Технология добычи нефти посредством бурения
Комплектация стандартной буровой установки. Описание методов бурения и правил изготовления бурильного раствора. Технология добычи нефти, методы извлечения дополнительного продукта. Теоретические и практические основы строительства нефтепроводов.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 07.05.2009 |
Размер файла | 29,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
23
Содержание
- 1. Бурение 2
- 2. Добыча нефти (технология добычи нефти) 7
- 3. Транспортировка нефти 12
- 4. Ремонт и монтаж 17
- Список литературы 23
1. Бурение
Буровые установки. Стандартные (базовые) буровые установки состоят из буровой вышки (башни), бурильной трубы (колонны), большой лебедки для опускания и поднимания бурильной трубы, бурильного стола, который вращает бурильную трубу и бур, мешалки для приготовления бурового раствора, насоса, двигателя для приведения в движение бурильного стола, и ворота. Небольшие буровые установки, использующиеся для бурения разведочных или сейсмических скважин, могут монтироваться на тягачах для передвижения от участка к участку. Более крупные буровые установки либо возводятся непосредственно на участке, либо имеют передвижные навесные (складывающиеся) буровые вышки, облегчающие перемещение и возведение таких установок.
Ударное или канатное бурение. Старейшей техникой бурения является ударное или канатное бурение. Этот медленный, рассчитанный на ограниченную глубину метод, который редко используется в настоящее время, состоит в измельчении породы за счет подъема и бросания тяжелого плоского ударного бурового долота и ударной штанги на конце каната. Через определенные промежутки времени бур вынимается из скважины, и буровой шлам (выбуренная порода), превращенный в водную суспензию, удаляется на поверхность посредством промывания или выкачивания. По мере углубления ствола скважины, он облицовывается стальной обсадной колонной для предупреждения обрушения в скважину и защиты грунтовых вод от загрязнения. Для бурения даже мелкой скважины необходимо выполнить довольно большой объем работ, а при обнаружении месторождения нефти или газа не существует способа борьбы с мгновенным фонтанированием продукта на поверхность.
Роторное бурение. Роторное бурение является наиболее распространенным методом, который используется для бурения как разведочных, так и добывающих скважин на глубине более 5 миль (7000 м). Легкие (по весу) буры, смонтированные на тягачах, используются для бурения неглубоких сейсмических скважин на суше. Средние и тяжелые передвижные и плавучие роторные буры используются для бурения разведочных и добывающих скважин. Оборудование для роторного бурения монтируется на бурильной платформе (основании) с буровой вышкой высотой 30-40 м и включает в себя бурильный стол, двигатель, мешалку для приготовления бурового раствора, насос для нагнетания, подъемник намоточного барабана для проволочных тросов или лебедку, и большое количество секций труб, длиной примерно 27 м каждая. Роторный стол вращает ведущую бурильную трубу квадратного сечения, соединенную с бурильной колонной. Ведущая бурильная труба квадратного сечения имеет наверху вертлюг для бурового раствора, который соединен с противовыбросовыми превенторами. Буровая колонна вращается со скоростью 40-250 оборотов в минуту, поворачивая либо бур, который имеет буровые коронки с закрепленными долотообразными режущими краями, либо бур, буровая головка которого имеет шарошки с закаленными зубьями.
Роторно-ударное бурение. Роторно-ударное бурение является комбинированным методом, в котором роторный бур использует циркулирующую гидравлическую жидкость для управления молотоподобным механизмом, производя, таким образом, серию быстрых ударных толчков, которые позволяют буру одновременно бурить и пробиваться сквозь землю.
Электробурение и турбобурение. Большинство роторных столов, лебедок и насосов тяжелых буров обычно приводятся в движение электромоторами или турбинами, которые позволяют увеличить степень гибкости при выполнении операций и дистанционно управляемом бурении. Электробур и турбобур являются новейшими методами, обеспечивающими большую мощность непосредственно буровой головке за счет установки бурильного двигателя прямо над головкой на дне ствола скважины.
Направленное бурение. Направленное бурение, это - техника роторного бурения, которое направляет бурильную колонну по изогнутой траектории по мере углубления ствола скважины. Направленное бурение используется для достижения залежей нефти и газа, которые недоступны при вертикальном бурении. Оно также сокращает затраты, поскольку с одной платформы может быть пробурено несколько скважин в разных направлениях. Бурение в расширенной зоне досягаемости позволяет пробиваться в подводные продуктивные пласты с берега. Многие из этих методов стали возможными за счет использования компьютеров для управления автоматическими бурильными машинам и гибким рукавом (трубопроводом в бухтах), которые опускаются и поднимаются без присоединения и отсоединения секций.
Другие методы бурения. Абразивное бурение основано на применении под давлением абразивных материалов (вместо использования бурильной колонны и буровой головки) для прохождения сквозь нижние слои. Другие методы бурения включают в себя взрывное бурение и термобурение.
