Файл: Денисов П.Г. Сооружение буровых учеб. пособие.pdf

Г Л А В А III

СПОСОБЫ СООРУЖЕНИЯ БУРОВЫХ

Р А ЗВ И Т И Е ТЕХ Н О Л О Г И Ч Е С К О Г О П РОЦЕССА С О О РУ Ж Е Н И Я Б У Р О В Ы Х

Непрерывный рост объема буровых работ и увеличение скоростей бурения скважин привели к необходимости систематического совер­ шенствования технологии сооружения буровых и снижения трудо­ емкости строительно-монтажных работ. Это достигалось, главным образом, техническим прогрессом в буровой технике, созданием и совершенствованием нового бурового оборудования и новых буро­ вых установок.

В технологическом развитии сооружения буровых можно выде­ лить следующие основные периоды:

выпуск заводами отдельных некомплектных узлов бурового обо­ рудования, строительство деревянных буровых вышек и применение расчлененного агрегатного монтажа оборудования на сложных бутобетонных фундаментах;

переход на строительство металлических вышек и стандартиза­ цию отдельных узлов оборудования без изменения способа их мон­ тажа и конструкции фундаментов;

введение металлических оснований под отдельное оборудование, монтаж нескольких узлов оборудования на одном основанпи — создание блоков, перетаскивание вышек в собранном виде и отдель­ ных блоков оборудования и упрощение конструкции фундаментов; в этот период происходит зарождение мелкоблочного способа соору­ жения буровых;

массовое внедрение мелкоблочного способа сооружения буровых на основаниях санного типа различных конструкций, изготавлива­ емых в мастерских буровых предприятий;

переход на крупноблочный способ сооружения буровых при продолжении выпуска некомплектных буровых установок, дальней­ шее совершенствование этого способа путем создания крупноблоч­ ных оснований и широкое их внедрение в восточных нефтяных районах при изготовлении крупноблочных оснований в специали­ зированных вышкомонтажных предприятиях, оснащенных механизи­ рованными базами;

выпуск заводами современных комплектных буровых установок, оснащенных крупноблочными основаниями, позволяющими монтиро­ вать эти установки различными способами в зависимости от кон­ кретных условий в каждом нефтяном районе.

В современной практике буровые установки сооружают тремя способами: агрегатным, мелкоблочным и крупноблочным. Приме­ нение каждого из этих способов обусловлено прежде всего типами буровых установок и укомплектованностью их основаниями, а также

64

специфическими условиями для определенного нефтяного района; расстояниями перебазировки буровых установок, рельефом мест­ ности, устойчивостью грунта и другими факторами.

Кроме указанных способов, буровые установки сооружают также смешанным способом, например, крупноблочный с мелкоблочным или мелкоблочный с агрегатным.

Агрегатный способ сооружения буровых установок

При этом способе технологическое оборудование монтируют на индивидуальных фундаментах и строят буровые укрытия с однократ­ ным использованием. При повторном использовании буровой уста­ новки все агрегаты демонтируют с фундаментов, укрытия разбирают и все перевозят различным транспортом на новую площадку, где вновь сооружают фундаменты и укрытия и монтируют оборудование.

Агрегатный способ сооружения буровых применяется в тех слу­ чаях, когда установки не обеспечены металлическими блочными основаниями под оборудование или когда невозможно транспорти­ ровать крупноблочные основания из-за пересеченности рельефа, естественных препятствий, слабой несущей способности грунта.

Агрегатному способу характерны следующие основные особен­ ности, которые являются и его недостатками. Во-первых, длитель­ ные сроки сооружения буровых из-за трудоемкости работ, связанных

смонтажом и демонтажом оборудования, строительством и разбор­ кой буровых укрытий, сооружением фундаментов и транспортиров­ кой оборудования и материалов.

Во-вторых, многократность демонтажа и монтажа оборудования приводят к преждевременному его износу, в результате чего воз­ растает объем ремонтных работ; нарушается комплектность обору­ дования — отдельные агрегаты монтируют из различных комплектов

сразными сроками службы.

