Электромонтер буровых установок - Буровые установки глубокого бурения

§ 2. БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ ГЛУБОКОГО БУРЕНИЯ
Процесс бурения скважины осуществляется при помощи буровой установки, которая представляет собой комплекс агрегатов, механизмов и сооружений, расположенных на поверхности.
В комплекс буровой установки входят: вышка для подвешивания талевой системы и размещения бурильных труб, оборудование для спуска и подъема инструмента, оборудование для подачи и вращения инструмента, насосы для прокачивания промывочной жидкости, механизмы для автоматизации и механизации спуско-подъемных операций, контрольно-измерительные приборы и вспомогательные устройства. В комплекс буровой установки входят также металлические основания, на которых монтируется и перевозится оборудование.
Различные условия и цели бурения при наличии большого разнообразия глубин и конструкций скважин не могут быть удовлетворены одним типоразмером буровой установки, поэтому в 1959 г. был разработан нормальный (размерный) ряд буровых установок глубокого бурения — нормаль Н900-59, а в 1966 г. — нормаль Н900-66. Нормалью предусматривается минимальное количество типоразмеров буровых установок, которое способно обеспечить все цели бурения в различных условиях с высокими технико-экономическими показателями. Нормаль не может быть постоянной: по мере совершенствования техники и технологии бурения она должна пересматриваться, чтобы удовлетворять современным требованиям бурения.
Основным параметром в классификации буровых установок принята грузоподъемность, которая наиболее полно характеризует установку в целом. Различают номинальную и максимальную грузоподъемность. Номинальная грузоподъемность установки соответствует наибольшей допустимой нагрузке на крюке от веса вертлюга и бурильного инструмента и определяет максимальную глубину бурения.
Максимальная грузоподъемность установки соответствует нагрузке на крюке, которая может возникнуть при аварийных ситуациях, а также при спуске обсадной колонны, более тяжелой, чем бурильная, и является кратковременной. Максимальная грузоподъемность на 60—70 % выше номинальной.
Буровые установки нормального ряда Н900-66 в зависимости от номинальной грузоподъемности подразделяют на пять основных классов: БУ-50, БУ-80, БУ-125, БУ-200 и БУ-250. Кроме того, нормалью предусмотрено два дополнительных класса БУ-100 и БУ-160, которые являются модификациями буровых установок соответственно классов БУ-80 и БУ-125. Буровые установки каждого класса в зависимости от привода подразделяют на дизельные, дизель-гидравлические, электрические и дизель-электрические.
Основные параметры буровых установок, определенные нормалью Н900-66, приведены в табл. 1.
В табл. 2 приведены технические характеристики буровых установок для бурения скважин на нефть и газ, выпускаемых в нашей стране. Буровую установку для бурения конкретной скважины или группы скважин выбирают по номинальной грузоподъемности, которая не должна превышать наибольший вес (в воздухе) применяемой бурильной колонны. При этом следует проверять также и соответствие наибольшей массы спускаемой обсадной колонны величине максимальной грузоподъемности установки с учетом 15 % перегрузки.

Установки для бурения скважин на нефть и газ подразделяются на самоходные (легкие установки для бурения геофизических и структурных скважин) и несамоходные (установки для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения). Все буровые установки нормального ряда несамоходные. Для несамоходных буровых установок характерны следующие три метода монтажа и транспортировки: обычный (индивидуальный), мелкоблочный и крупноблочный.

Обычный метод монтажа буровых установок заключается в индивидуальной транспортировке каждого агрегата установки, монтаже оборудования и строительстве сооружений установки с применением фундаментов однократного пользования.
В этом случае строят бетонные или деревянные фундаменты отдельно под каждый агрегат установки. При повторном монтаже установку разбирают на агрегаты и узлы и перевозят на универсальном транспорте на новую точку бурения, где вновь строят фундаменты, сооружения и монтируют оборудование. Обычный метод монтажа буровых установок связан с большим комплексом трудоемких работ (строительных, плотничных, слесарных, подсобно-вспомогательных и Др.), выполняемых на месте монтажа, что вызывает удлинение сроков монтажа буровых установок. Поэтому этот метод в настоящее время применяют редко, в основном при бурении опорных скважин и монтаже буровых установок большой грузоподъемности.

Мелкоблочный метод монтажа буровых установок заключается в том, что агрегаты и узлы установки монтируют не на бетонных или деревянных фундаментах, а на металлических основаниях. Металлическое основание со смонтированным на нем каким-либо узлом установки составляет мелкий блок. Количество таких блоков буровой установки определяется конструкцией установки, условиями разработки месторождения и географическими условиями. Обычно буровая установка расчленяется на 15—20 мелких блоков. Габариты и масса мелких блоков позволяют перевозить их на универсальном транспорте или волоком, а в труднодоступных районах — на вертолетах.
Этот метод монтажа буровых установок широко применяют в разведочном бурении, а в некоторых районах и в эксплуатационном бурении, когда из-за сложных природно-географических условий невозможно перевозить установки крупными блоками. 

Таблица 2
Техническая характеристика буровых установок

Продолжение табл. 2

* Масса установки без блочных оснований.

Рис. 2. Крупноблочное основание под буровую установку;
1 — основание вышечно-лебедочного блока; 2 — основание силового блока; 3 — основание насосного блока; 4 — мерник; 5 — насосы; 6 — каркасы укрытия; 7 — силовые агрегаты; 8 — лебедка; 9 — вышка

Крупноблочный метод монтажа буровых установок заключается в перевозке агрегатов и узлов установки крупными блоками на специальном транспорте (тяжеловозах, подкатных тележках на гусеничном или пневмоколесном ходу), установке блоков на фундаменты и соединении коммуникаций между ними. При этом буровую установку расчленяют на два-три блока массой по 60—120 т.
Крупный блок состоит из металлического основания, перевозимого на специальных транспортных средствах, и смонтированных на нем агрегатов и узлов буровой установки, кинематически связанных между собой (рис. 2).
При перевозке таких блоков почти не нарушаются кинематические связи узлов установки и коммуникаций и не демонтируются укрытия, что позволяет исключить трудоемкие работы, выполняемые при обычном методе монтажа, такие как строительные, плотничные, слесарные и ряд подсобно-вспомогательных. Применение крупных блоков позволяет сократить сроки монтажа буровых установок до минимума. Крупноблочный метод используют в районах со спокойным рельефом.
На трассе следования крупного блока не должны встречаться промышленные или гражданские сооружения и другие предприятия, мешающие продвижению блока. Крупноблочный метод монтажа буровых установок широко применяют в эксплуатационном бурении.