ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание к листку № 51-175-99

Современные отечественные буровые установки для глубокого эксплуатационного т разведочного бурения нефтегазовых скважин отличаются высокой удельной металлоемкостью. Наиболее тяжелая и конструктивно несовершенная часть установок - основание, что объясняется необходимостью размещения на нем громоздкого оборудования и обеспечения грузовой устойчивости системы при подъеме в вертикальное положение буровой вышки. Для снижения габаритных размеров и массы размещаемого оборудования и основания, а также для обеспечения грузовой устойчивости системы предусмотрены особые меры.

Основание буровой установки класса БУ 2500 (а.с. СССР № 1461858) содержит основание вышечного блока 1 (см. рисунок) с буровой площадкой, на продольных рамах с лонжеронами 2 которого размещается буровая лебедка и другое оборудование (на рис. не показано). На лонжеронах закреплена объемная поперечная ферма 3, причем входящие в ее состав плоские вертикальные фермы 4 лежат в плоскости лонжеронов 2. Продолжением вертикальных ферм являются несущие элементы приемного трапа в виде стержней 5 и подкосов 6 регулируемой длины, концы которых сведены вместе и установлены на опоре 7. Противоположный конец основания через лонжероны соединен с насосным блоком 8 вертикальными регулируемыми связями 9. Все силовые элементы - несущий стержень 5 с подкосом 6 и вертикальная связь 9 расположены в одной плоскости с вертикальной фермой 4 и лонжероном 2. Основание включает две такие силовые структуры (на рис. а заштрихованы). Лонжероны 2 и вертикальные фермы 4 устанавливаются на опоры 10 и 11 соответственно. Поскольку основание обладает низкой удельной металлоемкостью, при подъеме и опускании буровой вышки (на рис. б показана ее нижняя часть 12) несущие стержни 5 и подкосы 6 совместно с опорой 7 несут функции выносной опоры, удаленной от оси 1-1 скважины на значительное расстояние ₁=8-10 м. При этом насосный блок 8, центр тяжести которого удален в противоположную сторону от оси 1-1 на расстояние ₂=12-15 м, используется в качестве грузового противовеса. Стабильность подъема (опускания) регулировкой длины подкоса 6 и связей 9, а также наличием промежуточных опор 10 и 11. После бурения скважины и перевозки основания на новую точку бурения (в собранном виде) за счет увеличения длины подкосов 6 стержни 5 приподнимают и установку снимают с точки бурения, пропуская устье скважины (при остающихся опорах 7, 10, 11, которые затем дополнительно транспортируют).

Такой принцип конструирования и строительства оснований крупногабаритных буровых установок, которые осуществляют бурение скважины, реализует целенаправленный силовой поток - при подъеме (опускании) вышки нагрузки передаются двумя параллельными силовыми структурами длиной ₁+ ₂. При этом силовым элементам приемного трапа придается дополнительная функция выносной опоры, а массивному насосному блоку - роль противовеса. Масса описанного основания по сравнению с аналогами снижена на 12,3 т или на 26%, несмотря на внушительную высоту основания и высокую грузоподъемность. Снижение массы основания влечет за собой и снижение металлоемкости другого оборудования и всей установки. Предложен новый подход к определению коэффициента удельной металлоемкости установок для глубокого бурения эксплуатационных и разведочных скважин: Км= m/(h·n·t) кг/(м проходки в год на срок службы), где m - масса установки, кг; h - условная глубина бурения в м для новых установок или фактическая средняя глубина скважины для данного района; n - количество скважин, пробуренных в год; t - срок службы (технический ресурс) установки, лет. При комплексном подходе к металлоемкости установок стимулируется не только снижение массы оборудования, но и повышение эксплуатационно-технических показателей оборудования и процесса бурения, включая монтажно-транспортные операции. Изложенный принцип построения основания приемлем и для ряда других крупногабаритных установок.