Дипломный проект-Графическая часть-Схема размещения оборудования буровой установки БУ 2500/160ДГУ-М, Вибровал, Теплообменник, Сито вибрационное, Сито вибрационное после модернизации, Патентно-информационный обзор, Схема циркуляции бурового раствор

В связи с выбранной темой из данного вида оборудования рассмотрим более подробно вибрационные сита.
Вибрационное сито предназначено для очистки промывочной жидко-сти от выбуренной породы при бурении нефтяных и газовых скважин.
Для буровых предприятий в комплекте буровых установок заводы предлагают следующие разновидности вибрационных сит: ВС-1; СВ-1Л; ВС-11; СВ-12-01 и кассетно-модульное сито СКМ-1( рисунках 12, 13-16).
Сравнительные данные по техническим характеристикам отечествен-ных вибросит приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Сравнительные характеристики отечественных вибросит
Основные
параметры Типы вибросит
 ВС-1 СВ1Л ВС-11 СВ12-1*** СКМ-1
1. Пропускная спо-собность, макс л/с 38 45 30*, 60** 30 70
2. Минимальный размер удаляемых частиц, мм 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16
3. Рабочая поверх-ность кассеты, м кв. 2,67 2,8 2,4 1,65 2х1,3
4. Частота колебаний вибратора в мин 1130 1320 1184 1240 1202
5. Амплитуда коле-баний, мм 3,7±0,7 1...2 3,5 2,5..3 ≤ 5
6. Установленная мощность,кВт 3 3 2,2 3 1,52
7. Наработка до отка-за, ч 1500 1800   
8. Ресурс до капи-тального ремонта, ч 5000 10000   
9. Габариты, м LxBxH 3000х1850х
х1640 3000х1760х
х1085 3110х1650х
х1130 2250х1750х
х800 3000х1500х
х1100
10. Масса, кг 2160 2000 1500 800 960
Примечания: Пропускная способность для ВС-1 показана в случае применения воды. Во всех других случаях – для глинистого раствора плотностью 1, 2г/см куб.2. *при ячейках 0,16х0,16; **при ячейках 0,55х0,55; ***на буровых установках с высотой основания до 4,5м

Серийно выпускаемое по ТУ 39-01-08-416-78 (5276.00.00) Краснодар-ским заводом «Нефтемашремонт» вибрационное сито ВС-1 (рисунок 1.12) представляет собой устройство с двумя последовательно установленными кассетами с ситовыми полотнами, которые имеют рабочую поверхность кас-сеты 2,67м2 при ширине сетки 1300 мм и 1,8 м2 при ширине1000 мм. Мате-риал сетки – проволока тканная нержавеющая из стали XI8Н1 ОТ. Виброси-та комплектуются кассетами-сетками с размерами ячеек, мм: 0,9 х 0,9; 0,55 х 0,55;
0,40x0,40; 0,25 x 0,25; 0,16 х 0,16. Угол наклона кассет к горизонту, в радиан (град): первой -0, второй - 0,087 (-5°).

1 - станина; 2 - основание сетки; 3 - приемная емкость; 4 - распорка; 5 - боковина;
6 - кассета; 7 - рама привода; 8 - рама вибрирующая; 9 - пружина; 10 - тумба;
11 - лист; 12 - заслонка; 13 - поддон; 14 - полоз; 15 - поперечина; 16 - входной патрубок; 17 - станция смазки; 18 - распределитель; 19 - рычаг; 20 - цепь; 21 - клеммная коробка;
22 - кнопочный пост; 23 – шибер.

Рисунок 1.12 – Вибрационное сито ВС-1

Вибросито ВС-1 устанавливается на емкости блока очистки ЦС или на отдельном блоке таким образом, чтобы основание его было расположено ниже врезки растворопровода от устья скважины не менее чем на 1,3 м (РД 39-2-443-80). Указанная разность отметок позволяет обеспечить расход рас-твора (пропускную способность кассет вибросита) через вибросито 0,055 м3/с (55 л/с). При необходимости повышения пропускной способности вибросита эту разность отметок следует увеличить, определяя по эмпириче-ской формуле

Qi =48,2/W,     (1.1)

где  Qi - искомый расход, л/с;
W- расстояние от выхода раствора с устья до основания вибросита, м

На очистном блоке у вибросита необходим подвод воды для смывания шлама с поверхности сеток и орошения сеток перед началом работы. При работе с утяжеленным раствором также необходим подвод сжатого воздуха. Если циркуляция приостанавливается больше, чем на 15 минут, сетки вибро-сита необходимо очистить от бурового раствора и остатков шлама; для утя-желенных растворов очистка производится струей сжатого воздуха, для неутяжеленных - струей воды. Для эффективной работы вибросита необхо-димо правильно выбрать сетку, обеспечивающую прохождение всего объема прокачиваемого раствора.


В случае обвязки вибросита при помощи желобов (рисунок 1.14) ис-пользуют подающий желоб 3 и два подводящих желоба 4, Каждое вибросито имеет свой подводящий желоб, который оснащен шиберной заслонкой и за-канчивается соединительным люком 5 с площадью живого сечения не менее 0,05 м2. Очищенный раствор после вибросита поступает в емкость 2 поверх-ностной циркуляционной системы, а шлам сбрасывается с вибросита и уда-ляется в отвал по транспортному желобу
К вибрационному ситу должны быть подведены водяная и воздушная линии для орошения и очистки поверхностей сеток от остатков раствора, шлама, соли, нефти и т. д. При монтаже вибросита на емкости необходимо следить за его горизонтальным положением. Вибросито надо смазывать один раз в месяц, причем расход смазки за 30 ч работы должен составлять около 100 см3.

1 – виброрама ; 2 – механический домкрат; 3 – дебалансы раздвижные;
4 – пластина сливная; 5 – сетка.

Рисунок 1.15 – Вибросито ВС-1Л

Сито вибрационное с линейными колебаниями СВ-1Л (рисунок 1.13) имеет ряд сборочных единиц, унифицированных с ВС-1, но имеет по сравне-нию с ним принципиальные отличия в конструкции вибратора, что позволяет производить очистку увеличенных объемов бурового раствора, сброс более сухого шлама и повысить степень очистки буровых растворов.
Для любых возможных ситуаций бурения вибросито настраивается пу-тем изменения угла наклона виброрамы 1, амплитуды колебаний и других особенностей. Угол наклона виброрамы регулируется двумя механическим домкратами 2, чем обеспечивается угол наклона от +3° до -5°. Это позволяет избежать ухода бурового раствора в отвал и получить шлам пониженной влажности.
Изменение амплитуды колебания от 0 до 2 мм осуществляется простой раздвижкой дебалансов 3, что позволяет менять линейную траекторию дви-жения виброрамы с ускорением от 3 g до 6 g. Это обеспечивает увеличение пропускной способности и стойкости ситевых кассет (увеличение срока службы сеток на 30-40%) по сравнению с виброситом ВС-1.
Виброрама вибросита СВ-1Л совершает линейные колебания под уг-лом 45° к горизонтали за счет вращения в противоположном направлении двух дебалансов 3. Этот метод улучшает продвижение шлама в отвал.
Растворосливная пластина 4 рассеивает энергию падающего на сетку 5 бурового раствора, что распределяет поток более равномерно по задней ча-сти сетки и увеличивает ее долговечность.


1 – электродвигатель; 2 – станина; 3 – амортизатор; 4 – муфта эластичная; 5 - вибратор;
6 – рама вибрирующая; 7 – узел крепления; 8 – пневморукав; 9 – кассета.

Рис 1.16 – Вибросито ВС-11

Виброситом ВС-11 оснащены ЦС буровых установок завода ВЗБТ. Они легче вибросита ВС-1 в 1,44 раза, конструкция проще, требует малой мощности привода вибратора, предусмотрена продувка ячеек сита сжатым воздухом с помощью пневматических рукавов, проложенных под кассетой. Однако пропускная способность ВС-11 ниже в 1,23раза, чем у ВС-1.



1 – рама вибрирующая; 2 – бак распределительный; 3 –привод вибрирующей рамы;
4 – основание; 5 – амортизатор; 6 – кассета.

Рисунок 1.17 – Вибросито СВ-12-01

Вибросито СВ-12-01 входит в комплект ЦС буровых установок с высо-той основания более 4,5 м, выгодно отличается компактной компоновкой, она короче, чем ВС -1 на 750мм, ниже на 840мм, меньше по ширине на 100мм, а масса соответственно меньше в 2,7раза . Отличается малой площа-дью рабочей поверхности кассеты –на 1кв. м меньше, чем у ВС -1, тем не ме-нее пропускная способность меньше всего лишь на 23,3%.


1 – рама вибрирующая; 2- вибратор; 3 – пружина; 4 – станина.

Рисунок 1.18 – Кассетно-модульное сито СКМ – 1

Наиболее эффективные рабочие параметры имеет кассетно-модульное сито СКМ – 1, обладающее из всех сит максимальной пропускной способно-стью – 70л/с, при относительно малой массе -900кг. Оно отличается ориги-нальным решением вибросистемы, заключающимся в использовании двух идентичных вибрационных модулей, размещаемых на разных уровнях. Это позволяет использовать одновременно сетки с разными размерами ячеек, а также регулировать настройку величины и направления параметров колеба-тельных движений сит. Простота компоновки сборочных единиц повышает надежность оборудования. Обращают внимание малая потребляемая мощ-ность вибратора – всего 1,5кВт и более высокая амплитуда колебаний – 5мм.
Анализ серийных конструкций отечественных вибросит свидетельству-ет о существенном повышении их технического уровня в последние годы, ко-торое выражается в значительном снижении их габаритов и масс при одно-временном улучшении рабочих характеристик, надежности, а также условий их эксплуатации и обслуживания.

Вибросита ВС-1, входящие в состав БУ2500/160ДГУ-М, как было по-казано выше, имеют габариты и массу, значительно превосходящие другие конструкции вибросит, что резко снижает их технологичность в изготовле-нии, эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте. В моей работе будет выполнена попытка на основе прочностных расчетов уменьшить массу вибросит (Чертеж, лист 4). При анализе вала можно прийти к выводу, что наиболее ненагруженной частью является центральная его часть. Предлагаю уменьшить диаметр центральной части вала со 140 до 90, что значительно уменьшит металлоемкость вала и системы вибровала в целом.
Опыт эксплуатации вибросит ВС – 1 на установках БУ2500/160ДГУ-М в зимний период показывает также, что одним из их основных недостатков является слишком долгий запуск вибросита после остановки циркуляции бу-рового раствора. Причина такого долгого запуска является замерзание бу-рового раствора в вибросите, и для нормального запуска вибросита затра-чивается значительная часть времени на разогрев обледеневшей кассеты и вибросита в целом. Данное обстоятельство связано с недостаточно эффектив-ной системой утепления блока очистки установок БУ2500/160ДГУ-М, нахо-дящихся в данное время в эксплуатации. Для уменьшения времени запуска вибросита в зимний период предлагаю установить на нем теплообменник (Чертеж , лист3), предотвращающий замерзание бурового раствора во вре-мя остановки буровой, и , соответственно, исключающий разогрев виброси-та и замерзшего бурового раствора. Особенностью этого предложения явля-ется то, что теплообменник будет отключаться на время остановки буровой, так как если буровой раствор перестанет циркулировать по приемной емко-сти вибросита, а теплообменник будет работать, то на дне вибросита будет образовываться затвердевший буровой раствор, что будет ухудшать тепло-проводность и текучесть бурового раствора по приемной емкости. А за 10 минут до начала работы вибросита мы запускаем теплообменник, который растапливает лед и приводит вибросито в готовность для дальнейшей рабо-ты. При установке теплообменника обязательно надо предусмотреть наклон вибросита (примерно 5%) для более качественного сливания воды при оста-новке теплообменника. Так как если мы этого не сделаем, вода в теплообмен-нике может замерзнуть, что приведет в негодность всю систему обогрева.