Инструмент для спускоподъемных операций




 

 

Спускоподъемным комплексом буровой установки называется совокупность узлов, механизмов и приспособлений, служащих для спуска, подъема и удержания на весу бурильных и обсадных колонн и обеспечения технологических и аварийных операций.

В процессе проводки скважины спускоподъемный комплекс выполняет следующие функции: спуск и подъем (СПО) бурильных колонн для смены изношенного долота, когда нагрузка на систему не превышает веса колон­ны в воздухе; дополнительные технологические и аварийные работы, когда нагрузки на систему превышают вес бурильной колонны в воздухе. К до­полнительным и аварийным работам относятся: приподъем и спуск буриль­ной колонны в процессе бурения при одновременном ее вращении и про­мывке скважины (расширение): спуск обсадных колонн; подъем обсадных колонн для освобождения элеватора или клиньев после наращивания очеред­ной трубы или в связи с осложнениями; ликвидация прихватов и аварии бурильных и обсадных колонн; спуск и подъем бурильных колонн в искрив­ленных и наклонных скважинах.

Первая категория операций (СПО) является наиболее продолжитель­ной, циклической с переменными динамическими нагрузками, определяю­щими долговечность элементов с и ус ко подъемною комплекса.

Вторая категория операций вызывает более высокие, кратковремен­ные нагрузки в элементах комплекса, носящие случайный характер. Так как закономерность действия этих нагрузок не установлена, то за макси­мальную нагрузку принимают усилие на крюке, которое не должно пре­восходить в процессе всего цикла бурения скважины разрывной прочности применяемых бурильных труб или 0,8 наибольшей страгивающей нагрузки спускаемых обсадных труб.

Оборудование подъемного комплекса работает в режиме повторно-кратковременных меняющихся по величине нагрузок. Процесс подъема из скважины колонны, скомпонованной из отдельных секций (свечей), состо­ит из захват колонны элеватором; подъем всей колонны на длину свечи при нагрузке на крюк, равной весу подни­маемой колонны в растворе и силам сопротивления при ее движении в скважине; установку колонны на стол ротора; освобождение от растяги­вающей нагрузки поднятой на поверхность свечи; раскрепление ключами, отвинчивание от колонны поднятой свечи и установку ее внутри буровой в специальном магазине или укладку на мостки около буровой; спуск ненагруженного крюка и элеватора для захвата колонны, подвешенной на рото­ре; захват и подъем колонны на длину следующей свечи и т.д. При спуске колонны эти операции выполняют в обратной последовательности, но с другими продолжительностью и нагрузками.

Талевая система буровых установок служит для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное перемещение крюка, для уменьшения силы натяжении конца каната, навиваемого на ба­рабан лебедки.

Талевая система состоит из неподвижного кронблока, подвижного та­левого блока, гибкой связи (талевого каната, соединяющего неподвижный и подвижный блоки), бурового крюка и штропов, на которые подвешивают колонну бурильных или обсадных труб, устройства для крепления непод­вижного конца долевого каната, допускающего перепуск каната.

К талевым системам буровых установок предъявляют следующие об­щие требования: эксплуатационная надежность, так как выход из строя элементов талевой системы ведет к серьезным авариям; удобство и безо­пасность обслуживания — все движущиеся элементы должны быть защи­щены кожухами и иметь обтекаемые формы, исключающие возможность задевания за вышку; долговечность; возможность осуществления быстрого монтажа и демонтажа, смены каната при переоснастках; взаимозаменяе­мость однотипных механизмов и элементов между собой; удобство для по­грузки всех механизмов талевой системы на транспортные средства и воз­можность многократных перемещений их волоком на небольшие расстоя­ния в пределах промыслов.

В буровых установках для бурения скважин глубиной 1200—3000 м следует применять талевые системы с числом шкивов в талевом блоке и кронблоке 2x3 и 3x4; в установках для глубин 3000 — 7000 м число шкивов следует выбирать от 3x4 до 6x7.

Неподвижный конец каната укрепляют к основанию буровой через специальные устройства.

Число и размеры блоков, а также число ветвей каната в талевой сис­теме определяются допустимой нагрузкой на крюке, тяговым усилием ле­бедки, размерами, прочностью и типом талевого каната. Эти показатели должны быть увязаны между собой.

В одном случае при бурении скважин одинаковой глубины в различ­ных условиях на крюк действуют одинаковые нагрузки, но число СПО в этих условиях бурения может отличаться от числа СПО при бурении в дру­гих условиях в несколько раз. Если число СПО небольшое, то решающим фактором является прочность талевой системы, а при большом числе СПО — абразивный и усталостный износ каната и других элементов. В од­ном случае можно выбрать систему с большим числом шкивов и ветвей каната, но с небольшим его диаметром, в другом — канатов большого диа­метра с высоким сопротивлением абразивному и усталостному износу, но при меньшем числе шкивов в системе. Чтобы правильно решить эту задачу, прежде всего надо знать условия применения системы и свойства канатов и элементов системы; это необходимо для выбора наиболее эффективного решения из всего многообразия возможных. В талевых системах буровых установок следует применять стальные канаты диаметром от 20 до 42 мм. Талевые системы характеризуются максимальной допускаемой нагрузкой, числом рабочих ветвей и диаметром каната.

Практикой эксплуатации установлено, что целесообразнее уменьшать число шкивов, увеличивать их диаметр, применять более прочные канаты большего диаметра.

Число слоев навивки каната на барабане лебедки следует выбирать наименьшим, равным 2 — 3.

Практика последних лет свидетельствует о целесообразности приме­нения больших соотношений между диаметром шкива и каната (Dш/d до 48) и применение при этом более жестких, но износостойких канатов тина ТЛК-О с линейным контактом проволок в пряди и металлическим сердеч­ником, предохраняющим канат от раздавливания и потери формы попе­речного сечения.

Талевая система работает в условиях переменных циклических нагру­зок, особенно во время СПО, и в условиях вибрационных нагрузок в про­цессе бурения. Вибрации колонны передаются талевой системе и вызыва­ют не только ее колебания, но часто и вышки. В процессе бурения наблю­дались случаи, когда вибрационные нагрузки приводили к обрывам тале­вых канатов вследствие усталостных разрушений в местах перегиба непод­вижного конца на первом шкиве кронблока, т.е. в месте, практически не подверженном истиранию.

Обсадная колонна



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-04-01 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: