Посмотрите также другие разделы нашего сайта!!!

Литература
много книг по нефти и газу

Программы нефтегазового комплекса

Медиафайлы про нефть

Анекдоты про нефтяников

Знакомства для буровиков

Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг)

ВНИМАНИЕ

В текстах книг представленных на сайте в интернет формате очень много ошибок, не читаются рисунки, графики разбиты, это связанно с некачественной перекодировкой конвекторов из PDF формата и HTML.

Если Вам необходимы качественный текст с рисунками и графиками - то скачиваите книги с нашего сайта в формате PDF.

ссылка для скачивания книги или главы в формате PDF находится внизу страницы.

анекдоты

программы

истории

Глава 16

БУРОВОЕ И ЦЕМЕНТИРОВОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Строительство нефтяных и газовых скважин в связи с большим разнообразием геологических и географических условий требует использования разнообразных технических средств: буровых установок, включающих в свой комплект различные машины и механизмы; технических средств для морского бурения; специальных видов оборудования устья скважин и забойных двигателей; специфического цементировочного оборудования и оснастки.

16.1. БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ И ОБОРУДОВАНИЕ

Буровые установки (БУ) представляют собой совокупность наземных сооружений, бурового оборудования и механизмов, силового привода, контрольно-измерительных приборов, вспомогательных грузоподъемных механизмов, средств автоматизации и механизации трудоемких и тяжелых процессов. БУ должны соответствовать целям бурения, конструкциям скважин, климатическим, геологическим и географическим условиям. В связи с этими требованиями БУ можно разделить на три основные группы: для геологоразведочного бурения; для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения; для сверхглубокого разведочного и эксплуатационного бурения.

Основной объем буровых работ в нефтяной и газовой промышленности выполняется БУ двух последних групп. С помощью буровых установок для геологоразведочного бурения бурят вращательным способом, используя вращатель роторного или шпиндельного типа, с очисткой забоя от выбуренной породы промывкой водой или глинистым раствором буровыми насосами, продувкой забоя компрессорами, а также при помощи шнеков. Можно выделить следующие типы буровых установок для геологоразведочного бурения:

с транспортировкой выбуренной породы с помощью шнековой колонны ШАК-4 (до 30 м), УШ-2Т (до 60 м), УШБТ-М (до 75 м);

для колонкового бурения УКБ-1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 с соответствующими глубинами бурения до 12,5/25, 50/100, 200/300, 300/500, 500/800, 800/1200, 1200/2000, 2000/3000 (в числителе и знаменателе указаны глубины бурения в м при использовании соответственно твердых сплавов и алмазов);

легкие самоходные буровые установки для роторного бурения УРБ2А (до 200 м), УРБ-ЗАМ (до 300 м) и 1БА15В (до 500 м).

Буровые установки для бурения скважин на нефть и газ глубиной от 1500 до 8000 м предназначены для вращательного способа бурения ротором

573

или забойными двигателями (турбобур, электробур и объемные забойные двигатели) с приводом от ДВС и электроприводом.

Современные буровые установки представляют собой сложные инженерные комплексы, обычно включающие в свой состав: буровые сооружения (вышка, основания, укрытия, мостки и стеллажи для бурильных и обсадных труб); спускоподъемное оборудование (лебедка, кронблок, талевый блок, крюк и крюкоблок); оборудование для выноса выбуренной породы из скважины и удаления последней из системы циркуляции (буровые насосы или компрессоры, циркуляционные системы, сита, песко- и илоотделители, устройства для приготовления буровых растворов и ввода различных реагентов); оборудование для вращения бурильной колонны (ротор, вертлюг); силовой привод; средства автоматизации и механизации спускоподъемных операций и подачи долота; противовыбросовое оборудование; контрольно-измерительные приборы.

Наличие большого числа элементов, их размеры и массовые характеристики обусловливают сложность транспортирования, монтажа и демонтажа буровых установок. Указанные операции по способу их осуществления могут быть подразделены на крупноблочный, мелкоблочный и поагре-гатный методы монтажа и демонтажа.

Крупноблочный метод используют для буровых установок, состоящих из отдельных блоков, в которые объединены несколько агрегатов и узлов, и являющихся отдельной транспортабельной монтажной единицей. Эти блоки перевозят специальными транспортными средствами только по открытой местности. Блок обычно состоит из жестко соединенных между собой цельносварных металлоконструкций, на которых смонтированы агрегаты и узлы буровой установки. Такие блоки перевозят в районах с ровным рельефом при отсутствии на пути следования промышленных и гражданских сооружений, а также иных препятствий, мешающих транспортированию.

Мелкоблочный метод применяют при большей дифференциации блоков, что позволяет перевозить отдельные единицы универсальными транспортными средствами по железной и шоссейной дорогам и с помощью воздушного транспорта. Этот метод используют в сложных природно-географических условиях в труднодоступных районах.

Поагрегатный метод применяют для буровых установок, собираемых из отдельных агрегатов, секций и элементов, которые перевозят универсальными транспортными средствами.

Основания буровых установок представляют собой комплекс металлоконструкций и предназначены для установки на них оборудования, агрегатов и механизмов с целью обеспечения удобной эксплуатации, снижения вредных вибраций, сокращения сроков монтажа и демонтажа. В зависимости от размещаемого на них оборудования основания разделяют на следующие блоки: вышечный, предназначенный для установки вышки и механизма крепления неподвижной ветви талевого каната; лебедочный; подсвечников; энергетический; насосный; элементов для приготовления буровых растворов.

Число используемых блоков зависит от типа буровых установок, габаритов и массы устанавливаемого оборудования. При установке оснований буровых комплексов обычно сооружают фундаменты, которые должны обеспечивать удельное давление (в МПа) на грунт в зависимости от вида пород (не более):

574

Пластическая глина ................................................................ 0,1–0,25

Твердая глина .......................................................................... 0,3–0,6

Пластический суглинок ......................................................... 0,1–0,25

Твердый суглинок ................................................................... 0,25–0,4

Сухой песок ............................................................................. 0,2–0,3

Влажный песок ........................................................................ 0,15–0,25

Гравий ........................................................................................ 0,5–0,6

Щебень ...................................................................................... 0,4–0,6

Пластический мергель ........................................................... 0,3–0,5

Растительная земля ................................................................ 0,05

При этом масса фундамента должна обеспечивать поглощение вибрационных нагрузок, быть достаточной для компенсации опрокидывающих моментов, а материал его должен быть устойчивым к температурным и другим атмосферным воздействиям, иметь необходимые прочностные характеристики на сжатие и ударные нагрузки. В бурении используют стационарные и передвижные фундаменты. Первые менее выгодны и обычно используются для бурения скважин на большие глубины с продолжительным сроком строительства. В зависимости от типа оборудования и скважин для сооружения фундаментов используют лесоматериалы, бетоны и металлоконструкции.

Для работы с трубами в процессе бурения с целью их подачи на рабочую площадку к ротору для наращивания бурильной и обсадной колонн в буровые сооружения включают мостки со стеллажами, представляющие собой металлические рамы из нескольких секций, укрепленные на горизонтальных стойках. К раме, перекрытой рельефным железом, приварены рельсы для подающей к наклонному желобу тележки. Мостки соединяют с рабочей площадкой наклонной рамой под обеспечивающим удобное затаскивание труб углом. Для хранения труб у мостков с правой и левой стороны имеются стеллажи из легких металлоконструкций, плоскость продольных балок которых располагается на одном уровне с плоскостью мостков.

Для обеспечения нормальной работы персонала буровой и бурового оборудования в составе буровых сооружений предусмотрены укрытия, которые обычно подразделяются на две группы: укрытия вышки и укрытия привышечных сооружений, в которых установлены силовой привод, буровые насосы, оборудование для приготовления и очистки буровых растворов, спускоподъемные механизмы и др.

Укрытия привышечных сооружений представляют собой металлоконструкции на специальных колоннах, установленных на фундаменте. На колоннах укреплены легкие стропильные фермы. Металлоконструкции также облицовывают защитными листами.

16.1.1. БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ ОАО «УРАЛМАШ»

ОАО «Уралмаш» производит комплектные буровые установки (БУ) и буровое оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 2500–8000 м с дизельным (Д) и дизель-гидравлическим (ДГ) приводами, электрическим приводом переменного тока (Э) и регулируемым (тиристор-ным) электроприводом постоянного тока (ЭР) с питанием от промышленных сетей, а также от автономных дизель-электрических станций (ДЕ).

К преимуществам установок относятся:

высокая приводная мощность исполнительных механизмов;

широкая гамма приводных систем с различными характеристиками (регулируемыми и нерегулируемыми);

575

высокая долговечность оборудования, обусловленная оптимальными параметрами механизмов, применением высокопрочных сталей с большим запасом прочности, гарантированным качеством изготовления и контроля комплектующего оборудования;

наличие регуляторов, обеспечивающих автоматическую (заданную оператором) подачу и режимы нагружения инструмента на забой;

высокая степень механизации буровых работ, в том числе спуско-подъемных операций (СПО), за счет использования механизмов АСП, обеспечивающих сокращение времени их выполнения на 40 % (по желанию заказчика возможна поставка установок с ручной расстановкой свечей);

возможность выбора оптимальных режимов бурения благодаря наличию приводных систем и регуляторов подачи долота;

легкость управления и удобство в эксплуатации;

комплектация укрытиями в холодном или утепленном исполнении с системами обогрева рабочих помещений;

возможность кустового бурения скважин в грунтах с низкой несущей способностью (специальное исполнение установок).

Высокие эксплуатационные качества буровых установок подтверждаются многолетней практикой их использования в различных природно-климатических условиях – от Крайнего Севера до тропиков.

Установки обладают универсальными монтажно-транспортными качествами и в зависимости от класса и назначения перевозятся крупными блоками на специальных транспортных средствах (тяжеловозах), секциями (модулями) на трейлерах и поагрегатно транспортом общего назначения. Для установок кустового исполнения (К), предназначенных для бурения скважин на грунтах с низкой несущей способностью, предусмотрена возможность перемещения оборудования в пределах куста блоками с помо-

щью специальных устройств, входящих в комплект поставки.

Рис. 16.1. Буровая установка БУ3200/200-2М2Я

576

Т а б л и ц а 16.1

Технические характеристики буровых установок Уралмашзавода

Тип буровой установки

Параметры

Допускаемая нагрузка на
2000
2000
2000
3200
3200

4000
4500
5000
2000
2250
2250
3200
3260

крюке, кН

Условная глубина буре-
3200
3200
3200
5000
5000

6500
5000
8000
3200
3600
3600
5000
5000

ния, м

Скорость подъема крюка
0,2±0,05
0,1-0,2
0,2
0,2
0,1-0,2

0,1-0,2
0,2
0,2
0,2
0,19
0,18
0,16
0,16

при расхаживании колон-

ны, м/с

Скорость подъема элева-
1,5
1,5
1,5
1,82
1,6

1,6
1,5
1,6
1,5
1,58
1,5
1,43
1,43

тора (без нагрузки), м/с,

не менее

Расчетная мощность на
670
670
670
1100
1100

1475
1100
2200
670
710
700
690
690

входном валу подъемного

агрегата, кВт

Диаметр отверстия в
700
700
700
700
700

700
700
950
700
700
700
700
700

стволе ротора, мм

Расчетная мощность при-
370
370
280
370
370

440
440
500
370
370
370
218
218

вода ротора, кВт, не более

Мощность бурового насо-
950
950
950
950
950
1180
950
1180
1180
600
600
600
600
600

са, кВт

Вид привода
Э
ЭР
ДГ
ДГ
ЭР

ЭР
ЭР
ЭР|ДЕ
Э
Д
Э
Д
Д

Площадь подсвечников
4000
4000
4000
6000
6000

8000
5500
8200
4000
–
–
4000
4000

при размещении свечей

диаметром 114 мм, м2

Высота основания (отмет-
7,2
6,0
7,2
6,0
8,0
8,0
6,2
9,4
8,0
8
8
10
7,2
–
–
6,5
6,5/8,0

ка пола буровой), м

Просвет для установки
5,7
4,7
5,7
4,7
6,7
6,7
5,0
7,4
6,7
6,7
6,7
8,5
5,7
–
–
5,2
5,2/6,7

стволовой части превен-

торов, м

Т а б л и ц а 16.2

Комплектность буровых установок и наборов бурового оборудования

Механизмы и агрегаты
БУ3200/200ЭУК-2М2,
БУ3200/200ЭУК-
2М2У,
БУ3200/200ЭУК-2МЯ
БУ3200/200ЭУК-ЗМА
БУ3200/200ДГУ-1М,
SSfr
БУ3200/200ЭУ-1М, БУ3200/200ЭУ-1У
НБО-1К
БУ5000/320ЭУК-Я

Лебедка буровая
ЛБУ22-720
ЛБУ22-670
ЛБУ22-720
ЛБУ22-720
ЛБУ22-720
ЛБУ37-1100

Насос буровой
УНБТ-950А
УНБТ-950А
УНБТ-950А
УНБТ-950А
УНБ-600А
УНБТ-950А

Ротор
Р-700
Р-700
Р-700
Р-700
Р-700
Р-700

Комплекс меха-
—
АСП-ЗМ1
АСП-ЗМ1
АСП-ЗМ1
—
—

низмов АСП

Кронблок
УКБ-6-250
УКБА-6-250
УКБА-6-250
УКБА-6-250
УКБ-6-250
УКБ-6-400

Талевый блок
—
УТБА-5-200
УТБА-5-200
УТБА-5-200
—
—

Крюкоблок
УТБК-5-225
—
—
—
УТБК-5-225
УТБК-5-320

Вертлюг
УБ-250МА
УБ-250МА
УБ-250МА
УБ-250МА
УБ-250МА
УБ-320МА

Вышка
БМР-45х200У
БМА-45х200-1
БМА-45х200-1
БМА-45х200-1
БМР-45х200У
БМР-45х320

Привод основных
Лебедки и ротора:
Лебедки, ротора и
Лебедки, ротора и
Лебедки и ротора: электродвигатель
Лебедки, ротора и

механизмов
электродвигатель
буровых насосов:
буровых насосов:
АКБ-13-62-8-УХЛ2
насосов: индиви-

АКБ-13-62-8-
электродвигатели
групповой от трех
Буровых насосов: электродвигатель
дуальный от элек-

УХЛ2
4ПС450-1000-УХЛ2
силовых агрегатов
АКСБ-15-54-6-УХЛ2
тродвигателя

Буровых насосов:

типа СА-10


4ПС450-1000-

электродвигатель




УХЛ2

АКСБ-15-54-6-

УХЛ2

Циркуляционная
ЦС3200ЭУ
K-2M-VI
ЦС3200-У1
ЦС3200-01-У1
ЦС3200ЭУК-2М-У1
—

система


ЦС3000ДГУ-1Г

П р о д о л ж е н и е т а б л. 16.2

Механизмы и агрегаты
БУ5000/320ДГУ-1Т, БУ5000/320ДГУ-1,
БУ5000/320ЭР-0
БУ5000/320ЭР, БУ1ЛЧОС320ДЕ
БУ5000/450ЭР-Т
БУ6500/450ЭР
БУ8000/500ЭР
БУ1ЖОС500ДЕ

Лебедка буровая
ЛБУ37-1100Д
ЛБУ37-1100
ЛБУ37-1100
ЛБУ42-1100Т
ЛБУ2000ПМ
ЛБУ3000ПМ1
ЛБУ3000ПМ1

Насос буровой
УНБТ-950А
УНБТ-950А
УНБТ-950А
УНБТ-1180А1
УНБТ-950А
УНБТ-1180А1
УНБТ-1180А1

Ротор
Р-700
Р-700
Р-700
Р-700
Н-700
Р-9500
Р-700

Комплекс меха-
АСП-ЗМ4
АСП-ЗМ4
АСП-ЗМ4
—
АСП-ЗМ5
АСП-ЗМ6
АСП-ЗМ6

низмов АСП

Кронблок
УКБА-6-400
УКБА-6-400
УКБА-6-400
УКБ-7-500
УКБА-7-500
УКБА-7-600
УКБА-7-600

Талевый блок
УТБА-5-320
УТБА-5-320
УТБА-5-320
—
УТБА-6-400
УТБА-6-500
УТБА-6-500

Крюкоблок
—
—
—
УТБК-6-450
—
—
—

Вертлюг
УБ-320МА
УБ-320МА
УВ-320МА
УБ-450МА
УБ-450МА
УВ-320МА, УВ-450МА
УВ-450МА

Вышка
БМА-45х320
БМА-45х320
БМА-45х320
БУ-54х450
БУ-45х400
БУ-45х500А
БУ-45х500А

Привод основных
Лебедки, ротора и
Буровой лебедки: электродвига-
Лебедки, ротора
Лебедки:
Лебедки: электродвигатели

механизмов
буровых насосов:
тель 4ПС-450-1000-УХЛ2
и буровых насо-
электродвига-
ДПЗ 99/85-6КМ2

групповой от 4
Буровых насосов: электродвига-
сов: индивиду-
тель ДПЗ
Ротора и буровых насосов:

силовых агрегатов
тель 4ПС-450-1000-УХЛ2
альный от элек-
99/85-6КМ2
электродвигатели 4ПС-450–

типа СА-10

тродвигателей
4ПС-450-1000-
УХЛ2
Ротора и буровых насосов: электродвигатели 4ПС-450– 1000–УХЛ2
1000-УХЛ2

Циркуляционная
ЦС5000ДГУ-1T,
ЦС5000ЭУ
ЦС5000ЭР–VI
ЦС5000,
ЦС6500ЭР
ЦС8000ЭР
Комплекс обо-

система
ЦС5000ДГУ-1


450ЭР-Т


рудования зарубежных фирм

П р о д о л ж е н и е т а б л. 16.2

Механизмы и агрегаты
НБО-Э
НБО-Д
БО3Д86-1
БО3Д86-2

Лебедка буровая
ЛБУ-1200
ЛБУ-1200
ЛБУ-1200Д-I
ЛБУ-1200Д-II

Насос буровой
УНБ-600А
УНБ-600А
УНБ-600А
УНБ-600А

Ротор
Р-700
Р-700
Р-700
Р-700

Комплекс механизмов АСП
–
–
–
–

Кронблок
УКБ-6-270
УКБ-6-270
УКБ-7-400
УКБ-7-400

Талевый блок
УТБ-5-225
УТБ-5-225
УТБ-6-320
УБТ-6-320

Крюкоблок
УТБК-5-225
УТБК-5-225
УТБК-6-320
УТБК-6-320

Вертлюг
УВ-250МА
УВ-250МА
УВ-320МА
УВ-320МА

Вышка
-
-
-
ВМР-45х320-I

Привод основных механиз-
Лебедки и ротора: электродвигатель
Лебедки, ротора и одного бурового насоса:

мов
АКБ-13-62-8-УХЛ2
групповой от 3 дизелей В2500ТКС4

Буровых насосов: электродвигатель
Второго бурового насоса:

СДБМ99/46-8-УХЛ2
групповой от 2 дизелей В2500ТКС4

Циркуляционная система
-
-
-
-

П р и м е ч а н и я. 1. Циркуляционная система может поставляться в любой комплектации, включая оборудование зарубежных фирм. 2. Допускается любая комплектация оборудования по требованию заказчика.

В табл. 16.1 даны технические характеристики буровых установок и наборов бурового оборудования, в табл. 16.2 указаны основные комплектующие механизмы и агрегаты.

На рис. 16.1 приведен общий вид одной из установок.

В буровых установках с дизель-электрическим приводом БУUNOC 500ДЕ и БУUNOC320ДЕ в качестве источника энергии используются дизель-электрические станции фирмы Caterpillar, а для очистки бурового раствора – оборудование зарубежных фирм.

Буровые лебедки

Буровые лебедки конструкции Уралмашзавода характеризуются высокой приводной мощностью, оптимальными соотношениями диаметра барабана и талевого каната, оборудованы надежными тормозными системами и регуляторами подачи долота на забой, а также механизмами для правильной укладки талевого каната на барабане.

Шифр лебедок: ЛБУ22–720 – лебедка буровая Уралмашзавода, натяжение ходового конца талевого каната 22 т (220 кН), расчетная мощность на входном валу лебедки 720 кВт. В некоторых шифрах указывается только расчетная мощность (например, ЛБУ3000).

Шифр вспомогательного тормоза: ТЭИ-710–45 – тормоз электрический индукционный, 710 – расстояние от основания лебедки до оси (мм), 45 – максимальный тормозной момент (кН?м); УТГ-1450 – уралмашевский тормоз гидродинамический, активный (максимальный) диаметр – 1450 мм.

В табл. 16.3 приведены параметры буровых лебедок, а на рис. 16.2 – общий вид лебедки ЛБУ37–1100.

Регуляторы подачи долота (РПД), характеристики которых приведены в табл. 16.4, позволяют автоматически поддерживать заданную оператором (бурильщиком) скорость подачи инструмента и в случае необходимости могут быть использованы в качестве аварийного привода для подъема бурильной колонны, а также при подъеме и опускании буровой вышки.

Буровые насосы

Завод «Уралмаш» выпускает буровые насосы двух типов: двухпоршне-вой насос двустороннего действия – дуплекс УНБ-600А (рис. 16.3) и трех-поршневые насосы одностороннего действия – триплекс УНБТ-950А, УНБТ-1180А1 и УНБТ-750 (рис. 16.4).

Шифр насосов УНБ-600А – уралмашевский насос буровой мощностью 600 кВт; УНБТ-950А – уралмашевский насос буровой трехпоршневой мощностью 950 кВт.

Эти насосы характеризуются оптимальными параметрами кривошип-но-шатунного механизма, надежным исполнением гидравлической и механической частей, оборудованы компенсаторами на входе и выходе, системой смазки трущихся частей, консольно-поворотными кранами для облегчения работ по замене сменных деталей и узлов гидравлической части, а также автоматическими предохранительными клапанами.

В табл. 16.5 приведены параметры буровых насосов, в табл. 16.6– 16.8 – характеристики (подача, давление) на различных втулках, в табл. 16.9 – размеры насосов.

580

Т а б л и ц а 16.3

Параметры буровых лебедок

Буровые лебедки

ЛБУ22-720
ЛБУ22-670
ЛБУ37-1100
ЛБУ2000ПС
ЛБУ3000М1
ЛБУ-1200
ЛБУ-1200(Д-1)
ЛБУ-1200(Д-2)

Максимальное усилие в канате, кН
220
220
370
365
460
273
289
289

Расчетная мощность на входном
720
670
1100
1475
2200
710
690
690

валу, кВт

Диаметр талевого каната, мм
28
28
35
35
38
32
32
32

Диаметр бочки барабана, мм
650
500
685
835
935
800
800
800

Длина бочки барабана, мм
840
1180
1373
1445
1540
1030
1030
1030

Число скоростей лебедки (с учетом
4
2
4
2
2
5/4
5/4
5/4

коробки скоростей)/на ротор

Диаметр тормозных шайб, мм
1180
900
1270
1450
1600
1450
1450
1450

Ширина тормозной колодки, мм
230
230
230
230
260
230
230
230

Тип вспомогательного тормоза
ТЭИ-710-45
ТЭИ-710-45
ТЭИ-800-60
Основной электродвига-
УТГ-1450
УТГ-1450
УТГ-1450

Габаритные размеры, мм:



тель

длина
6854
7866
8333
8430**
8725**
7250
7407
7430

ширина
3208*
3100
3230*
3480**
3464**
3545
2776
2903

высота
2695
2207
2208
2540**
2560**
2865
2420
2420

Масса, кг
31 490
34 000
39 050
39 330**
49 200**
26 320
23 875
24 450

Транспортный размер.

Параметры приведены без основного электродвигателя.

Рис. 16.2. Буровая лебедка ЛБУ37–1100

Т а б л и ц а 16.4

Параметры регуляторов подачи долота

Буровые установки

БУ3200/200


БУ5000/

с дизель-

БУ5000/
320ЭР-О,

гидравлическим и
БУ3200/
320ДГУ-1,
БУ5000/
БУ5000/
БУ6500/
БУ8000/
БУUNOC/

электрическим
200ЭУК-3МА
БУ5000/
320ЭУК-Я,
320ЭР
400ЭР
500ЭР
500ДЕ

(переменного то-

320ДГУ-Т
БУUNOC

ка) приводами


320ДЕ

Мощность электродвигателя, кВт
55
90
53/55
90
90
90
75
90

Номинальная частота вращения вала
1120
1000
1000
1000
1000
1180
630
1000

электродвигателя, об/мин

Передаточное число редуктора
31,5
25
50
105
50
50
50
50

Максимальное усилие, развиваемое
1800
2200
3200
3200
3200
3400
3400
3400

на канате буровой лебедки, кН

Скорость подачи инструмента, м/с
0,02
0,035
0,024
0,027/0,135
0,024
0,02
0,023
0,023

Габаритные размеры, мм:

длина
1762
2400
2295
1890
1890
2100
2355
2100

ширина
1587
3150
1610
1782
1782
2175
2185
2175

высота
1427
1980
955
1728
1728
1633
1275
1663

Масса, кг
1462
4555
1951
3240
3265
5470
5243
5470

Рис. 16.3. Буровой насос УНБ-600А

Рис. 16.4. Буровой насос УНБТ-750

Т а б л и ц а 16.5

Параметры буровых насосов

Насосы

Показатели
УНБ-600А
УНБТ-950А, УНБТ-1180А1
УНБТ-750

Мощность насоса, кВт Число цилиндров
Максимальное число ходов поршня в минуту
Максимальная частота вращения входного вала, об/мин Длина хода поршня, мм Максимальное давление на выходе, МПа
Максимальная идеальная подача, л/с Размер клапана по стандарту АНИ Тип зубчатой передачи
600 2 65
320
400 25
51,9
? 9
Косозубая
950/1180
3
125
556
290 32
46
? 7
Шевронная
750
3
160
687
250 35
50,7
? 7
Шевронная

585

П р о д о л ж е н и е т а б л. 16.5

Показатели

Передаточное число редуктора Гидравлический блок Условный проход, мм:

входного коллектора

выходного коллектора Габаритные размеры базовой модели, мм:

длина

высота

ширина Масса базовой модели, кг Диаметр шкива, мм Тип пневмокомпенсатора на выходе Высота насоса с краном, мм Ширина насоса со шкивом, мм Масса насоса с компенсатором, шкивом и краном, кг

П р и м е ч а н и е. Параметры базовой модели приведены без шкива, компенсатора и консольно-поворотного крана.

Т а б л и ц а 16.6

Характеристика буровых насосов УНБТ-950А и УНБТ-1180А1

Подача идеальная, л/с, при частоте ходов поршня

в минуту

125
115
100
85
75
50
25
1

46,0
42,3
36,8
31,3
27,6
18,4
9,2
0,368

41,0
37,7
32,8
27,9
24,6
16,4
8,2
0,328

36,4
33,5
29,12
34,7
21,84
14,56
7,28
0,2911

31,9
29,3
25,52
21,7
19,14
12,76
6,38
0,255

27,8
25,5
22,24
18,9
16,68
11,12
5,56
0,222

Т а б л и ц а 16.7

Характеристика бурового насоса УНБ-600А

Диаметр поршня, мм
Предельное давление на выходе из насоса, МПа (кгс/см2)
Подача идеальная, л/с, при частоте ходов поршня в минуту

65
60
50
40
30
20
10
1

200 190 180 170 160 150 140 130
10,0 (100) 11,5 (115) 12,5 (125) 14,5 (145) 16,5 (165) 19,0 (190) 22,5 (225) 25,0 (250)
51,9 45,7 42,0 36,0 31,5 27,5 23,3 19,7
47,9 42,2 38,8 33,2 29,1 25,4 21,5 18,9
39,9 35,2 32,3 27,7 24,2 21,2 17,9 15,2
31,9 27,7 25,8 22,2 18,4 16,9 14,3 12,1
23,9 21,1 19,4 16,6 14,4 12,7 10,7 9,1
16,0 14,1 12,9 11,0 9,7 8,6 7,2 6,1
8,0 7,0 6,5 5,5 4,8 4,3 3,6 3,0
0,798 0,703 0,646 0,554 0,485 0,429 0,358 0,303

586

Насосы

УНБ-600А
УНБТ-950А, УНБТ-1180А1
УНБТ-750

4,92
4,448
4,307

Литой
Кованый
Кованый

275
250
250

109
100
100

5100
5390
5030

1877
2204
2057

2626
2757
2530

22 985
22 800/22 810
17 180

1400, 1700, 1800
1000/710 Сферический
818

3976
3620
3684

3016
3205
2961

25 500-26 310
24 468-24 475
18 560

Диаметр поршня,
Предельное давление на
выходе из насоса, МПа
(кгс/см2)

УНБТ-950А
УНБТ-1180А1

180 170 160 150 140
19,0 (190) 21,0 (210) 24,0 (240) 27,5 (275) 32,0 (320)
23,5 (235) 26,5 (265) 30,0 (300) 32,0 (320) 32,0 (320)

Т а б л и ц а 16.8

Характеристика бурового насоса УНБТ-750

Диаметр поршня, мм
Предельное давление
на выходе из насоса,
МПа (кгс/см2)
Подача идеальная, л/с, при частоте ходов поршня в минуту

160
140
125
115
100
75
50
1

180 170 160 150 140 130 120
13.5 (135) 15,2 (152) 17,1 (171)
19.6 (196) 22,4 (224) 26,0 (260) 35,0 (350)
50,7 45,2 40,2 35,2 30,7 26,5 22,0
44,4 39,5 35,1 30,8 25,2 23,2 19,2
39,6 35,3 31,4 27,5 23,7 20,7 17,1
36,5 32,4 28,8 25,3 21,8 19,1 15,7
31,7 28,2 25,1 22,0 19,0 16,6 13,7
23,8 21,2 18,8 16,5 14,2 12,4 10,3
15,85 14,1 12,5 11,0 9,5 8,3 6,85
0,317 0,282 0,251 0,220 0,19 0,166 0,137

Т а б л и ц а 16.9 Размеры насосов, мм

Обозна-
Тип насоса

Тип насоса

чение на
рис. 16.3–
16.4
УНБТ-950А,


чение на
УНБТ-950А,

УНБТ-
УНБ-600А
УНБТ-750
рис. 16.4
УНБТ-
УНБ-600А
УНБТ-750

1180А1



1180А1

А
2860
3305
2828
И
1405
855
1152

Б
1641
2092
1569
К
5390
510
5030

В
1036
1035
979
Л
2101
1872
1923

Г
496
625
586
М
2204
2050
2060

Д
230
175
210
Н
1672
1500
1545

Е
1080
720
522
О
1262
1284
1312

Ж
2312
550
1884
П
1312
1305
1219

З
500
345
430
Р
1350
434
1270

З1
–
830
–
С
–
1816
–

Ротор

Основные характеристики роторов приведены в табл. 16.10.

