.

Технологическое оборудование ПБУ, назначение, состав и размещение

Технологическое оборудование, применяемое на плавучих буровых установках, предназначено для выполнения комплекса процессов по проводке скважины:

  • строительство и обустройство устья скважины;
  • собственно бурение скважины;
  • приготовление, подача, очистка от выбуренной породы, регенерация и хранение бурового раствора;
  • исследование выбуренной породы;
  • приготовление цементного раствора и цементирование обсадных колонн;
  • прием, хранение и транспортировка порошкообразных мате-риалов;
  • герметизация скважины;
  • опробование нефтеносных пластов скважины на приток нефтепродуктов;
  • сбор выбуренной породы (шлама) для нейтрализации или последующего вывоза на береговые приемные пункты;
  • управление всеми технологическими операциями;
  • Контроль за технологическими процессами.

Каждый вид технологического оборудования предназначен для выполнения одного из перечисленных процессов, т. е. при бурении нефтяной или газовой скважины участвуют комплекты технологического оборудования, которые выполняют те или другие операции данного процесса, управляют этими операциями и контролируют их выполнение.

Все оборудование, устанавливаемое па подвышенном портале в неотапливаемых помещениях и открытых местах, должно быть рассчитано для работы в условиях окружающей среды с температурой от —30° до +40° С. В зависимости от расчетной глубины скважины и степени механизации буровых работ состав комплектов технологического оборудования будет меняться, Ниже приведен перечень технологического оборудования, обычно устанавливаемого на современных ПБУСамоподъемные плавучие буровые установки для глубин бурения 5 000 м и более.

Shelf Drilling Mentor
Буровая платформа — Shelf Drilling Mentor
Источник: MarineTraffic

Буровой комплекс для бурения скважины; в его состав входят: буровая вышка, на которой смонтированы кронблок, крюкоблок и вертлюг, устройство для крепления неподвижного копна талевого каната, механизм для подъема и установки свечей, амортизаторы для правильной навивки каната, подсвечник, пневмораскрепитель, стопка пневмораскрспителя, пульт бурильщика, станция управления, буровая лебедка, вспомогательная лебедка, воздухосборник, ключ АКБ, ротор с электроприводом, приспособление для расстановки УБТ, пульты управления, кабина для приборов контроля за технологическими процессами. Все перечисленные виды оборудования размещены на передвижном подвышенном портале. Буровые насосы, входящие в состав бурового оборудования, с целью обеспечения работы их под залив размещаются в трюме корпуса. Это позволяет более рационально использовать площади и объемы корпусаРемонт судовых устройств и корпуса судна.

Комплекс для приготовления, подачи, очистки от выбуренной породы, утяжеления и регенерации, а также хранения бурового раствора. В состав этого комплекса оборудования входят: вибросита, служащие для очистки бурового раствора от выбуренной породы, гидроциклопная установка для вторичной, более тонкой очистки бурового раствора от мелких частиц выбуренной породы, гидравлические и механические перемешиватели для перемешивания раствора с целью сохранения требуемой консистенции, вакуумный дегазатор для отделения растворенного газа из бурового раствора, гидроциклонный пескоотделитель с шламовым насосом, рабочие и запасные емкости. Рабочие емкости, вибросита, дегазаторы, пескоотделители и перемешиватели расположены в районе подвышенного портала, вблизи устья скважины. Запасные емкости, оборудованные механическими и гидравлическими перемешивателями, размещены в трюме корпуса, рядом с буровыми насосами. Такое расположение позволяет сократить протяженность трубопроводов.

Все указанное оборудование обвязано желобной системой, трубопроводами с запорной арматурой по определенной техно-логической схеме. Обвязка оборудования выполнена с таким расчетом, чтобы обеспечить возможность приема раствора любым буровым насосом из любой рабочей или запасной емкости. Для обработки бурового раствора химическими реагентами предусматриваются специальные системы, состоящие из насосов, емкости и трубопроводов для приготовления вытяжек и хранения их.

Комплекс оборудования для приема, хранения и транспортировки порошкообразных материалов (бентонита, барита и цемента), используемых при приготовлении бурового и цементного растворов. Оборудование состоит из бункеров для хранения, бункер-весов для взвешивания порошкообразных материалов, разгрузочных бункеров, в которых воздух отделяется от порошкообразных материалов в процессе подачи порошков в гидросмесители, предназначенные для приготовления бурового и цементного растворов, циклонов-пылеуловителей для очистки отработанного воздуха. Для обеспечения системы пневмотранспорта сжатым воздухом предусматривается компрессорная станция, состоящая из компрессоров, блока влагомаслоотделителей, блока осушки воздуха, запорной арматуры и контрольно-измерительных приборов.

Drilling RIG 4NM S
Буровая платформа — Drilling RIG 4NM S
Источник: MarineTraffic

Производительность оборудования системы пневмотранспорта выбирается, исходя из необходимости приготовления цементного раствора для цементирования одной из обсадных колонн, наибольшей по объему заливки. Практически для глубоких разведочных скважин наибольший объем цементного раствора расходуется на заливку первой технологической колонны. Рас-четы показывают, что для этого случая заливки производительность системы пневмотранспорта должна быть в пределах 3 т/мин сухого цемента. В качестве примера можно указать на характеристику компрессорной станции ПБУ «Бакы», у которой принято давление воздуха 0,3 МПа, наибольший расход воздуха 24 м3/мин.

