Модернизация буровой установки БУ 3Д-76. Универсальный превентор ПУГ 230х350-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Дипломный проект студента Зайцева Александра Николаевича, на тему «Повышение монтажеспособности буровой установки "Уралмаш 3Д-76"» выполнен на основании задания, выданного руководителем проекта от производства Маймага В. В.
В настоящее время перед монтажом буровой установки "Уралмаш 3Д-76" оборудуется яма для размещения в ней противовыбросного оборудования. В условиях вечной мерзлоты это приводит к осложнению монтажа буровой установки, так как. края ямы постоянно осыпаются. Целью данного дипломного проекта является повышения монтажеспособности буровой установки "Уралмаш 3Д-76", путём повышения высоты вышечного блока и переноса буровой лебёдки с вышечно-лебёдочного блока на приводной блок. В связи с этим устанавливается дополнительное оборудование: контрпривод, отводной блок и основание лебёдки.
Настоящий дипломный проект содержит 10 листов графической части, 89 листов пояснительной записки. При работе над проектом использована информация из 11 литературных источников.
Универсальный превентор предназначен для герметизации устья вокруг любой части бурильной колонны: ведущей, бурильной труб, замка сложного сечения (труба — замок), а также для полного перекрытия скважины при отсутствии в ней инструмента. Превентор состоит из корпуса, крышки, уплотнителя, конического плунжера, запорной камеры и регулирующего клапана.
Универсальный превентор способен герметизировать устье скважины независимо от диаметра и геометрической формы уплотняемого предмета:
Корпус 17 представляет собой стальную отливку ступенчатой цилиндрической формы с опорным фланцем и шпильками 19 для крепления превентора, проушинами 10 для его подвески, при монтажно-демонтажных работах и транспортировке.

Рисунок 3.2.1-Универсальный превентор

В корпусе превентора располагаются полый ступенчатый поршень 9, резинометаллическая уплотнительная манжета 5 и предохранительная втулка 14. Уплотнительная манжета, имеющая форму усеченного конуса с осевым отверстием, контактирует с конусным отверстием поршня и упирается в крышку 2, снабженную проходным отверстием и прямоугольной резьбой для свинчивания с корпусом превентора. Крышка уплотняется манжетой 4 и фиксируется в затянутом состоянии стопорным болтом 3. Глухие резьбовые отверстия на опорном фланце крышки предназначены для шпилек 1, используемых для крепления фланцевой катушки противовыбросового оборудования. Кольцевые канавки на опорных фланцах корпуса и крышки предназначены для металлических уплотнительных колец 18. Между корпусом, крышкой и поршнем образуются полости А и Б, сообщающиеся посредством штуцеров 8 и 13 и трубопроводов с гидравлической системой управления противовыбросовым оборудованием При нагнетании масла из системы гидроуправления в полость Б поршень перемещается вверх и внутренним конусом сжимает уплотнительную манжету в радиальном направлении. В результате деформации проходное отверстие манжеты оказывается полностью закрытым. При наличии инструмента манжета обжимает его и перекрывает сечение между превентором н инструментом. Давление нагнетаемого в превентор масла устанавливается регулирующим клапаном системы гидроуправления.
Для устранения утечек масла используются самоуплотняющиеся манжеты 6, 7, 11,12, 15, 16 и уплотнительные кольца 18. Уплотнительная манжета удерживается в закрытом состоянии усилием, создаваемым устьевым давлением в скважине на площадь поршня в полости Б превентора. Превентор открывается в результате нагнетания масла в полость А и при одновременном сливе из полости Б. Под давлением масла в полости А поршень перемещается вниз и освобождает манжету которая разжимается благодаря собственной упругости. Расчетное время закрытия универсального превентора не должно превышать 30 с.

Исходя из анализа конструкций, схем монтажа противовыбросового оборудования и патентного анализа универсальных превенторов, считаем целесообразным взять за остову разработки поректа:
- универсальный превентор ПУГ 230х350 (рисунок 5.1; лист 10)
- авторское свидетельство №506312 фирмы «Шафер» (рисунок 5.2; лист 6).
Универсальный превентор ПУГ 230х350, корпус которого изготовлен литьем из стали 20ХНГСМЛ, представлен на рисунке 5.1.
Универсальный превентор фирмы «Шаффер» представлен на рисунке 5.2.
Недостаток такого конструктивного исполнения превентора заключается том, что замедляется процесс замены эластичного уплотнителя вследствие большой трудоемкости выкручивания крышки превентора.
Техническим результатом конструирования является изменение крышки и корпуса превентора ПУГ 230х350, а также изменение их соединения между собой (посредством 10 шпилек М 42х100 ГОСТ 22043 – 76) по типу превентора «Шаффер».
В данном дипломном проекте была произведена модернизация универсального превентора ПУГ 230 – 350. Спроектированный универсальный превентор обладает высокой унификацией.
Были произведены прочностные расчеты корпуса универсального превентора, крышки и уплотнителя. Была произведена оценка технологичности универсального превентора, а так же надежность универсального превенотра.
Из приведенных экономических расчетов видно, что у предприятия занимающегося литьем корпусов превенторов экономически выгоднее изготавливать сконструированный превентор нежели исходный, вследствие того, что исчезает необходимость обработки поверхности под резьбу на крышке и корпусе, а так же нарезание самой резьбы. Уменьшается амортизация оборудования, а отсюда и себестоимость изготовления превенторов. Существенно снижаются расходы при эксплуатации.
Освещены вопросы безопасности, экологичности при монтаже эксплуатации обслуживании и ремонте предлагаемой конструкции.