Монтаж буровых установок, строительство скважин (бурение), ремонт скважин и транспортное обеспечение - Геология, гидрология и геодезия дипломная работа

Главная

Геология, гидрология и геодезия
Монтаж буровых установок, строительство скважин (бурение), ремонт скважин и транспортное обеспечение

Тенденция развития привода буровых установок. Описание существующей системы привода. Выбор системы привода ротора, буровых насосов и буровой лебёдки. Выбор дизель-генераторов для дизельной электростанции. Методика определения марки и сечения кабелей.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ООО «БК «ЕВРАЗИЯ» Нарьян-Марская экспедиция является крупным единственным подрядчиком буровых работ по строительству скважин на территории Ненецкого автономного округа.
Она образована в ходе реорганизации и реструктуризации подразделений Архангельского производственно-геологического объединения в начале 90годов века.
В ее состав вошли «Нарьян-Марская экспедиция глубокого бурения», Нарьян-Марская «Вышкомонтажная экспедиция» и Нарьян-Марское «Автотранспортное предприятие».
Основной деятельностью объединенного общества является; монтаж буровых установок, строительство скважин (бурение), ремонт скважин и транспортное обеспечение входе выполнения этих работ.
Структура «Нарьян-Марской экспедиции» состоит из административно-хозяйственного отдела и базы производственного обеспечения
(БПО)расположенных в пос. Искателей (г. Нарьян-Мар) которая является вспомогательной службой общества при строительстве скважин. 15 бригад по строительству и ремонту скважин и бригад по монтажу буровых установок , являющихся основной производственной структурой, ведущих работы на территории НАО. В ее составе трудятся более 2000 человек.
Базы производственного обеспечения включает в себя цеха;
- Ремонтно-механические мастерские (РММ)
Ремонтно-механическая мастерская состоит из ;
- Участка ремонта вспомогательного бурового оборудования, ремонт Д.В.С., ремонта, наладки и обслуживание противо-выбросного оборудования (ПВО)
- Участка сварочных, кузнечных работ
Автотранспортное подразделение состоит;
- мастерских по ремонту транспортной техники
- участок ремонта и обслуживания электрооборудования
- участок обслуживания электрооборудования на буровых
- кислородную станцию по производству кислорода для производственных нужд
Цех тепло-газо-водоснабжения - занимается обеспечением водой, газом и теплом (БПО и АХО) в поселке и на буровых
Служба ГСМ призвана для обеспечения горюче-смазочными материаламитранспорт и буровые установки.
Обеспечение электрической энергией производственно хозяйственной деятельности базы осуществляется из городской сети электроснабжения от 3 ТП мощностью каждая. Тепло-водообеспечение централизированны от сети поселка.
Основная деятельность Нарьян-Марской экспедиции строительство скважин на нефть и газ.
В настоящее время организовано серийное производство комплектных буровых установок, наиболее полно удовлетворяющих современным требованиям проходки скважин и обладающих большими потенциальными возможностями в повышении производительности бурения.
Дизельный и электрический приводы бурового оборудования существуют более 60 лет. Они пришли на смену паровым силовым установкам - локомобилям, приводившим в действие первые модели буровых станков ударно - канатного и ударно - штангового способов бурения. Переход на эти новые прогрессивные виды привода обеспечил революционный прорыв в области создания буровой техники для современных видов вращательного бурения.
Дизельный привод за свою более чем полувековую эволюцию пережил два характерных периода.
Первый - характеризуется интенсивным поиском и созданием рациональных схем мощных групповых приводов, подбором оптимальных типов двигателей и их оснащением гидродинамическими передачами, разработкой новых видов трансмиссий и передач мощности на буровые машины и механизмы. Этот период динамического развития продолжался до 60 - 70 -х годов прошлого столетия.
Второй период - это процесс стабилизации, когда в конструкциях было достигнуто соответствие требованиям потребителей, резервы и возможности дизель - механической системы привода были исчерпаны и процесс совершенствования постепенно прекратился. В таком состоянии дизельные приводы находятся в настоящее время.
Дальнейший прогресс в области привода буровых установок связан с развитием электропривода.
Электропривод оказался привлекательным, для буровой установки благодаря таким преимуществам, как упрощение механической трансмиссии, снижение затрат на её содержание и ремонт, низкая стоимость эксплуатации электродвигателей, простота подвода электроэнергии к буровой установке и её не высокая стоимость. Этими достоинствами отличались уже первые, самые простые нерегулируемые электроприводы переменного привода.