Предлагается к прочтению: Методы ремонта судов

Комплекс цементировочного оборудования, предназначенного для приготовления и нагнетания в скважину цементного раствора в процессе цементирования обсадных колонн. Он также используется и для выполнения других технологических операций, например для гидропескоструйной перфорации, нефтяной ванны и др.

В состав цементировочного комплекса входят:

  • насосные агрегаты, нагнетающие готовый раствор в скважину;
  • водоподающий блок, обеспечивающий подачу воды для затворения цементного раствора;
  • мерная емкость для замера раствора, нагнетаемого в скважину;
  • разгрузочный бункер, служащий для отделения воздуха от аэрированного цемента перед подачей последнего в цементомешалки;
  • распределитель с шиберной заслонкой для распределения цемента в цементомешалки, и мерная емкость, служащая для контроля за количеством продавочного раствора, нагнетаемого в скважину;
  • пульт управления с приборами контроля.

В составе насосных агрегатов, как правило, предусматривается продавочный насос, техническая характеристика которого отличается от характеристики остальных насосных агрегатовГрузовые насосы газовозов — работа с погружными и центробежными насосами более высоким давлением на нагнетательной линии при сравнительно меньшей производительности. Например, на ПБУ «Бакы» для цементирования эксплуатационной колонны скважины глубиной 6 000 м насосные агрегаты рассчитаны на давление 40 МПа, а продавочный насосный агрегат и а 70 МПа.

Neptune
Самоподъемная плавучая буровая установка — Neptune
Источник: MarineTraffic

Все цементировочное оборудование обычно размещено в отсеке корпуса, вблизи подвышенного портала. Обвязка насосных агрегатов трубопроводами высокого давления (манифольдом) выполнена так, что допускает работу цементировочных насосов в процессе цементирования в любой комбинации.

Оборудование для электрометрических и каротажных работ, предназначенное для промыслово-геофизических исследований скважин с целью оценки нефтегазоносности пластов.

При выполнении каротажных работ в бурящейся скважине записываются результаты: электрического каротажа, бокового каротажного зондирования, индукционного каротажа, акустического каротажа, радиоактивного каротажа, а также результаты измерений параметров термометром, микрозондом, каверномером, пластовым инклинометром и резистивиметром.

Каротажное оборудование состоит из:

  • автоматической каротажной лаборатории, которая регистрирует на осциллографе результаты измерений и исследований;
  • каротажного подъемника (лебедки), с помощью которого аппаратура спускается в скважину и ведется автоматический контроль за основными параметрами перемещения кабеля — скорости, натяжения и глубины спуска аппаратуры.

Каротажный подъемник располагается стационарно на рас-стоянии 25—30 м от устья скважины так, чтобы было обеспечено визуальное наблюдение с пульта подъемника за движением кабеля от барабана до устья скважины.

В составе оборудования для грузоперевалочных работ, кроме грузовых кранов, которые размещаются на палубе, с учетом максимального охвата площади обслуживания предусматриваются такие грузоподъемные средства, как тельферы, мостовые краны для выполнения ремонтных и монтажных работ в местах расположения бурового и технологического оборудования.

Оборудование для сбора и нейтрализации отходов бурения предназначено для предотвращения загрязнения морской среды отходами бурения и продуктами опробования. Отходы бурения, содержащие токсичные компоненты химических реагентов, вредно влияют на фауну и флору моря. Поэтому борьба с загрязнением моря является важной задачей при проектировании ПБУ. Она может вестись как в направлении создания нетоксичных химических реагентов, так и в направлении нейтрализации отходов бурения непосредственно на ПБУ. В настоящее время наиболее эффективным следует считать сбор и вывоз на берег всех отходов бурения, содержащих токсичные компоненты. С этой целью, например, на ПБУ «Бакы» предусмотрен сбор шлама (выбуренной породы) из-под вибросит в специальные контейнеры с последующим вывозом их на береговые базы. Одновременно в конструкции ПБУ предусматриваются технические решения, исключающие попадание в море химически обработанного бурового раствора, отходов бурения и продуктов опробования.

Shelf Drilling Chaophraya
Плавучая буровая установка — Shelf Drilling Chaophraya
Источник: MarineTraffic

Система контроля и управления технологическими процессами предназначена для обеспечения оперативного и эффективного контроля за параметрами и управления технологическими процессами бурения, цементирования, транспорта и за-крытого хранения порошкообразных материалов в процессе проводки нефтяной скважины.

Читайте также: Подъемные механизмы плавучей буровой установки и системы их управления

Сложность технологии бурения и большая концентрация бурового и технологического оборудования на ПБУ, а также высокая стоимость строительства и проводки скважины предъявляют особые требования к обеспечению достаточного объема оперативной и достоверной информации о происходящих процессах. Поэтому для эффективного ведения технологических процессов должны быть предусмотрены необходимые приборы контроля и управления.

