2824

Комплекс технологического оборудования для бурения скважины глубиной 4000 метров с совершенствованием и исследованием байпасно-каскадного смесителя системы приготовления бурового раствора (Магистерская работа 12А1)-Дипломная работа-Оборудование для бурени

ID: 189448
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:
Комплекс технологического оборудования для бурения скважины глубиной 4000 метров с совершенствованием и исследованием байпасно-каскадного смесителя системы приготовления бурового раствора (Магистерская работа 12А1)-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 ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРЕДЛОЖЕНИЯ
4.1 Формирование технического предложения

При бурении большую роль играет качество промывочной жидкости. Приготовить хороший раствор, что соответствует необходимым требованиям, бывает порой довольно сложно.
Для приготовления буровых растворов используются тонкодисперсные, пластические глины с минимальным содержанием песка, способные образовывать с водой вязкую, долго не оседающую суспензию. Лучшие свойства имеют существенно щелочные (натровые) разновидности монтморилонітових (бентонитовых глин), глинопорошки из которых применяются главным образом при бурении нефтяных и газовых скважин и для приготовления глинистых растворов с низкой плотностью.
Хорошие солестійкі свойства имеют палигорськітові глины, которые применяются во время бурения соленосных пород . Высокодисперсные бейделітові, каолінітові и гидрослюдистые глины характеризуются удовлетворительными свойствами.
Вредными примесями в глинах, ухудшающими стабильность глинистых растворов, являются гипс, растворимые соли, известняк.
Согласно технических условий (ТУ У 39-688-81) основным показателем качества глинистого сырья и глинопорошків, предназначенных для приготовления буровых растворов, является выход раствора – количество кубометров раствора (взвеси) заданной вязкости, получаемого из 1 т глинистого сырья. Кроме того, регламентируются плотность раствора и содержание песка [14].
При бурении скважин в сложных горно-геологических условиях промывочные жидкости должны выполнять следующие основные функции:
- полностью и эффективно очищать забой от частиц розбурюваних пород и удалять их на дневную поверхность;
- создавать гидростатическое давление, достаточное для предупреждения флюидопроявлений как в процессе бурения, так и при длительном прекращении промывки;
- удерживать частицы розбурюваної породы и другие частицы твердой фазы в змуленому состоянии при прекращении циркуляции и предупреждать их оседание на забой;
- обеспечивать охлаждение и смазку деталей долот, забойных двигателей, бурильной колонны и других узлов;
- предупреждать проявления неустойчивости пород, которые формируют стенки скважины;
- передавать мощность от источника на дневной поверхности к забою при бурении с гидравлическими вибійними двигателями;
- способствовать сохранению естественных коллекторских свойств продуктивных пластов в приствольній зоне скважины.
Выполнять эти функции может только многокомпонентная по составу жидкость.
Она должна:
- обладать тиксотропными свойствами: быть легко прокачуваною во время промывки скважины, но быстро переходить в гелеобразный состояние, как только прекратится ее прокачки;
- быть достаточно инертной относительно горных пород: не растворять их, не способствовать пептизации вибурених частиц, не снижать прочность стенок скважины;
- допускать регулирование плотности в достаточно широком диапазоне;
- кольматувати поры и трещины в стенках скважины и создавать в них тонкую, практически непроницаемую корку, которая бы предотвращала проникновение как самой жидкости, так и ее дисперсионной среды в продуктивные пласты;
- сохранять стабильность свойств в широком диапазоне изменения температур;
- обладать хорошей смазочной способностью и теплофизическими свойствами, достаточными для отвода тепла от трущихся деталей;
- нейтрализовать те компоненты розбурюваних пород и пластовых жидкостей, которые могут вызвать коррозию труб и оборудования или быть очень токсичными;
- допускать проведение геофизических исследований в скважине;
- состоять в основном из недефицитных и дешевых материалов [19].
Буровой раствор готовят централизованно на глинозаводі или непосредственно на буровой установке. Централизованное обеспечение целесообразно при долгом розбурюванні крупных месторождений и близком расположении буровых, когда для разбуривания скважин нужны растворы с одинаковыми или близкими параметрами. В этом случае более полно и экономично используются исходные материалы, требуются меньшие энергетические затраты по сравнению с приготовлением раствора на буровых, ниже себестоимость раствора, персонал буровой освобождается от тяжелой и трудоемкой работы.
Но на территории Украины более распространенный способ приготовления раствора непосредственно на буровой. Это связано с их удаленностью друг от друга и возможных потребностей в использовании раствора с различными физико-химическими параметрами. Для этого буровые установки оборудуют блоками приготовления бурового раствора.
Циркуляционная система бурового раствора представляет собой комплекс механизмов и оборудования, входящий в состав буровой установки и предназначена:
- для очистки бурового раствора от выбуренной породы;
- хранения запаса бурового раствора;
- приготовления бурового раствора заданной плотности и качества;
- дегазации бурового раствора (при необходимости);
- химической обработки бурового раствора;
- долив раствора в скважину;
- подачи раствора в скважину:
- удаление шлама.
Оборудование циркуляционной системы традиционно делится на несколько блоков:
- блоки грубой и тонкой очистки;
- блоки хранения раствора;
- система долива раствора в скважину;
- система удаления шлама;
- блок или блоки приготовления бурового раствора.
Блоки очистки включают технологическое очистное оборудование. В зависимости от требований технологии бурения, применяется одно-, двух-, трехступенчатое и даже четыре - и п\'ятиступеневе очистки бурового раствора. Для улучшения качества очистки и уменьшения выбросов шлама с буровой установки, возможности его дальнейшей утилизации применяется система очистки, которая обеспечивает устойчивое очистки бурового раствора в бункер-осаджувачах, віброситах, песко - и муловідділювачах с висушуючим віброситом (с использованием ситогідроциклонних сепараторов) и центрифугах. Иногда к очистному оборудованию относят и дегазатори или сепараторы газа из бурового раствора, устанавливаемые до или после вибросит.
Блоки хранения представляют собой емкости различных конструкций, закрытые сверху настилом и оснащены люками для обслуживания, лестницами, донными клапанами для слива остатков бурового раствора или промывочной жидкости. Иногда они имеют люки в боковых стенках для ручной зачистки. Емкости снабжаются механическими и гидравлическими перемешивающими устройствами, препятствующими оседанию твердой фазы из буровых растворов.
Система удаления шлама предназначена для сбора шлама после очистительного оборудования, его транспортировки и удаления за пределы буровой установки в процессе бурения. Система шлакоудаления включает в себя шнековый транспортер или несколько конвейеров с приводом и дополнительными устройствами. Привод конвейера может обеспечивать его работу в различных режимах скорости в зависимости от количества шлака, поступающего. Разгрузки шлака может осуществляться в шлаковую яму, если позволяют условия, или в промежуточный бункер, или в кузов автомобиля для вывоза в места утилизации.
Буровой раствор готовится в специальном блоке, предназначенном для смешивания стандартных глинопорошків, утяжелителей или химических реагентов в сухом или жидком виде с водой до достижения необходимой концентрации. В состав блоков приготовления обычно входит емкость или емкости небольшого объема (8-12 м3) для хранения приготовленного раствора. По мере готовности раствор из этих емкостей перекачивается в основные емкости циркуляционной системы или непосредственно в скважину. Смешивание осуществляется с помощью центробежного насоса, который перекачивает воду или буровой раствор через инжектор, всасывающий сухой компонент, непосредственно из тары или при засыпании его в бункер воронки [14].

