1.14. Крупноблочный монтаж бурового оборудования

Photo_1

Бурение нефтяных скважин представляет собой циклически повторяющийся процесс. Продолжительность отдельных операций, входящих в цикл бурения каждой скважины, зависит от сложности и глубины бурения.
Весь цикл проходки скважины можно разделить на следующие этапы:
1) строительство наземных сооружений и монтаж бурового оборудования;
2) бурение и крепление скважин;
3) демонтаж сооружений и оборудования.

Первый и третий этапы являются вспомогательными к процессу бурения скважины. С глубиной скважины время на собственно бурение растет значительно быстрее, чем время на строительство наземных сооружений, монтаж и демонтаж оборудования. Однако рост скоростей бурения за последние годы приводит к тому, что очень часто, особенно при неглубоком бурении, время, затрачиваемое на вспомогательные этапы, превышает время, бурения скважины. Ускорение и удешевление цикла строительства скважин зависят во многом от правильной организации монтажа бурового оборудования. С этой целью начали широко применять крупноблочный монтаж бурового оборудования.

Строительство и монтаж буровых установок из крупных блоков в отличие от обычных методов характерны тем, что весь процесс строительства сводится к монтажу готовых стандартных конструкций, получаемых со специальных заводов или заготовляемых на месте. Этот метод резко повышает темпы производства работ, способствует их механизации и в конечном итоге удешевляет сооружение.
Преимуществом крупноблочного строительства является значительное сокращение потребления строительных материалов за счет многократного использования материалов, конструкций и даже целых сооружений.
Буровая установка, включая вспомогательное хозяйство, представляет единый комплекс, состоящий из следующих групп:
а) буровая вышка с талевой системой;
б) мост буровой вышки;
в) буровая лебедка с ротором;
г) откос буровой вышки с двигателями;
д) насосная с грязевыми двигателями;
е) циркуляционно-регенерационная установка для глинистого раствора;
ж) энергопитание, котельная, трансформаторное и машинное здания, дизели;
з) помещение для обслуживающего персонала;
и) группа приготовления глинистого раствора (глиномешалки, баритомешалки, глиноварки) и т. д.
Указанные группы в основном обусловливают разбивку буровой установки на блоки. Каждый блок, состоящий из буровых агрегатов, несмотря на их конструктивное различие, может быть скомпонован на одной платформе и перемещен на новую точку бурения.
Наиболее распространенным способом передвижки буровых вышек является передвижка ее фонаря. Различают следующие способы передвижки вышек:
а) раздельная передвижка фонаря буровой вышки на катках и бурового и силового оборудования на салазках;
б) передвижка буровой вышки на железных листах (метод Саушкина) или на санях (метод Коробова);
в) передвижка буровых вышек целиком с буровым оборудованием и агрегатным сараем при помощи электромотора буровой установки.

Раздельная передвижка фонаря буровой вышки на катках и бурового оборудования на салазках

Передвижку производят тракторами с помощью талевых блоков. Башню спускают со старого фундамента на землю (при высоких фундаментах) и затаскивают на новый фундамент по мосту.
Как только фонарь установлен на катки, производят оснастку горизонтальной талевой системы, подвижные блоки которой крепят к петле вышки, а неподвижные - к якорю. Оснастка талевой системы производится в зависимости от рельефа местности и мощности трактора.
Перетаскивают фонарь на катках по ходам из досок. Доски хода и катки по мере прохождения через них фонаря переносят и укладывают впереди него. С возвышенности и на возвышенность во избежание скольжения буровой передвижку осуществляют непосредственно по доскам. Для передвижки вышек через глубокие ямы (амбары) укладывают мосты на стойках или сваях (15 см) из бревен на расстоянии 1,5-2 м одна от другой; поверх них укладывают насадки из брусьев или бревен (15-20 см); по насадкам укладывают ходы из брусьев или бревен в 2-3 ряда. Детали моста крепят железными скобами. Ширина хода 1,2-1,5 м.

При передвижке буровых по пересеченной местности во время подъема или спуска вышка при большом наклоне может опрокинуться, поэтому ее поддерживают во время подъема или спуска при помощи двух-трех оттяжек из 19-мм стального каната. Оттяжки одним концом крепят к тракторам, а другим - к головке фонаря на железных хомутах.

