Нефть, Газ и Энергетика
Буровая установка представляет собой комплекс сооружений, механизмов и приспособлений, выполняющих отдельные операции при строительстве скважин.
Габариты и масса буровой установки зависят главным образом от проектной глубины бурения скважин, типа силового привода и географических условий района бурения. Буровые установки –это достаточно сложное оборудование. Современные буровые установки можно подразделить на 3 группы:
1) для структурно-поискового бурения
2) для глубокого разведочного и эксплуатационного бурения
3) для бурения на море
Буровые установки для структурно-поискового бурения с глубиной бурения от 25 м до 2000 м и грузоподъемностью от 0.4 тн до 20 тн монтируются на базе трактора или автомобиля.
Выпускаемые серийно отечественной промышленностью установки для глубокого разведочного и эксплуатационного бурения на нефть и газ позволяют бурить скважины глубиной от 2000 до 10 000 метров.
Классификация буровых установок определена ГОСТ 16293-82, который предусматривает два основных параметра: нагрузка на крюке , допустимая в процессе бурения и крепления скважин и условная глубина бурения скважины при массе 1 м бурильной колонны 30 кг. Стандартом предусмотрено применение в бурении свечей длиной 25 или 27 м.
Наибольшее распространение в последние годы получили установки универсальной монтажеспособности (буква «У» в шифре), которые более мобильны при монтажно-демонтажных работах. В большинстве буровых установок с дизельным приводом применяются гидротрансформаторы (буква «Г» в шифре), что имеет немаловажное значение для увеличения гибкости и приемистости групповых приводов. В условиях заболоченной местности Западной Сибири наиболее широко применяются установки для кустового бурения. При кустовом методе разбуривания месторождений установки монтируются на насыпных островах, с которых бурят 8-16 и более наклонных скважин. Отход по горизонтали от центра куста до забоя скважины на глубине 3000 м достигает 1500 м. Буровая установка для кустового бурения обычно состоит из двух блоков: передвигаемых периодически вышечно-лебедочного и насосного. Наибольшее распространение в кустовом бурении получила установка БУ-3000ЭУК (с электроприводом, универсальной монтажеспособности для кустового бурения.. Установка состоит из двух крупных (вышечно-лебедочного и насосного) и трех мелких блоков (компрессорного, электроблока и энергоблока). Оборудование вышечно-лебедочного блока расположено в трех уровнях. На отметке 7.2 м настилается пол буровой. На этом же уровне смонтированы ротор, поворотный кран, вспомогательная лебедка, автоматический буровой ключ, механизм крепления неподвижного конца каната, пневмораскрепитель и пульт бурильщика. Буровая лебедка ЛБУ-800 расположена на отметке 4.2 м, а ее основной и вспомогательный приводы находятся на отметке 3.9 м. При таком расположении оборудования уменьшается общая масса блока, повышается его устойчивость и значительно снижается трудоемкость при монтажных и демонтажных работах. «А»- образная вышка собирается из отдельных секций в горизонтальном положении и с помощью специального устройства поднимается в рабочее вертикальное положение. Вышечно-лебедочный блок имеет металлическое сборно-разборное укрытие. Установка может транспортироваться или с помощью тяжеловозов ТГ-60 или с помощью гидроцилиндра по рельсам в пределах куста.
Буровые вышки подразделяются на 2 типа: башенные и мачтовые. Башенные — в виде усеченной пирамиды, а мачтовые — подразделяют на призматические, пирамидообразные, А-образные и шестовые.
В соответствии с выполняемыми при строительстве скважин операциями
· Спуск бурильных труб с разрушающим инструментом в скважину
· Разрушение породы забоя
· Вынос разрушенной породы из скважины
· Подъем бурильных труб из скважины для смены сработавшегося разрушающего инструмента;
· Укрепление (крепление ) стенок скважины при достижении определенной глубины обсадными трубами с последующим цементированием пространства между стенкой скважины и спущенными трубами (разобщение пластов)
все буровые установки имеют следующие системы:
· Талевая система – для проведения спуско- подъемных операций, наращивания инструмента, обеспечения подачи долота на забой при бурении и т.п.
· Циркуляционная система- для обеспечения промывки скважины, очистки раствора от шлама, его приготовления, обработки и хранения.
