ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 182
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
12 1/20 от предела измерения манометра 9 или получить его у препо- давателя.
Записать полученные данные в следующей форме:
– диаметр штампа в мм ___
– среднее значение диаметра лунки в мм ___
– глубина лунки в мм ___ масштабные коэффициенты регистрации:
– деформации в мм/мм ___
– усилия в кН/мм ___.
Нанести экспериментальные точки на поле координат (если графопостроитель отсутствует). Провести две усредняющие пря- мые через эти точки или характерные участки графика. Перенести ось ординат (Р) в точку пересечения одной из усредняющей пря- мой с осью абсцисс (ε), как это показано примером на рис. 5 (отре- зок 0–0΄ обусловлен деформацией установки, которая в дальней- шем не учитывается).
Обозначить характерные точки графика и произвести вычис- ления твердости по штампу p ш
, предела текучести p т
и коэффици- ента пластичности К
пл по соответствующим формулам: 1, 2, 3 или
4 (5) с учетом масштаба регистрации. Классифицировать исследу- емую горную породу согласно табл. 1, 2.
Рис. 5.График зависимости силы Р от величины абсолютной
деформации ε испытуемого образца
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13
Содержание отчета и его форма
В отчете должны быть приведены:
– номер лабораторной работы, ее тема и цель работы;
– краткая теория по теме работы;
– аппаратура и материалы;
– методика и порядок выполнения работы.
Вопросы по лабораторной работе
1. Какие основные физико-механические свойства горных по- род вам известны?
2. Принцип работы установки для испытания горных пород методом вдавливания цилиндрического штампа.
3. Как определяются твердость по штампу, предел текучести и коэффициент пластичности?
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14
Лабораторная работа 2
ВРАЩАТЕЛЬНЫЙ СПОСОБ БУРЕНИЯ
Цель: получить необходимые сведения о вращательном спо- собе бурения, как наиболее распространенном при строительстве нефтяных и газовых скважин; ознакомиться с основным оборудо- ванием и приводом долота.
Знания и умения: классификацию буровых скважин по целе- вому назначению и способу бурения; механические и технологи- ческие свойства горных пород, способы разрушения пород при бурении; основное буровое оборудование, очистные агенты и там- понажные смеси, основные технологии и режимы бурения; ис- пользовать навыки в выполнении инженерных расчетов по выбору конструкции скважины, параметров режима бурения и показателей работы долот по промысловым данным; выбирать инструмент и оборудование, обеспечивающие высокие технико-экономические показатели строительства нефтяных и газовых скважин.
Формируемые компетенции:
ПК-2 – выбирать технические средства для решения общепро- фессиональных задач и осуществлять контроль за их применением.
Актуальность темы: при вращательном бурении скважина углубляется в результате одновременного воздействия на долото нагрузки и крутящего момента. Под действием нагрузки породо- разрушающие элементы долота внедряются в породу, а под влия- нием крутящего момента скалывают, дробят и истирают ее.
Теоретическая часть
В зависимости от местонахождения двигателя вращательное бурение разделяют на роторное – двигатель на поверхности и при- водит во вращение долото на забое при помощи колонны буриль- ных труб и бурение с забойными двигателями – двигатель перене- сен к забою скважины и устанавливается над долотом.
При роторном бурении (рис. 6) ротор 4 приводится во враще- ние от двигателей 11 через лебедку 10. Ротор, в свою очередь, вращает бурильную колонну, состоящую из ведущей трубы 5 и привинченных к ней с помощью специального переводника 3 бу- рильных труб 2, и долота 1.
При бурении с забойными двигателями вал двигателя 18 враща- ет долото, а бурильная колонна и корпус забойного двигателя непо- движны.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15
Характерной особенностью вращательного бурения является промывка скважины водой или специально приготовленной жидко- стью в течение всего времени работы долота на забое. Для этого бу- ровые насосы 12, приводящиеся в работу от двигателей 13, нагнетают промывочную жидкость по трубопроводу 16 в стояк-трубу, установ- ленный в правом углу вышки 19, далее в гибкий буровой шланг 17,
вертлюг 6 и в бурильную колонну. Дойдя до долота, промывочная жидкость проходит через отверстия, имеющиеся в нем, и по кольце- вому пространству между стенкой скважины и бурильной колонной поднимается на поверхность. Здесь в желобной системе 15 и в очи- стительных механизмах (на рисунке не показаны) жидкость очищает- ся от выбуренной породы, затем поступает в приемные емкости 14
насосов и вновь закачивается в скважину.
