Все разделы / Нефтяная промышленность /


Страницу Назад
Поискать другие аналоги этой работы

За деньгиЗа деньги (3499 руб.)

Модернизация превенторного блока противовыбросового оборудования ПВО. Универсальный превентор ПУ1-230х35-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Дата закачки: 08 Августа 2016
Продавец: Desilter777
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Работа Курсовая
Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), КОМПАС, Microsoft Word
Сдано в учебном заведении: ИНиГ

Описание:
Модернизация превенторного блока противовыбросового оборудования ПВО. Универсальный превентор ПУ1-230х35-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
Данная выпускная работа содержит материалы разработки проекта модернизация противовыбросового оборудования, а именно его основной составной части - превенторного блока.
Рассмотрены существующие конструкции универсальных (кольцевых) превенторов, а также проведен обзор и анализ научно-технической информации и патентов по ним. По результатам анализа предлагается заменить базовую конструкцию универсального превентора на более совершенную. Это позволит улучшить ремонтопригодность противовыбросового оборудования в целом, сократить время на его техническое обслуживание и уменьшить время простоя оборудования, что, в свою очередь, позволит сэкономить денежные средства нефтяной компании
3 Противовыбросовое оборудование
Противовыбросовое оборудование (ПВО) предназначено для герметизации устья нефтяных и газовых скважин в процессе их строительства (бурения) и ремонта с целью обеспечения безопасного ведения работ, предупреждения выбросов и открытых фонтанов, охраны недр и окружающей среды [1].
Оборудование противовыбросовое, выбранное в зависимости от конкретных горногеологических условий и коррозионной активности среды, должно обеспечивать выполнение следующих технологических операций:
• надежно и быстро герметизировать устье скважины при спущенных бурильных трубах и без них;
• создавать циркуляцию бурового раствора с противодавлением на пласт и вымыва флюида из скважины по принятой технологии;
• осуществлять расхаживание и проворачивание бурильной колонны (при загерметизированном устье) для предотвращения ее прихвата;
• осуществлять подвеску бурильных труб на плашках превентора после его закрытия;
• иметь возможность монтажа дополнительного оборудования на случай открытого фонтанирования;
• контролировать состояние скважины во время глушения;
• спускать или поднимать всю бурильную колонну или ее части при загерметизированном устье скважины.
ПВО представляет собой комплекс, состоящий из сборки превенторов, манифольда и гидравлического управления превенторами, рисунок 3.1.



Рисунок 3.1 – Стволовая часть противовыбросового оборудования
3.1 Типовые схемы оборудования противовыбросового
В соответствии с ГОСТ 13862-90 существует 10 типовых схем конструкции противовыбросового оборудования.
Типовые схемы устанавливают минимальное количество необходимых составных частей превенторного блока и манифольда, которые могут дополняться в зависимости от конкретных условий строящейся или ремонтируемой скважины [1].
В типовых схемах 1 и 2 применяют превенторы плашечные с механическим (ручным) приводом. В схему 1 включен один плашечный превентор, в схему 2 – два плашечных превентора.
В схемах 3-10 – с гидравлическим приводом превенторов. Отличаются одна от другой числом и видом устанавливаемых превенторов, наличием гидравлического дросселя с отдельным пультом, а также числом устьевых крестовин, соответственно числом линий глушения и дросселирования. В таблице 3.1 отображено количество устанавливаемого оборудование в составе схем ОП.
Таблица 3.1 – Состав схем ОП
№ схемы Количество превенторов Число линий манифольда Число устьевых крестовин Наличие гидроприводного дросселя с пульта
 Всего Плашечные Универсальные   
1 1 1 - 2 1 -
2 2 2 - 2 1 -
3 2 1 1 2 1 -
4 2 2 - 2 1 -
5 3 2 1 2 1 -
6 3 2 1 2 1 +
7 3 2 1 3 2 +
8 3 2 1 2 1 +
9 3 2 1 3 2 +
10 4 3 1 3 2 +
Примечание: в схемах 8,9 и 10 установлены дополнительные задвижки в блоке дросселирования, а в схеме 10 и в блоке глушения.
Основные параметры ПВО и его составных частей соответствуют требованиям ГОСТ 13862-90 «Оборудование противовыбросовое. Типовые схемы, основные параметры и технические требования к конструкции» и данным, приведенным в таблице 3.2 [1].
Анализируя типовые схемы, можно сделать вывод, что расположены они не только в порядке увеличения количества составных элементов и усложнения конструкции, но и в порядке увеличения расстояния от устья скважины до крайней верхней точки превенторного блока.

Таблица 3.2 – Основные параметры противовыбросового оборудования
Диаметр условный прохода, мм Рабочее давление, МПа Диаметр условный прохода манифольда, для бурения, мм Номинальное давление станции гидропривода, Мпа Максимальный диаметр уплотняемых труб, мм

Условное обозначение ОП состоит из слова «Оборудование», шифра в котором отражаются обозначение типовой схемы, условный проход ОП в мм, условны проход манифольда в мм, рабочее давление в МПа, обозначение исполнения в зависемости от коррозийной стойкости и обозначения нормативно-технического документа на поставку. Корозийная стойкость обозначается в зависемости от объемного содержание газов буквами: К1 – СО2 до 6%; К2 – СО2 и H2S до 6%; К3 – СО2 и H2S до 25%. При наличии в схеме плашечного превентора с перерезывающими плашками к обозначению схемы добавляется буква «с» [1].
Пример обозначения: Оборудование ОП9с-350/80х70 К2 ГОСТ 13862-90 – ОП по схеме №9 на рабочее давление 79 МПа с условным диаметром прохода 350 мм, с перерезывающими плашками и условным проходом манифольда 80 мм для скважинной среды с содержанием СО2 и H2S до 6%.

1,2 – превенторные блоки с ручным приводом для испытания и ремонта скважин; 3-10 – превенторные блоки с гидроприводом для выполнения операций, связанных с бурением.
Рисунок 3.2 – Превенторные блоки десяти типовых схем компоновки
3.2 Превентор универсальный гидравлический
Превентор универсальный (кольцевой) предназначен для герметизации устье скважины при на¬личии и отсутствии в ней подвешенной колонны труб и обеспечивает:
• герметизацию устья скважины вокруг любой части колонны труб всех размеров в пределах размера проходного отверстия превентора, а также полное перекрытие скважины при отсутствии в ней колонны труб;
• проведение операции расхаживания в промежутках между муфтами и проворачивания колонны труб при герметизированном устье с целью недопущения прихвата;
• протаскивание колонны труб под давлением только при наличии на муфтах специальных фасок под углом 18° [12].
В серийном производстве выпускаются два типа конструктивного исполнения: ПУ1 – превентор универсальный с конической наружной поверхностью уплотнителя; ПУ2 – превентор универсальный со сферической наружной поверхностью уплотнителя.

1 – крышка; 2 – уплотнение крышки; 3 – уплотнитель; 4, 7, 9 – манжеты; 5 – корпус; 6 – плунжер; 8 – втулка, 10 – планшайба; 11 – указатель положения уплотнителя.
Рисунок 3.3 – Превентор универсальный: а – тип ПУ1; б – тип ПУ2
Корпус превентора цилиндрической формы имеет в верхней части прямоугольную резьбу для присоединения крышки, а также выточку для установки резинового кольца (манжеты 4), предохраняющего резьбовые соединения от попадания грязи. На наружной поверхности корпуса имеются зацепы, обеспечивающие возможность крепления противовыбросового оборудования на буровой с помощью оттяжек.
Крышка 1 сложной конфигурации ввинчивается в корпус с помощью прямоугольной резьбы и фиксируется в затянутом положении стопорным болтом; в торец крышки упирается уплотнитель 3 (рисунок 3.3 а).
Уплотнитель – массивное из специальной резины кольцо, армированное металлическими вставками двутавровой формы, которые придают уплотнителю значительную жесткость и уменьшают выдавливание резины, (рисунок 3.4).
Показатель надежности уплотнительных манжет – средняя наработка на отказ, по данным АзИНМАШа, составляет протаскивание 40-60 замковых соединений при длине труб 25м (1500м труб), а по промысловым данным не превышает 25-40 замков (1000м), при давлении в скважине до 15 МПа. С увеличение давления и температуры бурового раствора наработка на отказ сокращается в несколько раз.
Плунжер 6 – ступенчатой формы цилиндрическое изделие с центральным конусным отверстием, в котором установлен уплотнитель. Плунжер в средней и нижней частях имеет канавки для манжет 5 и 9.
Плунжер, корпус и крышка образуют в превенторе две гидравлические камеры, изолированные манжетами. Эти камеры через отверстия в корпусе соединены со станцией гидравлического управления. Нижняя камера предназначена для закрытия превентора, верхняя камера – для его открытия.

Рисунок 3.4 – Уплотнители ПУ: а – типа ПУ1; б – типа ПУ2
Втулка 8 предохраняет внутреннюю полость превентора от повреждений при прохождении бурильной колонны и является опорой уплотнителю при открывании превентора.
При подаче масла под давлением 10-25 МПа через отверстие в корпусе в закрывающую полость плунжер перемещается вверх и конусной поверхностью обжимает уплотнитель, смещая его к центру скважины до полного обхвата трубы или перекрытия устья скважины. Давление скважинной среды, возникающее на устье скважины, сообщает плунжеру дополнительное запорное усилие, обеспечивая полную герметичность (принцип самоуплотнения).
При нагнетании масла в открывающую полость закрытого превентора плунжер из верхнего положения перемещается вниз, вытесняя жидкость из закрывающей полости в сливную линию гидравлического управления. Уплотнитель при этом разжимается и принимает первоначальную форму.
После закрытия универсального превентора на трубе малого диаметра (60 мм и менее) или без трубы уплотнительный элемент возвращается в исходное положение по истечении 0,5-1 ч. Время восстановления проходного отверстия зависит от продолжительности пребывания в закрытом состоянии, температуры и сорта резины [1, 2].
Установлена следующая система обозначения универсальных превенторов: ПУ - превентор универсальный; конструктивное исполнение: с конической наружной поверхностью уплотнителя; со сферической наружной поверхностью уплотнителя; условный диаметр прохода, мм; рабочее давление, МПа; исполнение (при необходимости) в зависимости от характеристики скважинной среды.
Примеры условного обозначения универсального превентора: ПУ1-230х35 – в конструктивном исполнении 1, с диаметром прохода 230 мм на рабочее давление 35 МПа. ПУ2-350х35 – в конструктивном исполнении 2, с условным диаметром прохода 350 мм на рабочее давление 35 МПа.


Коментарии: Исходя из анализа конструкций серийно выпускающихся превенторов, схем монтажа противовыбросового оборудования и патентно-информационного анализа мы приняли решение заменить превентор ПУ1 230/80х35 на более технологичную конструкцию по авторскому свидетельству RU 2197282 (рисунок 5.2).
Универсальный превентор ПУ1 230х35 изготовлен литьем из стали 20ХГС, общий вид конструкции представлен на рисунке 5.1.


1 – крышка; 2 – уплотнитель; 3 – корпус; 4 – плунжер
Рисунок 5.1 – ПУ1 230х35
Недостаток такого конструктивного исполнения превентора заключается том, что замедляется процесс замены эластичного уплотнителя вследствие большой трудоемкости выкручивания крышки превентора.

Разрабатываемая нами новая конструкция универсального превентора отличается разъемным исполнением корпуса и основания, которые имеют в месте разъема кольцевые проточки и установленное в них разрезное кольцо, поджимаемое фланцем, жестко связанным с основанием. Изменен способ крепления крышки к корпусу превентора. Сферическая форма уплотнительного элемента является наиболее совершенной по сравнению с конической.


1 – крышка; 2 – проушина; 3 – кольцевой уплотнитель; 4 – кулачок; 5 – винт установочный; 6 – корпус; 7 – плунжер; 8 – разрезное кольцо; 9 – фланец; 10 – винт; 11 – основание, 12 – уплотнительные кольца.
Рисунок 5.2 – Конструкция модернизированного превентора
Корпус, вы¬полнен из стали 30 ХГС в виде цилиндра 6, в верхней части которого расположен внутренний бурт.
Крышка 1, имеет сферическую внутреннюю по¬верхность, взаимодействующую с арми¬рованным уплотнителем 3. Крышка 1 установлена в верхней части корпуса 6 до бурта и зафиксирована с помощью шести кулачков 4, закреп¬ленных винтом на установочном вин¬те 5. Винты зафиксированы штифтом. Крышка отливается из стали 30 ХГС.
В нижней части цилиндра 6 установлен кольцевой плунжер 7 с Z-образной образующей, который с цилиндрической поверхнос¬тью корпуса 6 и нижним торцом бурта образует камеру открывания, а камеру закрывания – с цилиндри¬ческой поверхностью корпуса и осно¬ванием 11. Для герметизации плунжера 7 уста¬новлены, уплотнительные кольца 12.
Основание 11 выполнено в виде ступенчатого цилинд¬ра из стали марки 30ХГС, устанавливается с нижнего торца корпуса 6 и закрепляется разрезным кольцом 8, установленным на внутренней поверхности корпуса 6 в кольцевой проточке. Выступающая из проточки часть кольца 8 удерживает основание 11 от выпадения.
Фла¬нец 9, по наружному диаметру которо¬го выполнена ступень, охватывающая нижнюю выступающую часть кольца 8, жестко крепится к основанию 11 винтами 10. Таким образом, основание 11 фиксируется относительно корпуса 6.
Для закрытия превентора подается давление в камеру за¬крывания, плунжер 7 перемещается под действием давления вдоль цилинд¬рической поверхности корпуса 6 и ци¬линдрической поверхности бурта вверх, сжимая армированный уплотни¬тель 3 по сфере крышки 1, перекрывая внутреннее отверстие превентора.
Для открытия превентора в камеру открывания подают давление, плун¬жер 7 перемещается вниз, армирован¬ный уплотнитель 3 под действием упру¬гих сил возвращается в исходное по¬ложение, скользя вдоль сферы крышки 1.
При эксплуатации универсального превентора возможна замена уплотните¬ля 3. В этом случае вращают винты 5, и кулачки 4 отодвигаются от центра до упора их в корпус 6. Снимают крыш¬ку 1, а затем уплотнитель 3.
Также возможна замена уплотнительных колец 12 или плун¬жера 7 для чего снимают фланец 9, освобож¬дая его от крепления с основанием 11 винтами 10, и разрезное кольцо 8. Затем снимают, приподнимая относитель¬но основания 11 корпус 6, при этом крышка 1 и уплотнитель 3 не демонти¬руются с корпуса 1, и производят не¬обходимую замену и ремонт.
Так как появляется возможность разделить разборку превентора на верхнюю и нижнюю часть, то отверстие под крышку и размеры крышки можно умень¬шить. При этом снижается металлоемкость, так как крышка несет меньше нагрузки вследствие того, что бурт замыкает полость открывания и отде¬ляет ее от крышки.
Обзор научно – технической литературы и патентов свидетельствует о необходимости совершенствования ПВО и, соответственно, о наличии интенсивных поисков решений в данном направлении. На основе анализа этого обзора нами выявлено одно из самых перспективных, на наш взгляд, решений, которое позволяет решить проблему обеспечения требуемых технологичности изготовления и эксплуатации, в частности ремонтопригодности одной из самых ответственных составных частей ПВО –универсального превентора. В результате произведенной модернизации сокращается время на техническое обслуживание превентора, вследствие чего уменьшается временя простоя буровой установки.




Размер файла: 17,1 Мбайт
Фаил: Упакованные файлы (.rar)

 Скачать Скачать

 Добавить в корзину Добавить в корзину

        Коментариев: 0


Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, предложений нет. Рекомендуем воспользваться поиском по базе.

Сдай работу играючи!

Рекомендуем вам также биржу исполнителей. Здесь выполнят вашу работу без посредников.
Рассчитайте предварительную цену за свой заказ.



Страницу Назад

  Cодержание / Нефтяная промышленность / Модернизация превенторного блока противовыбросового оборудования ПВО. Универсальный превентор ПУ1-230х35-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Вход в аккаунт:

Войти

Перейти в режим шифрования SSL

Забыли ваш пароль?

Вы еще не зарегистрированы?

Создать новый Аккаунт




Сайт помощи студентам, без посредников!