4.2 Описание технического предложения

Известное устройство (рисунок 4.1), который предназначен для приготовления бурового раствора и позволяет повысить эффективность диспергации промывочной жидкости.
Достигается это тем, что диски установлены в трубчатом корпусе один против другого с промежутками, а продольные оси отверстий соседних дисков смещены, причем к входному концу трубчатого корпуса присоединен трубопровод сжатого воздуха, а к выходным – приемная емкость бурового раствора.
Устройство состоит из трубчатого корпуса, штуцера 1, через который подается воздух, смесительную камеру 2, воронку 3, выкидной ствол 4. К трубчатому корпусу прикреплены фланцы. Внутри трубчатого корпуса вставлены диски с 6 отверстиями. За первым диском расположен второй, они разделены распорным кольцом 7. В диске 6 имеются отверстия, продольные оси которых смещены относительно продольных осей второго диска. Входной конец штуцера соединен с трубопроводом сжатого воздуха (на чертеже не показан).
Буровой раствор под давлением сжатого воздуха проходит через отверстия в диске 6, ударяется о поверхность следующего диска, меняет направление движения и через отверстия диска проходит далее по трубчатому корпусу через систему дисков, при этом повторяя первоначальную схему движения.
Устройство для перемешивания промывочной жидкости и других подобных материалов, содержащий трубчатый корпус и диски с отверстиями, разработанный с целью повышения его износостойкости и долговечности, диски установлены в трубчатом корпусе один против другого с промежутками, а продольные оси отверстий в соседних дисках смещены, причем к входному концу трубчатого корпуса присоединен трубопровод сжатого воздуха, а к выходному – выкидной ствол.



