Основная 4 страница

В состав комплекса входят также ПКР и буровой ключ АКБ или КБГ. Их описание да­но в соответствующих разделах.

Пост управления (ПУ) АСП (КМСП) 15 (см. рис.3.2.21) устанавливается на площад­ке, закрепленной за подсвечником. ПУ со­держит два командоаппарата управления приводами перемещения тележки и стрелы МРС. Золотниковый кран управляет цилинд­рами МПС. На кронштейне ПУ установлено зеркало для наблюдения за положением МЗС относительно секций магазина. На па­нели ПУ имеются лампочки сигнализации, системы блокировки «талевый блок - стре­ла», точной остановки тележки МРС напро­тив заданной секции магазина, а также сиг­нал «захват разрешен».

Если комплекс оснащен устройством точной остановки тележки напротив задан­ной секции магазина и КП, предусматрива­ются специальные пульты, установленные на этой же площадке в непосредственной близости от ПУ.

Контрольные вопросы:

1. Комплекс механизмов для механизации СПО (ДСП и КМСП).

2. Устройство составных частей комплексов.

ЛЕКЦИЯ 7

СИСТЕМЫ ВЕРХНЕГО ПРИВОДА

Системы верхнего привода (СВП) явля­ются принципиально новым типом механиз­мов бурильных установок, обеспечивающих выполнение целого ряда технологических опе­раций. В принципе верхний привод представ­ляет собой подвижный вращатель, оснащен­ный комплексом средств механизации СПО.

По назначению верхний привод можно подразделить на две категории: верхний привод установок для бурения скважин на суше и на море и верхний привод (силовой вертлюг) для ремонтных агрегатов.

Системы верхнего привода буровых ус­тановок получили широкое распростране­ние в мировой практике. Общее количество действующих СВП превышает 600 комплек­тов, из которых около 100 используются в наземных буровых установках, остальные -для бурения на море. Широкое внедрение в мировую практику верхнего привода объяс­няется его преимуществами при проводке вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважин.

Необходимость добычи нефти и газа при наименьших затратах обусловила рас­пространение горизонтального бурения. Го­ризонтальное бурение потребовало новой технологии проводки скважин с учетом рез­кого увеличения риска возникновения ава­рийных ситуаций. Для сведения аварий к минимуму и появились СВП.

За рубежом силовые вертлюги (системы верхнего привода) находят все большее при­менение. Большинство типов силовых верт­люгов имеют привод от двигателя постоянно­го тока, реже - от двигателя переменного то­ка или гидравлического двигателя. Мощ­ность привода - до 800 кВт, крутящий момент 25 - 45 кН«м. Основные поставщики - фирмы «Varco BI», «Tesco», «Maritime Hydrfulics», «Bowen», «Althlsome companie de Bretone». Внедрение их началось с 1982 года. В России аналогичное оборудование практически не производится. Система верхнего привода (СВП) рациональна при бурении наклонно направленных, горизонтальных и разветв­лённых скважин, при бурении глубоких сква­жин, бурении в сложных горно-геологичес­ких условиях.

В России системами верхнего привода, по желанию потребителей, могут оснащаться буровые установки, выпускаемые ОАО «Урал-маш», где впервые решены технические зада­чи совмещения работы верхнеприводной си­стемы и средств механизации спуско-подъ­емных операций, что выводит создаваемые установки в разряд лучших образцов.

Система верхнего привода обеспечива­ет выполнение следующих технологических операций:

- вращение бурильной колонны при бу­рении, проработке и расширении ствола скважины;

- свинчивание, докрепление бурильных

труб;

- проведение спуско-подъемных опера­ций с бурильными трубами, в том числе на­ращивание бурильной колонны свечами и однотрубками;

- проведение операций по спуску обсад­ных колонн;

- проворачивание бурильной колонны при бурении забойным двигателем;

- промывку скважин и проворачивание бурильной колонны при СПО;

- расхаживание бурильных колонн и промывку скважины при ликвидации ава­рий и осложнений.

Преимущества систем верхнего привода:

1. Экономия времени на наращивание труб при бурении.

Наращивание колонны бурильных труб свечой длиной 28 м позволяет устра­нить каждые два из трех соединений буриль­ных труб.

2. Уменьшение вероятности прихватов бурового инструмента.

Силовой вертлюг позволяет в любой не­обходимый момент времени при спуске или подъеме инструмента элеватором в течение 2..3 минут соединить с бурильной колонной и восстановить циркуляцию бурового рас­твора и вращение бурильной колонны, тем самым предотвратить прихват инструмента.

3. Расширение (проработка) ствола скважины не только при спуске, но и при подъеме инструмента.

4. Повышение точности проводки сква­жин при направленном бурении.

При использовании отклонителя с гид­равлическим забойным двигателем для изме­нения угла скважины свечу можно удержи­вать в заданном положении по всей длине све­чи, что приводит к лучшей ориентации колон­ны и меньшему числу контрольных съемок.

5. Повышение безопасности буровой бригады.

6. Снижение вероятности выброса флю­ида из скважины через бурильную колонну.

Наличие механизированного сдвоенно­го шарового крана (внутреннего превентора) позволяет быстро перекрыть внутреннее от­верстие в колонне, тем самым предотвра­тить разлив бурового раствора при отсоеди­нении ствола силового вертлюга от свечи. Вся операция проводится бурильщиком без участия буровой бригады.

7. Облегчение спуска обсадных труб в зонах осложнений за счет вращения.

Возможность вести спуск обсадной ко­лонны с вращением и промывкой обсадных труб при добавлении специального перевод­ника для обсадных труб.

8. Повышение качества керна.

Бурение на всю длину свечи без нара­щивания однотрубками улучшает качество кернов, снижает число рейсов.

9. Обеспечение точного крутящего мо­мента при свинчивании и докреплении резьб.

Возможность вести наращивание све­чой, а не однотрубкой снижает число используемых соединений, что уменьшает ве­роятность несчастных случаев.

Использование электродвигателя посто­янного тока дает возможность получить точ­ный и плавно меняющийся вращательный мо­мент докрепления для каждого соединения, что увеличивает срок службы бурильной свечи.

7.1 Конструктивные схемы компоновки верхнего привода

Для описания возможных вариантов конструктивного исполнения верхнего при­вода всю эту систему можно условно подраз­делить на две части: компоновку привода и компоновку навесного оборудования. Вари­анты сочетаний конструктивного исполне­ния привода и навесного оборудования при­ведены в табл.3.3.1. Здесь показаны также и функции, которые может выполнять верх­ний привод в процессе бурения.

Как следует из таблицы, число вариан­тов конструкций верхнего привода достига­ет 30, однако на практике реализуется 5-8 вариантов. Наиболее разнообразны вариа­ции навесного оборудования, используемого для соединения с колонной труб и выполне­ния СПО. Здесь, в частности, возможно применение гаммы присоединительных пере­ходников для работы с бурильными и обсад­ными трубами различных диаметров, элева­торов различных конструкций и патронов.

Три наиболее распространенные на практике схемы верхнего привода показаны на рис.3.3.1. На схемах показаны как компо­новки основных конструктивных элементов СВП (вертлюг, двигатель, редуктор), так и возможные варианты оснащения этих ком­поновок навесным оборудованием. Всю верхнюю компоновку условно назовем сило­вым приводом. За навесное оборудование принята оснастка для соединения привода с колонной бурильных труб при бурении и вы­полнении спуско-подъемных операций.

Схема 1 представляет собой вертлюг со встроенным в него редуктором и два привод­ных двигателя для обеспечения вращения и симметричного распределения нагрузки. Верт­люг через подвеску передает вес от бурильной колонны (Qkp) на крюк талевой системы. На­правляющие служат для восприятия реактив­ного момента и перемещения вертлюга вверх и вниз (соответственно при подъеме и спуске). При этом нагрузка от веса колонны труб через ствол (шпиндель) передается на корпус вертлю­га. Такая компоновка позволяет использовать вертлюг требуемой грузоподъемности, встроив в его корпус редуктор. Область применения: бу­рение глубоких скважин и проведение текуще­го и капитального ремонтов.

