Превентор плашечный гидравлический ППГ-230/80-35 ОАО «Завод Спецбуртехника»-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Превентор плашечный ППГ-230/80-35 ОАО «Завод Спецбуртехника»-Пояснительная записка содержит 102 страниц, 14 рисунков, 4 таблицы, 13 источников и 9 листов графического материала формата А1.

ПРЕВЕНТОР ПЛАШЕЧНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ, БЛОКИРОВАНИЕ ПЛАШКИ ЦЕМЕНТНЫМ РАСТВОРОМ, СОЕДИНЕНИЕ ПЛАШКА-ШТОК, ИНВЕСТИЦИИ, МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА, ЭКОЛОГИЯ.

В данном дипломном проекте рассматриваются устройства для герметизации устья бурящихся скважин с целью предупреждения выбросов и открытых фонтанов. Разработанная в проекте модернизация заключается в изменении конструкции соединения плашка-шток плашечного превентора с гидроуправлением и направлена на уменьшение затрат, и времени на его обслуживания.
Пояснительная записка включает в себя 4 раздела: техническую часть, экономическую часть, раздел по охране труда и раздел экологичности проекта. В техническую часть входят: обзор конструкции устройств для герметизации устья бурящихся скважин, обзор конструкции превентора плашечного с гидроуправлением, а также все необходимые расчеты с обеспечением работоспособности базовых узлов устройств для герметизации устья бурящихся скважин. В экономической части произведен расчет инвестиций, её экономическая эффективность, а также период окупаемости. Рассмотрены мероприятия по охране труда, направленные на обеспечение промышленной безопасности. В экологической части дан анализ загрязнения окружающей среды.
Превентор предназначен для установки на фонтанную арматуру скважин с аномально повышенным пластовым давлением, непосредственно на фланец вертикальной стволовой задвижки 80×70 или 65×70 (через переходную катушку). Рабочее давление 700 атм. позволяет использовать его при проведении работ по растеплению, работ по капитальному ремонту, расконсервации и ликвидации скважин на скважинах новых (ещё не разработанных) месторождений и пластов Крайнего СевераТюменской области. Проходной диаметр 80 мм позволяет использовать при работе трубы НКТ. 60-мм. превентор комплектуется сменными плашками под трубы четырёх размеров: 33 мм, 42 мм, 48 мм и 60 мм. Верхний и нижний торцы превентора выполнены в виде фланцев 80×70 с резьбовыми отверстиями под шпильки М27, с помощью которых он крепится к фонтанной арматуре и герметизирующей головке, устанавливаемой выше.
Корпус превентора выполнен из цельной поковки легированной стали, к которому крепятся два фланцевых узла с подшипниками вала-привода и уплотнительными элементами.
Внутри корпуса располагаются плашки необходимого размера. Вращением штурвалов по часовой стрелке плашки сдвигаются и происходит закрытие превентора. Открытие превентора происходит при вращении штурвалов против часовой стрелки, для контроля положения плашек на валах-приводах расположены диски-указатели, передвигающиеся по мере вращения штурвала. Конструкция фланцевых узлов исключает необходимость какой-либо регулировки в процессе эксплуатации, а также после проведения переборки превентора. Валы-приводы покрыты хромом, что в сочетании с автоматическим
Таблица 1.1-Габаритные размеры
Длина (по штурвалам) 960 мм
Ширина (без штуцеров) 280 мм
Высота 240 мм
Масса (не более) 200 кг
поджатием полиуретановых уплотнительных манжет тарельчатыми пружинами обеспечивает длительную эксплуатацию узла без ремонта.
В боковой поверхности корпуса расположена «рубашка» для обогрева превентора паром в зимнее время.

За прототип выбран плашечный превентор производства ОАО «Завод Спецбуртехника» г.Волгоград, предназначен для герметизации устья бурящейся скважины с целью предупреждения выброса, так как этот тип превентора используется на предприятии ОАО «Сургутнефтегаз». Превентор (рисунок 3.1) состоит из корпуса 3, крышек 1 и 6, устройства ручной фиксации плашек 9,10, и гидроцилиндров 7,8. Корпус 3 представляет собой стальную отливку коробчатого сечения, имеющую вертикальное проходное отверстие диаметром 230 мм и горизонтальную сквозную прямоугольную полость, в которой размещаются плашки.
Полость корпуса с обеих сторон закрывается откидными крышками 1, 6, шарнирно подвешенными на корпусе. Крепление этих крышек к корпусу 3 производится винтами 2. Такая конструкция превенторов позволяет быстро сменить плашки, не снимая превентора с устья бурящейся скважины.
Превентор плашечный ППГ-230/80×35 может быть укомплектован следующими плашками:
-трубными, каждая пара из которых уплотняет трубы определенного размера;
-глухими, герметизирующими скважину при отсутствии в ней инструмента.
Плашка состоит из резинового уплотнения плашки 4 и корпуса плашки 5.
Плашка в собранном виде устанавливается на Т-образный паз штока и вставляется в корпус превентора.
В процессе бурения скважины, в зависимости от условий бурения и принятых в данном районе правил и норм проводки скважины, возможны различные варианты установки плашек в превенторы.
Основные технические данные превентора, его габариты и масса указаны в таблице 3.1.
Как показывает практика, при эксплуатации превенторов плашечных с гидроуправлением ППГ-230/80×35 производства ОАО «Завод Спецбуртехника» г.Волгоград, на Витимском участке Талаканского месторождения республики Саха-Якутия, в период с апреля 2009 года по февраль 2011 года, было отмечено 5 случаев отказа оборудования.
Все случаи отказа превенторов идентичны: вследствие различных причин, после завершения цементажа колонны, наблюдалось блокирование плашек превентора цементным раствором в корпусе превентора. Дальнейшее использование превентора без устранения данной неисправности было невозможно.
Устранение такой неисправности являлось достаточно сложной процедурой. Так как шток гидроцилиндра находится в зацеплении с заблокированной плашкой, открытие дверцы превентора становится невозможным. Попытки приложения усилия, превышающего допустимое, для открытия дверцы, в ряде случаев приводили к поломке штока гидроцилиндра.
Устранение описанной аварийной ситуации на скважине Р-49 Талаканского месторождения, в октябре 2009 года заняло двое суток работы бригады слесарей по обслуживанию противовыбросового оборудования. Для продолжения эксплуатации превентора были заменены штоки гидроцилиндров.
На рисунке 3.2 показан превентор с характерной неисправностью, а на рисунке 3.3, шток гидроцилиндра, обломанный в результате приложения усилия, превышающего допустимое, для открытия дверки
Как видно из описания ситуации, блокирование плашек цементным раствором в корпусе превентора приводит к повышению затрат на обслуживание превентора, простою буровой установки, в результате чего имеет место снижение эффективности проведения буровых работ.

4.2 Описание предлагаемой модернизации превентора

Устранение описанного в разделе 3.2 отказа превентора ППГ-230/80×35, целесообразнее проводить без его демонтажа, что, при существующей конструкции соединения плашки со штоком гидроцилиндра, представляет собой достаточно трудоёмкий процесс.
Для решения проблемы предлагается изменить конструкцию соединения плашки со штоком гидроцилиндра, что позволит отсоединять плашку от штока гидроцилиндра, не снимая превентор, при наличии в нём инструмента, даже при закрытых дверцах превентора.
В существующей конструкции соединения «плашка-шток» (рисунок 3.4), плашка устанавливается сверху на Т-образный конец штока гидроцилиндра и соединение является неразъёмным при закрытой дверце превентора. Предлагаемая конструкция (рисунок 2.5) является разъёмной при закрытой дверце превентора.
Сущность изобретения состоит в том, что плашка устанавливается на Т-образный конец штока гидроцилиндра в осевом направлении и входит с ним в зацепление после поворота на 90o вокруг своей оси (рисунок 3.5). Фиксирование соединения возможно также после поворота плашки на 90o вокруг своей оси.
Таким образом, при блокировании плашки цементным раствором в корпусе превентора, появляется возможность отсоединить плашку от штока гидроцилиндра в собранном положении превентора, повернув шток вместе с поршнем гидроцилиндра (вывернув предварительно указатели положения штока В данном проекте произведен анализ существующих конструкций плашечных превенторов отечественного и иностранного производства. Предложен способ решения проблемы блокирования плашек цементным раствором в корпусе превентора, в результате чего увеличатся межремонтные периоды и сократятся затраты на ремонт. В технико-экономической части рассчитан объем капиталовложений, и срок окупаемости предложенного способа модернизации превентора. Произведен расчет необходимых узлов превентора. Проект включает в себя экологическую часть и раздел охраны труда.