Розрахунок, монтаж і ремонт машин та обладнання для буріння

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Полтавський національний технічний університет

імені Юрія Кондратюка.

 

Кафедра обладнання нафтових і газових промислів

 

 

 

Контрольна робота

з дисципліни:

«Розрахунок, монтаж і ремонт машин та обладнання для буріння»

 

 

 

 

 

Виконав:

студент групи 502-МН

Добряк Є.М.

Залікова книжка  №08033

Перевірив:

Савик В.М.

 

 

 

Полтава 2012

 

ЗМІСТ

Вступ ..............................................................................................................3

1. Загальна частина.................................................................................4

1.1. Призначення і комплектність  обладнання бурової установки  з електричним приводом………..................................................................4

1.2. Обгрунтування конструкції свердловини…………………….9

2. Технічна частина…………………………………………….…………11

2.1. Розрахунок колон і визначення ваги найбільш важкої колони (обсадної або бурильної)……….……………….…………………..…..11

2.2. Вибір типу бурової установки, комплектність обладнання талевої системи вибраної БУ……………………………………………19

3. Спеціальна частина……………………………………........................21

3.1. Монтаж обладнання талевої системи……………………..…21

3.2. Експлуатація обладнання талевої системи………………….23

3.3. ТО обладнання талевої системи при експлуатації..................25

4. Розрахункова частина………………………………………………...27

4.1. Розрахунки працездатності рами  кронблока……………......27

Висновки......................................................................................................28

Список використаної літератури...............................................................29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

Нафта і газ перетворилися  в головні джерела енергетичної потужності людства і найголовніше джерело хімічної сировини. Забезпеченість держави нафтовою сировиною у більшості випадків визначає рівень розвитку її промисловості та інших галузей нафтового господарства.

Використання на нафтових і газових промислах великої  кількості машин і обладнання для буріння та видобутку в  свою чергу призвело до необхідності створення служб, які забезпечують працездатність цих машин і обладнання, безперебійність їх його функціонування, а також до необхідності забезпечення цих служб відповідними машинами і обладнанням. Були створені і впроваджені комплекси складних машин, обладнання та інструменту для ремонту і обслуговування бурового устаткування. Внаслідок цього сучасний нафтогазовий комплекс перетворився в дуже насичений технікою об'єкт з високим ступенем автоматизації управління, який виконує десятки складних взаємопов'язаних технологічних процесів. Одночасно із створенням нафтогазової промисловості і нафтопромислового машинобудування, яке забезпечує її машинами і обладнанням для забезпечення її машинами і обладнанням для видобутку нафти і газу, формувалася і наука в області її створення.

Від розвитку науки залежить в майбутньому підвищення ефективності існуючого комплексу машин і  обладнання і створених нових  технічних засобів видобутку  нафти і природного газу, а також  ефективності їх видобутку.

Досягнення високого рівня видобутку нафти і газу потребує відповідно збільшених об'ємів бурових робіт, а також витрат на виготовлення бурового обладнання та інструменту.

Створення матеріально-технічної  бази в нашій державі передбачає подальше підвищення ефективності розвитку нафтової і газової промисловості, так як жодна галузь народного господарства не може успішно функціонувати без використання газу та продуктів нафтопереробки.

 

1. Загальна частина

1.1 Призначення  і комплектність обладнання бурової  установки з електричним приводом.

Електротехнічний комплекс сучасної бурової установки з електричним приводом головних механізмів представляє сукупність підсистем, що забезпечують вироблення (за відсутності централізованого електропостачання), розподіл, перетворення і використання електричної енергії, а також керування всіма зазначеними підсистемами, і включає:

- Розподільні пристрої  високої напруги;

- Силові і перетворювальні  трансформатори;

- Електричні машини  змінного і постійного струму;

- Комплектні тиристорні  пристрої;

- Комплектні пристрої  керування, захисту і розподілу електричної енергії низької напруги;

- Кабелі та проводи;

- Електричні джерела  світла;

- Пересувні електростанції.

Структури електротехнічних комплексів, незважаючи на різноманіття схем бурових установок, зумовлене  широким спектром вимог до глибин буріння, призначенням та умовами експлуатації, можуть бути зведені до двох типових схем, застосування яких на установках різних виконань зводиться до кількісної зміни параметрів використовуваного електрообладнання.

Типова структура електроприводу змінного струму для установок з централізованим електропостачанням орієнтована на застосування частково регульованих електроприводів головних механізмів, що дозволяють формувати пускову характеристику і забезпечувати економічне регулювання частоти обертання в обмеженому діапазоні.

Типова однолінійна  схема електротехнічного комплексу  бурової установки з електроприводом  змінного струму:

КРУ - комплектний розподільчий пристрій високої напруги (комплектное распределительное устройство высокого напряжения);

ТV - силові знижуючі трансформатори;

МЛ, МН, МР, МП - електродвигуни відповідно лебідки, бурових насосів, ротора, регулятора подачі долота;

 

ЕМТ - електромагнітне гальмо (электромагнитный тормоз);

АВК - асинхронний вентильний каскад;

ТРС - тиристорний регулятор ковзання (тиристорный регулятор скольжения);

ТПР, ТПП - силові тиристорні перетворювачі відповідно ротора і  регулятора подачі;

ТВ - тиристорні збудники (тиристорные возбудители);

А2 - шафи керування електроприводами допоміжних механізмів.

 

Типова структура електроприводу постійного струму для установок з централізованим і автономним електропостачанням орієнтована на застосування глибоко регульованих електроприводів головних механізмів на базі електродвигунів постійного струму і силових тиристорних перетворювачів. Енергетичний блок в неелектрифікованих районах представляє набір дизель-електричних агрегатів змінного струму, а в електрифікованих - набір осередків комплектного розподільного пристрою і трансформаторів, понижуючих напруг мережі до необхідного рівня.

