Сведения о буровых установках для бурения глубоких разведочных и эксплуатационных нефтяных и газовых скважин

ЛЕКЦИЯ 1 СВЕДЕНИЯ О БУРОВЫХ УСТАНОВКАХ ДЛЯ БУРЕНИЯ ГЛУБОКИХ РАЗВЕДОЧНЫХ И ЭКСПЛУТАЦИОННЫХ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН Номенклатура буровых установок, выпускаемых промышленностью, чрезвычайно широка и постоянно увеличивается и обновляется. Ее расширение обусловлено следующими причинами: - увеличением числа задач, решаемых посредством бурения (назначение буровых установок), и изменением условий их применения (регионы, глубины, конструкции скважин); - развитием новых технологий строительства скважин и повышением требований к качеству работ; - совершенствованием конструкций узлов и механизмов буровых установок, внедрением новых технологических процессов их изготовления. В связи с вышеизложенным описание даже основных типов буровых установок в рамках одного издания представляется достаточно сложной задачей. Кроме того, конструкции буровых установок, предназначенных для бурения однотипных скважин, зачастую отличаются друг от друга только компоновкой или параметрами отдельных узлов и механизмов. Поэтому описание установок предлагается производить в следующей последовательности. 1. Назначение установки (круг решаемых задач, условия эксплуатации, способ бурения). 2. Классификация машин по конструкции и параметрам. 3. Описание конструкции конкретных (типичных) буровых установок или одной типовой установки. 4. Описание комплектности основных выпускаемых установок и их параметров. 1.1 Современные установки для бурения глубоких разведочных и эксплуатационных скважин Установки для бурения глубоких разведочных и эксплуатационных скважин по назначению могут быть разбиты на две группы [9]: - для бурения на суше; - для бурения на море. Среди установок для бурения на суше выделяются следующие группы: - мобильные (передвижные) установки; - для кустового бурения; - стационарные буровые; - для сверхглубокого бурения. Внутри каждой группы установки различаются по типу привода, составу и компоновке оборудования, способу монтажа. По типу привода выделяются установки с дизель-механическим, дизельгидравлическим, дизель-электрическим и электрическим приводами. В зависимости от способа монтажа установки подразделяются на крупноблочные, мелкоблочные, универсальные и блочно-модульные. По составу и компоновке оборудования различают установки в зависимости от расположения оборудования относительно оси скважины в плане и по вертикали. Тип компоновочной схемы зависит от способа монтажа и перевозки, типа привода, расположения скважин, условий бурения. В особую группу выделяют установки с эшелонным расположением блоков. Серийно выпускаемые буровые установки для эксплутационного и глубокого разведочного бурения по ГОСТ 16293-89 подразделяются на 12 классов. Стандарт предусматривает два основных параметра буровых установок: допускаемая нагрузка на крюке в процессе бурения и крепления скважины и глубина бурения скважин при массе одного метра бурильной колонны равной 30 кг. Глубина скважины принимается условной, так как уменьшение или увеличение массы бурильной колонны за счет применения различных типоразмеров бурильных труб и компоновки низа бурильной колонны ведет к изменению наибольшей глубины бурения. Каждый из классов включает буровые установки нескольких модификаций, отличающихся типом применяемого привода основных механизмов (ротора, лебедки, насосов), общей компоновкой, грузоподъемностью, гидравлической мощностью и другими параметрами и показателями. Целесообразность использования того или иного класса и модификации установок определяют по их экономической эффективности, способу бурения, объему буровых работ, климатическим условиям, рельефу местности, состоянию грунта и другим факторам. Однако в последние годы по требованию буровых предприятий появились установки с допускаемой нагрузкой на крюке сверх требований ГОСТа, в частности, выпускаются установки грузоподъемностью 140, 175, 225 т. Чтобы ограничить появление большого разнообразия машин, Госгортехнадзор подтвердил в Правилах безопасности в нефтяной и газовой промышленности, что параметры буровых установок должны соответствовать ГОСТ 16293-89. В России комплектные установки изготавливаются в основном двумя компаниями: Объединенными машиностроительными заводами (фирма ОМЗНГО) и Волгоградским заводом буровой техники (ВЗБТ). В советский период существовало разделение, когда установки грузоподъемностью до 160 тс включительно производились на ВЗВТ, а установки от 200 тс и выше - на Уралмашзаводе (ныне фирма ОМЗ-НГО), В настоящее время компании проводят самостоятельную техническую политику, в частности, ОМЗ-НГО выпускает полный спектр буровых установок, начиная от мобильных, грузоподъемностью 80 тс, и заканчивая установками сверхглубокого бурения. Следует отметить, что полный спектр буровых установок производится только на предприятиях ОМЗ. Аналогичный по широте спектр буровых установок выпускает, помимо ОМЗ, только одно предприятие в мире - это американская корпорация “National Oilwell”. Условное обозначение буровых установок БУ 3200/200 ДЭР БМ - Ц Тип системы управления: Ц - цифровая Монтажеспособность: БМ – блочно-модульная; У – универсальная; П – передвижная; М – мобильная; Тип привода: Д – дизельный; ДГ – дизельгидравлический; Э – электрический; ДЭ – дизельэлектрический; ЭР – электрический регулируемый Номинальная грузоподъемность (допускаемая нагрузка на крюке), тс Условная глубина бурения (для труб 114 мм), м Буровая установка ОМЗ: 1.1. Мобильные (передвижные) 1 .2. Кустовые 1.3. Стационарные + + + + + 500 400 320 250 225 200 160 125 100 80 Таблица 1.1 Распределение установок по грузоподъемности и компаниямизготовителям КомпанияГрузоподъемность, т Шифры изготовитель типичных Группы буровых установок установок ТО125-СА-А6 БУ2900/175ЭР + + + + + + + + + БУ3900/225 ЭКБМ + + БУ8000/500 ДЭР Уралмаш- 1 .4. Морские + 1 .5.Сверхглубокие ВЗБТ: 2.1. Мобильные 2.2. Кустовые 2.3. Стационарные + + + + + 5000/320ППЭМ + Уралмаш-15000 БР-125 + + + + + + БУ2900/200 ЭПКБМ БУ2900/175ДЭП АРБ- 100 Кунгурский маш. завод + 3. 1 . Мобильные + + 1.1.1 Буровые установки производства ОАО "УРАЛМАШ" ОАО "Уралмаш" выпускает комплектные буровые установки (БУ) и наборы бурового оборудования (НБО) для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 2500-8000 м с дизельным (Д) и дизель — гидравлическим (ДГ) приводами, электрическим приводом переменного тока (Э) и электрическим регулируемым (тиристорным) приводом 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); 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 спускоподъемных 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 природноклиматических 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 помощью специальных устройств, входящих в комплект поставки. В табл. 1.2 даны технические характеристики буровых установок и наборов бурового оборудования, а в табл. 1.3, 1.4 указаны основные комплектующие механизмы и агрегаты. В буровых установках с дизель-электрическим приводом БУ1UNОС500ДЕ и БУ1UNОС320ДЕ в качестве источника энергии используются дизель — электрические станции фирмы Саtеrрillar, а для очистки бурового раствора - оборудование зарубежных фирм. Мобильные (передвижные) буровые установки Характерными конструктивными признаками мобильных (передвижных) установок является модульная компоновка, наличие собственной транспортной базы и встроенных транспортных устройств для перевозки модулей с помощью седельных тягачей и подкатных тележек. Каждый модуль представляет собой транспортную единицу со всем необходимым оборудованием (технологическое оборудование, коммуникации, укрытия, устройства обогрева), прошедшую полную заводскую сборку и готовую к монтажу и эксплуатации [9]. Такое построение буровых установок позволяет значительно сократить сроки монтажа, демонтажа и перевозки оборудования. К мобильным (передвижным) установкам относятся буровые установки Объединенных машиностроительных заводов БУ2500/160 ДП-БМ, БУ2500/160ДЭР-П и БУ 2900/175 ЭР-П (рис. 1.1 и 1.2). Перевозка модулей этих установок может осуществляться по дорогам общего пользования, а сами модули оснащены гидродомкратными устройствами, позволяющими при монтаже обходиться без крановой техники. Блок-модули монтируются на точке бурения таким образом, что создаются общие помещения, например, помещение циркуляционной системы и помещение буровых насосов. Перечень модулей представлен в табл.1.4. Установки данного типа предназначены для бурения нефтяных и газовых скважин турбинным или роторным способом, а также могут применяться для освоения, ремонта и обслуживания скважин. Перспективной областью применения этих установок является бурение вторых стволов. Таблица 1.4 Состав блок-модулей мобильных (передвижных) буровых установок Наименование Основные узлы модулей в буровых установках модулей БУ 2500/160 ДЭР-П| БУ 2900/175 ЭР-П| БУУ 2500/160 ДПБМ 1 2 3 4 1 . Модуль Несущая металлоконструкция модуля, талевая система, верхней секции канатная лебедка, освещение, секция лестницы -стремянки, вышки оттяжки 2 Модуль Несущая металлоконструкция модуля, секция стояка средней манифольда, платформа верхнего рабочего, освещение, секции вышки секция лестницы-стремянки 3. Модуль Несущая металлоконструкция модуля, секция стояка нижней секции манифольда, платформа верхнего рабочего, освещение, вышки гидропривод гидроцилиндров подъема вышки, секция лестницы-стремянки 4. Модуль буровой лебедки Буровая лебедка с электроприводом постоянного тока, дополнительный привод переменного тока, электрооборудование, отопительный агрегат, коммуникации, укрытие, устройство транспортное, гидродомкратное устройство Односкоростная лебедка, управление ленточным тормозом, вспомогательный тормоз, двухдизельный привод с гидромеханическим и трансмиссиями с четырьмя прямыми скоростями и одной обратной, цепная спаривающая трансмиссия, глушители и искрогасители, коммуникации, укрытие, устройство транспортное, гидродомкратное устройство Продолжение таблицы 1.4 1 2 3 4 5. Модули Опорный модуль вышки со стойкой Рама-аппарель с трансмиссии под вышку, встроенной коробкой размещенной на ней ротора передач трансмиссии ротора, стайкой под вышку, карданные валы, модуль привода трансмиссией ротора с двигателем постоянного тока, ротора в виде телескопическими гидроцилиндрами углового редуктора подъема вышки и с рамой-аппарелью и карданных валов, для размещения на ней модуля лебедки телескопическими гидроцилиндрами подъема вышки, транспортным устройством, коммуникациями 6. Модуль рабочей площадки Опорная рама, четыре телескопические стойки, рама подроторная, пол буровой площадки, подсвечник, ротор с угловым редуктором, место установки ключа АКБ-4, отопительные агрегаты, коммуникации, укрытие, устройство транспортное, гидродомкратное устройство Рама с емкостью, вибросита, пескоотделитель, 7. Модуль илоотделитель, дегазатор, коммуникации, трубопроводы, грубой отопительный агрегат, укрытие, электрооборудование, очистки насосный агрегат, устройство транспортное, гидродомкратное устройство Продолжение таблицы 1.4 1 8. Модуль тонкой очистки 32 4 2Рама со стойками, 2 центрифуга, система 2 шламоудаления, Р трубопроводы, а укрытие, электрооборудование, м насосный а агрегат, устройство транспортное, гидродомкратное с устройство о с т о й 9. Модуль Рама со стойками, к смесительная воронка, приготовления трубопроводы, а балка грузовая с электротельфером м и , ц е н т р и ф у г а , с и с т е м а ш т а м о -- 10. Модуль емкости промежуточный Рама с емкостью, коммуникации, трубопроводы, укрытие, электрооборудование, перемешиватели, устройство транспортное, гидродомкратное устройство Рама с емкостью, коммуникации, перемешиватели, трубопроводы, отопительный агрегат, укрытие, электрооборудование, смесительная воронка, подпорные насосы, устройство транспортное, гидродомкратное устройство Продолжение таблицы 1.4 1 2 3 4 11 . Модуль Рама с емкостью, коммуникации, Рама с емкостью, емкости перемешиватели, трубопроводы, коммуникации, приемный отопительный агрегат, укрытие, перемешиватели электрооборудование, подпорные трубопроводы, насосы, устройство транспортное, отопительный гидродомкратное устройство агрегат, укрытие, электрооборудование, смесительная воронка, подпорные насосы, устройство транспортное, гидродомкратное устройство Продолжение таблицы 1.4 1 2 3 12. Модуль Рама модуля, буровой насос УН6Т-600 с буровых электроприводом, трубопровод высокого насосов № 1 давления, всасывающий трубопровод, электрооборудование, пульт управления, отопительный агрегат, коммуникации, укрытие, устройство транспортное, гидродомкратное устройство 4 Рама модуля, буровой насос УНБТ-600, двухдизельный привод со спаривающей цепной трансмиссией, клиноременная передача, трубопровод высокого давления, всасывающий трубопровод, электрооборудование, пульт управления, отопительный агрегат, коммуникации, укрытие, устройство транспортное, гидродомкратное устройство Продолжение таблицы 1.4 1 2 3 13. Модуль Рама модуля, буровой насос УНБТ-600 с буровых электроприводом, трубопровод насосов № 2 высокого давления, всасывающий трубопровод, электрооборудование, пульт управления, отопительный агрегат, компрессор высокого давления, коммуникации, укрытие, устройство транспортное, гидродомкратное устройство 14. Модуль пневмокомпенсаторов 4 Рама модуля, буровой насос УНБТ-600, двухдизельный привод со спаривающей цепной грансмиссией, клиноременная передача, трубопровод высокого давления, всасывающий трубопровод, компрессор высокого давления, электрооборудование, пульт управления, отопительньй агрегат, коммуникации, укрытие, устройство транспортное, гидродомкратное устройство Рама модуля, распределительное устройство с пневмокомпенсаторами, коммуникации, укрытие, устройство транспортное, гидродомкратное устройство Рама модуля, компрессоры, воздухоосушители, трубопроводы, воздухосборники, электрооборудование, коммуникации, укрытие, устройство транспортное, гидродомкратное устройства 15. Модуль компрессорный Продолжение таблицы 1.4 1 2 3 Рама модуля, электрооборудование, коммуникации, блок-бокс, устройство 16. Модуль транспортное, гидродомкратное комплектного устройство тиристорного устройства 17. Модуль комплектного распределительного устройства 4 - Рама модуля, электрооборудование, коммуникации, блок-бокс, устройство транспортное, гидродомкратное устройство - Корпус моста с толкателем трубы, модуль привода, электрооборудование, желоб наклонный Мост приемный со складными стеллажами, наклонный желоб, устройство транспортное 18.