Полезные ископаемые изделие буровая вышка

Разработка урока технологии (4 класс, ФГОС, УМК Школа России, тема раздела Человек и Земля) «Полезные ископаемые».

Сформировать представление о добыче и использовании полезных ископаемых.

Ввести: этапы технологической операции по добыче и транспортировке нефти;

Научить использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности.

Урок технологии в 4 классе

(УМК Школа России Н. И. Роговцева и др. Технология 4 класс)

Тема раздела Человек и Земля (21 ч.)

Сформировать представление о добыче и использовании полезных ископаемых.

Ввести: этапы технологической операции по добыче и транспортировке нефти;

Научить использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности.

Основное содержание темы, термины и понятия

Изучение этапов технологической операции по добыче и транспортировке нефти. Выполнение изделия «Буровая вышка». Буровик, буровая вышка, геолог, месторождение, нефть, нефтепровод, нефтехранилище, полезные ископаемые, скважина, чёрное золото.

— ответственность при выполнении учебного задания в рамках группо-

мить суждение о человеческих ценностях;

—понимание успешности при освоении темы.

— раскрыть значение понятий буровик, буровая вышка, геолог, месторождение, нефть, нефтепровод, нефтехранилище, полезные ископаемые, скважина, чёрное золото;

— определять месторождение нефти на карте России и обосновывать своё мнение;

— определять этапы технологической операции по добыче и транспортировке нефти;

— определять материалы для изготовления изделия

— использовать приобретённые знания для оформления суждения о человеческих ценностях.

— выполнять учебное задание, используя план, алгоритм;

— распределять обязанности для выполнения учебного задания;

— выполнять взаимопроверку и взаимооценку учебного задания;

— соотносит поставленную цель и полученный результат деятельности;

— оценивать результаты своей деятельности.

— формулировать высказывания, используя термины, в рамках учебного диалога;

— согласовывать позицию с партнёрами и находить общее решение;

— учитывать разные мнения и стремиться к сотрудничеству;

— адекватно представлять результат собственной деятельности.

-месторождение нефти на карте России и обозна-чать его, исполь

— этапы операции по добыче нефти;

Оформлять суждение о человеческих ценностях.

Организация образовательного пространства

Презентация «Полезные ископаемые».

1 этап Самоопределение к деятельности

Мотивация к изучению темы

Однажды Оля принесла в школу шкатулку. Эта шкатулка досталась Оле от бабушки. В ней она нашла записку следующего содержания: «Береги свои ценности и следуй им, тогда твоя жизнь будет долгая и счастливая».

Оля задумалась о своих ценностях, но затруднилась их определить и решила посоветоваться с одноклассниками. Аня сказала, что самое важное в жизни быть богатым и тогда можно купить всё, что хочешь. Оксана сказала, что самое ценное – это золотые украшения, а Серёжа утверждал, что здоровье – вот главное богатство.

— Есть ли у вас желание определить ценности, благодаря которым жизнь может быть и долгой, и счастливой.

— Подберите синонимы к слову ценность.

2 этап Учебно – познавательная деятельность

— Можно ли увиденное назвать богатством? Уточните, что это за богатства и кому они принадлежат?

— Где находятся эти богатства?

— Только ли на поверхности Земли можно отыскать сокровища?

— Что мы называем полезными ископаемыми?

Полезные ископаемые – минеральные образования земной коры, состав и свойства которых позволяют использовать их в качестве сырья или топлива. Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.

Полезные ископаемые находятся в земной коре в виде скоплений, которые являются их месторождением. На одно из месторождений мы сегодня и отправимся.

— Что узнали об этом полезном ископаемом на уроках окружающего мира?

Нефть образовалась из остатков растений и животных, которые жили миллионы лет назад, под землёй.

Нефть – это густая маслянистая жидкость. У неё резкий запах. Попадая в воду она растекается тонкой плёнкой на её поверхности.

Люди знали о существовании нефти ещё в глубокой древности. Иногда при рытье колодца вместо воды из земли выступала тёмная маслянистая жидкость с острым запахом – нефть. У этой жидкости было замечательное свойство – она прекрасно горела. Её наливали в светильники, использовали в военном деле для изготовления «огненных стрел» и «огненных горшков», применяли для смазки колёс и механизмов. Так было до тех пор, пока не изобрели двигатель.

Сегодня нефть является одним из важных для человечества полезных ископаемых, которое используют для производства бензина, керосина, пластмасс, красок, тканей, лекарств и т. д. Её считают «чёрным золотом» , по цене она не уступает жёлтому металлу.

— Люди какой профессии занимаются поисками месторождений? (геологи)

— Найдите на карте России месторождения нефти. (остров Сахалин, полуостров Ямал, Западная Сибирь)

— Кто приходит на смену геологам? (буровики)

— Буровики строят буровые вышки и бурят глубокие скважины. Бурение скважин – это одна из основных операций при добыче нефти. Специальными насосами нефть выкачивают в нефтехранилище, а затем по нефтепроводам, на специальных судах – танкерах или в цистернах её доставляют на нефтеперерабатывающие комбинаты.

Рассмотрите фотографии и определите, какие технологические операции по добыче и транспортировке нефти на них изображены?

—Внимательно рассмотрите конструкцию буровой вышки. Буровая вышка – это сооружение над скважиной, предназначенное для спуска и подъёма бурового инструмента, приборов, труб. По своей форме она похожа на пирамиду высотой иногда с 13-14- этажный дом. Она имеет 4 ноги, на которые крепятся три площадки. Для большей прочности ноги скреплены между собой специальными тягами. Детали буровой вышки изготавливают из труб, при сборке их соединяют болтами.

-Какой материал лучше всего подходит для создания модели буровой вышки? Почему? Какой должна быть вышка? (устойчивой, мобильной, крепкой)

Какую форму работы выберете? Почему? Распределите обязанности.

-Рассмотрите модель буровой вышки. Определите, какие детали конструктора необходимы при её изготовлении, подберите эти детали. Подберите инструменты, которые нужны, чтобы собрать модель.

— Самостоятельное составление плана работы с опорой на рисунок. Сборка изделия.

— Сравните модель с образцом. Оцените свою работу и работу своих товарищей.

Диагностика качества освоения темы

Буровая вышка – это сооружение над ……………………., предназначенное для …………………………………………………..

2.Нарисуй условный знак, которым обозначают на карте нефть.

Определи и подчеркни названия профессий людей, которые участвуют в добыче нефти:

Шахтёр геолог буровик фармацевт

Определить последовательность по добыче и транспортировке нефти:

… Поиск нефтяных месторождений;

… транспортировка нефти по трубопроводам;

… подготовка месторождений к разработкам.

источник

Для добычи полезных ископаемых скважинным способом необходимо вначале установить соответствующее оборудование, при помощи которого будет осуществляться разработка. Его конструкция довольно сложна и громоздка, но только так можно доставать ресурсы с огромной глубины. Одним из основных элементов, принимающих участие непосредственно в технологическом процессе, является буровая вышка. Она является составной частью любого бурового оборудования, потому что без нее невозможно осуществлять разработку.

Внешне буровая нефтяная вышка представляет собой сооружение, которое возвышается над скважиной и служит для выполнения следующих задач:

• • Выполнения спуска и подъема рабочего оборудования внутри скважины.
• • Является упором для буровой колонны, при осуществлении бурения с разгрузкой.
• • Используется в качестве площадки для бурильных труб.
• • Является опорой для талевой системы.
• • На ней крепится рабочее место для оператора, а также средства для его защиты и экстренной эвакуации при возникновении внештатных ситуаций.
• • На вышку монтируют систему внешнего привода при ее необходимости.

Посмотрев на конструкцию буровой вышки на фото можно более наглядно представить ее внешний вид и осознать масштабы сооружения. Использование подобных объектов позволило значительно оптимизировать добычу полезных ископаемых, уменьшить количество несчастных случаев на разработках и повысить эффективность и экономическую отдачу о ведения добывающей деятельности.

На текущий момент схема буровой вышки является стандартной и не подразумевает каких-либо кардинальных отличий. Она, конечно, определяется типом местности и рельефом, но все различия будут в мелких деталях, а так вся основная конструкция будет иметь одинаковое строение. При этом все башни имеют модульную структуру и состоят из отдельных элементов. Причем одни собираются на земле, а затем поднимаются при помощи специального оборудования, а другие — поэтапно составляют сверху вниз.

Для полного понимания картины не лишним будет ознакомиться с видео о буровых вышках, на котором показывают принцип их использования, начиная от момента установки, и заканчивая непосредственным проведением технологических операций. Все ролики снабжены комментариями их автора и высказываниями профессионалов, так что можно будет идеально разобраться во всех хитросплетениях эксплуатации оборудования.

Прежде, чем приступать к описанию процесса установки, стоит обозначить типы буровых вышек. Всего в мире существует только две разновидности:

• • мачтовые буровые вышки;
• • башенные буровые вышки.

Первые имеют «двуногую» конструкцию и могут быть А-образными или П-образными. Этот показатель влияет на устойчивость, поэтому нужно вначале проводить расчеты, которые позволят выявить уровень нагрузки, которую будет испытывать оборудование, а потом уже принимать решение об использовании того или иного вида. Также важна и геологическая разведка, чтобы выяснить сейсмическую активность грунта, которая обязательно будет нарушена бурением.

В первую очередь, всегда нужно думать о безопасности, и все используемые агрегаты должны полностью отвечать этому требованию. Башенные аналоги всегда опираются на четыре стороны, поэтому являются максимально устойчивыми. Но использовать их получается только на ровных поверхностях. Монтаж буровых вышек проводится либо в предварительном сборе, либо непосредственно над скважиной.

Выбор варианта зависит от необходимой высоты изделия. Стоит отметить, что подъем и установка уже собранной вышки используется крайне редко, так как обычно полезные ископаемые залегают на большой глубине и для их добычи требуется крупногабаритное оборудование. А его гораздо проще собирать при помощи метода подъемников Киршен-баума, чем привозить в готовом виде и поднимать с помощью колоссальных усилий.

Сразу после завершения установки производится испытание буровых вышек, которое позволит выявить допущенные недочеты и устранить их до введения объекта в эксплуатацию. Контроль качества проведенных работ очень важен в добывающей отрасли, так как здесь часто присутствует высокий риск техногенной катастрофы, поэтому всегда нужно перестраховываться. Только соблюдение техники безопасности и уважительное отношение к природе может гарантировать нормальное ведение разработок.

Оборудование используется во всех странах, в которых имеются разведанные запасы нефти. Много лет мировым лидером по добыче «черного золота» оставалась Российская Федерация, но на текущий момент она уступила пальму первенства Америке. По данным Baker Hughes количество буровых установок в США на сегодня составляет 631 единицу.

Это рекордно низкое значение за последние 12 лет, но при этом эксперты отмечают, что уровень добычи не только не падает, но даже растет. А сокращение количества работающего оборудования обусловлено лишь вопросами экологической безопасности и отсутствием рентабельности.

В целом же по миру на начало июля количество установок сократилось до пятилетнего минимума и составило 2268 работающих объектов. Тенденция сокращения количества активных разработок затрагивает весь мир, кроме Ближневосточного региона, где за последние несколько месяцев было открыто три новых объекта.

источник

В настоящее время на геологоразведочных объектах используется самые разнообразные буровые агрегаты. Среди них встречаются буровые станки и установки как отечественного производства, выпуск которых начат в советский период, так и станки, модернизированные или разработанные в последнее время на предприятиях России. Значительный объем буровых работ при поисках и разведке месторождений выполняется буровыми агрегатами зарубежного производства, выпущенных как ведущими в буровом машиностроении компаниями, так и компаниями, чья продукция только недавно заявлена на рынке, и мало отличаясь по внешнему виду и реализованным при изготовлении конструкторским схемам от буровых установок ведущих компаний, существенно им уступает в функциональности, надежности, уровню механизации и автоматизации.

Для выполнения буровых работ могут использоваться следующие буровые станки и агрегаты, разработанные и выпускаемые отечественными предприятиями.

Ручные станки (мотобуры) с приводом от бензо- или электродвигателя. Монтируются на каретку опорной стойки с цепным механизмом подачи.

Комплекс КМБ2-15 предназначен для бурения скважин шнековым и колонковым, в том числе пневмоударным способами на номинальную глубину до 20 и 25 м соответственно.

— бурение скважин колонковым способом алмазным и твердосплавным инструментом диаметром до 112 мм в породах до XII категории по буримости;

— бурение пневмоударниками типа ПН-76 и ПН-93 по породам VI–XII категории по буримости;

— бурение скважин шнеками, в том числе полыми, диаметром до 130 мм в породах до V категории по буримости.

Возможный угол наклона скважины по отношению к горизонтали 45–90 градусов.

Комплекс оснащен подвижным вращателем с ходом подачи 1200 мм и рабочим усилием подачи 0,4–0,8 кН. Максимальное усилие подачи может достигать 2,0 кН.

Буровые установки ударно-канатного бурения типа УКС позволяют бурить скважины при разведке россыпных месторождений. Глубина бурения установкой УКС-22М – до 300 м, УКС-30М – до 500 м. Привод станков электрический.

Буровая самоходная установка УБСР-25М «Разведчик» предназначена для бурения скважин большого диаметра (взамен проходки шурфов) при разведке россыпей, в том числе обводненных. Смонтирована на базе трактора ТТ-4. Глубина бурения – до 25 м, диаметр скважин – до 175 мм.

Установка реализует медленно-вращательный способ бурения, а также бурение грейфером при проходке шурфов.

Буровая установка УКБ-12/25 предназначена для бурения горных пород I-IX категорий по буримости шнековым и колонковым способами с использованием твердосплавных и алмазных коронок.

Установка выпускается как передвижная на колесах или на транспортной базе (автомобиль УАЗ-469).

Глубина бурения шнеками диаметром 140 мм – 5 м; шнеками диаметром 70 мм – 15 м.

Глубина бурения колонковым способом диаметром 76 мм – 12,5 м; диаметром 46 мм – 25 м.

Привод установки – бензиновый двигатель, мощностью 2,9 кВт. Установка оснащена подвижным вращателем, ход подачи – 1200 мм, усилие подачи – 4 кН. Угол наклона скважин 60–90 градусов по отношению к горизонтали.

Буровая установка комплектуется буровым насосом НБ1-25/16 (подача –25 л/мин, давление –1,6 МПа).

Буровая установка ББУ – ООО «Опенок» предназначена для бурения скважин шнеками, алмазными и твердосплавными коронками и пневмоударниками.

Глубина бурения шнеками: диаметром 230 мм – 8–10 м; диаметром 100 мм – 20–25 м.

Твердосплавными и алмазными коронками обеспечивается бурения до глубины 40–50 м, а пневмоударниками до глубины 25–30 м.

Установка оснащена подвижным вращателем с приводом от гидромотора, ход подачи 1400 мм. Частота вращения регулируется бесступенчато в диапазоне 0 – 700 мин -1 . Усилие подачи – 15 кН, угол наклона скважин – 90 и 0–45 градусов.

Привод установки от двигателя внутреннего сгорания.

Буровая установка УРБ-1В2 предназначена для картировочного бурения.

Смонтирована на транспортной базе – гусеничном транспортере ГТ.

Глубина бурения колонковым вращательным способом с промывкой 100 м, диаметр – 132 мм.

Вращатель бурового станка подвижный, ход подачи – 1750 мм, усилие подачи – 50 кН, частота вращения – до 400 мин -1 .

Установка оснащена буровым насосом типа НБ 3-120/40.

Буровые установки УРБ -2НТ, УРБ-2ДЗ на базе гусеничного тягача ТТ-4 (рис. 4.3) оснащены станком с подвижным вращателем с ходом подачи 5,2 м, насосом и компрессором.

Глубина бурения разведочных скважин 150–200 м.

Угол наклона скважин 60–90 º . Буровая установка

Буровая установка УРБ-4Т оснащена станком с подвижным вращателем, ход подачи 5,2 м, частота вращения до 325 мин -1 .

Глубина бурения скважин до 300 м.

Буровая установка УРБ-2А2 смонтировна на базе автомобиля ЗИЛ-131 или УРАЛ-4320 и предназначена для бурения структурно-поисковых скважин глубиной до 300 м. Оснащена станком с подвижным вращателем с ходом подачи –5,2 м и реализуемой частотой вращения – до 325 мин -1 .

Буровые установки ПБУ-2, ПБУ-3 могут использоваться для разве-дочных работ в породах до VII категории по буримости с применением вращательного и ударно-вращательного способов бурения. Оснащена станком с подвижным вращателем и смонтированы на транспортной базе.

Буровой станок БСК-100 и его модификации предназначен для подземного бурения на глубину до 100 м коронками диаметром 46 мм. Модификации станка – БСК-2М2-100 и БСК-2В-100.

Станок имеет шпиндельный вращатель, угол наклона вращателя – 0–360 º . Ход подачи вращателя – 450 мм. Частота вращения – до 1500 мин -1 . Частота вращения регулируется ступенчато.

Станок оснащен пневматическим экстрактором для выполнения спуско-подъемных операций. Ход штока экстрактора 800 мм.

Буровой агрегат АБ-2 включает гидрофицированный буровой станок для бурения скважин на глубину до 600 м бурильной колонной ЛБТН-42; на глубину 400 м колонной СБТН-42, ЛБТН-54, ССК-46; на глубину 300 м – буровой колонной СБТН-54, ЛБТН-68, ССК-59; на глубину 200 м – СБТН-68, ССК-76. Выпускается в двух исполнениях: АБ-200 с электроприводом и АБ-201 с дизельным приводом.

Буровой станок агрегата АБ-2 имеет подвижный вращатель с ходом подачи 2 500 мм. Частота вращения регулируется бесступенчато в диапазонах 0–630 мин -1 и 0–1250 мин -1 .

Установка имеет мачту высотой 7 м, угол наклона мачты от вертикали 0–30 º монтирована на прицепе и оснащена лебедкой для ССК.

Буровой агрегат АБ-5 предназначен для бурения геологоразведочных скважин глубиной до 1000 м диаметром 59–76 мм.

С применением бурильных колонн типа ЛБТН-54, СБТН-42, ССК-46 глубина бурения 1000 м; колонн ССК-59, СБТН-54, ЛБТН-68 – 800 м; колонн ССК-76, СБТН-68 – 500 м.

Буровой станок агрегата АБ-5 оснащен подвижным вращателем, ход подачи 3,2 м, частота вращения до 1500 мин -1 .

Буровой агрегат БАК-1200/2000 предназначен для бурения геологоразведочных скважин глубиной до 2 000 м алмазными коронками диаметром 59 мм.

Буровой станок агрегата оснащен подвижным вращателем с полым валом и сприводом от электродвигателя. Ход подачи – 800 мм. Угол наклона вращателя по отношению к вертикали –70–90 º . Частота вращения – до 3 000 мин -1 .

Буровые установки УКБ-200/300 С и УКБ-3ст-Э предназначены для бурения до 300 м алмазными коронками диаметром 59 мм. Станки данных буровых установок имеют шпиндельный вращатель с ходом подачи – 500 мм. Угол наклона мачты буровой установки – до 60–70 º . Частота вращения регулируется ступенчато в диапазоне 80–1170 мин -1 .

Буровая установка УКБ-4 имеет следующие модификации: самоходная УКБ-4С и передвижная УКБ-4П.

Установка УКБ-4С смонтирована на автомобиле МАЗ-5334 или УРАЛ-4320.

Установки укомплектованы насосом НБ3-120/40 и труборазворотом РТ-1200.

Станок имеет шпиндельный вращатель с ходом подачи 400 мм, частота вращения регулируется коробкой передач: 155; 280; 390; 435; 640; 710; 1 100; 1 600 мин -1 .

Буровой станок СКБ-4110 имеет привод от электродвигателя постоянного тока, что позволяет реализовать бесступенчатое регулирование частоты вращения вращателя и лебедки.

Буровой станок ЗИФ-650 М выпускается с 1949 г., прошел ряд модификаций и в настоящее время имеет марку СКТО-65.

Станок шпиндельного типа, оснащен одним гидропатроном без автоперехвата. Ход подачи – 500 мм. Выпускается в двух исполнениях: с приводом от электродвигателя и от дизеля.

Глубина бурения скважин диаметром 93 мм – 650 м, диаметром 59 мм – 800 м.

Угол наклона скважин: 60–90 º .

Частота вращения регулируется коробкой передач: 87; 118; 254; 340; 576; 800 мин -1 .

Грузоподьемность лебедки планетарного типа на прямом канате – 35 кН.

Мощность привода – 30 (для дизельного привода – 40) кВт.

Буровой станок СКБ-5 (более современный аналог ЗИФ-650) предназначен для бурения скважин диаметром 93 мм на глубину – 500 м; диаметром 59 мм – 800 м.

Станок шпиндельного типа с ходом подачи 500 мм. Имеет автоперехват и два гидроцилиндра механизма подачи.

Угол наклона скважин: 60–90 º .

Усилие подачи – 80 кН (вверх), 60 кН (вниз).

Частота вращения регулируется ступенчато: 122; 257; 340; 407; 539; 715; 1 130; 1 500 мин -1 .

Номинальная грузоподьемность лебедки – 35 кН, максимальная – 42 кН.

Мощность привода (электродвигатель) – 30 кВт.

Буровым станком СКБ-5 укомплектована самоходная буровая установка ТСБУ-200М на гусенечном ходу трактора ТТ-4М. Установка разработана в Центре горно-геологического оборудования в г. Новосибирске.

Установка ТСБУ-200М включает:

— буровую мачту высотой 12 м;

-ДЭС-100 (дизельная электростанция, дизель ЯМЗ-238).

Предназначена для бурения скважин глубиной до 500 м, с максимальным начальным диаметром 151 мм. Угол наклона скважин – 75–90°. Грузоподьемность установки – 40 кН.

Буровой станок ЗИФ-1200МР (СКТО-75) шпиндельного типа, оснащен одним гидропатроном без автоперехвата. Ход подачи 600 мм. Выпускается в двух исполнениях: с приводом от электродвигателя и дизеля.

Глубина бурения скважин диаметром 93 мм – 1 500 м, диаметром 59 мм – 2 000 м.

Угол наклона скважин 80–90 º .

Частота вращения регулируется коробкой передач: 75; 136; 254; 321; 288; 336, 414 мин -1 .

Грузоподьемность лебедки планетарного типа на прямом канате – 35 кН.

Мощность привода (ЭД) – 55 кВт.

Буровой станок СКБ-7 имеет модификации СКБ-7, СКБ-7110, СКБ-7111 и СКБ-7101.

Первые три оснащены системой регулируемого электропривода (РЭП), мощность привода – 70 кВт, номинальное усилие на лебедке – 50 кН, регулирование частоты вращения вращателя и скорости намотки на лебедке плавное. Частота вращения у станка СКБ-7 регулируется в диапазоне 0–1 500, у станков СКБ-7110 и СКБ-7111в двух диапазонах 0–870; 0–1 500 – у первого, и 0–570; 0–1 500 – у второго.

Станки типа СКБ-7 имеют шпиндельный вращатель с ходом подачи 600 мм, два гидроцилиндра и автоперехват.

Буровой станок 7101 имеет привод от электродвигателя переменного тока мощностью 55 кВт. Номинальное усилие на лебедке – 45 кН. Частота вращения вращателя в диапазоне 80–1000 мин -1 и скорость намотки на лебедке регулируются дискретно.

Буровая установка СКБ-8 предназначена для вращательного бурения вертикальных геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые алмазным и твердосплавным буровым инструментом конечным диаметром 93 мм на глубину 2 000 м и диаметром 59 мм на глубину до 3 000 м.

Установка имеет роторный вращатель с бесступенчатым регулированием частоты вращения в двух диапазонах: 0–675 мин -1 и 0–1200 мин -1 . Ротор имеет отверстие диаметром 350 мм, электропривод мощностью 75 кВт.

Лебедка имеет грузоподьемность 60 кН.

Установка оснащена двумя насосами типа НБ5-320/100.

Главный привод: электромашинный преобразователь. Приводной двигатель имеет мощность 132 кВт, мощность генератора постоянного тока –190 кВт.

Буровая вышка ВР-26/50 высотой 26 м и грузоподьемностью 50 кН.

Буровой агрегат имеет блочную компоновку узлов. Особенностью является то, что его основные узлы (ротор, лебедка, редуктор регулятора подачи) имеют индивидуальный привод от двигателей постоянного тока, что позволяет в широком диапазоне осуществлять бесступенчатое регулирование частоты вращения рабочих органов агрегата.

Для контроля процесса бурения агрегат укомплектован аппаратурой типа КУРС-713, обеспечивающей измерение усилия на крюке, нагрузки на породоразрушающий инструмент, скорости бурения, частоты вращения бурильной колонны, величины крутящего момента на роторе, давления и расхода промывочной жидкости.

Буровая установка ПБУ-1200Р создана в ОАО «Алтайгеомаш» и является одной из наиболее современных отечественных разработок в области бурового машиностроения. Рассчитана для бурения разведочных скважин на глубину до 2 000 м, выполнена с роторным вращателем, с возможностью бесступенчатого регулирования частоты вращения в диапазоне 0–700 об/мин и способна реализовать крутящий момент 1960 Н·м. Имеет лебедку планетарного типа с тяговым усилием 25 кН. Мощность частотно-регулируемого привода ротора – 110 кВт. Аналогичную мощность привода имеет и лебедка.

Буровая вышка ВРМ-24 высотой 24 м и грузоподъемностью 55 кН, позволяет работать со свечами бурильных труб длиной 18,6 м.

Установка оснащена буровыми насосами типа НБ-32 и НБ-160/63, труборазворотом РТ-1200 и лебедкой для ССК Л-5 и компьютеризированной системой контрольно-измерительных приборов.

Отличительной особенностью установки ПБУ-1200Р является наличие механизма принудительной подачи бурового снаряда на забой с гидропатроном, что является новым для установок роторного типа.

источник

Освоению месторождений нефти и газа, залегающих в недрах морского дна, предшествуют их поиски и разведка. На этих стадиях применяются различные методы, и главным образом геофизические. Заключительным моментом всего комплекса этих работ является бурение. Только скважины открывают доступ к подводным кладовым нефти и газа.

Месторождения нефти и газа, расположенные под дном моря вблизи береговой линии, вскрывают с берега или острова путем бурения наклонных скважин. Однако отклонения скважины от вертикального направления незначительны и не превышают трех километров. Поэтому для размещения буровой вышки и оборудования в морских условиях необходимы искусственные сооружения, или, как их называют, нефтяные основания. Основаниями служат насыпные острова, стационарные платформы, лед, искусственные железобетонные острова, самоподъемные и долупогружные платформы, буровые суда и даже подводные камеры и лодки. Два последних типа существуют пока только в проектах. Но не исключено, что самые неожиданные и смелые проекты будут реализованы уже «на нашем веку».

Одним из видов оснований для размещения буровой вышки в мелководной зоне морей являются искусственные насыпные или намывные острова. Их сооружают из ила, песка, щебня, гравия, валунов или бетонных блоков и других строительных материалов.

Возведение искусственных дамб и площадок в море для бурения нефтяных скважин известно давно. Еще в 30-х годах такие основания сооружались на Каспии, Искусственные острова появились позднее. Так, в 1972 был намыт искусственный остров Имерек-44. Для его создания использовали несчано-гравийную смесь. Было перекачано около 300 тыс. м3 грунта, однако в результат воздействия течений и штормовых волн на месте осталась лишь третья часть общего объема.

В 1974 г. появились два новых острова, возведенные фирмой «Сан ойл компани» в дельте р. Маккензи. Одни из них (Унарк) отсыпали из гравия в море при глубине всего один метр. Остров размером 122X61 м был ориентирован с севера на юг в целях уменьшения воздействия сильных штормовых волн. По периферии его укрепили мешками с песком, уложенными слоем 1,2 м, закрепленными сеткой и якорными цепями. Расчетная высота острова составила 3,7 м с учетом воздействия характерных для района приливов, штормов и течений. На возведение острова пошло более 40 тыс. м3 гравия, более 90 тыс. мешков с песком, 4 тыс. фильтрового покрытия, такое же количество металлической сетки и якорные цепи. На острове установили приборы для регистрации величины ледовых нагрузок и возможных деформаций. Все работы были выполнены за два месяца.

Иное решение было выбрано для сооружения искусственного бурового основания Пелли. Здесь все оборудование решили разместить на затопленных баржах, которые окружили защитной бермой из проволочных ящиков (1,5X1,5X0,75 м), заполненных мешками с песком. Берма в плане образовала прямоугольник (156X82 м), внутреннее пространство которого было заполнено грунтом. На строительство острова, сооруженного на глубине 2,3 м, было израсходовано 3,5 тыс. ящиков, в которые уложили 300 тыс. мешков с песком и 35 тыс. м3 грунта. Баржи соединили общей палубой размером 73X26X4,3 м с продольной прорезью посередине, над которой была смонтирована вышка.

Давно бытует способ разработки нефтяных месторождений под дном моря с помощью стационарных оснований и эстакад. Всемирной известностью пользуются месторождения, эксплуатируемые в нашей стране на Каспийском море. Еще перед Великой Отечественной войной на Каспии были внедрены свайные основания трубчатой конструкции инж. Н. С. Тимофеева с верхним строением из труб конструкции инж. Б. А. Рагинского, а затем основания ригельно-пролетной конструкции, Позднее морские буровые платформы на Касггии стали собирать из нескольких крупных изготавливаемых в заводских условиях призматических опорных блоков и площадок при помощи плавучих кранов грузоподъемностью 100 т и более. С каждой из таких платформ можно было пробурить до 10 наклонно направленных скважин. Применение таких платформ ограничивалось глубиной моря 25 м.

Второй этап строительства морских сооружений на Каспии характеризуется широким применением нефтепромысловых эстакад. Основная часть эстакады — крупное стационарное основание, используемое для причаливания судов, размещения оборудования, инструмента и материалов, жилых и производственных помещений. С основанием соединены эстакады, по обеим сторонам которых сооружены площадки для кустового бурения. По эстакадам проложены трубопроводы и передвигаются транспортные средства.

В некоторых зарубежных странах также имеются морские нефтяные промыслы, устроенные на стационарных основаниях, но глубина моря обычно не превышает 10—15 м. Достоинством эстакадного способа является относительно небольшая зависимость эксплуатации нефтепромысла от морских условий.

Использование льда в качестве бурового основания может служить одним из экономически выгодных решений в условиях Арктики и Антарктики. При этом буровые вышки следует строить в таких районах, где отсутствуют подвижки и дрейф льда, т. е. преимущественно в заливах, между островами и в прибрежно-морских зонах. Для установки тяжелых стальных конструкций и размещения буровых труб и оборудования толщину льда искусственно наращивают путем налива его поверхности водой.

Весной 1973 г. вблизи о-ва Эллеф Рингес на расстоянии 2—8 км от берега велось успешное бурение на нефть со льда при глубине воды 42—88 м. Толщина льда в месте бурения (1,8—2,4 м) оказалась достаточной для работы на нем стандартной 150-тонной буровой вышки в течение восьми дней, за которые были пробурены четыре скважины на проектную глубину (254—518 м).

Так, для круглогодичной работы в южной части моря Бофорта предложена платформа «Монопод». Она состоит из палубного блока, смонтированного на колонне, опирающейся на круглое основание (диаметр 100 м, высота 7 м), устанавливаемое на дне при заполнении балластных отсеков. Для защиты от ударов льдин во время транспортировки служит наружное бетонное кольцо толщиной 1,5 м, которое одновременно является постоянным балластом для увеличения остойчивости колонны. Внутри центральной колонны (диаметр 9 м, высота 24 м) проходит буровой ствол. Палубный узел (25X50 м) несет на трех уровнях все буровое оборудование для проходки скважин глубиной до 6 тыс. м. Вся платформа весит 15 тыс. т. Она предназначена для бурения скважин на глубинах до 12 м„ Для установки платформы на дне подготавливается выемка, в которую основание погружается полностью во избежание повреждения движущимся льдом. Таким образом, воздействию льда подвергается лишь вертикальная мощная, относительно узкая колонна. По окончаний работ платформа дебалластируется; гидромониторы размывают грунт, устраняя эффект присасывания днища платформы к дну. Вначале до уровня поверхности воды подвсплывает один край основания, затем — уже все основание. Полная балластировка производится 8а 12 час, а операции по переводу платформы из рабочего состояния в транспортное — за три дня. Конструкция «Монопод» сравнительно проста, ее можно изготовить в заводских условиях, она безопасна в работе и позволяет вести бурение в неблагоприятных условиях, например в Арктике.

Фирмой «Тёрмодайнамик энд К» (США) разработан проект передвижной буровой платформы, предназначенной для кустового бурения 32 скважин. Платформа весом 16 тыс. т рассчитана на работу на глубинах до 20 м. В проекте предусмотрено использование замерзающей воды для придания прочности корпусу платформы, опирающейся на дно. Морская вода закачивается в вертикальные стальные трубы (диаметром по 12 м) и служит балластом для погружения установки, а затем уже замораживается при помощи холодильного оборудования. В целом конструкция искусственного «ледяного острова» представляет собой два усеченных конуса, обращенных вершинами друг к другу: нижний разрушает лед, а верхний — отводит льдины. У основания центральной трубы размещены насосные отделения, в ее верхней части — машинные отделения. Четыре трубы (диаметром по 2,4 м каждая) расположены рядом с центральной и служат кондукторами для бурения скважин, причем каждая обслуживает восемь отдельных скважин. Для перемещения острова на новую точку бурения потребуется не более двух недель, в течение которых будет растапливаться лед и откачиваться вода из балластных отсеков. Для буксировки платформы нужны четыре буксира по 7 тыс. л. с. каждый с использованием тросов длиной по 750 м.

Известен еще один вид буровой установки для работы в ледовых условиях, разработанный американскими фирмами. Ее корпус имеет в разрезе форму усеченного конуса с меньшим основанием в нижней части. Наклон образующей в районе ватерлинии равен 57°, что позволяет буровой установке под действием сил сжатия выдавливаться из воды до тех пор, пока под ее весом не раскрошится лед. Над точкой бурения установку удерживают восемь якорей (весом по 13,6 т) и якорных цепей (диаметр 84,6 мм, длина 860 м), наматываемых на лебедки, имеющие привод мощностью 20 л. с. Для местных пере мощений на основании предусмотрены два движителя с приводом мощностью по 350 л. с. Установка рассчитана для работы на глубинах до 180 м при толщине льда до 1,2—1,4 м. На палубе, кроме буровой вышки, установленной над центральной шахтой, и буровой лебедки, имеются два крана по 35 т. Здесь же находятся жилые помещения для 40 человек обслуживающего персонала, Буровые насосы и вспомогательное оборудование размещены внутри корпуса.

Морские буровые плавучие установки

В настоящее время известны различные виды плавучих буровых установок. Это и самоподъемные плавучие буровые установки, и полупогружные плавучие основания, и буровые суда. Сюда относятся и подводные аппараты, оборудованные буровой вышкой с комплектом труб и бурового оборудования, размещенных внутри прочного корпуса.

Самоподъемные плавучие буровые установки в отличие от стационарных платформ и оснований предназначены для работы на больших глубинах и на большем удалении от берега. Установки такого типа имеют плавучий корпус, на котором размещены буровая вышка, энергетическое, буровое и вспомогательное оборудование и помещения обслуживающего персонала. Самоподъемное основание снабжено металлическими опорами, которые могут перемещаться в вертикальной плоскости. Во время транспортировки основания эти опоры поднимаются над водой. Над точкой бурения опоры опускаются на дно и задавливаются в грунт, после чего корпус поднимается по опорам при помощи электроприводных механизмов или гидравлических домкратов на высоту, превышающую уровень наиболее высоких волн.

Форма плавучего корпуса и вид опор могут быть самыми разнообразными. В последние годы многие зарубежные компании с целью расширения области применения самоподъемных оснований до глубин 165—185 м предпринимают попытки их усовершенствования. В частности, это делается за счет использования телескопических опор, улучшающих остойчивость платформ и уменьшающих их парусность при транспортировке. Однако все это существенно увеличивает стоимость самоподъемного бурового основания. Относительно меньшая стоимость самоподъемных платформ (по сравнению с полупогружными и буровыми судами), а также высокая устойчивость в морских условиях — их основные достоинства, хотя область применения ограничивается глубинами 110 м.

К сожалению, самоподъемные установки не отвечаю современным требованиям поиска нефти и газа эксплуатации морских месторождений на глубинах мор; 200—300 м. На этих глубинах действуют платформы, не опирающиеся на дно, а находящиеся на плаву над устьем скважины при помощи якорящих и стабилизирующих систем.

Полупогружная платформа представляет собой два продольных корпуса понтонного типа, на которых закреплены вертикальные колонны, удерживающие верхнее палубное строение и связанные между собой поперечинами и растяжками. Грузоподъемность платформы позволяет рационально разместить на ней грузы, оборудование, буровые трубы и помещения обслуживающего персонала. В этом отношении особенно отличаются полупогружные платформы второго поколения. Они легче, дешевле первых платформ этого типа и обладают большей мощностью двигателей, значительно большей скоростью хода, лучшей остойчивостью, более приспособлены для работы в неблагоприятных климатических условиях. Полупогружные плавучие буровые основания универсальны и многофункциональны: их можно использовать для забивки свай в морское дно, а также в качестве кранового основания, склада трубопроводных плетей и трубоукладочного плавучего основания и т. п.

Буровая полупогружная платформа «Пенрод-71» способна бурить скважины глубиной до 9 тыс. м при глубине моря до 300 м. Длина ее нижнего корпуса 86,4 м, высота до верхней палубы от основания корпуса 41,4 м, грузоподъемность превышает 500 т, буровая мачта (высота 48 м) размещена на подвышечном основании (высотой 12 м). Установка выдерживает напор ветра, имеющего скорость 117 км/ч. Жилые помещения рассчитаны на одновременное пребывание 92 человек.

В 1976 г. была создана полупогружная буровая платформа «Седко-709». Она предназначена для бурения скважин при глубине воды до 1,8 тыс. м.

Полупогружная плавучая буровая установка типа «Щельф-1», изготовленная в 1980 г. астраханскими судостроителями, предназначена для нефтяников Каспия. С этой установки возможно бурение из одной точки одновременно трех скважин глубиной до 6 тыс, м при глубине воды до 200 м. «Щельф-1» — сооружение длиной 98 м и высотой 100 м. В колоннах, связывающих палубу с подводными понтонами, находятся лифты, цистерны питьевой воды и топлива, электроаппаратура. На палубе установки размещены технологическое оборудование, ЭВМ, краны грузоподъемностью до 63 т, вертолетная площадка и жилые помещения. Система из восьми якорей позволяет удерживать платформу над точкой бурения при волнении моря до 6 баллов.

Морские суда, построенные или переоборудованные для бурения глубоких скважин на нефть и газ, обладают высокой мобильностью и автономностью. Они быстрее, чем, например, полупогружные платформы, перемещаются из района в район, с одной точки бурения на другую и имеют относительно большую полезную грузоподъемность. Эти свойства делают такие суда незаменимыми при обследовании больших районов океана при глубинах свыше 300 м.

Технологический процесс бурения морских скважин принципиально мало чем отличается от процесса бурения наземных. Поэтому для комплектования морской буровой установки используют стандартные узлы и серийно выпускаемое буровое оборудование. Существенными отличительными особенностями морского бурового судна. являются подруливающие движители, комплекс устройств для подводного оборудования скважин и компенсаторы качки, устанавливаемые на буровой мачте.

В 1974 г. на расстоянии 80 км от побережья Габона буровое судно «Седко-445» закончило бурение скважины в пределах континентального шельфа при глубине воды 655 м. Буровая установка, снабженная компенсатором вертикальных перемещений судна грузоподъемностью 182 т, позволяет бурить скважины при смещениях по вертикали до 4,2 м. Судно рассчитано на ветровые нагрузки при скорости до 107 км/ч, волновое воздействие силой до 12 м и течения при скорости до 6,6 км/ч. Система динамической стабилизации включает 11 движителей мощностью по 850 л. с. каждый и два главных ходовых винта с мощностью 4,5 тыс. л. с, управляемых при помощи вычислительного устройства. На точке бурения судно удерживается восемью натяжными устройствами» Расчеты показали, что такая же система может быть использована для бурения скважин на глубинах 1,3 1,8 тыс. м.

Буровое судно «Дисковерер севен сеанс» (1976 г.) имеет оборудование для проходки скважин на глубинах до 1,1 тыс. м, а специализированное буровое судно «Гломар Челленджер» (1968 г.) рассчитано на ведение буровых работ на глубинах моря до 6,1 тыс. м.

Фирма «Раума-Репола» (Финляндия) выполняет заказ по строительству для нашей страны буровых судов с системой динамического позиционирования, предназначен для условий работы во льдах (ледовый класс Л-1) — при температуре — 40° и глубине моря до 600 м. Базирующиеся на проекте судов типа «Пеликан», они будут существенно отличаться от 17 действующих за рубежом установок этого типа. Совершенная технология дозволит новым судам покинуть точку бурения в течение трех минут во избежание аварийных ситуаций. Суда способны развивать максимальную скорость до 13 узлов (по сравнению с 9 узлами полупогружных платформ). Это современные буровые комплексы, обладающие значительной (до полугода) автономностью и приспособленные для работы в арктических условиях без пополнения запасов.

Человечество достигло больших успехов в области подводного бурения. Однако многие проблемы здесь остаются: еще не решенными. И одна из них, пожалуй, самая важная — это безопасность работ в суровых условиях моря. До сих пор штормы и ураганы, свирепствующие в районах морских нефтяных промыслов, нанося большой материальный ущерб, нередко приводят к человеческим жертвам.

Как избежать пагубного влияния морской стихии на эффективность морских промыслов? Над этим вопросом работают специалисты многих стран мира. К числу многочисленных предложений и разработок следует отнести проект фирмы «Нортон корпорейшн» (США). Его суть — в размещении буровой установки в подводных камерах, закрепленных на дне моря и соединенных между собой и с поверхностью моря водонепроницаемыми трубопроводами.

Часть оборудования размещена в центральной звездообразной камере, где одновременно могут находиться до 45 человек обслуживающего персонала. Для дыхания предусматривается использование гелиево-кислородной смеси. Буровые установки монтируются в периферийных герметичных камерах, соединенных с центральным помещением водонепроницаемыми переходными галереям. По ним рабочие подводного нефтепромысла могут переходить из камер в помещения для отдыха. Необходимые для работы инструменты и материалы подаются в контейнерах по направляющим тросам с базы обеспечения, плавающей на поверхности» Буровые трубы находятся с наружной стороны буровых камер. Бурение осуществляется через отверстие в центральной части каждой камеры. Для ремонтных и монтажных работ предполагается использовать малогабаритное самоходные подводные аппараты. Смена нефтяников доставляется с поверхности в лифтах, перемещающихся по направляющим тросам.

Идея создания автономных механизированных нефтяных промыслов в последние годы получает все большее теоретическое обоснование и материальное воплощение в виде дистанционно управляемых роботов, обитаемых донных аппаратов, буксируемых по дну трубоукладчиков и т. п. По мере совершенствования подводной техники и создания миниатюрных мощных источников энергообеспечения отпадает надобность в связи подводного нефтяного промысла с поверхностным средством обеспечения.

Известен проект монтажа буровой установки в подводной лодке, отсеки которой приспособлены для бурового оборудования, необходимого комплекта труб и кают обслуживающего персонала. В подводной лодке предусмотрены автономный источник энергообеспечения и телескопические опоры под корпусом для посадки подводной буровой на дно на точке бурения. Для перемещения буровых труб внутри лодки предусмотрены рельсовые направляющие и передвижные каретки. Последние доставляют трубы к центральному отсеку, в котором находится вышка. Здесь буровой став труб наращивается при помощи манипулятора — механической руки. Наращивание происходит в момент, когда колонна в скважине удерживается клинозахватным механизмом, а вращатель поднят в верхнее положение гидроцилиндрами. Затем производится бурение. Работой установки можно управлять со специального пульта в отсеке подводной лодки и с судна обеспечения, плавающего на поверхности моря. Отсюда же методом шлюзования происходит снабжение лодки необходимыми материалами и смена экипажа.

По мере совершенствования техники для подводных работ и контрольной аппаратуры все более автономными становятся подводные буровые установки. Уже в текущем столетии возможен переход к новому этапу освоения черного золота Мирового океана — использованию дистанционно управляемых комплексов механизмов и аппаратов, а также обитаемых подводных или донных установок.

источник

Буровые работы представляют собой сложный циклический процесс, состоящий из простых производственных процессов, направленных на получение достоверной геологической информации. Бурение геологоразведочных скважин осуществляется на всех стадиях геологических исследований. На геолого-съемочных работах бурят картировочные скважины; на поисках МПИ – одиночные скважины для заверки геофизических, геохимических аномалий или для прослеживания на глубину рудных тел, вскрытых канавами; на стадиях оценки и разведки применяют сеть буровых скважин для оконтуривания и детального изучения рудных тел. При разведке сложных месторождений (с сильной изменчивостью рудных тел по мощности, простиранию, форме, качеству полезного ископаемого) бурение скважин производится в комплексе с поверхностными и подземными горно-разведочными работами.

Буровая скважина – горная выработка преимущественно цилиндрического сечения, характеризующаяся относительно малым диаметром по сравнению с ее протяженностью. Условно скважины глубиной менее 50-100 м относят к мелким, глубиной до 1000 м –к средним, более 1000 м – к глубоким и к сверх глубоким – более 6000 м. Диаметр скважины определяется наружным диаметром породоразрушающего инструмента. Различают скважины малого диаметра – менее 76 мм, среднего -93-151 мм и большого – свыше 151 мм. Поверхностное оборудование для бурения разведочных скважин представлено комплексом наземных сооружений, бурового, энергетического и вспомогательного оборудования, называемым буровой установкой. К наземным сооружениям, входящим в состав буровой установки, относятся буровая вышка (мачта), буровое здание, поверхностная циркуляционная (очистная) система и вспомогательные сооружения. Буровое оборудование представлено комплексом основных машин и механизмов, необходимых для бурения скважины, образующих буровой агрегат, в который входят буровой станок, буровой насос (или компрессор), приводные двигатели с трансмиссиями и пусковыми устройствами, средства механизации спускоподъемных операций и пр. К энергетическому оборудованию относятся передвижные электростанции, силовые трансформаторы и пускозащитная аппаратура. По транспортабельности все буровые установки разделяются на разборные (не имеющие собственной транспортной базы и перемещаемые частями), переносные разборные (перемещаемые вручную), передвижные (смонтированные на собственной транспортной базе и перемещаемые буксированием) и самоходные (смонтированные на самоходной транспортной базе). В РФ разработано 3 параметрических ряда буровых установок:

1. Установки для бурения на твердые полезные ископаемые – тип УКБ и СКБ.

2. Установки для бурения гидрогеологических скважин – тип УГБ.

3. Установки для бурения геофизических и структурно-поисковых скважин – тип УРБ.

По типу вращателя разделяют установки: со шпиндельным вращателем (включающим полый шпиндель и зажимной патрон для закрепления ведущей трубы и передачи осевой нагрузки буровому снаряду), с подвижным вращателем (с индивидуальным приводом, передающим осевую нагрузку буровому снаряду и перемещающемуся вдоль оси вращения), с роторным вращателем. (не передающим осевую нагрузку буровому снаряду) Буровые установки шпиндельногоряда предназначены для механического вращательного бурения пород средней и высокой твердости с использованием твердосплавных и алмазных коронок. Для этих установок характерны высокая частота вращения, возможность бурения под любым углом к горизонту. Основной недостаток – небольшая длина хода вращателя (0,5-0,6 м), после чего необходимо перекрепление. Основные типы установок этого ряда: для бурения скважин глубиной до 100 м – БСК и его модификации; до 300 м – УКБ 200/300С; до 600-800 м – СКБ-4, СКБ-5110, СКТО-65.

Буровые установки с роторным вращателем предназначены для бурения структурно-поисковых, гидрогеологических скважин в породах мягких и средних категорий, в основном без отбора керна. Типы установок – УРБ-2,5А, УРБ-3А2 и др.

Установки с подвижным вращателем предназначены, для бурения при скоростных режимах, без подъема буровых труб для извлечения керна, в основном с комплексами ССК, КССК, бурении с гидро- и пневмотранспортом керна. Станки этого ряда на 30-40% более производительны чем шпиндельные. Типы установок – СКБ-300, УКБ-12/25, УРБ-2А2 и др.

В практике геологоразведочных работ наиболее часто используются следующие виды бурения: вращательное колонковое (с отбором керна), вращательное бескерновое (сплошным забоем), ударно-механическое (ударно-канатное) – при поисках и разведке россыпей, шнековое.

Для организации бурения необходимо рассмотрение ряда вопросов, тесно связанных с техникой и технологией процесса бурения. К ним относятся: выбор способа бурения и обоснование конструкции скважины; выбор диаметров бурения, типов породоразрушающего инструмента и обоснование оптимальных технологических режимов; обоснование выбора типа и марки буровой установки, бурового, силового и вспомогательного оборудования; разработка схем организации труда на рабочем месте; обеспечение своевременного и четкого ведения первичной производственной организационно-технологической документации (геолого-технического наряда, бурового журнала, наряд-заданий, лимитно-заборной книжки и др.)

Структура производственного процесса бурения скважин.Основной рабочий процесс – собственно бурение скважины состоит из отдельных рейсов – отрезков рабочего времени, от момента подготовки бурового снаряда к спуску в скважину до окончания подъема снаряда. Баланс рабочего времени – распределение времени бурения скважины по отдельным видам работ и технологическим операциям. Он позволяет анализировать структуру и уровень затрат времени на бурение скважины. В балансе времени по роли или значению в технологической схеме сооружения скважины различают производительные и непроизводительные затраты времени. Производительные затраты времени Т_пр — это время, технически необходимое для бурения скважины, включающее время на: собственно механическое бурение скважины (времени выполнения основной операции – углубки забоя) Т_у; времени спускоподъемных операций Т_спо, суммы времени вспомогательных операций в каждом рейсе Т_всп (перекрепление, наращивание колонны труб, заклинка и срыв керна и др.); времени на крепление, тампонаж скважины и других вспомогательных процессов Т_кр; времени на проведение исследований в скважине Т_ис; времени перевозки, монтаж и демонтаж на каждой скважине на участке работ Т_мдп

Сумма времени всех рассмотренных рабочих процессов составляет производительное время:

Кроме времени выполнения перечисленных процессов, в баланс рабочего времени включаются время на выполнение технического обслуживания и текущего планово-предупредительного ремонта оборудования на участке – Т_рем, а также не планируемые, непроизводительные затраты времени в связи с различными нарушениями производственного процесса.: время простоев по организационным причинам – Т_п , время ликвидации осложнений и аварий в скважине – Т_ла. Суммарное выражение фактического баланса рабочего времени:

При планировании буровых работ и составлении нормального баланса рабочего времени исключают время простоев и ликвидации аварий, свидетельствующее о плохой организации работ, время планово-предупредительных ремонтов определяется по нормативам. По окончании процесса бурения появляется необходимость проведения ряда процессов, сопутствующих бурению. К сопутствующим процессам относят затраты времени на транспортировку буровой установки с базы до участка и обратно, специальное ликвидационное тампонирование, установку на скважине различного оборудования (задвижек, превенторов); геофизические, гидрогеологические испытания и др.

Затраты на эти работы объединяются в понятие забалансовое время – Т_заб Сумма балансового и забалансового времени составляет время пребывания буровой установки на учете в геологической организации (календарное время) – Т_уч = Т_брв + Т_заб

Продолжительность бурения обычно выражают в станко-месяцах бурения, для чего календарное время, выраженное в часах, делят на продолжительность одного станко-месяца в часах (при непрерывной работе станка это в среднем 720 ч) Составление и анализ фактических балансов рабочего времени выполняется ежемесячно по каждой буровой бригаде, участку, буровой партии. При анализе этих материалов выявляют непроизводительные затраты времени, возможности по улучшению организации работ и повышению производительности труда.

Последнее изменение этой страницы: 2016-12-14; Нарушение авторского права страницы

источник

По бурению геологоразведочных скважин

на твердые полезные ископаемые.

Специалист инженер-буровик — инженер технолог по бурению разведочных скважин, должен изучать, знать и понимать технику и технологию бурения геологоразведочных скважин, в том числе при разведке твердых полезных ископаемых – ТПИ. Техника и технология две стороны курса «Бурение на ТПИ» – техника изучается на практических занятиях и на учебных и производственных буровых практиках, технология на лекциях, на учебной исследовательской буровой и на производственных практиках.

Практикум предназначен для помощи студентам при освоении курса в добавление к учебникам и справочникам. Поэтому в нем даются разъяснения работы технических средств и для лучшего усвоения допущены некоторые повторения. Следует иметь в виду, что освоение применения бурового инструмента и понимание работы буровых установок поможет при изучении техники бурении я гидрогеологических и нефтегазовых скважин.

Для более четкого восприятия курса вначале рассмотрим значение основных терминов, определяющих технические средства, используемые при бурении геологоразведочных скважин:

(Стр. 3, 4, далее буровой снаряд –стр.15, 16, 17, 18, 19; далее вспомогательный и аварийный инструмент – стр. 28, 31, 34, 38,39. распечатать в конспект, размеры скважин и колонковых труб, выделенных жирным шрифтом знать наизусть).

Технические средства для бурения это: буровое оборудование, включая транспортные средства, на которых оно смонтировано, средства энергообеспечения, буровой инструмент, контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации и управления (КИП и САиУ)

1 Буровое оборудование – совокупность агрегатов, механизмов и сооружений, предназначенных для сооружения буровых скважин: буровая установка плюс, специальное оборудование, например, для приготовления очистных агентов, очистки очистных агентов и.т.п., не входящее в буровую установку, а также, при необходимости, общетехническое оборудование такое, как компрессор, дизельэлектростанция и др..

2 Буровая установка – комплекс механизмов и сооружений необходимых и достаточных для бурения скважины.

Буровые установки бывают единые и сборные.

В единой буровой установке все механизмы и сооружения собраны на одном основании (чаще всего транспортном средстве или основании) и представляют единое целое, т.е. здесь нет отдельно бурового станка. Обычно это самоходные буровые установки (СБУ) или передвижные установки (ПБУ).

В сборную буровую установку входят самостоятельные единицы бурового оборудования, выпускаемые отдельно (обычно – буровой станок, буровой насос, буровая мачта или вышка).

3 Буровой агрегат –комплект оборудования для бурения скважин, включающий буровой станок,буровой насос, иногда компрессор,с приводными двигателями.

4 Буровой станок– единица оборудования, состоящая из механизмов, обеспечивающих выполнение операций по бурению и оборудованию скважин

5 Буровой насос – насос, предназначенный для подачи на забой скважины промывочной жидкости или участвующий в создании и подачи на забой газожидкостных смесей. (Неверно – «грязевый насос», «промывочный насос»).

6 Буровая мачтаиливышка –сооружение, входящее в состав буровой установки предназначенное для выполнения спуско-подъемных операций с буровым снарядом, обсадными трубами, и для других грузоподъемных работ,

а также для направления движения подвижного вращателя, (в станках с подвижным вращателем).

7 Буровой инструмент —группы инструмента, участвующие в бурении и оборудовании скважины, а также применяющиеся для выполнения вспомогательных работ, связанных с бурением, специальных и аварийных работ в скважине. Буровой инструмент подразделяется на технологический, вспомогательный, аварийный и специальный.

8. Технологический буровой инструмент –группа инструмента непосредственно участвующая в процессе бурения.

9. Вспомогательный буровой инструмент – инструмент, применяющийся для работы с технологическим инструментом (главным образом для спуско-подъемных операций, сборки и разборки технологического инструмента).

10. Аварийный буровой инструмент –инструмент,предназначенный для ликвидации аварий в скважине.

11. Специальный буровой инструмент – инструмент для выполнения специальных работ в скважине (Закрепление стенок скважины, инструмент для направленного бурения и инструмент для борьбы с осложнениями в скважине).

Геологоразведочные скважины на твердые полезные ископаемые в абсолютном большинстве проходятся с помощью механического вращательного бурения с циркуляцией очистного агента. Геологоразведочные скважины на ТПИ с диаметрами ствола скважины от 46 мм до151мм (диаметры скважин 26 и 36 мм применяются очень редко, только для очень маленьких скважин при поисково-съемочных работах), имеют глубины от первых десятков до 3500 м (в нашей стране). Самая глубокая геологоразведочная скважина на ТПИ пробурена в Ю.А.Р. в 1986 году и имеет глубину 5442 м!

Процесс бурения (углубки) скважины заключается в разрушении породы на забое скважины вращающимся породоразрушающим инструментом (ПРИ), вращение на которой при бурении на ТПИ передается от бурового станка с поверхности с помощью колонны бурильных труб. Следовательно, ПРИ и бурильные трубы играют не менее ответственную роль, чем буровой станок.

Для лучшего понимания функционирования технических средств бурения геологоразведочных скважин, изучение их целесообразнее начинать с технологического бурового инструмента, после чего более понятно устройство и функциональность бурового оборудования.

1. Буровой инструмент.

Буровой инструмент – это совокупность технических средств, (кроме оборудования и сооружений), используемых в процессе бурения скважины, при выполнении вспомогательных операций и специальных работ в скважине, а также для преодоления геологических осложнений и ликвидации аварий в скважине. В соответствии с назначением буровой инструмент делится на четыре группы: технологический, вспомогательный, специальный и аварийный.

Дата добавления: 2016-06-18 ; просмотров: 1707 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

источник