Проект модернизации системы сбора нефти и газа БУ 4500/270 ЭК-БМ

Описание

В проекте выполнена модернизация крюкоблока буровой установки БУ 4500/270 ЭК-БМ, для бурения скважин с использованием системы верхнего привода (СВП).

Выполнено общее описание буровых установок.

В настоящее время производятся следующие типы установок: стационарные, кустовые, мобильные и модернизированные.    

С помощью буровых установок БУ 4500/270, имеющих тиристорный привод основных механизмов, в исполнении блочно-модульного типа, выполняется кустовое бурение нефтегазовых скважин роторным и турбинным способами. Монтаж основного и вспомогательного оборудования выполнен в модулях в полной заводской готовности. Средства механизации буровой установки представлены автоматическим буровым ключом АКБ-ЗМ2; вспомогательной двухбарабанной двухскоростной лебедкой; консольно-поворотным краном грузоподъемностью 3 тонны; электрической талью грузоподъемностью 20 кН; приспособлением для подвески блока превенторов; пневмораскрепителем, механизмом для подачи труб на приемный мост, встроенным ротором и прочее. Контроль процесса бурения осуществляется компьютеризированным комплексом СГТ-микро. Основное оборудование установки укомплектовано в модули и блоки.

Описано применение комплекса утилизации жидких и твердых отходов бурения и КРС, укомплектованного комплексом оборудования, предназначенного для переработки отработанного бурового раствора и буровых сточных вод, и комплектом оборудования, посредством которого выполняется переработка твердых отходов бурения бурового шлама.

Дана характеристика кустового и разведочного бурения.

Кустовое бурение выполняется при разработках нефтяных и газовых месторождений, которые расположены в акватории морей, сильно заболоченной местности или в местности, имеющей сложный рельеф поверхности.

Разведочное бурение осуществляется за счёт вращательного способа. На него приходится 80% метража пробуренных скважин. Ограниченно применяется шнековое, ударно-вращательное, вибрационное бурение. Технологии разведочного бурения направлены на твёрдые полезные ископаемые.

Приведено описание конструкций талевых механизмов.

Талевый механизм или талевая система является грузонесущей частью буровой установки. Он представляет собой полиспаст, в состав которого включен кронблок и талевый блок, огибаемый стальным канатом. На талевом блоке имеется крюк или автоматический элеватор, предназначенный для подвешивания обсадных труб и бурильной колонны. Распределение нагрузки подвешенного груза происходит между рабочими струнами каната. Их число определяется числом шкивов талевого блока и кронблока. За счет применения талевой системы уменьшается усилие в канате от веса поднимаемого груза. Монтаж талевых механизмов осуществляется на вышке буровых устано­вок.

Рассмотрены особенности конструкции кронблока и талевого блока.

Монтаж кронблоков выполняется на наголовнике буровых вышек. Они представляют собой неподвижную часть талевого механизма. Комплектование конструкции кронблоков находится в зависимости от типа используемых вышек. Они между собой по числу шкивов, грузоподъемности и конструктивной схеме.

Посредством талевых блоков обеспечивается ручная расстановка свечей и выполняется работа с комплексом АСП. Они изготавливаются одно- и двухсекционными.

Проведен патентно-информационный обзор, в ходе которого изучены авторские свидетельства конструкций: талевые блоки. Шпилька ствола безрезьбового крюка, Крюковая подвеска.

Сделано техническое предложение по модернизации крюкоблока УТБК-5-270.

При бурении скважин посредством буровых установок БУ 4500/270 ЭК-БМ с СВП обнаружена проблема, которая заключается в повышенном износе талевого каната. Это происходит вследствие того, что расстояние между крюкоблоком и кронблоком сократилось за счет использования СВП, на высоту СВП 6,5 м. Конструкция крюкоблока включает в состав талевый блок УТБ-5-270 и крюк УУТЛ-270, соединенные осями. Крюк выполнен из вращающихся на упорном подшипнике частей: сварно-литого крюка, ствола, пружины, установленных между фланцами стаканов, двух вкладышей, и не вращающихся частей – траверсы, гидроамортизатора и крышки. Закрытие зева крюка выполняется защелкой с пружинным стопором. Защелка закрывается штропом вертлюга в момент его посадки на крюк. На боковых рогах крюка имеются седловидные выточки под штропа элеватора, которые закрываются от соскакивания штропов с помощью скоб. Удержание ствола от поворота выполняется шпонкой. Общая длина крюка, которая используется в крюкоблоке, составляет 3813 мм.

В качестве модернизации предлагается замена крюка на подвеску (адаптер) с расположение его на штатные места крепления крюка. При этом длина модернизированного приспособления составляет 1873 мм, что значительно меньше первоначальной длины крюка.

Выполнен расчет элементов подвески.

Крепление адаптера в конструкции блока выполняется на два пальца.

Определены параметры:

Для узла крепления элемента адаптера выбрана серьга СВП 140х180 мм.

В проекте приведен расчет адаптера численными методами с помощью программного обеспечения Autodesk Inventor Professional 2009 Технология ANSYS. По результатом установлено конструкция адаптера (выбранные и рассчитанные геометрические размеры) полностью подходит с коэффициентом запаса более 6.

Составлена экономическая часть с определением стоимости модернизированного талевого блока вместе с адаптером, которая составляет 3183822,41 рублей. Общая экономия для предприятия от применения модернизированного талевого блока по сравнению с крюкоблоком для выполнения спускоподъемных операций составляет 580377 рублей.

Разработаны мероприятия по безопасности и экологичности проекта.

В работе проведена модернизация крюкоблока УТБК-5-270 буровой установки путем его замены на адаптер, в результате чего уменьшилась масса крюкоблока, время проведения ТО и стоимость изделия в целом.