На территории бывшего СССР, электропривод применялся в основном в районах с широко развитыми сетями промышленного электроснабжения, (Азербайджан, Северный Кавказ, Татарстан, Западная Сибирь ). Однако с появлением транспортабельных дизельных электростанций для автономного электропитания буровых установок проблема была решена, и дизель - электрические установки стали альтернативой дизель - механическим.
Развитие электропривода привело к использованию в буровых установках регулируемых приводов на базе двигателей переменного тока. Глубокое регулирование этих двигателей и адаптация их характеристик к технологическим режимам работы лебёдки, ротора и буровых насосов заметно повысили скорости проходки, снизили аварийность при бурении скважин и положительно сказались на эффективности всего процесса буровых работ.
Исследование объёмов производства бурового оборудования и состояние парка буровых установок по видам привода как в бывшем СССР, так и в современной России и за рубежом (США) свидетельствуют о тенденции к повышению объёмов использования электропривода в бурении.
Объяснить этот процесс можно, сопоставив показатели механического и электрического приводов (см. табл. 1). Примечательно, что переход на рыночные формы хозяйствования в России, существенно повысив значимость экономических факторов, способствовал ещё большему спросу на буровое оборудование с электроприводом.
Таблица1 Относительная оценка показателей механических и электрических приводов.
Возможность работы от линий промышленного энергоснабжения или от собственных источников энергии.
Наличие штатной системы электроснабжения для верхнего привода (силовой вертлюг).
Расход дизельного топлива и горючесмазочных материалов.
Затраты на ремонт оборудования и запасные части.
Общее количество дизелей на буровой установке.
Рабочие характеристики лебёдки, ротора, буровых насосов (плавность пуска, глубина регулирования скорости, полнота использования мощности).
Эргономико - санитарные условия труда персонала буровой (уровень шума и вибраций на рабочих местах, удобство управления).
Экологическая обстановка: протечки масел и топлива из оборудования на почву, задымлённость воздушного пространства от дизелей.
Доля выпускаемых Уралмашзаводом буровых установок с электроприводом с начала освоения их производства в 1956г. с некоторыми колебаниями непрерывно нарастала. Если в начале она составляла 13,7% от общего количества установок (другую часть составляли установки с дизельным приводом ), то в 1985 - 1986 гг. доля буровых установок с электроприводом превысила 50%. В последние годы нефтяные компании России, обновляя парки бурового оборудования, всё больше ориентируются на установки с электрическим приводом. В результате доля буровых установок этого типа, заказанных нефтяными компаниями России, в общем объёме заказов в последнее время превысила 70%.
В США и других странах использованию электропривода в буровых установках препятствовало частное владение источниками централизованного энергоснабжения. Буровые подрядчики стремились к независимости от энергетических компаний и долгое время использовали только механические приводы. Однако с освоением в начале 60- х годов прошлого столетия производства буровых установок с электроприводом их число в общем парке стало быстро расти. Уже в 1970г. такие установки составляли заметную величину, а через 16 лет их доля существенно возросла. Так, число установок с электроприводом при бурении в диапазоне 4400 - 5500 метров выросло в 6,22 раза , свыше 5500 метров в 2,2 раза. Этот процесс коснулся и установок для не глубокого и среднего бурения (2600 - 3350 метров, 3350 - 4400 метров), где использование установок с электроприводом увеличилось также в 2 раза. В настоящее время результаты переписи парка буровых установок США свидетельствует о ежегодном росте числа буровых установок с электроприводом и уменьшении числа с механическим приводом.
Так, в 2000 году по с равнению с 1998 годом парк установок с электроприводом увеличился на 4,6 %, а с механическим уменьшился на 9,6 %. Общее число установок с электроприводом в 2000г. составило 520 единиц, или 31,8 %. Причём пополнение парка происходит не только за счёт приобретения новых установок, но и за счёт замены механического привода электрическим на имеющихся буровых.
Уже несколько десятилетий электропривод и связанные с ним системы управления и автоматизации представляют собой динамично развивающуюся область техники. Достижения в этой отрасли используются при создании различных видов техники, в том числе и буровых установок. Ведущие западные компании приступили к производству электроприводов на базе асинхронных двигателей переменного тока с частотным регулированием скорости. Об использовании таких приводов в буровом оборудовании уже заявили такие известные в нефтяной отрасли машиностроительные компании, как «Нэшнл - Ойлвелл» (США), «Дрико» (Канада) и другие. Совершенствуются системы автоматизации электропривода за счёт использования микропроцессорной техники. Аналогичные процессы происходят и в отечественном нефтяном машиностроении.
