Номенклатура выпускаемых буровых установок периодически об-

новляется более производительными и "надежными моделями, от-

вечающими возрастающим требованиям бурения и новейшим до-

стижениям науки и техники. Повышение производительности и

надежности буровых установок — предпосылка успешного выпол-

нения непрерывно возрастающих объемов бурения. Во многих

случаях смена выпускаемых моделей происходит в связи с изме-

нением параметров буровых установок.

В комплект буровых установок входят буровое оборудование

и сооружения, оборудование системы циркуляции промывочного

раствора, комплекс механизмов АСП для автоматизации спуско-

подъемных операций, регулятор подачи долота и др.

Широко распространены буровые установки на базе комп-

лектов основного бурового оборудования Уралмаш ЗД-76 и Урал-

маш 4Э-76.

Буровые установки предназначены для бурения эксплуатационных и глубоких разведочных скважин вращательным способом. Буровая установка — это комплекс буровых машин, механизмов и оборудования, смонтированный на точке бурения и обеспечивающий с помощью бурового инструмента самостоятельное выполнение технологических операций . Современные буровые установки подразделяются на следующие составные части:

· буровое оборудование (талевый механизм, насосы, лебедка, вертлюг, ротор, привод, топливомаслоустановка, дизель-электрические станции, пневмосистема);

· буровые сооружения (вышка, основания, сборно-разборные каркасно-панельные укрытия);

· оборудование для механизации трудоемких работ (регулятор подачи долота, механизмы для автоматизации спуско-подъемных операций, пневматический клиновой захват для труб, автоматический буровой ключ, вспомогательная лебедка, пневмораскрепитель, краны для ремонтных работ, пульт контроля процессов бурения, посты управления);

· оборудование для приготовления, очистки и регенерации промывочного раствора (блок приготовления, вибросита, песко и глиноотделители, подпорные насосы, емкости для химических реагентов, воды и промывочного раствора);

· манифольд (нагнетательная линия в блочном исполнении, дроссельно-запорные устройства, буровой рукав);

· устройства для обогрева блоков буровой установки (теплогенераторы, отопительные радиаторы и коммуникации для разводки теплоносителя).

Ресивер предназначены для сохранения в буровой определенного объема воздуха, сжатого до давления, при котором эксплуатируется пневматическая система. Выполняя роль как бы аккумулятора энергии, воздушные резервуары компенсируют внезапное повышение расхода воздуха н выравнивают рабочее давление в системе.



Клапаны применяются в воздушной системе управления буровыми установками — это обратный клапан у воздушных баллонов, переключательный клапан, предохранительный кла­пан на воздушном баллоне, клапан-разрядник, предназначенный для ускорения выпуска воздуха из шинно- пневматнческих муфт.

Агрегаты для снабжения воздухом

К этим агрегатам относятся компрессорная станция, воздухосборники, устройства для очистки и осушения воздуха, предохранительный клапан, вертлюжки и др. Обеспечение воздухом буровой установки производится компрессорами производительностью 5 м'/ч при давлении 0,8—0,9 МПа. В установках обычно применяются два таких компрессора, один из которых имеет механический привод непосредственно от одного нз агрегатов установки, второй (резервный) — электрический. Для обеспечения системы управления и других агрегатов сжатым воздухом применяются двух- или трехцилиндровые вертикальные или У-образные двухступенчатые компрессоры одностороннего действия.

Пневматическое управление оборудованием предназначено для:

а) дистанционного управления пневматическими муфтами;

б) торможения подъемного вала лебедки;

в) автоматического выключения МШ 700 или 2МШ 1070 и одновременного

торможения подъемного вала лебедки при затаскивании талевого блока под

кронблок;

г) торможения валов коробки скоростей муфтой МШ 300 в момент

отключения ее от трансмиссии трехдизельного блока муфтой МШ 500;

д) удержания, свинчивания, развинчивания бурильных труб.

Питание пневмосистемы сжатым воздухом осуществляется компрессором, имеющим привод от трансмиссии одношкивного силового агрегата трехдизельного блока и компрессором, имеющим привод от

электродвигателя.

Вращающиеся превенторы предназначены для герметизации кольцевого зазора между устьем скважины и бурильной колонной и обеспечения возможности вращения, подъема и спуска буриль¬ной колонны при герметизированном устье. В составе противовы-бросового оборудования вращающийся превентор используется при роторном бурении с очисткой забоя от выбуренной породы газом, воздухом или аэрированным промывочным раствором, а также при обратной промывке скважины и вскрытии пластов с высоким пластовым давлением.

Вращающийся превентор {рис. XXI.3) состоит из корпуса 7, неподвижного патрона 4 и вращающегося ствола 6, В отличие от плашечного и универсального превенторов, имеющих гидравличе¬ский привод, во вращающемся нревенторе используется самоуп¬лотняющаяся манжета 9, которая обжимает обхватываемую часть бурильной колонны под действием собственной упругости и дав¬ления на устье скважины. Литой корпус 7 из легированной стали снабжен опорным фланцем для соединеЕшя с плашечным или универсальным превенгором и боковым отводом для присоедине¬ния к циркуляционной системе буровой установки.

Универсальные превенторы обладают более широкими возмож-ностями (рис. XXI.2). Они герметизируют устье скважины при на¬личии и отсутствии в ней подвешенной колонны труб и вместе с тем позволяют, сохраняя герметичность устья скважины, пров рачивать бурильную колонну и протаскивать трубы вместе с муф¬тами и бурильными замками. Универсальный превентор способен герметизировать устье скважины независимо от диаметра и гео¬метрической формы уплотняемого предмета. Корпус 17 представ¬ляет собой стальную отливку ступенчатой цилиндрической формы с опорным фланцем и шпильками 19 для крепления превентора, проушинами 10 для его подвески при монтажно-демонтажных ра¬ботах и транспортировке.