Рис. 6.Схема установки
для бурения глубоких
скважин роторным
и турбинным способами
и при помощи
электробура
1 – долото; 2 – бурильные
трубы; 3 – специальный
переводник; 4 – ротор;
5 – ведущая труба;
6 – вертлюг; 7 – крюк;
8 – талевый блок;
9 – талевый канат; 10 –
лебедка; 11 – двигатели
лебедки и ротора;
12 – буровой насос;
13 – двигатель насоса;
14 – приемная емкость;
15 – желоба; 16 – трубо-
провод; 17 – гибкий
шланг; 18 – забойный
двигатель; 19 – вышка;
20 – обсадные трубы;
21 – цементная оболочка
вокруг обсадных труб;
22 – шахтовое
направление
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16
По мере углубления скважины бурильная колонна, подвешен- ная к полиспастной системе, состоящей из кронблока, талевого блока 8, крюка 7 и талевого каната 9, подается в скважину. Когда ведущая труба 5 войдет в ротор 4 на всю длину, включают лебед- ку, поднимают бурильную колонну, на длину ведущей трубы и подвешивают бурильную колонну с помощью элеватора или кли- ньев на столе ротора. Затем отвинчивают ведущую трубу вместе с вертлюгом 6 и спускают ее в шурф – слегка наклонную скважину глубиной, равной длине ведущей трубы. Шурф бурится заранее в правом углу буровой, примерно посредине расстояния от центра скважины до ноги вышки. После этого бурильную колонну удли- няют (наращивают) путем привинчивания к ней так называемой двухтрубки (двух свинченных труб или одной трубы длиной около
12 м), снимают ее с элеватора или клиньев, спускают в скважину на длину двухтрубки, подвешивают с помощью элеватора или клиньев на стол ротора, поднимают из шурфа ведущую трубу с вертлюгом, привинчивают ее к бурильной колонне, освобождают бурильную колонну от клиньев или элеватора, доводят долото до забоя и продолжают бурение.
Аппаратура и материалы
1. Макет буровой установки.
2. Натурные образцы элементов бурильной колонны, забой- ных двигателей, породоразрушающего инструмента.
3. Чертежи бурового оборудования и схемы его оборудования.
Указания по технике безопасности
1. Лабораторная работа выполняется только после инструкта- жа по технике безопасности с обязательной росписью студентов в журнале по технике безопасности.
2. Допуск к макету буровой установки студентов, выполняю- щих лабораторную работу, осуществляется только в присутствии преподавателя.
Методика и порядок выполнения работы
Студенту необходимо ознакомиться с теоретическим обосно- ванием работы для осмысленного восприятия и понимания суще- ства технологических процессов при вращательном способе буре-
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17 ния, ознакомиться с основным буровым оборудованием и его назначением на примере макета буровой установки.
Содержание отчета и его форма
В отчете должны быть приведены:
- номер лабораторной работы, ее тема и цель работы;
- краткая теория по теме работы;
- аппаратура и материалы;
– эскиз макета буровой установки, на котором обозначены все узлы и основное оборудование буровой установки.
Вопросы по лабораторной работе
1. Сущность вращательного способа бурения.
2. Способы вращательного бурения.
3. Основные узлы буровой установки.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
18
Лабораторная работа 3
ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
БУРОВОЙ УСТАНОВКИ
Цель: ознакомиться с основным оборудованием буровой установки.
Знания и умения: применять профессиональную терминоло- гию в области бурения, разработки месторождения, эксплуатации скважин, транспорта нефти и газа; анализировать отечественную и зарубежную научно-техническую информацию по направлению исследований в области нефтегазового дела
Формируемые компетенции:
ПК-2 – выбирать технические средства для решения общепро- фессиональных задач и осуществлять контроль за их применением.
Актуальность темы: в связи ростом объемов бурения, пред- стоящим вводом в разработку новых месторождений, в том числе – с трудноизвлекаемыми запасами, приобретает особую важность обеспечение рентабельности строительства скважин высокого ка- чества в сжатые сроки, надежных в эксплуатации, при сохраняю- щейся ограниченности капитальных вложений. Но значительное число современных скважин построены неудовлетворительно, имеют пониженный дебит, требуют применения дорогостоящих методов вторичного воздействия на продуктивные пласты для ликвидации последствий вызванных некачественным вскрытием по причине несоблюдения технологии и параметров бурения.
