Монтаж циркуляционной системы

Циркуляционная система БУ предназначена для обеспечения циркуляции бурового раствора от устья скважины по внутренней полости бурильных труб до буровых насосов, его очистки и хранения. Во время циркуляции происходит очистка забоя скважины от выбуренной породы. Комплект оборудования ЦС обеспечивает очистку бурового раствора от твёрдой фазы, смешение и охлаждение раствора, удаление газа из раствора и др. Система представляет очень сложный комплекс оборудования. В зависимости от типа БУ, глубины бурения и сложности технологического процесса бурения скважин циркуляционные системы комплектуются определённым набором унифицированных блоков, ёмкостей, механизмов и устройств по приготовлению и очистке буровых растворов, которые располагаются соответствующим образом (рис.6.50).

Рис. 6.50. Примерные схемы расположения блоков ЦС

1 – блок очистки; 2 – блок промежуточный; 3 – блок приёмный; 4 – блок химреагентов; 5 – блок дегазатора; 6 – блок БПР; 7 – блок долива раствора в скважину;

8 – блок подпорных насосов; 9 – ёмкость для воды

Эти комплексы включают в себя блоки, указанные на рис.6.51 и 6.52, и другое оборудование. Монтаж ЦС сводится к установке и обвязке блоков. В табл. 6.14 приведена характеристика некоторых ЦС.

Таблица 6.14. Техническая характеристика циркуляционных систем БУ

Тип системы	Параметры
число блоков	полезный объём, м3	установленная мощность, кВт	масса, кг
ЦС-2500 ЦС-3200 ЦС-4Э-76 СЦ-06 СЦ-15М ЩС-5000-Э ЩС-5000-ДГУ КЦБО-8000			34,4 34,4

Блок четырёхступенчатой очистки бурового раствора СЦ-10 (рис.6.51) применяется для установок любого класса и предназначен для очистки бурового раствора и транспортировки его от устья скважины до входа в промежуточные или приёмную ёмкости при бурении скважин. Пропускная способность блока – 40-45 л/с, объём ёмкости – 40 м ³, габариты 8500х2600х5000 мм, масса 15000 кг.

Рис. 6.51. Блок четырёхступенчатой очистки бурового раствора СЦ-10:

1 – центрифуга типа ОГШ; 2 - вибросито ЛВС-3М (2 шт.); 3 - гидроциклон ГЦ-360; 4 - илоотделитель ИГ-Т-45М; 5 - насос ВШН-150 (2 шт.); 6 – насос НП—12,5:

7 - перемешиватель ПБР-Т-1.1; 8 - ёмкость 40 м³; 9 - трубопроводная обвязка

с запорно-распределительной и регулировочной арматурой.

Приёмный блок (рис.6.52) служит для подачи бурового раствора в приёмные трубопроводы буровых насосов, а также для хранения определённого объёма раствора. Ёмкость приёмного блока разделена перегородкой; в одной части можно готовить раствор, другая – используется для циркуляции раствора.

Рис. 6.52. Блок приёмный:

1 – ёмкость 40 м ³; 2 – перемешиватель ПБР-Т-7,5 (2 шт.); 3 - перемешиватель гидравлический 4УПГ (2 шт.); 5 – трубопровод напорный и трубопровод пара и воды

Рис. 6.53. Сдвоенное вибрационное сито:

1 – вал эксцентриковый; 2 – электродвигатель; 3 – распределитель потока

жидкости; 4 – поддон; 5 – амортизатор; 6 – основание; 7 – рама; 8 - сетка

На вибросите (рис.6.53) буровой раствор, проходя через сетки, подвергается грубой очистке. Вибрационное сито устанавливается на очистном блоке над ёмкостью и закрепляется болтами. Вокруг вибросита устраивается площадка с ограждением для безопасного обслуживания.

Вибросито установлено на амортизаторах 5, а на раме 7 смонтировано решето (две ситовые кассеты) с обрезиненной поверхностью, поверх которого натянуты сетки 8 из нержавеющей стальной проволоки со специальным противоабразивным покрытием. Сетка вибрирует от эксцентричного вала 1 с частотой от 1000 до 2000 колебаний в 1 минуту. Сито имеет размеры ячеек от 0,16х0,16 до 0,9х0,9 мм.

