4. Выбор типа импортных буровых установок для бурения скважины.

Буровая установка должна обеспечивать наибольшую произво­дительность и эффективность. Единицей продукции буровой установки яв­ляется скважина или каждый пробуренный метр, а мерой производитель­ности и эффективности установки - стоимость скважины или 1 м бурения в заданных условиях.

Буровые установки характеризуются глубиной бурения, мощностью привода подъемного и насосного комплексов, максимально допустимой на­грузкой на подъемный комплекс и оборудование для вращения бурильной колонны, диаметром ствола скважины и применяемых бурильных труб, по­дачей и давлением насосов, мобильностью буровой установки, видом при­меняемой энергии для привода.

Буровые установки подразделяют на две категории: для бурения глу­боких эксплуатационных и разведочных скважин; для бурения неглубоких структурных и поисковых скважин.

Установки первой категории отличаются от установок второй катего­рии большей возможной глубиной бурения скважины, большим диаметром бурения и более тяжелыми бурильными трубами. Естественно, что мощ­ность и максимально допустимая нагрузка на эти установки значительно выше, больше и их масса.

Буровые установки первой категории менее мобильны; обычно их перевозят с одной точки бурения на другую по частям (блоками) в зависимости от дорожных условий и транспортных средств. Установки второй категории более мобильны; обычно все оборудование монтируют на одном шасси автомашины, трактора или прицепа.

Каждая категория буровых установок имеет несколько классов, кото­рые обеспечивают наибольшую эффективность бурения скважин опреде­ленной глубины и конструкции.

Поскольку каждой буровой установкой при определенной мощности ее двигателей, максимально допустимой нагрузке на крюке можно пробу­рить скважины различной глубины и конструкции в зависимости от диа­метра и массы применяемых бурильных и обсадных труб, то для сравни­тельной оценки мощности и класса буровой установки для глубокого буре­ния принимают глубину в метрах скважины конечного диаметра 215 мм, которая может быть достигнута при использовании бурильной колонны с бурильными трубами диаметром 114 мм и массой 1 м труб 30 кг. При работе с бурильными трубами других диаметров и массы предельная глубина бурения этой же буровой установкой может значительно отличаться от ее номинальной глубины.

5. Понятие о производственной санитарии.

Экзаменационный билет №6

1. Назначение и устройство газовых сепараторов.

Рассмотрим основные принципы технологических процессов промысловой подготовки нефти и воды. Продукция нефтяных скважин прежде всего подвергается процессу сепарации (отделению от нефти газа, а также воды). Сепарацию нефти выполняют в специальных агрегатах-сепараторах, которые бывают вертикальными и горизонтальными. Вертикальный сепаратор (рис. 4.3) состоит из четырех секций.

Рис. 4.3. Вертикальный сепаратор:

I - основная сепарационная секция; II ‑ осадительная секция;

III - секция сбора нефти; IV ‑ секция каплеудаления.

1 - патрубок ввода газожидкой смеси; 2 - раздаточный коллектор со щелевым выходом; 3 - регулятор давления "до себя" на линии отвода; 4 - жалюзный каплеуловитель; 5 ‑ предохранительный клапан; 6 ‑ наклонные полки; 7 - поплавок; 8 ‑ регулятор уровня и линии отвода нефти; 9 - линия сбора шлама; 10 ‑ перегородки; 11 - уровнемерное стекло; 12 - дренажная труба

Рис. 4.4. Горизонтальный сепаратор с предварительным отбором газа:

1 - входной трубопровод; 2 - вилка для предварительного отбора газа; 3 - каплеуловитель (сепаратор газа); 4 - жалюзийные насадки; 5 - газопровод с регулятором давления "до себя"; 6 ‑ предохранительный клапан; 7 - корпус сепаратора; 8 - поплавок; 9 - пеногасители; 10 ‑ наклонные полки

Секция 1 - это секция интенсивного выделения газа из нефти. Газоводонефтяная смесь под большим давлением поступает в рабочее пространство сепаратора с увеличенным объемом. За счет резкого снижения скорости потока вода и газ отделяются от нефти и поступают: вода в нижние секции, а газ удаляется из сепаратора через верхний патрубок. Повышенный эффект сепарации обеспечивается при тангенциальном подводе газа в сепаратор. В этом случае поток газоводонефтяной смеси попадает в рабочее пространство цилиндрического корпуса сепаратора по касательной и перемещается путем вращения по стенкам корпуса, что создает оптимальные условия для отделения воды и газа, затем нефть поступает в секцию II сепаратора, где стекает под действием тяжести вниз по наклонным полкам тонким слоем. Это создает лучшие условия для выделения газа из нефти за счет снижения толщины ее слоя и увеличения времени пребывания смеси в секции II. После секции II нефть попадает в секцию III - сбора нефти. Секция IV - каплеудаления предназначена для улавливания капель жидкости, увлекаемых выходящим потоком газа.

