Роторный способ
Работа добавлена на сайт samzan.net:
4.5. Способы бурения
В настоящее время применяют в основном вращательный способ бурения, который имеет следующие разновидности:
1. Роторный способ. Ротор, расположенный на поверхности, на подвышечном основании буровой установки вращает колонну бурильных труб, которая может иметь длину до нескольких километров, и таким образом вращает долото, закреплённое на нижнем конце колонны бурильных труб. Конструкции ротора и бурильной колонны будут рассмотрены ниже.
2. Турбинный способ. Вращение долоту передается валом гидравлического двигателя, называемым турбобуром. Он устанавливается в призабойной зоне скважины над долотом. Турбобур приводится в действие потоком промывочной жидкости, закачиваемой буровыми насосами в бурильную колонну с земной поверхности. При этом корпус турбобура и бурильная колонна не вращаются.
3. Бурение скважины винтовым забойным двигателем. Этот способ аналогичен турбинному.
4.6 Забойные гидравлические двигатели.
Турбобур – это двигатель с многоступенчатой гидравлической турбиной (рис. 4.17).
Основой такого двигателя является гидравлическая турбина имеющая неподвижный статор и вращающийся ротор. В связи с малым диаметром скважины такая турбина имеет небольшую мощность. Для повышения мощности турбины её делают многоступенчатой, состоящей из нескольких десятков или сотен ступеней.
В двигателе энергия потока жидкости преобразуется в механическую работу вала. Жидкость, перетекая по лопаткам статора и ротора турбины, отдает часть своей гидравлической мощности каждой степени турбины. В результате мощность, создаваемая всеми ступенями, суммируется и, следовательно, вращающий момент, возникающий в роторе, передается через вал турбобура долоту, а реактивный момент статора гасится корпусом турбобура и бурильной колонной. Чтобы повысить мощность двигателя турбобур собирается из двух и более секций. Каждая секция содержит более 100 ступеней турбины в отдельном корпусе.
Турбобур является быстроходным двигателем и поэтому не может применяться для всех случаев бурения.
Винтовой забойный двигатель является машиной объёмного принципа действия, более тихоходной и применяется в случаях когда нужно вращать долото со средней скоростью.
Статор двигателя выполнен в виде металлической трубы, к внутренней поверхности которой привулканизирована резиновая обойма, имеющая 10 винтовых зубьев. Ротор изготовлен из высоколегированной износостойкой стали с девятью винтовыми зубьями и расположен эксцентрично относительно статора (рис. 4.18).
При прохождении промывочной жидкости между статором и ротором образуются замкнутые каналы высокого и низкого давления, вследствие чего появляется вращающий момент и происходит планетарное обкатывание ротора по зубьям статора по всей длине.
На рис. 4.19 изображен винтовой забойный двигатель.
При бурении скважины используется различное сочетание способов бурения; обычно начинают бурение турбобуром, затем винтовым забойным двигателем, а заканчивают роторным способом
4.7 Бурильная колонна
Бурильная колонна предназначена для передачи вращения долоту при роторном бурении и подвода промывочной жидкости к турбобуру (при турбинном бурении); создания нагрузки на долото; подъёма и спуска долота, турбобура; проведения вспомогательных работ (проработка, расширение и промывка скважины, испытание пластов, ловильные работы и т.д.).
Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) (Рис. 4.20, 4.21) устанавливаются над долотом или забойным двигателем в целях увеличения жесткости нижней части бурильной колонны и создания нагрузки на долото силой собственного веса. Для придания этим трубам наибольшей жесткости и наибольшего веса трубы изготавливаются с наибольшим, возможным по условиям скважины, диаметром и толщиной стенки. Масса одного метра таких труб доходит до 200 кг.
Бурильные трубы, соединяясь (свинчиваясь) создают бурильную колонну, которая нижним концом присоединяется к УБТ, а верхним к ведущей бурильной трубе, взаимодействующей с ротором буровой установки. Длина колонны бурильных труб может достигать нескольких километров.