Ликвидация скважины. Когда нефтяные и газовые продуктивные пласты более не являются продуктивными, скважины обычно закрываются бетонной заглушкой для предотвращения фонтанирования или протечки продуктов на поверхность и защиты грунтовых слоев и вод. Оборудование демонтируется, а участки ликвидированных скважин очищаются и возвращаются в нормальное состояние.
Буровая платформа создает для рабочих основание, к которому они присоединяют, или от которого они отсоединяют бурильную колонну (бурильную трубу), использующуюся для увеличения глубины бурения. По мере углубления ствола скважины добавляются дополнительные отрезки трубы, и бурильная колонна оказывается подвешенной к буровой вышке. Когда требуется замена буровой головки, то вся труба бурильной колонны вытягивается из ствола, каждая секция отсоединяется и ставится вертикально внутрь буровой вышки. После установки новой буровой головки процесс повторяется в обратном направлении, и бурильная труба возвращается в ствол для продолжения бурения.
Необходима осторожность, для того чтобы труба бурильной колонны не распалась на части и не упала в ствол скважины, поскольку ее вылавливание оттуда может быть трудным и дорогостоящим и может привести к потере скважины. Другой потенциальной проблемой является застревание бурового инструмента в стволе скважины при остановке бурения. По этой причине, если бурение началось, то оно обычно продолжается до тех пор, пока скважина не будет закончена.
Бурильный раствор. Бурильный раствор представляет собой жидкость, составленную из воды или нефти, и глины с химическими добавками (например, формальдегидом, известью, гидразидом натрия, баритом (тяжелым шпатом)). Для контроля кислотности (pH уровня) бурового раствора и для нейтрализации потенциально опасных добавок и растворов для заканчивания скважин в такую жидкость часто добавляется каустическая сода. Буровой раствор закачивается в скважину под давлением из смесительного резервуара на буровой платформе, вниз, внутри бурильной трубы, к бурильной головке. Затем он поднимается между внешней стороной бурильной трубы и стенками ствола скважины, возвращаясь на поверхность, где он фильтруется и используется повторно. Бурильный раствор используется для охлаждения и смазки бурильной головки, смазки бурильной трубы и вымывания бурового шлама из бурового отверстия. Бурильный раствор также используется для борьбы с фонтанированием скважины посредством изоляции («облицовки») стенок ствола и противодействия давлению любого газа, нефти и воды, которые встречаются на пути буровой головки. Струи раствора могут направляться под давлением на самое дно ствола скважины для дополнительного содействия бурению.
Установка обсадной колонны и цементирование. Обсадная колонна, это - специальная тяжелая стальная труба, облицовывающая ствол скважины. Она используется для предупреждения обрушения стенок бурового отверстия и защиты слоев свежей воды за счет предотвращения утечек из возвратного потока бурового раствора во время буровых работ. Обсадная колонна также закрывает доступ водопроницаемым пескам и зонам газа под большим давлением. Первоначально обсадная колонна используется около поверхности и цементируется в скважине для направления бурильной трубы. Жидкое цементное тесто закачивается вниз в бурильную трубу и принудительно высасывается обратно через зазор между обсадной колонной и стенками ствола скважины. Как только цемент схватывается, и обсадная колонна установлена, бурение продолжается с использованием буровой головки меньшего диаметра. После того как кондуктор установлен в скважину, к нему сверху присоединяются, что называется «пакетом», противовыбросовые превенторы (большие клапаны, мешки или плашки). После открытия месторождения нефти или газа обсадная колонна устанавливается на дно скважины для удержания грязи, камней, соленой воды и других загрязнителей за пределами ствола скважины. Обсадная колонна также используется как канал для ниток трубопроводов, использующихся при добыче сырой нефти и газа.
Заканчивание. Термин «заканчивание» описывает процесс приведения скважины в состояние добычи, после того как она была пробурена на глубину, где ожидается обнаружение нефти или газа. Заканчивание состоит из ряда операций, включающих внедрение обсадной колонны и вычищение воды и осадка из трубопровода, для того чтобы ничто не препятствовало потоку нефти или газа. Во время буровых работ применяются специальные керновые буровые головки для бурения и извлечения кернов до 50 м длиной, по результатам анализа которых определяют, когда необходимо внедрить обсадную колонну. Сначала удаляются бурильная труба и бурильная головка, и последняя обсадная колонна цементируется в скважине. Затем в скважину опускается скважинный перфоратор, который представляет собой металлическую трубу с гнездами, несущими в себе либо снаряды, либо кумулятивные взрывные заряды. Заряды, под действием электроимпульса, пропущенного по обсадной колонне, взрываются в продуктивном слое, создавая отверстия, позволяющие нефти или газу протекать в скважину и на поверхность.
Поток сырой нефти или природного газа контролируется серией клапанов, называемых «рождественскими елками» (фонтанной арматурой), которые размещаются наверху устья скважины. Также устанавливаются мониторы и контрольные приборы для автоматического или ручного управления клапанами безопасности на поверхности или под ней в случае изменения давления, пожара или других опасных ситуаций. Как только нефть и газ добыты, они разделяются, и из сырой нефти удаляются вода и осадок.