Гидроциклонный пескоотделитель (рис.6.54) предназначен для очистки неутяжелённого бурового раствора от частиц выбуренной породы размером менее 0,9 мм и состоит из четырёх циклонов 5 с насадками.

Рис. 6.54. Гидроциклонный пескоотделитель:

1 – коллектор сливной; 2 – шламовый сборник; 3 – патрубок; 4 – манометр;

5 – гидроциклон; 6 – клапанно-рычажное устройство; 7 – основание; 8 – отвод;

9 – коллектор напорный

Гидроциклонный илоотделитель (рис.6.55) предназначен для очистки бурового раствора от частиц выбуренной породы размером менее 0,08 мм и состоит из шести гидроциклонов с насадками.

Рис. 6.55. Гидроциклонный илоотделитель:

1 – коллектор сливной; 2 – коллектор напорный; 3 – гидроциклон;

4 – шламовый сборник

Рис. 6.56. Сепаратор ситогидроциклонный СГС1М

Изображённый на рис.6.56 сепаратор ситогидроциклонный СГС1М представляет сочетание вибросита и гидроциклонных сепараторов. Он предназначен для очистки бурового раствора от частиц выбуренной породы при бурении нефтяных и газовых скважин. Применяется в составе ЦС БУ всех классов. Пропускная способность 50 л/с, наименьший размер удаляемых виброситом частиц ЛВС-1М – 0,16 мм, гидроциклоном ГЦ-360 – 0,08 мм, илоотделителем ИГТ-1С – 0,02 мм, габариты 3000х1756х2250 мм, масса 2500 кг.

Декантерная центрифуга (рис.6.57) предназначена для извлечения твёрдых частиц, высокоскоростной сепарации, регенерации барита, удаления мелких твёрдых частиц – загрязнителей буровых растворов.

Рис. 6.57. Принципиальная схема центрифуги:

1 – редуктор; 2 – подшипник опорный; 3 – шнек; 4 – обработанная жидкость;

5 – твёрдые частицы на стенках барабана; 6 – сужающаяся часть барабана для

выгрузки твёрдых частиц; 7 – порты разгрузки твёрдых частиц;

8 – пустотелый приводной вал

На рис.6.58 показана установка для тонкой очистки буровых растворов УТО-Т на базе центрифуги типа ОГШ-500. Установка предназначена для тонкой очистки неутяжелённого бурового раствора и регенерации утяжелителя в утяжелённых растворах при бурении скважины. Пропускная способность неутяжелённого раствора до 7 л/с, утяжелённого – до 1,5 л/с, минимальный размер удаляемых частиц 5-10 мкм, частота вращения ротора центрифуги – 3000 об/мин, установленная мощность – 40 кВт, габаритные размеры 2505х1965х1020 мм, масса 4500 кг.

Рис. 6.58. Установка для тонкой очистки буровых растворов УТО-Т:

1 – центрифуга типа ОГШ 500; 2 – лоток; 3 – бункер; 4 – воронка загрузочная;

5 – насос НП-12,5; 6 – основание;

Вакуумный дегазатор (рис.6.59) применяется для освобождения бурового раствора от газа и состоит из клапана разрядника, дегазационной камеры, приёмного клапана, всасывающего патрубка, вакуумного насоса и выкидного патрубка. На рис.6.60 показан общий вид дегазатора вакуумного самовсасывающего ДВС-III. Он представляет автоматическую дегазационную установку цикличного действия, состоящую из двух переменно работающих вакуумных камер. Установка предназначена для дегазации промывочных жидкостей всех параметров (в том числе и интенсивно вспенивающихся) с целью восстановления их удельного веса. Производительность дегазатора 45-60 л/с, остаточное содержание газа 0-2%, габариты 2850х2500х2500, масса 3100 кг.

Рис. 6.59. Вакуумный дегазатор:

1 – клапан всасывающий; 2 – регулятор поплавковый; 3 – кожух;

4 – клапан-разрядник; 5 – камера дегазационная; 6 – труба всасывающая;

7 – тарелка; 8 – конусы; 9 – камера вакуумная; 10 – вакуум-насос;

11 – клапан выкидной; 12, 14 – ёмкость; 13 – заслонка;

15 – ресивер; 16 – механизм золотниковый; 17 – вакуумметр

Рис. 6.60. Общий вид дегазатора ДВС-III

Обвязка коммуникаций узлов и механизмов выполняется таким образом, чтобы она обеспечивала:

- подачу бурового раствора из скважины через механизмы блока очистки в любую ёмкость циркуляционной системы, а затем к буровым насосам;

- перекачку раствора из резервуара в резервуар;

- подачу раствора шламовыми и буровыми насосами в ёмкости для перемешивания раствора в ёмкостях;

- перекачку раствора из любой ёмкости (резервуара) в шламовый амбар;

- подачу воды из любой водяной ёмкости в любой резервуар;

- подачу жидких химических реагентов из ёмкости хранения реагентов в приёмную ёмкость буровых насосов.