Модуль моста приемного Таблица 1.5 Параметры передвижных буровых установок [12] 2500/160ДП- 2500/160ДЭР-П 2900/175ДЭР-П 3200/200ДЭР-М Параметры/ (ЭР-П) (ЭР-П) БМ модель 1 Основные 2 160 3 160 4 175 5 200 характеристики Допускаемая нагрузка на крюке (по ГОСТ16293), тс Максимальная статическая нагрузка на крюке ( API) тс Условная глубина бурения, м Длина бурильной свечи, м Тип привода 200 200 210 240 2500 2500 2900 3200 18 Дизельный 18 18 18 ДизельноДизельноДизельноэлектрический электрический электрический (электрический) (электрический) Продолжение таблицы 1.5 1 2 Вышка тип УМ31-160ОГР Мачта с открытой передней гранью 3 УМ31-160ОГР Мачта с открытой передней гранью 4 УМ32-175ОГР Мачта с открытой передней гранью 5 УМ33-200ОГ-Р Мачта с открытой передней гранью, 2-х секционная телескопическая 33,0 Высота 31,0 31,0 32,0 Основание Тип складное складное складное складное Высота основания (отметка пола буровой), м 6,6 7,2 7,2 7,2 Средства монтажаПодъем вышки телескопическими гидроцилиндрами. средства транспортированияСедельные тягачи МАЗ-53Г с подкатными тележками Оборудование дляКонсольно-поворотный кран, червячные тали в модулях, механизации вспомогательная лебедка, механизированный приемный мост. Укрытия Утепленные Талевая система Диаметр талевого каната, мм 28 28 28 28 Число струн талевой системы (оснастка) 8 (45) 8 (45) 8 (45) 10 (56) Продолжение таблицы 1.5 1 2 Лебедка Расчетная мощность входном валу,кВт ЛБУ1200 3 4 5 ЛБУ-600 ЭТ-3-ПЛБУ-600 ЭТ-3-П ЛБУ670 ЭТ-3 на 550 600 600 УВ-160МА УВ-175МА 160 175 100 Р-700 105 Р-700 145 Р-700 370 370 370 370 Диаметр отверстия в столе ротора, 700 мм Допускаемая статическая 500 нагрузка, тс 700 700 700 500 500 500 Вертлюг УВ-160МА Грузоподъемность, тс 160 Динамическая грузоподъемность, (API) тс 100 Ротор Р-700 Расчетная мощность привода ротора, кВт 670 УВ-225МА 225 Продолжение таблицы 1.5 1 Насос Мощность насоса, кВт Максимальная подача, л/с Максимальное давление на выходе, МПа Циркуляцион ная система общий полезный объем, м3 Число степеней очистки 2 УНБТ-600 600 3 УНБТ-600 600 4 УНБТ-600 600 5 УНБТ-600 600 50,9 50,9 50,9 50,9 35 35 35 35 120 120 120 120 4 4 4 4 Буровая установка БУ 2900/175 ЭР-П состоит из 17 модулей (рис. 1.2 а, б). Часть модулей изготовлена в трейлерном исполнении. К ним относятся модули буровой площадки, буровой лебедки, насосов, пневмо-компенсаторов, циркуляционной системы, комплектного распределительного устройства, комплектного тиристорного устройства. Модули имеют полную заводскую готовность, т.е. имеют все необходимое оборудование, коммуникации, укрытия, транспортное устройство под седельный тягач и специализированную подкатную тележку. Они проходят полную сборку и заводские испытания. Три модуля вышки на месте монтажа соединяются между собой восемью пальцами. В собранном виде на точке бурения установка состоит из трех основных блоков и нескольких установленных отдельно модулей. К блокам относятся Вышечно-лебедочный, насосный и циркуляционной системы. Вышечно-лебедочный блок размещается на фундаменте (рис.1.2). Отдельно расположены модули: компрессорный, комплектного распределительного устройства (КРУ) и комплектного тиристорного устройства (КТУ). Между модулями размещены коммуникации воздуха, воды, пара. Кабели силовые и управления находятся в желобах кабельных трасс. Вышечно-лебедочный блок (рис. 1.3) представляет собой разборное металлическое основание, содержащее трейлерный модуль буровой площадки 1, подсоединенные к нему модули трансмиссии ротора 2 (модуль опорный и модули гидроцилиндров и привода ротора), вышку 3, 4, 5, установленную на модуль опорный, модуль буровой лебедки. Кинематическая схема буровой установки приведена на рис.1.4. Подъем инструмента массой до 32 т производится на быстрой передаче буровой лебедки с постоянной скоростью 1,6 м/с, подъем инструмента массой от 32 до 85 т - по кривой постоянства мощности, плавно уменьшающей скорость подъема до 0,617 м/с. После переключения коробки передач на тихую скорость становится возможным подъем инструмента массой более 85 т по кривой постоянства мощности, также плавно уменьшающей скорость подъема до 0,297 м/с при массе инструмента 175 т. Для привода ротора применяется зубчатая двухскоростная коробка передач, позволяющая работать на первой передаче при крутящем моменте на столе ротора от 0 до 30 кНм, При этом используется характеристика постоянства мощности электродвигателя, позволяющая плавно менять частоту вращения стола от 232 до 139 об/мин. Для повышения момента на столе используется вторая передача, позволяющая плавно менять его значение до 50 кНм, Наклонная вышка с открытой передней гранью установлена на шарнирных регулируемых опорах на раму модуля опорного с углом наклона 2,70. Подъем и опускание вышки производится с помощью телескопических гидроцилиндров. Вышка состоит из мачты, платформы верхового рабочего 6 и четырех регулируемых опор. Мачта состоит из трех модульных секций 3,4,5, осна щенных всеми необходимыми узлами и коммуникациями. Модуль верхней секции 5 включает металлоконструкцию секции, кронблок с четырьмя шкивами диаметром 760 мм и одним выносным шкивом диаметром 1000 мм. На кронблоке установлено страховочное устройство 7 для безопасного перемещения верхнего рабочего по лестнице-стремянке. Модуль включает кронблок с заправленным талевым канатом диаметром 28 мм, монтажную тележку кронблока и канатную лебедку 8, на которой находится 600 м каната 9 диаметром 28 мм. На секции располагается необходимое электрооборудование и шкивы подвески машинных ключей, секция лестницы-стремянки. Модуль средней секции 4 состоит из металлоконструкций секции, стояка манифольда с площадкой для его обслуживания, электрооборудования, секции лестницы-стремянки. Модуль приспособлен для размещения платформы в двух положениях: для бурильных свечей 16 и 18 м. Модуль нижней секции 3 включает металлоконструкцию секции, установку поворотных блоков для канатов пневмораскрепителя и пневмосвинчивателя, нижнюю секцию стояка манифольда, электрооборудование, гидропровод к подъемным телескопическим гидроцилиндрам, секцию лестницы-стремянки. Модуль буровой площадки состоит из ротора Р-700 с угловым редуктором, подсвечника, бурового ключа АКБ-4, 12, пульта управления ключом, вспомогательной лебедки ЛВ-44-2 10 и 11, поста бурильщика 12, мягкого укрытия на каркасе 13 и пневматического механизма открывания ворот 14. Верх буровой площадки с полом установлен на складных телескопических стойках, имеющих встроенные телескопические гидроцилиндры. Перед перевозкой модуля верх его складывается, обеспечивая необходимый дорожный габарит по высоте. На полу буровой площадки размещены воздушно-отопительные агрегаты. Низ буровой площадки укрыт мягким укрытием и имеет для обогрева два воздушноотопительных агрегата. Модуль трансмиссии ротора состоит из модуля опорного и модуля привода ротора. На раме модуля опорного трансмиссии ротора размещена двухскоростная коробка передач привода ротора, вертикальный карданный вал от коробки передач к угловому редуктору ротора и горизонтальный карданный вал от коробки к двигателю постоянного тока ДПП 55/34-4К 630 кВт, расположенного на модуле привода ротора. На опорном модуле размещены цилиндры пневмораскрепителя и пневмосвинчивателя, а также металлические корзины с противовесами для подвески машинных ключей. Модуль привода ротора представляет плоскую мощную металлическую раму, на которой кроме двигателя ротора размещаются два трехступенчатых телескопических гидроцилиндра для подъема вышки в рабочее положение и механизм крепления неподвижного конца талевого каната. На модуле привода ротора устанавливается модуль буровой лебедки 15, содержащий мощную сварную раму с установленной на ней буровой лебедкой ЛБУ-600ЭТ-3-П с зубчатой коробкой передач и электродвигателем постоянного тока ДПП 55/34-4К 630 кВт. Электродвигатель лебедки работает в режимах спуска, подъема, торможения бурильной колонны, а также в режиме регулятора подачи долота. Аварийное торможение лебедки производится дисковым пневматическим тормозом, размещенным на коробке передач. Для аварийного подъема колонны труб рядом с буровой лебедкой размещен дополнительный привод с асинхронным двигателем и цепной передачей на лебедку. Здесь же размещен воздушноотопительный агрегат, кабели и шкафы электрооборудования, воздухопровод, паропровод. Укрытие модуля выполнено из трехслойных утепляющих панелей. По торцам рамы установлены съемные кронштейны транспортного устройства для установки модуля на тягач и подкатную тележку. На кронштейне под тягач размещено гидродомкратное устройство для установки на тягач. По кронштейнам и раме проложен воздухопровод тормоза тележки и кабель задних огней тележки. На противоположном от стороны тягача конце рамы модуля по ее бокам размещены монтажные катки, с помощью которых модуль закатывается на раму трансмиссии ротора. Блок буровых насосов (рис.1.3) содержит трейлерные модули буровых насосов №1, и №2, а также трейлерный модуль пневмокомпенсаторов 18. Каждый из которых имеет элементы утепленных укрытий. При стыковке всех этих модулей боковыми сторонами на точке бурения образуется общее помещение. Модули насосов №1 и №2 различаются тем, что трансмиссии их приводов и укрытия имеют зеркальное расположение. Каждый из этих модулей включает раму, буровой насос УНБТ-600, привод, систему смазки насоса, транспортное устройство, воздухопровод тормоза тележки, электрооборудование с двигателем постоянного тока 630 кВт, всасывающий трубопровод, нагнетательный трубопровод, домкратное устройство, кран на 0,2 т, воздушно-отопительный агрегат. Утепленная рама модулей имеет поддоны для сбора пролитой жидкости с насосом откачки. Модуль включает элементы паропровода и пульт управления насосом. Модуль пневмокомпенсаторов 18 на точке бурения находится между модулями насосов №1 и №2. Модуль содержит раму с транспортным устройством и домкратным устройством. На раме размещены установка пневмокомпенсаторов с гидравлическим распределительным устройством, нагнетательный и всасывающий трубопроводы, паропровод, электрооборудование, кабель задних огней тележки, воздухопровод тормоза тележки. В раме имеется поддон для слива пролитой жидкости и насос с трубопроводом для откачки этой жидкости. Предусмотрен кран на 0,2 т для обслуживания пневмокомпенсаторов, компрессор высокого давления для заправки компенсаторов. Блок циркуляционной системы 19 (рис. 1.3) состоит из четырех трейлерных модулей циркуляционной системы: грубой очистки, промежуточной емкости, приготовления раствора и приемной емкости. Сюда входят также растворопроводы, стойки под них, грузовая балка под червячную таль 1 т, насосы для откачки пролитой жидкости, соединители труб и клинья-фиксаторы положения модулей относительно друг друга. Все модули циркуляционной системы содержат рамы, транспортные и домкратные устройства. Имеющиеся на модулях элементы утепленных укрытий образуют на точке бурения общее помещение. Модуль грубой очистки бурового раствора 20 (рис. 1.3) имеет раму с баком, на котором установлены вибросито грубой очистки с пескоотделителем и илоотделителем, дегазатор «Каскад-40». Модуль включает центробежный насос с электроприводом, трубопроводы, электрооборудование, трубопроводы кабельных трасс, уровнемер, плотномер, В элементы укрытия входит съемная крыша с вентиляторами и дефлекторами. Для соблюдения дорожного габарита при перевозках рама с аппаратами очистки также выполнена съемной. Модуль емкости промежуточной 21 включает раму, бак бурового раствора 30 м3 с механическими перемешивателями и бак 10 м3 для приготовления бурового раствора с гидравлическими перемешивателями, центробежный насос с электроприводом. Элементы укрытий имеют съемную крышу. Модуль промежуточный (приготовления раствора) 22 включает раму с транспортным и домкратным устройствами. На раме размещены: бак химреагентов, центробежный насос с электроприводом, воронка смесительная. Имеется балка грузовая и электротельфер на 2,0 т для подачи с торца модуля глинопорошков в их таре, электрооборудование, трубопроводы, трубопроводы кабельных трасс, агрегат воздушно-отопительный. Модуль устанавливается между модулями очистки и промежуточной емкости. Модуль приемной емкости 23 содержит раму с транспортным и домкратным устройствами, на которой размещен бак с механическими перемешивателями. два подпорных центробежных насоса с обвязкой, электрооборудование, трубопроводы кабельных трасс, трубопроводы раствора, уровнемер, плотномер. Установка емкости доливной 27 (рис, 1.3), содержит утепленный бак 16 м3 на раме, часть которой служит ходовой площадкой. Бак с рамой установлены на высокой стойке таким образом, что уровень ходовой площадки рамы находится на уровне буровой площадки и одновременно служит для обслуживания бака и прохода по ней к боковой лестнице у модуля лебедки. Бак имеет паровой змеевик для обогрева раствора. Модуль компрессорный 24 (рис. 1.3) содержит раму с транспортным и домкратным устройствами, утепленное укрытие, два компрессора производительностью 6 м3 с электроприводом, воздухоосушитель, электрооборудование. Вне укрытия размещены два воздухосборника объемом по 2,7 м3 каждый. Модуль содержит воздухопроводы, кабель задних огней тележки, воздухопровод тормоза тележки. Мост приемный, механизированный 25 (рис. 1.3) включает ферму, являющуюся основанием моста, блок с электроприводом, наклонный желоб. Блок привода с фермой в рабочем положении содержит толкатель, размещенный на круглозвенной цепи и перемещающийся по продольной прорези посредине моста. Толкатель предназначен для перемещения бурильных труб вдоль моста и по наклонному желобу. Управление мостом дистанционное. В рабочем положении к мосту подсоединяются трубные стеллажи 26 трапециевидного сечения, выполненные из труб. Трейлерный модуль комплектного тиристорного устройства 28 (рис. 1.3) предназначен для преобразования переменного тока от модуля комплектного распределительного устройства в постоянный ток для питания электродвигателей основных механизмов. Модуль содержит блок-бокс с тиристорным устройством, расположенный на раме. Трейлерный модуль комплектного распределительного устройства, с площадками обслуживания 29 (рис. 1.3), содержит ряд электрических устройств (высоковольтное комплектно-распределительное устройство, трансформаторы, фильтро-компенсирующее устройство и др.), размещаемых на раме, включающей транспортное и домкратное устройства, воздухопровод тормоза подкатной тележки и кабель задних огней тележки. В модуль включены две ходовые площадки 30, размещенные с боковых сторон модуля. В одной из площадок встроены каналы-желоба для кабелей. Все трейлерные модули снабжены транспортными устройствами и домкратами. Транспортное устройство имеет вид двух Г-образных кронштейнов, крепящихся с помощью пальцев к торцам рамы модуля. Один кронштейн предназначен для установки под него подкатной тележки, на которую он может опираться поперечной трубчатой опорой. Другой кронштейн - для установки его на седло тягача, для этого у него имеется опорная площадка со стержнем для зацепа с седлом тягача. В кронштейн тягача встроено домкратное гидравлическое устройство, предназначенное для подъема модуля на седло тягача, содержащее два гидроцилиндра по бокам кронштейна, шарнирно опирающихся на одну общую опорную плиту. К плите шарнирно подсоединены рычаги-подводки, другим концом шарнирно соединенные с осями на боках рамы модуля. Подвод гидрожидкости к цилиндрам производится через гидропровод домкрата от гидроагрегата, подсоединяемого к нему рукавами через быстроразъемные соединения. Установка модуля на подкатную тележку производится гидродомкратом, встроенным в тележку. Гидроцилиндр поднимает грузовую балку до соприкосновения посадочных мест с опорой кронштейна. Это положение закрепляется пальцевыми фиксаторами, а на посадочные места тележки надеваются хомуты с болтами. Тележка соединяется с кронштейном кроме хомутов еще двумя поводками, за которые модуль тянет тележку при транспортировке. Установка комплектуется подкатной тележкой (тележка специализированная ЧМЗАП-8951) 31 (рис. 1.2) грузоподъемностью 30 тс, предназначенной для перевозки модулей передвижных установок ОМЗ с использованием седельных тягачей МАЗ-537Г, КЗКТ-7428. Тележка содержит две оси с колесами, оснащенные шинами 18.00-25 н.