Схема 2 представляет собой вертлюг с уд­линенным шпинделем, на который жестко по­сажена шестерня редуктора. Редуктор приво­дится во вращение двигателем. Вес от буриль­ной колонны (Qkp) на крюк талевой системы также передается через подвеску вертлюга, а направляющие служат для восприятия реак­тивного момента и перемещения вертлюга вверх и вниз (соответственно при подъеме и спуске). Усилие от веса колонны труб восприни­мается шпинделем и передается на корпус вертлюга. При этом редуктор разгружен от вос­приятия осевой нагрузки. Используется верт­люг требуемой грузоподъемности, оснащен­ный удлиненным шпинделем и редуктором с приводным двигателем. Область применения: при проведении капитального ремонта на ус­тановках небольшой грузоподъемности.

Рис.7.1. Схема компонования верхнего привода:

1 - шпиндель; 2 - вращатель; 3 - направляющие; 4 - ниппель;

5 - зажимное устройство; 6 - элеватор; 8 - бурильная труба; 9 - вертлюг; 10 - редуктор; 11 - вращатель (стандартный); 12 - вертлюжная головка;

13 - патрон; 14 - трубный зажим

Схема 3 представляет собой соединение стандартного вертлюга и стандартного вращателя с приводным двигателем. Вес от бу­рильной колонны (Qkp) на крюк талевой сис­темы также передается через подвеску верт­люга, а направляющие вертлюга и вращателя служат для перемещения вертлюга вверх и вниз (соответственно при подъеме и спуске). Реактивный момент воспринимается направ­ляющими вертлюга. Вращатель разгружен от восприятия осевой нагрузки, воспринимает­ся только собственный вес. Область примене­ния: при проведении капитального ремонта, при зарезке боковых стволов на установках средней и большой грузоподъемности.

Для каждой схемы, в зависимости от выполняемых функций, применяется ком­плект навесного оборудования: ниппель (А), зажимное устройство (Б), элеватор с переме­щением труб (свечей) только в вертикальной плоскости (В) для спуска-подъема и элеватор как с параллельным перемещением трубы (свечи), так и с угловым перемещением (Г) для спуска-подъема и укладки труб. В зависимо­сти от применяемых труб, может быть ис­пользован элеватор подхватывающего дейст­вия трех видов: под лыску (1), под замок (муф­ту) (2) и под конусную муфту.

Существует два пути передачи нагруз­ки на СВП от бурильной колонны:

- через шпиндель (вариант 1);

- через вертлюжную головку и корпус вертлюга (вариант 2).

При подвеске элеватора и зажимного устройства на шпинделе вертлюга обеспечи­вается использование этого навесного обо­рудования для вращения бурильной колон­ны при свинчивании-развинчивании труб и при бурении. Если подвеска элеватора и за­жимного устройства осуществляется через вертлюжную головку и корпус вертлюга, за­жимное устройство служит, в основном, для отсоединения ниппеля ствола вертлюга от колонны труб, а элеватор используется для спуска, подъема и укладки труб. В последнем случае нагрузка от веса бурильной колонны на главный подшипник вертлюга передается только в процессе бурения. При выполнении СПО вес труб воспринимается корпусом вертлюга через вертлюжную головку 12. При подвеске к шпинделю вертлюга зажимное устройство является патроном 13, а при под­веске к вертлюжной головке - трубным зажи­мом 14. Ниппель присоединяется только к шпинделю вертлюга (см. рис.3.3.2).

При компоновке схем оборудования мо­жет быть использован как один вид навесного оборудования (варианты 1, 2, 3, 4), так и воз­можные их сочетания (варианты 5, 6, 7, 8, 9). Схема, в которой в качестве навесного обору­дования используется только ниппель (вари­ант 1), представляет собой силовой вертлюг, остальные варианты - верхний привод.

Выбор схем определяется:

- видом и объемом работ, выполняемых буровой установкой;

- затратами на модернизацию и воз­можностями предприятия;

- необходимым количеством функций, выполняемых оборудованием при бурении.

Таблица 7.1

7. 2 Функции, выполняемые верхним приводом

Функции, выполняемые верхним приводом:

- захват трубы (колонны труб) для подъема;

- захват трубы (колонны труб) для свин­чивания (развинчивания);

- свинчивание (развинчивание) резьбо­вых соединений труб;

- соединение с напорной магистралью (стволом) для промывки (очистки) скважины.

- бурение (вращение) бурового снаряда;

- укладка труб.

В основу параметрической классифика­ции верхнего привода можно положить два параметра: грузоподъемность и мощность. Также показывают такие параметры, как кру­тящий момент, давление промывочной жид­кости, скорость и удобство монтажа, универ­сальность (особенно для сухопутных), воз­можность монтировать СВП в любое время проводки скважины, практически не преры­вая бурение, возможность взятия в аренду.

В ОМЗ-НТО спроектированы и запуще­ны в производство системы верхнего приво­да: СВП 320 и СВП 500. Технические харак­теристики приведены в табл. 7.1.

Подвижная часть СВП (рис. 7.2) состоит из вертлюга-редуктора 1, который на специальных штропах 2 подвешен на траверсе талевого блока 3. На верхней крышке вертлюга- редуктора установлен взрывозащищенныи электродвигатель постоянного тока 4 в верти­кальном фланцевом исполнении, с видом взрывозащиты «продувка под избыточным давлением». Причем забор и выброс продувае­мого воздуха происходят из взрывобезопасной зоны. Один конец электродвигателя через эла­стичную муфту соединен с быстроходным ва­лом двухступенчатого односкоростного редук­тора. На другом конце вала установлен диско-колодочный тормоз 5. К корпусу вертлюга-ре­дуктора крепится специальная рама 6, через которую блоком роликов 7 передается крутя­щий момент на направляющие 14 и с них - на вышку. Между талевым блоком и вертлюгом-редуктором установлена система разгрузки резьбы 8, обеспечивающая автоматический вывод резьбовой части ниппеля замка буриль­ной трубы из муфты при развинчивании и ход ниппеля при свинчивании замка. При этом ис­ключается повреждение резьбы. Трубный ма­нипулятор 9 состоит из вертлюжной головки 10, передающей гидравлическую жидкость с невращающегося корпуса на вращающуюся часть трубного манипулятора, двух штропов 11 под элеватор, подвешенных в проушинах траверсы вертлюжной головки, двух гидроци­линдров 12 системы отвода штропов, стопор­ного устройства 21 и трубного зажима 13.

Рис. 7.2. Схема верхнего привода:

1 - вертлюг-редуктор; 2 - штропы вертлюга-редуктора; 3 - талевая система; 4 - электродвигатель постоянного тока; 5 - диско-колодочный тормоз; 6 - рама с роликами (каретка); 7 - блок роликов; 8 - система разгрузки резьбы; 9 - труб­ный манипулятор; 10 - вертлюжная головка; 11 - штропы элеватора; 12 - гидроцилиндры отвода штропов элеватора; 13 - трубный зажим; 14 - направляющие мачты; 15 - гидроцилиндр управления трубным зажимом; 16 - гидродвига­тель; 17-траверса вертлюжной головки; 18-элеватор; 19-шаровой кран; 20 - ниппель; 21 - стопорное устройство; 28 - клиновой захват

Трубный манипулятор под действием зубчатой пары с приводом от гидромотора 16 может разворачивать элеватор в нужную сторону: на мостки, на шурф для наращива­ния или в любую другую сторону, при необ­ходимости. Трубный зажим служит для за­хвата и удержания от вращения верхней муфты трубы во время свинчивания (раз­винчивания) с ней ствола вертлюга. Между ниппелем и стволом вертлюга навернут руч­ной шаровой кран 19 для неоперативного пе­рекрытия внутреннего отверстия ствола вертлюга. Для оперативного перекрытия от­верстия ствола вертлюга перед отводом ус­тановлен внутренний превентор (механизи­рованный двойной шаровой кран), который одновременно служит для удержания остат­ков промывочной жидкости после отвинчи­вания бурильной колонны.

Вертлюжная головка служит для пере­дачи рабочей жидкости с невращающейся ча­сти системы верхнего привода на вращающу­юся часть и позволяет не отсоединять гидрав­лические линии, когда трубный манипулятор вращается с бурильной колонной при буре­нии, при проработке скважины или позицио­нировании механизма отклонения штропов.

Невращающаяся часть вертлюжной го­ловки представляет собой втулку, запрессо­ванную в корпус вертлюга-редуктора, две полувтулки, опору и втулку.

Вращающейся частью вертлюжной го­ловки является траверса с подвешенными на ее боковых рогах штропами элеватора.

Для фиксации трубного манипулятора в исходном положении при бурении, а при необходимости, и в других промежуточных положениях установлен стопорный меха­низм 13 с приводом от гидроцилиндра.

Система отклонения штропов предназ­начена для отвода и подвода элеватора к цент­ру скважины. Система отклонения штропов представляет собой штропы, подвешенные на боковых рогах траверсы. К штропам с помо­щью полухомутов на шарнирном подшипнике крепятся гидроцилиндры отклонения штро­пов. Верхней частью штоковые концы гидро­цилиндров шарнирно соединены с кронштей­нами, которые посредством болтовых соеди­нений жестко закреплены к стенке траверсы.

Трубный зажим обеспечивает удержа­ние верхней муфты бурильной колонны при раскреплении (докреплении) замкового соеди­нения. Он состоит из гидроцилиндра, челюс­ти-захвата, тяги, рамки, ствола, центратора.

Инструменты и принадлежности. Для работы с комбинированной колонной бурильных труб в комплект СВП 320/250 включен комплект запасных частей, в кото­рый вошли сменные переводники для рабо­ты с бурильными трубами с резьбой 3-88, 3-101, 3-102, 3-108, 3-122, 3-133, 3-147, 3-161, 3-171, а также сменные центраторы для ра­боты с бурильными трубами диаметром 198, 167, 146, 131, 123 мм.

Приведенные схемы компоновок верхнего привода и навесного оборудования позволяют реализовать не менее девяти вариантов исполь­зования СВП при выполнении операций буре­ния. Наиболее совершенная схема (1 - 9 - А, Б, Г) позволяет выполнять с помощью СВП практи­чески все операции спуска-подъема труб (све­чей). Конструктивная схема этого привода при­ведена на рис.7.2. Последовательность вы­полнения операций наращивания с использо­ванием этой компоновки приведена на рис. 7.3 Для описания работы СВП рассмотрим технологические процессы его работы.

7.3 Технологические процессы работы верхнего привода

Исходное положение механизмов си­стемы верхнего привода:

1) гидростанция отключена;

2) вертлюжная головка застопорена стопорным устройством;

3) штропы элеватора отведены в 1 -е по­ложение "Назад" посредством цилиндров;

4) шаровые краны открыты;

5) тормоз основного двигателя растор­можен;

6) система разгрузки резьбы находится под давлением пневмогидроаккумулятора;

7) трубный зажим разжат.

Процесс бурения. При бурении для вра­щения бурильной колонны используется ос­новной электродвигатель силового вертлюга.

После проверки исходного положения всех механизмов выполняются следующие операции:

1) включается насос маслосмазки верт­люга-редуктора;

2} включается вентилятор двигателя силового вертлюга;

3) восстанавливается циркуляция бу­рового раствора;

4) включается двигатель силового верт­люга;

5) включается подача инструмента и начинается бурение.

При бурении забойным двигателем, кроме перечисленного, для восприятия ре­активного момента от турбобура необходимо наложить колодки гидравлического тормоза на диск вала и удерживать их в таком поло­жении до окончания бурения. Бурение про­должается до касания воронкой трубного за­жима стола ротора или ключа КБГ-2.

Рис. 7.3. Процесс наращивания бурильной колонны с применением верхнего привода: а - свечой из магазина, б - однотрубками из шурфа:

22 - ключ; 23 - стеллаж; 24 - свеча; 25 - бурильная труба (однотрубка); 26 – шурф

Процесс наращивания бурильной ко­лонны свечой для наращивания бурильной колонны свечой необходимо выполнить сле­дующие операции (последовательности со­ответствует рис.7.3, а):

1. Не отсоединяя от ствола СВП, припод­нять бурильную колонну на высоту разъема, посадить ее на клинья ПКР; прекратить пода­чу бурового раствора в скважину; закрыть оперативный шаровой кран; произвести труб­ным зажимом зажим муфты бурильной ко­лонны; передать вращение от электродвигате­ля на шпиндель и отсоединить ствол СВП от бурильной колонны; разжать трубный зажим.