Електрообладнання, яке  входить до складу електротехнічного  комплексу, є або виробами конкретного  призначення, тобто розробленими за індивідуальними технічними вимогами і мають один основний варіант  застосування, або ставиться до продукції  загальнопромислового призначення. У каталозі, як правило, наводяться відомості тільки про електрообладнання конкретного призначення.

Набір електротехнічних засобів, що використовуються на установках з дизельним приводом головних механізмів, повністю входить в комплект установок відповідного класу з електроприводом і зазвичай відноситься до виробів загальнопромислового призначення, тому відомості про це електрообладнанні в каталозі не наводяться.

Типова однолінійна  схема електротехнічного комплексу  бурової установки з електроприводом постійного струму:

Д - дизель; G - генератор  змінного струму;

ФКУ-фільтрокомпенсірующее  пристрій; ТП - силові тиристорні перетворювачі  в прямокутнику (тонкі лінії); А1 - комплектний пристрій з силовими перемикачами постійного струму.

 

 

Для живлення електроприводів допоміжних механізмів бурової установки з  дизельним приводом остання зазвичай комплектується двома дизель-електричними агрегатами потужністю по 200 кВт кожен. Принципова схема електроустаткування  передбачає можливість використання повної потужності кожного агрегату окремо для живлення всіх споживачів електроенергії, а також передбачає паралельну роботу дизель-генераторів. Цим забезпечується резервування електропостачання при необхідності зупинки одного агрегату, а також розподіл навантаження на два дизель-генератора при підключенні додаткових споживачів. Для резервного електропостачання установок з централізованим електропостачанням встановлюється один дизель-електричний агрегат.

Вироблена електроенергія з генератора надходить на панель управління, а потім передається  в шафи керування електроприводами допоміжних механізмів. Живлення споживачів здійснюється через автоматичні вимикачі, розташовані в шафах керування.

 

1.2 Обгрунтування конструкції свердловини.

Під конструкцією свердловини  розуміють сукупність даних про  кількість і глибині спуску обсадних колон, діаметрах обсадних колон, діаметрах  стовбура свердловини для кожної із колон і інтервалах цементування (верхньої і нижньої глибинах кожного інтервалу).

Конструкція свердловини  повинна забезпечувати доведення  свердловини до проектної глибини, здійснення заданих способів розкриття  продуктивних горизонтів і методів  їх експлуатації.

Використовуються такі типи обсадних колон.

Направлення - застосовується для кріплення верхнього інтервалу, складеного нестійкими відкладеннями, для запобігання розмиву устя свердловин.

Кондуктор - застосовується для кріплення верхніх нестійких  інтервалів розрізу, ізоляції водоносних горизонтів від забруднення, установки на гирлі противикидного обладнання, для підвіски наступних обсадних колон.

Проміжна обсадна колона - для кріплення та ізоляції вищерозміщених зон геологічного розрізу, несумісних з умовами буріння з нижчого  рівня, для запобігання ускладнень і аварій у свердловині при бурінні наступного інтервалу, в сприятливих умовах може використовуватися в якості експлуатаційних.

Експлуатаційна колона - для кріплення і роз'єднання  продуктивних горизонтів та ізоляції їх від інших горизонтів геологічного розрізу свердловини, для видобування нафти чи газу на поверхню якими відомими способами.

Проміжні обсадні колони бувають суцільні (весь стовбур), хвостовики (тільки обсаджений інтервал з перекриттям  попередньої ОК не менше ніж на 100 м), летючки - застосовуються тільки для ліквідації ускладнень, до гирла не нарощуються.

При проектуванні раціональної конструкції свердловин враховують:

особливості геологічної будови родовища, ізоляцію водоносних і газо-нафтоносних горизонтів один від одного, а також можливі дебіти і методи експлуатації свердловини;

цільове призначення  свердловини (розвідувальна, експлуатаційна і т.д.);

спосіб розкриття продуктивного  горизонту та метод вилучення  нафти або газу з нього;

А). Направлення; Б). Кондуктор; В). Проміжна колона;

 Г). Експлуатаційна колона.

 

2. Технічна частина.

 

2.1 Розрахунок колон і  визначення ваги найбільш важкої  колони (обсадної або бурильної).

 

2.1.1. Визначення діаметра долота

Діаметр долота при бурінні під  кожну обсадну колону визначаємо за формулою, мм

,     (2.1)

;

;

.

де  – зовнішній діаметр муфти колони обсадних труб (таблиця 2.1);

D – величина проміжку між муфтою і стінками свердловини (таблиця 2.1).

Таблиця 2.1 – Розміри  проміжку між муфтою і стінками свердловини  залежно від діаметра обсадних колон

Умовний діаметр обсадної труби, мм	Зовнішній діаметр муфти обсадної труби, мм	Проміжок між муфтою і стінками свердловини, мм, не більше
1	2	3
114 127	127 142	10-15
140 146	156 166	10-20
168 178 194	188 196 216	20-25
219 245	245 270	25-30
273 299	299 324	30-35

 

 

Продовження таблиці 2.1

1	2	3
324 340 351	351 365 376	35-40
377 407 426	402 432 451	45-50

 

Діаметр долота підбираємо зі стандартного ряду діаметрів шарошкових доліт: 140, 145, 151, 161, 172, 190, 214, 243, 269, 295, 320, 346, 370, 394, 445, 490 мм.

Отже, приймаємо:

мм;

мм;

мм.

 

2.1.2. Визначення довжини ОБТ