Буровая установка для бурения нефтяной скважины

            АСТРАХАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

                        Кафедра: « Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов »

 

 

 

 

 

 

 

                                                  

                                                            КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине “Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин

 

         на тему:   Буровая установка для бурения нефтяной скважины

 

 

Выполнил: студент группы ДХО-41   ___________________________    “____” _____________2009		Руководитель:  Лямина Н.Ф.   ________________________     “____” _____________2011
	Курсовой проект выполнен и  защищен с оценкой ____________________________                                            (Оценка)

 

 

 

                                                                       Астрахань 2011

 

Содержание 

 

   Задание на курсовое проектирование………………………………………………….4

 

   Введение…………………………………………………………………………………5

 

Глава 1. Описание конструкции скважины. Подбор оборудования, буровых труб,

               обсадных труб……………………………………………………………….......6

 

Глава 2. Выбор класса буровой установки для бурения скважины глубиной L……...8

 

Глава 3. Сооружения и  металлические конструкции буровых  установок

 

   3.1 Определение минимального запаса на переподъем крюко-блока буровой

          установки…………………………………………………………………………...12

 

Глава 4. Определение вертикальной, горизонтальной и ветровой нагрузки на

               буровую вышку

 

   4.1 Вертикальная нагрузка…………………………………………………………….13

 

   4.2 Определение горизонтальной составляющей силы……………………………...14

 

Глава 5.  Силовые  установки: лебедка, ротор

 

   5.1. Расчет мощности лебедки…………………………………………………………...15

 

   5.2. Расчеты размеров барабана лебедки и длины каната………………………........15

 

    5.3. Проверка диаметра тормозных шкивов барабана лебедки………………………..17

 

   5.4. Определение усилия натяжения набегающего и сбегающего концов

           тормозной ленты и проверка давлений колодки на барабан…………………..17

 

   5.5. Определение усилия на тормозном рычаге лебедки……………………………19

 

 

   5.6. Проверочный расчет тормозной ленты………………………………………......20

 

   5.7  Определение потребляемой мощности для привода ротора……………………21

 

   5.8. Расчет осевого усилия, действующего на главную опору стола, и

          долговечность  главной опоры…………………………………………………....22

 

Глава 6. Расчет циркуляционной системы

 

   6.1 Определение необходимых подач насосов для бурения различных

         интервалов скважины……………………………………………………………..25

 

 

   6.2 Определение давления в нагнетательной линии насосов……………………….26

 

 

Глава 7. Расчет бурового насоса             

 

   7.1 Вычисление коэффициента объемной подачи…………………………………..29

 

    7.2 Определением число ходов насоса……………………………………………....29

    

    7.3 Определение скорости движения, ускорения поршня и максимальную

          подачу насоса……………………………………………………………………...29 

    7.4 Определение мощности буровых насосов для закачки бурового

          раствора в скважину………………………………………………………………30

 

    7.5 Определение числа насосов………………………………………………………31

 

      Список литературы…………………………………………………………………..33

 

     Приложение…………………………………………………………………………...34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                

 

 

 

 

                                                   ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

 

на курсовое проектирование по дисциплине: “Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин”.

студента           Югай Дмитрия Владимировича                 группы    ДХО- 41      

                                                                                    

1.   Тема проекта          Установка для бурения нефтяной (газовой) скважины

 

2.   Исходные данные и особые условия для проектирования:  

 

2.1. Глубина скважины 2500 м

 

2.2. Район бурения:  Тенгиз

 

2.3. Оборудование для разработки:  насос

 

2.4. Конструктивный узел:  сальник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель проекта _______________________________________________________________

                                                                                                      ^{(фамилия, имя, отчество)                                          (подпись)                         (дата)}

Задание принял к исполнению                                                                                                          .                      

                                                                                                      ^{(фамилия, имя,  отчество)                                         (подпись)                          (дата)}

                                                           Введение

 

     В решении задач развития топливно-энергетического комплекса страны ведущее место отводится нефтяной и газовой промышленности. Ежегодно в стране добывается несколько сот миллионов тонн нефти и сотни миллиардов кубометров газа. Бурение нефтяных и газовых скважин является самой капиталоемкой отраслью нефтегазодобывающей промышленности. Первоочередными задачами нефтяников страны является успешное разбуривание и освоение новых месторождений нефти и газа с наименьшими затратами.

Данный курсовой проект посвящен расчету строительства нефтяной скважины на Тенгизском  месторождении. В курсовом проекте приведены все технологические операции, расчет бурового оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Описание конструкции скважины. Подбор оборудования, буровых

                 труб, обсадных труб.

Для бурения скважин применяется  буровая установка типа «ВЗБТ» БУ 2900/200ЭПК-БМ, тип вышки ВМА-45-200. Оснастка талевой системы 5х6.   

Конструкция скважины представлена: для перекрытия сыпучих пород, склонных к обвалообразованиям спускается кондуктор 0-310 м диаметром 324 мм, техническая колонна, диаметром 245мм, эксплуатационная колонна 0-2500 м, диаметр 180 мм.

Бурение под кондуктор производится ротором Р-560 и долотом типа III 393,7М-ГВ.

Бурение под тех. колонну  производится турбобурами Т12РТ-240 в сочетании с долотами III 295,3 МСЗ-ГНУ-R37.

            Бурение под эксплуатационную колонну производится турбобуром ЗТСШ1-195 (3 секции) и двигателем Д2-195 в сочетании с долотом III 215,9 МЗ-ГВ-3 и III 215,9 МС-ГНУ-R45.

            В качестве промывочной жидкости использовался глинистый раствор с параметрами: плотность r = 1160-1180 кг/м³,  условная вязкость Т=50-80 С, водоотдача В = 8-10 см³/30 мин.

          Набор параметров кривизны производится при бурении под кондуктор долотом диаметра 295,3 мм и компоновкой, включающей турбобур Т12РТ-240, УБТ-180, кривой переводник с углом перекоса 2^о5’.

Перед спуском кондуктора ствол скважины шаблонируется компоновкой, включающей калибратор 13-КИ295,3 МСТ.

             Для приготовления и очистки бурового раствора применяется следующее оборудование:

1. циркуляционная система ЦСЗ-3000 ЭУК;
2. глиномешалка МГ2-4х;
3. илоотделитель (входит в комплект циркуляционной системы) ИГ-45М.

Стабилизация параметров кривизны производится компоновкой,

включающей калибратор 13-КИ295,3 МСТ, центратор, УБТ-203, ЛБТ-147.

Для приготовления цементного раствора применяется следующее  оборудование:

1. цементировочные агрегаты типа ЦА-320 М;
2. смесительные машины 2СМН-20.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Выбор класса буровой установки для бурения скважины глубиной L.

        При разбуривании нового нефтяного или газового месторождения большое значение имеет правильность выбора типа буровых установок, которые для данного района окажутся наиболее экономичными. Прежде всего, в зависимости от размеров площади, глубины залегания продуктивных горизонтов, расстояний до источников энергоснабжения, перспективности близлежащих структур надо оценить целесообразность электрификации данного района. Первая задача — определение возможности и целесообразности сооружения линии электропередачи для применения элeктpофициpовaнныx установок; вторая — выбор класса буровых установок, которые позволят бурить быстрее и дешевле.

Исходные данные при выборе наиболее рационального класса буровой установки — проектная глубина и конструкция скважин. Кроме того, для определения способа транспортировки и монтажа установки необходимо учитывать рельеф местности грунтовые условия, ожидаемую скорость бурения.

         Выбрать класс буровой установки для бурения скважины глубиной L=2500 м. Конструкция скважины: кондуктор диаметром d_K=325 мм при толщине стенок =11 мм, вес 1 м кондуктора q_к=850 Н/м; техническая колонна d_тех=247 мм, толщина стенки =10 мм, q_п=580 Н/м; эксплуатационная колонна d_э= 180 мм, q_э=428 Н/м. Глубина спуска, м: кондуктора L_к=310; техническая колонна L_п=1550; эксплуатационной колонны L_э=2500.

Для бурения  скважин до проектной глубины  применяются 127-мм бурильные трубы с толщиной стенки =9 мм, q_бт=207 Н/м и 200 м 180-мм утяжеленных бурильных труб (УБТ), q_убт=1454 Н/м. Диаметр скважины под кондуктор d_c=445 мм, скорость подъема раствора в затрубном пространстве кондуктора V₃=0,5 м/с.

При этих условиях:

1. Вес кондуктора, МН:

2. Вес технической колонны, МН:

                                                  

3. Вес эксплуатационной колонны, МН:

 

   

4. Вес бурильных труб, МН:

                                                  

5. Вес УБТ, МН

          

6. Вес бурильной колонны с УБТ, МН:

                                              

7. Для этой глубины при роторном бурении разрывная прочность бурильных труб должна быть не менее, МН:

                                                  

     где: k₃= 1,5 — коэффициент запаса.

8. Для бурильных труб группы прочности Е диаметром d_бт=127 мм и толщиной стенки = 9 мм разрывная прочность R_бт=1,79 МН. Этим требованиям по допустимой нагрузке на крюке удовлетворяет буровая установка пятого класса по ГОСТ 16293—82 с допустимой нагрузкой на крюке R_к = 2 МН. 

 

9. В соответствии с ГОСТом нагрузка от веса бурильной колонны допускается не более 0,6 R_к, т.е.                    

10. Так как в нашем случае G_бк=0,74 МН, что меньше (см. п. 9) 1,2 МН то выбранная установка удовлетворяет этому требованию. В соответствии с этим выбираем буровую установку БУ2900/200ЭПК-БМ

      Буровая передвижная блочно-модульная вышка для бурения нефтяных и газовых скважин в неосвоенных районах, восстановления старых скважин путем бурения вторых горизонтальных стволов.

      Мачта А-образная секционная свободностоящая, без оттяжек, со встроенными маршевыми лестницами и механизмом подъема.

      Транспортировка установки между кустами осуществляется модулями на полуприцепах типов МАЗ-5247Г, ЧМЗАП-9906П, передвижной платформе, трубовозе типа «Урал-375» и других транспортных средствах, соответствующих массе и габаритам модуля. Отдельные узлы перевозят на универсальном транспорте. Блоки и модули на кусте передвигают в эшелоне гидравлическими толкателями на колесных тележках по рельсовым направляющим опорам. Применение регулятора подачи долота, использование АСП сокращает на 60% продолжительность спускоподъемных операций. Самоподъемное основание вышечно-лебедочного блока позволяет монтировать оборудование буровой на высоте не более 3 м, а затем поднимать талевой системой на высоту 8... 10 м.