Модернизация Кронблока-УКБ-5-160 Буровой установки БУ2900/200 ДЭРП-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Модернизация Кронблока-УКБ-5-160 Буровой установки БУ2900/200 ДЭРП-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
Буровая установка БУ2900/200 ДЭРП - передвижная с дизель-электрическим приводом предназначена для бурения нефтяных и газовых скважин турбинным и роторным способами в районах с умеренным климатом при температуре окружающего воздуха от —45 до + 40 °С с содержанием сероводорода не более 6 %. Установка также может быть применена для восстановления и ремонта скважин.
Основное оборудование установки скомпоновано в модули и блоки.
Транспортирование отдельных модулей на промыслах и их монтаж производятся с помощью седельных тягачей и подкатных специализированных тележек со встроенной гидравлической системой, обеспечивающей подъем и опускание блоков. Модули вышки, ее платформа и остальные блоки, а также крупные узлы перевозятся на полуприцепах.
Модули установки выполнены в повышенной заводской готовности и содержат все необходимые коммуникации, устройства обогрева, пульты управления, электрооборудование и укрытия.
Привод буровой лебедки и ротора не зависит от электродвигателей постоянного тока. Лебедка оснащена зубчатой двухскоростной коробкой передач.
Двигатель лебедки выполняет функции основного и вспомогательного привода, а также регулятора подачи долота.
Каждый из буровых насосов УНБТ-600 имеет индивидуальный регулируемый привод от электродвигателей постоянного тока.
Буровая установка укомплектована циркуляционной системой, включающей модуль очистки, модуль промежуточной очистки и приемные емкости. В систему также входят нагнетательный манифольд, трубопровод слива, всасывающие трубопроводы буровых насосов.
Межмодульные трубопроводы воды, пара и воздуха размещены в секциях теплоизолированных коробов с быстроразъемными соединениями.
В состав буровой установки входит комплекс оборудования для механизации трудоемких буровых процессов: механизированный приемный мост; тали для монтажа и демонтажа блока превенторов противовыбросового оборудования; тали и электротельферы в модулях циркуляционной системы; вспомогательная лебедка с электроприводом и тяговой нагрузкой 45 кН для работы с грузами на буровой площадке; пневмоприводной раскрепитель и пневмопривод-ной ключ для свинчивания и развинчивания бурильных и обсадных труб; грузоподъемные краны в насосных модулях с нагрузкой на крюке 2 кН; механизм открывания ворот буровой площадки и устройство для эвакуации верхового рабочего.

Буровая установка БУ 2900/200 для бурения нефтяных и газовых скважин
Буровые установки предназначены для бурения глубоких газовых и нефтяных скважин.
Буровые установки обладают универсальными монтажно-транспортными качествами и в зависимости от назначения перевозятся крупными блоками на специальных транспортных средствах (тяжеловозах), секциями (модулями) на трайлерах и агрегатами транспортом общего назначения.


Параметрическая таблица
Таблица.19

технические данные  БУ 2900/200
ДЭР-П
Допускаемая нагрузка на крюке, кН 2000
Условная глубина бурения 2900
Скорость подъема крюка при расхаживании колонны, м/с 0,1 – 0,14
Скорость подъема крюка без нагрузки, м/с 1,66
Наибольшая оснастка талевой системы 4х5
Диаметр талевого каната, мм 32
Наибольшая нагрузка от массы бурильной колонны, кН 1050
Тип привода основных механизмов (лебедки, ротора и буровых насосов) тиристорный, электрический, постоянного тока, индивидуальный
Метод бурения скважин одиночный кустовой
Конструктивная особенность буровой установки модульное исполнение
Тип бурового насоса Трехцилиндровый, простого действия (триплекс) НБТ–600–2
Мощность, кВт 600
Наибольшее давление на выходе, МПа 25
Диапазон бесступенчатого регулирования производительности, дм3/с 0–45,0
Номинальная мощность электродвигателя привода насоса, кВт 560
Число буровых насосов 2
Подъемный агрегат
Расчетная мощность, развиваемая приводом на входном валу, кВт 550 560
Номинальная мощность электродвигателя вспомогательного привода, кВт 37
Скорость подъема крюка от вспомогательного привода, м/с:
на первой передаче
на второй передаче 0,016
0,031
Скорость спуска инструмента, обеспечиваемая тормозом ТЭП–45, м/с 0–2
Ротор Р–560
Диаметр отверстия в столе ротора, мм 560
Расчетная мощность привода, кВт 170
Допускаемая статическая нагрузка на стол ротора, кН. 2000
Диапазон регулирования частоты вращения стола ротора, с–1 (об./мин.) 0–3,33 (0–200)
Статический крутящий момент на столе ротора кратковременный (до 15с), кНм, не более. 35
Вертлюг
Статическая грузоподъемность, кН 2000
Максимальная скорость вращения стола, с–1 (об./мин.) 3,33 (200)
Максимальное давление прокачиваемой жидкости, МПа 25
Вышка А–образная, секционная, свободно стоящая, без оттяжек, с маршевыми лестницами и встроенным механизмом подъема
Номинальная длина свечи, м 25+0,5 или 27+0,5
Полезная высота, м 41,6
Допускаемая скорость ветра, м/с (ветровые районы СНиП 2,01,07–85 Приложение 4):
в рабочем состоянии
в нерабочем состоянии (с установленной на подсвечниках бурильной колонной.) 20
25
Расстояние от уровня земли до низа подроторных балок, м. 6,64
Система приготовления очистки и обработки.
Объем, м3, не менее . 140
Количество ступеней очистки. 3
Система обогрева рабочих мест. смешанная (электро– и парообогрев)
Средства механизации: автоматический ключ буровой АКБ–3М2; вспомогательная лебедка грузоподъемностью 30 кН; консольно-поворотный кран грузоподъемностью 32 кН (3,2 тс); регулятор подачи долота (используется вспомогательный тормоз ТЭП–45); приспособления для выброса труб на мостки; таль электрическая грузоподъемностью 20 кН; тали ручные грузоподъемностью 10 кН; приспособление для подвески блока превенторов; пневмораскрепители; приспособление для аварийной эвакуации верхового рабочего; механизм для подачи труб на приемный мост; пневмоклинья, встроенные в ротор; механизм открывания ворот; приспособление для установки квадрата с вертлюгом в шурф и др. 
Общее количество модулей с оборудованием и сооружений модульного типа 35


















Технические характеристики буровой установки БУ 2900/200
Таблица 19.2

Параметры БУ 2900/200

Допускаемая нагрузка на крюке, кН 2000
Условная глубина бурения, м 2900
Скорость подъема крюка при расхаживании колонны, м/с 0,25
Скорость подъема элеватора (без нагрузки), м/с, не менее 1,5
Расчетная мощность на входном валу подъемного агрегата, кВт 560
Диаметр отверстия в столе ротора, мм 560
Расчетная мощность привода ротора, кВт, не более 300
Мощность бурового насоса, кВт 600
Вид привода ДГ
Площадь подсвечников для размещения свечей диаметром 114 мм, м2 4000
Высота основания (отметка пола буровой), м 8
Просвет для установки блока превенторов, м
Оснастка талевой системы 5,7
5х6



Конструкция и набор бурового оборудования БУ 2900/200
Механизм, агрегат БУ 2900/200
Лебедка буровая ЛБУ22-720
Насос буровой НБЭ-600-2
Ротор Р-560
Комплекс механизмов АСП АСП-ЗМ1
Кронблок УКБА-6-200
Талевый блок УТБА-5-200
Крюкоблок УТБК-4-160
Вертлюг УВ-160МА
Вышка ВМА-45-200-1
Привод основных механизмов Лебедки, ротора и буровых насосов: групповой от трех силовых агрегатов типа СА-10
Циркуляционная система ЦС2900-У1, ЦС2600ДГУ-1Т

В данном разделе дипломного проекта необходимо произвести определение и обоснование параметров процесса, выбор и обоснование конструкции механизма, а также проверочный расчёт элементов кронблока.
При выборе механизма необходимо определить условия и область применения механизма, детально изучить функции, которые выполняются в процессе работы механизма.
Далее необходимо изучить возможные конструктивные схемы механизмов, выполняющих необходимые функции, выявить достоинства и недостатки каждой из них. Выбрав конкретную конструктивную схему переходим к определению параметров процесса. Необходимо выявить сможет ли выбранная конструкция удовлетворять исходным параметрам. Если данный механизм не сможет работать при заданных параметрах, то следует предусмотреть возможность применения дополнительного устройства компенсирующего этот недостаток, или предусмотреть изменение конструктивной схемы этого механизма.
Добившись удовлетворительного результата, переходим к определению технической, экономической эффективности работы механизма, если результаты расчётов не удовлетворяют по каким либо причинам (низкая экономическая эффективность или ущерб), тогда необходимо продолжить процесс выбора механизма.

