Литература(Книги)

Всё про нефть и газ \Главная \Начало \Литература \Подразделы \Книги
\Практическое руководство по технологии бурения скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые: Справочное пособие

	5. ВЫБОР БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ1
	Исходными данными при выборе буровой установки (БУ) являются проектная глубина и конструкция скважины [6, 7, 9,25,28, 30, 35]. Основные характеристики установок эксплуатационного и глу­бокого разведочного бурения (по ГОСТ 16293-82) приведены в табл. 5.1. Основные параметры современных БУ для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения на нефть и газ глубиной от 1500 до 5000 м по данным заводов-изготовителей приведены в табл. 5.2, для сверхглубокого разведочного и эксплуатационного бурения глубиной от 6500 до 15 000 м, выпускаемые ПО "Уралмаш", — в табл. 5.3. Техни­ческие характеристики современных буровых установок Уралмаша приведены в табл. 5.4. Параметр максимальная грузоподъемность характеризует предель­но допустимое значение нагрузки на крюке, которое не может быть превышено при выполнении любых технологических операций в про­цессе всего цикла строительства скважины (вертикальные нагрузки от веса бурильной колонны, находящейся в скважине, обсадных труб, спускаемых в скважину, а также нагрузки, возникающие при ликвида­ции аварий и осложнений в скважине). Параметр рекомендуемая глубина бурения скважины в каждом кон­кретном случае может отличаться от указанного значения в табл. 5.2 и 5.3 в сторону уменьшения или увеличения в зависимости от типа и веса бурильных труб и компоновки бурильной колонны. Однако во всех случаях должно соблюдаться условие G6.Kmax<(tfpsx+0,ltfpsx)300,                                         (5.1) где Gg,K max — максимальный вес бурильной колонны; Hvsx — рекомен­дуемая глубина бурения; 300 — вес 1 м бурильных труб, Н/м. Тип привода выбирается в зависимости от степени обустройства конкретного региона. Пример 5.1. Вычислить глубину бурения БУ5000ЭУ {HveK= 5000 м) при весе 1 м бу­рильных труб 270 и 360 Н/м.
	По Р. А. Ганджумяну.
	64

	Запас грузоподъемности п = [Gkp]/G6.k ош.0..) = 1,67-2,00.                                                        (5.2) Решение. По формуле (5.1) Сй,шв = (5000 + 500)300 = 1,65 МН. При весе 1 м бурильных труб q = 270 Н/м данной установкой можно бурить до глу­бины
	Ярек=1,65106/270 = При весе 1 м бурильных труб q = 360 Н/м Ярек=1,65106/360 = 4459 м. Буровую установку выбирают по ее максимальной грузоподъемно­сти [(?кр], обусловливающей вес в воздухе наиболее тяжелой колонны бурильных или обсадных труб: G6.K (или G0.K) < [Gv]. Пример 5.2. Выбрать буровую установку для бурения скважины проектной глуби­ной Н= 4500 м со следующей конструкцией (табл. 5.5). Для бурения скважины до проектной глубины применяются бурильные трубы диа­метром 127 мм, УБТ длиной 150 м диаметром 178 мм (d,y = 80 мм, qy= = 1,53 кН/м). Район буровых работ электроэнергией не обеспечен. Решение. Вес кондуктора GK = hqK = 450-825 = 0,4 МН. Вес промежуточной колонны Gn = /„#„ = 3500-569 = 2 МН. Вес эксплуатационной колонны G3K = 4500-313 = l,41MH. Вес бурильной колонны с УБТ G6.T + Gy = leq6 + /#у = 4350-287,4 + 150-1530 = 1,5 МН.
	Из приведенного расчета следует, что наибольшую нагрузку БУ будет испытывать при спуске 244,5-мм промежуточной колонны. Максимальные нагрузки с учетом расхаживания: от веса бурильной колонны G6.,= 1,5-1,25 = 1,87 МН; от веса наиболее тяжелой обсадной колонны G6., = 2-1,15 = 2,3 МН. Для бурения данной скважины более рационально использовать установку БУ5000ДГУ-1 с дизель-гидравлическим приводом, поскольку нагрузка (в МН) от наибо­лее тяжелой обсадной колонны меньше максимальной: 2,3 < 2,5 < 3,2.
	65

