Буровые установки, оборудование буровых установок

Буровая установка – это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций.

Буровая установка (рис 3.2) состоит из вышки, поддерживающей на весу бурильную колонну, силового привода, оборудования для вращения и подачи бурового долота, насосного комплекса для прокачивания бурового раствора, устройств для его приготовления и очистки от выбуренной породы и газа и восстановления качества, комплекса оборудования для спуска и подъема колонн для смены изношенного долота, оборудования для герметизации устья скважины, контрольно-измерительных приборов и других устройств. В комплект буровой установки также входят основания, на которых монтируют, а иногда и перевозят оборудование, мостки, лестницы, емкости для топлива, раствора, воды, химических реагентов и порошкообразных материалов.

Установки с дизельным приводом используют для бурения разведочных и эксплуатационных скважин различных глубин в районах, где отсутствует электроэнергия. Технический уровень силовых приводов буровых установок постоянно возрастает, увеличивается их надежность и мощность.

На промыслах широко распространены буровые установки с электроприводом переменного тока. Масса их на 15 – 20 % меньше массы установок с дизельным приводом, стоимость также меньше. Обслуживание установок с электроприводом проще, поэтому численность персонала на них на четыре – восемь человек меньше. Скорости бурения в аналогичных условиях вследствие лучшего использования мощности выше (более высокий к. п. д., допустимость перегрузок, меньшее число передач и меньшее число быстроизнашиваемых деталей и узлов).

Установки с электроприводом отличаются от дизельных установок того же класса только самим приводом. Остальное оборудование как главное (лебедки, насосы, ротор, вертлюг, талевая система, вышка), так и вспомогательное совершенно одинаковое.

Рисунок 3.2 – Состав и компоновка буровой установки:

1 – кронблок; 2 – вышка; 3 – полати вышки; 4 – талевый канат; 5 – талевый блок; 6 – крюк; 7 – вертлюг; 8 – буровой рукав; 9 – успокоитель талевого каната; 10 – автоматический буровой ключ; 11 – подсвечник; 12 – ротор; 13 – лебедка; 14 – коробка передач; 15 –наклонная передача; 16 – силовые агрегаты; 17 – компрессорная станция; 18 – циркуляционная система; 19 – буровой насос; 20 – манифольд; 21 – суммирующий редуктор силовых агрегатов; 22 – регулятор подачи долота; 23 – гидродинамический тормоз; 24 – гидроциклоны; 25 – вибросито; 26 – основание лебедочного блока; 27 – приемные мостки и стеллажи; 28 – консольно-поворотный кран

Буровая вышка представляет собой металлическое сооружение над устьем скважины, предназначенное для установки талевого механизма, устройств для механизации спускоподъемных операций и размещения бурильных свечей. Буровые вышки подразделяются на башенные и мачтовые.

Буровые лебедки предназначены для натяжения и наматывания на барабан ведущей ветви каната талевой системы при подъеме и торможении, а также сматывания каната при спуске и наращивании бурильных и обсадных колонн и ненагруженного крюка с элеватором.

Талевая система буровых установок служит для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное перемещение крюка.

Талевая система состоит из неподвижного кронблока, подвижного талевого блока, гибкой связи (талевого каната, соединяющего неподвижный и подвижный блоки), бурового крюка и штропов, на которые подвешивают колонну бурильных или обсадных труб, устройства для крепления неподвижного конца талевого каната, допускающего перепуск каната.

Штропы бурильные являются соединяющим звеном между буровым крюком и элеватором, на котором подвешивается буровой инструмент или колонна ОТ. Бывают одно- и двухструнные.

Роторы буровых установок предназначены для передачи вращения бурильному инструменту при роторном бурении, периодического проворачивания инструмента при бурении забойными двигателями, а также для удержания колонны бурильных и обсадных труб при спускоподъемных операциях.

Вертлюгпредназначен для подвода бурового раствора во вращающуюся бурильную колонну. В процессе бурения вертлюг подвешивается к крюку талевого механизма и посредством гибкого бурового шланга соединяется со стояком напорного трубопровода буровых насосов. При этом ведущая труба бурильной колонны соединяется с помощью резьбы с вращающимся стволом вертлюга, снабженным проходным отверстием для бурового раствора. Во время спускоподъемных операций вертлюг с ведущей трубой и гибким шлангом отводится в шурф и отсоединяется от талевого блока.

Буровые насосы предназначены для подачи под давлением в скважину бурового раствора с целью очистки забоя, улучшения условий работы долота и вращения турбобура при турбинном бурении. Подача промывочной жидкости от неподвижной нагнетательной линии к вертлюгу и далее к вращающимся бурильным трубам осуществляется при помощи гибкого резиновогошланга(рукава).

Пневматическая система служит для дистанционного управления агрегатами и механизмами буровой установки при эксплуатации, а также для питания сжатым воздухом пневмораскрепителей, пневматических двигателей буровых ключей, применяемых для свинчивания и развинчивания труб.

Для механизации трудоемких работ буровые установки снабжают различными комплексами механизмов. К ним относятся: пневматические клинья в роторе ПКР, автоматические буровые ключи АКБ, передвижные люльки ПЛ, поворотные краны КП, механизмы и автоматы спускоподъема МСП и АСП, регуляторы подачи долота на забой РПД.

Силовые приводы состоят из комплекса передач и механизмов, осуществляющих преобразование электрической энергии или энергии топлива в механическую и обеспечивающих управление механической энергией. Основные элементы силового привода – двигатели, передаточные механизмы от двигателя к исполнительному механизму и устройства системы управления.

Циркуляционная система служит для подачи бурового раствора от устья скважины к приемным емкостям, очистки его от выбуренной породы и дегазации.

Для предотвращения уже начавшегося выброса необходимо немедленно закрыть скважину, что легко осуществить, если ее устье герметизировано специальным противовыбросовым оборудованием.

Превенторы изготовляются нескольких типов. При использовании плашечных превенторов скважины перекрываются сдвигающимися к центру плашками, выполненными из специальной резины с металлической арматурой. Как правило, на устье скважины устанавливается два превентора, оснащенных плашками, соответствующими наружному диаметру труб, которые находятся в скважине. Глухие плашки устанавливаются по мере необходимости перекрытия всего сечения скважины.

В универсальных превенторах ствол скважины перекрывается специальным резиновым уплотнением, смонтированным в корпусе. Универсальные превенторы можно закрывать на трубах различного размера и вида (бурильных, УБТ и т. д.).

Вращающиеся превенторы предназначаются для автоматической герметизации устья скважины в процессе бурения. Они позволяют вращать и расхаживать бурильную колонну при закрытом превенторе.

Контроль параметров процесса бурения осуществляется в основном с помощью следующих приборов: индикатора веса, манометра, моментомера, тахометра, а также приборов для измерения механической скорости и проходки.