2.1.1. Назначение буровых кронблоков
Кронблок (неподвижная часть полиспаста) является передаточным звеном в системе подвижного механизма буровой установки. Он служит для передачи увеличенного усилия с барабана лебедки на крюк через канат и для размещения свободно вращающихся шкивов, по которым проходит канат талевой системы. Кронблок представляет собой конструкцию, в которой группа свободно вращающихся шкивов смонтирована на подшипниках. Оси закрепляются на раме. По числу осей и их креплению кронблоки конструируют четырех видов – соосные, одноосные, многоосные и комбинированные. В одноосных конструкциях все блоки размещают на одной, а в соосных на нескольких неподвижных соосных осях, подшипники монтируют в ступицах шкивов. В многоосных конструкциях оси выполняют несоосными и вращающимися вместе со шкивами в подшипниках, смонтированных в корпусах, укрепленных на раме.
На рисунке 2.1, а, в и г показаны схемы соосных и одноосных, а на рисунке 2.1, б – многоосных кронблоков. При конструировании предпочтительны одноосные конструкции, имеющие меньшую массу и габариты.
Комбинированными выполняются только кронблоки для обеспечения более удобного расположения ведущей струны вне габаритов мачты. В этих конструкциях кронблоков все шкивы, через которые проходят струны подвески талевого блока, монтируются на одной оси (рис. 2.1, д).
Соосные кронблоки по конструкции осей и опор можно выполнять трехопорными (рис. 2.1, а), одноосные – двухопорными (рис. 2.1, в) и многоопорными (рис. 2.1, г).
Поскольку оси кронблока представляют собой нагруженную балку, выбор того или иного конструктивного решения зависит от возможности обеспечить требуемую прочность оси и долговечность подшипников. В двухопорных конструкциях диаметр оси должен быть значительно больше, чем в многоопорных. В многоопорных одноосных конструкциях диаметр оси может быть наименьшим, однако технологически сложно обеспечить равномерное распределение нагрузки по опорам при неразрезанной оси.
При конструировании кронблока прежде всего выбирают его схему в зависимости от предполагаемой нагрузки, числа шкивов, масштабов производства и возможностей завода – изготовителя.

2.1.2 Конструктивная классификация, выбор и обоснование конструкции кронблока.

Проанализировав конструкции кронблоков применяемых в нефтегазопромысловой отрасли, можно для составления примерной классификации, выделить следующие классификационные (функциональные) признаки:
Конструктивное исполнение - соосные, одноосные, многоосные и комбинированные;
Грузоподъемность от 1,2 т до 6,75 т и более;
Количество шкивов от 5 до 8;
Диаметр используемого каната от 25 мм до 41,3 мм и более.
Масса от 1 т до 11,69 т и более;
Габариты:
длина от 1,3 м до 5,09 м и более;
высота от 0,94 м до 2,69 м и более;
ширина от 0,22 м до 2,95 м и более

2.1.3 Общие сведения о конструкции буровых кронблоков

Кронблок УКБ-5-160, в дальнейшем кронблок, является неподвижной частью полиспаста и предназначен для ведения спуско-подъемных операций и удержания на весу бурового инструмента в процессе бурения нефтяных и газовых скважин.
Кронблок предназначен для эксплуатации в условиях умеренного климата, категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
.
Таблица 2.4.
Основные технические характеристики  Значения
Грузоподъемность, т  160
Число шкивов 4 +1
Максимальное натяжение каната, кН (тс) 
основного 250 (25,5)
вспомогательного 68,6 (7)
Диаметр шкива, наружный, мм 
основного  720
вспомогательного 520
Профиль желоба шкивов под канат диаметром, мм