2. Начать подъем СВП с одновремен­ным отводом штропов элеватора из первого

положения; верхний конец наращиваемой свечи вывести из-за пальца верхней секции магазина; прекратить подъем талевого бло­ка; завести верхний конец свечи в элеватор, закрыть створку.

3. Поднять свечу на необходимую высо­ту, нижний конец установить в муфту бу­рильной колонны; произвести свинчивание и докрепление муфты бурильной колонны с ниппелем свечи ключом КБГ-2 или машин­ным ключом.

4. СВП приспустить вниз до попадания верхней муфты свечи в направляющую во­ронку трубного зажима и вхождения резьбо­вой части ствола вертлюга в резьбовую часть муфты до упора; произвести захват трубным зажимом муфты свечи; включить электро­двигатель и произвести свинчивание и до­крепление ствола вертлюга-редуктора с бу­рильной колонной.

5. Разжать трубный зажим; открыть клапан и подать промывочную жидкость; начать бурение.

Процесс наращивания бурильной ко­лонны однотрубной (см. рис.7.3 б). Для наращивания бурильной колонны однотруб-кой необходимо выполнить следующие опе­рации:

1. Приподнять бурильную колонну на вы­соту разъема, не отсоединяя ее от ствола СВП; посадить бурильную колонну на клинья ПКР; прекратить подачу бурового раствора в сква­жину; закрыть оперативный шаровой кран, за­жать муфту бурильной колонны; отсоединить ствол СВП от бурильной колонны, включив электродвигатель силового вертлюга на враще­ние, раскрепив и отвинтив замковую резьбу.

2. Начать подъем талевого блока с одно­временным отводом штропов элеватора из пер­вого положения; прекратить подъем талевого блока; открыть стопор, включить гидромотор для вращения траверсы трубного манипулято­ра так, чтобы открытая створка элеватора была направлена на однотрубку, в зависимости от ее местонахождения: или в шурфе для наращива­ния, или на мостках; установить однотрубку в элеватор и закрыть створку; завести верхний конец свечи в элеватор, закрыть створку.

3. Поднять талевый блок и вывести од­нотрубку на центр скважины; приспустить ее и установить нижний конец однотрубки в муфту бурильной колонны; провести опера­ции по свинчиванию однотрубки с колонной и свинчивание ствола вертлюга-редуктора с однотрубкой, т.е. выполнить последователь­ность операций по режиму; свечу поднять на необходимую высоту, нижний конец устано­вить в муфту бурильной колонны; произвес­ти свинчивание и докрепление муфты бу­рильной колонны с ниппелем свечи ключом КБГ-2 или машинным ключом.

4. СВП приспустить вниз до попадания верхней муфты свечи в направляющую ворон­ку трубного зажима и вхождения резьбовой части ствола вертлюга в резьбовую часть муф­ты до упора; захватить трубным зажимом муфту свечи; включить электродвигатель и произвести свинчивание и докрепление ство­ла вертлюга-редуктора с бурильной колонной.

5. Разжать трубный зажим; открыть клапан и подать промывочную жидкость; начать бурение.

Подъем бурильной колонны. Подъем бурильной колонны СВП практически ничем не отличается от подъема бурильной колон­ны крюкоблоком с ручным элеватором. При необходимости колонна может проворачи­ваться. Для этого необходимо соединить ствол вертлюга с бурильной колонной.

Преимуществом подъема бурильной ко­лонны СВП является возможность подачи эле­ватора системой отклонения штропов непо­средственно к "верховому" рабочему. Кроме то­го, наличие в СВП системы разгрузки резьбы предотвращает повышенный износ резьбы.

Спуск бурильной колонны в ослож­ненной скважине. Спуск бурильной колонны в осложненной скважине или в ее горизонталь­ной части в основном аналогичен наращива­нию бурильной колонны свечой при бурении.

Процесс ликвидации аварий (прихва­тов). При ликвидации прихватов на двигате­ле силового вертлюга устанавливается мак­симальный момент М_1Пах=2М„. При достиже­нии двигателем максимального момента на­кладывается тормоз.

После этого начинается расхаживание бурильной колонны в скважине.