2. Добыча нефти (технология добычи нефти)
Добыча нефти и газа и консервация пластов. Добыча нефти заключается, в основном, в ее вытеснении водой или газом. Во время первоначального бурения почти вся сырая нефть находится под давлением. Это естественное давление падает по мере того, как нефть и газ удаляются из продуктивного пласта в течение трех фаз его добычи:
§ Во время первой фазы, добычи промыванием, поток управляется естественным давлением в пласте, возникающим в результате удерживания растворенного в нефти газа под давлением над нефтью, и гидравлическим давлением воды, скапливающейся под нефтью.
§ Механизированная (насосно-компрессорная) добыча, которая состоит в закачивании газа под давлением в продуктивный пласт, когда естественное давление исчерпалось.
§ Третья фаза, малодебитная или предельная добыча, наступает, когда скважина дает нефть только периодически.
Первоначально, было слабое понимание того, какие силы влияют на добычу нефти и газа. Изучение поведения продуктивных пластов нефти и газа началось в начале 20 века, когда обнаружилось, что закачивание воды в продуктивный пласт увеличивает добычу. В это время промышленность извлекала из скважин всего 10-20% содержимого продуктивного пласта, что можно сравнить с современными уровнями извлечения свыше 60% запасов пласта, до того как скважина становится непродуктивной. Концепция регулирования производительности пласта заключается в том, что чем выше скорость добычи, тем быстрее разрежается давление в продуктивном слое, сокращая, таким образом, общее количество нефти, которое может быть, в конечном счете, извлечено из скважины. Для консервации продуктивных нефтеносных пластов используются две меры:
§ Объединение состоит в разработке месторождения как единого целого, что дает возможность применения методов вторичного извлечения и поддержания давления, даже при возможном участии в этом разных нефтедобывающих фирм.
§ Размещение скважин представляет собой ограничение и целесообразное расположение скважин для того, чтобы достичь максимальной добычи без рассеивания месторождения из-за избыточного бурения.
Методы извлечения дополнительного продукта. Производительность нефтяных и газовых продуктивных пластов улучшается при помощи разнообразных методов извлечения. Одним из методов является химическое или физическое открытие проходов в слое, позволяющих нефти или газу более свободно перемещаться через пласт к скважине. Вода и газ нагнетаются в продуктивный пласт для поддержания рабочего давления через естественное вытеснение нефти. Методы вторичного извлечения, включая вытеснение давлением, механический (насосно-компрессорный) подъем и заводнение пласта, улучшают и восстанавливают давление в продуктивном пласте. Добыча с искусственным поддержанием энергии пласта означает применение различных методов вторичного извлечения в многочисленных и разнообразных сочетаниях. Добыча с искусственным поддержанием энергии пласта также включает в себя более прогрессивные методы получения дополнительного продукта из истощившихся продуктивных пластов, например, термическое извлечение, использующее теплоту вместо воды или газа для принудительного вытеснения большего количества сырой нефти из продуктивного пласта.
Кислотная обработка. Кислотная обработка является методом увеличения выхода скважины за счет закачивания кислоты непосредственно в продуктивный пласт для открытия протоков в результате реакции между химикатами и минералами. Первоначально, для растворения известняков использовалась соляная кислота. Она до сих пор наиболее широко применяется для этих целей. Однако теперь для управления реакцией, а также для предупреждения коррозии и образования эмульсий к соляной кислоте добавляются различные химикаты.
Вместе с соляной кислотой, в зависимости от типа породы или минералов в продуктивном пласте, также используются плавиковая, муравьиная и уксусная кислота. Плавиковая кислота всегда сочетается с одной из трех кислот и первоначально применялась для растворения песчаника. Ее часто называют «грязевой кислотой», поскольку теперь она используется для очистки перфорационных отверстий, которые были засорены бурильным раствором, и для восстановления утраченной проницаемости вблизи ствола скважины. Муравьиная и уксусная кислоты используются в глубоких, сверх-горячих известняковых и доломитовых продуктивных слоях, а также как кислоты для разрыва пласта перед началом перфорации. Уксусная кислота также добавляется в скважины как нейтрализующий буферный агент для контроля pH уровня скважинных жидкостей и для воздействия на пласт. Почти все кислоты имеют добавки, такие как ингибиторы для предотвращения реакции с металлической обсадной колонной и сурфактанты и для предупреждения образования шлама и эмульсий.
Разрыв пласта. Термин «разрыв пласта» описывает метод, применяющийся для увеличения протекания нефти или газа через продуктивный пласт в скважины принудительно или под давлением. Добыча может снижаться из-за того, что формация продуктивного пласта недостаточно проницаема, для того чтобы нефть могла свободно протекать к скважине. Разрывающие пласт силы открывают подземные протоки при помощи закачивания жидкости, обработанной специальными расклинивающими наполнителями (включая песок, металл, химические гранулы и раковины) в продуктивный пласт под высоким давлением для образования разломов. Для стимулирования расширения в жидкость может добавляться азот. Когда давление сбрасывается, то жидкость вытекает обратно, а расклинивающие наполнители остаются в пласте, удерживая разломы открытыми, чтобы нефть могла протекать в скважину более свободно.
