Буровые установки

Буровые установки

Министерство образования и науки

РБ ГБОУ СПО Октябрьский нефтяной колледж

им. С. И. Кувыкина

ОТЧЕТ ПО ПРАКТИКЕ

Выполнил:

студент гр. 2М2-10 Хуснуллин. А. А

Проверил: Фролова. Т. А

2012

Содержание

1. Буровая установка

. Забойные двигатели

. Автоматизированная групповая замерная установка

. Ремонт электропогружных установок

. Редуктор ЦНС

бурение скважина забойный гидравлический

1. Буровая установка

Буровая установка или буровая - комплекс бурового оборудования и сооружений, предназначенных для бурения скважин. Состав узлов буровой установки, их конструкция определяется назначением скважины, условиями и способом бурения.

Схема установки для бурения глубоких скважин

1 - долото

- наддолотная утяжеленная бурильная труба

- переводник

- центратор

- муфтовый переводник

6,7-утяжеленные бурильные трубы 16 - вертлюг 23 - редуктор

- переводник 17 - стояк 24 - лебедка

- предохранительное кольцо 18 - шланг 25 - ротор

- бурильные трубы 19 - крюк 26 - шламоотделитель

- предохранительный переводник 20 - талевый блок 27 - буровой насос

,14 - переводники штанговые нижний и верхний 21 - вышка

- ведущая труба 22 - кронблок

- переводник вертлюга 23 - редуктор

Буровой станок для разведки и разработки месторождений нефтепродуктов устройство довольно сложное. Такой комплекс включает в себя: буровые конструкции ударно-штангового или ударно-канатного бурения, спуско-подъемные, силовые для привода лебедки, ротора и буровых насосов, конструкции для вращения бурильной колонны. Кроме собственно бурения установка должна производить и другие работы, для чего нужны системы циркуляции и очищения бурового раствора от выбуренной породы, устройства для изготовления бурового раствора, противовыбросовое оборудование, привышечные сооружения.

Буровой насос - это устройство, которое применяется на бурильных установкахдля того, чтобы обеспечить циркуляцию бурового раствора в скважине. Для промывания используют высокое давление, которое и создаёт этот насос. Такой насос бывает двух- или трёхцилиндровый. Главная задача бурового насоса - это обеспечивать циркуляцию бурового шлама и предотвращать его оседание в процессе бурения, и подъём породы на поверхность. Буровой насос очистит забой и скважину от породы.

2. Забойные двигатели

При бурении нефтяных и газовых скважин применяют гидравлические и электрические забойные двигатели, преобразующие соответственно гидравлическую энергию бурового раствора и электрическую энергию в механическую на выходном валу двигателя. Гидравлические забойные двигатели выпускают гидродинамического и гидростатического типов. Первые из них называют турбобурами, а вторые - винтовыми забойными двигателями. Электрические забойные двигатели получили наименование электробуров

ТУРБОБУРЫ

Турбобур представляет собой многоступенчатую гидравлическую турбину, к валу которой непосредственно или через редуктор присоединяется долото. Каждая ступень турбины состоит из диска статора и диска ротора .

Турбобур опускают в скважину на бурильной колонне, которая по мере углубления скважины наращивается с поверхности новыми бурильными трубами. В качестве гидравлического двигателя в турбобуре применяют многоступенчатую осевую турбину.

1 - статор; 2 - ротор; 3 - долото

Гидравлические двигатели, в которых используется кинетическая или скоростная энергия потока жидкости, называют турбинами. В турбинах работа совершается главным образом в результате изменения количества движения жидкости.

В турбобурах применяют многоступенчатые осевые турбины лопастного типа. На рис. 1 схематично изображена одна ступень турбины турбобура, состоящая из статора и ротора.

Турбина работает следующим образом. Поток промывочной жидкости через бурильную колонну подается в первую ступень турбобура. В статоре первой ступени происходит формирование направления потока жидкости, т.е. жидкость, пройдя каналы статора, приобретает направление, указанное стрелкой А. Таким образом, статор является направляющим аппаратом турбины.