Рисунок 4.1 – Смеситель
1 – штуцер; 2 – смесительная камера; 3 – воронка;
4 – сбросной ствол; 5 – контейнер; 6 – диск; 7 – распорное кольцо

Недостаток этого устройства заключается в низкой степени диспергации и невысоком качестве перемешивания.
Для улучшения качества перемешивания и диспергирования раствора за счет равномерного распределения элементов, перемешивают и диспергированных, по сечению потока с минимальными гидравлическими потерями.
Эта цель достигается тем, что каждый диск выполнен из стержней, образующих решетку в виде щелей и имеют в сечении форму напівкруга, при чем диски повернуты один относительно другого на угол где n – число дисков.
На рисунке 4.2 изображена конструкция устройства для приготовления раствора и его разрез А-А.
Устройство состоит из штуцера 1, смесительной камеры 2, воронки 3, удаляемого ствола 4, контейнера 5 с набором дисков 6, которые выполнены из стержней.
Устройство для приготовления и перемешивания бурового раствора работает следующим образом.

Комментарии: «Комплекс технологического оборудования для бурения скважины глубиной 4000 метров с совершенствованием и исследованием байпасно-каскадного перемешивателя системы приготовления бурового раствора»

Необходимость быстрейшего развития экономики нашей страны ставит перед работниками нефтегазовой промышленности задачу по повышению эффективности и улучшению качества бурения. Эта задача включает в себя как количественный рост, то есть увеличение скоростных показателей бурения, так и повышение качества самих буровых работ.
Технологический процесс промывки скважин является одним из наиболее важных процессов в бурение. Он включает ряд технологических операций: приготовления, очистки, регулирования свойств и циркуляции бурового раствора.
Успешное безаварийное строительство скважин определяется прежде всего степенью совершенства процесса промывки и оборудование для его осуществления. Было бы ошибочным считать, что это вспомогательный процесс в бурении и что его функции сводятся лишь к выноса разрушенной долотом породы на дневную поверхность.
Анализ технико-экономических показателей в бурении подтверждает, что при использовании высокоэффективного бурового оборудования и инструмента (долот, турбобуров, и тому подобное) они не всегда высокие. Только хорошие технологические свойства буровых растворов и совершенная технология промывки в сочетании с современными долотами и оборудованием позволяют достичь высоких технико-экономических показателей при проходке скважин.
Именно поэтому темой магистерской работы была выбрана комплекс технологического оборудования для бурения скважины глубиной 4000 метров с совершенствованием и исследованием байпасно-каскадного перемешивателя системы приготовления бурового раствора.