Массовый разрыв включает в себя закачивания больших количеств жидкости в скважины для создания под действием гидравлической силы разломов длиной в тысячи футов. Массовый разрыв обычно применяется для открытия газовых скважин там, где формации продуктивных пластов настолько плотны, что даже газ не может пройти сквозь них.
Поддержание пластового давления. Существует два основных способа поддержания пластового давления: нагнетание воды или газа (воздуха, азота, углекислого газа и природного газа) в пласты, где естественное давление снизилось или недостаточно для добычи. Оба метода требуют бурения вспомогательных нагнетательных скважин в определенных местах для достижения наилучших результатов. Нагнетание воды или газа для поддержания рабочего давления скважины называется естественным вытеснением. Использование газа под давлением для повышения давления в продуктивном пласте называется механизированной (насосно-компрессорной) (газовой) добычей.
Заводнение пласта. Наиболее распространенным методом вторичного извлечения при искусственном поддержании энергии пласта является закачивание воды в нефтяной продуктивный пласт для проталкивания продукта к добывающей скважине. При пяти-точеченом заводнении четыре нагнетательных скважины бурятся так, чтобы образовать квадрат с добывающей скважиной в центре. Нагнетание регулируется для поддержания одинаковой скорости продвижения водяного фронта вперед сквозь продуктивный пласт к добывающей скважине. Часть используемой воды, это - соленая вода, полученная из сырой нефти. При нагнетании в пласт воды с малым натяжением в воду добавляется сурфактант, содействующий протеканию нефти сквозь продуктивный пласт за счет уменьшения ее прилипания к породе.
Нагнетание в пласт смешивающихся с нефтью жидкостей. Нагнетание в пласт смешивающихся с нефтью жидкостей и смешивающихся с нефтью полимеров является методом искусственного поддержания энергии пласта, применяющимся для улучшения нагнетания воды посредством сокращения поверхностного натяжения сырой нефти. Смешивающаяся с нефтью жидкость (та, которая может раствориться в сырой нефти) нагнетается в продуктивный пласт. За этим следует нагнетание другой жидкости, которая толкает сырую нефть и смесь смешивающейся с нефтью жидкости к добывающей скважине. Нагнетание смешивающихся с нефтью полимеров включает в себя применение детергентов (моющих средств) для отмывания нефти от толщи пород (пластов). После детергента нагнетается гель или загущенная вода, которая перемещает сырую нефть к добывающей скважине.
Внутрипластовое горение. Внутрипластовое горение, или сгорание на месте добычи нефти, является дорогостоящим методом термического извлечения нефти, при котором большие количества воздуха или кислородосодержащего газа нагнетаются в продуктивный пласт, а часть сырой нефти поджигается. Тепло от огня уменьшает вязкость тяжелой сырой нефти, облегчая ее протекание по пласту. Горячие газы, возникающие в результате горения, увеличивают давление в продуктивном пласте и создают узкий горящий фронт, который проталкивает более маловязкую сырую нефть к добывающей скважине. Более тяжелые сырые нефти остаются в пласте, обеспечивая дополнительное топливо по мере медленного продвижения фронта пламени вперед. За процессом горения ведется внимательное наблюдение, и он контролируется посредством регулирования нагнетаемого воздуха или газа.
Нагнетание пара. Нагнетание пара, или вытеснение паром, является методом термического извлечения, который нагревает тяжелые сырые нефти и понижает их вязкость за счет нагнетания чрезвычайно горячего пара в самые нижние слои относительно «мелких» продуктивных пластов. Пар нагнетается в течение 10-14 дней, а скважина остается закрытой в течение еще одной недели или около этого, что позволяет пару тщательно разогреть продуктивный пласт. В то же время возросшая температура расширяет газы в продуктивном пласте, повышая, таким образом, давление в нем. Затем скважина снова открывается, и нагретая, менее вязкая сырая нефть протекает в скважину. Более новый метод использует нагнетание менее горячего пара при более низком давлении на большие участки двух, трех или более зон одновременно, что создает «паровую камеру», которая отжимает вниз нефть в каждой зоне. Это дает больший приток нефти на поверхность при использовании меньшего количества пара.
3. Транспортировка нефти
Наша страна - родина первого промышленного способа переработки нефти. Уже в 1823 году в Моздоке был построен первый в мире нефтеперегонный завод. В 1885-1886 годах изобрели первые машины на тяге двигателя внутреннего сгорания. С этого момента человечество попало в жесткую зависимость от энергоносителей. Внедрение ДВС во все сферы человеческой жизни - от промышленного производства до персонального транспорта и домашних электрогенераторов - с каждым годом повышает потребность в топливе.