В корпусе превентора располагаются полый ступенчатый пор¬шень 9, резинометаллическая уплотнительная манжета 5 и предо-хранительная втулка 14. Уплотнительная манжета, имеющая форму усеченного конуса с осевым отверстием, контактирует с ко¬нусным отверстием поршня и упирается в крышку 2, снабженную проходным отверстием и прямоугольной резьбой для свинчивания с корпусом превентора. Крышка уплотняется манжетой 4 и фик¬сируется в затянутом состоянии стопорным болтом 3. Глухие резь¬бовые отверстия на опорном фланце крышки предназначены для шпилек 1, используемых для крепления фланцевой катушки противовыбросового оборудования. Кольцевые канавки на опорных фланцах корпуса и крышки предназначены для металлических уплотни тельных колец 18.

Между корпусом, крышкой и поршнем образуются полости А и Б, сообщающиеся посредством штуцеров 8 и 13 и трубопроводов с гидравлической системой управления противовыбросовым обору-дованием. При нагнетании масла из системы гидроуправления в полость Б поршень перемещается вверх и внутренним кону¬сом сжимает уплотнителыную манжету в радиальном направле¬нии. В результате деформации проходное отверстие манжеты ока¬зывается полностью закрытым. При наличии инструмента ман¬жета обжимает его и перекрывает сечение между превентором и инструментом. Давление нагнетаемого в превентор масла уста¬навливается регулирующим клапаном системы гидроуправления.

Для устранения утечек масла используются самоуплотняющи-еся манжеты 6, 7, 11, 12, 15, 16 и уплотинтельпые кольца 18. Уп-лотнительная манжета удерживается в закрытом состоянии уси¬лием, создаваемым устьевым давлением в скважине на площадь поршня в полости В превентора. Превентор открывается в резуль¬тате нагнетания масла в полость А и при одновременном сливе из полости Б. Под давлением масла в полости А поршень переме¬щается вниз и освобождает манжету, которая разжимается бла¬годаря собственной упругости. Расчетное время закрытия универ¬сального превентора не должно превышать 30 с.

§ 2. ПРЕВЕНТОРЫ

Для герметизации устья скважин используют плашечные, универ¬сальные и вращающиеся превенторы.

Плашечный превентор {рис. XXI.]) предназначен для герме-тизации устья скважины при наличии и отсутствии труб в сква¬жине. Корпус 2 превентора представляет собой стальную отливку Рис. XXI. 1. Плашечный превентор с вертикальным проходным отверстием и цилиндрическими флан¬цами с резьбой для шпилек. Соединение шпильками позволяет уменьшить высоту превентора, однако требует точной его подве¬ски при монтаже противовыбросового оборудования, обеспечива¬ющей совпадение осей шпилек и отверстий фланца. Число и диа¬метр шпилек определяют из расчета фланцевого соединения на герметичность. На опорных поверхностях фланцев имеются ка¬навки для уплотнительной стальной кольцевой прокладки восьми¬гранного сечения.

Корпус превентора снабжен горизонтальной сквозной поло¬стью для размещения плашек 18. Снаружи полость закрывается боковыми крышками 1 к 6, которые крепятся к корпусу бол¬тами 5. Стыки крышек с корпусом уплотняются резиновыми про¬кладками 4, установленными в канавках крышек. Используются и откидные крышки, шарнирио соединяемые с корпусом. Для пре¬дотвращения примерзания плашек в корпус превентора встраива¬ются трубки 15 для подачи пара в зимнее время. На боковых тор¬цах крышек посредством шпилек крепятся гидроцилиндры 7 дву¬стороннего действия для закрытия и открытия превенторов. Усилие, создаваемое гидроцилиндром, должно быть достаточным для закрытия превентора при давлении на устье скважины, равном рабочему давлению превентора.

Противовыбросовое оборудование предназначено для герметизации устья скважины с целью предотвращения открытых выбросов жидкости или газожидкостной смеси и фонтанов при бурении, испытании, опробовании и освоении скважины. Основная причина этих явлений — превышение пластового давления (давления в продуктивном пласте залежи) над давлением промывочной жидкости, заполняющей скважину:

рпл>p gz,

где рпл — пластовое давление; р — плотность промывочной жидкости; g — ускорение свободного падения; z — глубина скважины. Пластовое давление возрастает примерно на 0,1 МПа на каждые 10 м глубины залегания пласта. Однако встречаются изолированные участки с аномально низким или высоким пластовым давлением, не подчиняющимся этому правилу. Интенсивность фонтанирования и выбросов возрастает с увеличением перепада давлений

В зависимости от ожидаемой интенсивности нефтегазопрояв-лений в скважине рекомендуются следующие схемы монтажа оборудования для герметизации устья скважины:

· двухпревенторная с двумя линиями манифольда

· трехпревенторная с двумя линиями манифольда;

· трехпревенторная с тремя линиями манифольда;

· трехпревенторная с четырьями линиями манифольда.

Обвязка превенторов — манифольд — предназначена для управления давлением в скважине при нефтегазопроявлениях путем воздействия на пласт закачкой раствора и создания про­тиводавления на него. Манифольд состоит из линий дросселиро­вания и глушения, которые соединяются со стволовой частью оборудования для герметизации и представляют собой систему трубопроводов и арматуры (задвижки и регулируемые дроссели с ручным или гидравлическим управлением, манометры и др.)

Превентора бывают плашечными, универсальными, вращающимися.