В процессе проводки скважины должны контролироваться следующие параметры:

  • нагрузка на крюке;
  • крутящий момент стола ротора;
  • крутящий момент на машинных ключах;
  • частота вращения стола ротора;
  • подача инструмента;
  • механическая скорость бурения;
  • скорость перемещения талевого блока;
  • положение талевого блока относительно стола ротора;
  • глубина забоя;
  • число свечей в скважине;
  • расход раствора, подающегося в скважину;
  • давление в буровом манифольде;
  • плотность бурового раствора на входе в скважину и выходе из пес;
  • содержание газа в буровых растворах (нагнетаемого в скважину и выходящего из скважины);
  • расход цементного раствора;
  • расход продавочной жидкости;
  • давление в цементировочном манифольде;
  • плотность цементного раствора;
  • плотность продавочной жидкости;
  • температура раствора на выходе из скважины;
  • уровень бурового раствора в скважине;
  • уровень бурового раствора в приемных и запасных емкостях;
  • уровень порошкообразных материалов в бункерах хранения, разгрузочных бункерах и бункер-весах;
  • количество порошкообразных материалов в бункер-весах; работа талевого каната.

Приборы контроля технологических процессов выполняются двух видов — регистрирующие и показывающие. Регистрирующие приборы устанавливают в кабине бурового мастера, рас-полагаемой па подвышенном портале. Показывающие приборы монтируют в пультах приборов и устанавливают по их принадлежности у поста бурильщика, в помещениях буровых и цементировочных насосов, а также в помещениях хранения бурового раствора и порошкообразных материалов. Датчики замеров давления, расхода, температуры, плотности растворов монтируют в соответствующих трубопроводах, а датчики уровня жидких и сыпучих материалов монтируют в бункерах и емкостях.

Shelf Drilling Tenacious
Плавучая буровая установка — Shelf Drilling Tenacious
Источник: MarineTraffic

Как отмечено выше, все приборы контроля и управления, устанавливаемые во взрывоопасной зоне, должны быть взрыво-защищенного исполнения.

Устьевое противовыбросовое оборудование предназначено для герметичного перекрытия устья бурящейся скважины с целью предупреждения выброса, а также воздействия па скважину при проявлениях созданием противодавления или каким- либо другим способом. В состав устьевого противовыбросового оборудования входят:

  • универсальный и плашечные превенторы.

При бурении глубоких разведочных скважин все превенторы устанавливают в следующем порядке: на фланец крестовины колонной головки устанавливают превентор с глухими плашками, обеспечивающий перекрытие скважины при отсутствии в ней бурильной колонны. Затем монтируют превентор с трубными плашками с диаметром, соответствующим размеру бурильной колонны. Этот превентор герметизирует скважину при на-хождении в ней колонны бурильных труб. Последним устанавливают универсальный превентор, предназначенный для герметизации устья скважины в случае, если бурильная колонна находится в скважине. Универсальный превентор позволяет расхаживать, проворачивать и протаскивать любую часть бурильной колонны в процессе бурения и полностью перекрывать устье при отсутствии в скважине бурильной колонны:

  • пульты гидроуправления превенторами и задвижками.

Как правило, предусматривается два пульта управления — основной и вспомогательный. Первый устанавливают за преде-лами буровой вышки в безопасном месте, вспомогательный пульт, используемый для оперативного управления, находится в непосредственной близости от бурильщика. В конструкциях превенторов предусматривается также ручное (аварийное) управление:

  • обвязка трубопроводами рабочего и аварийного выкидов скважины управляемыми задвижками, с помощью которых производится воздействие на скважину при проявлениях.

Противовыбросовое оборудование монтируют в проеме корпуса ПБУПодъемные механизмы плавучей буровой установки и системы их управления, который перекрыт превенторной площадкой, служащей для монтажа и обслуживания устьевого оборудования.

Ocean Drilling 1
Плавучая буровая установка — Ocean Drilling 1
Источник: MarineTraffic

Формирование устья скважины на морских нефтяных месторожденияхЗагрузка танкера нефтью начинается с установки водоотделяющей колонны. Она предназначена для изоляции скважины от водной среды, начиная от морского дна до превенторной площадки. Водоотделяющая колонна заглубляется в морское дно до плотных, не фильтрующих грунтов вибратором или дизельмолотом. Практически это заглубление нс превышает 25—30 м. В верхней части водоотделяющая колонна крепится к корпусу несколько выше уровня превенторной площадки тросовыми оттяжками, которые натягиваются талрепами. В зависимости от глубины моря конструкция водоотделяющей колонны в целях обеспечения прочности и жесткости может состоять из двух-трех концентрически расположенных труб, зазоры между которыми за ливают цементным раствором.

Кроме перечисленных видов оборудования, необходимых непосредственно для проводки скважин, и а ПБУ имеются также аппаратура и приборы для исследования физико-химических и механических свойств бурового и цементного растворов, кернов выбуренной породы.

На современных плавучих буровых установках в качестве электроприводов основных механизмов бурового и технологического оборудования, таких как буровая лебедка, ротор, буровые насосы, цементировочные насосы и каротажная лебедка, большей частью применяются электродвигатели регулируемого постоянного тока.

Выше приведены основные виды оборудования, используемого при проводке нефтяной или газовой скважины. Кроме перечисленной номенклатуры механизмов и агрегатов, на плавучей буровой установке необходимо предусматривать комплекты бурильных и обсадных труб, бурового инструмента, а также запасы технологических материалов.

