Проведення спуско-підіймальних операцій

4

Буріння

БУРІННЯ - створення бурової свердловини шляхом руйнуванням гірських порід. Основний спосіб буріння - механічний, рідше використовують гідравлічний, термічний та інші способи. При бурінні гірські породи руйнуються на всій площі вибою або тільки по кільцю (колонкове буріння). Технічні засоби буріння включають буровий насос або компресор для подачі бурового розчину і газу, бурильні труби, бурову вишку з талевою системою, противикидне обладнання, контрольно-вимірювальну апаратуру. При механічному бурінні буровий інструмент (бурове долото, бурова коронка) діє на гірську породу, руйнуючи її. При бурінні вибухових свердловин в кварцових гірських породах застосовують термічне буріння (струменем полум'я). Механічні способи буріння за методом впливу інструмента на вибій поділяють на обертальне і ударне, ударно-поворотне і обертально-ударне. За типом породоруйнуючого інструмента розрізнюють шнекове, шарошкове, алмазне, дробове тощо; за типом бурової машини - перфораторне, пневмоударне, гідроударне, роторне, турбінне тощо. За напрямком і методом проведення свердловин - кущове, вертикальне, похило направлене, багатовибійне та ін.

Під час буріння проводять БУРОВІ РОБОТИ - це певна сукупність і послідовність виконання операцій при будівництві експлуатаційних і дослідних свердловин і бурінні гірничотехнічних свердловин. До бурових робіт входять: спорудження бурової вишки і привишкових споруд, монтаж (а також демонтаж) бурового устаткування, буріння (в т. ч. кріплення), освоєння і випробування свердловин. Буріння супроводжується кріпленням стовбура свердловини (її ділянок по глибині) обсадними колонами, а також допоміжними і ремонтними роботами, які в основному мають також циклічний характер.

Спуско-підйомні операції (СПО) займають основну долю часу на буріння свердловини. Вони неминучі при будь-яких роботах по спуску і заміні обладнання, дії на вибій, промиваннях колон тощо. Технологічний процес СПО полягає в почерговому згвинченні (або розгвинчуванні) бурових труб.

Спуско-підіймальні операції

Спуско-підіймальні операції включають процес спуску бурильної колони в свердловину і підйому її із свердловини. Бурильну колону із свердловини часто піднімають для заміни долота або перед спуском обсадної колони після досягнення необхідної глибини. Спуск всієї бурильної колони здійснюють після заміни долота або при розширенні стовбура свердловини і промивання її буровим розчином.

Процес починається з підняття робочої труби над ротором, установки клинів і відгвинчування провідної труби і вертлюга з верхнього з'єднання бурильної колони і їх установки в шурф під провідну трубу.

Бурильні труби за допомогою елеватора і лебідки піднімають над підлогою вежі. Елеватором є пристрій типу хомута, який замикається на трубі, що дозволяє піднімати бурильну колону із свердловини.

Бурильну колону зазвичай витягують комплектом із трьох труб (свічка бурильних труб). Свічку бурильних труб (завдовжки близько 24-36 м) підіймають над ротором і розкріплюють в замку машинними ключами і пневморозтискачем або за допомогою зворотного обертання ротора. Верхню частину свічки приймає верховий робітник, розташований на помостах, де він виймає свічу з елеватора. Потім верхню частину свічки направляють на спеціально призначений для цього палець, встановлений на рамі для свічок (свічнику). До цього робітник, що працює біля ротора, подає кінець свічки до свічника (майданчику на підлозі вежі), який розташований під полатями верхового робітника. Вільні елеватори потім опускають і закріплюють на бурильній колоні, що залишилася, клини для захвату прибирають із ротора і наступну свічку бурильних труб витягують із свердловини.

Цей процес триває до тих пір, поки вся бурильна колона не буде піднята із свердловини і встановлена у буровій вежі.

При спуску послідовність та ж, що і при підйомі, але в зворотному порядку, тобто трубу піднімають зі свічника за допомогою елеватора. Долото і ОБТ, спускають в свердловину в першу чергу.

Коли свердловина пробурена, випробувана і закінчена, свічки бурильних труб розбирають на окремі труби для транспортування на іншу бурову.