В случае реконструкции буровой установки, предусматривающей отказ от использования дизельных двигателей для привода буровых насосов, ротора и буровой лебёдки с установкой электропривода этих механизмов, существующая схема электроснабжения буровой установки не может быть использована. Причина заключается в отсутствии возможностей для подключения мощных электроприёмников, недостаточных сечениях питающих кабелей, недостаточной мощности дизельной электростанции. Так, существующая система электроснабжения обеспечивает максимальную мощность 500 кВт, из которых 200 кВт приходится на рабочий посёлок, 300 кВт - на буровую установку и сопутствующие механизмы. Мощность на приводном валу буровой лебёдки составляет 690 кВт, буровых насосов - по 600 кВт, ротора - 530 кВт.
Для привода ротора выбираем частотно-регулируемый асинхронный электропривод, параметры редуктора и необходимость в использовании двухскоростного редуктора будет уточнена в ходе расчётов. В рамках рассматриваемой задачи данный вид привода обладает рядом дополнительных преимуществ:
механическая характеристика привода близка к кривой постоянной мощности, что позволяет достигать высокого момента при малой частоте вращения и номинальной мощности при высокой частоте;
1. обеспечивает плавный пуск и плавное регулирование скорости вращения;
2. обладает низким моментом инерции.
Для привода буровой лебёдки выбираем двухдвигательный частотно-регулируемый асинхронный электропривод в связи с необходимостью обеспечения отказоустойчивости, точного регулирования положения вала двигателя. В целях реализации последнего требования привод следует оборудовать датчиком угла поворота вала.
Рассмотрим вариант системы электропривода, выполненной на номинальное напряжение 6 кВ, поскольку двигатели требуемой мощности на более низкие уровни напряжения не производятся серийно, а выпукаются на заказ. Кроме того, пусковые токи двигателей, токи нормальных и аварийных режимов системы электроснабжения при выполнении её на номинальное напряжение 0,4 кВ будут достигать нескольких килоампер, что потребует установки мощной коммутационной аппаратуры.
где n2 - частота вращения приводного вала, с-1 (об/мин);
n1 - частота вращения механизма, с-1 (об/мин);
i1,2 - передаточное число редуктора;
Минимальную полезную мощность электродвигателя, необходимую для привода насоса, определим исходя из мощности насоса и КПД редуктора по формуле
где Pдв min - минимальная полезная мощность электродвигателя, кВт;
PМ - максимальная мощность на приводном валу, кВт;
Минимальная мощность электродвигателя составляет:
Для привода насоса выбираем асинхронный электродвигатель с синхронной частотой вращения 1500 об/мин, номинальной мощностью Pдв ном, удовлетворяющий условию:
Выбираем электродвигатель серии ДА304 марки ДА3044500402УХЛ3 на напряжение 6 кВ [6] номинальной мощностью 800 кВт, частотой вращения 1500 об/мин, имеющий степень защиты IP44 и предназначенный для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью и запылённостью либо на открытом воздухе при температуре от +40 до -40 С.
- КПД встроенного конического редуктора ротора;
- КПД редуктора, установленного между ротором и двигателем.
где - угловая скорость двигателя, рад/с.;
iр - передаточное число встроенного конического редуктора ротора;
iред - передаточное число редуктора, установленного между ротором и двигателем.
где Мдв - момент на валу двигателя, Нм;
В соответствии с паспортными данными ротора Р700 [5] его статический момент составляет 8000 кгсм (78480 Нм), максимальная частота вращения - 4,17 с-1, передаточное число встроенного конического редуктора - 3,61. Сведения о мощности ротора в паспорте отсутствуют. Поскольку в настоящий момент для привода ротора используются три дизельных двигателя мощностью по 350 л.с. (255 кВт) каждый, мощность ротора с учётом КПД встроенного конического редуктора и 4-скоростной механической коробки передач, не может превышать 650 кВт.
Механическая характеристика для данного типа ротора в доступных автору библиографических источниках отсутствует. Однако, в [10] приводится механическая характеристика ротора буровой установки БУ 5000/335 ДЭК БМ, имеющего близкие технические характеристики. Исходя из приведённой механической характерстики, максимальное значение статического момента достигается при частоте вращения ротора 60 об/мин (1 с-1) и составляет 6000 кгсм (58860 Нм). Предполагая, что максимальный статческий момент ротора Р700 имеет место при тех же условиях, мощность ротора может быть найдена из выражения
где fр - частота вращения ротора, с-1:
Одной из основных задач расчета является выбор передаточного числа редуктора ротора, поскольку iр задано. Для регулируемого привода передаточное число высшей передачи определяют по (5), причем скорость двигателя принимают максимальной. Затем по (6) находят момент двигателя при том же iр и максимальном моменте на роторе и проверяют выполнение условия:
где Мдв max - момент двигателя при максимальном моменте на роторе, Нм;
Мдв доп - максимальный допустимый момент двигателя, Нм.