Теоретическая часть
Бурение скважин осуществляется с помощью буровых уста- новок, оборудования, инструментов.
Буровая установка – это комплекс наземного оборудования, необходимый для проводки скважины.
Состав буровой установки:
1. Буровая вышка.
2. Оборудование для механизации СПО.
3. Наземное оборудование.
4. Силовой привод.
5. Циркуляционная система бурового раствора.
6. Привышечные сооружения.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19
Буровая вышка – это сооружение над скважиной для спуска и подъема бурового инструмента, забойных двигателей, бурильных и обсадных труб, размещения бурильных свечей (соединение двух, трех бурильных труб между собой) после подъема их из скважины и защиты буровой бригады от ветра и атмосферных осадков.
Различают два типа вышек: башенные и мачтовые. Башенная – правильная усеченная четырехгранная пирамида решетчатой кон- струкции. Мачтовые бывают одноопорные и двухопорные (А-образ- ные) – они менее устойчивы, но их проще переводить с места на ме- сто и монтировать.
Грузоподъемность вышки – предельно допустимая верти- кальная статическая нагрузка, которую нельзя превышать
Основные параметры вышки – грузоподъемность, высота, ем- кость “магазинов” размеры верхнего и нижнего оснований, длина свечи, масса.
Высота – определяет длину свечи, которую можно извлечь из скважины и от величины которой зависит продолжительность
СПО. Чем больше длина свечи, тем на меньшее число частей необходимо разбирать колонну бурильных труб при смене бурово- го инструмента. Чем больше глубина бурения, тем больше грузо- подъемность , высота вышек.
Емкость магазинов показывает, какая суммарная длина бу- рильных труб диаметром 114-168 мм может быть размещена в них.
Чем больше емкость магазинов, тем на большую глубину может быть осуществлено бурение.
Размеры оснований характеризуют условия работы бригады.
Размер верхнего – 2
х
2 м, 2,6
х
2,6 м, нижнего – 8
х
8 м или 10
х
10 м.
Оборудование для механизации СПО включает в себя талевую систему и лебедку. Талевая система состоит из неподвижного крон- блока, талевого блока, соединенного с кронблоком талевым канатом, и бурового крюка. Талевая система предназначена для уменьшения натяжения талевого каната и снижения скорости движения бурильно- го инструмента, обсадных и бурильных труб. Иногда применяют кронблоки – совмещенную конструкцию талевого блока и бурового крюка. На крюке подвешивается бурильный инструмент.
Буровая лебедка предназначена для:
1) спуска и подъема обсадных и бурильных труб;
2) удержания на весу бурильного инструмента;
3) подтаскивания грузов.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20
Для свинчивания и развинчивания замковых соединений бу- рильной колонны внедрены автоматические ключи АКБ-3М, под- весные ключи ПБК-1, пневмо-клиновый захват ПКР-560.
Наземное оборудование включает в себя вертлюг, буровые насосы, напорный рукав и ротор.
Вертлюг – это механизм, соединяющий талевую систему и буровой крюк с бурильными трубами, а так же обеспечивает ввод в них промывочной жидкости под давлением.
Буровые насосы служат для нагнетания бурового раствора в скважину. При глубоком бурении используются двухцилиндровые насосы двойного действия.
Напорный рукав (буровой шланг) подает промывочную жид- кость от стояка к вертлюгу.
Ротор передает вращательное движение бурильному инстру- менту, поддерживает на весу бурильные и обсадные трубы и вос- принимает крутящий момент, создаваемый забойным двигателем.
Ротор состоит из станицы, вала с цепным колесом и конической шестерней, кожуха, вкладышей и зажимов для ведущей трубы.
Силовой привод обеспечивает энергией лебедку, буровые насосы и ротор.
Привод буровой установки бывает дизельный, электрический, дизель-электрический, дизель-гидравлический.
Дизель-гидравлический привод состоит из двигателя внутрен- него сгорания и турбопередачи, которые автономны и удобны в отличии от дизельных двигателей.
Дизельный привод применяют в районах, необеспеченных энергией необходимой мощности.
Электрический привод от электродвигателей переменного и постоянного тока отличается простотой в монтаже и эксплуатаци- ей, высокой надежностью и экономичностью.
Суммарная мощность силового привода составляет от 1000 до
4500 кВт.
Циркуляционная система буровой установки служит для сбо- ра и очистки отработанного бурового раствора и закачки нового.