	Таблица 5.1 Основные характеристики установок эксплуатационного и глубокого разведочного
	Параметры Класс 1 2 3 4 5 Диапазон глубин бурения, м, Н Допускаемая на­грузка на крюке Gkp,MH 600-1250 0,8 1000-1600 1,0 1250-2000 1,25 1600-2500 1,6 2000-3200 2,0
	Таблица 5.2 Основные технические характеристики буровых установок для эксплуатационного бурения (ГОСТ 16293-82)
	Параметры БУ-50БрД БУ-80БрД БУ-80БрЭ Уралмаш ЗОООБД Уралмаш ЗОООБЭ БУ- 125БрД Максимальная 0,7 1,4 1,2 1,7 1,7 2,0 грузоподъем- ность, МН Рекомендуемая 1500 2800 2800 3000 3000 4000 глубина буре- ния (при массе бурильной колонны 30 кг/м), м Максимальная 4x5 4x5 4x5 5x6 5x6 5x6 оснастка тале- вой системы Длина свечи, м 18 24 24 27 27 24 Максимальное 100 200 172 210 210 240 натяжение хо- довой ветви та- левого каната, кН Диаметр талево- 25 28 28 28 28 32 го каната, мм Вид привода Дизель-гидравлический Элект- Дизель- Электриче- Дизель- рический ный ский пере- гидрав- перемен- менного лический ного тока тока Тип привода Групповой Раздельный Групповой Мощность на 400 560 560 661 661 716 барабане ле- бедки, кВТ Лебедка Однобара- ЛБ-20Бр У2-2-11 Однобара- банная, банная шес- двухскоро- тискорост- стная ная
	66

	Класс 6 7 8 9 10 11 2500-4000 2,5 3200-5000 3,2 4000-6500 4,0 5000-8000 5,0 6500-10 000 6,5 8000-12 500 8,0
	и глубокого разведочного бурения на нефть и газ
	БУ-125БрЭ Уралмаш 4000ДГУ Уралмаш 40003У Уралмаш ЗЭ-76 Уралмаш 4Э-76 Уралмаш 5000ДГУ Уралмаш 5000ЭУ 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,5 2,5 4000 4000 4000 4000 4000 5000 5000 5x6 5x6 5x6 5x6 5x6 6x7 6x7 24 240 27 250 27 250 27 273 27 250 27 250 27 250 32 32 32 32 32 32 32 Электриче­ский пере­менного тока Групп 716 Дизель-гидрав­лический овой 809 Электриче­ский пере­менного тока Раздельный 809 Дизельный Групповой 809 Электриче­ский пере­менного тока Раздельный 809 Дизель-гидрав­лический Группо-вой 809 Электриче­ский пере­менного тока Раздель­ный 809 Однобара-банная шес-тискорост-ная ЛБУ -1110 У2 -5-5 ЛБУ- 1100
	67

	Продолжение табл. 5.2 Параметры БУ-50БрД БУ-80БрД БУ-80БрЭ Уралмаш ЗОООБД Уралмаш ЗОООБЭ БУ-125БрД Буровой насос БРН-1 У8-6МА2 БРН-1 У86-МА2 Число насосов 1 2 2 2 2 2 Гидравличес- 185 280 330 500 500 370 кая мощ-ность, кВт Максимальная 34,2 34,3 34,2 51 51 34,2 подача насоса, л/с Ротор Р-460 Мощность, пе- 220 220 220 368 368 294 редаваемая на ротор, кВт Вертлюг БУ-75 ШВ14- - УВ-250 ШВ14-160М 160М Вышка А-образная мачтовая ВА-41-170 А-образная Полезная вы- 31,68 39,5 39,5 41 41 41,2 сота вышки, м Кронблок - - - УКБА-6-200 - Грузоподъем- 90 185 185 200 200 250 ность кронбло- ка,т Талевый блок — - - УТБА-5-170 - Грузоподъем- 70 140 140 170 170 200 ность талевого блока, т Дизель-гене-ра- торные стан- ции: шифр ДЭА-100 - ТНЗ-ДЭ-104СЗ ДЭА-100 число 1 2 2 1 2 Мощность 100 100x2 - 100x2 100 100x2 станции, кВт Производи-тель- 5-7 9-10 10,5 10 10 7-10,5 ность (сум- марная) ком- прессорных станций, м3/мин Максимальное 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 рабочее давле- ние воздуха, МПа Средства меха- низации: расстановка - - - АСП-ЗМ1 Передвиж свечей свечник
	68

	БУ-125БрЭ	Уралмаш 4000ДГУ	Уралмаш 40003У		Уралмаш ЗЭ-76	Уралмаш 4Э-76		Уралмаш 5000ДГУ	Уралмаш 5000ЭУ
	2 370 34,2 294 ШВ14-160М мачтовая 41,2 250 200	2 500 51 368	2 500 51 368	У86МА2 2 500		2 500 51 368		2 500 51 368	2 500 51 368
				51
				Р-560 368
		ВА-41-170 41	ВА-45-200 45		УВ-250 Не поставляется			ВА-45-200 45                45 УКБА-7-320 320              320
		УКБА-6-250 250              250			УКБА-6-270
					270	270
		УТБА-5-200 200              200			УТБ-5-225 225              225			УТБА-6-250 250              250
	ДЭА-100 1 100 7-10,5	АСДА-200 2 200x2 10	ТНЗ-ДЭ-104СЗ			1 100 10		АСДА-200 2 200x2 10	ТНЗ-ДЭ- 104СЗ 1 100 10
			1 100 10		2 100x2 10
	0,8	0,8	0,8		0,8	0,8		0,8	0,8
	ной под-МПС	АСП-ЗМ2					АСП-ЗМ1
	69

	Продолжение табл. 5.2 Параметры БУ-50БрД БУ-80БрД БУ-80БрЭ Уралмаш ЗОООБД Уралмаш ЗОООБЭ БУ- 125БрД удержание Пневма- ПКР-Ш8 ПКР-560 ПКР-Ш8 колонны, тические пневматиче- клинья, ские клинья встроен- ные в ротор свинчивание ПБК АКБ-ЗМ АВБ-ЗМ АКБ-ЗМ и развинчи- вание свечей регулятор РПДЭ-5 РПДЭ-3 РПДЭ-3 РПДЭ-3 подачи до- лота раскрепле- Пневмораскрепитель (ПРС) ние замков Метод монтажа Агрегатный, мелкоблочный, круп- Крупноблочный, Агрегатный, ноблочный поагрегатный блочный, блочный
	Пример 5.3. Выбрать буровую установку для бурения скважины глубиной 2100 м. После расчета бурильной колонны, выбора конструкции скважины и расчета обсад­ных колонн получили: вес бурильной колонны при бурении под промежуточную и экс­плуатационную обсадные колонны соответственно 0,65 и 0,85 МН; вес промежуточной и эксплуатационной обсадных колонн соответственно 1,18 и 0,66 МН. Решение. Проверяем веса по нескольким классам буровых установок (см. табл. 5.1). 1. Класс 3: G™° =(2000+ 0,1-2000)300 = 0,69 МН. Класс 4: G™ = (2500 + 0,1-2500)300 = 0,825 МН. Класс 5: G^°° = (3200 + 0,1-3200)300 = 1,056 МН. 2. При расхаживании бурильной колонны нагрузку следует увеличить на 25 %: gP" = 0,65-1,25 = 0,81 МН < [g2°°° ] = 1,25 МН (см. табл. 5.1). 3. При расхаживании наиболее тяжелой промежуточной обсадной колонны нагрузку следует увеличить на 15 %: G*?* = 1,18-1,15 = 1,36 МН. Это больше [G20001 = 1,25 МН. Поэтому выбираем буровую установку класса 4. 4.  Определим запас грузоподъемности для промежуточной обсадной колонны по формуле 5.2:
	1,6 =----- = 1,36 < [п] = 1,67+2,0. 1,18
	70

	БУ-125БрЭ Уралмаш 4000ДГУ Уралмаш 40003У Уралмаш ЗЭ-76 Уралмаш 4Э-76 Уралмаш 5000ДГУ Уралмаш 5000ЭУ ПКР-Ш8 ГЖР-560 ГЖР-560 ГЖР-560 АКБ-ЗМ - АКБ-ЗМ2 - РПДЭ-3 РПДЭ-3 - - РПДЭ-3
	Пневмораскрепитель (ПРС)
	мелко­крупно-	Крупноблочный, мелко­блочный, поагрегатный	Поагрегатный	Крупноблочный, мелко­блочный, поагрегатный
	Класс буровой установки выбран правильно. Выбор типа и числа насосов (или компрессоров) производится на основании расчетов расхода и давления бурового раствора (или ГЖС), приведенных в разд. 7. Техническая характеристика наиболее распространенных насосов и компрессоров приводится соответственно в табл. 5.6 и 5.7. Подача насоса (компрессора) или группы насосов (компрессоров) должна быть равна или больше расчетной. Полезная (гидравлическая) мощность насосов, необходимая для бурения каждого интервала скважины (в Вт), определяется из выраже­ния NH = QHiPHi,                                                                        (5.3) где бю-—подача насосов, м3/с; Рщ- — давление насосов, МПа.
	Мощность приводного двигателя (в кВт)
	(5-4)
	где г|н а — общий КПД насосного агрегата от двигателя до нагнетатель­ной линии,
	11н.а =			(5.5)
	71

	Таблица 5.3 Основные параметры буровых установок для сверхглубокого бурения
	Параметры Буровые установки БУ6500ДГ БУ6500Э БУ8000ДЭ БУ8000ЭП БУ15000 Максимальная грузоподъемность, МН 3,2 3,2 4,0 4,0 4,0 Рекомендуемая глубина бурения (при массе 6500 6500 8000 8000 15 000 (трубы из бурильной колонны 30 кг/м), м легкого сплава) Диаметр талевого каната, мм 35 35 38 38 38 Максимальное натяжение ходовой ветви 340 340 420 420 420 талевого каната, кН Вид привода Дизель- Электрический Дизель-электри- Электрический постоянного тока гидравлический переменного тока ческий постоянного тока Тип привода Групповой Раздельный Лебедка ЛБУ-1700 ЛБУ-1700Д У2-300 У2-300 ЛБУ-3000 Буровой насос У8-7-МА2 УНБ-1250 Ротор Р-560 У7-760 УР-760 Вертлюг УВ-320 УВ-450 Вышка ВА-45-320 ВА-58-300 ВБА-58-400 Кронблок УКБА-7-400 УЗ-300 УКБА-7-500 Талевый блок УТБА-6-320 У4-300 УТБА-6-400 Средства механизации: расстановка свечей АСП-ЗМ5 - АСП-5 - АСП-6 удерживания колонны (пневматические ПКР-560 ПКР-300 - ПКР-300М клинья) свинчивания и развинчивания свечей АКБ-ЗМ АКБ-ЗМ2 - АКБ-ЗМ300 регулятор подачи долота РПДЭЗ - - РПДЭ-3-300
	Примечание^ 1. Максимальная оснастка талевой системы 6x7. 2. Длина свечи 36 м. 3. Число насосов — три. 4. Дизель-генераторная станция АСДА-200 мощностью 200 кВт.
	72

	Таблица 5.4 Технические характеристики буровых установок
	БУ 3200/200 ЭУК-2М2 rv БУ 3200/200 БУ 3200/200 Параметры БУ 2500/160 ДПБМ БУ 3200/200 ЭУК-М2У БУ 3200/200 by 3200/200 ЭУКЗМА ДГУ-1М БУ 3200/200 ДГУ-1У ЭУ-1М БУ 3200/200 ЭУ-1У БУ 4500/270 ЭКБМ by 5000/3200 ДГУ-1Т ЭУК-2М2Я Допускаемая нагрузка на крюке, кН 1600 2000 2000 2000 2000 2700 3200 Условная глубина бурения, м 2500 3200 3200 3200 3200 4500 5000 Скорость подъема крюка при расха- 0,15 0,2±0,05 0,2 0,2±0,05 0,2±0,05 0+1,6 0,18 живании колонн, м/с Скорость подъема элеватора (без на- 1,5 1,5 1,63 1,5 1,5 1,6 1,6 грузки), м/с, не менее Расчетная мощность на входном валу 550 670 670 670 660 900 1100 подъемного агрегата, кВТ Диаметр отверстия в столе ротора, мм, 520 700 700 700 700 700 700 не менее Расчетная мощность привода ротора, 300 370 370 280 370 370 370 кВТ, не более Мощность бурового насоса, кВт 600 950 950 950 950 1180 950 Высота основания (отметка пола бу- 6,6 7,2 7,2 6,0 6,0 9,89 8,0 ровой), м, не менее Тип привода Дизель-гид- Электрический Электриче- Дизель-гид- Электриче- Электриче- Дизель- равлический переменного ский по- равлический ский пере- ский посто- гидравли- тока стоянного менного тока янного тока ческий тока
	73