С ростом добычи увеличивались объемы транспортировки нефтепродуктов, совершенствовались способы доставки. Долгое время это делалось весьма примитивно, караванным способом. Деревянные бочонки и бурдюки наполнялись нефтью или керосином, грузились на повозки и таким образом доставлялись до места. Или же по воде - в дубовых, а позже стальных бочках. Такой способ транспортировки был очень дорог, стоимость нефтепродуктов была слишком высока. В итоге, первой начав производство керосина, Россия оказалась не в состоянии поставлять его по приемлемым ценам даже на внутренний рынок: керосин закупался в Америке. В 1863 году этой проблемой заинтересовался Д.И. Менделеев. В качестве выхода он предложил перевозить нефтепродукты не в бочках, а в специально оборудованных трюмах судов методом налива. Этот метод перевозки получил название «русский способ». Через десять лет, когда идея была реализована братьями Артемьевыми и полностью себя оправдала, способ, предложенный великим русским ученым, стал применяться повсеместно.
Большинство нефтепромыслов находится далеко от мест переработки или сбыта нефти, поэтому быстрая и экономичная доставка «черного золота» жизненно важна для процветания отрасли.
Самым дешевым и экологически безопасным способом транспортировки нефти являются нефтепроводы. Нефть в них движется со скоростью до 3 м/сек под воздействием разницы в давлении, создаваемой насосными станциями. Их устанавливают с интервалом в 70-150 километров в зависимости от рельефа трассы. На расстоянии в 10-30 километров в трубопроводах размещают задвижки, позволяющие перекрыть отдельные участки при аварии. Внутренний диаметр труб, как правило, составляет от 100 до 1400 миллиметров. Их делают из высокопластичных сталей, способных выдержать температурные, механические и химические воздействия. Постепенно все большую популярность обретают трубопроводы из армированного пластика. Они не подвержены коррозии и обладают практически неограниченным сроком эксплуатации.
Нефтепроводы бывают подземными и наземными. У обоих типов есть свои преимущества. Наземные нефтепроводы легче строить и эксплуатировать. В случае аварии значительно легче обнаружить и устранить повреждение на трубе, проведенной над землей. В то же время подземные нефтепроводы менее подвержены влиянию изменений погодных условий, что особенно важно для России, где разница зимних и летних температур в некоторых регионах не имеет аналогов в мире. Трубы можно проводить и по дну моря, но поскольку это сложно технически и требует больших затрат, большие пространства нефть пересекает при помощи танкеров, а подводные трубопроводы чаще используют для транспортировки нефти в пределах одного нефтедобывающего комплекса.
Идею использования трубопроводов для перекачки нефти и нефтепродуктов предложил великий русский ученый Д. И. Менделеев. Он объяснил основные принципы строительства и привел аргументы в пользу этого вида транспорта.
Различают три вида нефтепроводов. Промысловые, как понятно из названия, соединяют скважины с различными объектами на промыслах. Межпромысловые ведут от одного месторождения к другому, магистральному нефтепроводу или просто относительно удаленному промышленному объекту, находящемуся за пределами исходного нефтедобывающего комплекса. Магистральные нефтепроводы прокладывают для доставки нефти от месторождений до мест перевалки и потребления, к которым, в том числе, относятся нефтебазы, нефтеналивные терминалы, нефтеперерабатывающие заводы.
Теоретические и практические основы строительства нефтепроводов разработал знаменитый инженер В. Г. Шухов, автор проекта телевизионной башни на Шаболовке. Под его руководством в 1879 году на Апшеронском полуострове создали первый в Российской империи промысловый нефтепровод для доставки нефти с Балаханского месторождения на нефтеперерабатывающие заводы Баку. Его длина составила 12 километров. А в 1907 году также по проекту В. Г. Шухова построили первый магистральный нефтепровод длиной 813 километров, соединивший Баку и Батуми. Он эксплуатируется по сей день.
Сегодня общая протяженность магистральных нефтепроводов в нашей стране составляет около 50 тысяч километров. Отдельные нефтепроводы часто объединяются в крупные системы. Наиболее протяженная из них - «Дружба», построенная в 1960-е годы для доставки нефти из Восточной Сибири в Восточную Европу (8 900 км). В Книгу рекордов Гиннеса внесен самый длинный на сегодня трубопровод в мире, длина которого составляет 3 787,2 километра. Он принадлежит компании Интерпровиншл Пайплайн Инкорпорейтед (Interprovincial Pipe Line Inc.) и протягивается через весь Североамериканский континент от Эдмонтона в канадской провинции Альберта до Чикаго и далее до Монреаля. Однако этот результат недолго будет сохранять лидерские позиции. Длина строящегося в настоящее время нефтепровода «Восточная Сибирь - Тихий Океан» (ВСТО) составит 4 770 километров. Проект был разработан и реализуется корпорацией «Транснефть». Нефтепровод пройдет вблизи от месторождений Восточной Сибири и Дальнего Востока, что даст стимул для более эффективной работы нефтедобывающих комплексов, развития инфраструктуры и создания новых рабочих мест. Нефть крупнейших российских компаний, таких как «Роснефть», «Сургутнефтегаз», «ТНК-ВР» и «Газпром нефть», будет доставляться к потребителям в Азиатско-Тихоокеанском регионе, где экономика развивается наиболее динамично.
