Курсовая работа. БУРОВАЯ ВЫШКА ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ГЛУБИНОЙ 1800 м

Буровая установка, выбор класса буровой, определение параметров буровой вышки, определение вертикальных нагрузок на вышку, подбор площади сечения стержня ноги вышки, оценка монтажеспособности.

В курсовом проекте произведён анализ конструкции буровых вышек, применяемых при бурении нефтяных и газовых скважин, рассмотрены технические характеристики и конструктивные особенности буровых вышек.
Произведён расчёт параметров буровой вышки, рассмотрена методика монтажа и технического обслуживания буровой вышки.
Курсовой проект выполнен согласно нормам ЕСКД.

1.4 Анализ конструктивного исполнения
 
Правильный выбор буровых сооружений во многом способ¬ствует ускорению строительства буровой и транспортировке на другую точку бурения, а также рациональному расходу и использованию металла. Правильный выбор буровых сооруже¬ний и особенно укрытий обеспечивает нормальную работу ус¬тановки в районах с умеренным климатом, в северных райо¬нах, на Крайнем Севере, в Заполярье, в условиях низких тем¬ператур, достигающих - 50 °С, длительных полярных ночей и ураганных ветров.
Буровые установки Уралмаш ЗД-76 и Уралмаш 4Э-76 по¬ставляются без буровых сооружений. Для этих установок вы¬бор буровых сооружений и увязка их с основным оборудова¬нием, поставляемым заводом, и оборудованием приготовления и очистки растворов и желобной системой производится специ¬ализированными организациями, определяющими строительство буровой. Основное оборудование этих установок рассчитано на ручную расстановку свечей и применение башенных вышек с размерами основания 10 м.
Буровые установки типа Уралмаш 3000, 4000, 5000 и Урал¬маш 200-IV Уралмашзавод поставляет комплектно с вышкой, основанием, укрытиями, мостками и стеллажами для труб.
Буровые стационарные установки Уралмаш 300Э, Уралмаш 300ДЭ и Уралмаш 15000 поставляют комплектно с вышкой, основанием, мостками, стеллажами для труб, укрытием только рабочей площадки на основании и колоннами с подкрановыми балками для мостовых кранов. Укрытие привышечных соору¬жений проектирует специализированная строительная органи¬зация с учетом использования имеющихся в районе строи¬тельства буровой строительных материалов, пригодных для облицовки каркаса укрытий.
В буровых установках Уралмашзавода типа БУ-3000, БУ-4000, БУ-5000 и БУ-200-IV применяют мачтовые А-образные вышки. В буровых установках Уралмаш 300ДЭ и Уралмаш 300Э используют вышки башенные, пирамидальные, пилонной кон¬струкции, а в буровых установках Уралмаш 15000



№ докум.

вышки башенной конструкции, но с вертикальными колоннами. Зад¬няя грань этой вышки опирается на портал, укрепленный ан¬керными болтами на фундаменте. Все вышки, применяющиеся в перечисленных буровых установках, рассчитаны на расста¬новку свечей с помощью комплекса механизмов АСП. Исклю¬чение составляют вышки буровых установок БУ-300ДЭ, БУ-300Э, в которых предусматривается дополнительно и расста¬новка свечей с помощью двухэтажной подвижной люльки, смонтированной на одной из граней вышки.
Мачтовые А-образные вышки применяют в бу¬ровых установках Уралмашзавода типа БУ-3000, БУ-4000, БУ-5000 и БУ-200-IV. По конструктивным решениям, по способу монтажа, подъема (спуска) и обслуживанию они идентичны, так как рассчитаны на использование свечей длиной 24 м, рас¬станавливаемых с помощью комплекса механизмов типа АСП.
На рисунке 1 изображена мачтовая, А-образная вышка, которая имеет две сварные решетчатые колонны 3 прямо¬угольного сечения, выполненные из труб. Исключение состав¬ляют только вышки ВБА-41-170, применяющиеся в буровых ус¬тановках типа Уралмаш 3000, колонны которых в сечении представляют равнобедренный треугольник. Вышки спроекти¬рованы так, что основание 2 размещается между колоннами. Вышки имеют два подкоса 10, удерживающие их в вертикаль¬ном положении. Вышка имеет портал, с помощью которого ее поднимают пли опускают в горизонтальное положение. Устой¬чивость вышек обеспечивают четыре растяжки. Для обслужи¬вания механизмов, смонтированных на вышке, предусмотрены площадки. Для подъема на эти площадки внутри или снаружи колонны укреплены лестницы, а наверху — козлы 6 для демон¬тажа кронблока.
Колонны вышки шарнирно опираются на стойки, приварен¬ные к балкам 1 основания. Вверху колонны вышки соединя¬ются (привариваются) с подкронблочной рамой 7 или непо¬средственно привариваются к раме кронблока.
Вышку центрируют подкосами 5 и стяжками 4. Вышки имеют балконы 9, на которых установлены тележки механизма расстановки свечей комплекса механизмов АСП и магазины 8, рассчитанные на размещение свечей в количестве, обеспечи¬вающем бурение скважин на рекомендуемую ГОСТом



№ докум.

глубину для данного типа буровых установок.
Подкосы 10 в верхней части соединены с вышкой шарнирно, а в нижней части опираются на подвижные опоры, укреплённые на основании. Опоры с помощью винта могут перемещаться в горизонтальной плоскости и придавать вышке требуемое вертикальное положение.
Секции вышки сварены из труб диаметром 140 мм с толщиной стенки 8мм, а решетка – из 76-мм труб с толщиной стенки 5 мм. В стыках секций к 140-мм трубам приварены фланцы для соединения секций болтами.
Долговечность и работоспособность агрегатов и узлов буровых установок зависят от системы смазки и смазочных материалов, а также от качества и своевременности смазки.
В агрегатах буровых установок применяют густую, жидкую заливную и жидкую циркуляционную под давлением смазки. Все подшипники трансмиссий групповых приводов, подшипники приводных станций буровых насосов всех буровых установок, валов лебёдок, шкивов кронблоков, талевых блоков, крюкоблоков и автоматических элеваторов, а также вертлюги, шарниры карданных соединений и другие узлы смазывают отдельно каждый при помощи ручных шприцев.
Буровые установки по типу привода лебедок, ротора и буровых насосов классифицируются следующим образом: для бурения в не электрифицированных районах: с дизельным приводом (дизелем, дизель – гидравлическим); для бурения в электрифицированных районах: с электрическим (переменного, постоянного токов).
Основные задачи всех силовых приводов – плавный запуск лебедки, ротора и насосов, изменение режима работы этих агрегатов в широком диапазоне, автоматизация спуска и подъема бурильной колонны.
 За исправным состоянием каната должен быть установлен си-стематический тщательный контроль.
На барабане лебедки при самом нижнем положении талевого блока должно
оставаться не менее трех витков каната.
Все болтовые соединения вышки и узлов, устанавливаемых на вышке,


№ докум.

должны быть надежно затянуты, законтрены и зашплин¬тованы.
Выхлопные трубы от двигателей внутреннего сгорания должны быть выведены на расстоянии не менее 15 м от устья скважины с со¬блюдением условий, исключающих возможность попадания выхлоп¬ных газов в машинное отделение и на пост бурильщика, топливо-маслоустановка должна располагаться не ближе 40 м от буровой.

1.5 Постановка задачи разработки проекта структурной и конструктивной схем.

Целью проекта является расчет буровой вышки, выбор базовой комплектации и повышение эффективности монтажа вышки. Способ монтажа буровой вышки, включающий укладку друг на друга граней вышки шарнирно связанных между собой в головной части, соединение опор одной из граней вышки с опорной рамой, подъем верхней грани путем поворота рамы тяговым средством и подъем вышки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности монтажа и техники безопасности за счет сокращения работ на большой высоте, нижнюю грань вышки помещают на средства перемещения, с опорной рамой соединяют верхнюю грань вышки и перемещают нижнюю грань вышки по направлению к раме одновременно с поворотом рамы тяговым средством до совмещения опор нижней грани с рамой.

1.6 Эскизная проработка узла конструкции

Целью усовершенствования является повышение эффективности монтажа и техники безопасности при монтаже вышки за счет сокра¬щения работ на большой высоте.
На рисунке 2 показано положение гра¬ней вышки между собой и относительно рамы.
Грани буровой вышки 1 и 2, уложенные друг на друга со сдвигом в, связаны между собой парными пятами 3, а также тягами 4 и 5, расположенными

№ докум.
соответ¬ственно на верхней и нижней гранях выш¬ки. Размещенная перед уложенными граня¬ми вышки рама 6 связана шарниром 7 с верхней гранью вышки 2. Нижняя грань вышки имеет шарнирную опору 8, которая в процессе монтажа соединяется с соот¬ветствующим углом на опорной раме 6. Парные тяги 3, 4 и 5 связаны с граня¬ми вышки посредством шарниров 9—11. Рама 6 связана с тяговым средством — ле¬бедкой 12. Грани вышки уложены на сред-ства 13 перемещения, например катки, а меж¬ду гранями вышки размещены деревянные проставки 14.
Монтаж буровой вышки осуществляют следующим образом.
Перед рамой выставляют средство пере¬мещения, например катки 13, на катки ук¬ладывают нижнюю грань 1, через деревян¬ные проставки 14 на нижнюю грань 1 вышки укладывают верхнюю грань вышки 2 со сдвигом в, близким или равным высоте подъема верхней грани вышки над нижней. Грани вышки соединяют между собой с возможностью подъема и вращения с помощью парных тяг 3, имеющих длину в. Тяги 3 соединяют с верхней и нижней гранями вышки с возможностью вращения вокруг шарниров 9. Тяги 4 и 5 располагают со¬ответственно на верхней и нижней гранях вышки, при этом одним концом в шарни¬рах 10 и 11 соединяют с возможностью вращения. Раму 6 наклоняют плоскостью соединения с опорами вышки вниз до сое¬динения с опорами верхней грани вышки в шарнире 7. Поворачивая раму с закреп¬ленными на ней опорами, поворачивают и верхнюю грань 2 вышки над нижней 1, но поворот этот происходит с одновремен¬ным сдвигом обеих граней вышки до прибли-жения опор нижней грани 1 вышки к раме 6. Раму 6 останавливают с помощью имею¬щегося грузоподъемного средства на мон¬тажной площадке. Верхнюю грань вышки 2 поднимают над нижней 1, поворачивая ее вокруг шарнира 7, на вы¬соту тяги 3, за счет этого нижнюю грань вышки продвигают до соединения ее опор с рамой 6 в шарнире 8. Фиксируют шарнир 8, тягу 4 опускают вниз, тягу 5 поднимают вверх. Все тяги фиксируют и получают жесткую не изменяемую конструкцию вышки
После монтажа самой вышки осуществля¬ют монтаж подкронблочной площадки, бал¬конов и так далее. Затем вышку с рамой поднимают.

№ докум.

При демонтаже вышки используют все те же операции, только в обратном порядке.

1.7 Патентные исследования

Патентные исследования проводятся с целью определения технического уровня и тенденции развития объектов техники, их патентоспособности и патентной чистоты на основе научно-технической информации.
В таблице 2 приведён технический уровень и тенденции развития буровых вышек.