Она состоит из системы отвода, механических средств отделения частичек породы, емкости для химической обработки, накопления и отстоя очищенного раствора, шламовый насос, блок приготовле- ния свежего раствора и буровые насосы для закачки раствора в скважину.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
21
К привышечным сооружениям относятся:
1) Помещение для размещения двигателей и передаточных механизмов лебедки.
2) Насосное помещение для размещения буровых насосов и их двигателей.
3) Приемные мостки, предназначенные для транспортировки бурового технологического оборудования.
4) Запасные резервуары для хранения бурового раствора.
5) Трансформаторная площадка.
6) Площадка для размещения механизмов по приготовлению бурового раствора.
7) Стеллажи для размещения труб.
В качестве забойных двигателей используют турбобур, элек- тробур и винтовой забойный двигатель, устанавливаемые над до- лотом.
Скважину бурят при помощи буровой установки, представля- ющей собой комплекс агрегатов, механизмов и сооружений, рас- положенных на поверхности.
В комплект буровой установки входят: вышка для подвеши- вания талевой системы и размещения бурильных труб, оборудо- вание для спуска и подъема инструмента, оборудованиедля пода- чи и вращения инструмента, насосы для прокачивания промывоч- ной жидкости, силовой привод, механизмы для приготовления и очистки промывочной жидкости, механизмы для автоматизации и механизации спуско-подъемных операций, контрольно-измери- тельные приборы и вспомогательные устройства. В комплект бу- ровой установки входят также металлические основания, на кото- рых монтируется и перевозится оборудование.
Различные условия и цели бурения при наличии большого раз- нообразия глубин конструкций скважин не могут быть удовлетворе- ны одним типоразмером буровой установки, поэтому ГОСТом предусматривается ряд буровых установок. Буровые установки классифицируются по допустимой нагрузке на крюке.
Стандартом предусматривается также ряд других параметров буровых установок, в том числе мощность привода основных ме- ханизмов, номинальные длины свечей, высотные отметки основа- ний и некоторые другие показатели.
Буровую установку для бурения конкретной скважины или группы скважин выбирают по допускаемой нагрузке на крюке,
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
22 которую не должен превышать вес (в воздухе) наиболее тяжелой обсадной колонны.
Буровая вышка предназначена для подъема и спуска буриль- ной колонны и обсадных труб в скважину, удержания буриль- ной колонны на весу во время бурения, а также для размещения в ней талевой системы, бурильных труб и части оборудования, не- обходимого для осуществления процесса бурения.
Буровые вышки различаются по грузоподъемности, высоте и конструкции. Для бурения скважин до 4000 м используют вышки высотой 41 м, скважин глубиной более 4000 м – вышки высотой 53 м и более (60-70 м).
По конструкции вышки подразделяются на два типа: башен- ные и мачтовые. Башенные вышки – это такие вышки, у которых нагрузка передается на четыре опоры. В вышках, мачтового типа нагрузка передается на одну или две опоры.
В отечественном бурениидостаточно широко используют
41-метровые вышки башенного типа. Это четырехгранная усечен- ная пирамида, состоящая из 10 панелей высотой 4 м каждая. Ниж- нее основание вышки имеет размер 8
x
8 м, а верхнее 2
x
2 м. Ноги вышки в нижней части имеют опорные плиты, за эти плиты вышка с помощью болтов крепится к фундаменту. К верхним торцам ног привариваются специальные столики для установки и крепления подкронблочных балок, на которые устанавливается кронблок.
В зависимости от длины используемых свечей вокруг вышки уста- навливается балкон (полати). Во время спуско-подъемных опера- ций на балконе работает верховой рабочий (помощник бурильщи- ка). Он устанавливает поднимаемые из скважин свечи за палец либо подает их из-за пальца при спуске в скважину. При использо- вании 41-метровой вышки балкон устанавливают на высоте 22,5 м от пола, так как бурят с применением 24–25-м свечей.
Очень широко применяют вышки мачтового типа (А-образ- ные вышки). Вышки А-образные секционные мачтового типа представляют собой А-образную металлическую конструкцию, состоящую из двух-, трех- или четырехгранных ног и двух подко- сов. Вверху ноги соединяются между собой подкронблочной ра- мой, на которой монтируется кронблок. Внизу ноги вышки кре- пятся в опорах вышечного основания.
Для предохранения от случайного падения свечей буриль- ных труб на вышке устанавливаются предохранительные пояса.
