2603

Технологический комплекс оборудования для бурения скважины №5 Семиренковском газоконденсатного месторождения ГКМ с разработкой забойного демпфера гашения пульсации давления бурового раствора (второе высшее 8А1)-Дипломная работа-Оборудование для бурения не

ID: 189443
Дата закачки: 02 Марта 2018
Продавец: nakonechnyy.1992@list.ru (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
Технологический комплекс оборудования для бурения скважины №5 Семиренковском газоконденсатного месторождения ГКМ с разработкой забойного демпфера гашения пульсации давления бурового раствора (второе высшее 8А1)-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Текст пояснительной записки выполнен на Украинском языке вы можете легко его перевести на русский язык через Яндекс Переводчик ссылка на него https://translate.yandex.ru/?lang=uk-ru или с помощью любой другой программы для перевода
4.1 Формирование технического предложения

Работа бурильной колонны зависит от разнообразия и сложности действующих нагрузок, качественную и количественную оценки которых требуют различных теоретических и экспериментальных исследований. Некоторые из нагрузок, передаваемых колонне, такие, как статические, а также переменные, связанные с вращением колонны, изучены достаточно полно, другие, как, например, напряжения, связанные с колебаниями колонн, особенно при работе с плавучих средств, изучены недостаточно. Разнообразие переменных и динамических нагрузок, особенно в призабойной зоне, во многих случаях приводит к неопределенности в оценке действующих нагрузок, что усложняет выбор режимных параметров для разрушения горных пород.
В процессе бурения колонна выполняет как полезные так и вредные процессы. Полезная работа, затрачиваемая на разрушение горной породы и формирования заданного направления, осуществляется статическим осевым нагрузкам, а также низкочастотным спектром динамической составляющей осевой нагрузки. К вредным процессам следует отнести работу сил прижатия бурильных труб к стенкам скважины, что особенно проявляется при бурении наклонных скважин.
Бурильная колонна воспринимает момент кручения при роторном бурении и воспринимает реактивный момент при турбинном бурении. На напряженное состояние металла труб оказывают влияние растягивающие, сжимающие и вигинаючі нагрузки. Исходя из характера действия этих нагрузок, бурильные колонны условно разделяются на растянутую и сжатые части. Продольный изгиб бурильных труб под действием осевых, радиальных и тангенциальных усилий определяет закономерности взаимодействия колонны со стенками скважин.
На протяжении всего времени пребывания бурильной колонны в скважине ее сопровождают продольные, крутильные и поперечными колебания различных частот. Из отечественной и зарубежной практики бурения известно, что амплитуда продольных колебаний для долота может составлять более 38 мм. На колебания к тому же тратится значительная часть мощности привода. Поэтому устранение низкочастотных колебаний больших амплитуд, возникающих при определенных компоновках и размерах элементов бурильной колонны, является актуальной задачей. Так же при бурении на колонну действуют динамические и статические нагрузки, перепады давления до 25 МПа, температура до 200 °С, агрессивные среды. Поэтому работа бурильной колонны и ее долговечность в значительной степени определяют возможности реализации оптимальных параметров оборудования и режимов бурения, производительности и стоимости бурения скважины.
Особенностью работы бурильной колонны является то, что она, как длинный тонкий стержень, подвергается воздействию продольных, поперечных сил и крутящего момента, теряет устойчивость прямолинейной формы равновесия.
Условия характер работ для колонны в скважине разнообразны как по виду взаимодействий, так и за режимом трения, в зависимости от характера вращения, изгиба и выполняемых ею функций, кривизны и состояния ствола, геолого-технических условий бурения. При бурении забойным двигателем самая большая работа трения осуществляется бурильной колонной при СПО. Максимальные усилия прикладываются к колонне в момент ее сдвигания во время подъема.
Характер выполняемых действий бурильной колонной во многом объясняется видами отказов. Исследования большого числа аварий с трубами привели к выводу, что большинство аварий с колонной связано с воздействием переменных нагрузок. Многолетний опыт эксплуатации показывает, что только от статической нагрузки трубы разрушаются редко. Режим работы бурильной колонны в общем случае является асимметричным и характеризуется одновременным действием рассмотренных видов нагрузки, что отличается от режима нагрузки валов в машиностроении.
Управление работой бурильной колонны предусматривает наличие измерительно-информационной системы на буровой установке. Однако, в настоящее время на буровой при проводке скважин используются, как правило, лишь индикатор веса, что позволяет оценить осевые нагрузки на долото. Второй важный показатель работы бурильного инструмента – реактивный момент над забойным двигателем при турбинном бурении.
С условия работы колонны следует, что характер нагрузок, действующих на бурильные трубы, меняется по всей ее длине. Если на устье скважины действуют главным образом постоянные нагрузки, то с приближением к забою начинают преобладать переменные. При работе долота возникают вибрации бурильной колонны. Эти колебания затухают, продвигаясь вверх по колонне, но при условиях резонанса могут достигать дневной поверхности даже при значительных глубинах скважин.
В силу специфики выполняемых работ колонной бурильных труб в скважине, обусловленной большим разнообразием геолого-технических и режимно-технологических факторов, комбинации температурно-временных и силовых воздействий могут быть достаточно разнообразными. Это связано, в частности, с геотермічними условиями в скважине, с расположением рассматриваемых бурильных труб в бурильной колонне, способом и режимом бурения, продолжительностью отдельных операций процесса проводки скважины и других факторов. При бурении вибійними двигателями главный влияние на работу бурильной колонны осуществляется регулированием определенных рабочих параметров машинного агрегата. В процессе бурения наиболее существенные статические нагрузки на машинный агрегат и динамика системы машинного агрегата – бурильная колонна. Для определения эффективности главного воздействия на бурильную колонну необходимо установить силы взаимодействия бурильных труб со стенками скважины, а для оптимизации характеристики машинного агрегата – регулировать работу турбобура и долота в забойных условиях.
В отношении к процессу бурения работа бурильной колонны заключается в создании необходимых осевых нагрузок на долото и дальнейшем перемещении бурильного инструмента совместно с направляющей участком колонны. Количество работ определяется величиной создаваемых нагрузок и перемещений. Наиболее значимые силовые факторы, что определяют количество выполненной работы, следующие: осевая статическая нагрузка на долото, динамическая составляющая осевой нагрузки, отклоняющая сила на долоте, что возникает при создании осевой нагрузки, силы прижатия бурильной колонны к стенкам скважины на разных участках бурильного инструмента.
В зависимости от условий работы колонны ее герметичность может быть нарушена в результате возникновения разности гидростатических давлений жидкости внутри колонны и в затрубному пространстве, которая возникает при прокачивании бурового раствора, что определяется максимальным давлением на выбросе насосов.
Во время бурения на колонну труб влияют продольные, крутильные и поперечные колебания. Развитие и пагубное влияние этих явлений на буровую технику может быть ослаблено и даже приостановлено в результате применения демпферов. Это значительно повышает срок службы устройств, повышает проходку за рейс и снижает стоимость 1 м бурения. Механическая скорость бурения за счет использования амортизаторов увеличивается, как показала практика, на 8-40%.
Главное преимущество буровых демпферов – выделение и тушения процессов колебания, которые приводят не только к резкому снижению долговечности элементов бурильной колонны, но и до тяжелых технологических осложнений в скважине в виде отвинчивания их или поломки, каверноутворення, искривление ствола скважины, неизъятие керна и прочее. Первопричина подавляющего большинства обрывов бурильной колонны и других аварий в скважинах – развитие колебаний в бурильной колонне. Ряд исследований показал, что амплитуда таких колебаний нередко достигает 60-100 мм, а связанные с ними пиковые динамические нагрузки превышают расчетную осевую нагрузку на долото в 1,5-3,5 раза. Возникают эти колебания вследствие прерывистого контакта долота, особенно шарошечного, с неровным забоем возвратно-поступательного перемещения упругой скрученной колонны, пульсации промывочной жидкости, цикличности вращательного движения долота и прочее. Нередко, чтобы уменьшить эти колебания и вибрацию наземного оборудования, приходится уменьшать осевую нагрузку на долото и частоту вращения долота. Но это снижает механическую скорость и коммерческую скорость бурения.
Поэтому демпфер – неотъемлемая часть единого комплекса технических средств, которая абсолютно необходима для проведения буровых работ на современной стадии.
Указанный прибор должен иметь высокую поглощающую (демпфирующую) способность, максимальную жесткость, чувствительность к перепаду давления.

