Буровые вышки и мачты

Министерство образования и науки  Российской Федерации

ГОУ ВПО 

«УРАЛЬСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

ФСПО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

Предмет: Машины и оборудование:

«Буровые вышки и мачты»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент Беспалов П.С.

Группа: ГМН.ш-10

Проверил: преподаватель Абдулкаримов М.К.

 

                                                                                                                       .

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2012г.

 

Горные породы пробуривают с помощью вращающегося бурового долота, похожего на сверла, используемые для просверливания отверстий в дереве. Буровое долото присоединяется к буровой колонне - системе стальных труб, длина каждой из которых приблизительно 9 м. Над пробуриваемым в породе отверстием устанавливают буровую вышку, которая должна быть очень прочной, поскольку на нее подвешиваются буровая колонна и долото. В процессе бурения буровая колонна вращается роторным (буровым) столом.

Для смазки и охлаждения оборудования в процессе бурения используется специально составленный буровой раствор - смесь воды и специальных присадок. Назначение раствора - охлаждение бурового долота, удаление и вынос на поверхность сколков породы, предупреждение обрушения стенки скважины, поддержание необходимого давления в забое скважины во избежание выброса углеводородов. Раствор поступает по трубам вниз, к буровому долоту, и затем возвращается на поверхность по затрубному пространству (между трубами буровой колонны и стенками скважины), вынося обломки горных пород. Геологи используют обломки как образцы для определения типа пробуриваемых пород.

Использование тяжелого бурового раствора позволяет также предотвратить утечки нефти или газа в том случае, если скважина вскроет их запасы. Обычно газ или нефть находится в земле под высоким давлением. Чтобы избежать фонтанирования скважин, опасного и приводящего к большим потерям, на устье скважины устанавливают специальную систему клапанов - так называемую фонтанную арматуру («ёлку»), контролирующую поток жидкости из скважины.

На ранних этапах эксплуатации нефтяное месторождение может обслуживаться фонтанными («самотечными») скважинами, однако по мере извлечения нефти пластовое давление падает, и приходится применять насосы для ее выкачивания. Альтернативой может стать повышение давления путем закачивания в пласт газа или воды на границах месторождения.

В других случаях сила пластового давления может быть недостаточной с самого начала эксплуатации, в таком случае сразу, на забое скважины, надо устанавливать насосы. Жидкость, поступающая из скважины, обычно содержит нефть, газ и воду. Эта смесь нуждается в обработке, для того чтобы сырую нефть и газ можно было транспортировать по трубопроводу или в цистернах.

Чтобы добраться до запасов на границах месторождения, скважины часто бурят под наклоном. Современные технологии позволяют бурить скважины вертикально вниз и затем горизонтально в стороны. Такой способ очень экономичен, поскольку он позволяет пробурить несколько скважин из одной точки и вести добычу нефти из тонких пропластков породы.

Буровая вышка - это сооружение над скважиной для спуска и подъема бурового инструмента, забойных двигателей, бурильных и обсадных труб, размещения бурильных свечей (соединение двух-трех бурильных труб между собой длиной 25...36 м) после подъема их из скважины и защиты буровой бригады от ветра и атмосферных осадков.

Различают два типа вышек: башенные и мачтовые. Их изготавливают из труб или прокатной стали.

Башенная вышка представляет собой правильную усеченную четырехгранную пирамиду решетчатой конструкции. Ее основными  элементами являются ноги 1, ворота 2, балкон 3 верхнего рабочего, подкронблочная площадка 4, козлы 5, поперечные пояса 6, стяжки 7, маршевая лестница 8.

 
Вышки мачтового типа бывают одноопорные  и двухопорные (А-образные). Последние  наиболее распространены.

В конструкцию мачтовой вышки А-образного типа входят подъемная стойка 1, секции мачты 2,3,4,6, пожарная лестница 5, монтажные козлы 7 для ремонта кронблока, подкронблочная рама 8, растяжки 9, 10, 14, оттяжки 11, тоннельные лестницы 12, балкон 13 верхнего рабочего, 15 - предохранительный пояс, маршевые лестницы 16, шарнир 17.

 

А-образные вышки более трудоемки  в изготовлении и поэтому более  дороги. Они менее устойчивы, но их проще перевозить с места на место  и затем монтировать.

Основные параметры  вышки - грузоподъемность, высота, емкость  «магазинов» (хранилищ для свечей бурильных труб), размеры верхнего и нижнего оснований, длина свечи, масса.

Грузоподъемность вышки - это предельно допустимая вертикальная статическая нагрузка, которая не должна быть превышена в процессе всего цикла проводки скважины.

Высота вышки определяет длину свечи, которую можно извлечь  из скважины и от величины которой  зависит продолжительность спускоподъемных  операций. Чем больше длина свечи, тем на меньшее число частей необходимо разбирать колонну бурильных  труб при смене бурового инструмента. Сокращается и время последующей сборки колонны. Поэтому с ростом глубины бурения высота и грузоподъемность вышек увеличиваются. Так, для бурения скважин на глубину 300...500 м используется вышка высотой 16... 18 м, глубину 2000...3000 м - высотой - 42 м и на глубину 4000...6500 м - 53 м.

Емкость «магазинов»  показывает какая суммарная длина  бурильных труб диаметром 114...168 мм может  быть размещена в них. Практически  вместимость «магазинов» показывает на какую глубину может быть осуществлено бурение с помощью конкретной вышки.

Размеры верхнего и нижнего  оснований характеризуют условия  работы буровой бригады с учетом размещения бурового оборудования, бурильного инструмента и средств механизации  спускоподъемных операций. Размер верхнего основания вышек составляет 2x2 м или 2,6x2,6 м, нижнего 8x8 м или 10x10 м.

Общая масса буровых  вышек составляет несколько десятков тонн.