12 1/20 от предела измерения манометра 9 или получить его у препо- давателя.
Записать полученные данные в следующей форме:
– диаметр штампа в мм ___
– среднее значение диаметра лунки в мм ___
– глубина лунки в мм ___ масштабные коэффициенты регистрации:
– деформации в мм/мм ___
– усилия в кН/мм ___.
Нанести экспериментальные точки на поле координат (если графопостроитель отсутствует). Провести две усредняющие пря- мые через эти точки или характерные участки графика. Перенести ось ординат (Р) в точку пересечения одной из усредняющей пря- мой с осью абсцисс (ε), как это показано примером на рис. 5 (отре- зок 0–0΄ обусловлен деформацией установки, которая в дальней- шем не учитывается).
Обозначить характерные точки графика и произвести вычис- ления твердости по штампу p ш
, предела текучести p т
и коэффици- ента пластичности К
пл по соответствующим формулам: 1, 2, 3 или
4 (5) с учетом масштаба регистрации. Классифицировать исследу- емую горную породу согласно табл. 1, 2.
Рис. 5.График зависимости силы Р от величины абсолютной
деформации ε испытуемого образца
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
13
Содержание отчета и его форма
В отчете должны быть приведены:
– номер лабораторной работы, ее тема и цель работы;
– краткая теория по теме работы;
– аппаратура и материалы;
– методика и порядок выполнения работы.
Вопросы по лабораторной работе
1. Какие основные физико-механические свойства горных по- род вам известны?
2. Принцип работы установки для испытания горных пород методом вдавливания цилиндрического штампа.
3. Как определяются твердость по штампу, предел текучести и коэффициент пластичности?
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
14
Лабораторная работа 2
ВРАЩАТЕЛЬНЫЙ СПОСОБ БУРЕНИЯ
Цель: получить необходимые сведения о вращательном спо- собе бурения, как наиболее распространенном при строительстве нефтяных и газовых скважин; ознакомиться с основным оборудо- ванием и приводом долота.
Знания и умения: классификацию буровых скважин по целе- вому назначению и способу бурения; механические и технологи- ческие свойства горных пород, способы разрушения пород при бурении; основное буровое оборудование, очистные агенты и там- понажные смеси, основные технологии и режимы бурения; ис- пользовать навыки в выполнении инженерных расчетов по выбору конструкции скважины, параметров режима бурения и показателей работы долот по промысловым данным; выбирать инструмент и оборудование, обеспечивающие высокие технико-экономические показатели строительства нефтяных и газовых скважин.
Формируемые компетенции:
ПК-2 – выбирать технические средства для решения общепро- фессиональных задач и осуществлять контроль за их применением.
Актуальность темы: при вращательном бурении скважина углубляется в результате одновременного воздействия на долото нагрузки и крутящего момента. Под действием нагрузки породо- разрушающие элементы долота внедряются в породу, а под влия- нием крутящего момента скалывают, дробят и истирают ее.
Теоретическая часть
В зависимости от местонахождения двигателя вращательное бурение разделяют на роторное – двигатель на поверхности и при- водит во вращение долото на забое при помощи колонны буриль- ных труб и бурение с забойными двигателями – двигатель перене- сен к забою скважины и устанавливается над долотом.
При роторном бурении (рис. 6) ротор 4 приводится во враще- ние от двигателей 11 через лебедку 10. Ротор, в свою очередь, вращает бурильную колонну, состоящую из ведущей трубы 5 и привинченных к ней с помощью специального переводника 3 бу- рильных труб 2, и долота 1.
При бурении с забойными двигателями вал двигателя 18 враща- ет долото, а бурильная колонна и корпус забойного двигателя непо- движны.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15
Характерной особенностью вращательного бурения является промывка скважины водой или специально приготовленной жидко- стью в течение всего времени работы долота на забое. Для этого бу- ровые насосы 12, приводящиеся в работу от двигателей 13, нагнетают промывочную жидкость по трубопроводу 16 в стояк-трубу, установ- ленный в правом углу вышки 19, далее в гибкий буровой шланг 17,
вертлюг 6 и в бурильную колонну. Дойдя до долота, промывочная жидкость проходит через отверстия, имеющиеся в нем, и по кольце- вому пространству между стенкой скважины и бурильной колонной поднимается на поверхность. Здесь в желобной системе 15 и в очи- стительных механизмах (на рисунке не показаны) жидкость очищает- ся от выбуренной породы, затем поступает в приемные емкости 14
насосов и вновь закачивается в скважину.
Рис. 6.Схема установки
для бурения глубоких
скважин роторным
и турбинным способами
и при помощи
электробура
1 – долото; 2 – бурильные
трубы; 3 – специальный
переводник; 4 – ротор;
5 – ведущая труба;
6 – вертлюг; 7 – крюк;
8 – талевый блок;
9 – талевый канат; 10 –
лебедка; 11 – двигатели
лебедки и ротора;
12 – буровой насос;
13 – двигатель насоса;
14 – приемная емкость;
15 – желоба; 16 – трубо-
провод; 17 – гибкий
шланг; 18 – забойный
двигатель; 19 – вышка;
20 – обсадные трубы;
21 – цементная оболочка
вокруг обсадных труб;
22 – шахтовое
направление
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
16
По мере углубления скважины бурильная колонна, подвешен- ная к полиспастной системе, состоящей из кронблока, талевого блока 8, крюка 7 и талевого каната 9, подается в скважину. Когда ведущая труба 5 войдет в ротор 4 на всю длину, включают лебед- ку, поднимают бурильную колонну, на длину ведущей трубы и подвешивают бурильную колонну с помощью элеватора или кли- ньев на столе ротора. Затем отвинчивают ведущую трубу вместе с вертлюгом 6 и спускают ее в шурф – слегка наклонную скважину глубиной, равной длине ведущей трубы. Шурф бурится заранее в правом углу буровой, примерно посредине расстояния от центра скважины до ноги вышки. После этого бурильную колонну удли- няют (наращивают) путем привинчивания к ней так называемой двухтрубки (двух свинченных труб или одной трубы длиной около
12 м), снимают ее с элеватора или клиньев, спускают в скважину на длину двухтрубки, подвешивают с помощью элеватора или клиньев на стол ротора, поднимают из шурфа ведущую трубу с вертлюгом, привинчивают ее к бурильной колонне, освобождают бурильную колонну от клиньев или элеватора, доводят долото до забоя и продолжают бурение.
Аппаратура и материалы
1. Макет буровой установки.
2. Натурные образцы элементов бурильной колонны, забой- ных двигателей, породоразрушающего инструмента.
3. Чертежи бурового оборудования и схемы его оборудования.
Указания по технике безопасности
1. Лабораторная работа выполняется только после инструкта- жа по технике безопасности с обязательной росписью студентов в журнале по технике безопасности.
2. Допуск к макету буровой установки студентов, выполняю- щих лабораторную работу, осуществляется только в присутствии преподавателя.
Методика и порядок выполнения работы
Студенту необходимо ознакомиться с теоретическим обосно- ванием работы для осмысленного восприятия и понимания суще- ства технологических процессов при вращательном способе буре-
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
17 ния, ознакомиться с основным буровым оборудованием и его назначением на примере макета буровой установки.
Содержание отчета и его форма
В отчете должны быть приведены:
- номер лабораторной работы, ее тема и цель работы;
- краткая теория по теме работы;
- аппаратура и материалы;
– эскиз макета буровой установки, на котором обозначены все узлы и основное оборудование буровой установки.
Вопросы по лабораторной работе
1. Сущность вращательного способа бурения.
2. Способы вращательного бурения.
3. Основные узлы буровой установки.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
18
Лабораторная работа 3
ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
БУРОВОЙ УСТАНОВКИ
Цель: ознакомиться с основным оборудованием буровой установки.
Знания и умения: применять профессиональную терминоло- гию в области бурения, разработки месторождения, эксплуатации скважин, транспорта нефти и газа; анализировать отечественную и зарубежную научно-техническую информацию по направлению исследований в области нефтегазового дела
Формируемые компетенции:
ПК-2 – выбирать технические средства для решения общепро- фессиональных задач и осуществлять контроль за их применением.
Актуальность темы: в связи ростом объемов бурения, пред- стоящим вводом в разработку новых месторождений, в том числе – с трудноизвлекаемыми запасами, приобретает особую важность обеспечение рентабельности строительства скважин высокого ка- чества в сжатые сроки, надежных в эксплуатации, при сохраняю- щейся ограниченности капитальных вложений. Но значительное число современных скважин построены неудовлетворительно, имеют пониженный дебит, требуют применения дорогостоящих методов вторичного воздействия на продуктивные пласты для ликвидации последствий вызванных некачественным вскрытием по причине несоблюдения технологии и параметров бурения.