Т а б л и ц а 16.10 Параметры роторов

Тип ротора

Р-700
Р-950
Р-1260

Диаметр отверстия в столе ротора, мм
Диаметр отверстия с переводником, мм
Допускаемая статическая нагрузка на стол, кН
Максимальная частота вращения стола ротора,
об/мин
Расстояние от центра до цепного колеса, мм
Статический крутящий момент на столе ротора,
кН?м
Передаточное число от приводного вала до стола
ротора
Тип зубчатой передачи
Приводной вал:
диаметр (выходной), мм
длина выходной части, мм
размеры шпоночного паза, мм Подшипники приводного вала Основная опора Вспомогательная опора
Размер квадратного отверстия в зажимах под ведущую трубу, мм
700 560 5000 350
1353 80
3,61
150
165
40x148
7538
1687/770Х
1688/770Х
120, 145, 160
950
560, 700
6300
350
1353 120
3,81
Коническая
150
165
40x148
7538
1687/1060Х
1688/1060Х
120, 145, 160
1260
560, 700, 950
8000
350
1651 180
3,96
150
250
40x153
3634
1687/1400Х
11 689/1400Х
120, 145, 160

587

П р о д о л ж е н и е т а б л. 16.10

Тип ротора

Р-700
Р-950
Р-1260

Масса, кг
4760
7000
9460

Размеры (рис. 16.3), мм:

А
680
750
800

Б
200
220
200

В
2270
2425
2910

Г
1353
1353
1651

Д
740
875
1070

Е
1945
2065
2535

Ж
305
330
360

И
775
925
1115

К
2010
2165
2630

Л
1200
1550
1930

М
1545
1850
2230

Талевые механизмы

Элементы талевого механизма (кронблоки, талевые блоки, крюки) имеют оптимальные соотношения диаметров канатного шкива и талевого каната. Канавки канатных шкивов обработаны ТВЧ. Оси шкивов и крюки выполнены из легированной стали высокой прочности. В качестве опор шкивов использованы подшипники с высокой долговечностью.

Крюки литой конструкции позволяют выполнить крюкоблоки меньших габаритов по радиусу вращения и встроить удлиненную литую защелку для автоматического захвата штропов вертлюга. Небольшие габариты по радиусу вращения, наличие гидроамортизатора и ориентира обеспечивают удобство работы при расстановке свечей.

Т а б л и ц а 16.11

Параметры кронблоков

Буровые установки с ручной расстановкой свечей

УКБ-6-250
УКБ-6-270
УКБ-7–400 для 3Д86–1
УКБ-7–400 для 3Д86–2
УКБ-7-500

Схема кронблока
Б
Б
Е
Е
А

Максимальная на-
2500
2700
4000
4000
5000

грузка, кН

Число канатных
6
6
7
7
7+2

шкивов

Диаметр каната, мм
28
32
32
32
35

Наружный диаметр
1000
1120
1120
1120
1400

шкива, мм

Диаметр шкива по
900
1000
1010
1010
1285

дну канавки, мм

Диаметр оси, мм
220
220
260
260
280

Подшипник шкива
97744ЛМ
42244
7097152М
7097556М

Конический
Роликовый
Конический двухрядный
Конический

двухрядный
цилиндриче-
260x400x104
двухрядный

220x340x100
ский 220x400x65

280x420x110

Габаритные размеры,

мм:
длина
3180
2320
2220
3230
6815

ширина
2606
1440
1460
3190
2440

высота
1335
1322
1590
2440
2200

Масса, кг
3885
3430
3560
6400
9515

588

П р о д о л ж е н и е т а б л . 16.11

Буровые установки механизмами типа АСП

Показатели
УКБА-6-250
УКБА-6-400
УКБА-7-500
УКБА-7-600
УКБА-7–600 для UNOC 500

Схема кронблока
В
В
А
Д
А

Максимальная на-
2500
4000
5000
6000
6000

грузка, кН

Число канатных
6
6
7+2
7
7+2

шкивов

Диаметр каната, мм
28
35
35
38
38

Наружный диаметр
1000
1400
1400
1500
1500

шкива, мм

Диаметр шкива по
900
1285
1285
1365
1375

дну канавки, мм

Диаметр оси, мм
220
280
280
380
280

Подшипник шкива
97744ЛМ
7097156М
7097156М
1097976К
7097156М

Конический
Конический
Конический
Конический
Конический

двухрядный
двухрядный
двухрядный
двухрядный
двухрядный

220x340x100
280x420x110
280x420x110
380x520x150
280x420x110

Габаритные размеры,

длина
4390
4390
6750
5090
6920

ширина
2820
3190
3130
2250
3250

высота
1810
2200
2192
2240
2360

Масса, кг
5170
8040
9925
11 683
11 855

Т а б л и ц а 16.12 Параметры крюкоблоков

Крюкоблок

Показатели
УТБК-5-225 (НБО-Д, НБО-Э)
УТБК-6-320 (3Д86-1, 3Д86-2)
УТБК-6-450
УТБК-5-225
УТБК-5-320

Максимальная
2250
3200
4500
2250
3200

нагрузка, кН

Число канатных
5
6
6
5
5

шкивов

Диаметр каната, мм
32
32
35
28
35

Наружный диа-
1120
1120
1400
1000
1400

метр шкива, мм

Диаметр шкива по
1000
1010
1285
900
1285

дну канавки, мм

Диаметр оси шки-
220
260
280
220
280

ва, мм

Исполнение крюка
Пластинчатый
Пластинчатый
Литой
Пластинчатый
Литой

Ход пружины
145
200
200
145
200

крюка, мм

Подшипник шкива
42244
7097152М
7097156М
97744ЛМ
7097156М

Роликоподшип-
Конический
Конический
Конический
Конический

ник двухрядный
двухрядный
двухрядный
двухрядный
двухрядный

220x440x65
260x400x104
280x420x110
220x340x100
220x340x100

Масса, кг
6100
7520
8500
5320
7970

Размеры (см. рис.

16.3), мм:

I1
670
710
843
610
850

I2
1320
1780
875
1260
875

I3
1430
1260
1612
1430
1612

I0
3280
3540
3507
3190
3507

I
3950
4250
4350
3800
4090

A
1170
1160
1450
1060
1450

A1
320
300
700
320
700

A2
630
630
960
630
960

A
1125
1174
860
1010
860

A1
665
665
520
665
520

A
220
220
200
220
200

C1
210
210
210
210
210

C2
150
150
150
150
150

d
150
120
120
150
120

589

Т а б л и ц а 16.13

Параметры талевых блоков для работы с АСП

Талевый блок

Показатели




УТБА-6-500

УТБА-5-200
УТБА-5-320
УТБА-6-400
УТБА-6-500
(БУUNOC 500ДЕ)

Максимальная на-
2000
3200
4000
5000
5000

грузка на крюке, кН

Число канатных
5
5
6
6
6

шкивов

Диаметр каната, мм
28
35
35
38
38

Число осей для уста-
2
2
2
2
2

новки шкивов

Наружный диаметр
1000
1400
1400
1500
1500

шкива, мм

Диаметр шкива по
900
1285
1285
1365
1375

дну канавки, мм

Диаметр оси шкива,
220
280
280
380
280

мм
Подшипник шкива:

тип
КД97744ЛМ
КД7097156М
КД7097156М
КД1097976К
КД7097156М

размеры
220x340x100
280x420x110
280x420x110
380x520x150
280x420x110

Габаритные размеры,

мм:

высота
2215
2705
2735
2845
2845

ширина
1318
1485
1430
1710
1570

Масса, кг
4250
6850
7720
10 580
7420

Т а б л и ц а 16.14 Параметры вертлюгов

Вертлюг

УВ-250МА
УВ-320МА
УВ-450МА

Допускаемая (максимальная) нагрузка, кН
2500
3200
4500

Динамическая нагрузка (при 100 об/мин),
кН
Максимальное давление прокачиваемой
1450
2000
2600

25/32
32/35
40

жидкости (раствора) в стволе, МПа

Габариты сменной верхней трубы, мм:

внутренний диаметр
75
75
75

наружный диаметр
90
90
90

высота
220
220
250

Твердость рабочей поверхности трубы,
>55
>55
>55

HRC

Размеры штропа, мм:

верхнее сечение I?A
140x150
150x170
170x190

высота
1738
1950
2185

внутренний радиус r
125
125
125

Просвет для подвешивания на крюке A,
510
540
832

мм
Диаметр пальца штропа d, мм
115
140
140

Резьба переводника для соединения с ве-
З-152Л
З-152Л
З-152Л

дущей трубой (левая)

Присоединительная резьба ствола (левая)
З-152Л
З-171Л
З-171Л

Соединение ствола с буровым рукавом
Фланцевое
Фланцевое
Фланцевое или резьбовое через
проводник с
резьбой LP4 API
std.5B

Основной опорный подшипник
6-19744ХМУ
6-19752ХУ
6-19760ХУ

Центрирующий подшипник
32140, 32144
32144
2032148М

Габаритные размеры, мм:

высота с переводником
2850
3000
3360

ширина по пальцам штропа
1090
1212
1375

Масса, кг
2200
2980
4100

590

Рис. 16.5. Блок талевый УТБА-5-200 Рис. 16.6. Вертлюг типа УВ-МА

В зависимости от требований заказчика талевые механизмы поставляются в двух модификациях: для ручной расстановки свечей и для использования в комплекте с механизмами типа АСП, включая автоматический элеватор.

В табл. 16.11–16.14 приведены основные параметры элементов талевого механизма, на рис. 16.5 – талевый блок, а на рис. 16.6 – вертлюг.

Дизельные агрегаты

Дизельные и дизель-гидравлические агрегаты используются для привода основных механизмов буровых установок (буровой лебедки, ротора и буровых насосов).

Дизельный агрегат включает дизель и системы обслуживания (охлаждения, смазки, запуска, контроля и др.), гарантирующие его надежную работу в пределах заданного срока службы. Дизель-гидравлические агрегаты оборудованы гидротрансформатором с системами его обслуживания.

Дизели снабжены демпферами крутильных колебаний, обеспечивающими их работу в широком диапазоне оборотов коленчатого вала, а также системами предпускового запуска и аварийно-принудительной сигнализации.

В табл. 16.15 приведены характеристики дизельных агрегатов.

591

Т а б л и ц а 16.15

Параметры дизеля и дизельных агрегатов

Показатели
СА10-1 СА-30
В2-500ТК-С4

Дизель
6ЧН21/21
12Ч15/18

Число цилиндров
6
12

Расположение цилиндров
Рядное
V-образное

Диаметр цилиндров, мм
210
150

Ход поршня, мм
210
180

Номинальная мощность, кВт (л.с.)
463,7 (630)
330 (450)

Частота вращения коленчатого вала,

об/мин:

при номинальной мощности
1200
1600

при максимальном крутящем мо-
850
1150

менте

максимально устойчивая холостого
540
600

хода

максимальная без нагрузки, огра-
1500
1900

ниченная регулятором

Степень сжатия
13,5
14-15

Направление вращения (со стороны
По часовой стрелке

вентилятора)

Удельный расход топлива при номи-
153+8
162+8

нальной мощности, г/(л.с.?ч)

Удельный расход масла при номиналь-

ной мощности, г/(л.с.?ч):

на угар
1,0
Не более 1,2

общий
1,34
–

Привод вентилятора
Регулируемый
Не регулируемый

Система наддува
Турбонаддув

Демпфер крутильных колебаний
Жидкостного типа

Система смазки
Принудительная под давлением с «сухим» картером

Система охлаждения
Замкнутая

Система предпускового подогрева
Имеется
Нет

Система аварийно-принудительной
Имеется
Имеется

сигнализации

Назначенный срок (ресурс) до первой
10 000
7000

переборки, ч

Срок службы до капитального ремон-
40 000
15 000

та, ч

Габаритные размеры, мм:

длина
2515
1850

ширина
950
1036

высота
1800
1070

Масса, кг
4800
1450

Гидротрансформатор
Г3-675
-
-

Мощность номинальная, кВт
463,2
-
-

Номинальная частота вращения,
1200
–
–

об/мин

Коэффициент полезного действия с
88±2
-
-

учетом отбора мощности на насос, %

Агрегат

Номинальная мощность на выходе, кВт
375 (510)
441,2 (600)
317 (432)

(л.с.)

Эксплуатационный диапазон частоты
650-1000
650-1000
750-1650

вращения выходного вала, об/мин

Соединение гидротрансформатора с
Эластичная
–
–

валом дизеля
муфта

Размер от основания до оси выходного
750
490
564

вала, мм

Габаритные размеры, мм:

длина
4280
3880
2900

ширина
1500
1508
1580

высота
2855
2212
1500

Масса, кг
8500
7200
2200

592

Комплекс механизмов АСП для производства спускоподъемных операций при бурении скважин

Комплекс механизмов типа АСП (табл. 16.16) предназначен для механизации и частичной автоматизации спускоподъемных операций. Он обеспечивает:

совмещение во времени подъема и спуска колонны труб и незагруженного элеватора с операциями установки свечей на подсвечник, выноса ее с подсвечника, а также с развинчиванием или свинчиванием свечи с колонной бурильных труб;

механизацию установки свечей на подсвечник и вынос их к центру, а также захват или освобождение колонны бурильных труб автоматическим элеватором.

Схема расположения механизмов АСП на буровой показана на рис. 16.7. На кронблочной площадке установлены амортизаторы 1 и верхний блок 2 или кронштейн поворотный 17 механизма подъема, направляющие канаты 3 центратора, магазин 4, нижний блок 5 механизма подъема, центратор 8, механизм расстановки свечей 9, механизм захвата свечей 10, канат механизма подъема 11. На площадке буровой расположены подсвечник 6, блок цилиндров механизма подъема 7, автоматический буровой ключ 13, ротор 15 с пневматическими клиньями. К талевому блоку подвешен автоматический элеватор 12. Пост АСП 14 размещен на площадке подсвечника. Бурильные свечи 16 устанавливаются на подсвечник.

Т а б л и ц а 16.16

Параметры комплексов механизмов типа АСП

Показатели
АСП-3М1
АСП-3М4
АСП-3М5
АСП-3М6

Буровая установка
БУ3200/200
БУ5000/320
БУ6500/400
БУ8000/500

Длина свечи, м
23-29
23-29
23-29
23-29

Автоматический элеватор
ЭА-400
ЭА-400
ЭА-400
ЭА-500

Грузоподъемность механизма

подъема свечи, кН, в зависимости

от давления воздуха:

0,3 МПа
25
25
25
25

0,7 МПа
58
58
58
58

1,0 МПа
82
82
82
82

Максимальный ход стрелы меха-
3940
5620
5620
5620

низма расстановки свечей, мм

Максимальный ход тележки влево
2200
2750
3480
3480

и вправо, мм

Мощность электродвигателя для
3,5
3,5
3,5
3,54

привода тележки и стрелы, кВт

Диаметр стальных труб, на работу

с которыми рассчитаны механизм

захвата свечи и автоматический

элеватор, мм:

бурильных
89-146
89-146
89-146
89-146

утяжеленных
108-178
108-178
108-178
108-178

593

Рис. 16.7. Схема расположения механизмов АСП на буровой

Буровые вышки

Мачтовые буровые вышки для буровых установок завода «Уралмаш» изготовляются следующих типов: А-образные (ВМ), П-образные (ВМП) и четырехопорные (ВУ).

А-образные вышки применяются в буровых установках классов 3200/200 и 5000/320, П-образные – в буровых установках класса 5000/320.

Четырехопорные мачтовые вышки используются в буровых установках классов 6500/400 и 8000/500. Обладая жесткостью башенных, вышки этого типа сохранили монтажные качества мачтовых вышек. Оригинальная схема подъема предусматривает использование в качестве устройства для подъема вышки буровой площадки. Вышки такого типа обеспечивают одновременное размещение двух комплектов свечей: для работы с механизированной их расстановкой, с одной стороны, и для работы с ручной расстановкой – с другой.

Подъем и опускание вышек осуществляются буровой лебедкой с помощью специальных устройств.

Внутри одной ноги вышки имеются лестницы тоннельного типа до подкронблочной площадки, внутри второй ноги – лестницы маршевого типа с переходными площадками (до платформы верхнего рабочего).

В табл. 16.17 и 16.18 приведены основные параметры вышек, на рис. 16.18 – схема их конструкций.

Т а б л и ц а 16.17

Параметры мачтовых вышек

А-образные вышки
П-образные

ВМА-45х200
ВМР-45х200У
ВМА- -453 320
ВМП-45х320

Допускаемая нагрузка на крюке,
кН
Рабочая высота (расстояние от ро-
2000
2000
3200
3200

45
45
45
45

тора до подкронблочной рамы), м

Нагрузка на крюке при испыта-
2400
2400
3840
3840

нии, кН

Расстояние между ногами, м
10,3
10,3
10,3
–

База нижняя (расстояние между
–
–
–
2,6x10,3

осями опорных шарниров), м

Длина свечи, м
25-27
25-27
25-27
25-27

Диаметр и толщина трубы, мм
140x8
140x8
140x14
–

Профиль уголка
–
–
–
200x200x17

Соединение секций между собой
Пальцевое
Пальцевое
Пальцевое
Фланцевое

Длина секций, м
11 940
11 940
11 940
11 900-12 750

Габариты сечения ноги, м
1640x2440
1640x2440
1640x2440
1800x3000

Размеры, мм:

I
44 800
44 800
44 800
44 800

I1
6200
7200
8200
8200

I2
3550
4750
5300
2400

I3
4600
4600
4600
4100

I4
16 750
17 250
17 750
17 350

A
10 300
10 300
10 300
10 300

A1
–
–
–
2600

A
620
650
630
250

A1
9880
9635
4450
5250

Масса, кг:

секции (максимальная)
3795
3483
4475
7010

вышки
36 290
30 766
41 050
69 450

Система подъема вышки
Буровой лебе
дкой с помощь н
ю специальног ия
о приспособле-

595

Рис. 16.8. Буровые вышки мачтового типа:

a – А-образные; a – П-образные; в – четырехопорные мачтовые

Т а б л и ц а 16.18

Параметры четырехопорных мачтовых вышек

Показатели

Допускаемая нагрузка на крюке, кН

Рабочая высота (расстояние от ротора до под-

кронблочной рамы), м

Нагрузка на крюке при испытании, кН

Расстояние между ногами, м

Длина свечи, м

Применяемый профиль уголка:

верхней части

нижней части Число секций

Соединение секций между собой Длина секций, м Размеры сечения ног вышки, мм Размеры, мм:

Н

H1

Н2

Н3

Н4

Я5

Н6

А

В Масса, кг:

секции (максимальная)

вышки Система подъема вышки

16.1.2. БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ ОАО «ВОЛГОГРАДСКИЙ ЗАВОД БУРОВОЙ ТЕХНИКИ»

Волгоградский завод буровой техники (ВЗБТ) производит комплектные буровые установки для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 1000–3500 м с дизельным (Д) и дизель-гидравлическим (ДГ) приводами, электрическим приводом переменного тока (Э) и регулируемым (тиристор-ным) электроприводом постоянного тока (ЭП) с питанием от промышленных сетей, а также от автономных дизель-электрических станций (ДЭП).

Отличительные особенности установок:

высокая приводная мощность исполнительных механизмов;

широкая гамма приводных систем с различными характеристиками;

высокая долговечность оборудования, обусловленная оптимальными параметрами механизмов, применением высокопрочных сталей с большим запасом прочности, гарантированным качеством изготовления и контроля комплектующего оборудования;

возможность выбора оптимальных режимов бурения благодаря наличию приводных систем и регуляторов подачи долота;

легкость в управлении и удобство в эксплуатации;

комплектация укрытиями в холодном или утепленном исполнении с системами обогрева рабочих помещений;

возможность кустового бурения скважин в грунтах с низкой несущей способностью (установки кустового исполнения).

597

ВУ-45х400А, ВУ-45х450
ВУ-45х500

4000/4500
5000

45
45

4800/5400
6000

11x8
11x8

25-27
25-27

250x250x16
250x250x16

160x160x14
160x160x14

12
12

Фланцевое
на болтах

12 865-9925
12 865-9925

1840x2340
1840x2340

44 800
44 800

8200
10 200

8300
10 300

5000
5000

20 000
20 000

1600
1900

4136
4950

8000
8000

11 000
11 000

6400
6400

63 000
63 000

Буровой лебедкой с помощью полиспаста

 Т а б л и ц а 16.19

Параметры буровых установок ВЗБТ

Показатели
БУ1600/ 100ДГУ
БУ1600/ 100ЭУ
БУ2500/ 160ДГУМ1
БУ2900/175ЭП-М,
БУ2900/ 175ЭПК
БУ2900/ 175ЭПКМ1
БУ2900/ 200ЭПК
БУ200/ 125ДММ

Допускаемая нагрузка на крюке, кН
1000
1000
160
1750
1750
1750
2000
1250

Условная глубина бурения, м
1600
1600
2500
2900
2900
2900
2900
2000

Скорость подъема крюка при расхажива-
0,1-0,2
0,22
0,1-0,2
0,1-0,2
0,1-0,2
0,1-0,2
0,1-0,2
0,1-0,2

нии колонны, м/с

Скорость подъема элеватора (без нагруз-
1,7
1,7
1,95
1,54
1,54
1,66
1,66
1,5

ки), м/с, не менее

Расчетная мощность на входном валу
300
300
550
550
550
550
550
300

подъемного агрегата, кВт

Диаметр отверстия в столе ротора, мм
560
560
560
560
560
560
560
560

Расчетная мощность привода ротора, кВт
180
180
180
180
180
180
180
180

Мощность бурового насоса, кВт
475
475 (600)*
600
600
600
600
600
600

Вид привода
ДГ
ДГ
ЭП ДЭП
ЭП
ЭП
ЭП
Д

Площадь подсвечников для размещения
2000
2000
3500
3500
3500
3500
3500
2000

свечей диаметром 114 мм длиной, м2

Высота основания (отметка пола буровой),
5,0
5,0 (8)
5,5
6,1
7,75
6
8
6,4

м
Просвет для установки стволовой части
3,86
3,86 (6,86)
4,1
4,7
6,4
4,7
6,64
5,05

превенторов, м

Масса установки, т
372
343 (375)
359
308 (ЭП 495 (ДЭП))
528
468
706,5
330

? По заказу потребителей.

?? Синхронный или асинхронный (АВК) привод.

??? БУ2900/175ДЭП-3 оснащена циркуляционной системой безамбарного бурения на базе импортного оборудования и центрифугой. Предусмотрена утилизация БШ и БСВ.

Т а б л и ц а 16.20

Механизмы и агрегаты буровых установок

Механизмы и агрегаты
БУ1600/100ДГУ
БУ1600/100ЭУ
БУ2500/ 160ДГУМ1
БУ2900/175ЭП-М,
БУ2900/175ДЭП-2,
БУ2900/175ЭПК
БУ2900/ 175ЭПБМ1
БУ2900/200ЭПК
БУ2000/ 125ДММ

Лебедка буро-
Б7.02.00.000
Б7.02.00.000
С6.02/ЛБ-750
Б1.02.030.000
Б12.02.02.000
Б12.02.02.000-01
М12.02.02.000

вая
Насос буровой
НБТ-475
НБТ-475(НБТ-600-1)
НБТ-600-1
НБТ-600-1
НБТ-600-1
НБТ-600-1
НБТ-600-1

Ротор
Б1.17.03.000
Б1.17.03.000
Б1.17.03.000
Б1.17.03.000
Б1.17.03.000
Б1.17.03.000
Б1.17.03.000

Кронблок
Б4.10.00.000
Б4.10.00.000
С6.10А/БУ2500ЭУ
Б1.10.00.000
Б1.10.00.000
Б38.10.00.000
М11.01.10.000

Крюкоблок
—
—
С6.11Б/БУ2500ЭУ
Б31.11.00.000
Б31.11.00.000
Б38.11.00.000
МИ.14.00.000

Крюк
Б4.34.00.000
Б4.34.00.000
—
—
—
—
—

Талевый блок
Б4.15.00.000
Б4.15.00.000
—
—
—
—
—

Вертлюг
Б1.56.00.000
Б1.56.00.000
Б1.56.00.000
Б1.56.00.000
Б1.56.00.000
Б1.56.00.000
Б1.56.00.000

Вышка буровая
Б4.01.00.000
Б4.01.00.000
С6.01/БУ2500ЭУ
Б1.01.00.000(ЭП)
Б11.01.00.000(ДЭП)
БИ.01.00.000-
0ЦЭПК)
Б12.01.00.000
Б12.01.00.000-01
М12.01.00.000

Привод основ-
Лебедки, рото-
Лебедки и ро-
Лебедки, ротора
Лебедки: электро-
Лебедки: электродвигатель
Лебедки и ро-

ных механиз-
ра и насосов:
тора: электро-
и насосов: ди-
двигатель
МПЭ500-500-УХЛЗ
тора: двигатель

мов
дизель-гидрав-
двигатель
зель-гидравли-
МПЭ500-500-УХЛЗ
Насоса: электродвигатель
ЯМ38401.10

лические агре-
4АОКБ-450Х-
ческие агрегаты
Насоса:
П245048-УХЛЗ
(шасси)

гаты
6УХЛ2
С6.325/САТ-450
электродвигатель
Ротора: электродвигатель Д-816
Насосов: ди-

С6.325/САТ-450
Привод насосов: электродвигатель АКСБ-15-44-6-6УХЛ2 (СДБО-99/49-8У2)

П245048-УХЛ3
Ротора:
электродвигатель
Д-816


зелъ 6V396TC4

Указанные качества буровых установок подтверждаются многолетней практикой их эксплуатации в различных регионах – от Крайнего Севера до тропиков.

В зависимости от класса и назначения установки перевозятся крупными блоками на специальных транспортных средствах (тяжеловозах), секциями или модулями на трейлерах соответствующей грузоподъемности, поагрегатно транспортом общего назначения. Установки кустового исполнения (К) перемещаются в пределах куста блоками с помощью специальных устройств, входящих в комплект поставки. Буровая установка БУ2900/17ЭПБМ1 спроектирована в блочно-модульном варианте.

В табл. 16.19 даны параметры буровых установок, а в табл. 16.20 – основные комплектующие механизмы и агрегаты (для базовых моделей). В зависимости от пожелания заказчика возможны варианты поставок.

Буровые насосы

ВЗБТ выпускает трехпоршневые насосы одностороннего действия НБТ-475, НБТ-600–1 и НБТ-235, которые характеризуются оптимальными параметрами и конструкцией кривошипно-шатунного механизма, надежным исполнением механической и гидравлической частей, оборудованы пневматическими компенсаторами на входе и выходе и системой смазки трущихся частей (табл. 16.21–16.23).