Бурова лебідка - лебідка для виконання спуско-підіймальних операцій, подавання бурового інструменту на вибій та інших допоміжних робіт. Вона входить до складу бурової установки та забезпечує спуск і підняття колони бурильних труб, подачу долота на вибій свердловини, спуск обсадних труб, передачу потужності на ротор, підняття і опускання бурової вишки. Бурова лебідка складається із зварної рами, на якій встановлені підйомний і трансмісійні (один або два) вали на підшипниках кочення, стрічкове і гідравлічне або електричне гальма і пульт управління. Крім того, на деяких лебідках монтують коробки зміни передачі, що дозволяють скоротити число валів лебідки. По числу валів бурові лебідки діляться на одно-, дво- і тривальні. Кінематичний зв'язок між валами лебідок здійснюється за допомогою ланцюгових передач.

Підіймальний вал є основним валом бурової лебідки, а в деяких і єдиним. На ньому є барабан для навивки талевого каната, стрічкове гальмо і муфта, що сполучає вал із гідравлічним або електричним гальмом. Трансмісійний і проміжний (котушковий) вали бурової лебідки здійснюють кінематичний зв'язок між підіймальним валом і приводом лебідки. У бурових установках універсальної монтажоздатності бурова лебідка монтуються нижче рівня підлоги бурової, на позначці 2,5 м від землі. Для бурових установок глибокого буріння потужність лебідки. на барабані складає 550-1250 кВт, найбільший натяг рухомого кінця талевого каната 200-340 кН, маса 13-48 т.

Елевамтор - Пристосування для з'єднання бурильної колони або окремої свічки з механізмом, що здійснює спуск і підйом бурового інструмента. Розрізнюють такі типи елеваторів:

вертлюжні пробки, що застосовуються з легкими буровими верстатами,фарштули - для нафтового буріння,

кільцеві елеватори - для спеціальних робіт у свердловинах і напівавтоматичні елеватори.

Вертлюжні пробки з'єднуються з трубами за допомогою різьби, фарштули надіваються на трубу і підхоплюють її під замкове з'єднання. Кільцеві елеватори мають корпус з виїмкою, спорядженою виступами, які входять у проріз замкового або ніпельного з'єднання і сприймають масу інструмента. Найбільш перспективні напівавтоматичні елеватори, що надіваються на трубу вручну і від'єднуються від свічки автоматично при установці на свічник.

Талева система складається із нерухомого кронблока (мал.7), встановленого у верхній частині бурової вежі, талевого блоку (мал.8), сполученого із кронблоком талевим канатом, один кінець якого кріпиться до барабана лебідки, а інший закріплений нерухомо, і бурового гака. Талева система є поліспастом (системою блоків), який в буровій установці призначений, в основному, для зменшення натягу талевого каната, а також для зниження швидкості руху бурильного інструменту, обсадних і бурильних труб. Інколи застосовують крюкоблоки - поєднану конструкцію талевого блоку і бурового гака. На гаку підвішується бурильний інструмент: при бурінні - за допомогою вертлюга, а при спускопідйомних операціях - за допомогою штропов і елеватора.

На основі створення низки механізмів для автоматизації і механізації окремих операцій спускопідйомних робіт був створений автомат спуску-підйому. Комплекс механізмів АСП призначений для механізації і часткової автоматизації спускопідйомних операцій. Він забезпечує: поєднання в часі підйому і спуску колони труб і незавантаженого елеватора з операціями установки свічок на свічник, винесення її зі свічника, а також із розгвинчуванням або згвинченням свічки колоною бурильних труб; механізацію установки свічок на свічник і виносу їх до центру, а також захват або звільнення колони бурильних труб автоматичним елеватором.

Ключ АКБ-ЗМ встановлюється між лебідкою і ротором 4 на спеціальному фундаменті. Його основними частинами є блок ключа 1, каретка із пневматичними циліндрами 2, стійка 3 і пульт управління 5. Блок ключа - основний механізм, що безпосередньо згвинчує і розгвинчує бурильні труби. Він змонтований на каретці, яка переміщається за допомогою двох пневматичних циліндрів по тих, що направляючим: або до бурильної труби, встановленої в роторі, або від неї. Затискні пристрої, як і механізм пересування блоку ключа, працюють від пневматичних циліндрів, що включаються з пульта управління 4. Для цього в систему подається стисле повітря від ресівера.

Пневматичний клиновий захват ПКР-560 служить для механізованого захоплення і звільнення бурильних і обсадних труб. Він вмонтовується в роторі і має чотири клини, керованих з пульта за допомогою пневмоцилиндра. Максимальна сила, що розвивається пневматичним циліндром при тиску стислого повітря 0,6 Мпа, дорівнює 50...70 кН. Хід поршня (штока) пневмоцилиндра 740...800 мм.