Выбор типа и параметров буровых растворов для заданных условий бурения

Введение

Талевая система предназначена для проведения спуско-подъемных работ и поддержания на весу в процессе бурения колонн, а так же колонн обсадных труб. Талевая система состоит из неподвижной группы шкивов кронблока, установленного в верхней части буровой вышки, подвижной группы шкивов талевого блока, соединённых между собой стальным тросом - талевым канатом, один конец которого крепится к барабану лебедки, а второй через приспособление к основанию вышки.
Талевый блок является подвижной частью талевой системы предназначен, также как кроноблок, для выполнения спуско-подъемных операций и других работ, необходимых при бурении скважин. В буровых установках применяют талевые блоки двух видов:
Однососные - все шкивы смонтированны на одной оси, укрепленной в боковых щеках
Сосные с двумя осями - две сборки шкивов смонтированы каждая отдельно, а между осями оставлено пространство для пропуска свечи.
Талевый блок должен иметь минимальные габариты, особенно ширину, т.к. он движется внутри вышки в пространстве между пальцами магазина с бурильными свечами. Поэтому должно быть обеспеченно минимально безопасное расстояние между блоком и элементами вышки. Талевый блок обычно выполняют из двух сварных боковых щёк, соединённых наверху полой траверсой , а внизу-поперечной подвеской, которая присоединяется с помощью пальцев, эти детали составляют силовой каркас блока.
В щёках неподвижно закреплена ось, на которой на подшипниках качения смонтированы шкивы (для предохранения смещения ось торцов закреплена гайками). Шкивы блока закрыты кожухами, снабженными прорезями для прохода струн каната
1. Понятие талиевой системыБурение скважин - это процесс сооружения направленной цилиндрической горной выработки в земле, диаметр "D" которой мал по сравнению с её длиной по стволу "H", без доступа человека на забой. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно - забоем, а стенки скважины образуют ее ствол.
Технические характеристики талевых блоков
Параметры УТБ-5-250 УТБ-5-225 УТБ-6-320
Грузоподъемность, т 250 225 320
Количество шкивов, шт. 5 5 6
Наружный диаметр шкива, мм 1000 1120 1120
Профиль желоба шкива под канат диаметром, мм 28 32 32
Масса, кг 2470 3220 3920
Высота, мм 2070 2220 2690
Ширина, мм
1 – щека; 2 – шкив; 3 – ось; 4 – подшипник; 5 – втулка; 6 – кожух боковой; 7 – кожух нижний; 8 – ось; 9 – наголовник
Талевый блок является подвижной частью талевой системы. Предназначен, также как кронблок, для выполнения спуско-подъёмных операций и других работ, необходимых при бурении скважин. В буровых установках применяют талевые блоки двух видов:
одноосные – все шкивы смонтированы на одной оси, укреплённой в боковых щёках;
соосные с двумя осями – две сборки шкивов смонтированы каждая отдельно, а между осями оставлено пространство для пропуска свечи.
Талевый блок шестишкивный
1 – серьга; 2 – подвеска; 3 – корпус; 4 – кожух; 5 – ось шкивов; 6 – роликоподшипники; 7 – шкив 8-крышка
Талевый блок является подвижной частью талевой системы. Предназначен, также как кронблок, для выполнения спуско-подъёмных операций и других работ, необходимых при бурении скважин. В буровых установках применяют талевые блоки двух видов:
одноосные – все шкивы смонтированы на одной оси, укреплённой в боковых щёках;
соосные с двумя осями – две сборки шкивов смонтированы каждая отдельно, а между осями оставлено пространство для пропуска свечи.
Талевый блок
1 – траверса; 2 – шкивы; 3 – ось; 4 – предохранительные кожухи; 5 – щеки; 6 – серьга.истема скважина
В щеках неподвижно закреплена ось, на которой на подшипниках качения смонтированы шкивы (для предохранения смещения ось торцов закреплена гайками). Шкивы блока закрыты кожухами, снабжёнными прорезями для прохода струн каната.
В процессе проводки скважины подъёмная система выполняет различные операции. В одном случае она служит для проведения спуско-подъёмных операций (СПО) с целью замены изношенного долота, спуска, подъёма и удержания на весу бурильных колонн при отборе керна или других работах на скважине, а также для спуска обсадных труб. В других случаях обеспечивает создание на крюке необходимого усилия для извлечения из скважины прихваченной бурильной колонны или при авариях с ней. Для обеспечения высокой эффективности при этих разнообразных работах, подъёмная система имеет два вида скоростей подъёмного крюка – техническую для СПО и технологическую для остальных операций.
В связи с изменением веса бурильной колонны при подъёме, для обеспечения минимума затрат времени подъёмная система должна обладать способностью изменять скорость подъёма в соответствии с нагрузкой. Она также служит для удержания бурильной колонны, опущенной в скважину в процессе бурения.
Подъёмная система установки представляет собой полиспастный механизм, состоящий из кронблока, талевого (подвижного) блока, стального каната, являющегося гибкой связью между буровой лебёдкой, и механизмом крепления неподвижного конца каната. Кронблок устанавливается на верхней площадке буровой вышки. К талевому блоку присоединяется крюк, на котором подвешивается на штропах элеватор для труб или вертлюг.
В настоящее время талевый блок и подъёмный крюк во многих случаях объединяют в один механизм – кронблок.
2. Состав талиевой системыТалевая система буровой установки состоит из кронблока, монтируемого на подкронблочных балках верхнего основания вышки, талевого блока, связанного с кронблоком канатной оснасткой, и грузоподъемного крюка, соединенного с талевым блоком.
Блок талевый состоит из двух щек, соединенных между собой верхним и нижним щитом. В щеках закреплена ось, на которую установлены четыре шкива, посаженных на подшипники. Ось с одной стороны упирается выступом в щеку, с другой закреплена гайкой, которая стопорится шайбой. Ось с торцов имеет четыре продольных каната, предназначенных для индивидуальной смазки каждого подшипника. Смазка подается через масленки. Подшипники разделены между собой пружинными и дистанционными кольцами. Надетые кольца подшипников ограничиваются от осевого перемещения пружинными кольцами. Между внутренними кольцами подшипников устанавливаются дистанционные кольца, имеющие по внутреннему диаметру отверстия для подвода смазки. Для предохранения подшипников от загрязнения и сохранения смазки с торцов шкивов установлены защитные усики.
На серьгу подвешивается крюк. Серьга соединена со щеками щита осями. Щеки между собой скрепляются стяжками.
Нижний щит является ограничителем от соскакивания каната шкивов.
С боков шкивы закрываются откидными кожухами, также предотвращающими соскакивание каната.
Монтаж талевой системы начинают с подъема кронблока на верхнее основание вышки.
Талевые блоки и кронблоки проходят текущий мелкий ремонт, состоящий главным образом в креплении болтовых соединений и при износе желобов на роликах - в перемене места их в оснастке талевой системы.
Талевый блок по конструкции аналогичен кронблоку, имеет несколько отдельно закрепленных шкивов или блоков. Шкивы изготовляют из высококачественной стали. Каждый шкив установлен на антифрикционных подшипниках большого диаметра. Подшипники смазывают консистентной смазкой через канал в валу, на котором установлены шкивы.
Талевый блок с элеватором представляет собой трехплашечный гидравлический элеватор с самозаклинивающимся захватом колонны бурильных труб. Давление масла в гидросистеме элеватора обеспечивается поршневым насосом, приводимым в действие от рамки талевого блока через эксцентрик. В период перемещения талевого блока с элеватором энергия, вырабатываемая масляным насосом, запасается пневмо-гидравлическим аккумулятором и затем расходуется при операциях раскрепления-закрепления элеватора.
Талевый блок - подвешенная на кронблоке с помощью талевого каната подвижная часть полиспастного механизма, который соединяется с грузозахватным приспособлением. В буровых установках применяют талевые блоки двух типов: для ручной расстановки свечей и для работы с подвешенным автоматическим элеватором, применяющимся в комплексе механизмов типа АСП для автоматизации и механизации спуско-подъемных операций.
Вышечный подъемник ПВ5Х60. Талевые блоки попарно связаны двумя несущими балками б двутаврового сечения. Перпендикулярно к балкам, свободно опираясь на них, расположены две несущие трубы 13 диаметром 426 мм.
Талевый блок включает две секции и раму, соединяющую секции между собой.
Талевый блок 4 находится в крайнем нижнем положении. Клинья опущены и удерживают колонну труб, ключ АКБ 6 отведен от колонны, а автоматический элеватор 5 подведен под муфту замка. Отвинченная от колонны труб свеча удерживается механизмом расстановки свечей 8 на определенном расстоянии от центра скважины.
3. Принцип работыТалевый блок 4 и автоматический элеватор 5 поднимают колонну бурильных труб, клинья подняты, а ключ 6 остается отведенным от колонны. Механизм расстановки 8 продолжает переносить свечу от центра скважины.
Талевый блок 4 поднимает колонну труб на длину одной свечи. Клинья опускаются и захватывают колонну. Ключ 6 подводится к колонне, механизм расстановки 8 передвигает механизм захвата 10 в исходное положение. Центратор 3 вместе с талевым блоком 4 находятся в верхнем положении.
Талевый блок 4 опускается по колонне труб и вместе с ним по направляющим канатам 2 центратор 3 опускается в исходное положение. Клинья опущены и удерживают колонну, а ключ 6 отвинчивает свечу. Механизм расстановки 8 передвигает механизм захвата 10 к центру скважины.
Талевый блок 4 продолжает опускаться, а центратор 3 остается в исходном положении и удерживает свечу по центру скважины. Клинья остаются опущенными, а ключ 6 продолжает отвинчивать свечу. Механизм захвата 10 подводится к свече.
Талевый блок 4 находится в крайнем нижнем положении, клинья остаются опущенными, свеча отвинчена, ключ 6 отведен от колонны, а автоматический элеватор 5 подведен под муфту замка. Механизм захвата 10 при помощи механизма подъема / / захватывает свечу и выводит ее из центратора 3 и талевого блока 4, а автоматический элеватор 5 закрывается.
Талевый блок 4 находится в нижнем положении, клинья опущены и удерживают колонну труб, ключ 6 отведен. Механизм расстановки 8 подводит свечу к центру скважины, а механизм подъема опускает ее в муфту замка колонны и освобождает механизм захвата 10 от свечи. Автоматический элеватор 5 открывается и освобождает муфту замка.
Талевый блок 4 вместе с элеватором 5 поднимается по свече, ключ 6 подводится к центру скважины и начинает свинчивать свечу. Механизм расстановки 8 передвигает механизм захвата 10 от центра скважины за очередной свечой. Клинья опущены и удерживают колонну, а центратор 3 кулачками удерживает верхний конец свечи по центру скважины.
Талевый блок 4 продолжает опускать колонну, клинья подняты, ключ 6 отведен. Механизм расстановки 8 движется со свечой к центру скважины.
Талевый блок 4 опускает колонну в крайнее нижнее положение. Клинья опускаются и удерживают колонну труб, ключ 6 отведен. Механизм расстановки 8 продолжает движение со свечой к центру скважины.
Талевый блок является подвижной частью полиспастовой системы в буровой.
Талевый блок ТБН4 - 75 имеет четыре канатных шкива, расположенных на одной оси. Опорами оси служат щеки, связанные снизу осью подвесок, а сверху траверсой. Каждый канатный шкив опирается на два роликоподшипника, посаженных в ступицу.
Талевый блок У4 - 130 - 3 имеет пять канатных шкивов, смонтированных на общей оси, концы которой укреплены в двух плоских параллельно расположенных щеках из листовой стали. Каждый канатный шкив опирается на два роликовых подшипника, посаженных в ступицу шкивов. Смазка поступает в ступицу каждого шкива по отдельному каналу, просверленному в оси талевого блока. Между подшипниками каждого шкива установлены надетые на ось распорные кольца с внутренней кольцевой выточкой и радиальными отверстиями для выхода смазки к подшипникам. Наружные кольца подшипников разделены разрезным пружинным кольцом, посаженным в ступицу шкива. Для защиты полости подшипников от загрязнения и предотвращения вытекания смазки ступица каждого шкива закрыта с боков крышками-фланцами.
Талевый блок У4 - 130 - 4 отличается по конструкции от обычных одноосных или многоосных талевых блоков и состоит из двух секций: трехшкивной и двухшкивной. Каждая секция имеет свою ось, на которой установлены канатные шкивы. Оси секций опираются на две сварные щеки. Каждая секция закрыта верхним и боковыми кожухами. Снизу секции соединены траверсой, имеющей скобы для подвески автоматического элеватора.
Талевый блок ТБН6 - 300 имеет шесть канатных шкивов на одной общей оси, каждый из которых свободно вращается на двух роликоподшипниках, посаженных в ступицу шкива. Подшипники каждого шкива разделены надетыми на ось распорными кольцами с внутренней выточкой и радиальными отверстиями для подачи смазки. Кроме того, в ступицу также между подшипниками уложено разрезное пружинное кольцо. Для предотвращения потери смазки и защиты полости подшипников от загрязнения ступица каждого шкива закрыта с обеих сторон крышками. Общая ось канатных шкивов опирается на четыре щеки (две крайние и две промежуточные), которые соединены между собой сверху пустотелой траверсой трапецеидального сечения, используемой в качестве масляного бака для смазки каната, а снизу - цилиндрической осью. На нижней оси надеты две стальные литые подвески, к которым на двух пальцах прикреплена серьга. Ось закреплена по концам двумя гайками. С обоих торцов в оси высверлены продольные и радиальные каналы для подачи смазки в полость подшипников. Гайки защищены предохранительными кольцами обтекаемой конфигурации.
Талевый блок, являющийся подвижной частью талевой системы, предназначен так же, как и кронблок, для выполнения СПО и других работ, необходимых при бурении скважин.
Схема работы комплекса механизмов АСП-ЗМ 11 - 1236. Талевый блок 3 с элеватором 4 поднимает колонну бурильных труб.
Талевый блок 3 с элеватором 4 опускается по колонне труб.
Талевые блоки и кронблоки должны иметь кожухи к шкивам и приспособления, предотвращающие соскакивание каната.
Талевый блок (бурение) - узел тросовых (канатных) блоков, к которому крепится мощный стальной крюк в сочетании с кронблоком для спускоподъемных операций бурильных колонн и обсадных труб.
Буровая лебедка ЛБУ37 - 1100 (общий вид). Талевый блок представляет собой сварной корпус, в котором помещаются шкивы и подшипниковые узлы, как и в кронблоках.
Талевые блоки, подвижная часть талевой системы при СПО, предназначены для работы с умеренным климатом (типа БТН) и с умеренным и холодным климатом БТ.
Талевые блоки изготовляют с числом шкивов от одного до четырех. Щеки в верхней части соединены мостом (верхняя серьга 1), к которому прикрепляется конец талевого каната. К нижней части щек подвешивается серьга 6 для соединения с подъемным крюком.
Талевый блок висит на стальном канате, который поочередно пропускается через ролик кронблока, ролик талевого блока и обратно в том же порядке. Неподвижный конец каната за якорь у основания вышки, а подвижный конец прикреплен к барабану лебедки подъемника.
Талевый блок - подвижная часть полиспастной системы подъемного механизма в буровой. К нижнему болту подвешена большая серьга, к которой подвешивается подъемный крюк.
Талевый блок представляет собой сварной корпус, в котором помещаются шкивы и подшипниковые узлы, как и в кронблоках.
Кинематическая схема привода Уралмаш 125БЭ. Талевый блок представляет собой сварной корпус, в котором как и в крон-блоках, помещаются шкивы и подшипниковые узлы. В табл. 134 приведена основная техническая характеристика талевых блоков различных конструкций. На рис. 52 - 53 показаны талевые блоки.
Автоматический элеватор АЭ-125-3. Талевый блок (рис. 96) состоит из двух секций 3, 7 я рамы 5, соединяющей секции между собой.
Талевый блок У4 - 125. Талевый блок (рис. 230) отличается от обычного тем, что у него двухблочная секция отодвинута от трехблочной. Такая конструкция талевого блока позволяет ему во время свинчивания и развенчивания свечи перемещаться соответственно вверх и вниз.
Талевый блок находится в нижнем положении. Механизм расстановки устанавливает свечу в центре вышки. Механизм захвата освобождает свечу.
Талевый блок поднимается по свече. Ключ начинает свинчивать свечу. Механизм расстановки перемещает механизм захвата от центра вышки к очередной свече. Клинья опущены и удерживают колонну. Верхний конец свечи удерживается кулачками центратора.
Талевый блок продолжает подниматься по свече и касается центратора. Клинья опущены и удерживают колонну. Механизм расстановки свечей продолжает движение от центра вышки за очередной свечой.
Талевый блок спускает колонну. Центратор опускается в нижнее положение. Механизм захвата с помощью механизма подъема захватывает очередную свечу. Механизм расстановки выносит свечу из подсвечника.
Талевый блок продолжает спускать колонну. Механизм расстановки движется со свечой к центру вышки.
Талевый блок находится в крайнем нижнем положении. Клинья опущены и удерживают колонну. Ключ отведен от колонны.
Талевый блок поднимает колонну. Ключ отведен от колонны. Механизм расстановки свечей продолжает уносить свечу от центра вышки.
Талевый блок, продолжая подъем, касается центратора и поднимает его. Механизм расстановки устанавливает свечу на подсвечник. Механизм захвата освобождает свечу.
Талевый блок спускается по колонне. Клинья опущены и удерживают колонну.
Наращивание бурильной колонны с помощью трех элеваторов. Талевый блок продолжает опускаться. Ключ продолжает отвинчивать свечу. Механизм захвата подводится к очередной свече.
Талевый блок находится в нижнем положении. Ключ отведен от колонны. Механизм захвата с помощью механизма подъема захватывает свечу и выводит ее из талевого блока.
Талевые блоки с серьгой соединяются с крюком при помощи штропа, установленного на осях в карманах корпуса крюка.
Талевые блоки бывают одно -, двух-трех -, четырех - и пятироличные. Выбор того или иного типа талевого блока при капитальном ремонте скважин зависит от характера предполагаемых работ, ожидаемой нагрузки, глубины скважины и типоразмеров поднимаемого или спускаемого подземного оборудования.
Кронблок пятишкивный с одной осью. Талевый блок представляет собой стальной сборный корпус из литых или сварных стальных элементов, в котором на осях и подшипниках смонтированы шкивы. Талевый блок должен иметь минимальные габариты, особенно по ширине, так как он движется внутри вышки в пространстве между пальцами магазинов с бурильными свечами, чтобы обеспечить безопасное расстояние между блоком и элементами вышки.
Схема работы комплекта механизмов АСП. Талевый блок находится в крайнем нижнем положении. Клинья опущены и удерживают колонну труб. Ключ АКБ-ЗМ отведен от колонны. Механизм расстановки свечей переносит свечу от центра скважины.
Талевая система состоит из неподвижного кронблока, подвижного талевого блока, гибкой связи (талевого каната, соединяющего неподвижный и подвижный блоки), бурового крюка, штропов и элеватора, на которые подвешивают колонну бурильных или обсадных труб, устройства для крепления неподвижного конца талевого каната, допускающего перепуск каната.
Талевые системы характеризуются максимальной допустимой нагрузкой, числом рабочих струн каната и его диаметром.
Талевые системы следует конструировать в такой последовательности: в зависимости от требуемой максимальной нагрузки и скоростей подъема бурильных колонн выбирают размеры и тип талевого каната, затем диаметры шкивов и кратность оснастки в системе ( при этом следует учитывать величину усилия на барабане лебедки, число слоев и скорость навивки каната), после этого приступают к выбору конструктивных схем механизмов и расчету размеров их отдельных элементов. [3]
Заключение
Талевая система предназначена для подъема и поддержания на весу тяжелого бурового инструмента.
В процессе проводки скважины подъемная (талевая) система выполняет различные операции. В одном случае она служит для проведения спускоподъемных операций с целью замены изношенного долота, спуска, подъема и удержания на весу бурильных колонн при отборе керна, ловильных и других работах в скважине, а также для спуска обсадных труб.
Талевая система обеспечивает создание на крюке необходимого усилия для извлечения из скважины прихваченной бурильной колонны или при авариях с ней. Для обеспечения высокой эффективности при этих разнообразных работах подъемная система имеет два вида скоростей подъемного крюка: техническую для спуско-подъемных операций и технологическую для остальных операций.
Характеристики и применения
Талевая система представляет собой полиспастный механизм, который состоит из:
- кронблока, установленного на вышке или мачте
-талевого блока
-талевого каната, являющегося гибкой связью между буровой лебедкой и подъемным крюком, подвешенным к талевому блоку.
Список использованной литературы: 1. Андреев, А.Ф. Основы проектного анализа в нефтяной и газовой промышленности / А.Ф. Андреев, В.Ф. Дунаев, В.Д. Зубарева, и др.. - М.: Олита, 2014. - 67 c.
2. Бобрицкий, Н. В. Основы нефтяной и газовой промышленности / Н.В. Бобрицкий. - М.: Книга по Требованию, 2012. - 202 c.
3. Булатов, А. И. Заканчивание нефтяных и газовых скважин. Теория и практика / А.И. Булатов, О.В. Савенок. - М.: Просвещение-Юг, 2010. - 121 c.
4. Вадецкий, Ю. В. Бурение нефтяных и газовых скважин / Ю.В. Вадецкий. - М.: Академия, 2013. - 221 c.
5. Овсянников, Л.В. Лекции по основам газовой динамики / Л.В. Овсянников. - М.: [не указано], 2014. - 80 c.
6. Шрейбер, Г. К. Конструкционные материалы в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности. Справочное руководство / Г.К. Шрейбер, С.М. Перлин, Б.Ф. Шибряев. - М.: Машиностроение, 2013. - 172 c.