Возможно различное исполнение насосов с правым (левым) расположением шкива, компенсатора, фланца нагнетательной линии и звездочкой для цепного привода вместо клиноременного.

Т а б л и ц а 16.21

Параметры буровых насосов

НБТ-475
НБТ-600-1
НБТ-235

Мощность, кВт
475

600
235

Число цилиндров
3

3
3

Номинальное число ходов поршня в минуту
145

145
160

Частота вращения входного вала, об/мин
457

453
1454

Длина хода поршня, мм
250

250
160

Максимальное давление на выходе, МПа
25

25
25, 40 кр.

Максимальная идеальная подача, л/с
45,65

45,6
26,74

Диаметр клапана, мм
156

156
120

Тип зубчатой передачи

Косозубая

Передаточное число редуктора
3,152
| 3,152
9,09

Гидравлический блок

Кованый

Условный проход, мм:

|

выходного коллектора

95
60

входного коллектора

205
156

Габаритные размеры базовой модели, мм:

|

длина

4560
2000

высота

1768
1290

ширина

2180
1667

Масса базовой модели, кг

14 500
3883

Диаметр шкива, мм

1120
-

Компенсатор на выходе

Сферический

Ширина насоса со шкивом, мм

2605
-

Масса насоса со шкивом и компенсатором, кг

16
250
4271

Примечани е. Параметры базовой модели даны без шкива и компенсатора.

600

Т а б л и ц а 16.22

Характеристика буровых насосов НБТ-475, НБТ-600–1 и НБТ-235

Насос
Диаметр поршня, мм
Предельное давление
на выходе из насоса,
МПа (кгс/см2)
Идеальная подача при
номинальной частоте
ходов поршня, л/с

НБТ-600-1
180
11,2 (112)
45,57

170
12,6 (126)
40,55

160
14,2 (142)
35,80

150
16,1 (161)
31,34

140
18,6 (186)
27,14

130
21,7 (217)
23,21

120
25,0 (250)
19,54

НБТ-475
180
9,2 (92)
45,67

170
10,3 (103)
40,66

160
11,6 (116)
35,92

150
13,2 (132)
31,46

140
14,1 (141)
27,28

130
17,7 (176)
23,37

120
20,8 (208)
19,72

110
25,0 (250)
16,33

НБТ-235
160
7,5 (75)
25,74

140
9,8 (98)
19,70

120
13,3 (133)
14,42

100
25,0 (250)
10,05

80
40 (400)80
6,43

Т а б л и ц а 16.23 Параметры кронблоков

Кронблок

Показатели

Б4.10.00.000
Сб.10А/ БУ2500ЭУ
Б1.10.00.000
Б38.10.00.000
М11.01.10.000

Схема кронблока
a
a
в
в
г

(см. рис. 16.9)

Допускаемая нагруз-
1000
1750
1750
2000
1000

ка, кН

Число канатных
5
5+1
5+1
5+1
5

шкивов

Диаметр каната, мм
25
28
28
32
25

Наружный диаметр
900
1000
1000
1000
760

шкива, мм

Диаметр шкива по
800
900
900
900
660

дну канавки, мм

Диаметр оси шкива,
170
170
170
170
170

мм

Габаритные размеры,

мм:

длина
910
2680
2120
816 Для
1500

ширина
950
1046
910
1000!- секции
1000

высота
950
1400
1080
1080J
1000

Масса, кг
1100
2260
1470
2263
1180

Примечани е. Подшипники шкива – цилиндрический роликоподшипник 42234 (ГОСТ 8328–75), 170?310?52.

601

Талевые механизмы и вышки

Элементы талевого механизма (кронблок, талевый блок, крюк) буровых установок ВЗБТ имеют следующие особенности:

приняты оптимальные соотношения диаметров канатного шкива и талевого каната, гарантирующие высокую долговечность талевого каната;

канавки канатных шкивов кронблока и талевого блока обработаны ТВЧ;

оси шкивов выполнены из легированной стали высокой прочности и износостойкости;

литая конструкция крюка, изготовленная из стали высокой прочности, обеспечивает минимальную массу и удобство работы верхового рабочего;

благодаря специальному механизму можно быстро провести перепуск талевого каната, что значительно увеличивает его долговечность.

В табл. 16.24 приведены основные параметры элементов талевого механизма, а на рис. 16.9 общий вид крюкоблока.

Рис. 16.9. Крюкоблок

602

Т а б л и ц а 16.24 Параметры крюкоблоков

Крюкоблок

Сб.11Б/БУ2500ЭУ, Б31.11.00.000 (Б38.11.00.000)
М11.14.00.000

Допускаемая нагрузка на крюке, кН
1750 (2000)
1000

Число канатных шкивов
4
4

Диаметр каната, мм
28 (32)
25

Число осей для установки шкивов
1
1

Наружный диаметр шкива, мм
1000
760

Диаметр шкива по дну канавки, мм
900
660

Диаметр оси шкива, мм
170
170

Исполнению крюка
Литой
Литой

Ход пружины крюка, мм
140
140

Габаритные размеры, мм:

длина
3264
2750

ширина
660
800

высота
1050
650

Масса, кг
3790
3000

Размеры, мм (см. рис. 16.3):

I1
675
420

I2+I3
2264
2013

I0
2589
2328

I
3260
2750

A
1050
800

A1
380
420

A2
660
660

A
652
650

A1
385
385

A
170
170

C1
210
210

C2
150
150

d
110
110

П р и м е ч а н и е. Подшипники: шкивов – 42234 (ГОСТ 8328–75), 170?310?52; крюка опорный 8308, 40?75?26; опорный 889736, 180?300?95.

Дизель-гидравлический агрегат САТ-450

В буровых установках БУ2900/175ДГУМ1 и БУ1600/100ДГУ для привода

основных механизмов применяется дизель-гидравлический агрегат САТ-450,

состоящий из дизеля В8-500ТК-С4 и турботрансформатора с необходимыми

системами их обслуживания. Ниже приведены параметры агрегата.

Параметры агрегата САТ-450

Турботрансформатор ...................................................................................................

Номинальная мощность, кВт (л.с.) ............................................................................

Номинальная частота вращения, об/мин (с–1) ......................................................

Диапазон частоты вращения выходного вала при КПД не ниже 70 % ...........

Коэффициент трансформации ..................................................................................

Максимальное значение КПД с учетом отбора мощности на насос:

в режиме трансформатора ...................................................................................

в режиме муфты . Агрегат

Номинальная мощность на выходном валу, кВт (л.с.) .

Эксплуатационный диапазон частоты вращения выходного вала, об/мин.... Соединение турботрансформатора с валом дизеля .

Размер от основания до оси выходного вала, мм .................................................

Габаритные размеры, мм:

длина ..........................................................................................................................

ширина ......................................................................................................................

высота .......................................................................................................................

Масса, кг .........................................................................................................................

ТТ-560К 294 (400) 1350 (22,5) 3 3,3

88±2 77±2

250 (340) 550–1350 С помощью эластичной муфты 760

3257 1472 2075 4221

603

16.1.3. ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА

Циркуляционная система буровой установки предназначена для приготовления, очистки, регулирования свойств и циркуляции бурового раствора, обеспечивающего вынос выбуренной породы и подведение мощности к забойному двигателю и долоту. Наземная часть циркуляционной системы может быть разбита на подсистему нагнетания и регулирования подачи бурового раствора и подсистему приготовления, очистки, регенерации и регулирования свойств бурового раствора.

Первая подсистема включает в себя буровые насосы, подпорные центробежные насосы, приемную емкость и обвязку всасывающих и нагнетательных линий насосов.

Для хранения раствора в циркуляционной системе предусматривается несколько емкостей прямоугольного сечения, в том числе приемная емкость со средним полезным объемом 30–40 м3, которые соединены между собой трубопроводами, по которым раствор перепускается из одной емкости в другую. Каждая из подобных емкостей имеет люки для очистки от осадка и секцию растворопровода в виде желоба. Все емкости разделены на два, иногда на три отсека. Для поддержания подвижности бурового раствора используют гидравлические и механические перемешиватели. Применяют обычно механические перемешиватели пропеллерного типа с приводом мощностью 4 и 8 кВт. Гидравлические перемешиватели работают от центробежных или поршневых насосов и представляют собой погружен-

ные под уровень насадки, направленные под различными углами друг к другу.

Рис. 16.10. Схема очистки бурового раствора:

1 – отсек гидроциклонов; 2 – шламовый насос илоотделителя; 3, 4 – шламовые насосы пес-коотделителя; 5 – шибер; 6, 8 – окно желоба; 7 – отсек илоотделителя; 9 – отсек гидроциклонов; 10 – желоб блока гидроциклонов; 11 – шиберная заслонка; 12 – отсек всасывающей трубы дегазатора; 13 – желоб отсека вибросит; 14 – отстойник отсека вибросит

604

Вторая подсистема предназначена для осуществления следующих технологических операций: приготовления основы бурового раствора в виде водоглинистой суспензии, соляробитумной смеси или водонефтяной эмульсии; утяжеления бурового раствора; регулирования и стабилизации свойств раствора с помощью химических реагентов; очистки бурового раствора от выбуренной породы и газа.

В связи с повсеместным использованием порошкообразных материалов (глинопорошки, барит и др.) широко применяются при приготовлении водоглинистых суспензий и утяжелении блоки приготовления буровых растворов типа БПР.

Очистка бурового раствора как одна из важнейших операций в современном бурении, от которой существенно зависит эффективность всего процесса строительства скважин, реализуется в самом общем случае согласно схеме, приведенной на рис. 16.10. Следует отметить, что в зависимости от глубин и геолого-географических условий число элементов в схеме может варьироваться. В качестве средств для грубой очистки используют вибросита ВС-1 и ВС-2. Для тонкой очистки бурового раствора используют гидроциклонные шламоотделители, первая ступень которых называется пескоотделителем, а вторая – илоотделителем.

Для очистки от выбуренной породы утяжеленных буровых растворов используют специальные установки.

Для удаления газа из бурового раствора применяют вакуумный дегазатор.

16.2. ПАРАМЕТРЫ И КОМПЛЕКТНОСТЬ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ

В зависимости от класса буровой установки, определяемого ее грузоподъемностью и глубиной скважин, а также от сложности технологического процесса бурения буровые установки комплектуются циркуляционными системами (ЦС), включающими набор блоков, оснащенных различным оборудованием для приготовления, очистки и циркуляции бурового раствора.

Расположение блоков циркуляционной системы определяется размещением основного бурового оборудования.

Схемы циркуляционных систем, выпускаемых ДАООТ «Хадыженс-кий машзавод» для комплектации буровых установок производства АООТ «Волгоградский завод буровой техники», представлены на рис. 16.11. В табл. 16.25 приведены сведения о комплекте основного оборудования, в табл. 16.26 параметры циркуляционных систем.

Схемы циркуляционных систем, выпускаемых ДАООТ «Хадыженский машзавод» для комплектации буровых установок производства АООТ «Уралмашзавод», представлены на рис. 16.12. В табл. 16.27 даны сведения о комплекте основного оборудования.

При использовании полнокомплектных блоков очистки в 2–3 раза сокращается объем отходов бурения, на 40–60 % уменьшается расход барита и химреагентов. В процессе бурения из блока выходит шлам пониженной влажности, пригодный для перевозки в контейнерах или бортовых транспортных средствах. Такой шлам легко поддается обезвреживанию по известным технологиям при минимуме затрат.

В зависимости от класса буровой установки блок очистки комплекту-

605

Рис. 16.11. Схемы циркуляционных систем:

a – ЦС100Э(01): 1 – трубопровод долива; 2 – растворопровод; 3 – блок очистки; 4 – приемный блок; 5 – шкаф управления электрооборудованием; a – 1ЦСМ2500ДЭП: 1 – трубопровод долива; 2 – растворопровод; 3 – блок очистки; 4 – приемный блок; 5 – укрытие; 6 – блок распределительного устройства; 7 – резервуар химических реагентов; 8 – блок приготовления и обработки бурового раствора; 9 – промежуточный блок

ется: линейным виброситом СВ1Л – 1–3 шт.; пескоотделителем типа ГЦ-360М – 1 шт.; илоотделителем типа ИГ-45/75 – 1 шт.; ситогидроци-клонным сепаратором СГС 65/300 – 1 шт.; глиноотделителем на базе центрифуги полной комплектности (два насоса, перемешиватель, приемное устройство, рама) – 1 компл.; блоком флокуляции (по спецзаказу) – 1 компл.; шламовыми насосами типа ГрА 170/40 – 1–3 шт.; дегазатором «Каскад-40» – 1 компл.

606

Т а б л и ц а 16.25

Комплектность циркуляционных систем производства ДАООТ «Хадыженский машиностроительный завод»

Циркуляционная система

Оборудование
ЦС100Э(01)
1ЦСМ2500ДЭП
1ЦСМ2500ЭП
ЦС2500ЭПК

БУ1600/100ЭУ
БУ2500/160-ДЭП1
БУ2500/160ЭП
БУ2500/160ЭПК

Блок очистки
1
1
1
1

Комплектующее

оборудование:

вибрационное
–
2
2
2

сито ВС-1

вибрационное
1
-
-
-

сито ВС-11

пескооотделитель
–
–
–
1

ПГ-60/300

пескоотделитель
–
–
–
–

ГЦК-360М

илоотделитель
–
1
1
1

ИГ-45/75

илоотделитель
1
–
–
–

ИГ-45М

ситогидроци-
–
–
–
–

клонный сепара-

тор СГС 45/150

ситогидроци-
–
1
1
–

клонный сепара-

тор СГС 65/300

гидроциклонный
-
1
1
-

глиноотделитель

ГУР-2

Блок приготовления
–
1
1
–

и обработки бурово-

го раствора БПО-6

Промежуточный
–
1
1
3

блок

Приемный блок
1
1
1
-

Блок подпорных на-
2
2
2
2

сосов с насосами

ГрА 170/40 или

6Ш8s2

Емкость для приго-
1
-
-
1

товления жидких

химических реаген-

тов

Емкость для хране-
-
1
1
1

ния жидких химиче-

ских реагентов

Емкость для воды
–
–
–
1

Блок-модуль хране-
-
-
-
-

ния сыпучих мате-

риалов

Гидравлический пе-
4
6
6
6

ремешиватель

Лопастный переме-
3
5
5
7

шиватель

Электрооборудование
1
1
1
1

Склад для хранения
–
–
–
–

химических реаген-

тов

Укрытие
1
1
1
-

П р и м е ч а н и е. Блоки циркуляционной системы ЦС2500ЭПК расположены под общим укрытием.