Буровые инструменты и технологические материалы

Учитывая автономность плавучей буровой установки, на ней должны быть предусмотрены площади, помещения и емкости для размещения и хранения следующих материалов:

  • комплекта бурильных труб на проектную глубину скважины;
  • комплекта бурового и другого инструмента соответствующих типов и размеров для проводки скважины принятой конструкции в осложненных условиях;
  • комплекта обсадных труб для одной из колонн наибольшей по массе или объему, занимаемому на платформе при хранении;
  • бентонита, применяемого для приготовления бурового раствора;
  • барита, используемого для утяжеления бурового раствора, т. е. регулирования его плотности в зависимости от пластового давления;
  • химических реагентов для обработки бурового раствора с целью предотвращения коагуляции суспензии.

Количество барита, бентонита и химических реагентов для приготовления бурового раствора требуемого качества зависит от способа (роторный или турбинный) и режима бурения и может быть -рассчитано для каждого конкретного случая.

Stena Drillmax
Буровое судно — Stena Drillmax
Источник: MarineTraffic

Учитывая возможность выбросов и открытого фонтанирования в процессе вскрытия нефтегазоносных пластов на вновь разведуемых площадях, необходимо до начала бурения иметь необходимый запас бурового раствора (табл. 1).

Табл. 1 Запас бурового раствора
Буровая установкаГлубина бурения, мЗапас раствора, м3
БУ — 50 и БУ — 602 50090
БУ — 1003 000120
БУ — 1254 000150
БУ — 1605 000180
БУ — 2006 500240
БУ — 2508 000300

 
В некоторых случаях, когда имеется информация об отсутствии аномальных условий (высокое пластовое давление, газовые и газоконденсатные месторождения и т. д.), допускается снижение резервного объема раствора, о чем указывается в геолого-техническом наряде.

На плавучих буровых установкахКорпус плавучей буровой установки обычно соблюдаются приведенные в табл. 1 нормы. В табл. 2 даны запасы порошкообразных материалов (барита и бентонита) и бурового раствора, принятые на действующих ПБУ.

Табл. 2 Запасы порошковых материалов
Наименование материаловПлавучие буровые установки
«Апшерон»«Азербайджан»«Бакы»«Хазар»
Буровой раствор, м360200310300
Барит и бетонит, т120300450450

 
Сухой цемент предусматривается в количестве, необходимом для цементирования одной обсадной колоны наибольшего объема. На плавучих установках «Апшерон», «Азербайджан», «Хазар» и «Бакы» предусмотрены запасы сухого цемента соответственно 65, 100, 150 и 150 т. При бурении скважин на морских месторождениях наиболее успешной и дешевой жидкостью для приготовления бурового раствора является морская вода. Однако превышение содержания минеральных солей, особенно NaCl, может привести к ухудшению качества раствора, поэтому морскую воду рекомендуется использовать при пониженной солености ее. Морская вода Каспийского моря обладает меньшей соленостью по сравнению с водами открытых морей, удовлетворяет требованиям и успешно применяется при приготовлении бурового и цементного растворов.

Так как плавучие буровые установки рассчитаны для работы на всех акваториях шельфовых зон страны, где минеральный состав воды может быть не вполне пригоден для приготовления бурового и цементного растворов, в конструкции ПБУ должны быть предусмотрены установки для опреснения морской воды. Производительность установки должна обеспечить суточный расход опресненной воды. На ПБУ «Бакы» опреснительная установка рассчитана на 20 м3 воды в сутки.

GSF Development Driller II
Плавучая буровая установка — GSF Development Driller II
Источник: MarineTraffic

Запасы других видов материалов (горюче-смазочные материалы, нефть для производства нефтяных ванн и др.), в том числе и для технологических нужд, приведены в Классификация плавучих буровых установок, область примененияСамоподъемные плавучие буровые установки.

Буровое и технологическое оборудование отечественных ПБУ

При проектировании плавучих буровых установок «Апшерон» и «Азербайджан», особенно при выборе и компоновке бурового и технологического оборудования, было признано целесообразным использование только серийно выпускаемого оборудования отечественного производства. Такой подход преследовал цель сокращения сроков разработки и изготовления, накопления опыта создания ПБУ, а также всестороннего выявления показателей и эффективности работы плавучих буровых установок самоподъемного типа в гидрометеорологических условиях Каспийского моря при достигнутых коммерческих скоростях бурения. При этом в конструкции отдельных узлов были внесены изменения, вызванные переводом механизмов бурового оборудования на электропривод, питаемый от единой электростанции судового типа.

Опыт эксплуатации первых ПБУ показал необходимость создания оборудования и систем, отвечающих современным требованиям. Учитывая это, при проектировании ПБУ «Бакы» были разработаны и освоены промышленностью специальные комплекты оборудования технологического комплекса, к которым относятся:

  • комплект бурового оборудования «Уралмаш 6 600 ПЭ» с электроприводом постоянного тока;
  • буровая вышка, оснащенная механизмом АСП и рассчитан на условия качки при транспортировке;
  • цементировочные агрегаты с приводом постоянною тока, система пневмотранспорта с закрытой системой хранения, система контроля за процессами бурения и цементирования;
  • каротажное оборудование.

При компоновке бурового и другого технологического оборудования на ПБУ исходят из того, чтобы по возможности сохранить традиционную группировку и расположение оборудованияМонтаж вспомогательного оборудования и механизмов устройств по степени взаимосвязи его отдельных элементов, выполняющих те или иные процессы при проводке скважины. Кроме того, учитываются также обеспечение нормальных условий работы оборудования, удобство работы буровой бригады и обслуживающего персонала, требования техники безопасности. Предопределяющим фактором рационального расположения бурового и технологического оборудования является максимальное использование площадей и объемов ПБУ.