Спуск обсадной колонны с циркуля­цией промывочной жидкости и вращени­ем. Иногда возникает необходимость прове­сти спуск обсадной колонны с циркуляцией бурового раствора и вращением ее. Для это­го необходим переводник с замковой резьбы 3-171 на резьбу обсадной колонны. Напри­мер, переводник с замковой резьбы на резь­бу обсадной трубы ПЗ-171/168...426 (отрас­левая нормаль Н-545-58), но с более удли­ненной верхней частью для того, чтобы трубный зажим смог ее зажать. Затем соеди­нить ствол вертлюга с переходником.

Контрольные вопросы:

1. Системы верхнего привода.

2. Конструктивные схемы компоновки верхнего привода.

3. Функции, выполняемые верхним приводом.

4. Технологические процессы работы верхнего привода.

ЛЕКЦИЯ 8

СИСТЕМА ОЧИСТКИ ЗАБОЯ

В практике бурения скважин на нефть и газ наиболее часто применяется очистка забоя циркулирующей промывочной жидко­стью (буровым раствором). Такая система позволяет наиболее качественно решать проблемы, связанные с очисткой забоя ство­ла скважины от шлама, охлаждением инст­румента, обеспечением устойчивости ство­ла, предотвращением выбросов пластового флюида и поглощений.

При проходке неглубоких скважин час­то применяется очистка забоя от шлама сжа­тым воздухом, пенами, а также шнеками.

При бурении с промывкой система очи­стки забоя должна обеспечивать выполне­ние следующих технологических операций:

1. Приготовление очистных агентов (бу­ровых растворов) и регулирование их свойств.

2. Обеспечение циркуляции раствора по стволу скважины (например, закачка рас­твора в бурильную колонну).

3. Очистка раствора от шлама и газов.

4. Регенерация (восстановление) раствора.

5. Хранение запаса бурового раствора.

6. Удаление отходов (шлама).

7. Долив раствора в скважину.

Для осуществления этих операций в со­ставе буровой установки имеются соответству­ющие технические средства (рис. 8.1). В прак­тике бурения их обычно делят на две группы:

- буровые насосы и манифольд, сюда же обычно включают стояк, гибкий рукав и вертлюг (выполняют операцию 2);

- циркуляционная система (ЦС), кото­рая включает устройства для приготовле­ния, хранения, долива и очистки растворов от шлама и газов (операции 1,3,4, 5, 6, 7).

Важнейшими требованиями к цирку­ляционной системе, способствующими по­вышению скорости бурения и снижающими износ цилиндропоршневой группы бурового насоса, являются качественное приготовле­ние и очистка бурового раствора от шлама.

8.1. Буровые насосы

Для обеспечения процесса промывки при проводке скважины используются буро­вые насосы, предназначенные для нагнета­ния в скважину бурового раствора с целью очистки забоя и ствола от выбуренной поро-

Назначение и основные требования. Исходя из назначения и условий эксплуата­ции, к буровым насосам предъявляют следу­ющие основные требования:

- подача насоса должна быть регулиру­емой в пределах, обеспечивающих эффек­тивную промывку скважины;

- мощность насоса должна быть доста­точной для промывки скважины и привода забойных гидравлических двигателей;

- скорость промывочной жидкости на выходе из насоса должна быть равномер­ной для устранения инерционных нагрузок и пульсаций давления, вызывающих ос­ложнения в бурении, дополнительные энергетические затраты и усталостные разрушения;

- насосы должны быть приспособлены для работы с абразиво - и маслосодержащи-ми коррозионно-активными промывочными растворами различной плотности;

- узлы и детали, контактирующие с промывочным раствором, должны обладать достаточной долговечностью и быть приспо­собленными к удобной и быстрой замене при выходе из строя;

- крупногабаритные узлы и детали должны быть снабжены устройствами для надёжного захвата и перемещения при ре­монте и техническом обслуживании;

- узлы и детали приводной части долж­ны быть защищены от промывочного рас­твора и доступны для осмотра и техническо­го обслуживания;

- насосы должны быть приспособлены к транспортировке в собранном виде на да­лёкие и близкие расстояния и перемещению волоком в пределах буровой;

- конструкция насосов должна допус­кать правое и левое расположение двигате­лей насосного агрегата;