607

Т а б л и ц а 16.26

Параметры циркуляционных систем производства ДАООТ «Хадыженский машиностроительный завод»

Циркуляционная система

Параметры
ЦС100Э(01)
1ЦСМ2500ДЭП
1ЦСМ2500ЭП
ЦС2500ЭПК

БУ1600/100ЭУ
БУ2500/160-ДЭП1
БУ2500/160ЭП
БУ2500/160ЭПК

Пропускная способность средств очистки, м/с, не менее: вибросит при очистке бурового раствора на водной основе плотностью 1100– 1200 кг/м3 (кассеты с сеткой с размером ячеек 0,16?0,16 мм)
ситогидроци-клонных сепараторов при очистке бурового раствора плотностью до 1600 кг/м3
илоотделителя при очистке бурового раствора плотностью 1100–1200 кг/м3
гидроциклонного глиноотделителя при очистке бурового раствора плотностью 2000 кг/м3
0,03 0,045
0,06
0,065
0,045 0,0015-0,003
0,06
0,065
0,045 0,0015-0,003
0,06 0,045

пескоотделителя – – – 0,06

Минимальный размер частиц (плотностью 2600 кг/м3), удаляемых из бурового раствора, мм, не более:

гидроциклонами ситогидроци-клонного сепаратора

0,074
0,074

виброситом сито-гидроциклонного сепаратора

0,100
0,100

илоотделителем
0,05
0,025
0,025
-

пескоотделителем
-
-
-
0,074

Пропускная способность оборудования для удаления газа, м3/с, не менее

0,04
0,04

Допустимое остаточное содержание газа в буровом растворе, %, не более

2
2

608

П р о д о л ж е н и е т а б л. 16.26

Циркуляционная система

Параметры
ЦС100Э(01)
1ЦСМ2500ДЭП
1ЦСМ2500ЭП
ЦС2500ЭПК

БУ1600/100ЭУ
БУ2500/160-ДЭП1
БУ2500/160ЭП
БУ2500/160ЭПК

Полезный объем ре-
-
6
6
9

зервуаров для хра-

нения жидких хими-

ческих реагентов, м3,

не менее

Полезный объем ре-
60
90
90
120

зервуаров для хра-

нения бурового рас-

твора, м3, не менее

Установленная мощ-
201
370
370
290

ность электрообору-

дования, кВт, не бо-

лее

Потребляемая мощ-
131
249
249
175

ность, кВт, не более

Масса, кг, не более
37 000
71 000
71 000
5 480

Пропускная способность блока очистки соответствует классу применяемой буровой установки и может в зависимости от набора технических средств изменяться от 25 до 90 л/с.

Комплект оборудования размещается на одной или двух емкостях в соответствии с условиями бурения и классом буровой установки.

Гидравлическая схема блока очистки позволяет использовать очистные механизмы в зависимости от условий бурения, вести обработку бурового раствора.

Скважина

1 2

Буровые насосы

Рис. 16.12. Схема циркуляционной системы ЦС5000ЭР:

1 - растворопровод; 2 - трубопровод долива; 3 - блок очистки; 4 - шкафы электрооборудования; 5, 8 - всасывающие трубопроводы; 6 - подпорный трубопровод; 7 – блок подпорных насосов; 9 – укрытие

609

Т а б л и ц а 16.27

Комплектность поставки циркуляционных систем буровых установок производства ОАО «Уралмаш»

Циркуляционная система

ЦС3200ЭУК-2М-У1
ЦС3200-У1
ЦС3000ДГУ-1Т
ЦС3200-01-У1

Оборудование
200ЭУК-2М2,

БУ3200/
БУ3200/

БУ3200/

200ЭУК-2М2У,
200ДГУ-1М,
БУ3200/
200ЭУ-1М,

БУ3200/200ЭУК-
БУ3200/
200ДГУ-1Т
БУ3200/

2М-2Я
200ДГУ-1У

200ЭУ-1У

БУ3200/

200ЭУК-3МА

Блок очистки
1
1
1
1

Комплектующее оборудо-

вание:

вибрационное сито
2
2
1
2

ВС-1

вибрационное сито
-
-
-
-

ВС-11

пескоотделитель
–
–
–
–

ПГ-60/300

пескоотделитель
2
–
–
–

ГЦК-360М

илоотделитель
–
–
1
–

ИГ-45/75

илоотделитель
1
1
–
1

ИГ-45М

ситогидроциклонный
-
1
-
-

сепаратор СГС 45/150

ситогидроциклонный
–
–
–
–

сепаратор СГС 65/300

гидроциклонный глино-
–
1
–
1

отделитель ГУР-2

глиноотделитель на базе
–
–
–
–

центрифуги

Блок приготовления и об-

работки бурового раствора:

БПО-6
–
1
–
1

БПО-7
–
–
–
–

Промежуточный блок
3
2
2
2

Приемный блок
–
1
1
1

Блок подпорных насосов с
1
2
1
2

насосами ГрА 170/40 или

6Ш8s2

Емкость для приготовления
1
-
-
-

жидких химических реа-

гентов

Емкость для хранения жид-
2
1
1
1

ких химических реагентов

Емкость для воды
1
–
2
–

Блок-модуль хранения сы-
-
-
-
-

пучих материалов

Гидравлический перемеши-
6
6
-
6

ватель

Лопастный перемешиватель
7
6
–
6

Электрооборудование
1
1
1
1

Склад для хранения хими-
–
–
–
–

ческих реагентов

Укрытие
Под общим укрытием
1
–
1

Навес
–
–
–
–

610

По спецзаказу блок очистки может быть укомплектован расчетной технологией регламентирования компонентного состава и управления свойствами буровых растворов или компьютерной программой для этих целей. Технология позволяет вести оперативное управление процессом приготовления и обработки бурового раствора при наименьших затратах времени и материалов.

16.2.1. БЛОКИ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРОИЗВОДСТВА АООТ «ВОЛГОГРАДСКИЙ ЗАВОД БУРОВОЙ ТЕХНИКИ»

Циркуляционные системы производства АООТ «Волгоградский завод буровой техники» скомпонованы в виде цельнометаллических блок-модулей (для северных регионов) или таких же блок-модулей с быстрораз-борной съемной крышей и мягким укрытием (для южных регионов).

Межблочные соединения блоков быстроразъемные.

Блок-модули снабжены: системой освещения; застекленными окнами; системой приточно-вытяжной вентиляции; люками для очистки емкостей; желобной системой для перетока бурового раствора по емкостям; донными клапанами для слива отработанного бурового раствора; пароподогревателями в донной части емкостей; паровыми калориферами для обогрева помещения.

Средства автоматизации и механизации спускоподъемных операций

В целях облегчения труда буровой бригады, повышения производительности труда и качества технологических операций в современных буровых установках широко используются средства автоматизации и механизации.

Для автоматизации спускоподъемных операций бурильного инструмента широко применяют установки спуско-подъема типа АСП.

В состав комплекса АСП входят автоматический элеватор, механизм захвата свечи, механизм подъема свечи, механизм расстановки свечей, подсвечники и магазины, подвижный центратор и пульт управления.

Автоматический элеватор предназначен для подхвата и освобождения колонны бурильных труб при спускоподъемных операциях. Механизм захвата свечи работает при включении с пульта управления, автоматически захватывая свечу и освобождая ее после установки на подсвечник. Этот механизм состоит из захватного устройства и каретки, которая крепится к скобе стрелы механизма расстановки свечей. Механизм подъема свечи служит для подъема и спуска механизма захвата со свечой при ее переносе и представляет собой блок цилиндров двойного действия с рабочим давлением 0,6–0,9 МПа.

Механизм расстановки свечей предназначен для переноса свечи с центра скважины на подсвечник и обратно. Он состоит из рамы с тележкой, перемещающейся по направляющим, и стрелы. Подсвечник представляет собой металлоконструкцию, разделенную на секции и предназначенную для установки на ней свечей. Для удержания верхних концов свечей в определенном порядке используют магазин, разделенный на секции пальцами. Подвижный центратор перемещается по специальным направляющим канатам и удерживает верхний конец свечи в центре скважины при свинчивании и развинчивании. На рис. 16.13 приведен общий вид АСП.

611

Рис. 16.13. Схема расположения механизмов АСП на буровой:

1 – направляющие канаты центратора; 2 – центратор; 3 – магазин для свечей; 4 – полати; 5 – механизм захвата свечи; 6 – механизм расстановки свечей; 7 – пульт управления АСП; 8 – автоматический элеватор; 9 – подсвечник; 10 – механизм подъема свечи

Для ускорения процесса свинчивания и развинчивания бурильных и обсадных труб применяются автоматические ключи. Ниже дана техническая характеристика ключа АКБ-3М2. Техническая характеристика АКБ-3М2

Диапазон работы ключа, мм:

для труб с бурильными замками ........................................................................................

для обсадных труб ..................................................................................................................

Допустимый износ бурильных замков, мм .............................................................................

Частота вращения турбозажимного устройства (при давлении воздуха на входе в пульт 0,1 МПа), об/мин:

максимальная ..........................................................................................................................

минимальная ............................................................................................................................

108-216 114-194 9

84 80

612

Крутящий момент, кН?м:

номинальный ...............................................................................................................

максимальный:

при развинчивании ................................................................................................

при завинчивании без докрепления ..................................................................

при завинчивании с одним докреплением .......................................................

Длина хода блока ключа, мм ..........................................................................................

Давление воздуха в сети (у пульта управления), МПа ............................................

Расход воздуха на один цикл работы, м3 .

Габариты, мм ......................................................................................................................

Габариты пульта управления, мм ..................................................................................

Масса ключа, кг ................................................................................................................

1,2

50 18 25 10 0,7-0,1

Ш55х1013х2388

740x415x1300

2800

16.3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН

Для транспортирования тампонажных материалов к буровым скважинам и механизированного приготовления растворов применяют цементно-смесительные машины и агрегаты, которые принято называть установками смесительными (УС).

Цементно-смесительные машины, имеющие в качестве основных узлов бункер, погрузочно-разгрузочное устройство и устройство для приготовления растворов, монтируют на автомобилях или прицепах. Существуют два типа смесительных машин: с механической и пневматической разгрузкой бункера. Распространение получили установки смесительные УС6-30, которые являются модернизацией цементно-смесительной машины с механической разгрузкой 2СМН-20.

16.3.1. УСТАНОВКИ СМЕСИТЕЛЬНЫЕ

Установка смесительная механическая УС6-30

Передвижная установка смесительная механическая УС6-30 предназначена для транспортирования сухих порошкообразных материалов (цемента, тампонажных смесей и др.), механически регулируемой подачи этих материалов винтовыми конвейерами и приготовления тампонажных растворов при цементировании нефтяных и газовых скважин. Она работает совместно с цементировочным агрегатом, от насоса которого к смесительному устройству подводится жидкость затворения.

Установка предназначена для работы в районах с умеренным и холодным климатом.

Техническая характеристика установки УС6-30 Монтажная база ...................................................................................................

Наибольшая масса транспортируемого материала по дорогам, т:

с твердым покрытием

без твердого покрытия, включая участки бездорожья ........................

Масса догрузки бункера на месте цементирования, т, не более .............

Наибольшая производительность приготовления тампонажного раствора плотностью 1,85 г/см3 (расчетная), дм3/с ...........................................

Плотность приготавливаемого раствора, г/см3 .............................................

Время выхода на заданную плотность раствора, с, не более ....................

Наибольшая производительность по сухому цементу, т/ч:

загрузочного винтового конвейера ...........................................................

дозирующих винтовых конвейеров (расчетная)

Привод винтовых конвейеров ..........................................................................

Шасси автомобиля КрАЗ-250

11,5

9,5

20,0

27

1,3–2,4 (±0,02)

40

15,0 132,0

От двигателя автомобиля через коробку отбора мощности и карданные валы

613

Вместимость бункера, м3 .......................................................................................... 14,5

Устройство смесительное ......................................................................................... Гидровакуумное

Давление жидкости, МПа:

оптимальное .......................................................................................................... 1,5

максимальное ....................................................................................................... 2,0

Диапазон регулирования плотности (от заданной) при изменении проходного сечения сбросного ствола краном ГРПП, г/см3 .................................. 0,3–0,5

Устройство и принцип работы установки

Оборудование установки состоит из бункера, коробки отбора мощности, трансмиссии, загрузочного и дозировочных винтовых конвейеров, устройства смесительного, системы управления и вспомогательного оборудования (рис. 16.14).

Устройство смесительное гидровакуумного типа (рис. 16.15) работает по принципу струйного насоса и представляет собой камеру с диффузором, переходящим в сливную трубу. Сливная труба в рабочем положении одним

Рис. 16.14. Установка смесительная механическая УС6-30:

1 – коробка отбора мощности; 2 – карданные валы; 3 – привод загрузочного шнека; 4 – загрузочный шнек; 5 – воронка загрузочная; 6 – бункер; 7 – вибратор; 8 – камера приемная; 9 – дозировочные шнеки; 10 – устройство смесительное; 11 – домкраты; 12 – автошасси

Рис. 16.15. Смесительное устройство:

1 – сборный ствол; 2 – зажимный болт; 3 – корпус смесителя; 4 – уплотнение; 5 – крепление; 6 – щелевидные поворотные насадки; 7 – упорный штырь

614

концом крепится с помощью болтов-фиксаторов к смесительному устройству, а на другом конце имеет деаэратор. В транспортном положении сливную трубу крепят с правой стороны бункера.

Принцип работы смесительного устройства основан на следующем: струя жидкости затворения, выходя из щелевидного насадка, создает разряжение в камере устройства, при этом тампонажный материал из приемной камеры попадает в сливную трубу, в которой за счет турбулентности потока происходит перемешивание материалов. Далее готовый раствор поступает в приемный бачок насосной установки.

Отличительной особенностью смесительного устройства является возможность регулирования плотности раствора без замены насадки, путем поворота пробки крана гидросмесителя ГРПП на требуемый угол.

Перемещают сухой тампонажный материал внутри бункера установки и подают его к приемной камере и смесительному устройству с помощью двух дозировочных винтовых конвейеров (шнеков), расположенному в бункере.

Установка смесительная механическая IСМР-20

Установка предназначена для приготовления тампонажного раствора при цементировании скважин и для доставки к месту работ сухого тампо-нажного материала с догрузкой бункера на месте проведения работ. Оборудование установки смонтировано на санях для возможности ее буксировки трактором по снегу. Она может быть использована на морских нефтяных месторождениях, где может быть установлена на эстакаде или на палубе судна, обслуживающего морские месторождения.