Потоки жидкости из каналов статора поступают на лопатки ротора под заданным углом и осуществляют силовое воздействие на ротор, в результате которого энергия движущейся жидкости создает силы, стремящиеся повернуть ротор, жестко связанный с валом турбины. Поток жидкости из каналов ротора первой ступени поступает на лопатки направляющего аппарата второй ступени, где вновь происходят формирование направления движения потока жидкости и подача ее на лопатки ротора второй ступени. На роторе второй ступени также возникает крутящий момент. В результате жидкость под действием энергии давления, создаваемой поверхностным насосом, проходит все ступени турбины турбобура и через специальный канал подводится к долоту. В многоступенчатых турбобурах крутящие моменты всех ступеней суммируются на валу.

1 - ротор; 2 - статор

В процессе работы турбины на статорах, закрепленных неподвижно в корпусе турбобура, создается реактивный момент, равный по значению, но противоположный по направлению. Реактивный момент через корпус турбобура передается на бурильные трубы и осуществляет их закручивание на определенный угол, зависящий от жесткости и длины бурильной колонны. Источником энергии в пределах рабочего органа турбины является скоростной напор потока жидкости, создаваемый вследствие перепада давления на входе в турбину и выходе из нее.

ВИНТОВОЙ ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Это гидромашина с внутренним косозубым зацеплением, т.е. неподвижным статором с вулканизированной профилированной резиной, и ротор червячный стальной. При подаче жидкости под давлением, ротор вращается относительно статора. Вращение вала ротора передаётся через кардан на вал шпинделя, на котором навёрнуто долото. Над переводником устанавливается клапан, через который не вытекает раствор при подъёме инструмента.

Винтовой двигатель

а) - общий вид; б) - полости, образуемые между ротором (винтом) и статором;

- переводник; 2 - корпус двигательной секции; 3 - статор; 4 - ротор;

- карданный вал; 6 - корпус шпинделя; 7 - торцовый сальник;

- многорядный радиально-упорный подшипник; 9 - радиально-резино-металлическая опора; 10 - вал шпинделя.

Преимущества винтового забойного двигателя:

. простота конструкции, малые размеры;

. высокий крутящий момент при малых скоростях вращения;

. минимальная аварийность с трубами;

. авиа-транспортабельность.

ЭЛЕКТРОБУР

Электробур - это электрическая забойная машина, своеобразный электродвигатель, смонтированный в трубном корпусе малого диаметра и предназначенный для привода долота на забое скважины. Современный электробур представляет собой, как правило, асинхронный маслонаполненный двигатель с короткозамкнутым ротором. Конструкция промышленного электробура была разработана в СССР в 1937 - 1940 гг. группой инженеров (А.П. Островский, Н.В. Александров, Ф.Н. Фоменко, А.Л. Ильский, Н.Г. Григорян и др.). Последующие опытно-конструкторские работы позволили значительно модернизировать электробур по сравнению с первыми образцами: была создана безредукторная машина, мощность на валу электробура была увеличена в 2 - 3 раза (от 70 до 120 - 230 кВт) и наряду с этим уменьшен наружный диаметр. Серийное производство электробуров в СССР было налажено с 1956 г. В настоящее время в ряде районов страны этим способом ежегодно бурят 200 - 250 тыс. м пород. Хотя указанный объем многократно уступает объему турбинного бурения в нашей стране, принципиальная схема подачи электрической энергии к забою скважины и использование погружного электрического двигателя для привода долота имеют неоспоримые преимущества. Однако конструктивные трудности, невысокие эксплуатационно-технические показатели и большая стоимость машины на данном этапе пока сдерживают применение этого вида техники в бурении. Размерный ряд электробуров предусматривает их выпуск с наружными диаметрами корпуса 164, 170, 185, 215, 240, 250 и 290 мм.

