Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Для бурения нефтяных и газовых скважин требуются специ­альные буровые установки, общая мощность привода которых колеблется в зависимости от назначения установки от несколь­ких десятков до 3000 кВт. Технологические операции, выпол­няемые при бурении, требуют наличия в любой установке сле­дующих основных узлов: механизма вращения долота и буриль­ной колонны; подъемного механизма для спуска и подъема бурильных и обсадных труб; насосов или компрессоров для удаления из скважины разбуренной породы; системы очистки циркулирующего агента и двигателей для привода установки. Применение забойных буровых машин не вносит существенных изменений в состав буровой установки.

Общая схема буровой установки приведена на рис. 8.21. Вра­щательный механизм может быть представлен ротором 2 (ро­торное бурение) или ротором и забойным двигателем 6 (буре­ние турбобуром или электробуром). К подъемному’механизму относятся: вышка или мачта 1, буровая лебедка 3 и талевая си­стема, состоящая из кронблока 43, установленного на верхней раме вышки, талевого блока 15, соединенного с кронблоком стальным канатом 14, и подъемного крюка 16, на котором с по­мощью вертлюга 17 подвешивается бурильная колонна 8. Вышка оборудуется площадкой для верхового рабочего 18, лест­ницами 22, мостками 23 для затаскивания труб и буровым зда­нием 12 для укрытия оборудования. Для привода лебедки и ротора служат двигатели 4. Кроме того, в буровом здании мон­тируются компрессорная станция с воздухосборником для си­стемы пневматического управления лебедки, вспомогательная дизель-генераторная электростанция и комплекты электропус — ковой аппаратуры 7 и 9 для электропривода лебедки и насосов (в варианте дизельного привода последние отсутствуют).

К вертлюгу 17 присоединяется гибкий шланг 19, по кото­рому в бурильную колонну подается промывочная жидкость, на­гнетаемая насосным агрегатом, который может состоять из од­ного или двух буровых насосов 11 и двигателей 10 для их при­вода. От насосов промывочная жидкость через нагнетательную линию, стояк 21, шланг, вертлюг, ведущую трубу 20 и буриль­ную колонну поступает к долоту 5 на забое скважины, захва­тывает обломки выбуренной породы и поднимает их по кольце­

вому пространству между бурильными трубами и стенками сква­жины на поверхность. Здесь промывочная жидкость очищается от обломков породы с помощью механической или гидравличе­ской системы очистки и направляется в приемные емкости, от­куда она снова закачивается в скважину.

При турбинном бурении насосы обеспечивают также привод турбобура. При роторном бурении с продувкой вместо насосов используют компрессоры.

Рис. 8.22. Буровой агрегат 1БА15Н: / — буровой блок (установка УРБ-ЗА2); 2 — насосно-сило — вой блок; 3 —карданная пере­дача; 4 — система приготовле­ния и очистки глинистого рас­твора; 5 — мостки

По назначению буровые установки подразделяются на три категории: 1) установки для структурно-поискового бурения;

2) установки для глубокого разведочного и эксплуатационного

бурения; 3) установки для освоения, испытания и ремонта сква­жин.

Установки первой категории, предназначенные для бурения скважин сравнительно небольших диаметров и глубины, отли­чаются малой грузоподъемностью (1—50 т), небольшой привод­ной мощностью (11—441 кВт). Это позволяет монтировать почти все установки этой категории на универсальных транс­портных средствах (автомобили, тракторы, прицепы) и, таким образом, эксплуатировать их как самоходные. К этой категории относятся установки роторного, шнекового и комбинированного типов, используемые для бурения взрывных скважин при сейс­моразведке, а также установки роторного бурения для проходки структурных скважин. Для этой же цели могут применяться’ также шпиндельные станки колонкового бурения.

Параметры самоходных буровых установок для бурения структурных скважин регламентированы ГОСТом. В соответ­ствии с этим освоено серийное производство комплекса унифи­цированных установок для бурения структурных скважин глу­биной до 600 м (УРБ-ЗА2, УРБ-ЗАЗ), 1000 м (1БА15Н) и 1600 м (2БА15Н).

Буровой агрегат 1БА15Н (рис. 8.22) состоит из основного бу­рового блока, представляющего собой комплектную буровую ус­тановку УРБ-ЗА2, смонтированную на автомобиле МАЗ-500, и дополнительного насосно-силового блока, смонтированного на прицепе МАЗ-5207В. Блоки соединяются карданным валом, что позволяет осуществить привод механизмов от любого двига­теля. На буровом блоке установлены однобарабанная лебедка с двухдисковым фрикционом, ротор, коробка передач, буровой насос ПГрБ и складная мачта с системой гидроподъема.

Привод механизмов бурового блока осуществляется от ходо­вого двигателя автомашины через коробку отбора мощности.

На насосно-силовом блоке смонтированы буровой насос 9МГр и дизель ЯМЗ-236, соединенные промежуточным редукто­ром и клиноременной передачей. Агрегат оснащен генератором, двумя компрессорами, масляным насосом системы гидроподъ­ема мачты, индикатором веса и другими приспособлениями.

Установки третьей категории используют для разбуривания цементных пробок при освоении и испытании, а также для бу­ровых работ при ремонте нефтяных и газовых скважин. Хотя они отличаются несколько большей грузоподъемностью (25— 100 т), требования транспортабельности и маневренности сохра­няют свое значение, в большинстве случаев их монтируют на шасси грузовых автомобилей.

Установки для глубокого разведочного и эксплуатационного бурения отличаются наибольшими грузоподъемностью, массой и мощностью привода.

В 1970 г. был утвержден, а в 1973 г. уточнен размерный ряд, стандартизовавший основные параметры буровых установок

Тип буровой установку	УРБ-ЗА2	1БА15Н	2БА15Н
Транспортная база. ,	МАЗв-500А	Буровой блок	Буровой блок
	на автомобиле МАЗ-500А, на­сосно-силовой блок на прицепе МАЗ-5207В	на автомобиле МАЗ-500А, два вспомогательных на автоприцепах
Глубина бурения с тру­			1600
бами диаметром 60 мм, м	600	1000
Грузоподъемность, т:	10	12	20
номинальная….
максимальная. . .	15	20	32.
Силовой привод
тип двигателя….	Я М3-236	ЯМЭ-236	ЯМЭ-236
Насосная группа
тпп насоса………………..	11 ГрБ	9МГ р; 11 ГрБ	9МГ р
число насосов….	1	2	2
Тип мачты…………………….	Складная	А-образная
Высота, м…………………….	18,4	18,4	20
Проходное отверстие			410
стола ротора, мм…	250	250

этой категории и предъявляемые к ним требования (ОСТ 26-02- 807—73).

В отличие от прежних нормалей за основу, классификации установок была принята не грузоподъемность, а условная глу­бина бурения при массе бурильной колонны 30 кг/м как более соответствующая их целевому назначению. Новый стандарт пре­дусматривает восемь классов установок, обеспечивающих буре­ние скважин от 2000 до 10000 м, вместо прежних пяти. Значи­тельно повышены требования к таким определяющим эффектив­ность установок параметрам, как мощность на валу лебедки, мощность на приводе насосов, наибольшее давление насосов. Основные параметры буровых установок, устанавливаемые этим стандартом, приведены в табл. 8.8. Этими требованиями следует руководствоваться при выборе буровых установок и оценке их технического уровня. В промышленности на различных стадиях производства, испытания и разработки находится широкая гамма буровых установок, обеспечивающих бурение скважин глубиной 2000—8000 м (табл. 8.9).

Буровые установки классов БУ2000 и 2500 выпускаются вол­гоградским заводом «Баррикады» (индекс Бр в шифре уста­новки), установки остальных классов —- Уралмашзаводом. Бу­ровые установки того или иного класса выпускаются в несколь­ких модификациях: с дизельным (Д), дизель-гидравлическим (ДГ) и электрическим (Э) приводом; смонтированные на круп­ных блоках, приспособленных для транспортирования по мест­ности на гусеничных тяжеловозах или универсальной монтаже — способности (с индексом У в шифре установки), обеспечиваю­щей возможность монтировать и перевозить буровые установки

Требования размерного ряда к буровым установкам для глубокого разведочного и эксплуатационного бурения

Классы буревых установок

Параметры

Условная глубина буре­ния при массе бурильной колонны 30 кг/м, м Нагрузка на крюке (эле­ватора), допускаемая в процессе проводки и крепления скважины, кН Расчетная мощность на приводном валу лебедки, кВт (не менее) Наибольшая скорость подъема крюка (элева­тора) при спуско-подъ — емных операциях, м/с Скорость подъема крюка при ликвидации аварий и расхаживании обсад­ных колонн, м/с (не бо­лее) Наибольшая оснастка та­левой системы Диаметр талевого кана­та, мм Номинальная длина свечи, м Диаметр отверстия в столе ротора, мм Мощность бурового на­соса (приводная), кВт (не менее) Наибольшее давление на выходе насоса, МПа Число буровых насосов, шт. Полезный объем емкостей циркуляционной систе­мы, м3 Отметка пола буровой от уровня земли, м (не ме­нее)