На установке отсутствует водоподающий насос, поэтому она должна

работать совместно с цементировочным агрегатом (насосной установкой).

Техническая характеристика установки смесительной IСМР-20

Вместимость бункера, м3 ..................................................................................... 14,5

(по цементу), т .................................................................................................. 20,0

Максимальная масса транспортируемого сухого цемента при буксировке на санях, т ................................................................................................... 8

Максимальная теоретическая производительность приготовления

тампонажного раствора плотностью 1,85 г/см3, дм3/с ................................. 27

Плотность приготовляемого раствора, г/см3 .................................................. 1,3–2,4

Требуемое время выхода на заданную плотность раствора, с, не более 40 Диапазон регулирования плотности (от заданной при изменении проходного сечения сбросного ствола краном ГРПП), г/см3 ........................... 0,3–0,5

Допускаемые колебания плотности раствора относительно заданной,

г/см3, не более ....................................................................................................... ±0,02

Максимально допустимое давление на насадок смесителя, МПа ............. 2

Устройство смесительное .................................................................................... Струйного типа

Монтажная база .................................................................................................... Рама

Привод основных и загрузочных шнеков ...................................................... От установленного

двигателя ГАЗ-52 через редуктор и цепную передачу Максимальная теоретическая производительность по сухому цементу, т/ч:

загрузочного винтового конвейера ............................................................ 15,0

дозирующих винтовых конвейеров ........................................................... 132

Габаритные размеры, мм:

длина .................................................................................................................. 9125

ширина .............................................................................................................. 2600

высота ............................................................................................................... 3350

Масса, кг ................................................................................................................. 6200

Наработка на отказ, ч .......................................................................................... 200

Средний ресурс до капитального ремонта, ч ................................................. 1000

615

Рис. 16.16. Установка смесительная механическая IСМР-20:

1 – рама монтажная; 2 – силовая установка; 3 – редуктор; 4 – основные шнеки; 5 – разгрузочный шнек; 6 – бункер; 7 – устройство смешивающее; 8 – откидные кронштейны; 9 – сани

Установка смесительная механическая ICMP-20 (рис. 16.16) состоит из смесительного устройства 7 со сменными насадками, бункера 6, обусловленного основными 4 и загрузочными 5 шнеками, редуктора 3, а также из силовой установки 2. Силовая установка расположена на раме 1 и состоит из двигателя ГАЗ-52 с фрикционной муфтой, коробки перемены передач, систем питания, охлаждения и смазки, электрооборудования, управления КИП.

Рама установки цельносварная с четырьмя кронштейнами 8, по два с каждой стороны, для подвески к вертолету при транспортировании по воздуху. Для транспортирования тягачом рама устанавливается на сани 9, состоящие из двух полозьев, жестко связанных между собой поперечинами.

Привод всех механизмов установки осуществляется от двигателя ГАЗ-52 через редуктор. Вращение основным шнекам передается от редуктора, а к загрузочному шнеку – через редуктор и систему зубчатых и цепных передач. Управление редуктора осуществляется рычагами, находящимися на редукторе.

В корытах днища бункера размещены два шнека, которые производят подачу цемента из емкости в приемную воронку и дальше на смесительное устройство. Работает смесительное устройство по принципу струйного насоса, благодаря чему из приемной камеры цемент подсасывается водой и, проходя через смесительное устройство и выкидную трубу, перемешивается за счет турбулентного движения.

Установка смесительная пневматическая УС5-30

Установка смесительная УС5-30 оснащена пневматической системой. Цифра 5 в шифре – тип установки, а 30 – производительность приготовления тампонажного раствора в дм3/с (рис. 16.17).

К преимуществам данной установки следует отнести возможность выполнения следующих технологических операций:

616

Рис. 16.17. Установка смесительная УС5-30:

1 – бункеры; 2 – фильтрующая система; 3 – вспомогательное оборудование; 4 – циклон; 5 – смесительное устройство; 6 – система управления; 7 – шасси КрАЗ-250; 8 – брызговики; 9 – система выхлопа и обогрева бачка компрессора; 10 – пневмосистема; 11 – привод компрессора

приготовление тампонажного раствора при работе в составе комплекса оборудования, предназначенного для цементирования скважин;

пневматическая перегрузка тампонажных материалов, минуя сепаратор, в другие смесительные установки пневматического или механического типов, а также в склады с помощью собственного или постороннего компрессора;

вакуумная самозагрузка из складов напольного типа и крытых вагонов;

гравитационная и пневматическая загрузка собственных бункеров из складов силосного типа;

загрузка собственных бункеров из автоцементовозов.

К недостаткам установки следует отнести сравнительно небольшое количество перевозимого тампонажного материала в двух имеющихся бункерах (11 т).

Техническая характеристика установки УС5-30

Монтажная база ....................................................................................................

Максимальная масса транспортируемого тампонажного материала, т Максимальная производительность приготовления тампонажного раствора плотностью 1,35 г/см3, дм3/с ...................................................................

Плотность приготавливаемого раствора, г/см3 ..............................................

Число бункеров цилиндрово-конической формы .........................................

Вместимость бункера, м3 .....................................................................................

Система разгрузки тампонажного материала из бункера ..........................

Максимальная производительность разгрузки, т/мин ................................

Максимальное рабочее давление в бункере, МПа .......................................

Система загрузки бункеров тампонажным материалом .............................

Максимальная производительность вакуумной загрузки, т/ч ...................

Максимальный вакуум в бункере, МПа ..........................................................

Точность измерения массомера, кг ..................................................................

Компрессор

Тип ............................................................................................................................

Подача, м3/мин ......................................................................................................

Абсолютное давление, МПа:

Шасси автомобиля

КрАЗ-250

11,0

30

(1,3?2,4)±0,02 2

4,0

Пневматическая 2,2 0,06

Пневматическая вакуумного типа 20 0,06 ±100

РКВН-6-У (ротационный) 6,0±5 %

нагнетания

всасывания .......................................................................................................

0,22 ОД

617

Привод .....................................................................................................................

Смесительное устройство Тип ............................................................................................................................

Давление жидкости, МПа:

оптимальное .....................................................................................................

максимальное ..................................................................................................

Угол поворота насадки, градус ..........................................................................

Диапазон регулирования плотности за счет поворота насадки, г/см3 .... Управление установкой .......................................................................................

Через двухвальную коробку отбора мощности, установленную на раздаточной коробке автомобиля, и карданный вал

Гидровакуумный с поворотной щелевидной насадкой

1,5 2,0 90

0,12?0,14

Централизованное с поста, расположенного у смесительного устройства

Оборудование установки (см. рис. 16.17) монтируется на шасси автомобиля КрАЗ-250 и состоит из двух бункеров, коробки отбора мощности с карданным валом, компрессора, пневмосистемы, фильтрующей системы вакуумной загрузки и обеспыливания, смесительного устройства, системы разгрузки и системы управления с устройством для взвешивания гидравлического типа, системы выхлопа и обогрева бачка компрессора.

Бункеры установки предназначены для аккумулирования транспортируемого тампонажного материала и представляют собой две вертикальные влагонепроницаемые емкости цилиндроконической формы (рис. 16.18).

Нижняя часть бункера – коническая с углом при вершине, равным естественному углу откоса цемента. Бункер имеет загрузочный люк с откидной крышкой и встроенным тканевым фильтром, загрузочную трубу для загрузки с помощью вакуумного устройства самой установки или цементовозом. К нижнему фланцу бункера крепится коробка со съемным аэроднищем, к средней части аэроднища внутри бункера подведена раз-

Рис. 16.18. Бункер:

1 – корпус; 2 – крышка люка; 3 – отвод воздуха к фильтру; 4 – труба разгрузочная; 5 – подвод воздуха; 6 – крышка аэроднища; 7 – фланец; 8 – присоединительный узел; 9 – труба загрузки

618

грузочная труба с раструбом, на одном конце, и выходом в цилиндрическую часть бункера, на другом.

Коробка аэроднища имеет решетку с тканевым фильтром, под которую подводят сжатый воздух от компрессора установки. Оба бункера закреплены на монтажной раме шестью болтами с возможностью демонтажа. Бункеры имеют загрузочную трубу и отводы к фильтру первой ступени.

В верхней части бункера, вокруг загрузочных люков, имеются ограждения. Оба бункера оборудованы стационарными лестницами для подъема к люкам.

Система разгрузки включает продуктопроводы для пневмотранспорта тампонажного материала из бункеров к сепаратору установки и далее к смесительному устройству. Разгрузочные трубы бункеров имеют заслонки и объединены в общий коллектор, который соединен с сепаратором. Управление заслонками выведено с помощью вертикальных тяг к посту управления установкой.

Сепаратор цилиндроконической формы с тангенциальным вводом в верхней цилиндрической части крепится к заднему бункеру установки. В верхней части сепаратора находится колпак для отвода отделяемого воздуха в фильтр. К нижней части сепаратора крепится тканевый рукав. Отделение воздуха от транспортируемого тампонажного материала внутри сепаратора происходит под действием центробежных сил.

Отбор мощности для привода компрессора установки производится с помощью коробки отбора, установленной на раздаточной коробке автомобиля.

Система управления установкой УС5-30 – дистанционная централизованная с поста, расположенного в задней части установки, у смесительного устройства.

Цементно-смесительная машина СМ-4М

Эта машина (рис. 16.19) предназначена для транспортирования сухого цемента на буровую и механизированного приготовления цементного раствора.

Все оборудование смонтировано на шасси автомобиля ЗИЛ-131А высокой проходимости и включает следующие устройства: смеситель 8, механизм управления оборотами дозирующего шнека 6, бункер 4, муфту редук-

Рис. 16.19. Цементно-смесительная машина СМ-4М

619

тора 2, карданный вал 3, коробку отбора мощности 1, контрольно-измерительные приборы 5, приемную воронку 7 и напорную трубу 9. Техническая характеристика цементно-смесительной машины СМ-4М

Масса перевозимого цемента в бункере, т:

по дорогам с различными видами покрытий, включая грунтовые

дороги и участки бездорожья ......................................................................

по дорогам с асфальтовым покрытием хорошего состояния ..............

Максимальная скорость передвижения, км/ч ...............................................

Производительность машины по раствору, м3/мин .....................................

Плотность приготовляемого раствора, г/см3 ..................................................

Тип смесителя ........................................................................................................

Давление жидкости перед смесительным устройством, МПа ...................

Привод дозирующего шнека ..............................................................................

Монтажная база ....................................................................................................

Габаритные размеры, мм:

длина ..................................................................................................................

ширина ..............................................................................................................

высота ...............................................................................................................

Масса, т ...................................................................................................................

Погрузчик цемента в бункер .............................................................................

3,0 4,0 80

0,4–0,6 1,7–2,0

Вакуумно-гидравличе-ский 0,6–0,1

От двигателя автомобиля

Шасси автомобиля высокой проходимости ЗИЛ-131А

7080

2380

2500

6,800

Стационарный или

другие средства

Устройство и принцип работы отдельных узлов машины СМ-4М

Машина СМ-4М представляет собой сочетание ряда узлов: бункера, дозирующего шнека, привода шнека, смесительного устройства и контрольно-измерительных приборов. Для монтажа оборудования используют шасси автомобиля ЗИЛ-131А без лебедки, с которого сняты буксирный прибор и задник буфера. Схема управления машиной СМ-4М приведена на рис. 16.20.

Рис. 16.20. Схема управления цементно-смесительной машины СМ-4М:

1 – шасси автомобиля ЗИЛ-131А; 2 – двигатель автомобиля; 3 – коробка перемены передач; 4 – управление коробкой отбора мощности; 5 – коробка раздаточная; 6 – коробка отбора мощности; 7 – вал карданный; 8 – редуктор; 9 – датчик тахометра; 10 – бункер; 11 – шнек; 12 – бачок цементировочного агрегата; 13 – труба напорная; 14 – кран пробковый; 15 – устройство смесительное; 16 – штуцер сменный; 17 – шибер приемочной воронки; 18 – регулятор давления; 19 – труба обводная; 20 – рычаг дублирующего управления педалью акселератора; 21 – фара поворотная с выключателем; 22 – щиток прибора с тахометром, выключателем зажигания и двумя контрольными лампами; 23 – вибратор пневматический С-820

620

Цемент загружают в бункер через люки стационарным шнеком или другими средствами, имеющимися на цементном складе. Дозирующий шнек приводится в движение от двигателя через коробку перемены передач (вторую передачу), коробку отбора мощности (КОМ-1), установленную на раздаточной коробке автомобиля, карданный вал, редуктор и предохранительную муфту.

Включают коробку отбора мощности из кабины водителя рычагом управления. Цемент подается шнеком к задней стенке бункера в приемную воронку и далее в смесительное устройство.

С другой стороны к смесительному устройству через регулятор давления подводится вода. Струя воды, истекающая из сопла штуцера смесительного устройства, создает в нем разрежение и, захватывая цемент, направляет его в напорную трубу, в которой благодаря турбулентности потока цемент перемешивается с жидкостью.

В зависимости от заданной плотности раствора и производительности в смесительное устройство устанавливают штуцер необходимого сечения. В комплект входят штуцера с диаметрами отверстий 9,55; 11,0; 12,35; 13,5; 14,6 и 15,6 мм.

Плотность цементного раствора регулируют, изменяя количество цемента, подаваемого в смесительное устройство.

Смесительное устройство вакуумно-гидравлического типа со сменными штуцерами подвешивается к приемной воронке с помощью специального разъемного хомута.

Установки осреднительные

Осреднительные установки предназначены для улучшения качества тампонажного раствора за счет повышения его однородности по всему объему и более полного его диспергирования. Эффект применения этих установок в силу различия их конструкции неодинаков. Достаточный эффект применения осреднительной установки достигается при сочетании определенных ее параметров (вместимости, кратности перемешивания и величины подачи используемой жидкости). Для расчетов необходимо задаваться качеством готового раствора (величиной колебаний его плотности на выходе из осреднительной установки), фактическими данными колебаний его плотности на входе осреднительной установки и требуемой пропускной способностью, обеспечивающей непрерывность цикла нагнетания тампо-нажного раствора в сважину.

В б. ВНИИКРнефти разработана конструктивная схема и предложена технология приготовления и осреднения двух типов тампонажных растворов, которую можно осуществить, используя цементировочное оборудование. Осреднительную установку можно использовать также как емкость для приготовления затворяющей и буферных жидкостей и для накопления продавочной жидкости.