Теоретическая часть
Бурение скважин осуществляется с помощью буровых уста- новок, оборудования, инструментов.
Буровая установка – это комплекс наземного оборудования, необходимый для проводки скважины.
Состав буровой установки:
1. Буровая вышка.
2. Оборудование для механизации СПО.
3. Наземное оборудование.
4. Силовой привод.
5. Циркуляционная система бурового раствора.
6. Привышечные сооружения.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
19
Буровая вышка – это сооружение над скважиной для спуска и подъема бурового инструмента, забойных двигателей, бурильных и обсадных труб, размещения бурильных свечей (соединение двух, трех бурильных труб между собой) после подъема их из скважины и защиты буровой бригады от ветра и атмосферных осадков.
Различают два типа вышек: башенные и мачтовые. Башенная – правильная усеченная четырехгранная пирамида решетчатой кон- струкции. Мачтовые бывают одноопорные и двухопорные (А-образ- ные) – они менее устойчивы, но их проще переводить с места на ме- сто и монтировать.
Грузоподъемность вышки – предельно допустимая верти- кальная статическая нагрузка, которую нельзя превышать
Основные параметры вышки – грузоподъемность, высота, ем- кость “магазинов” размеры верхнего и нижнего оснований, длина свечи, масса.
Высота – определяет длину свечи, которую можно извлечь из скважины и от величины которой зависит продолжительность
СПО. Чем больше длина свечи, тем на меньшее число частей необходимо разбирать колонну бурильных труб при смене бурово- го инструмента. Чем больше глубина бурения, тем больше грузо- подъемность , высота вышек.
Емкость магазинов показывает, какая суммарная длина бу- рильных труб диаметром 114-168 мм может быть размещена в них.
Чем больше емкость магазинов, тем на большую глубину может быть осуществлено бурение.
Размеры оснований характеризуют условия работы бригады.
Размер верхнего – 2
х
2 м, 2,6
х
2,6 м, нижнего – 8
х
8 м или 10
х
10 м.
Оборудование для механизации СПО включает в себя талевую систему и лебедку. Талевая система состоит из неподвижного крон- блока, талевого блока, соединенного с кронблоком талевым канатом, и бурового крюка. Талевая система предназначена для уменьшения натяжения талевого каната и снижения скорости движения бурильно- го инструмента, обсадных и бурильных труб. Иногда применяют кронблоки – совмещенную конструкцию талевого блока и бурового крюка. На крюке подвешивается бурильный инструмент.
Буровая лебедка предназначена для:
1) спуска и подъема обсадных и бурильных труб;
2) удержания на весу бурильного инструмента;
3) подтаскивания грузов.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20
Для свинчивания и развинчивания замковых соединений бу- рильной колонны внедрены автоматические ключи АКБ-3М, под- весные ключи ПБК-1, пневмо-клиновый захват ПКР-560.
Наземное оборудование включает в себя вертлюг, буровые насосы, напорный рукав и ротор.
Вертлюг – это механизм, соединяющий талевую систему и буровой крюк с бурильными трубами, а так же обеспечивает ввод в них промывочной жидкости под давлением.
Буровые насосы служат для нагнетания бурового раствора в скважину. При глубоком бурении используются двухцилиндровые насосы двойного действия.
Напорный рукав (буровой шланг) подает промывочную жид- кость от стояка к вертлюгу.
Ротор передает вращательное движение бурильному инстру- менту, поддерживает на весу бурильные и обсадные трубы и вос- принимает крутящий момент, создаваемый забойным двигателем.
Ротор состоит из станицы, вала с цепным колесом и конической шестерней, кожуха, вкладышей и зажимов для ведущей трубы.
Силовой привод обеспечивает энергией лебедку, буровые насосы и ротор.
Привод буровой установки бывает дизельный, электрический, дизель-электрический, дизель-гидравлический.
Дизель-гидравлический привод состоит из двигателя внутрен- него сгорания и турбопередачи, которые автономны и удобны в отличии от дизельных двигателей.
Дизельный привод применяют в районах, необеспеченных энергией необходимой мощности.
Электрический привод от электродвигателей переменного и постоянного тока отличается простотой в монтаже и эксплуатаци- ей, высокой надежностью и экономичностью.
Суммарная мощность силового привода составляет от 1000 до
4500 кВт.
Циркуляционная система буровой установки служит для сбо- ра и очистки отработанного бурового раствора и закачки нового.