· Противовыбросовое оборудование- для предупреждения и ликвидации нефтегазоводопроявлений.
· Силовое оборудование – для обеспечения работы названных выше систем.
· Дополнительное оборудование и инструмент.
· Система контроля и управления.
а также для проведения спуско- подъемных операций дополнительное оборудование:
· Клиновые захваты и спайдеры
Циркуляционная система состоит из:
· Блок приготовления и обработки раствора
· Манифольд и стояк (трубопровод высокого давления)
· Буровой рукав (грязевый шланг)
· Ведущая труба (квадрат)
· Колонна бурильных труб с долотом
· Система очистки бурового раствора, которая состоит из
Для работ по углублению ствола скважины применяются буровые долота, которые подаются на забой при помощи бурильных труб.
Долота различаются по конструкции, назначению, по твердости горных пород.
· Шарошечные –дробящего и дробяще- скалывающего действия;
· Лопастные –скалывающего действия
· Алмазные, фрезерные, перьевые- разрушающие породу истиранием, резанием или скоблением.
По твердости горных пород на 7 типов от долот для бурения
- мягких (М),
- средних пород (С) до
- твердых (Т) и
- крепких пород (К).
· Для бурения сплошным забоем
· Для бурения кольцевым забоем (для отбора керна).
Пример компоновки низа бурильной клонны для стабилизации зенитного угла снизу –вверх: долото; калибратор; шпиндель турбобура со стабидизаторами; три секции турбобура; переводник ; утяжеленная бурильная труба; легкосплавные буриьные трубы;
Пример компоновки низа бурильной клонны для уменьшения зенитного угла снизу –вверх: долото; калибратор; винтовой забойный двигатель; переводник; утяжеленная бурильная труба; легкосплавные буриьные трубы;
Пример компоновки низа бурильной клонны для изменения параметров кривизны снизу –вверх: долото; калибратор; винтовой забойный двигатель с «кривым» переводником; переводникмагнитный переводник; легкосплавные буриьные трубы;
Для передачи вращения долоту применяются ротор или забойные двигатели.
Ротор предназначен для передачи вращения бурильной колонне при бурении или расширении ствола скважины, поддержания на весу бурильных и обсадных труб при их свинчивании и развинчивании в процессе спускоподъемных операций и для выполнения ловильных работ в скважине. При бурении забойными двигателями ротор удерживает колонну бурильных труб от вращения в сторону противоположную вращения долота, т.е. воспринимает реактивный момент забойного двигателя, и используется для периодического проворачивания бурильной колонны с целью предупреждения ее прихвата.
Ротор по принципиальному устройству представляет собой угловой редуктор. Он может иметь собственный индивидуальный привод или получать движение от лебедки с помощью цепной или карданной передачи. Диаметр отверстия в столе ротора определяет максимальный размер долота, которое может быть пропущено через него.
Забойные двигатели предназначены для вращения долота на забое. Различают турбобуры — гидравлический забойный двигатель, работающий за счет вращения множества ступеней турбин промывочной жидкостью, при большом количестве ступеней применяют секционные турбобуры. Винтовой забойный двигатель — гидравлический объемный двигатель, в основе работы которого лежит «винт Архимеда». Этот двигатель обладает высоким моментом, невысокой скоростью вращения долота, небольшими размерами.
Электробуры — работают за счет преобразования электрической энергии в механическую.
Для выноса на поверхность выбуренной породы (шлама), применяют промывочные жидкости (буровые растворы). Промывочная жидкость имеет кроме основной функции ряд других-
· Охлаждение и смазка трущихся деталей долота
· Предотвращение обвалов стенок скважины, за счет
· гидростатического давления столба жидкости;
· склеивания частиц обваливающихся пород;
· ограничение попадания фильтрата раствора (водоотдача) в пласты
· Уравновешивание пластовго давления нефтегазоносных пластов.
· Смазка бурильных труб, стенок скважины, обсадных труб, частей бурового насоса и т.п.
· Удержание осколков выбуренной породы во взвешенном состоянии и предотвращение выпадения их на забой;
· Обеспечение осаждения песка и частиц выбуренной породы в отстойных емкостях. Таким образом, раствор должен иметь две противоположные особенности: удерживать выбуренную породу во взвешенном состоянии в стволе скважины и в то же время осаждать ее в отстойных емкостях;
· Передача энергии гидравлическим забойным двигателям;
· Передача сигналов от забойных приборов на принимающие приборы на поверхности.