с 32 ГОСТ 26585 с внешним диаметром 1600 мм. Подвеска колес - зависимая четырехрессорная. Тележка имеет встроенный гидродомкрат для подъема модуля в транспортное положение. Тормозная система одно- или двухпроводная. Для всех модулей буровой установки применяется однопроводная система. Имеется дышло для перевозки тележки и для размещения воздухопровода тормоза тележки и кабеля ее задних огней, Пост бурильщика 12 (рис 1.2) включает основание, пульты электрического и пневматического управления. На нем также установлен показывающий пульт бурильщика, относящийся к системе технологического контроля параметров бурения СГТ-микро. В основании поста размещен пневматический регулируемый амортизатор вибраций и змеевик парового подогрева пола поста, В составе укрытия верха буровой площадки имеется навес над постом бурильщика. В состав гидрооборудования установки включены два гидроагрегата с электроприводными насосами, системой управления и регулирования, комплектом рукавов высокого давления. Гидроагрегаты предназначены для питания телескопических гидроцилиндров подъема вышки и буровой площадки, а также для обслуживания гидродомкратов модулей и подкатной тележки при их монтаже - демонтаже. Оба гидроагрегата взаимозаменяемы, Лестницы с площадками 32 (рис. 1.2), включают переднюю лестницу буровой площадки у наклонного желоба и две лестницы задние, опускающиеся с буровой площадки к модулю лебедки. Все лестницы снабжены перилами. С обеих сторон модуля буровой лебедки установлены ходовые площадки с лестницами для схода. Другое оборудование, не вошедшее в модули, перечислено в табл. 4.5, Комплект деталей межмодульных трубопроводов состоит из труб различного диаметра, фитингов и шлангов для подсоединения к паровым и воздушным линиям модулей. Комплект монтажных частей предназначен для монтажа вышки и включает монтажные стойки под секции вышки, лестницу. Устройство эвакуации верхнего рабочего 33 (рис1.2) представляет собой кабину, подвешенную на шкивах на грузовом тросе, натянутом под углом к поверхности земли. Один конец троса крепится к платформе верхового, а другой - к раме на земле. Кабина через обводные шкивы подсоединена к двум концам тягового каната, который частично навит на барабан лебедки, разме- щенной на раме. На одном валу с барабаном лебедки установлен гидродинамический тормоз (замедлитель), наполненный гидрожидкостью. При перемещении кабины вниз по грузовому тросу барабан лебедки начинает вращаться от натяжения тягового каната. Гидродинамический тормоз при этом ограничивает скорость передвижения кабины до 4 м/с. Для регулирования и остановки кабины в ней предусмотрен ручной тормоз. Рис. 1.1 Буровая установка БУ2500/160 ДП-БМ Рис.1.2 Буровая установка БУ2900/175 ЭР-П: а – вид спереди; б – вид сбоку Рис.1.3 План буровой установки БУ 2900/175 ЭР-П Рис.1.4 Кинематическая схема буровой установки БУ 2900/175 ЭР-П Установки для кустового бурения серии ЭК - БМ Строительство скважин кустовым способом имеет ряд существенных достоинств экономического и социального характера. Это прежде всего, значительное сокращение материальных и трудовых затрат на инженерное обустройство площадок под скважины, подъездных дорог к ним и месторождений в целом, особенно в условиях моря, заболоченности территорий и бездорожья, где возникает необходимость сооружения искусственных оснований под скважины и дорог специальных конструкций. Значительно снижаются затраты на вышкостроение, так как в период разбуривания куста буровое оборудование передвигается в пределах кустовой площадки в собранном виде. Помимо этого, кустовой способ позволяет улучшить баланс рабочего времени буровой бригады, так как снижаются до минимума простои при перемещении оборудования на новую точку бурения (скважину). Строительство скважин кустовым методом составляет в настоящее время более 70 % от всего объёма эксплуатационного бурения. Причём основной объём кустового бурения приходится на долю Западной Сибири, где кустовое бурение скважин наиболее широко распространено и является решающим экономическим фактором при освоении нефтяных месторождений. Широкое применение кустовой метод находит и при строительстве газовых скважин. Отдельными кустами считаются группы из трех скважин и более, расположенные на специальных площадках и отстоящие одна от другой или от отдельных скважин на расстоянии не менее 50 м. Скважины в кусте могут располагаться отдельно, парами и группами. Их взаимное размещение разнообразно и зависит от предлагаемых методов эксплуатации скважин, сроков их строительства, наземного и подземного оборудования и т.д. Из сложившейся практики нефтедобычи расстояния между скважинами должны обеспечивать механизированную добычу нефти с применением станков-качалок. Такие условия при существующей конструкции эксплуатационного и ремонтного оборудования обеспечиваются расстоянием между скважинами, равным 5 м. При фонтанном и газлифтном способах эксплуатации скважин расстояние между ними может быть уменьшено. Специфика кустового строительства скважин предопределила существование основных видов компоновок бурового оборудования. Компоновка 1 - комплекс бурового оборудования расчленяется на две составляющие - подвижную и неподвижную, или стационарную. Это позволяет перемещать со скважины на скважину не всё оборудование, а только часть (с помощью которой осуществляется проводка стволов скважин), т. е. вышку, ротор и лебёдку с приводом к ним, приёмный мост, стеллажи, инструментальную площадку и т.д. Компоновка 2 - со скважины на скважину перемещается всё технологическое оборудование буровой установки, включая циркуляционную систему, буровые насосы. коммуникации и т.д. В практике вышкостроения передвижение вышечного блока в пределах куста осуществляется двумя способами. Первый способ заключается в том, что вышечно-лебедочный блок после окончания строительства скважины перевозится на другую площадку с помощью гусеничных тяжеловозов. В этом случае для него устраивается фундамент как для стационарного оборудования. Второй способ предусматривает перемещение блока в кусте по специальным направляющим, выполненным из труб или профильного металла (в последние годы для этих целей используют рельсовые пути, а буровые оснащают колёсными тележками). Установки для кустового бурения впервые были разработаны ОАО «Уралмаш - буровое оборудование» и не имеют аналогов за рубежом. В настоящее время для бурения кустовых скважин наиболее широко применяются буровые установки «Уралмаш 3000ЭУК», которые успешно эксплуатируются с 1978 г. В последние годы созданы установки нового поколения (серия ЭК-БМ), имеющие ряд особенностей конструкций и, в первую очередь, блочно-модульную компоновку оборудования. Компоновка буровой установки из блок-модулей заводской готовности позволяет значительно упростить и ускорить первичный монтаж и сократить длительность монтажно-демонтажных работ при перемещении буровой установки с одной кустовой площадки на другую. Второй способ передвижения вышечного блока в пределах куста заключается в эшелонном расположении бурового оборудования. За счет совместной компоновки вышечно-лебёдочного, насосного блоков и циркуляционной системы на единых направляющих (второй способ перемещения блоков) обеспечивается одновременное передвижение в кусте всего комплекса оборудования, участвующего в бурении. Созданный к настоящему времени типоразмерный ряд кустовых буровых установок в блочно-модульном исполнении БУ 3200/200 ЭК-БМ, БУ 3900/225 ЭК-БМ, БУ 4000/250 ЭК-БМ, БУ 4500/270 ЭК-БМ предназначен для кустового бурения эксплуатационных скважин на нефть и газ: - с глубинами бурения от 2 до 5 тыс.м; - в макроклиматических районах с умеренным климатом (при температурах наружного воздуха от -45 0С до +40 0С); - при разработке месторождений с содержанием сероводорода менее 6 %. По конструктивному исполнению все вышеперечисленные буровые установки серии ЭК-БМ аналогичны и отличаются только грузоподъемностью на крюке, высотой основания (отметка пола буровой) и комплектностью циркуляционной системы, определяемой требованиями заказчика. В конструкции буровых установок заложены все положительные основные решения, проверенные многолетним опытом эксплуатации буровых установок для кустового бурения типа БУ 3200/200 ЭУК на месторождениях Западной Сибири: • бурение можно вести на грунтах с низкой несущей способностью, не требуются укладка и нивелирование бетонных плит; • сроки разбуривания куста сокращаются за счет исключения монтажных работ при перемещении со скважины на скважину всего эшелона, включая вышечно-лебедочный блок с комплектом бурильных труб, установленных на подсвечниках; • центрирование и выравнивание вышечного блока осуществляются в процессе бурения; • полезная высота вышки позволяет применение при бурении удлиненных квадратов и наращивание бурильной колонны свечами. Кроме того, в конструкциях буровых установок серии ЭК-БМ предусмотрено: • блочно-модульное исполнение с поставкой модулей и блоков высокой заводской готовности, что сокращает время и затраты по первичному и повторным монтажам; • транспортирование модулей буровой установки с куста на куст осуществляется на полуприцепах и транспортом общего назначения; • экологически чистое бурение за счет исключения амбаров и утилизации бурового раствора, исключения протечек бурового раствора, воды и других жидкостей под буровую установку; оптимальный режим бурения выбирается за счет 100 % регулируемого привода, позволяющего задавать различные сочетания числа оборотов ротора, подачи бурового раствора и осевой нагрузки на долото; • электропривод лебедки обеспечивает торможение при спуске бурильных и обсадных колонн, а механический тормоз работает как стояночный и аварийный; • привод ротора имеет тормозное устройство для бесступенчатой фиксации стола ротора, что упрощает проводку наклонно направленных и горизонтальных скважин. Для создания комфортных условий работы помещения буровых установок имеют утепленные полы, укрытия и отопительные паровоздушные агрегаты с замкнутой системой циркуляции. Мягкими укрытиями закрыт низ бурового блока и всего эшелона. Установки комплектуются котельной с водоподготовкой. Для повышения качества приготовления и очистки раствора применена современная экологически чистая четырехступенчатая циркуляционная система в блочно-модульном исполнении с удалением шлама в контейнеры или амбары шнековым транспортером. Технические параметры и комплектация буровых установок приведены в табл. 1.6 и 1.7. Таблица 1.6 Параметры кустовых буровых установок [12] 4500/270ЭК-БМ 6500/450ЭК-БМ 3200/200 ЭК- 3900/225ЭКПараметры/ БМ БМ модель 1 2 Основные 200 характеристики 3 4 5 225 270 450 Допускаемая нагрузка на крюке (по ГОСТ16293), тс Максимальная 225 статическая нагрузка на крюке ( API) тс 270 325 540 Продолжение таблицы 1.6 1 2 Условная глубина 3200 бурения, м Длина бурильной 25 свечи, м Тип привода электрический УМ45-225Р Вышка тип Мачта двухопорная Высота 45,6 Основание Тип Сборномодульное Высота основания (отметка пола буровой), м 8,5 Талевая система Диаметр талевого каната, мм 28 Число струн талевой системы (оснастка) 10 (56) 3 4 5 3900 4500 6500 25 25 25….27 электрический УМ45-225Р Мачта двухопорная 45,6 электрический электрический УМ45-270Р ВМА45-450 Мачта Мачта двухопорная двухопорная 45,3 45,0 Сборномодульное Сборномодульное Сборномодульное 8,5 9,9 9,9 28 32 38 10 (56) 10 (56) 12 (67) Продолжение таблицы 1.6 1 2 ЛБУ750СНГ Лебедка Расчетная мощность на входном валу, кВт 3 ЛБУ750СНГ 4 5 ЛБУ-900 ЭТ-3А ЛБУ1500 ЭТ-3 750 900 УВ-250МА УВ-270МА 250 270 145 Р-700 160 Р-700 260 Р-950 370 370 370 440 Диаметр отверстия в столе ротора, 700 мм Допускаемая статическая 500 нагрузка, тс 700 700 950 500 500 630 750 Вертлюг УВ-250МА Грузоподъемность, тс 250 Динамическая грузоподъемность, (API) тс 145 Ротор Р-700 Расчетная мощность привода ротора, кВт 1500 УВ-450МА 450 Продолжение таблицы 1.6 1 2 Насос УНБТ-950А2 Мощность насоса, кВт Максимальная подача, л/с Максимальное давление на выходе, МПа Циркуляцион ная система общий полезный объем, м3 Число степеней очистки 3 4 5 УНБТ-950А2 УНБТ-950А2 УНБТ-1180L 950 950 950 1180 46,0 46,0 46,0 51,4 32 32 32 35 160 160 180 400 4 4 4 4 Состав установок и краткое описание конструкции За основу компоновки оборудования установок принято эшелонное расположение блоков: Оборудование размещено в следующих основных блоках (рис. 1.5): приемный мост 1, вышечно-лебедочный блок 2, блок циркуляционной системы 3, насосный блок 4, компрессорный блок 5, блок электрооборудования 6, энергоблок 7, котельная 8, блок дополнительных емкостей 9, блок водонефтяной емкости 10, блок секционных внешних трубопроводов 11. В свою очередь, блоки расчленяются на модули высокой заводской готовности, состоящие из рам, с установленным на них оборудованием и коммуникациями, включающими кабельные изделия, воздухопроводы, паропроводы, водопроводы, трубопроводы гидравлической системы. Блок - модули вписываются в железнодорожный габарит, имеют массу 30 - 40 тонн и длину не более 12 метров. Все блоки, кроме котельной, дополнительных емкостей, водонефтяной емкости, энергоблока и приемного моста установлены на ходовые колеса, ролики и в процессе бурения скважин в кусте передвигаются по направляющим балкам 12. Вышечно - лебедочный блок передвигается с одной точки на другую в кусте скважин с комплектом бурильных труб, установленным на подсвечниках. Блоки, образующие эшелон, соединены между собой винтовыми тягами и осями. Коммуникации между блоками выполнены на быстроразъемных соединениях. Привод основных механизмов осуществляется от электродвигателей постоянного тока, питаемых через тиристорные преобразователи от промышленной сети напряжением 6,3 кВ, предусмотрена работа электродвигателя лебедки в режиме рекуперативного торможения при спуске бурильных и обсадных колонн. Управление главными механизмами установок выполнено с применением аналоговой системы управления или цифровой системы на базе микропроцессорной техники. Рис. 1.5 Общий вид установки для кустового бурения ЭК-БМ Стационарные буровые установки К стационарным буровым установкам относятся