Материал: Применение буровых установок глубокого бурения на Заполярном месторождении

Применение буровых установок глубокого бурения на Заполярном месторождении

Оглавление

Введение

.Общие сведения о районе работ

.Технико-технологическая часть

.Экономическая часть

.Промышленная безопасность

Заключение

Список литературы

Введение

Скважину бурят при помощи буровой установки, представляющей собой сложный комплекс машин, механизмов, аппаратуры, металлоконструкций, средств контроля и управления, расположенных на поверхности.

В комплект буровой установки входят: вышка для подвешивания талевой системы и размещения бурильных труб, оборудование для спуска и подъема инструмента, оборудование для подачи и вращения инструмента, насосы для прокачивания промывочной жидкости, силовой привод, механизмы для приготовления и очитки промывочной жидкости, механизмы для автоматизации и механизации спускоподъемных операций (СПО), контрольно-измерительные приборы и вспомогательные устройства. В комплект установки входят также металлические основания, на которых монтируется и перевозится оборудование.

Различные условия и цели бурения при наличии большого разнообразия глубин и конструкций скважин не могут быть удовлетворены одним типоразмером буровой установки, поэтому отечественная промышленность (ОАО «Уралмаш» и ОАО «Волгоградский вой техники») выпускает ряд буровых установок (БУ).

ОАО «Уралмаш» выпускает комплектные буровые установки и наборы бурового оборудования (НБО) для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 2500... 8000 м с дизельными(Д) и дизель-гидравлическим (ДГ) приводами, электрическим приводом переменного тока (Э) и регулируемым (тиристорным) электроприводом постоянного тока (ЭР) с питанием от промышленных сетей, а также от автономных дизель-электрических станций (ДЕ).

Волгоградский завод буровой техники (ВЗБТ) производит комплектные буровые установки для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 1000...3500 м с дизельным (Д) и дизель-гидравлическим (ДГ) приводами, электрическим приводом переменного тока (Э) и регулируемым (тиристорным) электроприводом постоянного тока (ЭП) с питанием от промышленных сетей, а также от автономных дизель-электрических станций (ДЭП).

Цель: Изучить буровую установку глубокого бурения на Заполярном месторождении.

Задачи:

Рассмотреть применение буровой установки глубокого бурения на Заполярном месторождении.

Ознакомиться с основными узлами буровой установки для глубокого бурения.

1. Общие сведения о районе работ

Заполярное нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ) -открыто в 1965 году.

Расположено в южной части Тазовского района Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО), в 80 км восточнее Уренгойского месторождения и в 85 км южнее поселка Тазовский.

Общие запасы газа составляют более 3,3 трлн м³.

Верхняя сеноманская залежь - примерно 2,6 трлн м³ газа, валанжинские горизонты - около 735 млрд м³ газа.

По запасам газа в международном рейтинге газовых месторождений Заполярное НГКМ занимает 5-е место.

В сравнении с другими крупными НГКМ отличается компактностью.

Площадь Заполярного - 8745 га, длина 50 км, ширина 30 км.

Лицензия на разработку месторождения принадлежит дочернему предприятию Газпрома-Газпром добыча Ямбург.

Объём вложений в разработку месторождения с 1994 г составил около 140 млрд руб. (без транспортной инфраструктуры); ежегодная добыча - около 105 млрд м³/год.

Добыча газа из сеноманских залежей началась 30 сентября 2001 г.

В 2004 г Заполярное НГКМ выведено на проектную мощность - 100 млрд м3/год газа.

В апреле 2011 г. начата добыча газа и конденсата из валанжинских залежей Заполярного НГКМ.

УКПГ мощностью 35 млрд м³, построенная на Заполяном НГКМ - крупнейшая в мире.

В 2009 г был утверждён проект разработки газоконденсатных залежей и нефтяных оторочек Заполярного, подготовленный ТюменНИИгипрогазом.

В сравнении с предыдущим проектом, разработанным в 1990 г, количество скважин было сокращено с 260 до 150, расстояния между ними возросли до 1,5-2 км - впервые по нижнему мелу. Все скважины будут иметь субгоризонтальные окончания

Предполагается, что после строительства скважин и новой УКПГ суммарная добыча на Заполярном месторождении достигнет 130 млрд м3/ год газа, газового конденсата - 3 млн т/год.

Физико-географический очерк.

Заполярное месторождение расположено на территории Ямало-Ненецкого автономного округа в северо-западной части Пур-Тазовского междуречья, в 80 км к юго-востоку от районного центра Тазовское.

Населенным пунктом является вахтовый п. Новозаполярный, построенный с целью размещения персонала для обустройства и разработки Заполярного месторождения. Ближайший поселок - Самбург, находится в 60 км на западе, а на северо-западе в 85 км находится районный центр - пос. Тазовский.

