Вступ

Для забезпечення програми видобутку нафти і газу на Україні з кожним роком підвищуються об’єми буріння. Це потребує не тільки збільшення числа бурових установок, але і їх ефективності.

Бурова установка – складний комплекс агрегатів, машин і механізмів в процесі буріння, виконуючи різні, але зв’язані між собою функції. Проектування цього обладнання специфічний і складний процес, і від конструктора вимагається не тільки вміння конструювати машини і їх елементи, але і знання техніки та специфіки буріння свердловин на нафту і газ.

Бурове обладнання, яке приміняється в нафтовій і газовій промисловості потерпіло значних змін за останні 15 – 20 років. Появились установки для буріння свердловин глибиною 7 – 12 тис. км., установки для буріння в морі на глибинах 200 – 1500 м і більше, установки для буріння кущів свердловин на болотах… Змінилась технологія буріння, конструкція свердловин, вдосконалений проробооруйнівний інструмент, збільшилась тривалість його роботи в свердловині.

Виникли зміни в теорії машин і механізмів, основах розрахунку і конструювання машин і обладнання. В наш час використовується система автоматичного проектування.

Ціль курсової роботи – навчити студента основам конструювання, аналізу функцій, вибору параметрів, структури і схеми машини, вмінню оцінити недоліки і кращі сторони об’єкту, який ми конструюємо.

1. Загальна частина.

1.1. Аналіз конструкцій обладнання для промивки свердловин.

Циркуляційні системи призначені для виконання в процесі будівництва бурових свердловин визначеного співвідношення технологічних операцій, повний перелік яких представлений на рис. 1.1.

Технологічний комплекс операцій промивки

свердловини при бурінні.

При промивці свердловин в екстремальних природнокліматичних умовах цей перелік доповнюється операціями по регулюванню температурного режиму свердловини і циркулюючого у системі флюіда.

Циркуляційна система бурових комплексів поділяється на наземну і підземну частини. Основними функціями наземної частини є приготовлення бурових розчинів, регулювання їх властивостей і нагнітання їх у свердловину. Підземна частина служить для підводу потоку рідини і енергії до долота, приводу вибійного гідравлічного двигуна (якщо він використовується в бурінні даної свердловини) і для гідротранспорту вибуреної породи по стволу від вибою до гирла свердловини.

В склад наземної частини циркуляційної системи входить повний набір обладнання, перерахованого на рис. 1.2 , або деяка його частина (в залежності від геологічних умов, умов буріння і технологічних потреб).

При використанні аерованих бурових розчинів, або при циркуляційній системі додатково оснащуються компресорами, в випадку необхідності регулювання температурного режиму вони оснащуються теплообмінниками різного виконання.

Обладнання сучасних циркуляційних систем виготовляється в оболочній компоновці, що забезпечує ряд пріоритетів і дозволяє водночас вирішити декілька технологічних та економічних задач: зменшити затрати коштів і часу на монтаж – демонтаж, підвищити мобільність і зменшити габарити системи.

Комплектність і технологічна схема циркуляційних систем визначається видом циркулюючих в них флюїдів. Слід зазначити, що циркуляційна система, повинна забезпечити успішне виконання усіх операцій на не обважнених бурових розчинах.

Комплектність циркуляційних систем різних бурових установок показана в табл.. 1.1.

Комплектність циркуляційних систем

Таблиця 1.1.

Тип і назва

комплектуючих

вузлів | кількість на одну ЦС типу

ЦС – 2000

ЦС – 2500 | ЦС – 3000

ЦС – 4000 | ЦС – 5000

ЦС – 6500 | ЦС – 8000

ЦС – 12000

1. Блоки очистки БО1У, БО1Д,

БО1ДУ, БО2ДУ, БО2Д | 1 | 1 | 1-2 | 2

2. Блоки проміжні БПУ1, БПУ1М,

БПУ2, БПУ2М, БПВ, БПЭ | кількість проміжних блоків в системі визначається технологічними потрібностями

3. Блоки прийомні БПП, БУП,

БУПМ | 2 | 2 | 2-3 | 3

4. Блоки приготування 1БПР, 2БПР,

БПР-40, БПР-70 | 1 | 2 | 3 | 3

5. Блок зберігання рідких реагентів

БХР | 1 | 1 | 1 | 1

6. Сита вібраційні ВС-1, ВС-2 | 1 | 2 | 2 | 2

7. Пісковідділювачі гідро циклонні

ПГ-Д | 1 | 1 | 2 | 2

8. Муловідділювачі ИГ-45 | 1 | 1 | 2 | 2

9. Пиловідділювачі *. | - | - | - | -

10. Центрифуги | - | 1 | 1 | 1

11. Дегазатори ДВС | 1 | 1 | 1 | 1-2

12. Диспергатори ДГ-1 | 1 | 1 | 2 | 2

13. Насоси шлангові БМШ-1, 6ШВ,

6ШВ-2, ВШН-150 | 3 | 6 | 6-8 | 8

14. Насоси даливу свердловини

П63/22,5 | 1 | 1 | 1 | 1

15. Насоси хімічні 8/18-Д | 1 | 1 | 1 | 1

16. Перемішувач гідравлічний

4УПГ, ПГ | 12 | 16 | 16-20 | 20-24

17. Перемішувачі гідравлічні само

обертаючі | 8 | 12 | 16-20 | 20-24

18. Перемішувачі механічні

лопатеві 2ПМ, ПМ, ПЛ2 | 4 | 6 | 8-10 | 10-12

1.2. Визначення основних параметрів

Визначення основних параметрів циркуляційної системивідштовх. від технологічних потреб, специфічних геологічних умов і умов буріння. Основні параметри розраховуються на основі геолого-технологічного наряда, а після розрахунку підбираються насосний і циркуляційний комплекси; в даній роботі основні параметри розраховуються для буріння свердловини.

Основними технологічними параметрами циркуляційних систем являються:

max. подача, max. тиск і потужність бурових насосів

об’єм резервуарів для зберігання бурового розчину в наземній частині

пропускна здатність засобів механізованої очистки бурових розчинів від твердої і газової фази.

Вихідними даними для розрахунку перечислених вище показників являється ре гідрована програма свердловини при бурінні рис. 1.3. в свою чергу потребуюча для складання слідкуючої інформації: глибина свердловини, компоновка бурильної колони, компоновка обсадної колони, типорозмір долота та ін.

Визначаємо необхідні подачі насосів для буріння різних інтервалів свердловини глибиною , а також визначаємо тиск в нагнітальній лінії насосів, необхідний для прокачки бурового розчину густиною .

Конструкція свердловини задана в