Ведущая бурильная труба (ВБТ) предназначена для передачи вращения бурильной колонне через буровой ротор. Для этого используются квадратные вкладыши, вставляемые в ротор, позволяющие одновременно передавать ВБТ вращающий момент и свободно скользить вдоль оси ротора (скважины). ВБТ является связывающим элементом между вертлюгом и бурильной колонной. ВБТ выпускаются сборной и цельной конструкцией со стороной квадрата 76, 89, 108, 133 и 152 мм, длиной от 11,5 до 17 м. На Рис. 4.23 показана ведущая труба цельной конструкции квадратного сечения.
4.8 Ротор и вертлюг
При роторном способе бурения, для вращения бурильной колонны с поверхности используют буровой ротор, вертлюг и талевую систему спуско – подъёмного комплекса.
Буровой ротор, получая вращение от привода, передаёт его ведущей трубе бурильной колонны. Таким образом, вращение через всю бурильную колонну передаётся долоту. При увеличении глубины скважины, в процессе бурения, на длину одной бурильной трубы, бурильную колонну закрепляют в роторе специальным клиновым захватом. При этом весь вес бурильной колонны передаётся на ротор. Бурильную колонну наращивают очередной бурильной трубой и процесс бурения продолжается. Подробнее этот процесс будет описан ниже.
Вертлюг предназначен для удержания на весу вращающейся бурильной колонны, подачи в бурильную колонну промывочной жидкости. Вертлюг подвешивается на крюк талевой системы.
Талевая система в процессе бурения (любым способом) удерживает бурильную колонну на весу, передавая часть её веса на долото для создания нагрузки, необходимой для разрушения горной породы и подаёт (опускает) бурильную колонну в скважину по мере её углубления.
На Рис. 4.24 показано расположение ротора, ведущей бурильной трубы, вертлюга, части талевой системы (талевого блока).
Рассмотрим эти узлы подробнее
Буровой ротор Рис. 4.25
На верхнем Рис 4.25 показан ротор с установленными вкладышами 5 и зажимом для ведущей трубы 6. На нижнем рисунке показан ротор без вкладышей. В таком состоянии через него пропускается в скважину буровое долото.
Для удержания бурильных труб в роторе при спуско-подъёмных операциях в центральное отверстие стола ротора устанавливают клиновой захват Рис 4.26. Правый клин на рисунке показан как в опущенном, так и в поднятом состоянии. При опускании клиньев (4 шт.) они захватывают бурильную трубу и удерживают бурильную колонну на весу. При подъёме, отодвигаясь от центра, освобождают проход для спуска или подъёма бурильной колонны.
Вертлюг (рис. 4.27) является верхней опорой для подвески вращающейся бурильной колонны и подачи промывочной жидкости внутрь бурильной колонны. Вертлюг состоит из корпуса 3, ствола 1, вращающегося на радиальных подшипниках 4 и 6, главной опоры 7, отвода 13, к которому крепится гибкий рукав, штропа 14. В качестве уплотнения используются сальники 2 и 8.
4.9 Подъёмный комплекс
Для проведения спуско – подъёмных операций (СПО) буровая установка (БУ) имеет подъёмный комплекс, предназначенный для преобразования вращательного движения барабана лебёдки в поступательное движение крюка. На рис. 4.28 изображена схема комплекса, состоящего из подвижной части талевой системы – бурового крюка 1 (Рис.4.29) и талевого блока 2 (Рис.4.30) и неподвижной части – кронблока 4 (Рис.4.31), буровой лебёдки 64 (Рис.4.32).
Механизмы талевой системы опоясаны стальным талевым канатом 3, неподвижный конец которого крепится к приспособлению 7, подвижный – к барабану лебёдки. Для успокоения талевого каната над лебёдкой расположен успокоитель 8.
На Рис. 4.29 показан буровой крюк пластинчатый. Крюк предназначен для подвешивания бурильных и обсадных колонн. В процессе бурения крюк удерживает центральным рогом подвешенный на штропе вертлюг. При спуско-подъёмных операциях на боковые рога крюка подвешены штропа элеватора. Зев центрального рога снабжён стопором, предохраняющим штроп вертлюга от выскальзывания из зева рога. Поворот ствола фиксируется защёлкой. Ствол крюка покоится на упорном шарикоподшипнике, который служит для обеспечения лёгкости поворота крюка при захвате свечей или их свинчивания во время спуско-подъёмных операциях. Пружина служит для автоматического извлечения ниппеля из муфты замка при отвинчивании свечи; поэтому усилие пружины больше массы свечи. Гайка ствола под нагрузкой, превышающей усилие пружины, опирается на корпус крюка. Штроп смонтирован на оси.
На Рис. 4.30 изображен талевый блок, который имеет две боковые щеки, серьгу, к которой подвешивается буровой крюк, полую траверсу для создания единого силового каркаса блока. Боковые кожухи талевого блока, закрывающие шкивы по периметру, снабжены прорезями для прохода талевого каната.
Кронблок (Рис. 4.31) имеет стальную сварную раму, на которой укреплена неподвижная ось с установленными на ней шкивами. Каждый шкив смонтирован на оси на двух цилиндрических роликоподшипниках, т.к. скорость вращения шкивов различна. Смазка к подшипникам каждого шкива подаётся по сверлениям в оси через пресс-маслёнку. Ось в сборе защищена кожухом.
Буровая лебёдка (Рис. 4.32) предназначена для натяжения и наматывания на барабан ходового конца талевого каната при подъёме бурильного инструмента и сматывания каната при его спуске.
Для лучшего использования мощности во время подъёма крюка с переменной по величине нагрузкой в буровой лебёдке предусмотрена коробка перемены передач, позволяющая получить несколько скоростей подъёма крюка.
Буровая лебёдка смонтирована на раме, на которой размещены все механизмы лебёдки: барабан для навивки талевого каната, главный ленточный тормоз, предназначенный для замедления движения и остановки крюка, вспомогательный тормоз для замедления скорости спуска колонн, пульт управления лебёдкой.
Буровая вышка — это сооружение над скважиной для спуска и подъема бурового инструмента, забойных двигателей, бурильных и обсадных труб, размещения бурильных свечей (соединение между собой двух-трех бурильных труб общей длиной 24 – 36 м) после подъема их из скважины и защиты буровой бригады от ветра и атмосферных осадков.
Различают два типа вытек: башенные (Рис. 4.33) и мачтовые (Рис. 4.34). Их изготавливают из труб или прокатной стали.
Башенная вышка представляет собой правильную усеченную четырехгранную пирамиду решетчатой конструкции. Ее основными элементами являются ноги 1, ворота 2, балкон верхнего рабочего 3, подкронблочная площадка 4, козлы 5, поперечные пояса 6, стяжки 7, маршевая лестница 8.
В связи с большим весом, длительностью монтажа вышки такого типа, в настоящее время применяют редко, в основном для сверхглубоких скважин и морского бурения.
Вышки мачтового типа бывают одноопорныс и двухопорные (А-образные). Последние наиболее распространены.
В конструкцию мачтовой вышки А-образного типа входят подъемная стойка 1, секции мачты 2, 3, 4, 6, пожарная лестница 5, монтажные козлы 7 для ремонта кронблока, подкронблочная рама 8, растяжки 9, 10, 14, оттяжки 11, тоннельные лестницы 12, балкон верхнего рабочего 13, предохранительный пояс 15, маршевые лестницы 16, шарнир 17.
А-образные вышки более трудоемки в изготовлении и поэтому более дороги. Они менее устойчивы, но их проще перевозить с места на место и затем монтировать.
Основные параметры вышки — грузоподъемность, высота, емкость «магазинов» (хранилищ для свечей бурильных труб), размеры верхнего и нижнего оснований, длина свечи, масса.
Грузоподъемность вышки — это предельно допустимая вертикальная статическая нагрузка, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины.
Высота вышки определяет длину свечи, которую можно извлечь из скважины и от величины которой зависит продолжительность спускоподъемных операций. Чем больше длина свечи, тем на меньшее число частей необходимо разбирать колонну бурильных труб при смене бурового инструмента. Сокращается и время последующей сборки колонны. Поэтому с ростом глубины бурения высота и грузоподъемность вышек увеличиваются. Так, для бурения скважин на глубину 300...500 м используется вышка высотой 16...18 м, глубину 2000...3000 м — высотой 42 м и на глубину 4000...6500 м-53 м.
Емкость «магазинов» показывает, какая суммарная длина бурильных труб диаметром 114...168 мм может быть размещена в них. Практически вместимость «магазинов» показывает на какую глубину может быть осуществлено бурение с помощью конкретной вышки.
Размеры верхнего и нижнего оснований характеризуют условия работы буровой бригады с учетом размещения бурового оборудования, бурильного инструмента и средств механизации спускоподъемных операций. Размер верхнего основания вышек составляет 2x2 м или 2,6x2,6 м, нижнего8х8мили 10х 10 м.
Общая масса буровых вышек составляет несколько десятков тонн.
4.10 Спуско – подъёмные операции и оборудование для них
В процессе бурения скважины, по мере её углубления, бурильную колонну наращивают, добавляя по одной бурильной трубе. После износа долота, для его замены, всю бурильную колонну извлекают на поверхность, разбирая на свечи. Для этого используют буровую вышку с талевой системой, состоящей из кронблока, талевого блока и крюка. Кроме того, для удержания бурильной колонны при её свинчивании и развинчивании используется буровой ротор с клиновым захватом. Все эти узлы были рассмотренные выше.
Однако, для проведения спуско–подъёмных операций (СПО) необходимы ещё следующий инструмент и оборудование.
Для захвата бурильных труб при СПО, с помощью штропов, на крюк подвешивается элеватор (Рис. 4.35). Для надевания на трубу элеватор имеет створку.
Для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений бурильных труб обычно используют автоматизированный буровой ключ АКБ представленный на Рис. 4.36. В нерабочем положении ключ отведён от устья скважины. В рабочем положении он подводится к замку бурильной колонны. Вырез в передней части трубозажимного устройства и корпусе ключа позволяет блоку ключа войти на замок трубы.
Верхнее и нижнее приспособления трубозажимного устройства (челюсти) зажимают одновременно верхнюю и нижнюю часть замка. При этом верхнее приспособление передаёт вращение трубе от двигателя ключа, а нижнее воспринимает реактивный момент и удерживает нижнюю часть от поворота.
В случае чрезмерной затяжки резьбового соединения, производят его раскрепление механическими ключами Рис. 4.37. На рисунке изображён момент закрепления бригадой на бурильной колонне механических ключей, которые будут приведены в действие пневмоцилиндрами с помощью стальных канатов.
На рисунке справа виден корпус ключа АКБ.
На рисунке внизу виден ротор с клиновым захватом.
На Рис. 4.38 и 4.39 показаны виды снизу – вверх и сверху – вниз буровой вышки с установленными свечами.
PAGE 44
2. О психоанализе Зигмунд Фрейд О психоанализе http---fictionbook
3. Windows 2000
4. Закон же призван ограничивать и запрещать те виды экономической и хозяйственной деятельности которые пр
5. Кодирование речи в системах сотовой связи
6. Контрольная работа- История развития страхования
7. Тема3 Стандарты качества окружающей среды Центральное место в административном регулировании принадлежи
8. Складывается из полученных знаний и выведенных оценок идеалов и т.
9. ренесанс фр renissnce походить від терміну
10. Анализ финансово-хозяйственной деятельности1
11. Английский язык- учеб
12. Блок и Маяковский поэт и эпоха
13. политическое развитие и борьба за власть в послевоенном Советском Союзе
14. тема защиты бесполезна если ею управляет психологически неустойчивый наивный и-или доверчивый человек
15. Занять положение сидя
16. Средняя общеобразовательная школа 37 г
17. ТЕМА 3 УПРАВЛЕНИЕ ФИНАНСОВЫМИ РИСКАМИ 3
18. Тема 61 Технологические основы социальнокультурной деятельности и культурнодосуговой деятельности
19. Партизанское движение в Отечественной войне 1812 года
20. Место Сбербанка РФ на рынке депозитов российского населения