Буровые установки и сооружения. Классификация буровых установок, краткая характеристика современных буровых установок, буровые вышки

Совокупность механизмов для проведения основных процессов бурения (спуска долота в скважину, разрушения по­роды на забое, очистки забоя от выбуренной породы и выноса ее по стволу скважины на поверхность, подъема долота после его отработки, спуска обсадных труб и ряда других работ), имеющих взаимоувязанные параметры технических характеристик и собранных в один агрегат, является буровой установкой. Исходя из условий и технологии бурения скважин, буровые установки по нормали Н-900—66 подразделяются на пять основных клас­сов. За основу классификации принята грузоподъемность на крюке, которая служит критерием использования той или другой буровой установки для бурения конкретных скважин в зависимости от их глубин и конструкции. Основные параметры буровых установок нормального ряда представлены в табл. 1. Кроме буровых установок, перечисленных в табл. 1 дополнительно используются установки двух классов: БУ-100 и БУ-160 — до глубины 5000 м.

В соответствии с нормалью Н-900—66 все выпускаемые в на­ стоящее время буровые установки относятся к определенному классу нормального ряда, например, установки БУ-80БрД и БУ-75Бр - к классу БУ-80, установки Уралмаш-5Д-61 и Уралмаш-6Э-61 — к классу БУ-125, установки Уралмаш-ЗД-61 и
Уралмаш-4Э-61 — к классу БУ-160 и т. д.

Буровые установки состоят из следующих агрегатных блоков: буровой вышки с системой талевой оснастки, буровой лебедки, ротора, насосного блока и силового привода.

При бурении скважин возникает необходимость в подъеме и спуске бурильных труб для замены изношенного по-родоразрушающего инструмента, в поддерживании на весу бу­рильной колонны при проходке и спуске обсадной колонны для - крепления стенок скважины. Для этих целей применяют буро­вые вышки, которые в зависимости от назначения скважин, их глубины и конструкции имеют различные параметры техниче­ских характеристик.

При подъеме бурильных труб из скважины грузоподъемные приспособления должны обеспечить создание необходимых уси­лий подъема, а буровая вышка вместить весь комплект труб, на­ходившихся в работе. С целью сокращения затрат времени на подъем и спуск их развинчивание желательно производить све­чами, имеющими большую длину. Следовательно, при спуско-подъемных операциях основными параметрами буровой вышки являются: грузоподъемность, вместимость бурильных свечей и высота.

При спуске обсадных труб для крепления стенок скважины . высота буровой вышки не имеет решающего значения. Однако масса обсадной колонны, как правило, превосходит массу бу­рильной колонны, и грузоподъемность вышки при этом является основным параметром.

Определение параметров характеристики буровой вышки, вы­бор типа и конструкции производят с учетом конкретных усло­вий бурения и экономической целесообразности. В зависимости от этого ориентировочно рекомендуют применять буровые вышки, обеспечивающие подъем бурильных труб свечами в за­висимости от глубины скважин, следующей длины: при глубине .скважины до 50 м подъем свечами по 4,5 м (одна бурильная труба); при глубине 100—200 м —6 м; 300 — 500 м —9—13,5 м; 600—800 м— 13,5—18 м; 900 м и более— 18—24 м.

Для бурения скважин применяют буровые вышки башен­ного и мачтового типов. Они представляют собой трех- и четы­рехгранные пространственные решетчатые металлические конст­рукции, выполненные в виде пирамиды или призмы из уголков и труб. Применяют крестовые, двойные крестовые, треуголь­ные или полураскосные виды решеток. В зависимости от глу­бины скважин используют различные типы буровых вышек. Техническая характеристика четырехногих буровых вышек башенного типа дана в табл. 2.

Таблица 2

Параметры	ВМ-41-М	БМВБ-41-200	В-200-41	ВМД-200	В1-300-53 2ВБ-53-300	В Б-53-300	ВБА-53-320	ЗВБ-58-300
Грузоподъемность на крюке, т
Высота, м: без козел		41,45	40,14	39,87		53,28	53,85
общая	44,9	44,7	43,91	43,8		57,29	57,65
Размеры оснований, м: нижнего	8х8	8х8	8х8	8х8	10х10	10х10	10х10	16,5х16
верхнего	2х2	2х2	2х2	2х3	2х2	2х2	2,6х2,7	5х5
Высота ворот, м		12,3	10,87	-		23,08	-
Масса комплектной вышки т.	31,4	24,3	30,6	32,8	48-50,5

Большее удобство в работе на полу буровой, большую на­грузку на крюке на единицу массы вышки, меньшие затраты времени на монтаж и демонтаж и лучшую транспортабельность обеспечивают секционные А-образные вышки. Их характери­стика приведена в табл. 3.

Таблица 3.

Буровые здания и привышечные сооружения необхо­димы для укрытия бурового оборудования и инструмента от действия погодных условий, а также создания обслуживаю­щему персоналу нормальных условий и максимального удоб­ства в его обслуживании и эксплуатации.

При колонковом бурении разведочных скважин применяемое оборудование имеет небольшие мощности, компактно и обычно его располагают в одном буровом здании. С увеличением глубины скважин размеры бурового здания увеличивают, в нем выделяют поме­щения для бурового мастера и хранения инструментов и запас­ных частей. В зависимости от размеров здания и условий тран­спортирования, здания могут быть смонтированы на общем ме­таллическом каркасе для передвижения, на полозьях или колес­ном ходу. Здания больших размеров изготовляют блочно-щитовой конструкции и значительно реже разборными. При большом удалении от населенных пунктов кроме бурового здания для отдыха буровой бригады используют передвижные вагоны-дома на 4—8 человек. Освещение рабочих мест в дневное светлое время естественное. В ночное время используют электроосвещение от линий элек­тропередач или генераторов освещения в зависимости от вида привода бурового агрегата. В качестве аварийного используют освещение от аккумуляторных батарей.

Отопление в холодное время года производят железными печками, имеющими двойные стенки для подогрева воды, а также используют компактные пароводяные установки.

В зависимости от климатической зоны, в которой произво­дятся буровые работы, утепление буровых зданий и предъяв­ляемые требования к их отоплению изменяются.

При бурении скважин на нефть и газ используемое обору­дование имеет значительно большие мощности и габаритные размеры. В связи с этим его размещают в отдельных привышечных сооружениях. В привышечном помещении расположены буровое оборудование, системы управления и контрольно-изме­рительные приборы. Оно имеет ширину, соответствующую ши­рине буровой вышки, длину от 7 до 16 м и высоту до 4,5 м. К привышечному помещению примыкает насосное.

Приемный мост предназначен для размещения бурильных и обсадных труб, для перемещения оборудования, материалов и инструментов в привышечное помещение и обратно. Для этого в буровых вышках башенного типа предусмотрены проемы (ворота). В зависимости от высоты установки рамы буровой вышки приемные мосты выполняют горизонтальными или наклонными. По обеим сторонам приемного моста устанавливают горизонтальные мостки и стеллажи для труб и другого обору­дования. Рядом с приемным мостом устанавливают кран для производства погрузо-разгрузочных работ. Помещения для раз­мещения устройств для очистки бурового раствора от выбурен­ной породы, а также для приготовления раствора и хранения материалов и химических реагентов.

Целый ряд вспомогательных сооружений для трансфор­маторной подстанции, хранения горюче-смазочных материалов и т. д. располагают на площадке около буровой установки.