Территория Пур-Тазовского междуречья представляет собой полого-холмистую равнину, поверхность которой наклонена в северо-восточном направлении к долине реки Таз.

На данной территории много озер, которые занимают 60% площади водораздела. Размеры отдельных озер до 3-5 км в поперечнике, глубина до трех метров. Сильному заболачиванию почвы способствует наличие слоя вечной мерзлоты.

Реки, пересекающие площадь с юго-востока на северо-запад (Малая Хэяха, Большая Хэяха, Юридейяха), несудоходны. Русла их извилисты, берега обрывисты. Ледостав на реках и озерах заканчивается в октябре, однако передвижение гусеничного транспорта по водным преградам возможно лишь в конце ноября. Освобождение рек ото льда происходит в конце мая - начале июня.

Климат района резко континентальный с продолжительной суровой зимой. Лето короткое, прохладное и ветреное с похолоданиями и заморозками.

Среднегодовая температура минус 100С. Устойчивые морозы держатся 210 дней. Самые холодные месяцы - январь, февраль. Морозы достигают минус 45-500С. Самый теплый месяц - июль, его средняя температура 15-170 С.

Количество атмосферных осадков колеблется от 337 до 635 мм в год и в среднем составляет 460 мм.

Суровые природно-климатические условия делают район труднодоступным для освоения. Основное население ханты, ненцы, русские и другие, плотность - 1 человек на 6 км2. Коренные жители занимаются оленеводством, пушным и рыбным промыслом. С развитием геологоразведочных работ население постоянно увеличивается за счет приезда из других районов.

. Технико-технологическая часть

Нефтегазоносной скважиной называется вертикальная или наклонно-горизонтальная выработка в массиве горных пород глубиной 500-8000 м до поверхности продуктивного пласта, при этом осевая протяженность скважины значительно превышает ее диаметр. Поиск, разведка и извлечение нефти и газа более чем в 90% производится через скважины, которые создаются буровыми установками путем вращательного или ударно-вращательного бурения. Интервалы скважины (направление, кондуктор, технические промежуточные колонны, эксплуатационная колонна) после бурения обсаживаются для предотвращения обвалов стенок специальными обсадными колоннами.

Назначение основных узлов и агрегатов буровой установки

Буровая вышка - это сооружение над скважиной для спуска - подъема бурового инструмента, бурильных и обсадных труб, забойных двигателей, размещения бурильных свечей (соединений 2-3 бурильных труб) после подъема их из скважины, а также для защиты буровой бригады от атмосферного влияния.

Талевая система предназначена для уменьшения натяжения талевого каната, снижения скорости движения бурового инструмента, обсадных и бурильных труб и состоит из неподвижного кронблока в верхней части вышки, талевого блока, соединенного с кронблоком талевым канатом, один конец которого крепится к барабану лебедки, а другой закреплен неподвижно внизу буровой вышки и бурового крюка.

Буровая лебедка служит для выполнения следующих операций:

спуска-подъема бурильных и обсадных труб;

удержания на весу бурового инструмента;

подъема различных грузов и оборудования.

Вертлюг - это механизм, соединяющий невращающуюся талевую систему с буровым крюком с вращающейся буровой колонной и обеспечивающий подачу бурового раствора для охлаждения бурового инструмента и выноса шлама с забоя скважины.

Буровые насосы служат для нагнетания бурового раствора в скважину. При глубоком бурении используются двухцилиндровые поршневые насосы двойного действия или многоцилиндровые одинарного действия. Промывочная жидкость под давлением по напорному рукаву от насоса подается к перемещающемуся вертлюгу и далее по ведущей трубе и буровой колонне к инструменту.

Роторный вращатель (ротор) передает через ведущую буровую трубу вращение бурильной колонне и инструменту, поддерживает на весу колонну бурильных или обсадных труб и воспринимает реактивный крутящий момент бурильной колонны, при оснащении ее погружным забойным двигателем (турбобуром, электробуром, винтобуром).

Силовой привод (электрический, дизельный, дизель-электрический) обеспечивает функционирование буровой установки. Электропривод от двигателей постоянного или переменного тока прост в монтаже и эксплуатации, но применим только в электрофицированных районах. Дизельный привод применим в районах не обеспеченных электроэнергией. Дизель - электрический привод состоит из дизеля, который вращает генератор, питающий электродвигатель.

Суммарная мощность привода буровой установки составляет 1000-4500 кВт и распределяется на приводы буровой лебедки, насосов, ротора, автоматического бурового ключа, клиновых пневмозахватов.

К привышечным сооружениям относятся:

помещения для размещения привода и буровой лебедки;

насосное помещение;

приемные мостки для подачи бурового технологического оборудования;

трансформаторная площадка;

стеллажи для размещения бурильных и обсадных труб.

Спуско-подъемные операции (СПО) по подъему и спуску буровых труб и обсадных колонн занимают 18-20% времени бурения и для их сокращения разработаны специальные механизмы типа МСП, АСП, АКБ-ЗМ, клиновые захваты и др.

Магазин (свечеприемник) предназначен для размещения и удержания бурильных свечей и утяжеленных бурильных труб, которые устанавливаются на платформе буровой установки вертикально на подсвечник и в магазин. Магазин представляет собой раму, разделенную на секции в виде гребенки. В установках с ручной расстановкой свечей на определенной высоте вышки монтируется площадка верхового рабочего, а в установках с АСП - располагается механизм расстановки свечей.

Направляющие. В последние годы в связи с развитием систем верхнего привода буровые установки оснащаются специальными съемными направляющими по высоте буровой вышки, длина которых определяется длиной хода вращателя (верхнего привода). Они изготавливаются из труб или профильного проката.

Процесс проведения бурения состоит из следующих операций:

установка в вертлюг и ротор ведущей трубы с долотом и бурение скважины на ее длину (13-15м);

подъем крюком на элеваторе бурильной трубы, навинчивания на нее долота, установка на элеваторе или на клиньях ротора бурильной трубы с долотом, навинчивание на муфту бурильной трубы ведущей трубы и закрепление ее на вертлюге, спуск буровой и ведущей труб в ротор и закрепление ведущей трубы в роторе;

запуск ротора и бурового насоса для закачки бурового раствора;

по мере углубления скважины производится наращивание бурильной колонны свечами из 2-3 труб, вновь установка ведущей трубы на вертлюг и ротор и запуск бурового раствора и ротора.

Подъем колонны состоит из повторяющихся операций, которые заключаются в подъеме свеч, установке их на специальном подсвечнике внутри вышки.

После бурения каждого интервала скважины производится ее крепление обсадными трубами с их цементированием.

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 буровой свечи, которую можно извлечь из скважины и от величины которой зависит продолжительность спуско - подъемных операции (СПО). С ростом глубины бурения высота и грузоподъемность вышек увеличиваются. Так, для бурения скважин на глубину 300-500м используются вышка высотой 16-18м, на глубину 2000-3000м - высотой 42м и на глубину 4000-6500 вышки высотой 53м.

Емкость "магазинов" показывает какая суммарная длина бурильных труб диаметром 114-168мм может быть размещена в них. Практически вместимость "магазинов" (свечеприемников) показывает на какую глубину может быть осуществлено бурение конкретной вышкой.

Размеры верхнего и нижнего оснований характеризуют условия работы буровой бригады с учетом размещения бурового оборудования, бурового инструмента и механизации СПО. Размер верхнего основания башенных вышек составляет 2*2м или 2,6*2,6м, нижнего 8*8м или 10*10м.

Общая масса вышек составляет несколько десятков тонн.

Комплектация буровой установки для глубокого бурения.

Рис.2.1. Буровая лебедка

Буровая лебедка предназначена для подъема и спуска бурильной колонны в скважину, удержания ее на весу или медленного опускания (подачи) в процессе бурения, свинчивания и развинчивания труб, спуска обсадных колонн и других вспомогательных работ. Лебедка имеет четыре скорости подъема, состоит из рамы, коробки передач и трех валов. Барабан лебедки имеет тормоз с пневматическим и ручным управлением.

Рси.2.2. Талевая (полиспатная) система

Талевая (полиспатная) система буровых установок предназначена для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное (вертикальное) перемещение крюка и уменьшения нагрузки на ветви каната.

Талевая система состоит из кронблока, устанавливаемого на верхней раме вышки, стального талевого каната и подвижного талевого блока с подъемным крюком. В зависимости от условий работы и типа установки применяют талевую оснастку 3×4, или 4×5, или 5×6, или 6×7 (талевый блок имеет на один ролик меньше, чем кронблок).

 <#"888585.files/image004.gif">

Рис.2.4. Талевый блок

Талевый блок представляет собой сварной корпус (щеки). В щеках неподвижно закреплена ось, на которой, как и в кронблоке, установлены на роликовых подшипниках четыре канатных ролика.

Если кронблок имеет пять, а талевый блок четыре канатных ролика, буровая установка позволяет производить оснастку талевой системы 4×5 (возможны и другие схемы оснастки). Это значит, что талевый канат, один конец которого укреплен на барабане лебедки, а другой (мертвый) укреплен под полом буровой, будет проходить через четыре ролика талевого блока и пять роликов кронблока.