35. Вспомогательные инструменты, используемые при бурении и спо?

Процесс бурения сопровождается постоянными спусками и подъемами бурильной колонны и поддержанием её на весу. При этом совокупный вес инструмента может достигать многих сотен тонн. Неотъемлемой частью буровой установки является подъемное оборудование, включающее в себя вышку, буровую лебедку и талевую систему.

Для уменьшения нагрузки на канат и снижения установочной мощности двигателей применяют талевую систему, которая состоит из неподвижной части – кронблока, устанавливаемого в верхней части вышки, подвижной части, талевого каната, крюка и штропа.

Буровая вышка предназначена для подъема и спуска бурильной колонны, спуска в скважину обсадных труб, удержания колонны на весу в процессе бурения, для размещения в ней талевой системы, бурильных труб и части оборудования. Буровые вышки различаются по грузоподъемности, высоте и конструкции: мачтовые А-образные, П-образные, четырехопорные и башенные. Вышки изготавливают из труб или прокатной стали.

Основными элементами вышки являются секции ног мачты, монтажные козлы для ремонта кронблока, подкронблочная рама, балкон верхнего рабочего, подъемная стойка, растяжки. Внутри одной из ног вышки имеется лестница тоннельного типа до кронблочной площадки, внутри второй ноги расположены лестницы маршевого типа до платформы верхнего рабочего.

Основные параметры вышки: грузоподъемность; высота; размеры основания; длина свечи бурильных труб; емкость хранилища для свечей и масса. Высота вышки и грузоподъемность определяются глубиной бурения. Для бурения скважин на глубину 300–500 м используется вышка высотой 16 – 18 м, на глубину 4000–6500 м высотой 53 м.

Наиболее серьезной опасностью при работе на буровых вышках является их разрушение или падение из-за недостаточного надзора за их состоянием. Вышка должна подвергаться тщательному осмотру перед началом буровых работ, перед спуском обсадных колонн и освобождением прихваченных колонн. Транспортировка вышки осуществляется в собранном виде в горизонтальном положении. При этом талевая система не демонтируется. Вышки мачтового типа монтируются в горизонтальном положении, а затем поднимаются при помощи специальных устройств.

Одновременно с монтажом буровой установки и вышки ведут строительство привышечных сооружений:

• агрегатный ангар для укрытия двигателей и передаточных механизмов лебедки;

• насосный ангар для размещения буровых насосов и силового оборудования;

• приемный мост для укладки бурильных, обсадных труб и перемещения по нему оборудования и материалов;

• система устройств для очистки промывочного раствора от выбуренной породы, а также склады реагентов, сыпучих и горючесмазочных материалов;

• объекты соцкультбыта.

Буровая лебедка является одним из основных агрегатов буровой установки и применяется для спуска и подъема бурильной колонны, спуска обсадных труб, удержания на весу бурильной колонны и медленной подачи её в процессе бурения. В ряде случаев лебедка используется для передачи мощности от двигателя ротору, свинчивания и развинчивания труб, подтаскивания грузов.

Буровая лебедка состоит из сварной рамы, на которой установлены подъемный и трансмиссионный валы, ленточный и гидравлический (или электрический) тормоза и пульт управления. Кинематическая связь между валами осуществляется цепной передачей. На подъемном валу монтируется барабан для навивки талевого каната, ленточный тормоз и муфта, соединяющая вал с гидравлическим или электрическим тормозом. Трансмиссионный вал в ряде случаев используется для передачи вращения ротору и присоединения к лебедке автомата подачи долота. Регуляторы подачи долота позволяют автоматически поддерживать заданную скорость подачи инструмента.

Талевая (полиспастовая) система буровых установок предназначена для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное перемещение крюка и уменьшения нагрузки на ветви каната (рис. 9.1). Стальной канат пропускается в определенном порядке через шкивы неподвижного (кронблок) и подвижного блоков талевой системы. Один конец талевого каната крепится неподвижно, другой ведущий конец крепится к барабану лебедки.

Кронблок представляет собой закрепленную наверху вышки раму, на которой смонтированы опоры со шкивами. Подвижный талевый блок представляет собой сварной корпус, в котором также помещаются шкивы и подшипниковые узлы.

Буровые крюки служат для подвешивания при помощи штропов с элеватором бурильной и обсадной колонн в процессе спускоподъемных работ, для подвешивания вертлюга в процессе бурения, а также для производства монтажных работ.

Штропы бурильные – звено, соединяющее буровой крюк и вертлюг, буровой крюк и элеватор, на котором подвешивается буровой инструмент или колонна обсадных труб. Штропы изготавливаются одно- и двухструнными грузоподъемностью до 300 тонн.

Элеватор – устройство для захвата и удержания на весу колонны бурильных и обсадных труб при осуществлении различных операций. Элеваторы различаются по размерам и грузоподъемности. Для бурильных труб диаметром от 60 до 169 мм выпускаются элеваторы грузоподъемностью, соответственно, от 75 до 320 тонн.

Клинья для бурильных труб вкладываются в конусное отверстие ротора для подвешивания бурильного инструмента в его столе.

Ключи используются для свинчивания и развинчивания бурильных и обсадных труб, а также для крепления и открепления резьбовых соединений колонны.

Подъем и спуск бурильных труб в целях замены отработанного долота состоит из одних и тех же многократно повторяемых операций. Большинство операций являются машинно-ручными или ручными, требующими затрат больших физических усилий.

При подъеме к таким операциям относятся: посадка колонны на элеватор; развинчивание резьбового соединения; установка свечи на подсвечник; спуск порожнего элеватора; перенос штропов на загруженный элеватор.

При спуске к таким операциям относятся: вывод свечи с подсвечника; свинчивание свечи с колонной; спуск свечи в скважину; посадка колонны на элеватор; перенос штропов на свободный элеватор.

На площадке буровой установки расположены: ротор с пневматическим клиновым захватом, автоматический буровой ключ и подсвечник. Бурильные свечи устанавливаются на подсвечник.

Для механизации и частичной автоматизации спускоподъемных операций разработан автомат спуска-подъема (АСП), в состав которого входят, в частности, автоматический буровой ключ и автоматический элеватор. Пост АСП размещается на площадке подсвечника. Автомат спуска-подъема обеспечивает совмещение во времени подъема и спуска колонны труб и незагруженного элеватора с операциями установки свечи на подсвечник и выноса её с подсвечника, с развинчиванием и свинчиванием свечи с колонной, обеспечивает также захват или освобождение колонны бурильных труб автоматическим элеватором. АСП поднимает свечи с помощью сжатого воздуха.

Спускоподъемные операции должны проводиться в соответствии с режимно-технологической картой. В процессе бурения и после его окончания ведущую трубу и первую свечу следует поднимать из скважины на первой скорости. При вскрытии газоносных пластов и поглощающих горизонтов СПО следует проводить на пониженных скоростях во избежание гидравлического разрыва пород и вызова притока флюидов из пласта. При подъеме из скважины бурильной колонны наружные поверхности труб должны очищаться от остатков бурового раствора, при этом в скважину необходимо доливать буровой раствор с теми же показателями. Посадка бурильной колонны на ротор должна производиться плавно без ударов. Периодически должна проводиться дефектоскопия спускоподъемного оборудования.