4.2 Описание технического предложения

Демпфер представляет собой податливый инструмент, что обеспечивает поглощение тех или иных колебаний. В процессе бурения это устройство должно воспринимать перепады давления и гасить их.
Забойный демпфер колебаний давления промывочной жидкости с внутренним расположением рабочих элементов (пружина, поршень) в корпусе опускается в скважину и работает в компоновке низа бурильной колонны. Место установки устройства принимают согласно расчетов и исходя из того, где в компоновке КНБК он будет более целесообразным.
Внутри корпуса 1 установлены цилиндр 2, пружина 3, поршень 4. Демпфер устанавливается в компоновку бурильного инструмента при помощи присоединительных резьб 12 и 13. Підпоршнева область соединяется каналом 7 с затрубним пространством. Для прохождения жидкости через демпфер поршень имеет сквозной канал 8.
Демпфер работает следующим образом.
Колебания давления промывочной жидкости воздействуют на поршень, который сжимает пружину. При перемещении поршня вниз жидкость из підпоршневої камеры направляется в канал, а из него в затрубное пространство. Вытеснению жидкости из підпоршневої камеры кроме пружины также препятствует столб затрубної жидкости. При снижении величины давления промывочной жидкости на входе в демпфер поршень вновь занимает исходное положение, а жидкость из затрубного пространства устремляется в підпоршневую камеру. Таким образом происходит гашение колебаний давления промывочной жидкости.

Рисунок4.1 – Демпфер гашения колебаний давления промывочной жидкости
1 – корпус; 2 – цилиндр; 3 – пружина;4 – поршень; 5, 6, 10 – уплотнения;
7 – канал; 8 – сквозной канал; 9 – сетка; 11 – втулка; 12, 13 – резьба
Забойный демпфер должен иметь несколько ступеней, количество которых определяется отношением:
(4.1)
где: – деформация пружины, мм;
= 45 мм (экспериментально измеренная величина);
L– величина сжатия, при которой не возникает собственного гидроудара, мм;