Передвижка буровой вышки на железных листах

Вышку устанавливают нижними рамными брусьями на сварные листы из котельного железа (полозья) толщиной 8-9 мм, шириной 1,6 м. Длина металлических листов зависит от длины рамных брусьев. Листы соединяют наглухо с нижними рамными брусьями при помощи стяжных болтов, для чего к листам приваривают металлические хомуты. Передние и задние края металлических листов, выступающие из-под рамных брусьев, загибают кверху для удобства скольжения при передвижке.
Для установки вышки на новой точке заранее готовят ровную площадку, на которой вышку центрируют с помощью подкладок из досок. Для передвижки буровой вышки укрепляют два конца каната диаметром 25 мм за концы рам и за железный лист. Около основания оба конца каната сходятся и укрепляются к блоку. На расстоянии 150-200 м впереди первого блока устанавливают второй, неподвижный, блок, который укрепляют к якорю, врытому в землю.
Оснастка талевой системы берется 3x3. Ходовой конец каната от первого блока крепят к трактору. В зависимости от рельефа местности и условий работы передвижка буровой вышки осуществляется одним или двумя тракторами. Скорость передвижки вышки - до 5 км/час.
При движении трактора вперед первый блок сближается со вторым блоком, и на это же расстояние передвигается буровая вышка. При сближении блоков полиспастной системы второй блок снимают с якоря, якорь переносят вперед на расстояние 150-200 м и снова врывают в землю, на него укрепляют второй блок, и передвижка буровой вышки возобновляется. Если на пути перемещения приходится преодолевать подъемы и спуски свыше 15° а также при наличии ветра вышку поддерживают оттяжками, закрепляемыми к резервному трактору. Верхние концы оттяжек крепят к ногам вышки за хомуты, несколько выше ее середины.

Вышки передвигают на металлических санях, применяя передвижной якорь-мертвяк. Сани изготовляются из трех отработанных 6" бурильных труб и служат вышке в качестве нижних рамных брусьев; после передвижки их не убирают.

Передвижка буровых вышек с буровым оборудованием и агрегатным сараем при помощи электромотора буровой лебедки

На расчищенной площадке по осевым линиям нижних рамных брусьев укладывают в два параллельных ряда 90-мм доски (ход). Поверх досок на расстоянии 1-1,25 м один от другого укладывают 100-лш металлические катки длиной 1,2 м, нарезанные из старых бурильных труб.
Металлические катки для предотвращения раскачивания буровой во время передвижки расшивают с двух сторон (по всей длине катков) обрезками досок толщиной 50-70 мм.
На новой точке, куда передвигают буровую вышку, заранее устраивают фундамент вышки по типу первого фундамента. По окончании работ по устройству фундамента на новой точке, устройству ходов и оснастке талевой системы открепляют нижние концы оттяжек от якорей и приступают к передвижке вышки. Низковольтный кабель между трансформатором и электросборками (станцией управления) буровой лебедки разъединяют и наращивают на длину, равную длине передвижки вышки. Для этого применяется гибкий бронированный кабель марки ГРШТ сечением 70 мм2. Нарощенный кабель укладывают на земле в виде восьмерки; при передвижке буровой вперед он разматывается, а трансформатор остается на месте.
Впереди буровой устанавливают два якоря: один на расстоянии 50-60 м и второй на расстоянии 120-150 м от старой точки. Ходовой конец талевого каната снимают с барабана лебедки и крепят за поперечный рамный брус буровой. На барабан лебедки наматывается старый талевый канат длиной 300-350 м, один конец которого крепится к лебедке, а второй пропускается через два роликовых блока, установленных у якоря и у рамы буровой, и крепится к якорю или к раме буровой (в зависимости от длины каната). Оснастка горизонтальных талей делается 2x3 или 3x3 (в зависимости от рельефа местности).

После этого заземляют все металлические конструкции и оборудование буровой с запасом проволоки по длине трассы. Когда все приготовлено для передвижки, буровой мастер включает первую скорость лебедки и канат медленно наматывается.
По мере наматывания каната на лебедку вышка движется вперед. Когда вышка приблизилась к первому якорю, тали переносят на второй якорь и т. д. Освобождающиеся катки и доски переносят вперед по ходу буровой.
Если расстояние между буровыми (точка от точки) не превышает 100-120 м, насосный сарай следует ставить посредине пути между ними, что дает возможность, не разбирая сарая и насосов, обслуживать одной установкой две буровых. Таким способом в свое время производилось разбуривание площади в Хорасанах (Баку).
В некоторых трестах ротор, лебедка, редуктор и электромоторы к нему монтируются на одних металлических санях. Грязевой насос с электромотором составляют второй блок. Третий блок состоит из трансформатора с масляным выключателем и т. д. Приведем описание некоторых таких отдельных блоков.
При обычном способе монтажа этого оборудования требуется устройство отдельных фундаментов под лебедку, ротор и шахтовые брусья. При крупноблочном монтаже ротор, лебедку и электромоторы монтируют на металлических санях, изготовленных из отработанных 6" бурильных труб.
Сани со смонтированным на них оборудованием устанавливают на спланированную площадку, в которую утоплены два бруса, с таким расчетом, чтобы один из них после установки саней находился под лебедкой, а другой под редуктором. Подроторная часть саней устанавливается на бутобетонное крепление вокруг направления, что позволяет, не опасаясь просадки, передавать на эту часть саней большие нагрузки при спускоподъемных операциях. Несмотря на то, что при спускоподъемных операциях нагрузка от веса инструмента передается только на бутобетон, все же площадку под подсвечник, как и прежде, приходится бутить, так как на ней сосредоточена большая нагрузка от стоящих за пальцем бурильных труб.

Блок ротор - лебедка - редуктор с электромоторами

Блок устанавливают на месте, предназначенном для бурения, в следующем порядке. После того как спланирована площадка, уложены два бруса, вырыт шурф под направление и вырыты котлованы под проушины, сани со смонтированным на них оборудованием затаскивают на подготовленную площадку и центрируют. Далее опускают в шурф и центрируют направление, а затем бутят его.
Вес саней с оборудованием составляет 27 т. Поэтому для перевозки такого блока необходимо 3-4 трактора. Большой вес придает блоку нужную устойчивость при ведении буровых работ.
При обычном способе монтажа грязевой насос устанавливают на спланированной земляной площадке. В нее заподлицо с грунтом утоплены два или три бруса, на которых покоится грязевой насос. Электромотор, от которого насос приводится в движение, устанавливается на специальном бутобетонном фундаменте.
При крупноблочном монтаже бутобетонный фундамент не устраивают, а насос вместе с электромотором монтируют на металлических санях, заменяющих фундамент. Сани устанавливают на спланированную площадку, в которую утоплены три бруса: два - под местом расположения насоса и один - под мотором.
Как видно, длина саней такова, что насос и электромотор располагаются на них с соблюдением расстояний, необходимых для нормальной работы.
Спроектировал основание под вышку и основное буровое оборудование ОМ 1-150. Устанавливается оно прямо на грунт, без рытья котлованов и возведения фундаментов.
Основание запроектировано под стандартное стационарное оборудование при обычном его расположении и состоит из трех крупных блоков. Материал металлической конструкции - бурильные трубы разных сечений. Первый блок состоит из двух высоких полозьев, соединенных съемными фермами и балками.
На нем монтируется вышка ВМ-41. Второй блок состоит из двух высоких полозьев, соединенных системой балок и поперечин. На этом блоке монтируются лебедка Л1-4М, двухмоторный редуктор РД2-2, ротор Р700-Ш2. Предусмотрена возможность отводить блок без демонтажа при наличии над устьем скважины обсадной трубы выше уровня земли. Задняя ферма и балки настила первого блока также устроены с учетом возможности вывода второго блока без демонтажа вышки. Третий блок несет на себе ПИР2-4 с двухмоторным приводом.
Настил пола вышки и других блоков запроектирован из отдельных крупных щитов, окантованных угловым железом. Для расширения опорной площади предусмотрены шесть деревянных окантованных железом подкладок размером (в плане) 2 х 3 м. Четыре подкладки укладывают нод ноги вышки и две - под опоры ротора. Для увеличения стойкости против гниения доски настила и подкладок пропитывают соответствующими составами. Высота уровня пола вышки от земли - 2170 мм - позволяет устанавливать два превентера без рытья шахты.
При сложном рельефе местности, когда перетаскивание первого блока без разборки вышки невозможно, монтаж и демонтаж вышки можно производить подъемником системы Кершенбаума, для чего предусмотрены дополнительные стойки.
Грузоподъемность основания под вышку-до 195 т, основания под ротор-до 150 т. Удельное давление на грунт при этом не превышает 1 кг/см2.
Удельное давление на грунт при транспортировке без демонтажа оборудования и вышки не превышает 0,36 кг/см2, вес наиболее тяжелого, второго, блока составляет 34 100 кг.
Основание можно транспортировать также в разобранном на элементы виде на железнодорожных платформах и грузовиках. Общий вес металлических конструкций трех блоков и настила 22 000 кг. Общий вес настила и подкладок 15 500 кг.

Понравилась эта статья? Поделитесь ею!