Определим максимальную частоту вращения двигателя. Предварительно выберем для привода ротора асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором взрывозащищённого исполнения ВАО710М-8 мощностью 800 кВт, синхронной частотой вращения 750 об/мин (12,5 с-1), Мmax/Mном = 2,4 [7]. Верхний предел частоты выходного напряжения современных преобразователей частоты, используемых для организации частотно-регулируемого электропривода, задаётся путём программирования, а максимальное его значение для различных типов преобразователей составляет не менее 150 Гц. Определим с учётом (5) максимальную частоту вращения выходного вала ротора n1:
Поскольку отношение максимальной частоты вращения вала ротора к синхронной частоты вращения вала двигателя составляет 1,20, за счёт применения преобразователя частоты возможно обеспечить необходимую максимальную частоту вращения вала ротора без применения дополнительного редуктора.
Определим по (6) максимальный момент на валу двигателя при максимальном моменте ротора:
Учитывая характеристики преобразователя частоты, номинальный момент двигателя на частоте вращения 1 с-1 составит 1,5Мдв ном, максимальный момент будет равен:
Условие (8) выполняется. Дополнительный редуктор для привода ротора не требуется.
Для привода ротора выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором взрывозащищённого исполнения ВАО710М-8.
где - допустимая перегрузка двигателя в основном расчётном режиме.
Моменты на валу барабана при подъёме и спуске колонны определяются следующими выражениями:
где Мб п - момент на валу барабана при подъёме колонны, Нм;
Мб с - момент на валу барабана при спуске колонны, Нм;
Dб - расчётный диаметр барабана, м;
kпогр - коэффициент потери массы при погружении колонны в раствор;
iтс - передаточное число талевой системы;
- коэффициент, учитывающий трение колонны о стенки скважины, .
Моменты на валу двигателя при подъёме и спуске колонны, соответственно:
где Мдв п - момент на валу двигателя при подъёме колонны, Нм;
Мдв с - момент на валу двигателя при спуске колонны, Нм;
ik - передаточное число k-й передачи редуктора;
4.3.4 В [2] приведены паспортные данные буровой лебёдки ЛБУ-1200Д-1, расчёт электропривода которой предусмотрен в проекте. Мощность на приводном валу лебёдки составляет 690 кВт, частоты вращения приводного вала для различных скоростей 5-ступенчатой коробки передач составляют, соответственно, 0,628(37,7); 1,413(84,8); 2,416(145); 3,716(223); 5,733(344) с-1 (об/мин). Исходя из выражения (7), определим моменты на приводном валу лебёдки в режиме подъёма, предполагая, что лебёдка работает с максимальной мощностью. Результаты вычислений приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 - Частота вращения приводного вала лебёдки и момент на валу в зависимости от номера скорости.
Для привода лебёдки исходя из номинальной мощности и требуемой частоты вращения приводного вала выберем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором марки ДА3044500406УХЛ3 мощностью 800 кВт, синхронной частотой вращения 500 об/мин, Мmax/Mном = 2,6 [6]. Для привода лебёдки будем использовать редуктор. Передаточное число редуктора выберем так, чтобы, с учётом регулирования частоты питающего напряжения с использованием частотного регулятора, максимальная частота вращения приводного вала лебёдки совпадала с частотой вращения вала на 5-й скорости. Поскольку большинство частотных регуляторов, используемых для высоковольтного электропривода, поддерживают регулирование частоты питающего напряжения в диапазоне до 150 Гц, а частота напряжения сети составляет 50 Гц, передаточное число редуктора может быть найдено из отношения:
где n5 - частота вращения приводного вала лебёдки на 5-й скорости;
Проверим выполнение условия (8) с учётом (9). При синхронной частоте вращения двигатель развивает номинальный момент:
Момент на приводном валу лебёдки при синхронной частоте вращения двигателя:
Найденное значение превосходит величину момента на приводном валу лебёдки при третьей скорости редуктора. Проверим выполнение условия (8) при минимальной частоте вращения. Учитывая характеристики преобразователя частоты, номинальный момент двигателя на частоте вращения 1 с-1 составит 1,5Мдв ном, максимальный момент на приводном валу лебёдки будет равен:
Поскольку условие выполняется, для привода лебёдки исходя из требования обеспечения надёжности [1] выбираем два электродвигателя серии ДА304 марки ДА3044500402УХЛ3 на напряжение 6 кВ [6] номинальной мощностью 800 кВт, частотой вращения 1500 об/мин, имеющих степень защиты IP44 и предназначенных для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью и запылённостью либо на открытом воздухе при температуре от +40 до -40 С.
