Буровые установки глубокого бурения
Скважину бурят при помощи буровой установки, представляющей собой сложный комплекс машин, механизмов, аппаратуры, металлоконструкций, средств контроля и управления, расположенных на поверхности.
В комплект буровой установки входят вышка для подвешивания талевой системы и размещения бурильных труб, оборудование для спуска и подъема инструмента, оборудование для подачи и вращения инструмента, насосы для прокачивания промывочной жидкости, силовой привод, механизмы для приготовления и очистки промывочной жидкости, механизмы для автоматизации и механизации спускоподъемных операций, контрольно-измерительные приборы и вспомогательные устройства. В комплект буровой установки входят также металлические основания, на которых монтируется и перевозится оборудование.
Различные условия и цели бурения при наличии большого разнообразия глубин и конструкций скважин не могут быть удовлетворены одним типоразмером буровой установки, поэтому отечественная промышленность (ОАО «Уралмаш» и ОАО «Волгоградский завод буровой техники») выпускает ряд буровых установок (БУ).
ОАО «Уралмаш» выпускает комплектные буровые установки (табл. 3.1) и наборы бурового оборудования (НБО) для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 2 500…8 ООО м с дизельным (Д) и дизель-гидравлическим (ДГ) приводами, электрическими приводом переменного тока (Э) и регулируемым (тиристорным) электроприводом постоянного тока (ЭР) с питанием от промышленных сетей, а также от автономных дизель-электрических станций (ДЕ).
ОАО «Волгоградский завод буровой техники» (табл. 3.2) производит комплектные буровые установки для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 1000…3 500 м с дизельным и дизель- гидравлическим приводами, электрическим приводом переменного тока и регулируемым (тиристорным) электроприводом постоянного тока (ЭП) с питанием от промышленных сетей, а также от автономных дизель-электрических станций постоянного тока (ДЭП).
и* Таблица 3.1
ОС
Технические характеристики буровых установок, выпускаемых ОАО «Уралмаш»
Показатели |
Тип буровой установки |
||||||||||||||||
БУ3200/200ЭУК-2М2, БУ3200/200ЭУ К — М 2У, БУЗ?00/200ЭУК-М2Я |
БУ3200/200ЭУ-1М, БУ3200/200ЭУ-1У |
БУ3200/200ЭУ К-Э М Л |
БУ3200/200ДГУ-М. БУ3200/200ДГУ-1 У, БУ3200/200Д ГУ-Т |
БУ5000/320ДГУ-1, БУ3200/320ДГУ-1Т |
БУ5000/320ЭР |
БУ5000/320ЭР-0 |
БУ5000/320ЭУК-Я |
ш § гч со и о г э >> из |
БУ6500/400ЭР |
БУ5000/450Э Р-Т |
БУ8000/500ЭР БУUNOC500ДE |
О из 2 |
НБО-Д |
6 X |
БОЗД86-1 |
БОЗД86-2 |
|
Допустимая на |
2000 |
2000 |
2000 |
3 200 |
3 200 |
4000 |
4 500 |
5000 |
2000 |
2 250 |
2 250 |
3 200 |
3 260 |
||||
грузка на крюке, |
|||||||||||||||||
кН |
|||||||||||||||||
Условная глубина |
3 200 |
3 200 |
3 200 |
5000 |
5000 |
6 500 |
5000 |
8000 |
3 2(Ю |
3 600 |
3 600 |
5 000 |
5 000 |
||||
бурения, м |
|||||||||||||||||
Скорость подъема |
0,2 0± 0,05 |
о о К> |
0,2 |
0,20 |
0,1 |
..0,2 |
0,1. ..б?2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,19 |
0,18 |
0,16 |
0,16 |
|||
крюка при |
|||||||||||||||||
«расхаживании» |
|||||||||||||||||
колонны, м/с |
|||||||||||||||||
Скорость подъема |
1,50 |
1,5 |
1,5 |
1,82 |
,6 |
1,6 |
1,5 |
1,6 |
1,5 |
1,58 |
1,50 |
1,43 |
1,43 |
||||
элеватора (без на |
|||||||||||||||||
грузки), м/с, не |
|||||||||||||||||
менее |
.. |
І —— |
1г-— |
Расчетная мощность ни входном валу подъемного агрегата, кВт |
670 |
670 |
1 670 |
1 100 |
1 100 |
1475 |
1 100 |
2200 |
670 |
710 | |
700 1 |
690 1 |
690 |
||||
Диаметр отверстия в столе ротора, мм |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
950 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
||||
Расчетная мощность привода ротора, кВт |
370 |
370 |
280 |
370 |
370 |
440 |
440 |
500 |
370 |
370 |
370 |
218 |
218 |
||||
Мощность бурового насоса, кВт |
950 |
950 |
970 |
950 |
950 |
1 800 |
950 |
1 180 |
1 180 |
600 |
600 |
600 |
600 |
600 |
|||
Вид привода |
Э |
ЭР |
дг |
ДГ |
ЭР |
ЭР |
ЭР |
ЭР, ДЕ |
Э |
Д |
э |
Д |
д |
||||
Высота основания (отметка пола буровой), м |
7,2 |
6,0 |
8,0 |
6,2 |
9,4 |
8,0 |
8,0 |
8.0 |
10,0 |
7,2 |
— |
— |
6,5 |
6,5/ 8,0 |
|||
Просвет для установки стволовой части превенторов, м |
5,7 |
4,7 |
6,7 |
5,0 |
7,4 |
6,7 |
6,7 |
6,7 |
8,5 |
5,7 |
5,2 |
5,2/ 6,7 |
(_л
40
Показатели |
БУ1600/ 100ДГУ |
БУ 1600/ 100ЭУ |
БУ2500/ 160ДГУМ1 |
БУ2900/ 175ЭП-М, БУ2900/ 175ДЭП-2, БУ2900/ 175ДЭП-3[1] |
БУ2900/ 175ЭПК |
БУ2900/ 175ЭПКМ 1 |
БУ2900/ 200ЭПК |
БУ200/ І25ДММ |
Допускаемая нагрузка на крюке, кН |
1 ООО |
1 000 |
1600 |
1 750 |
1 750 |
1 750 |
2 000 |
1 250 |
Условная глубина бурения, м |
1 600 |
1 600 |
2 500 |
2 900 |
2 900 |
2 900 |
2 900 |
2000 |
Скорость подъема крюка при «расхаживании» колонны, м/с |
0,1…0,2 |
0,22 |
0,1 …0,2 |
0,1 …0,2 |
0,1 …0,2 |
0,1 …0,2 |
0,1.„0.2 |
0,1…0,2 |
Скорость подъема элеватора (без нагрузки), м/с, не менее |
1,7 |
1,7 |
1,95 |
1,54 |
4,54 |
1,66 |
1,66 |
1,5 |
Расчетная мощность на входном валу подъемного [ агрегата, кВг |
300 1 |
300 |
550 ■ ■ — |
550 |
550 |
550 |
550 |
300 |
Технические характеристики буровых |
Таблица 3.2 |
установок, выпускаемых ОАО «Волгоградский завод буровой техники» |
Диаметр отверстия в столе ротора, мм |
1 560 |
560 |
560 |
560 |
560 |
560 |
560 ‘ |
560 1 |
Расчетная мощность привода ротора, кВт |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
180 |
М ощность буро — вого насоса, кВт |
475 |
475 (600)[2] |
600 |
600 |
600 |
600 |
600 |
600 |
Вил привода |
дг |
э[3] |
дг |
эп дэп |
ЭП |
ЭП |
ЭП |
д |
Высота основания (отметка пола буровой), м |
5,0 |
5,0(8) |
5,5 |
6,1 |
7,75 |
6 |
8 |
6,4 |
Просвет для установки стволовой части превенторов, м |
3,86 |
3,86 (6,86) |
4,1 |
4,7 |
6,4 |
4,7 |
6,64 |
5,05 |
Масса установки, т |
372 |
343(375) |
359 |
308 (ЭП) 495ШЭП) |
528 |
468 |
706,5 |
330 |
О’ о |
Буровую установку для бурения конкретной скважины или группы скважин выбирают по допустимой нагрузке на крюке, которую не должен превышать вес (в воздухе) наиболее тяжелой обсадной колонны.