Development Driller I
Плавучая буровая установка — Development Driller I
Источник: MarineTraffic

Рассмотрим расположение технологического оборудования, а также площадей и помещений для хранения запасов материалов па плавучих буровых установках «Апшерон», «Азербай-джан» и «Бакы».

ПБУ «Апшерон»

В проекте ПБУ «Апшерон» в качестве бурового станка принят УБШ-1 с сохранением технической характеристики, с внесением некоторых конструктивных изменений, вызванных заменой дизельного привода электрическим. Все буровое и технологическое оборудование размещено на трех ярусах: на подвышенном портале, на главной палубе установки, в трюмах корпуса.

На рис. 1 показано оборудование, расположенное на подвышенном портале. Это — вышка со всем ее оборудованием — кронблоком, талевым блоком и вертлюгом, приспособлением для крепления неподвижного конца каната, ротор с карданным валом, лебедка, коробка передач, редуктор с двигателями, компрессор с приводом, воздухосборник (па крыше рубки на подвышенном портале), пульт бурильщика, механизм подачи долота на забой.

Оборудование подвышечного портала
Рис. 1 Расположение технического оборудования на подвышечном портале ПБУ «Апшерон»: 1 — подсвечники; 2 — вышка; 3 — буровая лебедка; 4 — коробка передач; 5 — редуктор; 6 — электродвигатели; 7 — компрессор; 8 — лаборатория грунтов; 9 — станция управления электродвигателями буровой лебедки; 10 — ротор

На портале размещена также лаборатория грунта.

На главной палубе размещено следующее оборудование (см, рис, 5): глиномешалка, гидромешалки, вибрационное сито, две гидроциклопныс установки, мерные емкости, бункер для цемента, смесительная воронка и смесительный ящик. Кроме того, на главной палубе размещены также каротажный подъемник с приводом и лаборатория электрометрических работ. Расположение их против мостков обеспечивает обзор устья скважины и соблюдение высотных отметок расположения каротажного подъемника относительно устья скважины.

Вблизи каротажного подъемника находится основной пульт управления превенторами; вспомогательный пульт управления превенторами находится на буровой площадке, у поста бурильщика. Запас бурильных и обсадных труб размещен па главной палубе по обе стороны от мостков.

Желобная система для бурового раствора, идущего от скважины, размещена под порталом; она берет начало от вибросит и заканчивается у люка для стока раствора в емкость.

Все прочее технологическое оборудование размещено в трюмах: два насоса 9МГр с электроприводом для подачи глинистого раствора, два шламовых насоса, предназначенные для перекачки глинистого раствора и подачи воды к гидромешалкам. Здесь же установлен резервный электрокомпрессор КСЭ-3М, питающий систему пневматического управления бурового станка сжатым воздухом.

Для обработки и утяжеления глинистого раствора на главной палубе рядом с глиномешалкой установлена гидромешалка, в которую глинистый раствор подается шламовым насосом. Сыпучие материалы (например, барит) загружают в гидромсшалку с площадки, смонтированной у загрузочного люка, куда порошок в мешках подается стреловым краном.

Для приготовления цементного раствора во время крепления обсадных колонн на главной палубе размещены:

  • три мерные емкости для воды по 3 м3 каждая;
  • бункер для цемента объемом 20 м3;
  • смесительные воронки, расположенные под бункером;
  • смесительный ящик с сетчатой перегородкой.

Цементный раствор приготовляется обычным способом: цемент из бункера подается в смесительные воронки с соблюдением дозировки порошка. Вода поступает из водоподающего блока. Плотность раствора регулируется изменением количества воды, подаваемой в цсментосмесители, Цементный раствор закачивается в скважину буровыми насосами 9МГр, всасывающий трубопровод которых связан со смесительным ящиком.

Development Driller III
Плавучая буровая установка — Development Driller III
Источник: MarineTraffic

В трюмах расположены также емкости для хранения бурового раствора, помещение сыпучих материалов, площадь которого равна приблизительно 30 м2, и помещение хранения химических реагентов для углещелочной вытяжки площадью около 22 м2.

На ПБУ «Апшерон», рассчитанной для бурения скважин глубиной 1 860 м, предусмотрены запасы следующих технологи чес к их материалов, обеспечивающих бесперебойную работу установки при бурении структурно-поисковой скважины проектной глубины:

Запасы материалов для бурения
Порошковой глины, т30
Гематита (или барита), т90
Бурого угля, т15
Бурового раствора, м375
Углещелочной вытяжки, м317
Цемента в бункерах, м320
Цемента в мешках, т40
Воды, м360 (из них пресной 30 м3)

 
Для удобства приема и выдачи сыпучих материалов в трюмах предусмотрены грузоподъемные средства — кранбалка и тельфер. Тельфер с электрическим приводом рассчитан на перемещение грузов до 3 т. Все другие грузоперевалочные операции на главной палубе производятся с помощью двух стреловых кранов грузоподъемностью 3 т, обслуживающих весь район палубы от вышки до каротажной станции.