В зависимости от величины частиц растворенного вещества буровые растворы подразделяют на:
· Истинные – частицы которых состоят из отдельных молекул, например раствор соли, сахара;
· Коллоидные – частицы которых состоят из многих молекул (молекулярных цепочек), например раствор крахмала желатина и т.п.
· Суспензии — частицы которых имеют еще более крупные размеры, например раствор мела, графита и т.п.
Процесс укрупнения глинистых частиц, приводящий к нарушению устойчивости системы вплоть до выпадения коллоидных частиц в осадок называется коагуляцией, а выпадение в осадок укрупненных частиц — седиментацией.
Процесс перехода коллоидного осадка снова во взвешенное состояние называется пептизацией (стабилизацией), а вещества, вызывающие этот процесс называются пептизаторы или стабилизаторы.
Частицы коллоидных растворов обладают способностью образовывать сетчатую структуру, которая придает растворам некоторую прочность. Структурообразование происходит в состоянии покоя. Это проявляется в превращении жидкого подвижного раствора в студень. При перемешивании структура нарушается и опять превращается в подвижный раствор. Этот процесс называется тиксотропией.
Свойства промывочной жидкости определяются параметрами бурового раствора:
· Плотность- вес раствора в единице объема (г/см 3 )
· Вязкость (сопротивление течению жидкости), различают вязкость
· Условную (секунд за которые вытечет раствор объемом 500 мл из воронки прибора СПВ-5, для воды усл. вязкость 15 сек.)
· Пластическую (структурная) –сила трения между частицами твердой и жидкой фазы измеряется в сантипуазах (пз, дина, сек/ см 2 ).
· Статическое напряжение сдвига q — усилие в мГ/ см 2 или дн/ см 2 , которое нужно приложить, чтобы вывести раствор из состояния покоя.
· Водоотдача- способность раствора отдавать воду пористым породам. Определяется в см 3 выделившегося фильтрата под давлением 1 кг/ см 2 за 30 мин.
· Содержание песка, нефти и другие параметры.
Наиболее жесткие требования к параметрам буровых растворов применяются при вскрытии продуктивного пласта в целях нанесения минимального ущерба коллекторским свойствам пласта, так называемого скин- эффекта ( при естественных коллекторских свойствах пласта скин равен 0).
Итак, сочетание факторов и технических средств, влияющих на показатели бурения называется режимом бурения, режим бурения включает в себя следующие параметры:
· Осевая нагрузка на долото
· Скорость вращения долота
· Количество промывочного агента и его параметры
· Время пребывания долота на забое
· Тип применяемого оборудования и инструмента
Все эти параметры неразрывно связаны между собой и нарушение одного из них ведет к нарушению другого, что в итоге может привести к осложнениям, авариям или некачественному строительству скважины. Все параметры представлены в основном техническом документе на бурение скважины- геолого-техническом наряде ГТН.
Источник
Буровая установка для разработки месторождений
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
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:
- Эксплуатационных. Позволяют добывать нефть и газ.
- 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.
- Разведочных. Они позволяют находить месторождения и определять их контуры. При этом проводят испытания и оценивают запасы черного золота.
- 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.
- 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:
- Мачтовой (механическая рабочая часть размещается на двух опорах).
- Башенной (в их конструкции используются четыре несущие опоры, которые равномерно передают нагрузку на грунт).
- С двумя или четырьмя опорами.
- 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:
- Лопастные.
- Шарошечные.
- 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:
- Подготавливают земельный участок для размещения системы, при этом проверяют всю технику на работоспособность.
- Участок размечают и убирают с него все, для чего характерна повышенная огнеопасность.
- Собирают опорную часть и крепят к ней вспомогательную установку.
- Собирают оси, стол ротора и центр будущей скважины.
- Устанавливают опорную вышку и вспомогательное оборудование. Монтаж выполняют подъемным краном.
Транспортировка буровой техники — сложная работа.
- Расчета способа перевозки.
- Выбора подходящего маршрута для перевозки с учетом всех имеющихся уклонов на местности и качества дороги.
- Проверки и подготовки всех приспособлений, которыми будет фиксироваться перевозимая техника.
- Погрузки.