Горизонтальные сепараторы имеют ряд преимуществ перед вертикальными: большую пропускную способность и более высокий эффект сепарации. Принцип работы горизонтальных сепараторов аналогичен вертикальным. Но за счет того, что в горизонтальных сепараторах капли жидкости падают перпендикулярно к потоку газа, а не навстречу ему, как в вертикальных сепараторах, горизонтальные сепараторы имеют большую пропускную способность.

2. АПР-2 ВБ. механические трубные ключи, в т.ч. импортного производства

Автоматы типа АПР (рис. 10) предназначены для механизации операций по свинчиванию и развинчиванию, а также для автоматизации по захвату, удержанию на весу, освобождению и центрированию колонны НКТ.

Рис. 10. Автомат АПР-2ВБМ:

1 – корпус автомата; 2 – червячное колесо; 3 – клиньевая подвеска; 4 – корпус клина; 5 – плашка; 6 ‑ опорный фланец; 7 – водило; 8 – вал вилки включения маховика; 9 – электроинерционный привод; 10 – ось балансира; 11 – направление клиньевой подвески; 12 – центратор; 13 – пьедестал центратора; 14 – фиксатор центратора

Состоят из блоков: электродвигателя, вращателя с водилом, спайдера, центратора. При работе с АПР используются трубные КОТ, КТГ и стопорные КСМ ключи, элеваторы ЭГ и подкладные вилки, а также элеваторы ЭТА и трубные ключи КТГУ-М и КТД. Для механизации процесса свинчивания и развинчивания насосных штанг применяют штанговые ключи АШКТМ, КМШЭ, КАРС (автоматические и механические ключи), принцип аналогичен АПР [7].

3. Вертлюг: назначение, устройство, эксплуатация.

Вертлюг, являясь верхней опорой для бурового инструмента, предназначен для подвода бурового раствора во вращающуюся бурильную колонну. В процессе бурения вертлюг подвешивается к автоматическому элеватору либо к крюку талевого механизма и посредством гибкого буро­вого шланга соединяется со стояком напорного трубопровода буровых на­сосов. При этом ведущая труба бурильной колонны соединяется с помо­щью резьбы с вращающимся стволом вертлюга, снабженным проходным отверстием для бурового раствора. Во время спускоподъемных операций вертлюг с ведущей трубой и гибким шлангом отводится в шурф и отсоеди­няется от талевого блока. При бурении забойными двигателями вертлюг используется для периодических проворачиваний бурильной колонны с це­лью предотвращения прихватов.

В процессе эксплуатации вертлюг испытывает статические осевые на­грузки от действия веса бурильной колонны и динамические нагрузки, соз­даваемые продольными колебаниями долота и пульсацией промывочной жидкости. Детали вертлюга, контактирующие с раствором, подвергаются абразивному износу. Износостойкость трущихся деталей вертлюга снижа­ется в результате нагрева при трении.

К вертлюгам предъявляются следующие основные требования: попе­речные габариты не должны препятствовать его свободному перемещению внутри вышки при наращивании бурильной колонны и спускоподъемных операциях;

быстроизнашиваемые узлы и детали должны быть удобными для быст­рой замены в промысловых условиях;

подвод и распределение масла должны обеспечить эффективную смазку и охлаждение трущихся деталей вертлюга;

устройство для соединения с талевым блоком должно быть надежным и удобным для быстрого отвода и выноса вертлюга из шурфа.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ ВЕРТЛЮГА

Вертлюги, применяемые в буровых установках для бурения эксплуатационных и глубоких разведочных скважин, имеют общую конст­руктивную схему и различаются в основном по допускаемой осевой на­грузке. Конструктивные отличия некоторых узлов и деталей отечественных и зарубежных вертлюгов обусловлены требованиями изготовления и сбор­ки, разрабатываемых с учетом производственных возможностей заводов-изготовителей, а также периодической модернизацией вертлюгов с целью повышения их надежности и долговечности.

Корпус вертлюга изготовляется из углеродистой или низколегированной стали и представляет собой полую отливку с наружными боковыми карманами для штропа, посредством которого вертлюг подвешивается к крюку талевого механизма. Штроп имеет дугообразную форму и круглое поперечное сече­ние. Он изготовляется методом свободной ковки из легированных сталей марок 40ХН, 38ХГН, 30ХГСА.