Поскольку применение трубопроводов экономически выгодно, а работают они в любую погоду и в любое время года, это средство транспортировки нефти действительно незаменимо - особенно для России, с ее огромными территориями и сезонными ограничениями на использование водного транспорта. Тем не менее, основной объем международных перевозок нефти осуществляют танкеры. Малотоннажные танкеры используются для специальных целей - в том числе для перевозок битумов; танкеры общего назначения, обладающие дедвейтом (общим весом грузов, которые принимает судно) в 16 500-24 999 тонн, применяются для перевозки нефтепродуктов; среднетоннажные танкеры (25 000-44 999 тонн) - для доставки как нефтепродуктов, так и нефти. Крупнотоннажными считаются танкеры дедвейтом более 45 000 тонн, и на них приходится основная нагрузка по транспортировке нефти морским путем. Для транспортировки нефти по речным артериям используют баржи дедвейтом 2 000 - 5 000 тонн.
Первый в мире танкер, «наливной пароход» под именем «Зороастр», был построен в 1877 году по заказу «Товарищества братьев Нобель» на верфях шведского города Мотала. Пароход грузоподъемностью 15 тысяч пудов (около 250 тонн) использовался для доставки керосина наливом из Баку в Царицын (ныне Волгоград) и Астрахань.
Современные танкеры - это гигантские суда. Впечатляющие размеры объясняются экономическим «эффектом масштаба». Стоимость перевозки одного барреля нефти на морских судах обратно пропорциональна их размерам. Кроме того, число членов экипажа большого и среднего танкера примерно одинаково. Поэтому корабли-гиганты значительно сокращают расходы компаний на транспортировку. Однако не все морские порты в состоянии принять у себя супер-танкер. Для таких гигантов нужны глубоководные порты. Так, например, большинство российских портов из-за ограничений по фарватеру не способно принимать танкеры с дедвейтом более 130-150 тысяч тонн.
Грузовые помещения танкера разделены несколькими поперечными и одной-тремя продольными переборками на резервуары - танки. Некоторые из них служат только для приема водного балласта. Доступ к танкам можно получить с палубы - через горловины небольшого размера с плотными крышками. Для снижения риска утечки нефти и нефтепродуктов в результате аварий в 2003 году Международная морская организация одобрила предложения Евросоюза об ускорении вывода из эксплуатации однокорпусных нефтяных танкеров. С апреля 2008 г. запрещены перевозки всех тяжелых видов топлива на судах, не оборудованных двойным корпусом.
Нефть и нефтепродукты загружают в танкеры с берега, а разгрузку ведут при помощи корабельных насосов и трубопроводов, проложенных в танках и вдоль палубы. Однако супертанкеры дедвейтом более 250 тысяч тонн, как правило, просто не могут зайти в порт, будучи полностью загруженными. Их заполняют с морских платформ и разгружают, перекачивая жидкое содержимое на танкеры меньшего размера.
Сегодня моря и океаны мира бороздят более 4000 танкеров. Большинство из них принадлежат независимым судоходным компаниям. Нефтяные корпорации заключают с ними договоры фрахтования, получая право на использование судна.
Еще один вид транспортировки нефти - по железной дороге. Это быстрый всесезонный способ. В нашей стране его используют, чтобы доставить нефть из Западной Сибири на Дальний Восток, Южный Урал и в страны Центральной Азии. Из Урала нефть везут на Запад, на Северный Кавказ и в Новороссийск. Однако для доставки «черного золота» по железной дороге требуется в 10 раз больше трудозатрат, чем для ее транспортировки по нефтепроводам. Даже в странах с разветвленной железнодорожной сетью этот способ перевозки является второстепенным.
4. Ремонт и монтаж
Агрегатный метод монтажа. Этот метод заключается в индивидуальном монтажа агрегата, строительстве отдельных объектов и сооружения буровой установки фундаментах однократного использования, после монтажа всех агрегатов на фундаментах производится их кинематическая увязка в соответствии с монтажной схемой. При переходе буровой установки на новую точку все агрегаты демонтируют, нарушают кинематические связи между ними, разбирают сооружения и перевозят всё россыпью на новое место. Перевозка производится универсальным транспортом, на новом месте снова строят фундаменты, сооружения, монтируют буровую установку.
Буровая установка - это комплекс специализированных сборочных единиц выполняемых в процессе бурения определённые функции. При данном методе монтажа сборочными единицами является отдельные агрегаты на фундаменте разового использования с последующей кинематической увязкой в соответствии с монтажной схемой. При этом методе монтажа после проведения планировочно разбивочных и подготовительных работ завозятся все агрегаты буровой установки, вышку или её детали, все необходимые строительные материалы, грузоподъёмные механизмы и специальные устройства необходимые для монтажа буровой установки. Всё оборудование и материалы располагают в определённом порядке обеспечивающим рациональную последовательность сборки и монтажа буровой установки. В зависимости от принятой схемы расположения оборудования и привышечных сооружений подготавливают рабочую площадку соответствующих размеров. После завоза и расположения всего оборудования на рабочей площадке вышкомонтажная бригада приступает к строительству. Работа выполняется в несколько этапов:
а) подготовительные работы;
б) монтаж буровой вышки, привышечных и наземных сооружений буровой;
в) монтаж бурового оборудования;
г) монтаж буровых насосов и оборудования для приготовления и очистки бурового раствора;
д) монтаж механизмов для спускоподъемных операций;
е) монтаж пневмоуправления.
