Агрегат ремонтно-буровой АРБ-100-Дипломная работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин

Агрегат ремонтно-буровой АРБ-100-Дипломная работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин.
В дипломном проекте проанализированы достоинства и недостатки скважин предельно малого диаметра. Подобрана новая буровая установка для бурения скважин предельно малого диаметра.
Целью данного дипломного проекта является модернизация технических средств для бурения скважин предельно малого диаметра. В данном случае это повышение эксплуатационной стойкости, эффективности работы алмазной коронки и механической скорости бурения.
Проведены необходимые расчеты на прочность бурильных труб и гидродинамика движения промывочной жидкости. Разработаны и рассчитаны безопасность и экологичность проекта. Выявлена экономическая эффективность бурения скважин предельно малого диаметра.
Настоящий дипломный проект содержит___листов графической части, ____листов пояснительной записки. При работе над проектом использована информация____литературных источников.
По нашему мнению, целесообразно поменять буровую установку БУ 2500/160 ДГУ, предложенную в проекте Асанской параметрической скважины, на агрегат ремонтно-буровой АРБ-100 при строительстве скважины. Агрегат состоит из следующих основных блоков: подъемный блок основан на полноприводном шасси высокой проходимости БАЗ-69096 или КЗКТ-8014; блок бурового основания и приемных мостков на трехосном прицепе ОЗТП-84703В.
Агрегат ремонтно-буровой АРБ-100 имеет ряд преимуществ по сравнению с буровой установкой БУ 2500/160 ДГУ:
- мобильный, основан на базе полноприводного шасси высокой проходимости, что является немаловажным фактором, если участок бурения находится в отдаленных и болотистых местностях;
- размер буровой площадки меньше, т.е. для установки комплекса требуется меньшая площадь под вырубку леса, что с экологической точки зрения является большим плюсом;
- уровень шума при работе агрегата ниже чем, при бурении установкой БУ 2500/160 ДГУ, т.е. он несет меньшую шумовую нагрузку на организм работающего персонала. Это объясняется меньшей мощности АРБ-100;
Тогда, буровой комплекс для бурения скважины малого диаметра должен включать в себя следующие компоненты: агрегат ремонтно-буровой АРБ100; циркуляционная система закрытого типа; два буровых насоса; противовыбросовое оборудование с пультом управления; цементировочный агрегат; электростанции (основная и аварийная); датчики технологических параметров.

6.3.1 Агрегат ремонтно-буровой АРБ-100

Агрегат АРБ-10 - предназначен для бурения ротором и забойными двигателями, освоения, ремонта и восстановления нефтяных и газовых скважин.
Условная глубина скважин при ремонте и освоении - 5000 метров (НКТ 14 кг/м). Условная глубина бурения скважин - 2500 метров (при бурении колонной 28 кг/м).
Комплекс КССК-95 предназначен для разведочного бурения на твердые полезные ископаемые, а также бурения параметрических, поисковых и разведочных скважин на нефть и газ глубиной до 4500 м алмазными коронками с отбором керна и сплошным забоем шарошечными долотами диаметром 95 мм.
Состав комплекса: колонна бурильных труб и УБТ; набор колонковый, включающий съемные взаимозаменяемые снаряды для гидроударного и для вращательного бурения; породоразрушающий инструмент; лебедка и грузоподъемные принадлежности; аварийный инструмент; ловитель.

Модернизируемая алмазная коронка имеет ряд существенных недостатков:
малая механическая скорость бурения, обусловленная с использованием в качестве подрезных элементов твердосплавных стержней большого диаметра;
значительный исход дорогостоящей матрицы;
быстрая «потеря» диаметра из-за значительных нагрузок, действующих на опережающие подрезные алмазы в каждом секторе что объясняется нерациональной схемой размещения подрезных алмазов как по наружному, так и по внутреннему диаметру.
Отсюда следует, что требуемый технический результат заключается в обеспечении алмазной коронки более высоких потребительских свойств, а именно повышение эксплуатационной стойкости коронки и механическую скорость бурения ею за счет более рационального размещения в рабочем секторе коронки алмазов по их размерам и прочности и связанного с этим повышения эффективности разрушения породы и выноса разрушенной породы (шлама) с забоя, повышение эффективности работы коронки путем сохранения заданного скважины в течении всего времени работы коронки.
За основу модернизации взяты полезные модели, авторские свидетельства No RU 2269638 C2 и No RU 2287658 C1, где указаны решения поставленных задач.
Решение поставленной задачи о повышении потребительских свойств обеспечивается тем, что в алмазной буровой коронке, включающей корпус и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными каналами на рабочие сектора с набегающей и сбегающей частями, рабочий сектор по ходу вращения делится на набегающую и сбегающие части в пропорции (1,4-1,6):(0,6-0,4), которые армированы алмазами различного размера, причем набегающая часть сектора армирована алмазами меньшего размера, а сбегающая часть армирована алмазами большего размера. При этом прочности на сжатие алмазов набегающей и сбегающей частей сектора связаны соотношением:

P1=K-P1

где Р1 - прочность на сжатие алмазов набегающей части сектора коронки;
Р2 - прочность на сжатие алмазов сбегающей части сектора коронки;
К - коэффициент, зависящий от физико-механических свойств буримых горных пород (К= 1,1-1,6).
Благодаря тому, что рабочий сектор по ходу вращения делится на набегающую и сбегающие части в пропорции (1,4-1,6):(0,6-0,4), которые армированы алмазами различного размера, причем набегающая часть сектора армирована алмазами меньшего размера, а сбегающая часть армирована алмазами большего размера, при бурении зернами меньшего размера обеспечивается образование зоны предразрушения в горной породе и улучшаются условия работы алмазных зерен большего размера, вследствие чего они проникают в породу на заданную глубину и регулируют глубину резания алмазами меньшего размера. Это способствует повышению эффективности разрушения горной породы и увеличению механической скорости бурения коронкой.
Поставленная техническая задача о повышение эффективности работы коронки решается тем, что в алмазной буровой коронке, включающей корпус и алмазосодержащую матрицу, разделенную промывочными пазами на секторы, армированные наружными и внутренними подрезными и объемными алмазами, согласно изобретению в вертикальной плоскости подрезные алмазы в каждом 25 секторе установлены по наклонной линии, причем начало линии, находящееся в передней части сектора смещен по высоте относительно другого конца линии в сторону присоединительной резьбы.
Решению поставленной технической задачи способствует также и то, что подрезные алмазы каждого сектора имеют разную износостойкость, увеличивающуюся от передней части сектора к задней.
Благодаря такому выполнению алмазной буровой коронки осевые и окружные усилия, передаваемые на нее, обеспечивают эффективное разрушение горной породы и ее удаление с забоя при минимальном износе рабочей части коронки и предложенная схема установки подрезных алмазов позволяет увеличить проходку на коронку без «потери» диаметра скважины, что имеет особое значение при бурении глубоких скважин.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решении заключается в повышенной эксплуатационной стойкости коронки и механической скорости бурении ею горных пород.
Экономический эффект на одну коронку составляет 1500 руб.
В результате анализа достижений научно-технического прогресса и практики бурения на нефть и газ и геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые, а также зарубежного опыта, доказана актуальность и возможность использования существующей техники и технологии для бурения скважин параметрических, поисковых и другого назначения предельно малым диаметром (95 мм) на глубину 2500-5000 м.
Выявлена экономическая эффективность бурения скважин предельно малого диаметра. Расходы сокращаются примерно на 20%.
На основании проведенных расчетов сформулированы требования к техническим средствам, и, на основании эти требований, подобран комплект наземного оборудования и технических средств для бурения скважин ПМД.