ПБУ «Азербайджан»

На ПБУ «Азербайджан» принята буровая установка «Уралмаш 6Э-61» с электроприводом переменного тока, предназначенная для бурения скважин глубиной до 3 000 м. Для обеспечения устойчивости вышки, монтируемой без оттяжек, принята вышка В1-300-53, укороченная на две (верхние) панели. Таким образом, общая высота вышки составляет около 43 м.

Как и па ПБУ «Апшерон», буровое и технологическое обо-рудование на ПБУ «Азербайджан» расположено в три яруса: на подвышенном портале, на главной палубе и в трюме.

На подвышенном портале размещены (рис. 2):

  • вышка с ее оборудованием (кронблок, крюкоблок, вертлюг, лифт), приспособление для крепления неподвижного конца талевого каната, стояк, пневмоключ, подсвечник и др.
Расположение технологического оборудования ПБУ
Рис. 2 Расположение технологического оборудования на подвышечном портале под порталом ПБУ «Азербайджан»: 1 — вышка; 2 — крюкоблок; 3 — вертлюг; 4 — буровая лебедка; 5 — привод буровой лебедки; 6 — пульты управления превенторами; 7 — превенторы; 8 — желобная система; 9 — вибросита; 10 — мостик; 11 — мастерская; 12 — аппаратная; 13 — станция управления двигателями буровой лебедки; 14 — компрессоры; 15 — воздухозаборники; 16 — ротор; 17 — автоматический ключ; 18 — подсвечник; 19 — лаборатория грунтов

Электропривод лебедки и компрессорная станция размещены на палубе надстройки вблизи подвышенного портала.

Это интересно: Конструкция современных судовых двигателей

На главной палубе находятся: вибросита, гидромешалка, пульт управления превенторами и каротажное оборудование, а также желобная система бурового раствора.

В трюме находятся: буровые насосы с электроприводом, цементировочный насос с электродвигателем, насос 9МГр и шламовые насосы, бункер для цемента, емкость для хранения запасов глинистого раствора, воды и химических реагентов. Все перечисленное оборудование обвязано между собой трубопроводами в соответствии с технологическими системами, для которых они предназначены.

Как отмечалось выше, на ПБУ «Азербайджан» расположение буровой лебедки отличается от общепринятого, когда она устанавливается против мостков. Здесь ось барабана лебедки расположена параллельно оси мостков, с левой стороны от ворот, т. е. буровая лебедка находится в стороне от оси мостков. Это, естественно, вызвало изменение расположения всего внутривышечного оборудования. Опыт эксплуатации ПБУ «Азербайджан» показал, что это нисколько нс ухудшает условия работы бурильщика. Подтаскивание труб с мостков, укладка их и все другие операции внутри вышки протекают нормально, не вызывая никаких осложнений. Следует отметить, что описанное расположение буровой лебедки обусловлено расположением привода лебедки в укрытии у портала, что обеспечило более рациональное использование пространства вокруг портала. Это позволило максимально сократить размеры портала и всей установки в целом.

Приготовление глинистого раствора и нагнетание его в скважину производится в следующем порядке: порошкообразный материал из бункера поступает в воронку гидросмесителя, откуда готовый раствор насосом 9МГр или шламовым насосом подается в емкость, находящуюся в насосном отделении. Из этой емкости раствор может подаваться либо непосредственно в скважину насосом У8-4, либо в запасные емкости шламовым насосом ШН-150. Выходящий из скважины раствор после очистки от шлама в вибросите по желобной системе сливается в емкость. Для подогрева раствора в районах с низкими температурами предусмотрена электронагревательная установка ЭВУ, которая включена на нагнетательной линии насоса ШН-150, перемешивающего раствор в запасных емкостях.

Sevan Driller
Буровое судно — Sevan Driller
Источник: MarineTraffic

Приготовление цементного раствора и нагнетание его в скважину осуществляется буровыми насосами У8-4, а продавка — цементировочным насосом 9Т, При приготовлении цементного раствора сухой цемент из бункера поступает в цементо-смесительные воронки, расположенные под бункером, в которые одним из насосов У8-4 подастся вода. Готовый раствор поступает в цементосмеситсдьный ящик, откуда другим насосом У8-4 нагнетается в скважину. Процесс иродавки осуществляется цементировочным насосом 9Т. Консистенция раствора регулируется изменением подачи воды.

ПБУ «Бакы»

Буровое оборудование, примененное в составе ПБУ «Бакы», имеет следующую характеристику:

Буровое оборудование ПБУ «Бакы»
Максимальная грузоподъемность, т320
Номинальная грузоподъемность, т200
Глубина бурения, м6 000
Мощность привода, кВг:
буровой лебедки1 260
буровых насосов2 400
ротора400
Оснастка наибольшая6 х 7
Диаметр талевого каната, мм37
Скорость подъема крюка, м/с0,1 — 1,7
Частота вращения ротора, об/мин10 — 200
Привод буровой лебедкиИндивидуальный от двух двигателей постоянного тока
Привод ротораИндивидуальный от двух двигателей постоянного тока
Максимальный крутящий момент, Н · м:
при вращении бурильной колоны25 000
при статической нагрузке50 000
Буровой насосУ8-6М
Мощность привода, кВт800
Максимальное давление, МПа25,0
Максимальная подача, л/с49,7

 
Все технологическое оборудование на установке размещено на подвышенном портале, на главной палубе и в трюмах корпуса.