комплектные буровые установки и наборы бурового оборудования, которые, как правило, сооружаются на специальном фундаменте и при демонтаже разбираются на блоки и агрегаты и перевозятся с помощью обычных или специальных транспортных средств. Стационарные установки ОМЗ выполняются с дизельным, дизельгидравлическим , электрическим приводами переменно-постоянного тока (Э) и регулируемым электроприводом постоянного тока с питанием либо от промышленных сетей, либо от дизель-электрических станций. Такой комплекс приводов позволяет приспособить оборудование к любым условиям проводки скважин. Характерными конструктивными признаками этих установок являются: • высокая приводная мощность исполнительных механизмов; • высокая степень механизации основных и вспомогательных работ, например, за счет применения комплекса механизмов автоматизации спускоподъемных операций (АСП) обеспечивается сокращение времени на их проведение до 40 %; • возможность выбора оптимальных режимов бурения благодаря бесступенчатому плавному регулированию от 0 до 100 % приводных систем; • легкость управления и удобство в эксплуатации; • комплектация установок укрытиями в холодном (из профнастила) или утепленном исполнении (сандвич) с системами обогрева рабочих помещений создает комфортные условия для обслуживающего персонала. Установки обладают универсальными монтажно-транспортными качествами и, в зависимости от требований заказчика, могут перевозиться: • крупными блоками на специальных транспортных средствах (тяжеловозах); • мелкими блоками на трейлерах или платформах типа ПП-40Бр; • поагрегатно на транспорте общего назначения. Типичным примером стационарной буровой установки является установка ОМЗ БУ8000/500ДЭР, предназначенная для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной до 8000 м в макроклиматических районах с умеренным климатом - У, категории 1 по ГОСТ15150-69 (-45 0С+45° С). Установка имеет наиболее современный дизель-электрический привод, обеспечивающий плавное регулирование параметров основных рабочих органов. Оборудование буровой установки БУ 8000/500 ДЭР состоит из следующих основных частей: вышечного блока; лебедочного блока; приемного моста механизированного со стеллажами; насосного отделения; отделения оборудования циркуляционной системы. Кроме того, в состав установки входит ряд более мелких блоков: компрессорный, блок комплектного тиристорного устройства, блок сопротивлений, блок комплектного распредустройства и т.д. Расположение оборудования БУ8000/500 ДЭР представлено на рис. 1.5. Вышечный блок состоит из вышки, основания вышечного блока и талевой системы, включая все оборудование, расположенное в пределах этих конструкций. Основание вышечного блока представляет собой пространственную конструкцию, состоящую из рам правой и левой, двух поперечных балок, на одной из которых расположены блоки, входящие в механизм подъема. В состав основания вышечного блока входят подсвечники для ручной и механизированной расстановки труб, стойки, площадки, опоры и т. п. На нижней опорной поверхности левой и правой рам вышечного основания устанавливаются балки с ручными талями грузоподъемностью 8 тс для обслуживания превенторного оборудования. На буровой площадке с отметкой пола 10 м смонтированы металлическое укрытие, а также опорные тумбы для крепления ног вышки к основанию вышечного блока. Конструкция тумбы позволяет производить фиксацию ног вышки на требуемой высоте при центрировании вышки. Укрытие буровой площадки состоит из панелей, желобов, нащельников. Панели выполнены из профильного и листового проката, гофрированного листа, трехслойных стеновых панелей. Со стороны приемного моста в укрытии предусмотрены ворота, открывающиеся с помощью механизма открывания ворот. Управление механизмами производится с пульта, установленного здесь же, на буровой площадке. На буровой площадке расположены: - ротор Р700 с ПКР БО 700; - привод ротора; - стационарный гидравлический ключ КБГ-2: - пульт управления ключом КБГ-2; - вспомогательная лебедка ЛВ-50 с двумя пультами управления; - приспособление для расстановки УБТ на ручной подсвечник; - пост бурильщика; - подсвечники для механической и ручной расстановки бурильных труб; - узлы подвески машинных ключей; - пневмораскрепитель; - устройство обогрева; - воздухопровод АСП и другое оборудование. Для обслуживания ПКР и превенторов под вышечным основанием на нулевой отметке устанавливаются площадки, конструкция которых позволяет реализовать многовариантную их компоновку по высоте в зависимости от типа превентора. Ротор с клиновым захватом установлен в центральной раме на подроторных балках. Ротор предназначен для механического вращения бурильного инструмента и удерживания колонны бурильных и обсадных труб на весу при свинчивании или развинчивании в процессе спуско-подъемных операций. Привод ротора индивидуальный. Передача мощности осуществляется от электродвигателя постоянного тока, что позволяет бесступенчато регулировать частоту вращения стола ротора. Электродвигатель соединен эластичной муфтой с трансмиссионным валом и смонтирован с ним на одной раме. Трансмиссионный вал соединяется с валом ротора карданным валом. Рама привода крепится к основанию болтами. В приводе ротора предусмотрено тормозное устройство для бесступенчатой фиксации стола ротора. Рядом с ротором находится буровой гидравлический ключ КБГ-2 для свинчивания и развинчивания бурильных и обсадных труб. Управление производится с пульта. С другой стороны ротора имеется место для шурфа, предназначенного для хранения квадратной штанги с вертлюгом в период выполнения спуско-подъемных операций. Вспомогательная лебедка служит для подъема и подтаскивания труб и другого инструмента с мостков, для установки утяжеленных труб на ручной подсвечник, а также для других вспомогательных работ по подъему, подтаскиванию грузов и по раскреплению и докреплению бурильной колонны. Управление лебедкой осуществляется с двух пультов, один из которых находится на самой лебедке, а второй пульт, дублирующий, располагается на отдельной площадке, с которой можно наблюдать работу на мостках. Приспособление для расстановки УБТ предназначено для механизации установки и снятия с подсвечника ручной расстановки УБТ. Диаметры устанавливаемых труб 203-299 мм. Сборочные единицы приспособления размещены на основании вышечного блока и платформе, подвешенной к вышке на высоте 22 м от пола буровой. На платформе расположены ролики, стойка с ручной лебедкой, которая служит для подтягивания верхнего конца свечи УБТ. На металлоконструкциях основания вышечного блока установлена опора с поворотным блоком, предназначенная для направления движения буксирного каната при отклонении нижнего конца свечи УВГ от центра скважины при установке ее на подсвечник ручной расстановки. Пост бурильщика представляет собой комплекс оборудования, смонтированного на своей площадке, находящейся над полом буровой на высоте 280 мм, что удобно для размещения под ней всех коммуникаций {воздухопровода, кабелей, системы обогрева). Пост бурильщика имеет навес. С поста бурильщика осуществляются основные операции управления буровой установкой: спуск, подъем, вращение бурильного инструмента, подача инструмента на забой, наблюдение за работой оборудования и приборами контроля процессов бурения. В состав поста бурильщика входят: - пульт бурильщика пневматический для управления кулачковой муфтой и пневмоцилиндрами лебедки, пневмораскрепителем, клиньями автоматического элеватора и другими механизмами; - кран управления клиньями ротора; - пульт бурильщика электрический для управления приводами ротора, лебедки, регулятора подачи долота и аварийного отключения насосов; - пульт контроля параметров при бурении, промывке скважины и при выполнении спуско-подъемных операций. Основание вышечного блока по периметру от нулевой отметки до пола буровой имеет укрытие. Со стороны лебедки укрытие выполнено из утепленных секций - трехслойных плит. Со стороны приемного моста в укрытии на всю высоту предусмотрены створки-ворота для затаскивания превенторного оборудования, а для его обогрева в буровом блоке находятся регистры труб, в которые подводится пар или горячая вода. Для ведения документации и кратковременного отдыха буровой бригады в составе установки имеется блок-бокс, который крепится к раме основания вышечного блока. Вышка состоит из башни, балконов с подкосами, к которым крепится корпус механизма расстановки свеч с оборудованием комплекса АСП, платформа для ручной расстановки свеч, удерживаемой подкосами, площадки для обслуживания стояка манифольда, устройства против падения бурильных труб. На вышке предусмотрено два положения корпуса механизма расстановки свечей, что позволяет работать с трубами отечественного и импортного производства. Устойчивость вышки при ветре обеспечена конструкцией ног (раздвоенность ног в нижней части), поэтому дополнительного крепления вышки оттяжками не требуется. Башня представляет собой четырехопорную конструкцию, состоящую из двух пар ног, соединенных внизу через опорные тумбы с основанием вышечного блока, а в верхней части - тягами и рамой кронблока. Каждая нога состоит из четырех пространственных четырехгранных секций, соединяемых между собой с помощью высокопрочных болтов. Внутри ног вышки встроены лестницы-стремянки с переходными площадками по всей длине ноги, с продолжением для выхода на кронблок, для доступа в ноги вышки предусмотрены наружные лестницы-стремянки с пола буровой и площадки укрытия. Переходные и промежуточные площадки в ногах вышки используются как площадки для обслуживания оборудования, расположенного на вышке. На головной части вышки расположен кронблок УКБА-7-600, состоящий из трехшкивной и четырехшкивной секций, выносных шкивов и вспомогательных шкивов для работы со вспомогательной лебедкой. На раме кронблока устанавливаются поворотное устройство комплекса АСП-ЗМ5-500, амортизаторы направляющих канатов центратора и козлы. К кронблоку с помощью каната подвешен талевой блок УТБА-6-500. Данные узлы образуют талевую систему. Неподвижный конец талевого каната закреплен на специальном механизме, а подвижный - на барабане лебедки. Талевая система служит для ведения спуско-подъемных операций. Комплекс АСПЗМ5-500 предназначен для механизации и частичной автоматизации спускоподъемных операций. Комплекс АСП обеспечивает: • совмещение по времени операций по спуску, подъему бурильной колонны с операциями по установке свеч на подсвечник или переносу их с подсвечника на центр скважины и с операциями свинчивания и развинчивания свечи с бурильной колонной; • механизацию установки свечи на подсвечник и выноса ее к центру скважины; • автоматизированный захват и освобождение колонны бурильных труб; • сокращение времени СПО в среднем на 30-40 % по сравнению с машинами, не оснащенными АСП. Комплекс АСП-ЗМ5-500 состоит из следующих основных узлов: • автоматического элеватора ЭА-500, подвешенного к талевому блоку и предназначенному для захвата и освобождения колонны бурильных труб во время проведения спуско-подъемных операций и для работы с утяжеленными бурильными трубами; • механизма расстановки свечей (МРС), предназначенного для переноса свечи с центр скважины на подсвечник и обратно; • механизма захвата свечи, служащего для захватывания свечи и открывания кулачков центратора при выносе свечи с центра скважины. Захват и освобождение свечи происходят автоматически; • цилиндра подъемного - для подъема-спуска механизма захвата со свечой; • кронштейна поворотного, служащего для улучшения условий работы механизма захвата свечи; • подвижного центратора, предназначенного для удержания верхнего конца свечи в центре скважины при ее свинчивании и развинчивании. Управление комплексом АСГТ-3М5-500 осуществляется с пульта, установленного на специальной площадке, поднятой над полом буровой на 1670 мм, что обеспечивает хороший обзор при работе. Комплекс специально приспособлен для работы в комплекте с четырехопорной вышкой, ротором с ПКР БО 700 и ключом КБГ-2. Промежуточным звеном между поступательно движущейся талевой системой и вращающимися бурильными трубами служит вертлюг УВ450МА, который подвешивается к автоматическому элеватору с помощью подвески вертлюга. Он предназначен вертлюг для обеспечения вращения бурильных труб и подачи в бурильные трубы промывочного раствора под давлением. Для подачи промывочной жидкости от манифольда к промывочному рукаву вертлюга установлен стояк манифольда. Для обслуживания стояка манифольда к ноге вышки крепится специальная площадка. На вышке также смонтированы: - узлы подвески машинных ключей, служащие для закрепления и раскрепления резьбовых соединений бурильных труб; - для этой же цели предназначен пневмораскрепитель, пневматический цилиндр которого расположен под полом буровой, а обводной ролик крепится к подсвечнику АСП. Управление осуществляется с пульта бурильщика; - площадка для центрирования обсадных труб; - ограничитель подъема талевого блока и другое оборудование. Площадка для центрирования обсадных труб предназначена для перемещения рабочего, центрирующего трубу при свинчивании ее с колонной, а также для контроля и управления спуском-подъемом клиньев спайдер- элеватора. Ограничитель подъема талевого блока служит для предохранения от его переподьема, в случае которого срабатывает противозатаскиватель, отключаются муфты передач лебедки, накладывается тормоз на барабан с одновременным отключением электродвигателей привода лебедки. В конструкции вышечного блока предусмотрены устройства для монтажа бурового оборудования. Благодаря наличию в составе вышечного основания механизма подъема (основание самоподъемного типа), значительно упрощается приведение вышки в рабочее положение. После сборки секций конструкции вышки в лежачем положении производится закрепление ног вышки на вышечном основании, а затем - подъем вышки при помощи буровой лебедки в вертикальное положение. Подъем вышки на рабочую высоту осуществляется вместе с вышечным основанием. Лебедочный блок состоит из лебедки и основания лебедочного блока, представляющего собой конструкцию рамного типа и состоящего из четырех продольных фундаментных балок, связанных таким образом, что образуют раму Н-образного типа. На поперечной балке размещены блоки, входящие в состав встроенного механизма подъема. Продольные балки в поперечном направлении связаны плоскими рамами, на которых размещается буровая лебедка с дополнительным оборудованием на отметке 2500 мм, маслостанция ключа КБГ-2, шкафы электрические, кран консольноповоротный грузоподъемностью 1 тс и другое мелкое оборудование. Лебедка с дополнительным оборудованием состоит из собственно лебедки ЛБУ-1500 ЭТ-3 с приводными электродвигателями, привода дополнительного (регулятора подачи долота РПДЭ-3) и стабилизатора и служит: •для спуска-подъема бурильного инструмента; •спуска обсадных труб; •автоматической и ручной подачи инструмента на забой; •аварийного подъема инструмента; •подъема и опускания вышки. Регулятор подачи долота