Модернизация системы обслуживания системы верхнего привода СВП «Canrig» 6027Е-939, 8035Е-500 на буровой установке. Люлька верхового рабочего. Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Дипломный проект студента , на тему «Модернизация системы обслу-живания верхнего привода». Руководитель .
В настоящее время для обслуживания системы верхнего привода (вы-сота СВП равна около 8 – 9 м.), для обслуживания применяют люльку (са-модельную), которую подымают при помощи вспомогательной лебедки, данный способ подъема является нарушением ТБ. Вспомогательная лебедка не рассчитана на подъем людей, установлен грузовой канат. Была разрабо-тана схема и предложено решение для механизации данного процесса без нарушения ТБ, предложена конструкция лебедки и выполнены соответству-ющие расчеты.
Настоящий дипломный проект содержит 9 листов графической части, 104 листов пояснительной записки. При работе над проектом использована информация из 9 литературных источников.
Верхний привод это устройство, совмещающее функции вертлюга и ротора, а также оснащается комплексом устройств для работы с бурильными трубами при выполнении спускоподъемных операций. СВП обеспечивает выполнение следующих технологических операций:
1 Вращение бурильной колонны при бурении, проработки и расшире-нии ствола скважины;
2 Свинчивание, докрепление бурильных труб;
3 Проведение спускоподъемных операций с бурильными трубами, в том
числе наращивание бурильной колонны свечами и однотрубками;
4 Проведение операций по спуску обсадных колонн;
5 Проворачивание бурильной колонны при бурении забойным двига-телем;
6 Промывку скважин и проворачивание бурильной колонны при СПО;
7 Расхаживание бурильных колонн и промывку скважины при ликви-дации аварий и осложнений.
Широкое внедрение в мировую практику верхнего привода объясняет-ся в первую очередь его явными технологическими преимуществами при проводке наклонно-направленных и горизонтальных скважин. Эти преиму-щества заключаются в следующем:
1. Сокращается время на наращивание труб при бурении, так как наращивание колонны бурильных труб свечами и однотрубками позволяет сократить число операций.
2. Уменьшается вероятность прихватов бурового инструмента, за счет того, что верхний привод позволяет в любой необходимый момент вре-мени при спуске или подъеме инструмента в течение 1...3 мин соединиться с бурильной колонной и восстановить циркуляцию бурового раствора и вра-щение бурильной колонны, тем самым предотвратить прихват инструмента.
3. Обеспечивается расширение (проработка) ствола скважины, как при спуске, так и при подъеме инструмента.
4. Повышается точность проводки скважин при направленном бу-рении, за счет того, что при использовании отклонителя с гидравлическим забойным двигателем для изменения угла скважины свечу можно удерживать в заданном положении по всей длине свечи, что в свою очередь приводит к лучшей ориентации колонны и меньшему числу контрольных съёмок.
5. Повышается безопасность буровой бригады, так как имеется воз-можность вести наращивание свечой, а не однотрубкой, что снижает число используемых соединений и как следствие уменьшается вероятность несчаст-ных случаев.
6. Снижается вероятность выброса флюида из скважины через бу-рильную колонну, за счет того, что наличие механизированного сдвоенного шарового крана (внутреннего превентора) позволяет быстро перекрыть внутреннее отверстие в колонне, тем самым предотвратить разлив бурового раствора при отсоединении ствола силового вертлюга от свечи. Вся опера-ция проводится бурильщиком без участия других членов буровой бригады.
7. Облегчается спуск обсадных труб в зонах осложнений за
счет вращения, так как обеспечивается возможность вести спуск
обсадной колонны с вращением и промывкой при добавлении
специального переводника для обсадных труб.
8. Повышается качество керна за счет того, что бурение происходит на всю длину свечи без наращивания однотрубками и не происходит отрыва керноприемного снаряда от забоя, а также за счет снижения числа рейсов.
9. Увеличивается срок службы замковых соединений бурильной ко-лонны, за счет обеспечения точного и плавно меняющегося крутящего мо-мента при свинчивании и докреплении резьб при использовании электродви-гателя постоянного тока, а также от разгрузки резьбы при свинчивании и развенчивании.
Большинство типов СВП имеют привод от двигателя постоянного тока, реже - от двигателя переменного тока с частотным регулированием или гид-равлического двигателя.
Системы верхнего привода могут иметь несколько вариантов кон-струкции. Для описания возможных вариантов конструктивного исполнения верхнего привода всю эту систему можно условно подразделить на две части [1] - собственно силовой привод и навесное оборудование. Варианты сочета-ний конструктивного исполнения привода и навесного оборудования приве-дены в таблице 1. Здесь показаны также и функции, которые может выпол-нять верхний привод в процессе бурения.
Как следует из таблицы, число вариантов конструкций верхнего при-вода достигает 30, однако на практике реализуется 5-8 вариантов. Наиболее разнообразны вариации навесного оборудования, используемого для соеди-нения с колонной труб и выполнения СПО. Здесь, в частности, возможно применение гаммы присоединительных переходников для работы с буриль-ными и обсадными трубами различных конструкций и диаметров, элевато-ров различных конструкций и патронов.
Три наиболее распространенные на практике схемы верхнего привода показаны на рисунке 1. На схемах показаны как компоновки основных кон-структивных элементов СВП (вертлюг, двигатель, редуктор), так и возмож-ные варианты оснащения этих компоновок навесным оборудованием.

По результатам анализа патентно-информационного обзора можно сделать вывод что все патенты направлены на изменение конструкции СВП, но не на обслуживание. В Красноярском крае на буровом предприятии ООО «РН - бурение» используют СВП «Canrig» 6027Е-939, 8035Е-500.
Так-так необходимо периодически проводить обслуживание СВП, по заданию ООО «РН – бурение» была предложена конструкция системы по обслуживанию СВП, представленная на рисунке . Конструкция по обслужи-ванию СВП состоит:
лебеки (рама, электродвигатель, 2-ва тормоза, 3-х ступенчатый редук-тор, барабан, электрооборудование;
поперечная балка с обводным роликом;
верхний блок с балансиром;
подвески люльки;
люлька.

Рисунок 12 - Модернизация БУ-4500/270 ЭК БМ

Необходимость создания отдельной системы обслуживания заключа-лось в следующем виде обслуживания СВП.

В данном дипломном проекте рассмотрена установка СВП, проведен анализ научно технической документации, сделан обзор существующих кон-струкций СВП, предложено решение по обслуживанию СВП без нарушения и учета действующих правил техники безопасности на буровых предприяти-ях. Рассмотрены и предложены решения по конструкции механизма для об-служивания СВП, выполнены расчеты по проектированию лебедки для подъема людей, предложена конструкция люльки, выполнен расчет попереч-ной балки с обводным роликом.