На подвышенном портале (рис. 3) размещены: вышка с установленным на ней оборудованием (на рисунке не показано), механизм крепления неподвижного конца талевого каната 1, вспомогательная лебедка 2, стойка для крепления машинных ключей 3, кассеты для установки УБТ 4, подсвечник для ручной расстановки свеч бурильной колоны 5, ограничитель подъема талевого блока 6, ротор УР560 7, главный пульт бурильщика 8, электродвигатель буровой лебедки 9, воздухосборник 10, регулятор подачи долота РПДЭ-4 11, спуско-подъемный агрегат ЛБУ-1700 12, ключ АКБ-3М2 13, пневмораскрепитель 14, приборная кабина 15, магазин автоматической расстановки свеч бурильной колонны 16, пульт управления спуско-подъемными операциями 17 и пульт управления вспомогательной лебедкой 18.

Подвышечный портал
Рис. 3 Подвышечный портал на ПБУ «Бакы»

На буровой вышкеНефтяные платформы установлены (рис. 4): кронблок 1, амортизаторы для правильной навивки каната на барабан лебедки, талевый блок, автоматический элеватор, вертлюг 3 (при ручной расстановке свеч вместо талевого блока и автоматического элеватора применяется крюкоблок 2), полати с механизмом расстановки свечей и механизмом захвата свечи 4, механизм подъема свечи, верхний шкив, монтажный блок, якорь, подвижный центратор 5, нижний блок, укрытие, подвески машинных ключей, подсвечник, пневмораскрепители со стойкой для крепления каната машинных ключей, электрооборудование АСП-IV, пульт бурильщика.

Схема вышки ПБУ
Рис. 4 Вышка ПБУ «Бакы»

На главной палубе размещены:

  • блок рабочих емкостей циркуляционной системы общим объемом 120 м3;
  • в каждой емкости, входящей в блок, смонтированы механические перемешиватели, предназначенные для перемешивания и диспергирования бурового раствора:
    • гидросмесители, обеспечивающие утяжеление и химическую обработку раствора;
    • гидросмеситель создает давление до 40 кге/см2, имеет четыре сменные насадки диаметрами 16, 20, 30 и 40 мм;
    • диаметр гидромонитора 50 мм;
    • шламовые насосы для подачи воды или раствора в гидросмесители;
    • сдвоенное вибросито для очистки раствора от выбуренной породы производительностью 50—60 л/с;
    • дегазатор вакуумного типа, предназначенный для очистки раствора, вынесенного из скважины, от растворенного в нем газа;
    • противовыбросовое оборудование, состоящее из превенторов с колонным фланцем, гидроуправления превенторами и задвижками, манифольда, аварийного (ручного) привода и маслоприводов;
    • в состав превенторной установки входят:
      • один универсальный превентор и два плашечных;
      • в нижнем превенторе плашки глухие, а в верхнем — трубные.

Противовыбросовое оборудование устанавливается на превенторной площадке в проеме корпуса, под порталом. Гидроуправление превенторами и задвижками манифольда выполнено в виде двух пультов: основного, располагаемого вне буровой, и вспомогательного, находящегося в непосредственной близости от рабочего места бурильщика. С основного пульта производится управление плашечными превенторами и задвижками (открытие и закрытие), а также закрытие универсального превентора. Вспомогательный пульт используется для оперативного- управления превенторной установкой.

В трюмах расположены (см. рис. 7Самоподъемные плавучие буровые установки):

  • в насосном отделении — три буровых насоса У8-6М с электроприводом;
  • два шламовых насоса;
  • насос 9МГр для перемешивания раствора;
  • в отсеке запасных емкостей бурового раствора — запасные емкости с механическими и гидравлическими перемешивателями, бункер-весы и разгрузочные бункеры.

Оборудование для пневмотранспорта и хранения порошкообразных материалов, размещенное в трюме, предназначено для приема порошкообразных материалов (барита, бентонита и цемента), хранения этих материалов в герметичных бункерах и подачи их в соответствующие агрегаты для приготовления бурового и цементного растворов (рис. 5).

Приготовление бурового раствора
Рис. 5 Оборудование для приготовления бурового раствора: 1 — емкости; 2 — пескоотдилитель; 3 — шламовый насос; 4 — гидравлический сшиватель; 5 — механический перемешиватель; 6 — вакуумный дегазатор; 7 — вибросито; 8 — контейнер для шлама

В состав оборудования входят:

  • бункеры хранения, бункер-весы, разгрузочные бункеры и циклоны, связанные между собой трубопроводами с запорной арматурой по определенной технологической схеме, а также контрольно-измерительные приборы.

Порошкообразные материалы подают в бункеры с помощью сжатого воздуха (рис. 6). Бункеры снабжены резиновыми грибками для аэрации порошка. Аэрированный материал (смесь воздуха и порошка с высокой концентрацией последнего) по трубопроводу поступает в разгрузочный бункер, где воздух отделяется от порошка. Наиболее легкие частицы порошка вместе с воздухом поступают в циклоны, где воздух очищается от пыли и выпускается в атмосферу. Накопившийся в циклонах порошок периодически выгружается на склад сыпучих материалов для использования. Масса поступающего на платформу материала и его расход контролируются с помощью бункер-весов.

Система приема бетона
Рис. 6 Система приема, хранения, транспортирования порошкообразных материалов: 1 — бункеры для хранения бетона, цемента; 2 — бункер-весы; 3 — гидросмесители; 4 — разгрузочные бункеры; 5 — циклоны; 6 — трубопроводы сжатого воздуха; 7 — трубопроводы для вентиляции; 8 — трубопроводы порошкообразных материалов

Трубопроводы системыРемонт трубопроводов и арматуры пневмотранспорта выполнены так, чтобы обеспечить подачу порошкообразных материалов из любого бункера к технологическому оборудованию (для приготовления бурового и цементного растворов, а также перемещения их между бункерами).

Система приема, хранения и транспортировки порошкообразных материалов
Максимальная производительность установки, т/мин:
при транспортировки барита2
бентонита1
цемента3
Избыточное давление воздуха, МПа0,3
Наибольший расход воздуха, м3/мин24
Влажность порошкообразных материалов, %:
барита и цемента≤ 5
бентонитаρ — 8

 
Для приготовления бурового раствора бетонит или барит подают из разгрузочного бункера в гидросмесители, откуда раствор поступает в рабочие или запасные емкости.

Цементное оборудование на ПБУ «Бакы» представляет собой самостоятельный комплекс, который включает насосные агрегаты, установки для приготовления раствора, манифольд центральный пульт управления процессами цементирования.

Цементировочное оборудование размещено в трюме среднего понтона вблизи проема в корпусе и состоит из трех насосов 11Т и одного насоса 4Р-700, имеющих следующие параметры:

Параметры насосов 11Т и 4Р-700
Подача, л/с:
минимальная6,50 3,70
максимальная25,40 16,00
Давление, МПа:
максимальное40,3 70,0
минимальное10,7 16,4
Мощность, отбираемая на валу, кВт320
Номинальные пределы регулирования частоты вращения, об/мин50-100
Напряжение, В440

 
Цементный раствор приготовляется на специальной установке, составляющей неотъемлемую часть цементировочного комплекса. В состав установки входят: две цементомешалки (рис. 7), приемный бак, водоподающий блок и разгрузочный бункер.

Цементировочное оборудование ПБУ
Рис. 7 Цементировочное оборудование ПБУ «Бакы»: 1 — цементировачный агрегат с насосом ПТ; 2 — продавочный насос; 3 — водопадающий блок; 5 — бункер разгрузки; 6 — шиберные заслонки; 7 — распределитель цемента; 8 — цементосмесительная воронка; 9 — приемная емкость цементного раствора; 10 — мерная емкость для продавочного раствора; 11 — устье скважины; 12 — воздухопровод; 13 — цементопровод; 14 — всасывающий трубопровод; 15 — нагнетательный трубопровод

Емкость бункера 3,25 м3 определена из условия минутного расхода сухого цемента, что составляет 3 т. Бункер имеет выпускное отверстие, в котором установлен поворотный шибер, регулирующий расход цемента. Под шибером размещен распределитель, направляющий поток сухого цемента в цементомешалки в любом сочетании — в одну, в другую или в обе. Ниже приведена характеристика установки по приготовлению раствора.

Характеристики приготовления раствора
Производительность установки по раствору, л/с40
Производительность водоподающего блока, л/с25
Максимальный напор водоподающего блока, МПа2,45
Мощность водоподающего блока, кВт125
Расход сухого цемента, т/мин3,0

 
Для приготовления цементного раствора необходимо наполнить разгрузочный бункер цементом, открыть заслонку шибера, направить поток цемента в ту или иную цементомешалку или в обе. Одновременно в цементомешалку подается вода из водоподающего блока. В случае необходимости, т. е. когда требуется изменение плотности цементного раствора, в нагнетательную линию цементомешалки подастся вода по отдельному водопроводу, специально предусмотренному для разбавления раствора. Полученный цементный раствор подастся в осреднительную емкость, откуда забирается цементировочными насосами.

Каротажное оборудование, состоящее из подъемника с электроприводом и автоматической лаборатории, размещено в специальном помещении рубки третьего яруса.

Каротажный подъемник оснащен аппаратурой, обеспечивающей непрерывный автоматический контроль основных параметров: скорости перемещения кабеля, натяжения его, глубины спуска аппаратуры и т. д. Привод подъемника — электродвигатель постоянного тока. Автоматическая каротажная лаборатория типа ДКС/Л-7. Диапазон скоростей перемещения кабеля составляет от 100 до 8 000 м/ч.

Transocean Driller
Буровая платформа — Transocean Driller
Источник: MarineTraffic

Для предотвращения загрязнения моряПредотвращение загрязнения моря предусмотрен вывоз шлама на берег, С этой целью у вибросит, в зоне обслуживания крана установлены специальные контейнеры, в которые собирается шлам для последующего отправления на береговую базу.

Как отмечалось выше, ограниченность площадей и объемов на ПБУ обусловливает ряд особых требований к технологическому оборудованию, например долговечность, минимальные габаритные размеры и масса. Эти требования вытекают также из недопустимости простоя столь дорогостоящего сооружения. Поэтому многие виды технологического оборудования для ПБУ «Бакы» разработаны и освоены специально для удовлетворения этих требований, что дало возможность создать плавучую буровую установку, стоящую на уровне лучших мировых образцов.

Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Май, 14, 2020 135 0
Читайте также