	Продолжение табл. 5.4
	rv БУ 5000/320 ЬУ БУ 5000/320 ЭР-0 БУ 6500/450 БУ 5000/450 БУ 6500/450 БУ 8000/500 Параметры 5000/320 ДГУ-1 ЭУК-Я БУ 5000/320 ЭР ЭР ЭР-Т ДГ ЭР Допускаемая нагрузка на крюке, кН 3200 3200 3200 4500 4500 4500 5000 Условная глубина бурения, м 5000 5000 5000 6500 5000 6500 8000 Скорость подъема крюка при расха- 0,18 0,1+0,25 0,1+0,25 0,1+0,2 0,1+0,25 0,1+0,3 0,1+0,25 живании колонн, м/с Скорость подъема элеватора (без на- 1,6 1,6 1,6 1,74 1,5 1,5 1,6 грузки), м/с, не менее Расчетная мощность на входном валу 1100 1100 1100 1475 1100 1250 2200 подъемного агрегата, кВТ Диаметр отверстия в столе ротора, мм, 700 700 700 700 700 700 950 не менее Расчетная мощность привода ротора, 370 370 370 440 440 440 500 кВТ, не более Мощность бурового насоса, кВт 950 950 950 950 1180 950 1180 1180 Высота основания (отметка пола буро- 8,0 9,6 8,0 8,0 8,0 8,0 10,0 вой), м, не менее Тип привода Дизель- Электрический постоянного тока Дизель-гид- Электриче- гидравли- равлический ский посто- ческий янного тока
	74

	Таблица 5.5
	Наименование обсад­ной колонны Диаметр dK, мм Толщина сте­нок, мм Глубина спус­ка, м Вес 1 м колон­ны^, Н/м Кондуктор Промежуточная Эксплуатационная 351 244,5 146 10 10 8, 9 и 10 450 3500 4500 825 569 313*
	* Усредненный вес 1 м обсадной колонны.
	Таблица 5.6 Основные параметры буровых насосов
	Параметры БРН-1 У8-6МА2 У8-7МА2 УНБ-1250 Мощность, кВт приводная 367 585 825 1250 гидравлическая 294 500 700 1060 Максимальное число двойных 72 65 65 60 ходов поршня в 1 мин Ход поршня, мм 300 400 400 450 Давление, МПа/подача, л/с, при диаметре втулок, мм: 130 19,6/15,0 25,0/18,9 — — 140 14,6/17,8 22,3/22,7 32,0/22,3 - 150 14,1/20,8 19,0/26,7 27,2/26,3 40,0/26,7 160 12,3/24,0 16,3/31,0 23,4/30,5 35,0/31,1 170 10,8/27,2 14,3/35,5 20,4/35,0 30,5/35,7 180 9,6/31,0 12,5/40,4 18,0/39,8 26,5/40,7 190 - 11,1/45,5 15,9/44,8 23,6/45,4 200 - 10,0/50,9 14,2/50,2 21,0/51,4 Частота вращения приводного вала, мин 310 325 332 265 Габариты, мм: длина 3969 3020 3340 3890 ширина 2630 5100 5610 6740 высота 2702 3300 3380 3400 Масса, т 14,76 26,73 33,7 47,2
	где г)0 = 0,98-И),96 - коэффициент объемной подачи для исправного насоса; г)г = 0,97-И),98 - гидравлический КПД, оценивающий потери мощности в каналах входного и выходного коллектора, гидравличе­ской коробке и клапанах; цм = 0,80-И),87 - механический КПД насоса при работе на полезной мощности. Пример 5.4. Выбрать тип и количество буровых насосов для бурения различных ин­тервалов скважины глубиной Н= 3300 м для условий, приведенных в табл. 5.8. Бурильные ТБПВ диаметром 127 мм с толщиной стенки 9 мм; УБТ диаметром dy = 75 мм и длиной /у = 180 м. Решение. По формуле (5.3) полезная мощность насосов, необходимая для про­качки бурового раствора при бурении:
	75

	Таблица 5.7 Основные параметры компрессоров
	Изготовитель Шифр Подача Q, м3/мин* Максимальное давление/;, МПа Мощность на валу N, кВт Россия КС-20/45 20 4,5 255 КС-16/100 16 10,0 300 КПУ-16/100 16 10,0 300 КПУ-16/250 16 25,0 251 УКП-80 8 8,0 173 СД-15/25 15 25,0 220 Италия 4НО/2а-М 18 8,0 223 Австрия VBC-3438W3 40 4,0 356 Румыния МС-10 10 0,7 77-88 ЕС-10 10 0,7 75 1V15/7 15 0,7 100 2V30/7 30 0,7 200 3V45/7 45 0,7 300 хов 17-21 10,0 160 163 52 3,0 500
	* В стандартных условиях.
	Таблица 5.8
	Наименование обсадной колон­ны	Диаметр обсадной колонны, мм	Глубина спуска, м	Диаметр долота, мм	Давление бурово­го насоса в нагне­тательной линии, МПа
	Кондуктор Промежуточная Открытый ствол	323,9 244,5	420 2100	444,5 295,3 215,9	0,058 0,04 0,025	16,0 17,8 16,5
	под кондуктор #„., = 0,058-16-106 = 928-Ю3 = 928 кВт; под промежуточную колонну #„.„.« = 0,04-17,8-106 = 712 кВт; открытого ствола ЛГ„.О.С = 0,025-16,5-106 = 412,5 кВт. Для заданных условий из табл. 5.6 можно выбрать насос У8-7МА2 полезной мощно­стью 750 кВт и приводной 900 кВт. При бурении под кондуктор полезная мощность, развиваемая двумя насосами, NH = 2ЛГ„(К) = 2-750 = 1500 кВт, запас полезной мощности насосов 1500-928 = 572 кВт.
	76

	Для бурения второго интервала скважины требуется полезная мощность 712 кВт, вслед­ствие чего этот интервал можно бурить и одним насосом с запасом мощности 750-712 = 38 кВт. Мощность двигателя привода насоса определяется из выражения (5.4) No = 750/0,8 -937,5 кВт, где т|„.а = 0,970,970,85 = 0,8. Основные параметры ротора (проходное отверстие в столе, до­пускаемая статистическая нагрузка, частота вращения его и мощность) выбираются в соответствии с требованиями, предъявляемыми техно­логией бурения. Основные характеристики роторов приведены в табл. 5.9. Диаметр проходного отверстия ротора должен быть достаточным для спуска долот и обсадных труб, используемых при бурении и креп­лении скважин
	где £)д.н - диаметр долота при бурении под направление, мм; 5 - диа- Таблица 5.9 Техническая характеристика роторов
	Параметры ВЗБТ Уралмашзавод Р-460 Р-560 Р-560 Р-700 Р-950 Р-1260 Допускаемая нагрузка на стол, МН: статическая 2,7 3,0 4,0 5,0 6,3 8,0 при частоте вращения 1,2 1,78 1,78 2,3 3,2 3,2 100 об/мин Наибольшая частота враще- 300 350 250 250 250 200 ния стола, об/мин Диаметр отверстия в столе, 460 560 560 700 950 1260 мм Условный диапазон 600- 1600- 2500- 3200- 4000- 6500-12 глубин бурения, м 1250 2500 4000 5000 8000 500 Статическая грузоподъем- 2,58 4,10 8,42 9,00 9,67 12,5 ность подшипника основной опоры, МН Передаточное отношение 3,15 2,7 3,61 3,13 3,81 3,96 конической пары Максимальная мощность, 200 280 370 370 500 600 кВт Габариты, м: длина 1,94 2,31 2,31 2,27 2,42 2,87 ширина 1,18 1,35 1,62 1,54 1,85 2,18 высота - 0,75 0,75 0,68 0,75 0,78 Масса, т 3,1 5,7 5,8 4,8 7,0 10,27 Вместимость масляной ван- - - 22 55 55 92 ны, л
	77

	метральный зазор, необходимый для свободного прохода долота, мм, 5 = 30^-50 мм. Допускаемая статистическая нагрузка на стол ротора должна быть дос­таточной для удержания в неподвижном состоянии наиболее тяжелой обсадной колонны, но одновременно не превышать статической грузо­подъемности подшипника главной опоры стола ротора: М^ < Gaon < Go,                                                          (5.6) где Мпщх — вес наиболее тяжелой обсадной колонны, кН; Gnon — до­пускаемая статическая нагрузка на стол ротора; Go — статическая гру­зоподъемность подшипника основной опоры стола ротора. Наибольшая частота вращения стола ротора ограничивается крити­ческой для шарошечных долот n^ < 250 мин"1, а наименьшая п^п = 15-ь50 мин"1 используется при бурении глубокозалегающих абразив­ных и весьма твердых пород, забуривании и калибровке ствола сква­жины, для периодического проворачивания бурильной колонны с це­лью устранения прихватов, а также при бурении забойными двигате­лями при ловильных работах. Мощность ротора должна быть достаточной для вращения буриль­ной колонны, долота и разрушения горной породы: NP = (NX.S + N^P,                                                   (5.7) где Л/х,в и Na — мощность, затрачиваемая соответственно на холостое вращение труб и разрушение пород, кВт (формулы для расчета NXB и Л/д приведены в разд. 8); цр - КПД ротора, цр= = 0,90-И),95. Пример 5.5. Определить мощность ротора при бурении скважины 393,7-мм долотом в породах средней твердости для следующих условий: длина бурильной колонны 1800 м; диаметр бурильных труб d = 140 мм; частота вращения п = =120 мин"1; удельный вес бурового раствора у = 1,4-104 Н/м3. Решение. По формуле (8.26) мощность на холостое вращение бурильной колон­ны Лгхв=13,510-818000,1421201'50,3937°'51,4104 = 55,2 кВт. Мощность на разрушение породы (по формуле 8.27) ЛГД = 2,3-10-7'7-120-393,7°'4-20013 = 14,6 кВт. По формуле (5.7) Np = (55,2 + 14,6)/0,90 = 77,5 кВт. Основные параметры вышек буровых установок, кронблоков, талевых блоков, крюков, крюкоблоков приведены в табл. 5.10 и 5.11. При выборе основных параметров вертлюга необходимо учиты­вать следующее: допускаемая статическая нагрузка вертлюга
	78

	Таблица 5.10 Основные параметры вышек буровых установок
	Параметры А-образные Башенные БУ-50БрД БУ-80БрД БУ-80БрЭ БУ-125БрД БУ-125БрЭ ВА-41Х170 ВА-45Х200 ВА-45Х250 ВА-45Х320 ВБА-58-300 ВБА-58Х400 Максимальная на- 900 1850 2500 2150 2500 3100 3900 4800 5000 грузка на вышку, кН Полезная высота 31,68 39,5 41,2 41 45 45 45 58 58 вышки, м Расстояние между 5,5 7,2 8,5 9,2 10,3 10,3 10,3 16,5 14,5 опорами, м Полезная площадь 2 2,5 8 5 8 8 8 12 20 подсвечников, м2 Масса, т 12,62 19,3 25,6 33,19 33,14 30,70 44,10 - -
	79

	Таблица 5.11 Основные параметры кронблоков, талевых блоков, крюков и крюкоблоков
	Оборудование Грузоподъемность, МН Число канатных шкивов Масса, т Кронблоки БУ-50БрД 0,9 5 1,27 БУ-80БрД 1,85 5 2,06 БУ-80БрЭ БУ-125БрД 2,5 6 3,49 БУ-125БрЭ УКБА-6-200 2,0 6 2,7 УКБА-6-250 2,5 6 5,8 УКБА-6-270 2,7 6 3,4 УКБА-6-320 3,2 7 6,0 УКБА-7-400-1 4,0 7 7,0 У-300 3,0* 7 8,3 УКБА-7-500 5,0 7 11,7 Талевые блоки БУ-50БрД 0,7 4 2,515 БУ-80БрД 1.4 4 4,480 БУ-80БрЭ БУ-125БрД 2,0 5 5,280 БУ-125БрЭ УТБА-5-170 1.7 5 4,400 УТБА-5-200 2,0 5 7,300 УТБА-5-225 2,25 5 3,200 УТБА-5-250 2,50 6 6,700 У4-300 3,0* 6 10,300 УТБА-6-320 3,2 6 9,600 УТБА-6-400 4,0 6 12,500 Крюки БУ-50БрД 1.1 - 0,93 БУ-80БрД 1.4 - 1,427 БУ-80БрЭ БУ-125БрД 2,0 - 2,140 БУ-125БрЭ УК-225 2,25 - 2,900 УК-300 3,0 - 4,800 Крюкоблоки КБ-125 1,25 - 3,680 КБ-200 2,0 — 6,155 * Для буровых установок сверхглубокого бурения (БУ8000ДЭ и БУ8000ЭП).
	должна быть не менее допускаемой нагрузки на крюке БУ; макси­мальное давление прокачиваемого бурового раствора (табл. 5.12) должно быть не менее наибольшего давления насосов, используемых в БУ соответствующего класса.
	80

	Таблица 5.12 Основные параметры вертлюгов
	Параметры БУ-75 ШВ-14-160М УВ-250 УВ-320 УВ-450 Статическая грузоподъем- 1,0 1,6 2,5 3,2 4,5 ность, МН Диаметр проходного отвер- 100 100 75 75 75 стия в стволе, мм Максимально допустимое 15 20 25 32 40 давление бурового раствора в стволе, МПа Максимальная частота вра- 170 250 200 200 150 щения, мин"1 Габариты, мм: высота с переводником - 3040 2850 3000 3270 ширина по оси пальцев - 1016 1090 1200 1320 штропа Масса, т - 2,100 2,300 2,980 3,815
	Таблица 5.13 Комплектность основных технических средств циркуляционных систем буровых установок
	Оборудование БУ-50БрД БУ-80БрД Уралмаш ЗОООБД, ЗОООБЭ; БУ-125БрД, БУ-125БрЭ; Уралмаш ЗД-76 4Э-76; Уралмаш СЛПП TTTV БУ-80БрЭ Уралмаш 4000ДГУ, 4000ЭУ 5000ЭУ Блок приготовления бу- ровых растворов: БПР-40 — 2 4 БПР-70 - 1 2 Емкость с полезным объ- емом, м3: 30 3 5 6 40 - 4 6 50 - - 5 Перемешиватели: 4УПГ 6 10 12 ПЛ1,ПЛ2 5 7 9 Вибросито ВС-1 1 2 2 Пескоотделители 1 1 1 Илоотделители 1 1 1 Дегазатор 1 1 1 Емкость с перемешива- - 1 1 телем для приготовле-ния химреагентов Блок хранения химреаген- 1 1 1 тов БХР с дозатором
	81

	>HHCWlrt		13
	ю' (У) Ж , ts кнокнЗЪмн -1—                >
	>—IKIfMhriW
				5 /г /2 J « 15 [l
					16
	Рис. 5.1. Схемы оборудования для герметизации устья скважин: а — двухпревенторная с двумя линиями манифольда; б, в, г — трехпревенторная соответ­ственно с двумя, тремя и четырьмя линиями манифольда; 1 — установка гидравлического управления; 2 — разъемный желоб; 3 — фланцевая катушка; 4, 5 — универсальный и плашечный превенторы; 6 — гидроприводная прямоточная задвижка; 7 — быстродейст­вующий (на открытие) клапан; 8 — напорная труба; 9 — фланец под манометр; 10 — запорное устройство и разделитель к манометру, 11 — прямоточная задвижка; 12 — трой­ник; 13 — быстроразъемная полумуфта; 14 — крестовина; 15, 16 — быстросъемный и регулируемый дроссели; 17 — отбойная камера-дегазатор; 18 — устьевая крестовина; 19 — колонная головка; /, //, III— линии соответственно глушения, дросселирования и резерв­ная Комплектность основных технических средств циркуляционных систем буровых установок приведена в табл. 5.13. Противовыбросовое оборудование устья скважины выбирается исходя из следующих условий:
	82

	13
	(5.8)
	"п.	о(прв)
	где /»прВ - рабочее давление превенторов (табл. 5.14); (py)ma. - макси­мально ожидаемое давление на устье скважины при газонефтеводо-проявлении; й?„.о(прв) — диаметр проходного отверстия в превенторе; D — диаметр долота, которым предстоит бурить ствол скважины после ус­тановки этого оборудования, с учетом наибольшего наружного диа-
	83

	Таблица 5.14 Основные технические характеристики превенторов
	Тип превенто-ра Шифр превентора Диаметр проходного отверстия, мм Давление, МПа Плашки сменные под трубы диамет­ром, мм рабо­чее проб­ное Плашечный ППГ-156x320 ППГ-156х320Хл ППГ-203х320Бр ППГ-203х500Бр ППГ-203х700Бр ППГ-307Х200 ППГ-307х200Хл ППГ-307Х320 ППГ-350Х350 ППГ-406Х125 ППГ-520Х140 156 203 307 350 406 520 32 32 50 70 20 32 35 12,5 14 64 64 75 105 40 64 70 25 21 60; 63,5; 73; 89; 102; 114 60; 63,5; 73 89; 102; 114; 127 102; 114; 124; 127; 140; 146; 168; 178 194; 197; 203; 219 114; 127; 146; 168; 178; 194; 197; 203; 219; 245; 273 127; 140; 146; 168; 178; 194; 197; 203; 219; 245; 273 114; 146; 168; 178; 194; 203; 219; 245; 273; 299; 324; 340; 351; 377; 407; 426 Универсаль­ный ПУГ-230х320Бр 230 32 64 60; 63,5; 73; 89; 114; 127; 141; 146; 168; 178; 194 Вращающийся ПВ-230х320Бр-1 230 32 64 114; 89; 73
	метра обсадной колонны, которой нужно крепить пробуренный интер­вал. ГОСТ 13862—80 предусматривает четыре типовых схемы оборудо­вания устья скважин с числом плашечных превенторов от одного до четырех при бурении на суше. В зависимости от ожидаемой интенсивности нефтегазопроявлений в скважине рекомендуются схемы монтажа оборудования для гермети­зации устья скважины, представленные на рис. 5.1. В морских скважинах с устьем на дне моря устанавливают три плашечных превентора, а иногда и четыре, а над ними — универсаль­ный превентор. В морских установках монтируют иногда два универ­сальных превентора, при бурении под давлением над этим превенто-ром располагают вращающийся превентор.
	84