Она состоит из системы отвода, механических средств отделения частичек породы, емкости для химической обработки, накопления и отстоя очищенного раствора, шламовый насос, блок приготовле- ния свежего раствора и буровые насосы для закачки раствора в скважину.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
21
К привышечным сооружениям относятся:
1) Помещение для размещения двигателей и передаточных механизмов лебедки.
2) Насосное помещение для размещения буровых насосов и их двигателей.
3) Приемные мостки, предназначенные для транспортировки бурового технологического оборудования.
4) Запасные резервуары для хранения бурового раствора.
5) Трансформаторная площадка.
6) Площадка для размещения механизмов по приготовлению бурового раствора.
7) Стеллажи для размещения труб.
В качестве забойных двигателей используют турбобур, элек- тробур и винтовой забойный двигатель, устанавливаемые над до- лотом.
Скважину бурят при помощи буровой установки, представля- ющей собой комплекс агрегатов, механизмов и сооружений, рас- положенных на поверхности.
В комплект буровой установки входят: вышка для подвеши- вания талевой системы и размещения бурильных труб, оборудо- вание для спуска и подъема инструмента, оборудованиедля пода- чи и вращения инструмента, насосы для прокачивания промывоч- ной жидкости, силовой привод, механизмы для приготовления и очистки промывочной жидкости, механизмы для автоматизации и механизации спуско-подъемных операций, контрольно-измери- тельные приборы и вспомогательные устройства. В комплект бу- ровой установки входят также металлические основания, на кото- рых монтируется и перевозится оборудование.
Различные условия и цели бурения при наличии большого раз- нообразия глубин конструкций скважин не могут быть удовлетворе- ны одним типоразмером буровой установки, поэтому ГОСТом предусматривается ряд буровых установок. Буровые установки классифицируются по допустимой нагрузке на крюке.
Стандартом предусматривается также ряд других параметров буровых установок, в том числе мощность привода основных ме- ханизмов, номинальные длины свечей, высотные отметки основа- ний и некоторые другие показатели.
Буровую установку для бурения конкретной скважины или группы скважин выбирают по допускаемой нагрузке на крюке,
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
22 которую не должен превышать вес (в воздухе) наиболее тяжелой обсадной колонны.
Буровая вышка предназначена для подъема и спуска буриль- ной колонны и обсадных труб в скважину, удержания буриль- ной колонны на весу во время бурения, а также для размещения в ней талевой системы, бурильных труб и части оборудования, не- обходимого для осуществления процесса бурения.
Буровые вышки различаются по грузоподъемности, высоте и конструкции. Для бурения скважин до 4000 м используют вышки высотой 41 м, скважин глубиной более 4000 м – вышки высотой 53 м и более (60-70 м).
По конструкции вышки подразделяются на два типа: башен- ные и мачтовые. Башенные вышки – это такие вышки, у которых нагрузка передается на четыре опоры. В вышках, мачтового типа нагрузка передается на одну или две опоры.
В отечественном бурениидостаточно широко используют
41-метровые вышки башенного типа. Это четырехгранная усечен- ная пирамида, состоящая из 10 панелей высотой 4 м каждая. Ниж- нее основание вышки имеет размер 8
x
8 м, а верхнее 2
x
2 м. Ноги вышки в нижней части имеют опорные плиты, за эти плиты вышка с помощью болтов крепится к фундаменту. К верхним торцам ног привариваются специальные столики для установки и крепления подкронблочных балок, на которые устанавливается кронблок.
В зависимости от длины используемых свечей вокруг вышки уста- навливается балкон (полати). Во время спуско-подъемных опера- ций на балконе работает верховой рабочий (помощник бурильщи- ка). Он устанавливает поднимаемые из скважин свечи за палец либо подает их из-за пальца при спуске в скважину. При использо- вании 41-метровой вышки балкон устанавливают на высоте 22,5 м от пола, так как бурят с применением 24–25-м свечей.
Очень широко применяют вышки мачтового типа (А-образ- ные вышки). Вышки А-образные секционные мачтового типа представляют собой А-образную металлическую конструкцию, состоящую из двух-, трех- или четырехгранных ног и двух подко- сов. Вверху ноги соединяются между собой подкронблочной ра- мой, на которой монтируется кронблок. Внизу ноги вышки кре- пятся в опорах вышечного основания.
Для предохранения от случайного падения свечей буриль- ных труб на вышке устанавливаются предохранительные пояса.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12