Использование установок более высокого класса, чем это требуется по конструкции скважины, нерационально, так как, не давая существенного повышения скорости бурения, это приводит к увеличению стоимости работ. При выборе типоразмера и модели установки данного класса следует учитывать конкретные геологические, климатические, энергетические, дорожно-транспортные и другие условия бурения. В соответствии с этим выбирается тип привода (дизельный, электрический и т. д.), а также схема монтажа и транспортирования буровой установки.
Каждая буровая установка характеризуется схемами транспортирования, монтажа и монтажно-транспортной базой. Установки ‘ для бурения нефтяных и газовых скважин подразделяются на самоходные и несамоходные. В странах СНГ бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется в основном несамоходными буровыми установками.
Для несамоходных буровых установок характерны три метода^, монтажа и транспортирования: агрегатный (индивидуальный), мелкоблочный и крупноблочный.
Агрегатный метод монтажа и транспортирования буровых установок заключается в индивидуальном монтаже и транспортировании каждого агрегата установки и применяется, как правило, при ее первичном монтаже. Для повторного монтажа агрегат-‘ ным способом установку разбирают на агрегаты и узлы и перевозят на универсальном транспорте на новую точку бурения, где вновь монтируют оборудование и сооружения. Этот метод связан^ с большим комплексом трудоемких работ (строительных, плотничьих, слесарных, подсобно-вспомогательных и др.), выполняемых при разборке и монтаже буровых установок на новом/ месте, что вызывает увеличение сроков монтажа. Поэтому этот* метод в настоящее время применяется редко, в основном при бурении опорных скважин, монтаже буровых установок боль** шой грузоподъемности и перевозке установок на большие расстояния.
Мелкоблочный метод монтажа и транспортирования буровых установок заключается в том, что агрегаты и узлы установки перен возят и монтируют на металлических основаниях. Металлическое основание со смонтированным на нем каким-либо узлом уста-; новки составляет мелкий блок (секцию-модуль). Число таких бло-! ков буровой установки определяется конструкцией установки, условиями разработки месторождения и географическими условиями. Оычно буровая установка расчленяется на 15… 20 мелких блск ков. Габаритные размеры и масса мелких блоков позволяют пере-
возить их на универсальном транспорте, а в труднодоступных районах — на вертолетах.
Этот метод монтажа буровых установок широко применяют в разведочном бурении, а в некоторых районах — и в эксплуатационном бурении, когда из-за сложных природно-географиче — ских условий невозможно перевозить установки крупными блоками.
Крупноблочный метод монтажа и транспортирования буровых установок заключается в перевозке агрегатов и узлов установки крупными блоками на специальном транспорте (тяжеловозах, подкатных тележках на гусеничном или пневмоколесном ходу), установке блоков на фундаменты и соединении коммуникаций между ними. При этом буровую установку расчленяют на 2…3 блока массой по 60… 120 т. Крупный блок состоит из металлического основания, перевозимого на специальных транспортных средствах, и смонтированных на нем агрегатов и узлов буровой установки, кинематически связанных между собой. При перевозке таких блоков почти не нарушаются кинематические связи узлов установки и коммуникации и не демонтируются укрытия, что позволяет исключить трудоемкие работы, выполняемые при обычном методе монтажа, такие как строительные, плотничные, слесарные работы и ряд подсобно-вспомогательных работ.
Применение крупных блоков позволяет сократить сроки монтажа буровых установок до минимума. Однако промышленное обустройство нефтяных площадей, строительство линий высоковольтных передач, железных и шоссейных дорог, а также ограничения, налагаемые охраной земельных угодий, снижают возможности применения этого способа, особенно в центральных районах России. В то же время обычный и мелкоблочный методы монтажа буровых установок занимают много времени и резко снижают производительность буровых установок.
Буровые установки изготавливаются таким образом, что их можно перевозить в зависимости от местных условий различными способами. Эти установки называются установками универсальной мон — тажеаюсобнасти.