Мелкоблочный метод монтажа. Буровая установка монтируется из блоков, блоки представляют два или более агрегата, кинематически связаны между собой, предварительно собранных на ме-таллических основаниях или санях-основаниях. Мелкие блоки перевозятся с основа-ния-ми с помощью специальных транспортных средств (платформа ПП-40Бр), гусеничные или колёсные тележки, тяжеловозы. Сани основания служат транс-портным средством перебазирования с помощью тракторов, а в рабочем по-ложе-нии являются частью фундамента.
При этом методе монтажа отдельные объекты и привышечные сооружения объединяют в группы и крепят на специальных основаниях. В результате вся буровая установка представляет собой отдельные блоки, соединённые на площадке будущей буровой. Основания предназначаются для монтажа на них отдельных агре-гатов, коммуникаций и укрытий буровой установки, а так же для транспортировки закреплённого на них оборудования с одной точки бурения на другую. Размеры блока позволяют транспортировать их на специальных транспортных средствах по существующим дорогам или волоком тракторами. По сравнению с расчленённым методом монтажа мелкоблочный характеризуется меньшей трудоёмкостью и длительностью, более низкой себестоимостью и меньшим износом. Но метод строительства мелкими блоками не соответствует современному скоростному режиму бурения. Темпы бурения вызывают необходимость значительного сокраще-ния сроков строительства и монтажа буровых. Дробление буровой установки на большое число блоков снижает эффективность строительства, так как увеличивается время на установку блоков и их взаимную увязку. Число перевозимых волоком блоков составляет от 7 до 16, такое дробление вызвано ограниченной мощностью тракторов и затруднением транспортировки волоком тяжеловесных блоков. Процесс мелкоблочного строительства сводится к комплексу подготовительных и монтажных работ. Блоки устанавливаются в определённой последовательности, блоки-основания затаскиваются и устанавливаются без применения грузоподъёмных механизмов. По мере освоения мелкоблочного строительства буровой установки, наметилась тенденция к укрупнению блоков и сокращению их числа.
Крупноблочный метод монтажа. Этот метод заключается в том, что монтаж буровой установки сводится к соединению 2-3 крупных блоков включающих в себя основное технологическое обору-дование, расположенное и кинематически увязано на мощных металлических осно-ваниях.
Крупноблочным монтажом называется монтаж буровой установки и привышечных сооружений на транспортабельных крупных блоках с использованием для их передвижения специальных тяжеловозов, а для механизации монтажа - передвижных подъёмных кранов, при этом предусматривается широкое применение строительно-монтажных механизмов для механизации земляных и строительных работ. Крупный блок - это передвижное сооружение в состав которого входит определённая группа агрегатов буровой установки с укрытиями и коммуникациями смонтиро-ванными на массивном металлическом основании в общую технологическую схему.
Крупноблочный метод монтажа предусматривает:
а) изготовление крупноблочных оснований и транспортных средств в заводский условиях;
б) сборку крупных блоков - монтаж агрегатов на основаниях;
в) транспортировку крупных блоков к месту монтажа;
г) крупноблочный монтаж буровой установки на последующих точках бурения.
Буровую установку расчленяют на 2-3 крупных блока массой 60-130 тонн, пере-возимых на тяжеловозах. При перевозке блоков все коммуникации и кинематические связи, а так же укрытия на каждом блоке не нарушаются. Монтаж буровой установки сводится к установке крупных блоков на фундаменты и соединению коммуникаций между ними. Комплект крупных блоков универсальной монтажеспособности состоит из следующих блоков: вышечно-лебёдочный блок, включающий сборное из мелких блоков основания, на котором смонтирована вышка с талевой системой, вертлюг, ротор, спускоподъёмный инструмент, вспомогательная лебёдка, пульт управления бурильщика, АКБ, крепления неподвижного конца талевого каната, пневмораскрепитель, лебёдка с приводом.
Эффективность применения крупноблочного метода зависит от:
а) рельефа местности;
б) расстояния между точками бурения;
в) вида бурения;
г) объёма буровых работ;
д) отсутствия большого количества воздушных линий;
е) отсутствие наземных и подземных конструкций;
ж) климатических условий.
Крупноблочный метод превосходит остальные в следующем:
буровая установка скомпонована в 2-3 больших блока в отличие от агрегатного, где буровая установка состоит из сборочных единиц и мелкоблочного, где буровая установка включает от 7 до 16 блоков;
блоки уже установлены на основания;
требуется меньше техники для перевозки буровой установки;
уменьшается время монтажа и демонтажа;
уменьшается трудозатраты при монтаже и демонтаже.