Расположение блоков ёмкостей и другого оборудования ЦС привязывается к конкретной схеме и типу БУ. Монтаж обычно начинается после расположения основного оборудования и металлоконструкций. Вначале устанавливается на фундамент блок очистной системы; к патрубку сборного коллектора присоединяется растворопровод от устья скважины. После этого устанавливается промежуточный блок (блоки) и соединяется с установленным блоком очистки. Затем монтируется всё остальное оборудование ЦС, производится обвязка межблочных секций системы. Монтируются переходные площадки и ограждения и строятся укрытия блоков ЦС. Все соединения патрубков ёмкостей (резервуаров), паро- и водопроводов, других коммуникаций выполняются на быстроразъёмных соединениях (БРС).

В последнее время заводы-изготовители стали выпускать комплектные ЦС, в состав которых входят основные блоки для очистки, химической обработки и хранения бурового раствора, соединяющиеся между собой и представляющие единую замкнутую систему, вписывающуюся в общую технологическую схему БУ. На рис. 6.61 изображена ЦС для БУ с глубиной бурения 4000 м с пропускной способностью 50 л/с при минимальном размере удаляемых частиц 0,02 мм.

На рис.6.62 показана циркуляционная система (ЦС), предназначенная для четырёхступенчатой очистки и приготовления раствора к буровой установке БУ3000ЭУК. ЦС применяется для бурения скважин глубиной до 4000 м, пропускная способность 100 л/с, минимальный размер удаляемых частиц 0,008-0,01 мм.

Рис. 6.61. Система циркуляционная СЦ-06:

1 – блок очистки; 2 – блок промежуточный; 3 – блок приёмный; 4 – блок

концевой; 5 – блок распределительных устройств; 6 – блок хранения

химреагентов; 7 – вибросито; 8 – гидроциклон; 9 – илоотделитель;

10 – насос шламовый; 11 - перемешиватель

На рис. 6.63 показана ЦС для БУ с глубиной бурения до 2000 м, пропускная способность до 50 л/с, минимальный размер удаляемых частиц 0,005-0,01 мм. Особенность системы состоит в том, что узлы ЦС размещены на полуприцепах-тяжеловозах, поэтому ЦС мобильна, легко перевозится от одной скважины к другой. Монтаж сводится к правильному расположению прицепов, их креплению и обвязке узлов. В системе используется винтовой конвейер для транспортировки выбуренного шлама от блока очистки в ёмкости для утилизации или в земляной амбар.

Рис. 6.62. Система циркуляционная СЦ-11:

1 – центрифуга; 2 – вибросито; 3 – гидроциклон; 4 – илоотделитель; 5 – насос шламовый; 6 – насос (не показано); 7 – система омыва сеток (не показано);

8 – шиберы поворотные (не показаны); 9 – дегазатор 10 – конвейер винтовой;

11 – перемешиватель; 12 – блок приготовления химреагентов; 13 – блок

обработки химреагентов; 14 – ёмкость приёмная; 15 – ёмкость накопительная;

16 – ёмкость для хранения воды

Рис. 6.63. Система циркуляционная мобильная СЦ-15М:

1 – блок очистки; 2 – блок промежуточный 3 – блок очистки; 3а – блок приготовления химреагентов; 4 – блок химобработки; 5 – блок распредустройств; 6 – блок;

7 – вибросито; 8 – дегазатор; 9 – пескоотделитель; 10 – илоотделитель;

11 – центрифуга; 12 – насос буровой; 13 – компрессор; 14 – агрегат дизельный; 15, 27 – насос шламовый; 16 – гидросмеситель; 17 – диспергатор гидравлический;

18 – диспергатор; 19 – смеситель; 20 – насос; 21, 22, 24, 26 – узлы (не показаны); 23 – перемешиватель; 25 – конвейер винтовой; 28 – полуприцеп-тяжеловоз