3. Автоматизированная групповая замерная установка

Назначение автоматизированной групповой замерной установки (АГЗУ) "Спутник". Установка предназначена для автоматического замера дебита нефтяных скважин по жидкости и газу. Состоит из блока технологического и блока автоматики.

Блок технологический имеет несколько исполнений в зависимости от количества подключаемых скважин, условного прохода и производительности. Максимально возможное количество подключаемых скважин 14. Все оборудование смонтировано на металлическом основании, по периметру которого крепятся трехслойные металлические панели с утеплителем. Установки имеют электрическое освещение, отопление, принудительную вентиляцию.

Принцип работы автоматизированной групповой замерной установки (АГЗУ) "Спутник"

Продукция скважин по трубопроводам, подключенным к установке, поступает в переключатель скважин многоходовой ПСМ. При помощи ПСМ продукция одной из скважин направляется в сепаратор, а продукция остальных скважин направляется в общий трубопровод. В сепараторе происходит отделение газа от жидкости. Выделившийся газ поступает в общий трубопровод, а жидкость накапливается в нижней емкости сепаратора.

С помощью регулятора расхода и заслонки, соединенной с поплавковым уровнемером, обеспечивается циклическое прохождение накопившейся жидкости через счетчик с постоянными скоростями, что обеспечивает измерение дебита скважин в широком диапазоне.

Управление переключением скважин осуществляется блоком управления по установленной программе или оператором. Наличие обводной линии (байпаса) и счетчика с устройством индикации позволяет производить замер дебита скважин в ручном режиме при неисправном ПСМ. Крепление ПСМ к трубопроводам выполнено быстросъемными соединениями (с помощью двух полухомутов), что позволяет провести его замену при ремонте. Блок технологический может выпускаться с антикоррозионным покрытием внутренних поверхностей технологических трубопроводов, ПСМ и емкости сепарационной

Ремонт АГЗУ "Спутник"

Капитальный ремонт автоматизированных групповых замерных установок АГЗУ "Спутник", в ходе которого обеспечивается полная проверка комплектующих, ремонт или замена выработавших ресурс деталей и узлов. Изменения в существующую конструкцию не вносятся.

Ремонт АГЗУ "Спутник" включает следующие виды работ: • ремонт укрытия;

• ремонт основания, замена переключателей скважин многоходовых (ПСМ);

• замена запорной арматуры (задвижек, отводов, метизов);

• замена сепарационной емкости;

• замена технологической обвязки;

• замена газовой заслонки;

• замена регулятора расхода;

• замена счетчика жидкости ТОР;

• установка гидравлических приводов;

• покраска.

После сборки и покраски осуществляется опрессовка установки на стенде. Специалисты предприятия проводят обязательную поверку всех применяемых в АГЗУ контрольно-измерительных приборов. (Имеются необходимые лицензии, аккредитации и допуски на данный вид деятельности).

Ремонт АГЗУ "Спутник" осуществляется на производственной площадке завода. В услугу входит транспортировка оборудования с месторождения и обратно, которую ООО "БОЗНА" готово обеспечивать собственными силами. Средний срок выполнения заказа с учетом времени на транспортировку составляет 1 месяц. Производственные мощности специализированного участка завода позволяют одновременно ремонтировать до 12-ти установок.

4. Ремонт электропогружных установок

Наряду с глубинными штанговыми насосами большое применение находят установки электропогружных центробежных насосов, которые используют при эксплуатации обводненных, высокодебитных, глубоких и наклонных скважин в агрессивных средах. УЭЦН, не имея длинной колонны штанг между насосом и приводом, позволяют передавать насосу значительно большую мощность (до сотен киловатт), а значит увеличивать добывные возможности оборудования этого вида. Кроме того, погружные центробежные электронасосы относятся к типу динамических насосов, которые отличаются мягкой рабочей характеристикой. Однако они чувствительны к газу, вязкости перекачиваемой жидкости и наличию в ней механических примесей. Регламентированные техническими условиями показатели - содержание свободного газа на приеме, количество механических примесей, вязкость - из-за причин как технического, так и организационного характера трудновыполнимы. На ряде месторождений различных нефтяных районов достигаются высокие технико-экономические показатели при эксплуатации скважин УЭЦН