Комментарии: «Технологический комплекс оборудования для бурения скважины №5 Семиренковского ГКМ с разработкой забойного демпфера гашения пульсации давления бурового раствора».
Нефтегазовая промышленность – одна из ведущих отраслей, на которых базируется экономика и является одной из ведущих отраслей народного хозяйства Украины. Нефть была и остается стратегическим сырьем и одним из важнейших факторов экономической независимости нашего государства.
За последние годы добыча нефти и газа уменьшился и для удовлетворения всех потребностей народного хозяйства необходимо многократно увеличить объемы разведывательного и эксплуатационного бурения. Развитие данной отрасли зависит от показателей оборудования, применяемого в ней, в частности от оборудования, применяемого для бурения скважин.
На современном этапе деятельности обеспечение необходимых темпов развития нефтяной и газовой промышленности зависит прежде всего от ускорения технического перевооружения, дальнейшего совершенствования оборудования, технологии и организации ремонтно-восстановительных работ, проведение профилактических мероприятий, направленных на предупреждение аварий.
Также одним из принципиальных факторов, влияющих на показатели бурения, является уровень буровой техники, то есть эксплуатационно-технические показатели, в том числе производительность, долговечность, монтажоздатність и транспортабельность бурового оборудования.
Современная буровая техника характеризуется разнообразием агрегатов, оборудования и инструмента, что обеспечивает выполнение различных операций во время бурения скважин. Для бурового оборудования определяющими критериями работоспособности являются прочность и долговечность.
В последнее время, в связи с новыми подходами к экономических показателей бурения, основной задачей стало снижение стоимости бурения относительно единицы добытой продукции. Однако, для реализации этого существует много преград, одна из них – изношенность бурового оборудования.
Производственная база большинства буровых предприятий является устаревшей и нуждается в обновлении. Особенно остро эта проблема касается элементов КНБК, которые играют значительную роль при сооружении скважины и влияют на механическую скорость бурения, ресурс работы оборудования и многое другое.
Таким образом, учитывая выше перечисленное, проблема создания и серийного производства надежного оборудования для бурения, ремонта и обслуживания скважин является весьма актуальной для Украины.
Именно поэтому темой дипломного проекта было выбрано выбор технологического комплекса оборудования для бурения скважины с разработкой забойного демпфера гашения пульсации бурового раствора. Использование демпфера в компоновке низа бурильной колонны даст возможность выравнивать и гасить пульсации бурового раствора, что в свою очередь повлияет на качество сигнала, полученного на поверхности от вибійної телеметрической системы с гидравлическим каналом связи. Забойный демпфер устанавливается над телеметрической системой и не требует дополнительного оборудования.
1. На первом листе графической части представлена функциональная схема буровой установки Уралмаш 3Д-86, на который приведены основные элементы оборудования, узлов и оборудования, задействованное во время сооружения скважины. Буровой насос, который подает промывочную жидкость на забой скважины через бурильную колонну показан позицией 11 и приведен на чертеже №3.
2. На втором листе графической части приведены общие схемы компоновки низа бурильной колонны без разработанного устройства и вместе с демпфером. Схемы компоновки низа бурильной колонны состоят из таких элементов: (по листу – показать и назвать элементы).
3. На третьем листе графической части представлен в общем виде буровой насос УНБ-600, который предназначен для нагнетания промывочной жидкости в скважину с целью очистки забоя и ствола от выбуренной породы и выноса ее из скважины, охлаждения и смазки долота, создания гидромониторного эффекта при бурении долотами, приведения в действие забойных гидравлических двигателей и состоит из: (по листу – показать и назвать элементы). При работе насоса неизбежны колебания показателя давления в трубопроводах, возникающих в результате того, что жидкость подается устройством неравномерно. Использование компенсатора, показанный позицией 1, позволяет сгладить такую неравномерность подачи, уравнивая показатели давления в каждой фазе работы насоса.
4. На четвертом листе графической части представлен пневмокомпенсатор, который широко используется в практике бурения, состоит: (по листу – показать и назвать элементы)
5. На пятом листе графической части приведены одноступенчатый и многоступенчатый забойные демпферы, которые предназначены для обеспечения гашения пульсации бурового раствора, что передается от буровых насосов. Снижение пульсации раствора приводит к увеличению ресурса работы буровой колонны, повышению стойкости долота и позволяет поддерживать режимы бурения. Состоят демпферы из: (далее по спецификациям).
Главное преимущество буровых демпферов – выделение и тушения процессов колебания, которые приводят не только к резкому снижению долговечности элементов бурильной колонны, но и до тяжелых технологических осложнений в скважине в виде отвинчивания их или поломки, каверноутворення, искривление ствола скважины, неизъятие керна, и тому подобное. Первопричина подавляющего большинства обрывов бурильной колонны и других аварий в скважинах – развитие колебаний в бурильной колонне.
Чтобы уменьшить колебания и вибрацию наземного оборудования, приходится уменьшать осевую нагрузку на долото и частоту вращения долота. Однако это снижает механическую и коммерческую скорость бурения.
Использование демпфера обеспечивает поглощение тех или иных колебаний. В процессе бурения это устройство воспринимает перепады давления и гасит их. Место установки устройства принимают согласно расчетов и исходя из того, где в компоновке КНБК он будет более целесообразным.
6. На шестом листе графической части приведены детали разработанного демпфера (далее по листу, назвать детали, показать место их установки на письме 5 – многоступенчатый демпфер).
7. На седьмом листе графической части приведен технологический процесс изготовления корпуса демпфера.
В дипломном проекте также рассмотрены основные проблемы подготовки и организация процесса сборки инструмента и оборудования перед СПО. Проведен анализ потенциальных опасностей для обслуживающего персонала и окружающей среды. Разработан комплекс мер на предотвращение аварий, профессиональных заболеваний и загрязнения окружающей среды.
Экономический эффект от внедрения предложенного технического решения составляет около 2,5 млн. грн.
Считаю, что тема дипломного проекта раскрыта, а внедрение в производство предложенного технического решения позволит улучшить основные показатели работы бурильной колонны и получить экономию эксплуатационных затрат и позволит повысить надежность скважины за счет снижения аварийности в процессе бурения.

Размер файла: 3,2 Мбайт
Фаил: (.rar)

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

        Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

Технологический комплекс оборудования для бурения скважины №5 Семиренковском газоконденсатного месторождения ГКМ с разработкой забойного демпфера гашения пульсации давления бурового раствора (второе высшее 8А1)-Курсовая работа-Оборудование для бурения неф
Ещё искать по базе с такими же ключевыми словами.