2500

3000

4000

5000

2000

6500

8000

10 000

1200

1400

1700

2000

2500

3200

5000

4000

662

442

552

883

1104

1582

2944

2208

1,8

1,7

1,6

0,2

5X6 28; 32 560 750

4X5 25; 28 18; 25 450; 560 600 2500 1; 2 90 5,5

6X7 32; 35 25; 27 560; 700 950 2 180; 240

6X7; 7X8 38 760; 950 1180 4000 300; 360

3200

120; 150

6,0

>> из
ю	ьЭ	т

	Класс установки
Стадии изготовления	БУ-2000	БУ-2500	БУ-3000	Б У-4000
Серийные и опытно-про­мышленные установки Установки, находящиеся в испытании Установки, находящиеся в изготовлении и разра­ботке	БУ-75БрД БУ-75БрЭ БУ-50ЭУ БУ-50ДГУ	БУ-80БрД БУ-80БрЭ БУ-80ЭУ БУ-80ДГУ 2500ЭУК	Уралмаш 3000БД Уралмаш 3000БЭ ЗОООЭУК	ЗД (5X6) 4Э/5Х6/ 4000ДГУ 4000ЭУ

Продолжение

		Класс установки
Стадии изготовления	БУ-5000	БУ-6500	Б У-8000	БУ-Ю ООО
Серийные и опытно-про — мышленные установки	ЗД (6X7) 4Э(6Х 7) 5000ДГУ 5000ЭУ	ПБУ6000/60	300ДЭ зооэ	—
Установки, находящиеся в испытании	—	200ДГ-ІУ 200Э-1У	—	—
Установки, находящиеся в изготовлении, и разра­ботке

не только крупными, но и мелкими блоками на большегрузных платформах с автотягачами или поагрегатно на автотранспорте общего назначения по дорогам; специализированные для кус­тового бурения (с индексом ЗУК), а также для бурения на море (ПБУ). Кинематическая схема буровой установки Уралмаш 4000ДГУ приведена на рис. 8.23. Привод установки осуществля­ется от четырех силовых дизель-гидравлических агрегатов типа СА-6, состоящих из дизеля В2—450 ТК-СЗ и турботрансфор­матора ТТК-669. Применение турботрансформаторов обеспечи­вает гибкую, бесступенчатую характеристику привода, при ко­торой более полно используется установленная мощность дизе­лей. Каждый силовой агрегат с помощью карданного вала и шинно-пневматической муфты соединяется с входным валом цепной трансмиссии, блокирующей все двигатели и обеспечи­вающей различные варианты распределения их мощности между лебедочно-роторным и насосным блоками. К лебедочно-ротор­ному блоку мощность от трансмиссии передается через коробку скоростей, обеспечивающую при определенной частоте враще­ния вала силового агрегата пять скоростей подъема крюка и

/ — ротор; 2 —барабан буровой лебедки; 3, 4, 1, 12, 15, 18, 21 — шинно-пневматические муфты; 5 — редуктор регулятора подачи долота РПдЭ-3, 6 — электродвигатель привода РПДЭ-3; 8 — дизель-гидравлический агрегат СА-6; 9, 10 — карданно-цепной привод бурового на­соса; 11 — буровой насос У8-6М; 13 — суммирующий редуктор; 14 — компрессор К-5М с приводом от трансмиссии; 16, 17 — карданно-цеп — иой. привод коробки перемены передач: 19 — коробка перемены передач; 20 — электромагнитный тормоз ЭМТ-4500; 22 — цепной привод ротора

четыре частоты вращения ротора (одна из них является ревер­сивной). Применение турботрансформаторов совместно с короб­кой скоростей позволяет осуществить плавное регулирование скорости подъема крюка в диапазоне от 0,35 до 2 м/с с соответ­ствующим изменением грузоподъемности при талевой оснастке 5X6 от 160 до 22 т при неизменной величине передаваемой мощ­ности.

К двум буровым насосам типа У8-6М мощность передается от трансмиссии через карданные валы и шинно-пневматические муфты. Дизель-гидравлический привод позволяет производить автоматическое регулирование числа двойных ходов буровых насосов в зависимости от давления на выкиде, а также осущест­вить плавный пуск насосов при закрытых пусковых задвижках.

Подъемный вал лебедки оснащен электромагнитным вспо­могательным тормозом ЭМТ-4500 индукционного типа. Буровая установка укомплектована А-образной секционной мачтой ВМА — 44X200 высотой 44 м, тремя вспомогательными дизель-электри — ческими станциями мощностью по 100 кВт, тремя компрессо­рами для системы пневматического управления, средствами ме­ханизации спуско-подъемных операций (комплекс механизмов АСП-ЗМ, пневмоклинья для захвата бурильных труб ПКР-У7А, буровой ключ АКБ-ЗМ2 для свинчивания и развинчивания бу­рильных и обсадных труб и др.) регулятором подачи долота РПДЭ-3, вспомогательными грузоподъемными средствами, си­стемой очистки промывочной жидкости ЗЦС-125.

По основному оборудованию установка Уралмаш 4000ДГУ унифицирована с установкой Уралмаш 5000ДГУ, а в конструк­тивно-кинематическом отношении подобна установкам Урал­маш 4000ЭУ, 5000ЭУ, 200ДГ-1У, 200Э-1У и незначительно отли­чается от установок класса БУ-2500.

Комментарии запрещены.