В-третьих, при этом способе значительно снижается возврат материалов из-за периодической разборки буровых укрытий и комму­ никаций.

Все эти недостатки агрегатного способа приводят к низкой произ­ водительности труда и высокой себестоимости сооружения буровых.

Мелкоблочный способ сооружения буровых установок

При мелкоблочном способе оборудование монтируют не на фун­ даментах, а на металлических основаниях санного типа, которые при перетаскивании оборудования на новую точку служат транспорт­ ными средствами. Мелкоблочные основания позволяют группировать оборудование в отдельные узлы и блоки. Монтаж их при сооружении буровых сводится к установке на фундаменты и увязке в общую схему.

Применение мелкоблочного способа сооружения буровых было начато в послевоенные годы в развитых нефтяныхрайопах Баку и Грозного. В то время выпускались некомплектные буровые

образной конструкции изготавливались из отработанных буриль­

ных труб.

Первые блоки состояли из санных оснований, на которых разме­ щалось пе более двух кинематически связанных узлов, например, буровая лебедка и ротор, один буровой насос с приводом, ротор с индивидуальным приводом и другие. Некоторые блоки состояли из одного узла и основания. Оборудование буровых установок рас­ членялось на 12—20 блоков в зависимости от специфики и условий бурения в каждом нефтяном районе.

Например, буровую установку Уралмаш-ЗД в большинстве слу­ чаев монтируют на трех основаниях: трехдизельном — для трех силовых агрегатов, коробки передач, масляных баков и компрессо­ ров; в некоторых случаях на основании размещается укрытие; двухдизельном — с размещением на нем двух силовых агрегатов и масляных баков; лебедочном — для лебедки и ротора.

Для буровой установки Уралмаш-4Э основания сооружают под силовой привод лебедки с компрессорами и станциями управления и под каждый буровой насос с электродвигателем. Кроме того, для таких буровых установок применяют мелкоблочные основания под запасные и приемные емкости, механизмы очистки и приготовле­ ния раствора, циркуляционную систему, под емкости для хранения горюче-смазочных материалов и др.

Мелкоблочный способ широко применяется в разведочном буре­ нии на большие глубины со значительными сроками бурения сква­ жин. По сравнению с агрегатным способом при мелкоблочном спо­ собе снижается трудоемкость вышкомонтажных работ, сокращаются объем работ по сооружению фундаментов и сроки сооружения буро­ вых, повышается сохранность оборудования и увеличивается срок его службы, а также снижается объем транспортно-такелажных работ.

Однако этот способ имеет ряд недостатков, а именно:

большая расчлененность бурового оборудования в мелкие блоки, которая полностью не обеспечивает создание кинематически увязан­ ных обособленных рабочих узлов;

применение оснований санного типа требует большого количе­ ства тракторов для перетаскивания блоков;

ограниченные габариты оснований не позволяют размещать на них буровые укрытия и коммуникации.

Крупноблочный способ сооружения буровых

Наиболее прогрессивным является крупноблочный способ соору­ жения буровых.

При этом способе оборудование монтируют на двух-трех крупно­ блочных основаниях, позволяющих перевозить блоки на специаль­

66

ных транспортных средствах — тяжеловозах. На крупнобло'чных основаниях размещают кинематически увязанные узлы (буровые насосы с приводом, лебедку и ее привод); все коммуникации и укры­ тия. Монтаж буровой установки этим способом сводится к установке блоков на фундаменты и соединению коммуникаций между блоками. Перевозятся буровые установки крупными блоками новыми транс­ портными средствами на большие расстояния минимальным коли­ чеством тракторов.

Первыми транспортными средствами для крупных блоков были хребтовые лафеты на гусеничном ходу. Одновременно с хребтовыми лафетами в 1953 г. конструкторами Гипронефтемаша и нефтяниками Татарии созданы возимые крупноблочные основания, которые позво­ лили разделить все оборудование применявшихся в то время буровых установок типа Уралмаш-6Э на три блока: буровой, насосный и гли­ няного хозяйства. На металлическом осповапии бурового блока монтируют вышку с талевой системой, буровую лебедку, ротор, ре­ дуктор, два электродвигателя, компрессорные станции, станции управления и буровое укрытие.

Основание насосного блока выполнено вместе с каркасом укрытия, на нем монтируют два буровых насоса с электроприводами, аппара­ туру управления электродвигателями и компенсаторы.

В комплект блока глиняного хозяйства включено металлическое основание с расположенными на нем глиномешалками, емкостями

шечного блока стало выполняться вместе с приемным мостом. Рас­ членению бурового блока способствовало отсутствие взаимной кинематической связи между вышечным и агрегатным блоками.

При модернизации конструкций крупноблочных оснований со­ вершенствовались и их транспортные средства. Замена четырех­ опорной конструкции оснований трехопорной привело к созданию тяжеловоза ТК-40. Массовое внедрение крупноблочного способа вызвало необходимость создания индустриальных (механизирован­ ных) баз непосредственно в районах буровых работ. На таких базах изготавливают металлические крупноблочные основания из отра­ ботанных бурильных труб; собирают буровые вышки и комплектуют блоки оборудования вместе с буровыми укрытиями; осуществляют профилактический ремонт оснований. G индустриальных баз блоки оборудования транспортируют в собранном виде непосредственно на буровые и в дальнейшем монтируют силами вышкомонтажных бригад. Такой способ сооружения буровых получил название инду­ стриального.

Крупноблочный способ сооружения буровых перед мелкоблоч­ ным способом имеет следующие преимущества:

резкое сокращение числа блоков, размещение буровых укрытий на основаниях, упрощение конструкции фундаментов;

67

снижение за счет этого объема строительно-монтажных работ и сокращение сроков сооружения буровых;

увеличение скорости транспортировки блоков и сокращение используемых для этого тракторов;

повышение срока службы оборудования и оснований в связи с транспортировкой их на гусеничных тяжеловозах;

экономию строительных материалов за счет повышения при де­ монтаже возврата леса, мягкой кровли и других материалов.

Наряду с такими преимуществами крупноблочного способа сооружения буровых эффективность его применения зависит от объ­ емов буровых работ, рельефа местности, расстояний транспорти­ ровки блоков, наличия естественных и искусственных препятствий на пути транспортировки. Большая эффективность при крупноблоч­ ном способе достигается на эксплуатационных площадях с большим

рельефом.

Эффективность крупноблочного способа снижается при транспор­ тировке блоков на большие расстояния, особенно по лесистой и пере­ сеченной местности, так как в этих условиях приходится выполнять много работ по подготовке трасс. В таких случаях выгоднее оборудо­ вание полностью демонтировать, разобрать основания на мелкие секции и перевезти их автомобильным транспортом.

Конструкции крупноблочных оснований

Комплект крупноблочных оснований конструкций Гипронефтемаша, разработанных для буровых установок с электроприводом типа Уралмаш-6Э с 41-метровой вышкой башенного типа, состоит из трех передвижных оснований: вышечного, агрегатного и насос­ ного, которые имеют цельносварную неразборную конструкцию.

Вышечное основание (рис. 26) выполнено вместе с приемным мостом и состоит из двух ромбических ферм 8, связанных между собой плоскими фермами 4 и 7. На передних стойках ромбических ферм имеются опоры с плитами 5 для крепления ног вышки и уста­ новки основания на фундамент. Задние стойки 9 ромбических ферм выполнены телескопическими, что позволяет передавать нагрузку от задних ног вышек непосредственно на фундамент, минуя основа­ ние. Такая конструкция позволяет устанавливать загруженные основания на три точки, что благоприятно сказывается на работе ее элементов. С ромбическими фермами соединены специальные кронштейны 6, которые служат опорами основания при перевозке блоков на тяжеловозах.

Приемный мост состоит из двух продольных ферм 3, соединенных между собой связями. В передней части моста имеется шаровая опора 2 для установки под нее лыжи или тележки с целью транспор­ тировки блока. К приемному мосту шарнирно крепится приставной трап 1.

68