РПДЭ-3 соединяется с подъемным валом лебедки через редуктор, цепную передачу и двухскоростную зубчатую трансмиссию. Управление лебедкой при выполнении подъемных операций и операций спуска, а также подключение РПДЭ-3 при бурении выполняется с пульта бурильщика. Стабилизатор, установленный на раме лебедки, предназначен для гашения колебаний талевого каната при спуско-подъемных операциях и улучшения укладки его на барабан лебедки. Для облегчения обслуживания и ремонта лебедки в процессе эксплуатации на основании лебедочного блока установлен кран консольно-поворотный, грузоподъемностью 1 тс. Для обогрева в лебедочном отделении по периметру основания установлены стойки с регистрами из труб, в которые подается пар или горячая вода. Над лебедочным блоком устанавливается укрытие, служащее для защиты бурового оборудования и обслуживающего персонала от прямых солнечных лучей, ветра, осадков. Выполнено укрытие из утепленных трехслойных панелей. Мост приемный механизированный со стеллажами обеспечивает: •транспортировку трубы по горизонтальному и наклонному желобам; •удержание трубы в наклонном желобе; • выброс бурильных и утяжеленных труб с буровой после окончания бурения (длина подаваемых труб 6 - 12,5 м). Сборочные единицы моста размещены на металлоконструкции фермы моста, раме желоба и на площадке пола буровой. Ферма, выполненная из двух секций, представляет собой металлоконструкцию с желобом для направления движения трубы. По всей длине желоба предусмотрен продольный паз для перемещения упора тележки. В нижней части фермы установлены две лебедки, одна из которых перемещает тележку, предназначенную для транспортировки трубы по горизонтальному желобу при подаче ее на площадку буровой и выбросе на мостки. Подача трубы на вышечный блок и выброс на мостки осуществляются по наклонному желобу, имеющего направляющие и продольный паз для перемещения каретки, которое осуществляется второй лебедкой. Управление лебедками осуществляется с пультов управления, расположенных на площадке на отметке 10 м. Для защиты оборудования от осадков и прямых солнечных лучей на площадке устанавливается навес. Для обслуживания приемного моста и стеллажей служит кран поворотный грузоподъемностью 6,3 тс. Он устанавливается на раму, поставляемую вместе с краном. Рядом со стеллажами имеются площадки для складирования бурового инструмента. В насосном отделении расположены: -три буровых насоса УНБТ-1180А; - три привода насосов; - компрессор высокого давления для подкачки компенсаторов буровых насосов; - секции желобов, в которые укладывается кабель; - трубопроводы обвязки буровых насосов и обмыва поршней буровых насосов и сбора отработанного масла; - кабина управления приводами насосов с пультами управления и шкафами электрическими; - стойки с регистрами из труб для обогрева помещения паром или горячей водой. Насосы предназначены для подачи промывочной жидкости через нагнетательный трубопровод (манифольд), вертлюг, колонну бурильных труб к забою скважины, а также выноса выбуренной породы во взвешенном состоянии из скважины. При турбинном бурении промывочная жидкость передает энергию забойному гидравлическому двигателю и соединенному с ним долоту. Буровые насосы устанавливаются на плиты на нулевой отметке. Для сбора подтеков бурового раствора в фундаменте предусмотрен приямок, из которого буровой раствор периодически откачивается электронасосом в специальную емкость. Для обеспечения смены быстроизнашивающихся деталей гидравлической части каждый буровой насос укомплектован консольным краном грузоподъемностью 0,2 тс. Привод насоса имеет в своем составе электродвигатель, клиноременную передачу, фундаментную раму, которая устанавливается на бетонный фундамент, с закреплением при монтаже анкерными болтами от перемещения под воздействием натяжения ремней. Электроприводы имеют устройства для натяжения ремней. В приводе буровых насосов применены двигатели постоянного тока, обеспечивающие: • возможность выбора оптимального режима роторного и турбинного бурения за счет плавного изменения производительности насоса; • плавный запуск и уменьшение динамических нагрузок на буровой насос, и его привод; • сокращение времени восстановления циркуляции в скважине без перегрузки насосов; • более полное использование мощности насоса. Над насосным отделением устанавливается укрытие, монтирующееся на балки, которые устанавливаются на бетонные подушки. Укрытие выполнено из утепленных трехслойных панелей. В некоторых секциях предусмотрены съемные кровельные панели для извлечения двигателя привода насоса в случае выхода его из строя. Укрытие удобно в монтаже, герметично, обладает меньшей теплопроводностью. Для защиты от шума обслуживающего персонала в насосном отделении предусмотрена кабина, где установлены пульты управления приводами насосов и пульты управления пневмозадвижками манифольда. Циркуляционная система (ЦС) предназначена для приготовления утяжеления, химической обработки, очистки от выбуренной породы и газа, хранения и транспортирования бурового раствора от растворопровода на устье скважины до входа в буровые насосы. По требованию заказчика установка комплектуется трех- или четырехступенчатой циркуляционной системой. Над оборудованием ЦС на балки монтируется укрытие. Балки устанавливаются на бетонные подушки и крепятся к ним анкерными болтами. Укрытие выполнено из утепленных трехслойных панелей с проемами для дверей и ворот. Для обеспечения обслуживания оборудования ЦС в процессе эксплуатации на балки укрытия подвешивается кран ручной подвесной, грузоподъемность которого не более 2 тс. Вне блоков буровой установки располагаются: • блок компрессорный с воздухоосушкой и воздухосборниками; • блок сопротивления; • оборудование для питания от ЛЭП; • блок тиристорных устройств с основанием; • установка доливной емкости с доливным трубопроводом; • лебедка канатная; • опора под бухту талевого каната; • желоб аварийный; • устройство для эвакуации верхового рабочего; • блок распредустройства; • блок ЗИПа и ремонта; • аварийная дизель-электрическая станция N=200 кВт (энергоблок). Блок компрессорный включает в себя установленные на одной раме три компрессора с электроприводом, расположенных в утепленном укрытии; два воздухосборника и воздухоосушку, находящихся под навесом. Сжатый воздух от компрессоров подается в воздухосборники, а от них через воздухоосушку к исполнительным механизмам. Для обслуживания, ремонта и замены компрессоров в укрытии предусмотрена балка с выходом наружу, на которую подвешивается таль грузоподъемностью 1 тс. Над воздухосборниками и воздухоосушкой предусмотрен навес для защиты от прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. Аварийное питание буровой установки осуществляется от резервной дизель-электрической станции, помещенной в отдельном блоке. Она обеспечивает освещение, работу регулятора подачи долота, компрессора, АСП комплекса и других вспомогательных механизмов, необходимых для подъема колонны бурильных труб с целью предотвращения прихвата инструмента. Установка рассчитана на энергоснабжение от дизельной электростанции. В блоке тиристорных устройств расположено комплектное тиристорное устройство в контейнерном исполнении. Для хранения горючесмазочных материалов предусмотрена топливомаслоустановка. Подача топлива к исполнительным механизмам осуществляется по трубопроводу топливоподачи. Помимо перечисленного оборудования в состав установки входит еще ряд систем и устройств, обеспечивающих полноценное функционирование бурового комплекса. Лебедка канатная предназначена для перемотки талевого каната при переоснастке талевой системы и подъемного полиспаста при подъеме вышки и основания вышечного блока. Для аварийной эвакуации рабочих с площадки пола буровой служит желоб аварийный, крепящийся к шахтной лестнице на отметке 8000 мм. Устройство для эвакуации верхового рабочего предназначено для эвакуации верхового рабочего с платформы в случае пожара или открытого фонтанирования скважины. В исходном положении кабина находится в верхнем положении и удерживается от движения вниз за счет сил трения между элементами устройства. При возникновении аварийной ситуации верховой рабочий садится в кабину и оттягивает рукоятку вниз, тем самым растормаживая систему. Для оперативной связи между членами бригады установлены приборы громкоговорящей связи на буровой площадке, в лебедочном и насосном отделениях, в комплектном тиристорном устройстве, в отделении ЦС. В буровой установке предусмотрено электрическое освещение следующих блоков и площадок:  буровой вышки, • приемных мостков, • рабочей площадки, • лебедочного блока, • насосного блока,  блока компрессоров,  отделения ЦС,  противовыбросового оборудования, • блок-бокса,  территории буровой установки. Электрическое освещение установки разделено на рабочее, аварийное и эвакуационное. Кинематическая схема установки включает кинематические схемы лебедки с приводом, привода ротора и привода основных буровых насосов (рис. 1. 6). Механическая характеристика приведена на рис. 1. 6. Привод лебедки ЛБУ-1500-ЭТ-3 осуществляется либо от одного (правого или левого), либо от двух двигателей постоянного тока типа 4ПС-450-1000УХЛ-2, N=1000 кВт, U=800 B, n=1000 об /мин. Мощность от правого электродвигателя через зубчатую муфту передается на ведущий вал двухскоростной зубчатой трансмиссии, а от левого электродвигателя - через карданный вал. С ведущего вала вращение осуществляется через «быструю» (66/47) или «тихую» (108/28) передачи на вал промежуточный, далее через передачу 100/36 - на вал подъемный. Таким образом, подъемный вал лебедки имеет две механические скорости вращения. Переключение скоростей в трансмиссии производится обоймой зубчатой и механизмом переключения с пульта бурильщика. Дополнительный привод (привод регулятора подачи долота) осуществляется от электродвигателя постоянного тока 4ПФ2Б280М-УХЛ2 мощностью 90 кВт Вал электродвигателя через упругую втулочно-пальцевую муфту соединен с быстроходным валом редуктора Ц-2У-365Н-20-22. Одна из полумуфт выполнена в виде тормозного шкива. Торможение производится колодочным тормозом. Тихоходный вал редуктора соединяется с ведущим валом трансмиссии кулачковой муфтой через цепную передачу 30/19. Основное торможение при спуске и подъеме обсадных бурильных колонн, порожней талевой системы и удержание их в неподвижном состоянии осуществляется с помощью двигателей привода. Аварийное торможение и удержание груза в неподвижном состоянии обеспечивает дисково-колодочный тормоз с тормозными зажимами. На промежуточном валу трансмиссии расположен дисково-колодочный тормоз с четырьмя рабочими и двумя аварийными тормозными зажимами. Привод рабочих зажимов пневматический, обеспечивает торможение путем повышения давления воздуха в пневмоцилиндре, при этом колодки сжимают диск. Растормаживание происходит при сбросе давления при помощи разжимных пружин. Управление рабочим тормозом производится в автоматическом и ручном режимах. Привод датчика глубины (ДГ) осуществляется от подъемного вала через цепную передачу 30/19, На конце подъемного вала установлен датчик импульсов «РОG-10». Встроенные в электродвигатели тахогенераторы являются датчиками скорости в системе автоматического управления приводом лебедки, т. е. корректируют скорость вращения электродвигателей в автоматическом режиме. Он используется и для показания скорости талевого блока на пульте бурильщика. Управление пневматическими, зубчатыми муфтами, тормозными цилиндрами производится дистанционно с поста бурильщика. Для предупреждения аварий и повышения надежности пневмосистемы управления лебедкой в схеме управления предусмотрен ряд блокировок, обеспечивающих отключение электродвигателя РПДЭ, пневматических зубчатых муфт и затормаживание подъемного вала с помощью пневмоцилиндров: • при падении давления в сети сжатого воздуха ниже допустимого; • превышении веса на крюке и скорости двигателя; • отсутствии по какой-либо причине электроэнергии; • переподъеме талевого блока; • понижении или повышении давления масла в системе смазки лебедки; • перегреве обмотки и подшипников двигателей; • снятых кожухах лебедки; • неработающем двигателе вентилятора; • стопорении лебедки; • нахождении стрелы АСП в зоне действия талевого блока. При включенной муфте РПДЭ блокируются основные двигатели. Привод ротора - индивидуальный от электродвигателя постоянного тока 4ПС450-1000 УХП2, N= 1000 кВт, U=800 В, n= 1000 об/мин. через карданный вал. Мощность на приводном валу ротора ограничивается 440 кВт. Встроенный в электродвигатель тахогенератор входит в управление системой регулирования электропривода. Для определения частоты вращения стола ротора установлен преобразователь частоты вращения, который приводится от трансмиссионного вала. Прибор, показывающий число оборотов стола ротора, установлен на пульте бурильщика. В схеме управления электроприводом ротора предусмотрен ряд технологических защит и блокировок от: • превышения скорости двигателя; • превышения момента; • нарушения в системе вентиляции двигателя; • работы при поднятых клиньях ротора. Привод буровых насосов - индивидуальный от электродвигателя 4ПС450-1000 УХЛ2, N=1000 кВт, n=1000 об/мин, с плавным пуском и диапазоном регулирования от номинальной скорости до нуля через клиноременную передачу. В электродвигатель встроен тахогенератор, служащий для определения частоты ходов движения поршней насоса. Прибор, показывающий частоту ходов поршней, находится на пульте управления электроприводом. В схеме управления электроприводом насоса предусмотрен ряд технологических защит и блокировок: • от превышения скорости двигателя; • от превышения давления на выходе насоса; • запрет на включение двигателя при неработающем двигателе насоса смазки штоков; • запрет на включение двигателя при неработающем двигателе вентилятора;  запрет на включение насоса при закрытой задвижке. При несрабатывании любой технологической защиты в контейнере загорается сигнальная лампочка с расшифровкой защиты. При срабатывании любой электрической защиты на пульте управления загорается лампочка «АВАРИЯ», а в контейнере загорается лампочка, указывающая конкретную причину отключения привода. В соответствии с требованиями стандартов выпускается ряд таких установок. По конструктивному исполнению основных механизмов стационарные базовые установки аналогичны и отличаются грузоподъемностью на крюке, оснасткой талевой системы (56 или 67), высотой основания (отметкой пола буровой), набором очистного оборудования и емкостей хранения и приготовления бурового раствора циркуляционной системы и комплектностью поставки. Большинство установок с электрическим приводом имеет конструктивную схему, аналогичную БУ 8000/500 ДЭР. Разница заключается в кинематических схемах привода (например, установок с дизель-гидравлическим приводом), конструкции и параметрах исполнительных органов. Таблица 1.8 Параметры стационарных буровых установок [12] 8000/600 ДЭР 6500/450 ДГ Параметры/модель 1 2 Основные характеристики