Установка электропогружного центробежного насоса

А - УЭЦН: / - гидрозащита, 2 - насос, 3 - кабельная линия, 4 - НКТ, 5 - металлический пояс, 6 - оборудование устья скважины, 7 - станция управления, 8 - трансформатор; Б - центробежный многоступенчатый электронасос: 1 - верхняя секция с ловильной головкой, 2 - нижняя секция, 3 - шлицевая муфта, 4 - опорная пята, 5 - корпус подшипника, 6 - направляющий аппарат, 7 - рабочее колесо, 8 - корпус, 9 - вал, 10 - шпонка, 11 - подшипник скольжения, 12 -защитная втулка, 13 - основание, 14 - фильтр, 15 - приводная муфта

Погружные центробежные электронасосы приводятся во вращение погружным электродвигателем специальной конструкции. Электродвигатель питается с поверхности электроэнергией, подводимой по кабелю от повышающего автотрансформатора или трансформатора через станцию управления, в которой сосредоточена вся контрольно-измерительная аппаратура и автоматика. Погружной центробежный электронасос спускается в скважину под расчетный динамический уровень. Жидкость подается по НКТ, к внешней стороне которых прикреплен специальными поясами электрокабель. В насосном агрегате между самим насосом и электродвигателем имеется промежуточное звено, называемое протектор или гидрозащита.

Основным элементом является многоступенчатый, секционный погружной центробежный электронасос. Каждая ступень ПЭЦН состоит из направляющего аппарата 6 и рабочего колеса 7, насаженного на общий вал 9 всех ступеней секции. Рабочие колеса закреплены на валу общей шпонкой 10 и имеют скользящую посадку, а направляющие аппараты - в корпусе насоса, представляющем собой трубу. Число ступеней может достигать 400. Во время вращения колес напор преобразуется в давление, развиваемое насосом, которое определяется числом ступеней и частотой вращения рабочих колес, диаметром насоса и некоторыми другими факторами.

За последние десять лет конструкторами и заводами-изготовителями выполнены значительные работы по повышению надежности отдельных узлов УЭЦН, но ряд технических решений требует дальнейшего совершенствования. Это касается в первую очередь электродвигателя, гидрозащиты и кабеля.

На некоторых месторождениях ОАО "Оренбургнефть", например Зайкинском, вследствие высоких пластовых температур, достигающих 100 °С и более, отечественные двигатели вообще неприменимы.

Количество осложненных скважин непрерывно увеличивается, поэтому разработка ряда специальных насосов для таких скважин - одна из важных задач.

Асинхронный электродвигатель

Асинхронный погружной электродвигатель - это электромеханический преобразователь энергии. Его работа основывается на принципе электромагнитного взаимодействия между вращающимся магнитным полем, которое создается системой трехфазного тока, подводимого от сети к обмотке статора, и токами, наводимыми в обмотке ротора при пересечении ее проводников вращающимся полем. Результатом взаимодействия токов ротора с вращающимся магнитным полем статора будет создание электромагнитного момента, приводящего ротор во вращение.

Электродвигатели выпускаются в одно-, двух- и трехсекционной компоновке и имеют форму конструктивного исполнения по способу монтажа 1М3631 ГОСТ 2479.

Назначение

Предназначены для продолжительного режима работы S1 ГОСТ Р 52776 от сети переменного тока частотой 50 Гц., и используются в качестве привода центробежных насосов, применяемых для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин.