На высаженных концах штропа растачиваются отверстия для пальцев, соединяющих штроп с корпусом вертлюга. Пальцы устанавливаются в горизонтальных расточках карманов и корпуса и предохраняются от выпа­дения и проворотов стопорной планкой, которая входит в торцовый паз пальца и приваривается к корпусу вертлюга. При отводе ведущей трубы в шурф штроп вертлюга отклоняется от вертикали и занимает положение, удобное для разъединения и соединения его с крюком талевого меха­низма.

Угол поворота штропа ограничивается стенками карманов корпуса вертлюга и не превышает 45°. На пальцах штропа выполнены смазочные канавки и отверстия с резьбой для пружинных масленок. Резьба смазоч­ных отверстий используется для завинчивания рым-болтов, с помощью ко­торых проводится распрессовка пальцев вертлюга.

В корпусе вертлюга на упорных и радиальных подшипниках вращается ствол с переводником для соединения вертлюга с ведущей трубой бу­рильной колонны. Ствол представляет собой стальной цилиндр с централь­ным проходным отверстием для промывочной жидкости и с наружным фланцем для упорных подшипников. Ствол вращается с частотой бурового ротора и испытывает нагрузки, создаваемые буровым инструментом и промывочной жидкостью, нагнетаемой в скважину. По сравнению с други­ми несущими узлами и деталями ствол вертлюга наиболее нагружен. Это предъявляет повышенные требования к его прочности. Стволы вертлюгов изготовляют из фасонных поковок, получаемых методом свободной ков­ки. Благодаря применению таких заготовок снижаются расход материала и затраты на механическую обработку. Для стволов используют стали марок 40Х, 40ХН, 38ХГН, приобретающие в результате ковки более со­вершенную кристаллическую структуру и повышенные механические свойства.

Осевое положение ствола вертлюга фиксируется упорными подшип­никами. Основная опора ствола – подшипник, нагружаемый весом ствола и бурового инструмента, когда вертлюг посредством штропа удер­живается в подвешенном состоянии. Вспомогательной опорой ствола явля­ется подшипник, нагружаемый собственным весом корпуса и других не вращающихся деталей, когда вертлюг опирается на ствол, а штроп вертлюга находится в свободном состоянии. Это происходит при установке вертлюга с ведущей трубой в шурф и в процессе бурения скважины, когда из-за недостаточного веса бурильной колонны нагрузку на долото дополняют весом вертлюга.

В рассматриваемой конструкции вертлюга в основной опоре ствола установлен упорный подшипник с короткими цилиндрическими роликами. Благодаря укороченной длине снижается скольжение роликов относитель­но колец при вращении ствола. Это благоприятно влияет на износ и нагрев подшипников. Подшипники с коническими и сферическими роликами об­ладают большей нагрузочной способностью по сравнению с подшипника­ми, имеющими короткие цилиндрические ролики. Поэтому в тяжело на­груженных вертлюгах преимущественно применяются упорные подшипни­ки с коническими либо сферическими роликами. Для повышения долго­вечности в модернизированных вертлюгах ОАО «Уралмашзавод» (УВ-250 МА) используются конические упорные подшипники.

Работоспособность вертлюга зависит от надежности уплотнений, при­меняемых в его подвижных и неподвижных соединениях. Наиболее ответ­ственными являются уплотнения напорной трубы, которые служат для пре­дотвращения утечки бурового раствора, нагнетаемого под высоким давле­нием. Для этой цели используются самоуплотняющиеся ра­диальные и торцовые манжеты из синтетических материалов, обладающих достаточной упругостью и износостойкостью. Воротники манжет направлены навстречу действующему давлению и поэтому прижи­маются к уплотняемым поверхностям с силой, пропорциональной давлению промывочной жидкости.

4. Требования безопасности при спуско - подъемных операциях.

5. Оказание первой помощи при поражении электрическим током.

Экзаменационный билет №7

1. Приборы для измерения расхода нефти и газа, применяемые на промыслах.

2. Ликвидация дефектов эксплуатационных колонн.

Исправление смятых участков эксплуатационных колонн

• Исправление смятого участка эксплуатацион­ной колонны производят с помощью набора оправок, справочных долот или грушевидных фрезеров.

• Диаметр первого спускаемого справочного инструмента должен быть на 5 мм меньше диаметра обсадной колонны на участке смятия. Диаметр после­дующего справочного инструмента должен быть уве­личен не более чем на 3—5 мм.

• Исправление смятого участка обсадной колонны с помощью оправочных долот производят при медленном проворачивании их не более чем на 30 .Осевую нагрузку при этом выбирают в зависимости от диаметров обсадных и бурильных труб (табл. 4).

• Исправление смятого участка обсадной колон­ны с использованием грушевидных фрезеров произ­водят при медленном проворачивании и осевом нагружении на инструмент в соответствии с табл. 4. Не допускается применение фрезеров с твердосплавны­ми наплавками на их боковой поверхности.

Таблица 5