Допускаемая нагрузка на крюке (по 450 ГОСТ16293), тс Максимальная статическая нагрузка на крюке 540 ( API) тс Условная глубина бурения, м 6500 Длина бурильной свечи, м 25….27 Тип привода Дизельэлектрический 3 600 600 8000 27 Дизельэлектрический Продолжение таблицы 1.8 1 2 3 УМ 4 45-450 УМ46-600 ОГ-Р АР Самоподъемная Мачта передней гранью четырехопорная 45,3 46 Вышка тип Высота Основание Тип Сборномодульное самоподъемное Высота основания (отметка8,0 пола буровой), м Талевая система Диаметр талевого каната, мм 35 9,2 Число струн талевой системы12 (67) (оснастка) 12 (67) Лебедка Расчетная мощность входном валу,кВт ЛБУ37на1100Д-1 38 ЛБУ-1500ЭТЗ 1500 1100 Вертлюг Грузоподъемность, тс УВ450МА 450 УВ-500МА 500 Динамическая грузоподъемность, (API) тс Ротор Расчетная мощность привода ротора, кВт Диаметр отверстия в столе ротора, мм Допускаемая статическая нагрузка, тс 260 300 Р-700 440 Р-950 800 700 950 500 630 Насос Мощность насоса, кВт УНБТ950А 950 46,0 УНБТ-1600 1600 Максимальная подача, л/с 59,7 с открытой Продолжение таблицы 1.8 1 Максимальное давление на выходе, МПа Циркуляционная система общий полезный объем, м3 Количество степеней очистки 2 32 3 53 420 4 400 4 Рис. 1.6 Буровая установка БУ3200/200ЭУК-2М2 Рис. 1.7 Буровая установка БУ3200/200ЭУК-2М2Я Рис. 1.8 Кинематическая схема буровых установок (2М2У, 2М2Я) БУ3200/200ЭУК-2М2 Рис. 1.9 Буровая установка БУ3200/200ЭУ-1 Рис. 1.10 Кинематическая схема буровой установки БУ3200/200ЭУ1М (1У) Рис.1.11 Буровая установка БУ3200/200ЭУК-3МА 0 ,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 Скорость подъема крюка, м/с Рис. 1.12 Кинематическая схема буровой установки БУ3200/200ЭУК-ЗМА (а), характеристика буровой лебедки (б):1,2 — зона работы на I и II скорости соответственно Рис.1.13 Буровая установка БУ3200/200ДГУ-1 Рис.1.14 Кинематическая схема буровой установки БУ3200/200ДГУ-1М (1У,1Т) Рис. 1.15 Буровая установка БУ5000/320ДГУ-1 (1Т) Рис. 1.16 Кинематическая схема буровой установки БУ5000/320ДГУ-1 (1Т) Рис. 1.17 Буровая установка БУ5000/320 ЭР Рис. 1.18 Буровая установка БУ5000/320ЭУК-Я Рис.1.19 Буровая установка БУUNOC-320ДЕ Рис.1.20 Кинематическая схема буровых установок класса БУ5000/320 и БУUNOC-320ДЕ с регулируемым тиристорным электроприводом основных механизмов Рис. 1.21 Буровые установки БУ5000/450 ЭР-Т БУ5000/450ДЭР-Т: а - план расположения; б - кинематическая схема спускоподъемного агрегата; в - кинематическая схема привода бурового насоса (2 комплекта); г - кинематические схемы вариантов привода ротора; 1 - энергоблок с дизельгенератором производства западных фирм Рис. 1.22 Кин ема тиче ская схе ма бур ово й уста нов ки БУ6500/400ЭР Рис. 1.23 Буровая установка БУ8000/500ЭР Рис.1.24 Буровая установка БУUNОС-500ДЕ Рис.1.25 Кинематическая схема привода основных механизмов буровых установок БУ8000/500ЭР и БУUNОС-500ДЕ Рис. 1.26 Кинематическая схема НБО-Д Рис. 1.27 Кинематическая схема НБО-Э Рис. 1.28 Буровая установка БУ3Д86-1 Рис. 1.29 Кинематическая схема БУ3Д86-1 Рис. 1.30 Буровая установка БУ3Д86-2 Рис. 1.31 Буровая установка БУ3Д86-2 (характеристика подъемного механизма и стола ротора, а также кинематические соотношения привода лебедки и ротора, буровых насосов аналогичны БУ3Д86-1) Буровые установки для бурения сверхглубоких скважин К сверхглубоким условно относят скважины глубиной более 6500 м. Они служат для исследования строения Земли, а также для добычи нефти и газа. Для бурения таких скважин применяются, как правило, стационарные буровые установки грузоподъёмностью более 400 т. К представителям этого класса буровых установок относится буровая установка Уралмаш 15000. Буровая установка Уралмаш 15000 стационарного типа с дискретным (прерывным) выполнением спуско-подъёмных операций предназначена для сверхглубокого бурения геологоразведочных скважин в кристаллических породах с целью изучения верхних слоев земной коры, а также для разведочного и эксплуатационного бурения нефтяных и газовых скважин глубиной до 15 000 м. Особенности установки: 1) применение в качестве главного привода ротора, буровых насосов и лебедки раздельного регулируемого привода постоянного тока по системе генератор — двигатель; 2} автоматизация спуско-подъема бурильной колонны по оптимальным тахограммам, которые выбираются автоматически с помощью электронного счётно-решающего устройства в зависимости от массы колонны бурильных труб; 3) применение четырёх мощных буровых насосов, развивающих давление до 40 МПа и имеющих каждый приводную мощность 1250кВт; 4) высокая приводная мощность буровой лебедки 2280 кВт; 5) использование приводных электродвигателей лебёдки при подъеме (в качестве подъемных двигателей) и спуске бурильной и обсадной колонн в качестве тормозных машин; 6} высокая степень механизации технологических процессов при работе со свечами при спуско-подъемных операциях; 7) применение вышки башенной пилонной конструкции с вертикальными колоннами; 8) использование большого комплекса контрольно-измерительной, указательной и сигнализационной аппаратуры и приборов, обеспечивающих контроль технологических процессов бурения и работы оборудования; 9) исключительная простота и удобство управления агрегатами установки, а также удобство обслуживания и ремонта; 10) высокая степень надежности всего комплекта примененного оборудования устройств и механизмов. Ниже приведены параметры буровой установки Уралмаш 15000; Общая установочная мощность привода лебедки, кВт 2300 Мощность привода буровых насосов, кВт 4600 Максимальная грузоподъемность, т 400 Рекомендуемая глубина бурения, м 15000 Максимальная оснастка талевой системы 67 Диаметр талевого каната, мм 38 буровой насос (шифр) УНБ-1250 2 Максимальное давление, при подаче л/с, кгс/см 400/26,7 Максимальная подача в л/с при давлении в МПа 51,4/21,0 Ротор(шифр) Р-760 Статическая грузоподъемность ротора, т 400 Мощность привода ротора, кВт 368 Вертлюг (шифр) УВ-450 Вышка(шифр) ВБА-58-400 Кронблок (шифр) УКБА-7-500 Талевый блок (шифр) УТБА-6'400 Средства механизации: расстановка свечей АСП-6 выполнение вспомогательных операций Вспомогательная лебедка удерживание колонны ПКР-300М свинчивание и развинчивание свечей АКБ-ЗМ300 регулятор подачи долота РПДЭ-3-300 Оборудование буровой установки Уралмаш 15000 расположено в трех блоках (рис. 1.32): вышечно-лебедочном 1, энергетическом 3 и насосном 6. Все блоки взаимно связаны и располагаются в едином продольном привышечном помещении, причем энергетический блок в целях сокращения кабельных разводок расположен между вышечно-лебедочным и насосным блоками. С левой стороны (со стороны мостков) вдоль насосного, энергетического и вышечнолебедочного блоков расположены емкость, желобная система и оборудование для приготовления и очистки растворов 8, а с левой стороны — нагнетательный трубопровод 7, идущий от насосов, установленных в насосном блоке, к стояку, укрепленному в вышке. С правой стороны снаружи установлены две вентиляционные установки: одна для вентиляции помещения 2, вторая для охлаждения и вентиляции электрических машинных преобразователей 5, а также электрическое высоковольтное распредустройство 4, к которому подведены провода ЛЭП от электроподстанции. Внутри блоков на подкрановых путях, укрепленных на металлических колоннах каркаса укрытий, установлен мостовой электрический кран 9 грузоподъемностью 10 тс, с кнопочным управлением с пола, предназначенный для ремонта оборудования и обслуживания буровых насосов. С торца вышечно-лебедочного блока установлены мостки и стеллажи для труб 10 и башенный кран 11 для разгрузки труб с автомашины. С правой стороны вышки на отдельном основании 12 смонтирована лебедка для подъема специального вставного долота без подъема колонны бурильных труб. Одна из особенностей буровой установки Уралмаш 15000 заключается в использовании раздельного регулируемого привода ротора, лебедки и буровых насосов от электродвигателей постоянного тока, который определил и максимально упростил кинематические схемы приводов основного оборудования. Кинематическая схема буровой установки складывается из кинематической схемы лебедки ЛБУ-3000, кинематической схемы привода ротора и буровых насосов. Применение для привода ротора электродвигателя постоянного тока, упростив кинематическую схему приводов, дало возможность разместить привод ротора под полом основания. Электродвигатель постоянного тока, имея мягкую характеристику, позволяет плавно страгивать колонну бурильных труб, предотвращая возможность ее разрушения, что возможно при аварийных работах в случае использования левого инструмента и при осложнении в своде скважины. Привод ротора от электродвигателя постоянного тока позволяет изменять частоту вращения стола ротора в пределах 0 - 250 об/мин и развивать момент на столе ротора до 60 кН·м. Применение электродвигателей постоянного тока в приводе насосов дает возможность плавно запускать мощные насосы, нагнетательная линия которых находится под давлением, восстанавливать циркуляцию, а также изменять подачу в широком диапазоне. Использование привода насоса от электродвигателей постоянного тока в сочетании с клиноременной передачей обеспечивает плавное страгивание движущихся частей насоса и привода, имеющих огромные инерционные массы, исключает возникновение экстренных нагрузок в элементах насоса, а в итоге повышается долговечность деталей, увеличивается срок службы насоса и привода. Применение электродвигателей постоянного тока в приводе лебедки позволило: 1) упростить механическую часть лебедки и привода; 2)использовать приводные двигатели в качестве тормозных машин, работающих в этом случае в режиме генераторов; 3)регулировать скорость подъема или спуска (бурильной и обсадной колонн) в широком диапазоне; 4) исключить полностью износ тормозных шкивов и существенно уменьшить износ тормозных колодок; 5) применить полную автоматизацию выполнения спуска и подъема колонны бурильных груб по оптимальным тахограммам, выбор которых происходит автоматически с помощью ЭВМ; 6)сделать управление лебедкой при спуско-подъемных операциях исключительно простым, удобным, безопасным и надежным, В вышечно-лебедочном блоке (рис.1.33) на специальном фундаменте установлен спуско-подъемный агрегат, состоящий из буровой лебедки и регулятора подачи долота на забой 8, причем высотная отметка фундамента выбрана таким образом, что бурильщику, стоящему у пульта управления, виден талевый канат, навивающийся на барабан лебедки, установленный под основанием. Вокруг спуско-подъемного агрегата предусмотрены площадки для обслуживания. На отдельном фундаменте под полом основания установлен и укреплен анкерными болтами механизм крепления неподвижной ветви талевого каната. На основании вышечно-лебедочного блока с правой и левой сторон установлены подсвечники 22, которые с помощью комплекса механизмов АСП-6 и свечей длиной 36 м дают возможность установить до 30 тыс. м бурильных труб. На подроторных балках установлен ротор 21, соединяющийся цепной трансмиссией 20 с приводом, смонтированным на специальной балке под полом основания. На балках металлоконструкций основания установлены ключи АКБ-ЗМ2 1 у шурфа и АКБ-ЗМ 300 (с удлиненным ходом каретки) 19 у ротора, направляющая труба для установки вертлюга 23 с квадратной штангой и пневмораскрепитель 18. Основание в задней части имеет проем 16, огражденный перилами, для выхода талевого каната от барабана лебедки к кронблоку. Непосредственно у проема установлена вспомогательная лебедка 17. С левой стороны (со стороны мостков) у проема находятся пульт бурильщика 7, рукоятка ручного тормоза лебедки и электропанели управления регулятором подачи долота на забой. С правой стороны размещен щит 15 с указателями основных процессов бурения (масса инструмента, давление и расход подаваемого в скважину раствора и др.). На основание опирается шахта 25 с лестницами для подъема на подкронблочную площадку. К этой шахте прикреплен стояк 24 манифольда 2. На специальных площадках 3, расположенных с правой и левой сторон подсвечников, установлены пульты управления 4 комплексом механизмов АСП-6 с телекамерами. Раствор из скважины направляется по желобной системе 5 к оборудованию и к емкости приготовления и очистки растворов 6. Пол основания наклонным желобом 26 соединен с мостками 27. Для работы на мостках с бурильными и обсадными колоннами труб используют башенный кран 28. На нулевой отметке вышечно-лебедочного блока установлено два компрессора 9, соединенных через воздухосушки 12 с воздухосборниками 11. Пневматическая система предусмотрена для обслуживания пневматических приводов ключей типа АКБ, пневмораскрепителя, шинно-пневматических муфт и блокировки буровой лебедки. В полу вышечно-лебедочного блока предусмотрены бетонированные каналы 14 с металлическим перекрытием, в которых проложены кабели электропроводки. В непосредственной близости расположены электропанели 13 управления электрооборудованием лебедочного блока. В вышечнолебедочном блоке на нулевой отметке установлена кабина 10, в которой размещена самозаписывающая аппаратура для контроля основных технологических процессов бурения, которая может быть вынесена на значительное расстояние и установлена в специальном помещении. В насосном блоке установлено четыре насоса УНБ-1250, предназначенных для подачи раствора в скважину, и один насос У8-6М 6—для технологических целей (приготовление растворов). Максимальная подача каждого насоса УНБ1250 составляет 51,4 л/с при давлении 21 МПа. Каждый насос УНБ-1250 в состоянии развивать давление до 40 МПа, при этом подача составит 26,7 л/с. Согласно расчетам, в начальной стадии бурения потребуется одновременная работа двух насосов УНБ-1250, а в конечной — одного насоса. Для обеспечения бесперебойной подачи раствора в скважину установлены четыре насоса УНБ1250, причем проектом предусмотрена одновременная работа только трех насосов УНБ-1250. Четвертый насос будет находиться в стадии «горячего» резерва и в любой момент может быть подключен взамен вышедшего из строя. Принятое число насосов и применение одного из насосов как «горячего» резерва позволит, не останавливая бурения, производить необходимый ремонт, замену износившихся втулок, поршней клапанов. В насосном блоке расположены всасывающий и нагнетательный трубопроводы. Всасывающий трубопровод соединяет приемные патрубки насосов с емкостями циркуляционной системы и обеспечивает подачу раствора от емкостей к буровым насосам, причем раствор к насосам может поступать самотеком или с помощью подпорных насосов. Нагнетательный трубопровод (манифольд) соединяет насосы с вертлюгом и рассчитан на давление 40 МПа. Нагнетательный трубопровод состоит из: 1) общего трубопровода, имеющего проходное отверстие 125 мм, заканчивающегося стояком, расположенным в вышечно-лебедочном блоке, укрепленном в металлоконструкции вышки; 2)бронированного гибкого рукава, соединяющего стояк с патрубком вертлюга; 3)нагнетательных трубопроводов, имеющих проходное отверстие 100 мм и соединяющих насосы с общим нагнетательным трубопроводом. У каждого