Для обеспечения возможности остановки электродвигателей привода лебёдки в заданном положении на валах двигателей следует установить датчики угла поворота вала.
Преобразователи частоты для двигателей ДА3044500402УХЛ3 (буровые насосы, буровая лебёдка) должны иметь мощность, не менее:
Преобразователь частоты для двигателя ВАО710М-8 (ротор) должен иметь мощность, не менее:
Частотные преобразователи должны быть выполнены на номинальное напряжение 6 кВ.
Сущность процесса бурения, назначение и виды буровых скважин. Правила проектирования, монтажа и эксплуатации буровых установок для бурения нефтяных и газовых скважин. Важность соблюдения инструкции по технике безопасности при проведении буровых работ. контрольная работа [40,7 K], добавлен 08.02.2013
Метод ударно-канатного бурения скважин. Мощность привода ротора. Использование всех типов буровых растворов и продувки воздухом при роторном бурении. Особенности турбинного бурения и бурения электробуром. Бурение скважин с забойными двигателями. курсовая работа [1,5 M], добавлен 10.10.2011
Сооружение и эксплуатация буровых установок. Эксплуатация буровых установок с электромашинной передачей. Оснастка талевой системы. Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин. Единые правила безопасности при геологоразведочных работах. контрольная работа [35,8 K], добавлен 15.02.2013
Оборудование для механизации спуско-подъемных операций. Циркуляционная система установки. Наземное оборудование, используемое при бурении. Технологии бурения скважин на акваториях и типы буровых установок. Бурение на нефть и газ в арктических условиях. реферат [1,1 M], добавлен 18.03.2015
Анализ деятельности ООО "Оренбургская буровая компания". Конструкция системы верхнего привода, его эксплуатационные характеристики. Преимущества и недостатки электрических и гидравлических приводов. Рынок систем верхнего привода в РФ и за рубежом. отчет по практике [1,3 M], добавлен 17.09.2012
Описание ударного и вращательного бурения. Назначение и состав бурильной колонны. Технологические требования и ограничения к свойствам буровых растворов. Влияние разных типов долот на качество цементирования скважин. Особенности применения буровых долот. курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.09.2010
Назначение узлов и агрегатов буровой установки. Основные параметры вышки. Дегазация промывочных жидкостей. Обвязка буровых насосов и оборудование напорной линии. Оценка экономической эффективности внедрения средств механизации спуско-подъемных операций. курсовая работа [4,8 M], добавлен 11.10.2015
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Монтаж буровых установок, строительство скважин (бурение), ремонт скважин и транспортное обеспечение дипломная работа. Геология, гидрология и геодезия.
Диссертация Лиакумовича Александра Григорьевича
Реферат: Ревизия и аудит денежных средств в кассе
Контрольная работа: Строение земной коры. Этапы формирования рельефа
Римская курия.
Курсовая работа по теме Основні напрями державної політики України у галузі охорони довкілля, використання природних ресурсів та забезпечення екологічн
Контрольная работа: Национальные и международные рынки ценных бумаг. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Учет долгосрочных инвестиций 3
Дипломная работа по теме Игра на уроках истории как активная форма обучения
Сочинение по теме Пьер Огюстен Бомарше. Преступная мать
Реферат по теме Развитие свиноводства в странах мира
Реферат по теме Загадки электронных рынков
Сочинение На Тему Размышляя Над Прочитанным
Лабораторная Работа Интерфейсы
Контрольная работа по теме Расчет и выбор посадок для колец подшипника
Курсовая работа по теме Стилистика вымышленных языков в трилогии Дж.Р.Р. Толкиена 'Властелин колец'
Контрольная Работа По Теме Клеточный Уровень Жизни
Дипломная работа по теме Характеристика аппаратных средств автоматизированных рабочих мест и перспективы их развития
Бизнес Процессы В Организации Реферат
Реферат На Тему Чс Техногенного Характера
Реферат: Организация учета производственных затрат и методы их распределения
Аудит расчетов по оплате труда - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Современные представления о старении - Биология и естествознание реферат
Природні ресурси світу - География и экономическая география презентация