Транспортируют буровую установку до месторождения с помощью полуприцепных механизмов, если это позволяют делать габариты агрегата.
Источник
Буровые установки
Станок предназначен для бурения инженерных скважин в породах I-VII категории по буримости.
Цена: от 990 000 руб.
Мобильное и эффективное решение для самых сложных условий.
Это востребованное буровое оборудование, применяемое для вертикальных и наклонных скважин, диаметр которых составляет до 250 мм, а категория пород от I до XII по буримости.
Станок успешно применим в условиях стесненных помещений и открытых площадок.
Цена: от 1 440 000 руб.
Современное мобильное решение для бурения скважин на воду и геотермальное отопление на глубину до 100 метров, выполнения инженерно-геологический изысканий, производства свай, и выполнения широкого ряда других задач в максимально стесненных условиях без нарушения ландшафта и сохранности благоустроенных территорий. Большие возможности при малых габаритах и весе. Эффективное бурение инженерных скважин различного назначения в породах категории с I до XII. Модель используется как на открытых площадках, так и внутри зданий.
Цена: по запросу
Данное оборудование широко применяется для инженерных скважин. Современная буровая техника на гусеничном ходу, позволяющая производить скважины диаметром до 320 мм в породах категории с I до XII. Модель используется как на открытых площадках, так и внутри зданий.
Цена: по запросу
Цена: по запросу
Установка УБГ-Л-20 «МАНГУСТ» предназначена для бурения инженерных скважин в породах I-XII категории по буримости.
Цена: по запросу
Цена: по запросу
Установка УБГ-С-40 «БАРС» предназначена для бурения инженерных скважин в породах I-XII категории по буримости.
Цена: по запросу
Цена: по запросу
Одна из самых мощных буровых установок данной серии на гусеничной базе.
Установка УБГ-С «Беркут» предназначена для бурения инженерных скважин в породах I-XII категории по буримости.
Цена: по запросу
Установка УБГ-С-50 «Беркут» на а/м шасси предназначена для бурения инженерных скважин в породах I-XII категории по буримости.
Цена: по запросу
Все типы буровых установок производства компании «СБТ» имеют оригинальную конструкцию, благодаря которой при небольшом весе и габаритах установки имеют выдающиеся технические показатели. Многие установки имеют запатентованную конструкцию. По техническим параметрам и надежности наша техника не уступает известным зарубежным аналогам.
Наши модели подходят для широкого спектра задач: бурения скважин на воду и геотермальное отопление, инженерно-геологические изыскания, бурения под сваи и шпунты, сваи «Jet-grouting», анкера Атлант и Titan, проведения БВР, бурении под опоры ЛЭП и газонефтепроводов, надежно выполняя все работы в любых геологических и климатических условиях.
Преимущества нашего оборудования
Качество и надежность наших буровых установок для бурения не уступают известным зарубежным аналогам, а цены при этом остаются адекватными для российских реалий.
Источник
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
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:
- Эксплуатационных. Позволяют добывать нефть и газ.
- 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.
- Разведочных. Они позволяют находить месторождения и определять их контуры. При этом проводят испытания и оценивают запасы черного золота.
- 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.
- 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:
- Мачтовой (механическая рабочая часть размещается на двух опорах).
- Башенной (в их конструкции используются четыре несущие опоры, которые равномерно передают нагрузку на грунт).
- С двумя или четырьмя опорами.
- 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:
- Лопастные.
- Шарошечные.
- 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:
- Подготавливают земельный участок для размещения системы, при этом проверяют всю технику на работоспособность.
- Участок размечают и убирают с него все, для чего характерна повышенная огнеопасность.
- Собирают опорную часть и крепят к ней вспомогательную установку.
- Собирают оси, стол ротора и центр будущей скважины.
- Устанавливают опорную вышку и вспомогательное оборудование. Монтаж выполняют подъемным краном.
Транспортировка буровой техники — сложная работа.
- Расчета способа перевозки.
- Выбора подходящего маршрута для перевозки с учетом всех имеющихся уклонов на местности и качества дороги.
- Проверки и подготовки всех приспособлений, которыми будет фиксироваться перевозимая техника.
- Погрузки.
Транспортируют буровую установку до месторождения с помощью полуприцепных механизмов, если это позволяют делать габариты агрегата.
Источник