трубопровода, соединяющего насос с общим нагнетательным трубопроводом, есть обратный клапан и дистанционная задвижка, соединяющая трубопровод с емкостью (сбрасывающая задвижка), а также задвижка, позволяющая отсоединять насос от обратного клапана. Для зарядки компенсаторов, установленных на насосах, сжатым воздухом установлено два компрессора высокого давления. В полу проложены бетонированные каналы с плитным металлическим настилом, в которых размещена кабельная разводка к приводным электродвигателям и пульту управления. Пол в насосном блоке цементирован с уклоном к сточному каналу, по которому вода и пролитый раствор отводятся из помещения. Для обслуживания насосов используют мостовой электрический кран грузоподъемностью 10т. В энергетическом блоке, который, в целях сокращения кабельных разводок расположен между вышечно-лебедочным и насосным блоками, установлено четыре машинных преобразователя постоянного тока. Каждый из которых прикреплен анкерными болтами к мощному фундаменту, где предусмотрены туннели, соединяющие машинные преобразователи с вентиляционной установкой, смонтированной снаружи укрытия энергетического блока. Воздух охлаждает и очищает машинный преобразователь от пыли, проходит по вентиляционным каналам и выбрасывается наружу. Для вентиляции помещения энергоблока снаружи смонтирована вентиляционная установка. В полу энергоблока предусмотрены бетонированные каналы с плитным металлическим настилом, в которых проложены электрокабели, идущие по туннелю от высоковольтного распредустройства к панелям, машинным преобразователям и пультам управления. Для обслуживания электромашинных преобразователей и другого электрооборудования используют мостовой кран грузоподъемностью 10 тс. Электромашинные преобразователи постоянного тока обеспечивают питанием приводные электродвигатели ротора, буровых насосов и спускоподъемного агрегата. Приводные электродвигатели машинных преобразователей получают питание от высоковольтного распредустройства, которое, в свою очередь, получает питание 6000 В от электроподстанции. Каждый машинный преобразователь состоит из приводного синхронного электродвигателя мощностью 1900 кВт, напряжением 6000 В, соединенного с двумя генераторами главным электродвигателем ТПЭ 1700-100 мощностью 1700 кВт и вспомогательным — МПЭ 800-800 мощностью 900 кВт. Главные генераторы предназначены для питания приводных электродвигателей лебедки и буровых насосов, вспомогательные — для питания приводного электродвигателя ротора и лебедки, но только при работе ее на приподъем во время роторного или турбинного бурения или для проворота стола ротора при турбинном бурении. Необходимо иметь в виду, что одновременно могут работать только три машинных преобразователя, четвертый — любой из них — является резервным. Любой из четырех машинных преобразователей может быть подключен для питания электродвигателей лебедки, насосов и ротора. При выполнении СПО (подъем или спуск бурильной или обсадной колонн) должны работать только два машинных преобразователя, а оставшиеся два в этом случае будут резервными. При бурении в начальной стадии должны работать три буровых насоса УНБ-1250, а поэтому и три машинных преобразователя (один преобразователь будет резервным). В конечной стадии бурения потребуется работа только одного преобразователя, тогда резервными будут три машинных преобразователя. Применение четырех машинных преобразователей постоянного тока позволяет надежно обеспечить работу буровых насосов на всех стадиях бурения и выполнение спуска и подъема бурильной колонны, а также спуска обсадных колонн. Рис. 1.32 Схема буровой установки Уралмаш 15000 Рис. 1.33 Вышечно-лебедочный блок буровой установки Уралмаш 15000 1.1.2 Буровые установки производства ОАО «Волгоградский завод буровой техники» Волгоградский завод буровой техники (ВЗБТ) производит комплектные буровые установки для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 10003500 м с дизельным (Д) и дизель-гидравлическим (ДГ) приводами, электрическим приводом переменного тока (Э) и регулируемым (тиристорным) 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). 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 (рис.1.34-1.42). Буровая установка БУ2900/175ЭПБМ1 спроектирована в блочно-модульном варианте. В табл.1.9 даны параметры буровых установок ВЗБТ, а в табл.1.10 основные комплектующие механизмы и агрегаты (для базовых моделей). В зависимости от пожелания заказчика возможны варианты. Рис.1.34 Кинематическая схема буровой установки БУ1600/100ДГУ Рис.1.35 Кинематическая схема буровой установки БУ1600/100ЭУ Рис.1.36 Кинематическая схема буровой установки БУ2500/160ДГУМ-1 Рис. 1.37 Буровая установка БУ2900/175ДЭП-2 Рис. 1.38 Буровая установка БУ2900/175ДЭП-3 Рис. 1.39 Кинематическая схема буровых установок БУ2900/175ЭПМ, ДЭП2, ДЭП-3, ЭПК Рис. 1.40 Буровая установка БУ2900/200ЭПК-БМ Рис.1.41 Кинематическая схема буровых установок БУ2900/175ЭПБМ-1 и БУ2900/200ЭПК: 1 - зона допустимой длительной работы; 2 - то же, кратковременной работы. Рис. 1.42 Кинематическая схема буровых установок БУ2000/125ДММ 1.2 Буровые установки для бурения эксплутационных и разведочных нефтяных и газовых скважин старых образцов При бурении разведочных скважин на месторождениях Западной Сибири используются буровые установки БУ75БрД-70, БУ80БрД. При бурении эксплутационных нефтегазовых скважин - установки БУ2500ДГУ и получила широкое распространение имеет БУ3000ЭУК. Таблица 1.11 – Техническая характеристика буровых установок [13, 1] Параметры БУ75БрД-70 БУ2500 ДГУ БУ3000 ЭУК (БУ 80 БрД) 1 2 3 4 Допускаемая нагрузка на крюке, кН 1000 1600 2000 Условная глубина бурения, м 1600 2500 3000 Общая установочная мощность, кВт 600 900 1810 Наибольшая оснастка 45 45 56 талевого механизма Диаметр талевого каната, мм 25 28 28 ДизельПеременный ток Привод буровой установки Дизельгидравлический гидравлический Силовые агрегаты САТ-4М САТ-450 - Продолжение таблицы 1.11 1 Привод лебедки, ротора и насосов Двигатели в приводе: лебедки насосов ротора Лебедка Мощность лебедки, кВт Число скоростей подъема Буровой насос Число насосов Мощность насоса, кВт Наибольшее давление на выходе из насоса, МПа Наибольшая идеальная 3 подача насоса, м /с Ротор Диаметр проходного отверстия в столе ротора, мм Мощность привода ротора, кВт 2 3 4 групповой групповой смешанный 1Д12Б 1Д12Б 1Д12Б В2-450 В2-450 В2-450 АКБ-13-62-8 СДБО99/49 БУ75Бр 463,4 4 БрН-1 2 450 ЛБ-750Бр 560 4 НБТ-600 2 600 АКБ-13-62-8 ЛБУ1200К 700 6 У8-6МА2 2 600 20 25 25 0,024 Р-450 0,043 Р560-Ш8 0,051 УР-560 450 560 560 150 368 368 Продолжение таблицы 1.11 1 2 Статическая грузоподъемность ротора, т 100 Число скоростей ротора 2 Вертлюг БУ-75 Статическая грузоподъемность 100 вертлюга, т Вышка 3 4 250 4+1 реверсивная ШВ15-250 250 320 3 СБО1В/БУ75Бр СБО1- 01/БУ2500ДГУ Полезная высота вышки, м 37,8 Грузоподъемность вышки, т 100 Кронблок БУ75 Грузоподъемность кронблока, т 110 Наружный диаметр шкивов, мм 800 Талевый блок БУ-75 Грузоподъемность талевого блока, т 100 Наружный диаметр шкивов, мм 800 УВ-250 250 ВМР45200 42,2 185 КБ5-185Бр 45 200 УКБ6-200 185 200 1100 ТБК 4-140Бр 1000 УТБА 5-170 140 170 1100 1000 2 ДГ-50-8 3 ДЭА-100 4 50 1002 200 КТ-6 КТ-6 К-5М КСЭ-5М КТ-6 КТ-6 0,85 0,85 0,8 Подача, приведенная к 3 0,043 условиям всасывания, м /с 0,043 0,0835 Средства механизации и автоматизации: подачи инструмента ТЭП-4500 ТЭП-4500 - - Продолжение таблицы 1.11 1 Дизель-генераторная станция Мощность станции, кВт Компрессоры: с дизельным приводом с электроприводом Давление воздуха, МПа Спуско-подъемных ПКЗ-4 ТМЗДЭ-104С3 операций АКБ-3М2 Вспомогательный тормоз ТГ-1000 ПКР-560 АКБ-3М2 ТЭП-4500 ПКР-560 АКБ-3М2 ТЭП-4500 Масса поставки, т 379,7 542,2 комплекта 133 Таблица 1.12– Техническая характеристика буровых установок [13, 1] Уралмаш 3Д-76 Уралмаш 4Э-76 Параметры (Уралмаш 3Д-86) 1 Допускаемая нагрузка на крюке, кН Условная глубина бурения, м Общая установочная мощность, кВт Наибольшая оснастка талевого механизма Диаметр талевого каната, мм Привод буровой установки Силовые агрегаты Привод лебедки, ротора и насосов Двигатели в приводе: лебедки насосов ротора Лебедка Мощность лебедки, кВт Число скоростей подъема Буровой насос Число насосов 2 2250-3000 (3200) 4000 (5000) 1650 56 32 3 2250-3000 Дизельный Переменного тока 4000 1900 56 32 АСДУ-2Ш500/580-У2 АСДУ-2Ш-500-У2 АСДУ-2Ш-КП-У2 групповой смешанный В2-450АВ В2-450АВ В2-450АВ АКБ-114-6 ЛБУ-1200 809 5 УНБ600 2 СДЗБ-13-52-8 АКБ-114-6 У2-5-5 809 5 У8-6МА2 2 Продолжение таблицы 1.12 1 Мощность насоса, кВт Наибольшее давление на выходе из насоса, МПа Наибольшая идеальная подача насоса, м 3/с Ротор Диаметр проходного отверстия в столе ротора, мм Мощность привода ротора, кВт Статическая грузоподъемность ротора, т Число скоростей ротора Вертлюг Статическая грузоподъемность вертлюга, т Вышка Полезная высота вышки, м Грузоподъемность вышки, т Кронблок Грузоподъемность кронблока, т Наружный диаметр шкивов, мм Талевый блок, крюк Грузоподъемность талевого блока, т Наружный диаметр шкивов, мм Дизель-генераторная станция 2 600 3 600 25 0,051 УР-700 25 0,051 УР-560 700 368 320 4 УВ-250 250 ВБ53320 53 320 560 368 320 4 УВ-250 250 ВМА-45-250 45 250 УКБ 6-270 270 1120 УТБ 5 -225 225 1120 УКБ-6-270 270 1120 УТБК-5-225 225 1120 ТМЗ-ДЭ-104-С3 ТМЗ-ДЭ-104С3 Продолжение таблицы 1.12 1 Мощность станции, кВт Компрессоры: с дизельным приводом с электроприводом Давление воздуха, МПа 2 1002 3 100 4ВУ1-5/9М1 - МВУТ-5/9 М2 КСЭ-5М 0,8 0,8 Подача, приведенная к условиям всасывания, 0,0835 м3/с Средства механизации и автоматизации: подачи инструмента Спуско-подъемных операций - 0,0835 Вспомогательный тормоз АКБ-3М2 УТГ-1450 ПКР-560 АКБ-3М2 УТГ-1450 Масса комплекта поставки, т 168 173 ПКР-560М-ОР Буровая установка Уралмаш БУ-75 БрД-70 Буровая установка имеет групповой привод на лебедку, ротор и насосы, состоящий из двух силовых агрегатов САТ-4М [1], каждый силовой агрегат состоит из дизеля 1Д12Б мощностью 309,1 кВт и турботрансформатора ТТК1, смонтированных на общей раме. Вал турботрансформатора силового агрегата соединяется через муфту ШПМ-500 с цепным редуктором. От редуктора мощность передается на коробку передач лебедки через клиноременную передачу на насосы БРН-1, соединенную карданным валом с ротором. Кинематическая схема буровой установки (рис.1.43) обеспечивает включение двух прямых и двух обратных скоростей вращения стола ротора. Компоновка силовых агрегатов с редуктором допускает переключение их на лебедку или буровые насосы, а также одного силового агрегата на лебедку и ротор, а второго агрегата - на буровой насос. Переключение скоростей вращения барабана лебедки, управление пневматическими цилиндрами и муфтами лебедки, ротора, коробки передач, силовых агрегатов, насосной трансмиссии и привода компрессора осуществляется дистанционного с пульта бурильщика. Переключение зубчатых муфт цепного редуктора и реверса коробки передач производится механическим способом при помощи рычагов, расположенных на корпусах соответствующих агрегатов. Буровая установка комплектуется заводом сборно-разборным крупноблочным основанием с каркасом укрытия, мачтовой секционной вышкой, выполненной из труб, приемным мостом, дизель-генераторной станцией, водяным центробежным насосом, циркуляционной системой с виброситами. Основание состоит из трех сварных ферм: правой, левой и центральной, соединенных между собой болтами. На правой и левой фермах закреплены шарнирные опоры для вышки и кронштейна для тяжеловоза Т40. В передней части основания между боковой и центральной фермами имеется проем для стаскивания вышечно-лебедочного блока при наличии фонтанной арматуры на пробуренной скважине. В проеме на правую и левую ферму устанавливают опорные рамы для ротора и подсвечников. Снизу, в задней части центральной фермы установлена шаровая опора под тележку для транспортировки блока. На основании монтируют вышку, ротор, подсвечники, лебедку с коробкой передач, цепной редуктор, силовые агрегаты, компрессор, шкивы клиноременной передачи на насосы и укрытие. При монтаже блок устанавливают на металлические опоры. Остальное оборудование монтируют агрегатным способом на фундаментах. Рис. 1.43 Кинематическая схема буровой установки БУ-75Бр-Д Буровая установка БУ-2500 ДГУ Буровая установка разработана взамен буровой установки БУ80БрД. Она имеет трехдизельный привод на лебедку, ротор и буровые насосы. Мощность силовых агрегатов САТ-450 с турботрансформаторами суммируется цепным редуктором и через ШПМ-700 передается на коробку перемены передач (рис.1.44). выходной вал коробки соединен цепной передачей с барабанным валом лебедки через пневмокамерную муфту. В лебедке буровой установки применена оперативная пневмокамерная муфта ПКМ 1000×250, в которой крутящий момент передается непосредственно от колодок с фрикционными накладками через шпонки, минуя пневмокамеру, что увеличивает долговечность муфты по сравнению с муфтой ШПМ-1070. Во внутренней полости муфты смонтирован вентилятор для подачи охлаждающего воздуха к шкиву и колодкам. Коробка скоростей обеспечивает четыре прямых передачи на лебедку и ротор от основного привода и четыре прямых и обратных переда от вспомогательного электропривода. Обратные передачи осуществляются за счет реверсирования электродвигателя. На каждой передаче от основного привода в определенных пределах происходит бесступенчатое изменение скоростей подъема крюка в зависимости от нагрузки за счет автоматического изменения оборотов выходного вала турботрансформатора. Барабанный вал лебедки соединен с вспомогательным электромагнитным тормозом ТЭП-4500 через муфту ШПМ-1070. Вспомогательный привод лебедки от электродвигателя А02-81-4 соединен с входным валом коробки передач через понижающий редуктор, муфту 2ШПМ-500 и цепную передачу. Привод ротора осуществляется от встроенного в коробке передач углового редуктора через муфту ШПМ-500, карданный вал, вертикальную цепную передачу и второй карданный вал. Цепная передача введена в кинематику из-за разных уровней расположения коробки передач и ротора. Привод буровых насосов осуществляется также от цепного редуктора через карданные валы и муфты 2ШПМ-500. Оборудование установки скомплектовано в следующие блоки: вышечно-лебедочный, насосный, дизель-генераторный, блоки циркуляционной системы. Кроме того, основное оборудование монтируется на металлических рамах в секции: лебедочную (лебедка со вспомогательным тормозом и коммуникациями), приводную (коробка передач, вспомогательный привод) дизельную, трансмиссионную (цепной редуктор, два компрессора), воздухосборников и две насосные. На рамах секций кроме оборудования заводом смонтированы коммуникации. Основание вышечно-лебедочного блока представляет собой платформу и состоит из трех рам: правой, левой и центральной, жестко соединяемых между собой. При монтаже платформа устанавливается на опоры. На левой и правой рамах имеются опоры для вышки, а также опоры для установки задних тяжеловозов для транспортировки блока. В задней части платформы находится балка с поворотным кронштейном для установки переднего тяжеловоза. На рамы в передней части устанавливаются две вертикальные фермы, на которых монтируются верхние площадки, образующие пол буровой с отметкой 5,5 м. На верхних площадках вышечно-лебедочного блока монтируются ротор, буровой автоматический ключ, вспомогательная лебедка, подсвечники, пульт управления. В задней части платформы блока устанавливаются лебедочная и приводная секции. Основание приводного блока состоит из балок, платформы и навесных площадок, а платформа – из двух соединенных между собой левой и правой рам. Рамы имеют опоры для установки тяжеловозов. Передняя балка, соединяющая рамы, имеет поворотный кронштейн с опорой под передний тяжеловоз. При монтаже на опорные стойки с откидными на шарнирах опорами устанавливаются балки и крепятся к вышечному блоку. На балках собирается платформа. На основании приводного блока монтируется дизельная, трансмиссионная секции и секция воздухосборников с охладительным агрегатом, а также каркас укрытия. Основание насосного блока по конструкции аналогично основанию приводного блока. На основании монтируются две насосные секции с насосами и трансмиссией. Дизель-генераторный блок состоит из основания, выполненного в виде рамы, двух дизель-электрических агрегатов АСДА-200, станций управления и укрытия. Буровая установка оснащена полным комплектом оборудования для бурения скважин, каркасами укрытий. Конструкция оснований обеспечивает транспортировку и монтаж основного оборудования крупными, мелкими блоками и поагрегатно. Вышечно-лебедочный, приводной и насосный блок транспортируются на трех тяжеловозах ТГ-60 каждый. Допускается транспортировка приводного и насосного блоков на трех тяжеловозах Т-40. Остальное оборудование транспортируется на передвижных платформах типа ПП-40Бр. Рис. 1.44 Кинематическая схема буровой установки БУ-2500ДГУ Буровая установка БУ-3000ЭУК Буровая установка разработана для кустового бурения скважин в условиях Западной Сибири на базе основных механизмов установки БУ3000ЭУ. Основное оборудование установки скомплектовано в три крупных блока: вышечно-лебедочный, насосный, циркуляционной системы с емкостями, которые транспортируются на тяжеловозах ТГ-60. Имеются также блоки очистки раствора, энергоблок и компрессорный блок, состоящие из габаритных секций со смонтированным на них оборудованием и коммуникациями. Основание вышечно-лебедочного блока состоит из двух продольных рам, соединенных конечными балками, фермами и связями. На рабочей площадке основания с отметкой пола 7,2 м монтируется ротор, буровой ключ, вспомогательная лебедка, привод ротора, пневмораскрепитель, устройство для крепления неподвижной ветви талевого каната, дистанционное управление тормозом буровой лебедки. В задней приводной части основания на отметке пола 4,2 м устанавливается буровая лебедка, а на отметке пола 3,9 – основной и вспомогательный приводы лебедки. На продольных рамах основания монтируются буровая вышка и устройство для ее подъема и крепления. К этим рамам присоединены транспортные опоры для установки тяжеловозов с целью транспортирования блока с куста на куст, а также механизмы для перемещения и выравнивания блока в пределах куста. Под рабочей площадкой основания блока установлены приспособления для снятия противовыбросового оборудования (превенторов) с колонной головки пробуренной скважины, отвода и крепления его в транспортное положение при перемещении блока на новую точку. В передней части основания установлены консольно-поворотный кран и козырек с приемным мостом. Укрытие вышечно-лебедочного блока металлическое, панельного типа. Высота панелей укрытия рабочей площадки 6 м, проем в укрытии со стороны приемного моста перекрывается откатными воротами. Размер рабочей площадки и наклон панелей ее укрытия обеспечивают возможность опускания вышки без разборки укрытия. Каркас укрытия приводного отделения состоит из двух рам, установленных на продольные рамы основания блока. Рамы с панелями кровли укрытия используются для перемещения ручного подъемного крана грузоподъемностью 3,2 т при ремонтных работах. Основание насосного блока состоит из продольных рам и площадок. В передней части установлен поворотный кронштейн, а в задней - два кронштейна для подводки тяжеловозов. На основании насосного блока монтируются два буровых насоса с индивидуальными приводами, электрокомпрессор высокого давления КР-2 и укрытие панельного типа. Основание блока циркуляционной системы аналогично основанию насосного блока. На нем монтируются емкости для бурового раствора, воды, химических реагентов и шламовые насосы. На емкостях имеются площадки и оборудование для перемешивания раствора. Конструкция оснований крупных блоков и размещение оборудования на них в зависимости от конкретных условий позволяют выбирать оптимальный метод монтажа и транспортирования на новый куст бурения: крупными, мелкими блоками и поагрегатно. При агрегатном методе вышка опускается и может транспортироваться отдельными секциями или в собранном виде на специальных приспособлениях, которые придаются к буровой установке. В пределах куста от пробуренной скважины на другую точку вышечнолебедочный блок перемещается на рельсо-колесном ходу в собранном виде при помощи механизма перемещения. Вместе с вышечно-лебедочным блоком перемещается трап приемного моста, устьевой желоб и установленные на вышке свечи. Остальное оборудование остается на месте. После перемещения блока соединяются коммуникации. Механизм перемещения и выравнивания блока состоит из четырех тележек, двух гидроцилиндров перемещения диаметром 200 мм с рабочим ходом до 1600 мм, комплекта направляющих опор коробчатого сечения с рельсами КР-70. Направляющие опоры состоят из секций; освобождающиеся секции при перемещении блока переставляются вперед по направлению движения. Механизм выравнивания блока состоит из восьми гидравлических домкратов диаметром 280 мм и рабочим ходом до 800 мм, при помощи которых после передвижения блок устанавливается на специальные прокладки для разгрузки тележек или выравнивается в горизонтальном положении в случае проседания грунта во время работы. Гидравлическая станция для питания гидродомкратов механизма перемещения и выравнивания блока пульта управления входят в состав блока. Схема монтажа бурового оборудования, предусматривающая передвижение в кусте вышечно-лебедочного блока и стационарное расположение насосно-емкостной группы с циркуляционной системой, имеет недостатки, так как каждый раз приходится разъединять, а затем соединять коммуникации и линии между блоками. Для устранения этих недостатков в Главтюменнефтегазе на базе серийных установок БУ3000ЭУК были разработаны и внедрены установки, предусматривающие совместную компоновку и передвижение в кусте всего комплекса бурового оборудования. Это достигнуто за счет эшелонной компоновки оборудования (рис.1.45) вышечно-лебедочного блока, блока емкостей и насосного блока на направляющих 4 и передвижения их на колесно-рельсовом ходу. Рис.1.45 Схема монтажа буровой установки БУ-3000ЭУК с эшелонным расположением оборудования За вышечно-лебедочным блоком 1 устанавливается блок емкостей 2, а затем насосный блок 3. В блоке емкостей монтируют компрессорные станции, гидромешалку и механизмы второй и третьей ступени очистки раствора: гидроциклон, илоотделитель, шламовые насосы. К вышечнолебедочному блоку приварены кронштейны для установки вибросит 5. Эшелонное расположение оборудования буровой установки практически исключает монтажные работы при передвижении на очередную скважину в кусте. Кроме того, за счет компактного сосредоточения оборудования на площадке и ликвидации межблочных коммуникаций значительно сократились затраты на подготовительные работы. Такие установки серийно выпускались Уралмашзаводом под шифром БУ-3000ЭУК1. Модернизированная установка БУ3000ЭУК – 1М имеет допускаемую нагрузку на крюке 2000 кН против 1700 кН в установках БУ3000ЭУК. Буровая установка Уралмаш 3Д-76 Буровая установка с пятидизельным приводом рекомендуется [14] для турбинного и роторного бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 5000 м в неэлектрифицированных районах. Буровая установка имеет смешанный привод [1] исполнительных основных механизмов: групповой трехдизельный – для привода лебедки, ротора и одного бурового насоса и индивидуальный двухдизельный - для привода второго насоса (рис.1.46). Групповой привод состоит из одношкивного, двушкивного силовых агрегатов и двухшкивного силового агрегата с четырехскоростной коробкой перемены передач, смонтированных на общей раме, индивидуальный двухдизельный привод состоит из одношкивного и двушкивного силовых агрегатов. Агрегаты с дизелями В2-450АВС2 спариваются между собой клиноременными передачами с ремнями типа Д длиной 5600 мм. Между рамами силовых агрегатов установлены винтовые стяжки для натяжения ремней путем передвижения агрегатов. Непосредственно у агрегатов установлены масляные баки, имеющие змеевики для охлаждения или подогрева поступающего в дизели масла. Рис. 1.46 Кинематическая схема буровой установки БУ3Д-76 Мощность каждого дизеля силовых агрегатов передается на шкив трансмиссии через эластичную муфту, понизительный редуктор, муфту ШПМ-500. Суммированная мощность группового трехдизельного привода передается на коробку перемены передач через спаренную муфту 2ШПМ500, а от коробки передач на лебедку – двумя карданными валами. Групповой привод обеспечивает как одновременную, так и раздельную передачу мощности на лебедку или на насос от одного, двух или трех агрегатов, а также обратный ход лебедки или ротора (реверс) путем включения реверсивной шестерни коробки. Мощность на вал ротора передается от лебедки через муфту 2ШПМ-500 и цепную передачу. На валу ротора имеются две сменные звездочки, в результате чего ротор может иметь восемь прямых скоростей и две обратных. Для переключения скоростей лебедки и ротора в коробке передач имеются шестеренные блоки, перемещающиеся при включении на валах коробки при помощи штурвалов. Валы коробки при переключении скоростей проворачиваются от электростартера СТ700, в качестве которого используется электродвигатель постоянного тока, работающий от аккумуляторных батарей напряжением 24 В. Шпиндель электростартера соединяется с венцом зубчатой передачи, установленным на ободе муфты 2ШПМ-500 входного вала коробки. Для быстрой остановки коробки передач при переключении скоростей на ее корпусе установлен тормоз – муфта ШПМ-300, шкив которой соединен с входным (ведущим) валом. Смазка к подшипникам и шестерням коробки передач подается шестеренчатым насосом из масляного бака, который монтируется консольно-поворотным краном грузоподъемностью 3 тс. На одношкивном силовом агрегате трехдизельного привода имеется дополнительный шкив клиноременной передачи для привода компрессора. Буровой вышкой и основаниями для бурового оборудования установка заводом не комплектуется. В таблице приведена одна из комплектаций оборудования, используемого в настоящее время эксплуатирующими предприятиями. В 1986 г. буровая установка была модернизирована и стала выпускаться под шифром БУ3Д-86. Установка комплектуется двухъярусным основанием высотой 6,5 м для вышки башенного типа, основаниями для лебедки и группового привода высотой 1,4 м, приемным мостом, каркасами укрытий вышечно-лебедочного блока, вспомогательной лебедкой. Вышечное основание снабжено опорами под тяжеловозы для транспортировки вышки в вертикальном положении. Групповой привод состоит из одношкивного силового агрегата с коробкой перемены передач, соединенной двумя карданными валами с коробкой лебедки, и двух двушкивных силовых агрегатов, смонтированных на общем основании. Привод на ротор осуществляется цепной передачей от лебедки через угловой редуктор, вертикальный карданный вал, компенсирующий разницу высот лебедочного и вышечного оснований, второй угловой редуктор, установленный на вышечном основании, и цепную передачу от редуктора на вал ротора. Буровые насосы при монтаже устанавливаются на отдельных фундаментах. Допустимая нагрузка на крюке при оснастке 67 составляет 3000 кН, предельная глубина бурения 5500 м. Общая масса установки составляет 283 т. Рис.1.47 Буровая установка Уралмаш 3Д-76 1 – лебедка; 2 – коробка скоростей; 3 – консольно-поворотный кран; 4 – трехдизельный блок; 5 – двухдизельный блок; 6 – дизель-электрические станции; 7 – буровые насосы; 8 – ключ АКБ-3М; 9 – ротор; 10 – талевая система; 11 – компрессорная станция с контрприводом; 12 – компрессорная станция с электроприводом. Буровая установка БУ-4Э-76 Буровая установка рекомендуется для форсированного бурения нефтяных и газовых скважин глубиной до 5000 м в электрифицированных районах. Буровая установка имеет групповой привод на лебедку и ротор, и индивидуальные приводы буровых насосов. Электропривод лебедки и ротора состоит из двух асинхронных электродвигателей мощностью до 320 кВт при частоте вращения 16,33 с-1 и четырехскоростной коробки перемены передач, смонтированных на общей раме. Валы электродвигателей соединяются с приводными валами коробки муфтами 2ШПМ-500. На раме электропривода установлен аварийный привод, состоящий из электродвигателя мощностью 28 кВт и понизительного шестеренчатого редуктора. Редуктор соединяется с приводным валом коробки шестерней, установленной на ободе муфты правого электродвигателя (рис.1.48). Мощность от коробки перемены передач передается на лебедку двумя карданными валами, а на вал ротора – от лебедки через муфту 2ШПМ-500 и цепную передачу. На валу ротора имеются две сменные звездочки, в результате чего ротор может иметь восемь скоростей. Реверс лебедки и ротора производится обратным вращением электродвигателей. Для переключения скоростей лебедки и ротора в коробке передач имеются шестеренные блоки, которые при включении перемещаются на валах коробки при помощи штурвалов. Смазка подшипников и шестерен коробки принудительная от насоса. Управление электродвигателями осуществляется от пульта бурильщика. Буровые насосы У8-6-МА2 приводятся в действие от синхронных электродвигателей мощностью по 630 кВт при частоте вращения 12,5 с -1 через муфты 2ШПМ-500 и клиноременные передачи с ремнями типа Д. Такая конструкция позволяет включить электродвигатель без нагрузки при отключенной трансмиссии насоса, а после этого муфтой подключать насос. Электродвигатель с трансмиссией смонтированы на общей раме. Основаниями для оборудования, приемным мостом и буровой вышкой установка заводом не комплектуется. Монтировать буровые установки можно на различных блочных или крупноблочных основаниях типа БС-4Э с башенными или мачтовыми вышками. Обычно установка монтируется крупными блоками: вышечнолебедочном, силовом (приводном) и насосным. Транспортируются блоки на тяжеловозах. Рис. 1.48 Кинематическая схема буровой установки Уралмаш 4Э-76: 1 – лебедка; 2 – аварийный привод от электродвигателя N=28 кВт; n = 735 об/мин; 3 – буровые насосы; 4 – электродвигатели N=450 кВт; n = 750 об/мин.