Транспортировка бурового оборудования должна осуществляться только по дорогам, соединяющим основную трассу и буровую площадку. В зимнее время года перевозка производиться по зимнику и дорогам с твёрдым покрытием. В летнее время года движение транспорта необходимо производить по грунтовым дорогам и дорогам с твёрдым покрытием. Расположение трасс перетаскивания бурового оборудования подъездных дорог, а также сроки их использования согласовываются с местными органами самоуправления и землепользования.
Монтаж бурового и дополнительного оборудования должен производиться в соответствии с со схемами его расположения: для кустового эксплуатационного бурения с буровых установок Уралмаш 3000 ЭУК-1 (1М, 2М) - для НВМУ и СВМУ, Уралмаш 3000 ЭУК и одиночного разведочного бурения с установок Уралмаш 3000 ЭУК БУ-2500 ДГУ, БУ-3000/200 ДГУ и регламентами на строительно-монтажные работы.
При производстве вышкомонтажных работ всё оборудование бригадного хозяйства (ёмкости для хранения ГСМ, передвижная электростанция, жилые передвижные вагон-дома, столовая и др.) не должны располагаться за пределами обволовки площадки.
Приступить к вышкомонтажным работам без законченных работ по обволовки площадке запрещается.
Замазученный грунт после монтажа (демонтажа) должен рекультивироваться. Пищевые и бытовые отходы должны накапливаться в контейнерах и вывозиться в специально отведённые места, которые определяются решением органов самоуправления по согласованию с местным комитетом по охране природы и службой санитарно-эпидемиологического надзора или могут быть захоронены в теле площадки (при аналогичном согласовании) при отсутствии возможности вывоза отходов (одиночные, разведочные скважины).
Список литературы
1. Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин / 2тома Под ред. Е.А. Козловского - М: Недра, 1984.
2. Сулакшин С.С. Бурение геологоразведочных скважин - М: Недра, 1994.
3. Воздвиженский Б.И., Голубцев О.Н., Новожилов А.А. Разведочное бурение - М: Недра, 1979.
4. Кирсанов, Зиненко, Кардыш Буровые машины - М: Недра, 1981.
5. Зварыгин В.И. Тампонажные смеси: Текст лекций /ГАЦМиЗ. - Красноярск,1998.
6. Зварыгин В.И. Промывочные жидкости: Учебное пособие/ГАЦМиЗ. - Красноярск,1996.
Подобные документы
Подготовительные работы к строительству буровой. Особенности режима бурения роторным и турбинным способом. Способы добычи нефти и газа. Методы воздействия на призабойную зону. Поддержание пластового давления. Сбор, хранение нефти и газа на промысле.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 05.06.2013Причины и тяжесть последствий аварий при добыче газа и нефти на морском шельфе. Конструкции полупогружных платформ. Схема подводного закачивания скважин. Особенности морской добычи нефти. Характеристика полупогружной буровой установки Glomar Arctic IV.
реферат [1,5 M], добавлен 11.10.2015Установки погружных винтовых электронасосов для добычи нефти. Принцип действия насоса. Отказы, неполадки оборудования. Техника безопасности на нефтяном предприятии. Общая характеристика Ярегского месторождения. Расчет основных параметров винтового насоса.
курсовая работа [4,5 M], добавлен 03.06.2015Исследование схемы стандартной буровой установки. Описание оборудования, предназначенного для подъема и спуска бурильной колонны и обсадных труб в скважину, удержания колонны на весу во время бурения. Разрушение горной породы. Вынос породы из скважины.
лекция [201,3 K], добавлен 28.11.2014Исследование схемы и состава штанговой насосной установки. Эксплуатация скважин штанговыми и бесштанговыми погружными насосами. Подземный и капитальный ремонт скважин. Изучение техники и технологии бурения скважин. Сбор и подготовка скважинной продукции.
отчет по практике [1,6 M], добавлен 24.12.2014Геологические основы поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений. Нефть: химический состав, физические свойства, давление насыщения, газосодержание, промысловый газовый фактор. Технологический процесс добычи нефти и природного газа.
контрольная работа [367,2 K], добавлен 22.01.2012Добыча тяжелых нефтей в Удмуртии: методы добычи. Параметры режимов бурения: опытное бурение, автоматизация подачи долот, разработка параметров режима бурения, режим бурения турбинным способом. Техника безопасности законодательств об охране труда.
курсовая работа [663,9 K], добавлен 02.08.2008Изучение состава, закономерностей процессов образования, методов добычи посредством буровых скважин (роторный, турбинный, электробурение) и способов переработки (дистиллирование, термическое растрескивание, алкилирование, кренинг, риформинга) нефти.
реферат [80,6 K], добавлен 25.04.2010Изучение методов системы разработки месторождений нефти и газа. Определение рациональной системы извлечения нефти из недр. Выбор оборудования для хранения нефти после добычи из залежей, а также для транспортировки. Описание основных видов резервуаров.
курсовая работа [970,7 K], добавлен 11.11.2015Понятие о буровой скважине. Классификация и назначение скважин. Методы вскрытия и оборудования забоя, применяемые для извлечения из пластов нефти и газа. Способы воздействия на горные породы. Схема ударного бурения. Спуско-подъёмный комплекс установки.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 24.09.2012