Конструкция

Двигатель состоит из статора, ротора, головки и основания. Статор выполнен из трубы, в которую запрессован магнитопровод, набранный из листов электротехнической стали с термостойким покрытием. Обмотка статора однослойная, протяжная, катушечная, выполнена теплостойким обмоточным проводом с изоляцией из полиимидофторопластовых пленок. Фазы обмотки соединены в звезду. По желанию потребителя общая точка схемы может иметь вывод для подсоединения к системе контроля. Ротор короткозамкнутый, секционный.

Преимущества

Надёжность конструкции,

применение высокотемпературных материалов,

высокие показатели наработки,

обеспечение технических требований заказчиков,

постоянное совершенствование технологических процессов производства.

Вентильные двигатели

В отличие от асинхронных двигателей вентильные имеют постоянные магниты на роторе и специальную схему подачи питающего напряжения на обмотку статора. Конструктивное исполнение - в одном корпусе, климатического исполнения В по ГОСТ 15150, модификации - для различных условий эксплуатации, с блоками контроля параметров установки, изготавливаются по техническим условиям ТУ 3381-008-12058737-2008.

Номинальные мощности электродвигателей:

с диаметром корпуса 81 мм - от 14 до 90 кВт,

с диаметром корпуса 117 мм - от 12 до 400 кВт,

с диаметром корпуса 130 мм - от 32 до 470 кВт.

Назначение

Электродвигатели предназначены для продолжительного режима работы S1 по ГОСТ Р 52776 в составе регулируемого привода центробежных и центробежно-вихревых насосов, применяемых для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин.

Конструкция

Двигатель состоит из статора с трехфазной обмоткой, ротора с постоянными магнитами, головки и основания.

Магнитопровод статора состоит из листов электротехнической стали с термостойким покрытием, которые запрессованы в трубчатый корпус. Обмотка статора однослойная, протяжная, катушечная, выполнена теплостойким обмоточным проводом по схеме "звезда" с выводом общей точки для системы контроля параметров установки.

Ротор с постоянными магнитами установлен в расточке статора на подшипниках скольжения.

5. Редуктор, ЦНС

Редуктор предназначен для уменьшения частоты вращения, передаваемой от электродвигателя кривошипам станка-качалки. Применяется в станках-качалках и других механических приводах штанговых скважинных насосов.

Редуктор типа Ц2НШ

Редуктор типа Ц2НШ - двухступенчатый, с цилиндрической шевронной зубчатой передачей зацепления Новикова. Быстроходная ступень - раздвоенный шеврон, тихоходная ступень - шевронная с канавкой.

Ремонт редуктора

Капитальный ремонт редукторов включает в себя замену валов-шестерни, зубчатых колес, подшипников, резиновых уплотнений (манжет).

Модернизация редукторов включает в себя замену косозубых передач на шевронные зубчатые передачи с зацеплением Новикова, с сохранением всех параметров и характеристик редуктора.

Центробежные насосы (ЦНС)

Назначение и конструкция:

В многоступенчатых насосах поток перекачиваемой жидкости перемещается последовательно несколькими рабочими колесами, смонтированными на одном валу, в одном корпусе. Корпус многоступечатого секционного насоса состоит из отдельных секций (камеража), число которых равно числу рабочих колес минус один, так как одно колесо расположено в передней крышке. Секционная конструкция корпуса насоса позволяет увеличить или уменьшить напор, не изменяя подачи. Напор будет равен сумме напоров, создаваемых каждым рабочим колесом. Используются в гидросистемах для создания большого давления. Допускается изготовление с торцовым уплотнением.

Перекачиваемая жидкость:

Насосы ЦНС предназначены для перекачивания воды с водородным показателем pH 7-8,5, с масовой долей механических примесей не более 0,1% и размером твердых частиц не более 0,1мм и температурой от 1 до 45°С. Допускается изготовления насоса с торцовым уплотнением.

Ремонт ЦНС

.Замена вала, рабочих колес, диска разгрузки, рубашек вала, втулок, колец уплотнений

.Восстановление подшипников скольжения

.Статическая балансировка колес

.Обкатка и снятие напорных характеристик

.Установка торцовых уплотнений по заявке заказчика