Техническая характеристика установки для двух типов тампонажных растворов

Производительность по осреднению раствора, л/с, не более:

для большого отсека (две цементно-смесительные машины) ............. 30

для малого отсека (одна цементно-смесительная машина) .................. 15

Колебания плотности раствора на выходе из осреднительной установки, г/см3, не более:

из частых и облегченных цементов ........................................................... ±0,03

из утяжеленных цементов ........................................................................... ±0,05

621

Рис. 16.21. Общий вид осреднительной установки:

1 – шасси автомобиля; 2 – второй отсек; 3 – мотор-редуктор; 4 – первый отсек (мерный

бак); 5 – обвязка; 6 – домкраты; 7 – трехходовой кран; 8 – донные клапаны; 9 – рычаги

управления

Допустимые колебания плотности раствора на входе в емкость, г/см3,

не более ................................................................................................................... ±0,1

Применяемые материалы для приготовления тампонажных материалов ............................................................................................................................. Цемент, гельцемент,

многокомпонентные композиции на основе песка, цемента и т.д.

Общий вид осреднительной установки представлен на рис. 16.21. 16.3.2. УСТАНОВКИ НАСОСНЫЕ И ЦЕМЕНТИРОВОЧНЫЕ АГРЕГАТЫ

Разработан комплекс оборудования для цементирования скважин в труднодоступных районах, состоящий из цементировочного агрегата, цементовозов и смесительного блока. Каждый агрегат представляет собой единый блок, который может быть использован не только при цементировании скважин, но и для проведения ряда других работ. Цементировочный агрегат можно применять для нагнетания жидкостей при гидропескоструйной перфорации, установке нефтяных ванн, глушении фонтанов и т.д. Смесительный блок может быть использован при цементировании обсадных колонн с помощью буровых насосов, для подачи воды и т.д.

Цементировочные агрегаты в специальном исполнении отличаются друг от друга транспортными базами и способами доставки к месту проведения работ. Они могут быть смонтированы на раме (5ЦА-320), на санях (5ЦА-320С), а также на прицепе с болотными гусеницами (5ЦА-320ГБ).

Цементировочный агрегат 5ЦА-320 (рис. 16.22)

Цементировочные агрегаты типа 5ЦА-320 состоят из силовой установки, включающей двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от

622

Рис. 16.22. Цементировочный агрегат 5ЦА-320: 1 – силовая установка с коробкой передач; 2 4 – манифольд; 5 – рама

мерный бак; 3

цементировочный насос;

сжатия и пятискоростную коробку передач; цементировочного насоса 9Т; мерного бака вместимостью 4 м3; вспомогательного оборудования и пульта управления, смонтированных на транспортной базе.

Агрегаты этого типа разработаны АзИНМАШем и грозненским заводом «Красный молот». Ими же разработана вся сопроводительная документация к этим агрегатам, в том числе инструкция по уходу и эксплуатации.

Техническая характеристика агрегатов типа 5ЦА-320

Приводная мощность, кВт .............................................................. 176

Максимальное давление, МПа ...................................................... 32,0

Максимальная подача, л/с ............................................................. 23,5

Гидравлическая мощность, кВт ..................................................... 105

Габариты агрегата на раме (5ЦА-320), мм:

длина ............................................................................................. 6680

ширина ......................................................................................... 2650

высота .......................................................................................... 2510

Масса агрегата, кг ............................................................................ 7993

Цементировочный насос 9Т

Тип .................................................................................................

Диаметр сменных цилиндровых втулок, мм .

Ход поршня, мм ..........................................................................

Передаточное число глобоидной передачи ..........................

Максимальная частота вращения вала насоса, об/мин.... Максимальное давление, МПа ................................................

Установка насосная УНБ1Р-400

Поршневой горизонтальный двухцилиндровый двойного действия с глобоидной червячной передачей 100, 115 и 127 250 20,5 133 32

Данная насосная установка предназначена для выполнения тех же работ, которые выполняются и другими насосными установками (на морских нефтяных и газовых скважинах, расположенных на отдельных основаниях и приэстакадных площадках; может быть использована при бурении отдельно расположенных и кустовых скважин), но отличается от них тем, что ее оборудование смонтировано не на шасси автомобиля, а на раме (буква «Р» в шифре).

В ее состав входит следующее оборудование (рис. 16.23): силовая установка с дизельным двигателем и фрикционной муфтой, промежуточный вал, коробка перемены передач, зубчатая муфта, насос 11Т, манифольд и прочее оборудование, аналогичное оборудованию цементировочного агрегата 3ЦА-400А.

623

Рис. 16.23. Насосная установка УНБ1Р-400:

1 – установка топливных баков; 2 – силовая установка; 3 – коробка перемены передач; 4 – насос; 5 – бак замерный; 6 – монтаж агрегата; 7 – подрамник; 8 – трубопровод вспомогательный; 9 – электрооборудование; 10 – вал промежуточный; 11 – пост управления; 12 – приборы контрольно-измерительные; 13 – редуктор с муфтой; 14 – манифольд; 15 – ограждение гидравлической части насоса; 16 – установка аккумуляторов; 17 – инструментальный ящик

Техническая характеристика установки насосной УНБ1Р-400

Полезная мощность, кВт .....................................................................................

Максимальное давление, МПа ...........................................................................

Идеальная подача при максимальном давлении, дм3/с ...............................

Максимальная идеальная подача, дм3/с ..........................................................

Давление при максимальной идеальной подаче, МПа ................................

Монтажная база ....................................................................................................

Привод насоса высокого давления ...................................................................

Габариты установки, мм:

длина ..................................................................................................................

ширина ..............................................................................................................

высота ...............................................................................................................

Масса установки полная, кг ...............................................................................

Насос высокого давления 11Т

257

40

7,4

36,5

8

Рама

От силового агрегата,

смонтированного на

платформе установки

7340 2900 2800 13 320

Тип .....................................................................................................

Ход поршня, мм ..............................................................................

Диаметр сменных втулок, мм .....................................................

Наибольшее число двойных ходов ............................................

Передаточное число приводной части ......................................

Редуктор ...........................................................................................

Передаточное число

Трехпоршневой, приводной, горизонтальный, двойного действия 200

110, 125, 140 127 4,48

Одноступенчатый с косозубой цилиндрической парой 1,81

Установка УНБ1Р-400 не может быть использована для приготовления тампонажного раствора, так как не имеет водоподающего насоса.

624

Рис. 16.24. Насосный агрегат 4АН-700:

1 – шасси автомобиля; 2 – контрольно-измерительные приборы; 3 – щиток электроаппаратуры; 4 – установка силовая; 5 – вал промежуточный; 6 – система механического управления коробкой перемены передач; 7 – коробка перемены передач четырехскоростная с механическим управлением; 8 – муфта зубчатая; 9 – насос трехплунжерный для гидроразрыва пласта; 10 – манометр; 11 – трубопровод вспомогательный; 12 – установка аккумуляторов; 13 – фара; 14 – установка воздухоочистителей; 15 – электрооборудование; 16 – управление фрикционным и топливным насосом

Насосный агрегат 4АН-700

Насосный агрегат 4АН-700 (рис. 16.24) предназначен в основном для нагнетания смеси жидкости и песка при гидравлическом разрыве пласта, гидроперфорациях и для выполнения других работ. В некоторых тампо-нажных конторах эти агрегаты используют также при цементировании скважин. Для этого их дополнительно оснащают небольшими мерными баками и необходимой арматурой и трубопроводами. В отличие от других типов агрегатов на агрегате 4АН-700 установлены плунжерные насосы 4Р-700, что дает возможность использовать их для нагнетания абразивных жидкостей (жидкость с песком и др.).

Агрегат 4АН-700 смонтирован на шасси автомобиля КрАЗ-287. На агрегате установлен мощный двигатель (590 кВт), позволяющий насосу развивать давление 70 МПа при подаче 6,3 л/с. При работе этого двигателя рекомендуется применять наушники с антифонами. Техническая характеристика насосного агрегата 4АН-700

Максимальная подача, л/с ........................................................................... 22

Давление при максимальной подаче, МПа .............................................. 20,7

Максимальное давление, МПа .................................................................... 70

Подача при максимальном давлении, л/с ................................................ 6,3

Монтажная база ............................................................................................. Трехосный грузовой

автомобиль КрАЗ-257

Грузоподъемность автомобиля, т ............................................................... 10–12

Двигатель .......................................................................................................... Внутреннего сгорания

четырехконтактный Максимальная мощность двигателя при частоте вращения вала 2100 об/мин, кВт ............................................................................................ 175

16.3.3. СТАНЦИЯ КОНТРОЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ

Для успешного проведения процесса цементирования и качественного разобщения пластов необходимо выполнение ряда условий. Основными из них являются соблюдение заданного режима цементирования, обусловливающего достижение максимально допустимой скорости восходящего потока бурового и тампонажного растворов в затрубном пространстве при допустимых давлениях на цементированной головке, забое и в необсажен-ном стволе скважины, а также заданного времени цементирования в соответствии с рецептурой подобранного для цементирования тампонажного раствора.

Основным параметром, по которому можно судить о соответствии свойств тампонажного раствора, приготовляемого при цементировании и подобранного в лаборатории, является его плотность ?. В настоящее время применяются растворы плотностью от 1,0 до 2,5 г/см3. Даже незначительные отклонения плотности раствора от заданной приводят к значительным изменениям его свойств. Для раствора из чистых портландцементов допускается отклонение плотности от заданной не более ±0,03 г/см3, а для утяжеленных или облегченных растворов – не более ±0,05 г/см3.

В связи с этим контролировать плотность раствора при цементировании следует таким прибором, который позволяет проводить измерения с требуемой точностью.

При цементировании в обязательном порядке должна использоваться станция контроля цементирования типа СКЦ, которая позволяет замерять и регистрировать основные параметры цементирования, в том числе и

626

плотность закачиваемого раствора с имеющимися отклонениями. По диаграммной ленте после цементирования можно оценить, какой по качеству раствор закачан в различные интервалы скважины. Однако оперативно управлять процессом приготовления раствора каждой смесительной установкой по показаниям СКЦ нельзя.

Станция СКЦ2М-80 предназначена для автоматического контроля на устье нефтяных и газовых скважин основных параметров закачиваемых электропроводящих жидкостей и технологических режимов процесса, а также для оперативного управления этим процессом и параметрами раствора.

Станция СКЦ2М-80 является самоходным комплексом измерительных и вспомогательных средств, размещенных на двух автомашинах повышенной проходимости, и состоит из блока манифольдов с измерительными преобразователями и блока лаборатории со вторичными и вспомогательными приборами. С помощью аппаратуры станции можно контролировать и регистрировать следующие технологические параметры: давление, мгновенный расход, суммарный объем и плотность закачиваемой жидкости.

Станцию СКЦ2М-80 можно использовать при проведении гидроразрыва пласта и других технологических операций.

Структурная схема станции СКЦ2М-80 приведена на рис. 16.25.

Основой функционирования станции являются приборы измерения давления, плотности и расхода раствора, прокачанного через цементировочный манифольд. Электрические сигналы, несущие измерительную информацию от преобразователей расхода 1, плотности 2 и давления 3, расположенных в линии цементировочного манифольда, поступают через вводную коробку 4 и панель разъемов 9 на блок режимов цементирования 6 и блок регистраторов 7. Информация о наличии давления, плотности и расхода отображается на стрелочных показывающих приборах блока ре-

жима цементирования, а объем закачанного раствора на электронном и

Рис. 16.25. Структурная схема станции контроля цементирования СКЦ2М-80: 1 – преобразователь расхода; 2 – преобразователь плотности; 3 – преобразователь давления; 4 – коробка вводная; 5 – громкоговоритель; 6 – блок режимов цементирования; 7 – блок регистраторов; 8 – блок силовой и связи; 9 – панель разъемов; 10 – усилитель громкоговорящей связи; 11 – выносной указатель контролируемых параметров; 12 –выносной указатель плотности; 13 – выносной блок связи

627

электромеханическом счетчиках. Дублирование показателей осуществлено с целью повышения надежности получаемых данных при ответственных технологических операциях, а также на случай кратковременного отключения электропитания. Вся измерительная информация регистрируется на диаграммных лентах четырех приборов Н-392, на боковом поле которых дополнительно регистрируется объем закачанного раствора.

Три самопишущих прибора регистрируют на диаграммной ленте значения давления, расхода и плотности раствора, а четвертый – изменение давления при работе в режиме «Стоп». Все эти приборы имеют отметчик, фиксирующий закачку 1 м3 жидкости.

Каналы контроля давления и плотности раствора имеют световую сигнализацию, мигающий режим горения которых означает отклонение величин контролируемых параметров от заданных рукоятками соответствующих установок.

Станция контроля имеет в своем составе систему оперативного управления процессом: громкоговоритель 5 и усилитель громкоговорящей связи 10, выносные указатели контролируемых параметров 11 и выносной указатель плотности 12, дублирующие показания прибора блоков регистраторов, а также телефонную связь с оператором станции, находящимся в автомобиле-лаборатории, и прямой выход на громковорящую установку.

Принцип действия прибора для измерения расхода основан на явлении электромагнитной индукции. Первичный преобразователь расхода представляет собой участок трубы из немагнитной стали с изолированной внутренней поверхностью и с двумя диаметрально расположенными изолированными электродами, с которых снимается измерительный сигнал. На среднем участке имеется прямоугольный магнитопровод, создающий внутри трубы магнитное поле.

При прохождении электропроводной жидкости через однородное магнитное поле в ней, как в движущемся проводнике, наводится электродвижущая сила (ЭДС), величина которой пропорциональна скорости потока.

Для измерения давления в станции применен серийный преобразователь давления ПДРI, принцип действия которого основан на преобразовании прогиба мембраны чашеобразного упругого элемента, воспринимающего непосредственно (без разделителя) давление в контролируемой линии. Полученный в датчике сигнал после преобразования поступает на показывающий прибор контроля давления и самопишущий прибор, регистрирующий давление по шкале «Стоп». Это позволяет наблюдать и регистрировать в большом масштабе небольшие изменения давления, четко устанавливая момент посадки разделительной пробки на стоп-кольцо во время продавливания тампонажного раствора. При этом есть возможность наблюдать и регистрировать отклонение давления ±4 МПа по всей ширине ленты, а второй прибор в это же время регистрирует истинное давление в первоначальном масштабе.

Скачать эту главу в формате PDF

Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг)