КУСТОВАЯ БУРОВАЯ УСТАНОВКА С УПРОЩЕННОЙ СХЕМОЙ КОМПОНОВКИ

Заявленная полезная модель относится к нефтегазовому оборудованию, а именно, к буровым установкам, и предназначено для кустового бурения разведочных и эксплуатационных нефтяных и газовых скважин.
Известен «Ремонтно-буровой агрегат» (Патент РФ №2320842, дата приоритета 29.06.2006 г., патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «Лицензионная Компания «КУНГУР»). Оборудование агрегата размещено на платформе, которая установлена на рельсовые направляющие. Агрегат предназначен для подземного ремонта нефтяных и газовых скважин, особенно в специфических условиях кустовой разработки скважин. Однако конструкцией агрегата не предусмотрено применение дополнительных блоков с целью расширения его возможностей для использования агрегата при кустовом бурении разведочных и эксплуатационных нефтяных и газовых скважин.
Для кустового бурения разведочных и эксплуатационных нефтяных и газовых скважин российские и зарубежные производители выпускают специальные кустовые буровые установки, позволяющие производить кустовое бурение (бурение нескольких скважин на одной буровой площадке при перемещении комплекса буровой установки по специальным тумбам-направляющим или специальному основанию).
Известна «Буровая установка» (Патент РФ №24231, дата приоритета 05.10.2001 г., патентообладатель: «Инженерно-экономический внедренческий центр Открытого акционерного общества «Сургутнефтегаз»), содержащая блоки-модули с буровым оборудованием, установленные эшелоном, скрепленные между собой быстроразъемными соединениями и соединенные сквозным проходом от рабочей площадки до концевого модуля. Недостатком такой компоновки блоков является сложность операции по замене модуля в случае выхода его из строя, а также установки дополнительных модулей.
Другие известные кустовые буровые установки также содержат блоки-модули с буровым оборудованием: вышечно-лебедочный блок, блок циркуляционной системы, блок буровых насосов, блок цементирования, компрессорный блок и блок электрооборудования, которые смонтированы на общих направляющих с возможностью горизонтального перемещения по двум направляющим. При этом блоки оборудования приемного моста со стеллажами для работы с трубами расположены сбоку, как правило, перпендикулярно направлению движения буровой установки, из-за чего при перемещении эшелона к другой скважине, блоки, расположенные сбоку эшелона приходится демонтировать.
Аналогичную конструкцию имеет, например, кустовая буровая установка БУ 5000/320 ЭУК-Я («Новое поколение буровых установок завода Уралмаш в Западной Сибири» В.Г.Колчерин и др. Справочное пособие. 2002 г).
Расположение блоков кустовой буровой установки на двух общих направляющих для перемещения, имеет существенные недостатки. Размещение технологического оборудования в блоках последовательно в одну линию (эшелоном) исключает возможность установки в непосредственной близости от устья скважины, что ухудшает выполнение технологических операций (например, блок цементирования расположен в конце эшелонной части кустовой буровой установки). Делает невозможным установку дополнительных блоков, что снижает эффективность эксплуатации установки.
Частично недостатки аналогов решены в известной «Кустовой буровой установке» (Патент РФ №83280, дата приоритета 23.10.2008 г., патентообладатель «Закрытое акционерное общество «Уралмашоборудование», RU). Кустовая буровая установка содержит вышечно-лебедочный блок, блок циркуляционной системы, блок буровых насосов, компрессорный блок, блок электрооборудования, цементировочный блок, которые расположены эшелоном, при этом каждый блок выполнен в виде модуля, установленного на направляющие балки, с возможностью перемещения по ним. Для более эффективного проведения операций по кустовому бурению конструкция установки позволяет устанавливать дополнительные блоки. Данный аналог является наиболее близким по решаемой задаче и поэтому взят за прототип заявленной полезной модели.
Недостатком прототипа является то, что при установке дополнительных блоков кустовая буровая установка значительно увеличивается в длину (100 и более метров), что увеличивает протяженность связывающих технологических и электрических коммуникаций, увеличивает энергетические затраты на перекачку растворов и обогрев помещений, усложняет обслуживание буровой установки. Причем расположение блоков эшелоном приводит к значительному увеличению площади для кустовой буровой установки, требует больших затрат на подготовку дополнительных площадей для ее размещения и эксплуатации, что увеличивает расходы на эксплуатацию установки и делает ее малоэффективной.
Технической задачей заявленной полезной модели является повышение эффективности эксплуатации кустовой буровой установки при строительстве скважин в труднодоступных северных районах.
Технический результат достигается заявленной принципиально новой упрощенной схемой компоновки кустовой буровой установки, которая содержит блоки, выполненные в виде модулей, состоящих из рам с технологическим оборудованием: блок цементирования скважин, блок циркуляционной системы, насосный блок с буровыми насосами, блок электрооборудования, компрессорный блок, а также вышечно-лебедочный блок и приемный мост с буровыми трубами, установленные на направляющие с возможностью горизонтального перемещения, согласно полезной модели установка скомпонована в два ряда на 4-х параллельных направляющих, при этом блоки-модули соединены с системой коммуникаций и установлены с возможностью изменения их взаимного положения, а приемный мост с буровыми трубами выполнен с укрытием и установлен в пространстве между рядами, при этом приемный мост соединен с вышечно-лебедочным блоком, который установлен на внутренние направляющие с выдвижением за габаритную линию компоновки, образованную блоками-модулями, кроме того, приемный мост с буровыми трубами, также установлен на внутренние направляющие с возможностью горизонтального перемещения или может быть установлен на рамы блоков-модулей и соединяться с ними, кроме того, приемный мост с буровыми трубами снабжен одним или несколькими стеллажами, выполненными в виде блоков-модулей с укрытием, причем стеллажи могут быть установлены в любой ряд компоновки с возможностью соединения их с приемным мостом.
Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами.
На фиг.1 изображена упрощенная схема компоновки кустовой буровой установки.
На фиг.2. изображен вид сбоку компоновки кустовой буровой установки.
На фиг.3. изображен вид сверху компоновки кустовой буровой установки.
На фиг.4 изображена площадка для размещения кустовой буровой установки с упрощенной схемой компоновки (заявленной).
На фиг.5 изображена площадка для размещения кустовой буровой установки(прототипа).
Заявленная полезная модель «Кустовая буровая установка с упрощенной схемой компоновки» (фиг.1, 2), которое содержит блоки, выполненные в виде модулей, состоящих из рам с технологическим оборудованием (фиг.3): блок цементирования скважин 1, блок циркуляционной системы 2, насосный блок с буровыми насосами 3, блок электрооборудования 4, компрессорный блок 5, а также вышечно-лебедочный блок 6 и приемный мост с буровыми трубами 7, стеллаж 8, установленные на направляющие с возможностью горизонтального перемещения. Установка скомпонована в два ряда: ряд А и ряд Б на 4-х параллельных направляющих 9, 10, 11, 12. При таком расположении направляющих образуется центральная пара направляющих 10. 11. В каждом ряду блоки-модули соединены между собой винтовыми тягами и осями, а также соединены с системой коммуникаций и установлены с возможностью изменения их взаимного положения.
Приемный мост с буровыми трубами 7 выполнен с укрытием (на фиг. не показано) и установлен в пространстве между рядами А, Б на направляющих 10, 11, при этом приемный мост соединен с вышечно-лебедочным блоком 6, который также установлен на направляющих 10, 11 с выдвижением за габаритную линию компоновки В, образованную блоками-модулями. Приемный мост с буровыми трубами может быть установлен на поверхность направляющих 10, 11 с возможностью горизонтального перемещения или на поверхности рам блоков-модулей, между которыми он установлен. Приемный мост с буровыми трубами снабжен одним или несколькими стеллажами 8, выполненными в виде блоков-модулей. Стеллажи могут быть установлены в любой ряд компоновки, при этом должно быть осуществлено соединение стеллажей с приемным мостом. Все блоки с технологическим оборудованием, включая приемный мост и стеллажи к нему, имеют укрытия от нежелательного воздействия климатических условий.
Описание работы.
В цикл строительства скважины входят подготовительные работы, монтаж буровой установки, подготовка к бурению, процесс бурения, укрепление скважины обсадными трубами, укрепление скважины цементированием.
Перед началом монтажа кустовой буровой установки производят подготовку площадки, площадка показана условно на фиг.4, а для сравнения на фиг.5 показана условно площадка прототипа. На площадку фиг.4 устанавливают параллельно друг другу 4 направляющие 9, 10, 11, 12 (фиг.3). После чего производят монтаж конструкции кустовой буровой установки. Блоки-модули, состоящие из рам с технологическим оборудованием, размещают в два ряда А, Б на направляющих 9, 10, 11, 12 в соответствии с их функциональным назначением. Вышечно-лебедочный блок размещают между двумя рядами блоков модулей на центральной паре направляющих 10, 11. За вышечно-лебедочным блоком устанавливают приемный мост с буровыми трубами, при этом возле приемного моста в любой ряд компоновки устанавливают стеллажи. После чего осуществляют соединение стеллажей с приемным мостом и устанавливают укрытие 13 (фиг.2) над приемным мостом и стеллажами.
После монтажа всех блоков кустовой буровой установки, на стеллажи и приемный мост укладывают буровые трубы для подачи их непосредственно на буровую площадку. Бурение скважины производят опусканием бурового инструмента на бурильной колонне с одновременной подачей бурового раствора по контуру его циркуляции. После бурения первой скважины буровую колонну извлекают из скважины, разбирают на свечи (свернутые попарно бурильные трубы) и устанавливают на буровой площадке. На стеллажах и приемном мосте размещают обсадные трубы для опускания их в скважину. Обсадные трубы подают на буровую площадку, где их сворачивают и колонной опускают в пробуренную скважину. Затрубное пространство между обсадной колонной и стенкой скважины бетонируют с использованием оборудования блока цементирования. Завершив работы по цементированию, кустовая буровая установка перемещается внутри кустовой площадки по четырем направляющим от скважины к скважине вместе с технологическим и электрическим оборудованием, расположенным на блоках-модулях, без демонтажа всех блоков-модулей, включая приемный мост и стеллажи для труб. В прототипе при движении буровой установки к следующей скважине приходится демонтировать блоки-модули и стеллажи для труб, которые расположены по сторонам эшелона на дополнительных направляющих.
Такое размещение блоков кустовой буровой установки обеспечивает сокращение коммуникационных связей до 30%, сокращение площади для обслуживания буровой установки до 40% (фиг.4, 5) и снижение теплопотерь от поверхности укрытий всего бурового комплекса до 30%. При этом дополнительно укрывается и устанавливается обогрев рабочих зон приемного моста со стеллажами, что позволяет повысить механизацию работы с трубами и повысить производительность и безопасность выполнения этих работ, обеспечить удобство обслуживания и ремонта блоков установки. Сократилось расстояние от установки до амбара, что повысило эффективность процесса удаления бурового шлама от установки в амбар.
При использовании заявленной кустовой буровой установки с упрощенной схемой компоновки:
- сократилась занимаемая площадь и площадь обслуживания буровой установки, что уменьшило затраты на подготовку кустовой площадки;
- снизились затраты времени на передвижку всего комплекса оборудования от скважины к скважине;
- оптимизировалось расположение технологического оборудования буровой установки и повысилось качество выполнения работ;
- создались благоприятные климатические условия работы с трубами и буровым инструментом, появилась возможность дополнительно механизировать выполнение этих работ, повышая, таким образом, качество и производительность выполнения работ;
- сократились потери тепла в окружающую среду за счет оптимизации геометрических форм кустовой буровой установки.
Заявленная кустовая буровая установка с упрощенной схемой компоновки в «два ряда» вместо известной компоновки «эшелоном» позволяет повысить безопасность и производительность труда обслуживающего персонала, снизить количество «актированных дней» (простоев), связанных с неблагоприятными климатическими условиями, улучшить условия работы обслуживающего персонала при проведения работ, что повысило эффективность эксплуатации кустовой буровой установки при кустовом бурении разведочных и эксплуатационных нефтяных и газовых скважин, особенно в труднодоступных северных районах.