Модернизация буровой вышки буровой установки 3Д-86 для установки системы верхнего привода СВП Canrig 8050-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Модернизация буровой вышки буровой установки 3Д-86 для установки системы верхнего привода СВП Canrig 8050-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
В данном дипломном проекте рассматривается возможность проведения работ по установке СВП на буровых установках башенного типа 3Д-86.
В данном проекте предложен вариант модернизации СВП на буровых установках башенного типа. Предложена рама на которой закрепляется адаптер, назначение которого нести нагрузку от смонтированного СВП. Также предложен конструкция дополнительной секции, для увеличения высоты кронблока, чтоб исключить контакт направляющей СВП и талевого каната. Выполнен расчет элемента модернизации, непосредственно рамы СВП.
Автор считает, что данная модернизация позволит уменьшить время простоя оборудования, связанное с ремонтом.
Примечание: Настоящий метод обычно используется на подвышеч-ных основаниях с высоким полом.
1. Подготовьте талевый блок и мачту для подъема в соответствии с техническими рекомендациями и процедурами изготовителя.
2. Поднимите мачту в соответствии с техническими рекомендациями и процедурами изготовителя мачты. Завершите сборку подвышечного основания, если применяется.
3. Поднимите верхний привод и транспортные салазки на пол буровой установки, используя подъемный кран достаточной грузоподъёмности.
Примечания:
– убедитесь, что транспортировочные штифты надежно установлены наверху и внизу направляющих полозьев верхнего привода;
– если салазки СВП не находятся непосредственно под талевым блоком, не устанавливайте узел направляющего блока на данном этапе.
4. Прикрепите верхние соединительные штропы к салазкам (например, це-пью и тросом с замком), чтобы уменьшить изгибающие силы на верхних соеди-нительных штропах (рисунок 7).

Рисунок 7 – Монтаж штропов

5. Соберите интерфейс блока.
6. Опустите талевый блок как можно ниже к полу буровой вышки. Присо-едините узел направляющего блока к талевому блоку, затем надвиньте узел на направляющую.
7. Скобой в кольце тальблока прикрепите тальблок к верхним штифтам соединительной скобы, используя тросовые стропы достаточной длины. Прием-лемы стропы BOP. Рекомендуется минимум один трос диаметром 11/16” или два троса диаметром 3/4”.


Рисунок 8 – Монтаж интерфейса блока
8. Поднимите талевый блок, чтобы поднять верхний привод и салазки в вертикальное положение. Продолжайте подъем до тех пор, пока салазки не со-прикоснуться с низом направляющей.
9. Совместите салазки с направляющей и скрепите их болтами.
10.  Прикрепите салазки к балке гашения крутящего момента, используя имеющиеся винтовые стяжки. См. сборочный чертеж балки гашения крутящего момент. Отрегулируйте стяжки, чтобы выровнять направляющую. См. чертеж регулировки растяжек передачи нагрузки реактивного крутящего момента.
11. Опустите талевый блок и снимите стропы.
12. Снимите верхние транспортировочные штифты. Поднимите талевый блок, чтобы разгрузить нижние транспортировочные штифты верхнего привода и извлеките штифты.
13. Опустите верхний привод на пол и прикрепите гидравлические и элек-трические сервисные линии, буровой шланг.

3.3 Монтаж верхнего привода. Метод 2

Примечание: Настоящий метод обычно используется на морских буро-вых.[2].
1. Подготовьте талевый блок и мачту для подъема в соответствии с тех-ническими данными и процедурами изготовителя.
Примечание: Мачту следует поднимать с установленными направляющими блока только в том случае, если из-за своей формы подъемного стропа не слиш-ком оттягивают талевый блок назад от центра скважины, что может повредить направляющий блок и направляющую.
2. Поднимите мачту в соответствии с техническими данными и процеду-рами изготовителя мачты.
3. Снимите талевый блок с компенсатора канатной подвески.
4. Присоедините стропы, аналогичные используемым при монтаже верх-него привода - Метод 1 (см. предыдущие страницы) между талевым блоком и скобами снаружи салазок.
5. Поднимайте талевый блок, чтобы поднять салазки, пока они не сопри-коснуться с низом направляющей. Совместите салазки с направляющей и скре-пите их болтами.
6. Снимите транспортировочные штифты.
7. Присоедините интерфейс блока к верхним соединительным штропам верхнего привода( рисунок 9).
8. Если применяется местная система охлаждения, она может быть развер-нута в рабочее положение.
9. Заново прикрепите штифтами направляющий блок к талевому блоку только в том случае, если он был снят для опускания мачты.
10.  Удалите клинья из ротора.




Рисунок 9 – Монтаж верхнего привода. Метод 2

3.4 Подсоединение талевого блока

Разместите талевый блок таким образом, чтобы серьга могла быть соеди-нена штифтами с верхними соединительными штропами СВП. Убедитесь, что все контрящие детали штифтов надежно закреплены (рисунок 10).

Рисунок 10 – Подсоединение талевого блока

3.5 Выравнивание верхнего привода

1. Поднимите верхний привод на несколько метров (рисунок 7).
2. Снимите нижние транспортировочные штифты.
3. Расположите верхний привод на высоте, где направляющие полозья будут полностью в зацеплении с дорожкой направляющей.
4. Отрегулируйте направляющие полозья таким образом, чтобы все они контактировали с направляющей.
5. Зазор между полозьями и направляющей до 1/8” является приемле-мым. Не притягивайте направляющие полозья на направляющей, так как это может вызвать преждевременный износ полозьев. Отцентрируйте СВП, чтобы ведущий вал точно по центру скважины.
6. Настоящая регулировка осуществляется, используя центрировочные регулировочные болты, верхние напротив нижних.
7. Отрегулируйте верхний привод по центру скважины. Настоящая регу-лировка осуществляется с помощью центровочных регулировочных болтов, ре-гулируя одновременно верхние и нижние на противоположных сторонах.
8. Зашплинтуйте все регулировочные болты.
9. Установите нижние штропа и элеваторы.
10. Расположите зажимы штроп отклонителей таким образом, чтобы эле-ватор никогда не выдвигался за пределы СВП. Медленно поднимайте верхний привод по всей дистанции его хода и проверяйте зазор.
11. Будьте осторожны при приближении к опорной раме с гидравлически-ми и электрическими сервисными линиями и наверху мачты. Установите нижний контрольные клапан.
12. Установите буровой шланг.
13. Прикрепите предохранительные тросы к верхним штропам верхнего привода.
ЦЕНТРИРОВОЧНЫЕ БОЛТЫ ВЕРХНЕГО ПРИВОДА

НАПРВЛЯЮЩИЕ ПОЛОЬЯ ВЕРХНЕГО ПРИВОДА

БОЛТЫ РЕГУЛИРОВКИ
НАПРАВЛЯЮЩЕГО ПОЛОЗА














Рисунок 11 – Выравнивание верхнего привода







3.6 Спуск мачты

1. Опустите верхний привод до пола буровой и заведите на стол ротора.
2. Отсоедините направляющий блок от талевого блока, затем снимите направляющий блок с направляющей. В качестве альтернативы, оставьте тале-вый блок и узел направляющего блока на направляющей даже при опускании мачты.
Примечание: Настоящее возможно только в случае, если форма подъемно-го стропа не слишком оттягивает талевый блок назад от центра скважины, что может повредить направляющий блок и направляющую.
3. Отсоедините интерфейс блока (и шланг местной системы охлаждения, если применяется) от соединительных штроп верхнего привода и поднимите блок над верхним приводом.
4. Установите транспортировочные штифты в штифтовые отверстия на направляющих салазках и установите контрящие болты.
5. Присоедините троса, аналогичные используемым при монтаже верхнего привода - (Метод 1 или 2) между талевым блоком и проушинами снаружи сала-зок.
6. Держа троса натянутыми, отвинтите болты секции салазок от направ-ляющей и опускайте ее до тех пор, пока она не ляжет на направляющие верхнего привода. Снимите стропы с талевого блока и салазок.
7. Прикрепите талевый блок к компенсатору канатной подвески для под-готовки спуска мачты.
8. Подготовьте талевый блок и мачту для спуска в соответствии с техниче-скими данными и процедурами изготовителя.
9. Опустите мачту.

