, системы вентиляции и др.

Органы информации — контроль параметров бурения

Органы управления

Буровая вышка

Буровая вышка — это ключевой узел в оборудовании буровых установок. Выполняет следующие функции:

  1. Поддержание бурильной колонны на талевой системе при бурении с разгрузкой.
  2. Спуско-подъемные опреации с обсадными и бурильными трубами

3. Размещение талевой системы и средств механизации спускоподъёмных операций, в частности механизмов АСП, КМСП или платформы верхового рабочего, устройства экстренной эвакуации верхового рабочего, системы верхнего привода и вспомогательного оборудования.

  1. Размещение бурильных труб

Классификация буровых вышек

По назначению — для капитального ремонта скважин и соответствующих агрегатов, для морских буровых установок, для передвижных буровых установок, для стационарных буровых установок.

По конструкции — мачтовые, башенные.

Буровые лафеты

Буровые лафеты — навесное буровое оборудование. Составляющая буровых установок. Лафеты устанавливают на экскаваторы и гидравлические экскаваторы. Общая масса — от 10 тонн. Буровой лафет обычно состоит из ходового механизма с гусеничным двигателем встроенного гидравлического механизма для тяги (подачи вперед) и бурового функционирования.

Навесные буровые лафеты применяют при работах по частичному упрочнению грунтов, бурении пневмоударником, или при отборе керна, а так же для бурения скважин под сваи, для сооружения скважин на воду и для анкерного бурения.

Роторы

Роторы предназначены для вращения бурильного инструмента и поддержания колонны бурильных труб при бурении скважин.

Лебедки — основной механизм спускоподъемного комплекса буровой установки. Предназначены для выполнения следующих операций:

Спуск и подъем обсадных труб и буровых труб