Буровые вышки и оборудование для спуска и подъема бурильной колонны

Процесс бурения сопровождается спуском и подъемом буриль­
ной колонны в скважину, а также поддержанием ее на весу. Масса
инструмента, с которой приходится при этом оперировать, дос- •
тигает многих сотен килоньютонов. Для того чтобы уменьшить на- ^
грузку на канат и снизить установочную мощность двигателей при-1
меняют подъемное оборудование (рис. 2.2), состоящее из вышки, 1
буровой лебедки и талевой (полиспастовой) системы. Талевая си-1-
стема, в свою очередь, состоит из неподвижной части — кронбло- Ш
ка (неподвижные блоки полиспаста), устанавливаемого наверху §
фонаря вышки, и подвижной части — талевого блока (подвижно-%
то блока полиспаста), талевого каната, крюка и штропов. Подъем-1:
ное оборудование является неотъемлемой частью всякой буровой |
установки независимо от способа бурения. |

Буровая вышка предназначена для подъема и спуска бурильной ч; колонны и обсадных труб в скважину, удержания бурильной ко- : лонны на весу во время бурения, а также для размещения в ней талевой системы, бурильных труб и части оборудования, необхо | димого для осуществления процесса бурения. Буровые вышки раз­личаются по грузоподъемности, высоте и конструкции (табл. 2.3). Буровые вышки для буровых установок завода «Уралмаш» изготав­ливаются следующих типов: А-образные типа ВМ, П-образные типа ВМП и че-^; тырехопорные типа ВУ (табл. 2.4). А-об­разные вышки применяются в буровых установках классов 3200/200 и 5000/320, , П-образные — в буровых установках класса 5000/320 (рис. 2.3). Четырехопор-ные мачтовые вышки используются в бу­ровых установках 6500/400 и 8000/500 (рис. 2.4).

Подъем и опускание вышек осуще­ствляются буровой лебедкой с помощью специальных устройств. Внутри одной ноги вышки имеются лестницы тоннель­ного типа до подкронблочной площад­ки, внутри второй — лестницы марше­вого типа с переходными площадками (до платформы верхнего рабочего).

Параметры буровых вышек Волгоград­ского завода буровой техники приведе­ны в табл. 2.5 и на рис. 2.5.

Любую конструкцию буровой вышки следует рассматривать с точки зрения

техники безопасности, что прежде всего относится к основанию, балкону и лестницам.

Наиболее серьезной опасностью при работе на буровых вышках является частичное или полное их разрушение. Основная причи­на приводящая к падению или разрушению вышек — недостаточ­ный надзор за их состоянием в процессе длительной эксплуатации. По этим причинам были введены изменения в правилах безопас­ности, предусматривающие обязательные периодические провер­ки вышек, в том числе с полной разборкой и ревизией их деталей, а также испытания с нагружением вышек в собранном виде.

Кроме того, вышка должна подвергаться тщательному осмотру и проверке каждый раз до начала буровых работ, перед спуском обсадных колонн, освобождением прихваченной бурильной или обсадной колонны, при авариях и после сильных ветров (15 м/с для открытой местности, 21 м/с для лесной и таежной местности, а также когда вышка сооружена в котловане). Вышки мачтового типа монтируются в горизонтальном положении, а затем подни­маются в вертикальное положение при помощи специальных уст­ройств. Транспортировка вышки осуществляется в собранном виде вместе с платформой верхового рабочего в горизонтальном поло­жении на специальном транспортном устройстве. При этом тале­вая система не демонтируется вместе с вышкой. При невозможно­сти из-за условий местности транспортирования вышки целиком она разбирается на секции и транспортируется частями универ­сальным транспортом.

В практике бурения кроме вышек мачтового типа продолжают использоваться вышки башенного типа, которые собираются ме­тодом сверху —вниз. Перед началом монтажа на вышечном осно­вании монтируют подъемник. После окончания сборки вышки подъемник демонтируют.

Одновременно с монтажом буровой установки и установкой вышки ведут строительство привышечных сооружений. К ним от­носятся следующие сооружения.

1.Редукторный (агрегатный) сарай, предназначенный для укры­
тия двигателей и передаточных механизмов лебедки. Его пристраи­
вают к вышке со стороны ее задней панели в направлении, проти­
воположном мосткам. Размеры редукторного сарая определяются
типом установки.

2. Насосный сарай для размещения и укрытия буровых насосов
^и силового оборудования. Его строят либо в виде пристройки сбо-
^КУ фонаря вышки редукторного сарая, либо отдельно в стороне от
вышки. Стены и крышу редукторного и насосного сараев в зависи­
мости от конкретных условий обшивают досками, гофрирован­
ным железом, камышитовыми щитами, резинотканями или по-
^лиэтиленовой пленкой. Использование некоторых буровых устано­
вок требует совмещения редукторного и насосного сараев.

3. Приемный мост, предназначенный для укладки бурильных!
обсадных и других труб и перемещения по нему оборудования!
инструмента, материалов и запасных частей. Приемные мосты бьь!
вают горизонтальные и наклонные. Высота установки приемных!
мостов регулируется высотой установки рамы буровой выщ
Ширина приемных мостов до 1,5...2 м, длина до 18 м.

4. Система устройств для очистки промывочного раствора от!
выбуренной породы, а также склады для химических реагентов и|
сыпучих материалов.

5. Ряд вспомогательных сооружений при бурении: на электро­
приводе — трансформаторные площадки, на двигателях внутрен-Ц
него сгорания (ДВС) — площадки, на которых находятся емкости
для горючесмазочных материалов и т. п.

6. Объекты соцкультбыта: столовая, вагоны-общежития и т.п.
Буровую лебедку применяют для спуска и подъема бурильной

колонны, спуска обсадных колонн, удерживания на весу неподвиж­ной бурильной колонны или медленной ее подачи в процессе буре-1 ния. В ряде случаев буровая лебедка используется для передачи мощ­ности от двигателя к ротору, свинчивания и развинчивания труб,,

подтаскивания грузов и других вспомогательных работ. Лебедка является одним из основных аг­регатов буровой установки.

Спуск и подъем бурильных копонн производят много раз. Все операции повторяются сис­тематически в строго определен­ной последовательности, а на­грузки на лебедку при этом но­сят циклический характер. При подъеме крюка мощность подво­дится к лебедке от двигателей, а при спуске, наоборот, тормоз­ные устройства должны преоб­разовывать всю освободившуюся энергию в теплоту. Для лучшего использования мощности во вре­мя подъема крюка с переменной по величине нагрузкой привод­ные трансмиссии лебедки или ее привод должны быть многоско­ростными. Лебедка должна оперативно переключаться с больших скоростей подъема на малые и обратно, обеспечивая плановые включения с минимальной затратой времени на эти операции. В случаях прихватов и затяжек колонны сила тяги при подъеме должна быть быстро увеличена. Переключение скоростей для подъ­ема колонн различной массы осуществляется периодически.

Буровая лебедка состоит из сварной рамы, на которой установ­лены подъемный и трансмиссионные (один или два) валы на под­шипниках качения, ленточный и гидравлический или электричес­кий тормоза и пульт управления. Кроме того, на некоторых лебед­ках монтируются коробки перемены передачи, позволяющие со­кратить число валов лебедки. По числу валов буровые лебедки де­лятся на одно-, двух- и трехвальные. Кинематическая связь между валами лебедок осуществляется посредством цепных передач.

Подъемный вал является основным валом буровой лебедки, ^а в некоторых и единственным. На нем, кроме звездочек цепной ^Передачи, монтируются барабан для навивки талевого каната, лен-очный тормоз и муфта, соединяющая вал с гидравлическим или электрическим тормозом.

трансмиссионный и промежуточный (катушечный) валы бу-

ровой лебедки осуществляют кинематическую связь между подъем-

ым валом и приводом лебедки. Трансмиссионный вал в ряде слу-

^ев используется для передачи вращения ротору и присоедине-

^я к лебедке автомата подачи долота. На промежуточном валу,

Таблица 2,*