3.7 Подготовка к монтажу

Перед началом монтажа СВП, следует выполнить несколько этапов, обеспечивающих безопасность операции.
Проведите инвентаризацию оборудования на площадке. Убедитесь, что все оборудование, необходимое для монтажа, присутствует и находится в хорошем состоянии. Проверьте подъемный узел на наличие повреждений и все подъемные тросы и подъемные/спускные тросы на наличие общих повреждений или обры-вов проволоки.
Проведите анализ степени опасности работы (JSA) перед началом монта-жа. Пересмотрите эти процедуры с персоналом буровой вышки и компании. Убедитесь, что весь вовлеченный персонал знает операцию, свои места во время монтажа и свои обязанности во время монтажа.
Назначьте персонал в качестве наблюдателей, чтобы наблюдать за поме-хами в мачте, когда направляющая будет подниматься через нее. Минимально рекомендуемое количество корректировщиков:
– одному человеку следует находиться на полу буровой установки со сто-роны противоположной буровику;
– одному человеку следует находиться на полу буровой установки на сто-роне буровика;
– одному человеку следует находиться на земле, чтобы наблюдать как направляющая раскладывается с площадки трейлера;
– одному человеку следует находиться на кронблоке, чтобы наблюдать как направляющая достигнет кронблока и направлять гарпунный узел в гнездо направляющей;
– еще один человек может потребоваться на балконе бурильщика около оборудования мачты;
Обслуживающий персонал, не занятый в монтаже, не должен находиться на полу буровой во время монтажа.
Если эта операция выполняется в темноте или временами ухудшается ви-димость, следует соблюдать дополнительную осторожность, обеспечивая сле-дующее:
1. Надлежащие средства общения. Обеспечьте визуальный контакт между всеми людьми, занятыми в процессе. Контакт может быть улучшен хорошими ручными сигналами или световыми устройствами.
2. Достаточное освещение. Обеспечьте хорошее освещение и видимость следующего:
– персонала, осуществляющего монтаж;
– кронблока и гарпунного узла;
– зоны стелажа;
– пола буровой;
– основания желоба приемных мостков;
– направляющей при подъеме с грузового автомобиля/трейлера;
– внутренней части мачты, т.е. обвязки на внутренней стороне мачты.

3.8 Подготовка мачты

1. С мачтой в нижнем положении (предпочтительно) снимите выдвижную площадку с балкона верхового рабочего. В качестве альтернативы, отклоните её вперед.
2. Снимите крюк и установите скобу адаптера тальблока или интерфейс.
3. Зафиксируйте зажимом балку гашения крутящего момента к поясе №1 мачты. Балку следует центрировать по центру скважины. Весь крепеж должен быть должным образом затянут. Крепежные пластины направляющей не уста-навливаются на данном этапе.
4. Установите подвесные пластины кронблока и гарпунный узел на крон-блок. Прикрепите один конец каждого стропа безопасности к подвесным пла-стинам. Свободные концы строп будут соединены штифтами с направляющей, после того как она соединится с гарпуном. Убедитесь, что все предохранитель-ные штифты и контрящие болты надежно установлены на своих местах и убеди-тесь в том, что гарпунный узел установлен с правильно. Сторона гарпуна с уклоном должна быть обращена по направлению к буровой лебедке.
5. Установите компенсатор канатной подвески (рисунок 12) или вставьте компенсатор непосредственно в кольцо тальблока.
Поднимите мачту (и буровую лебедку), если применяется.











Рисунок 12 – Подготовка мачты

3.9 Монтаж раскладного желоба

Необходимо соблюдать следующие способы перемещения раскладного желоба во время монтажа, чтобы предотвратить повреждение оборудования или травмирование рабочих. Самый безопасный способ монтажа раскладного жело-ба – это использование подъемного крана. Подъемный кран способен подняться выше точки крепления кабеля к раскладному желобу, позволяя оператору управлять перемещением раскладного желоба.[2].
С раскладным желобом внизу поднимите стрелу крана и поворачивайте до тех пор, пока секция 1 (внутренняя секция) не установится в требуемое положе-ние (рисунок 13). Используйте кнопку блокировки автоматической системы управления ГСУ на основании раскладного желоба для запуска ГСУ 1 в то вре-мя, когда пульт не подключен.
Закрепите секцию 1 таким образом, чтобы она не поворачивалась во время подъема секции 2.
Невыполнение этого может дать этой секции возможность неконтролируе-мо раскачиваться во время дальнейшего монтажа.
3. Закрепите канат, используемый для подъема секции 2.
4. Для управления раскачиванием раскладного желоба должен быть за-креплен направляющий (оттягивающий) канат от наружного конца секции 2 к вилочному погрузчику, загрузочному устройству или подобному транспортно-му средству. Оттягивающий канат должен быть прикреплен перед подъемом секции 2 раскладного желоба.
5. Присоедините канат таким образом, чтобы он не скользил вдоль секции раскладного желоба.
6. Расположите транспортное средство таким образом, чтобы оно оказы-вало как можно большее сопротивление подъемной силе.
7. Оператор транспортного средства будет поддерживать трос в натяже-нии, чтобы обеспечивать силу сопротивления для стабилизации раскладного желоба.
8. Секция 2 будет иметь тенденцию поворачиваться после ее подъема из уложенного положения в секции 1. Если тянуть от подъемной лебедки, выходя-щей с одной стороны раскладного желоба, то это и есть направление, в котором она будет качаться. Если тянуть непосредственно сверху, она может качаться в любом из двух направлений. Убедитесь, что человек, управляющий оттягиваю-щим канатом, подготовлен, а весь персонал находится на безопасном расстоя-нии.
9. Оператор транспортного средства с оттягивающим канатом будет ко-ординировать оператора подъемного крана-лебедки для управления раскачива-нием раскладного желоба.
10.  После подъема секции 2 в вертикальное положение, которое позволит ей освободить секцию 1, можно допустить переход в устойчивое положение пу-тем медленного и аккуратного ослабления оттягивающего каната в то время как удерживаемая секция 2 поднята над секцией 1 (то есть, не допускайте, чтобы секция 2 опустилась на секцию 1). После того как секция 2 отведена в крайнее положение, продолжайте подъем, чтобы быть совершенно уверенным, что нет дальнейшей тенденции ее раскачивания. Если раскладной желоб устойчив, оття-гивающий канат может быть снят. Конструкция останется устойчивой в остав-шейся части монтажа.
11.  Прикрепите штифтами шарнирное крепление к монтажному крон-штейну, установленному на подвышечном основании.


Рисунок 13 – Монтаж раскладного желоба

12.  Подсоедините гидравлические линии подачи и возврата от конца рас-кладного желоба к салазкам направляющей.
13.  Подключите два контрольных кабеля от раскладного желоба к пульту управления. Подключите кабели электроцепочек от раскладного желоба к клем-мной коробке направляющей.
14.  Включите питание на КУВП и выполните проверку работоспособно-сти.


3.10 Монтаж направляющей

1. Прикрепите узел подъема-спуска к концу вращающегося ролика сала-зок направляющей/верхнего привода (TG/TD).
2. Загрузите салазки TG/TD на площадку трейлера, как показано ниже та-ким образом, чтобы верхний конец салазок выступал примерно на 25 метров сзади катка трейлера.
3. Расположите площадку трейлера таким образом, чтобы верхний конец салазок был приблизительно в 6 метрах от подвышечного основания буровой вышки. Убедитесь, что направляющая находится на одной линии с центром скважины. Поместите уровень на секцию салазок направляющей и добавь-те/уберите регулировочные прокладки, чтобы выставить направляющую по уровню.
5. Прикрепите узел подъема/спуска к лебедке трейлера.
6. Закрепите трос вспомогательной лебедки к отверстию гарпуна
7. Вставьте стопорные штифты рамы ползунка в отверстия на углах верх-ней секции направляющей. Убедитесь, что:
- подвижные плиты и скрепляющие пластины установлены на балке гаше-ния крутящего момента, или
- подвижные плиты и скрепляющие пластины сняты.
9. Убедитесь, что предохранительный штифт установлен
в блоке безопасности под гарпунным крюком. Настоящий штифт
предотвращает отпускание блока безопасности и гарпунный крюк от
выхода из гнезда направляющей.
10. Поднимайте вспомогательной лебедкой, выдвигая секцию 4 и секцию 5, до тех пор, пока блоки не смогут войти в секцию 5. Оберните цепь вокруг секции 5 и пропустите через кольцо тальблока, если требуется для устойчивости.

Рисунок 14 – Монтаж направляющей

11.  При необходимости заблокируйте секцию 3 в частично разложенном положении. Поворачивайте опорные рамы гидравлических и электрических ли-ний (верхнюю и нижнюю) до тех пор, пока они не будут как можно ближе к сек-ции 3. Этот шаг требуется только для очень узких мачт.
12.  Передвигайте блоки на секции 5 до тех пор, пока скоба адаптера таль-блока не сможет быть соединена штифтами с монтажной вилкой.
13.  Начинайте подъем направляющей с блоками. Оставьте вспомогатель-ную лебедку соединенной с отверстием гарпуна до тех пор, пока секции 4 и 5 не выпрямятся.
14.  Продолжайте подъем до тех пор, пока не будут разложены все секции, а последняя секция не будет на площадке трейлера, как показано ниже. Переме-щайте трейлер взад и вперед, как требуется, для помощи в раскладывании сек-ций направляющей. Отсоедините и уберите трос с замком от местной системы охлаждения.
15.  Поверните ее кожух в рабочее положение и закрепите болтами.
16.  Продолжайте подъем, сдавая трейлером назад, по необходимости.
17.  Отслеживайте зазор с балконом верхового рабочего во время подъема.
18.  Продолжайте подъем направляющей, ослабляя лебедку трейлера, если потребуется. Продолжайте поднимать узел, позволяя ему скользить по передне-му углу подвышечного основания, если возможно. При наличии препятствий на подвышечном основании убедитесь, что во время подъема поддерживается без-опасное расстояние между направляющей и подвышечным основанием. После того как торец салазок достигнет уровня пола, продолжайте отпускать трос ле-бедкой трейлера до тех пор, пока направляющая не будет вертикальна и полно-стью находиться внутри мачты. Продолжайте подъем направляющей до тех пор, пока Гарпунный узел не начинает заходить в напрвыляющую (рисунок 15).

5. Техническое предложение

Модернизация буровой установки заключается в проектировании установ-ки системы верхнего привода СВП на буровых установках башенного типа. Установка СВП на буровых данного типа осложняется в том что, лебедка рас-положена на нижнем ярусе основания, и буровой канат используемый в талевой системе будет в процессе работы соприкасаться (перетирать) направляющею СВП. Для этой цели необходимо провести ряд мероприятий, которые позволили установить СВП на буровую башенного типа. Для этой цели необходимо под-нять кронблок на такую высоту чтоб можно было развести талевой канат и направляющею СВП.
Для этой цели рассмотрим кронблок установленный на БУ 3Д-86.
Данный кронблок используется при оснастке талевой системы 6х7, что позволяет увеличить грузоподъемность буровой до 360 тонн. На буровой уста-новке используется талевый канат диаметром 32 мм. Для того чтоб рассмотреть взаимосвязь талевого каната кронблока и СВП нам необходимо построить эскиз работы талевой системы с учетом кронблока, СВП и самого талевого каната.
При проектировании крепления и установки СВП на вышке башенного ти-па необходимо также обратить внимание на технические характеристики уста-новки СВП на буровых вышках, а это: расстояние от центра скважины и до направляющей, ширину направляющей, диаметр шкива кронблока, ширину кронблока, длину адаптера и гарпуна СВП.
Рассмотрев все эти вопросы мы предлагаем конструкцию нашей модерни-зации. Для этой цели мы проектируем раму на которой устанавливаем адаптер СВП, а также поднимаем кронблок на высоту необходимую для нормальной работы талевой системы буровой установки (1000 мм.).
В результате проведенной модернизации буровой установки башенного типа, предложена конструкция дополнительного оборудования которое необхо-димо установить на буровой установке. При проведении расчетов определена конструкция и выполнен прочностной анализ элементов модернизации. Допол-нительное оборудование состоит из: рамы СВП и дополнительной секции выш-ки, устанавливаемой на верхней секции стрелы. Также проведен расчет затрат на модернизацию оборудования.