1. На первом листе графической части представлена технологическая схема буровой установки Уралмаш 5000 ЕУ, 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 25 и приведен на чертеже №2. Блок приготовления раствора, с помощью которого готовится промывочная жидкость показан позицией 26 и приведен на чертеже №3.
2. На втором листе графической части представлен в общем виде буровой насос У8-6МА, который предназначен для нагнетания промывочной жидкости в скважину с целью очистки забоя и ствола от выбуренной породы и выноса ее из скважины и состоит из: (по листу – показать и назвать элементы).
3. На третьем листе графической части приведена технологическая схема приготовления раствора, которая широко применяется в практике бурения и состоит из: (по листу – показать и назвать элементы).
4. На четвертом листе графической части показаны смеситель и байпасно-каскадный смеситель, которые предназначены для приготовления и перемешивания промывочной жидкости. Состоят перемішувачі с: (далее по спецификациям).
В системах циркуляции бурового раствора (чертеж №6) используют различные конструкции мешалок. Вместе с тем их конструкция должна отвечать требованиям эффективного перемешивания бурового раствора с реагентами, интегрироваться в имеющиеся гідротранспорті коммуникации поверхностного комплекса циркуляционной системы буровой установки.
Смесители и устройства для перемешивания – основной элемент оборудования для приготовления буровых растворов. Для улучшения качества перемешивания и диспергирования раствора в модернизированном байпасно-каскадном перемешивателя равномерно распределяются элементы диспергации и перемешивания по сечению потока с минимальными гидравлическими потерями. Это достигается за счет того, что диски с отверстиями у аналога, выполняются из стержней, которые образуют щілеподібну решетку и расположены под углом друг к другу, что улучшает диспергацію во время перемешивания.
5. На пятом листе графической части приведены детали перемішувачів (далее по листу, назвать детали, показать место их установки на листе 4).
6. На шестом листе показана технологическая схема промывки скважины, на который приведены основные элементы оборудования, узлов и оборудования, задействованное во время приготовления, очистки и циркуляции раствора (по листу – показать и назвать элементы). Для удаления из промывочной жидкости крупных фракций частиц выбуренной породы используют вибросито, показанное позицией 15 и приведенное на чертеже №7.
7. Седьмой лист содержит вибрационное сито ВС-2Т, которое задействовано в процессе очистки промывочной жидкости. Вибрационное сито представляет собой металлическую раму, установленную с помощью амортизаторов на прочной основе под некоторым углом к горизонту. На раме смонтировано решето с прорезиненной поверхностью и натянутой сверху сеткой из нержавеющей стальной проволоки, часто со специальным протиабразивним покрытием. В поперечном направлении сетка растянута, и ее боковые поверхности закреплены на прорезиненных краям решета. Рама приводится в движение с частотой от 1000 до 2000 колебаний в минуту с помощью электродвигателя через эксцентричный вал. Промывочная жидкость поступает на вибрирующую сетку через распределитель потока, а вибрации способствуют разрушению тиксотропность структуры и уменьшению условной вязкости промывочной жидкости, облегчают процеживания ее через сетку и обеспечивают перемещение крупных частиц розбурюваної породы вдоль сетки. Избавившись от таких частиц промывочная жидкость поступает в поддон, установленный под сеткой, а из него в отстойник.
8. На восьмом листе графической части показана ось вибратора вибрационного сита (по листу – показать и назвать элементы, указать место установки на письме 7).
9. На девятом листе графической части приведены детали оси вибратора (далее по листу, назвать детали, показать место их установки на листе 8).
10. На десятом листе графической части приведен технологический процесс изготовления диска и включает перечень операций и инструмент, необходимый для изготовления детали.
11. Одиннадцатый лист содержит стенд для гидродинамических испытаний смесителя. В основу исследования положено определение эффективности процесса перемешивания в каскадном перемешивателя, что определяется интенсивностью или величине сдвиговых усилий в малых элементах объема, сопоставимых по размерам с частицами дисперсной фазы и может быть оценено размерами капель или пузырьков, образующихся в процессе, или величиной межфазной поверхности.
12. На двенадцатом листе графической части приведены результаты исследования зависимости перепада давления и степени смешивания от средней скорости движения потока бурового раствора. Графики построены на основе опытно-конструкторской работы, расчеты, на основе которых построены графики, представленные в пояснительной записке и в таблицах на чертеже.

В магистерской работе также проведен анализ потенциальных опасностей для обслуживающего персонала и окружающей среды. Разработаны рекомендации к проведению монтажных работ с рассматриваемым оборудованием. Разработан комплекс мер для предотвращения аварий, профессиональных заболеваний и загрязнения окружающей среды. Экономический эффект от внедрения предложенного технического решения составляет почти 200 тыс. грн. Поэтому считаю, что тема дипломной работы раскрыта, а внедрение в производство предложенного технического решения позволит нефтедобывающим предприятиям сократить расходы.

Размер файла: 6,3 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:

Расчёт байпасно -каскадного смесителя системы приготовления бурового раствора-Комплекс технологического оборудования для бурения скважины глубиной 4000 метров с совершенствованием и исследованием байпасно -каскадного смесителя системы приг
Комплекс технологического оборудования для бурения скважины глубиной 4000 метров с совершенствованием и исследованием байпасно-каскадного смесителя системы приготовления бурового раствора (Магистерская работа 12А1)-Курсовая работа-Оборудование для бурения
Ещё искать по базе с такими же ключевыми словами.