Расчет редуктора системы верхнего привода (стр. 2 из 9)

Главная особенность СВП - возможность монтировать его в любое время проводки скважины, практически не прерывая бурения.

Основной недостаток существующих конструкций силовых вертлюгов - высокая стоимость.

1.3 Историческая справка

Весь прошлый век нефтяники и газовики работали квадратом и ротором. Бурильная колонна с квадратом, несмотря на все его минусы, до сих пор обычное явление на буровой.

В 1983 г. на смену классическому способу вращения буровой колонны при помощью Келли-штанги пришли буровые машины (DDM – Derrick Drilling Machine). Первая установка под названием DDM 650 DC была выпущена компанией Aker Kvaerner в 1984 г. Она имела электрический привод постоянного тока и грузоподъемность 650 т и предназначалась для морских буровых платформ. Дальнейшее развитие этой системы привело к появлению гидравлического верхнего привода на установке DDM HY 500/650, выпущенной в 1987 году. Вследствие необходимости увеличения крутящего момента в 1989 г. были разработаны двухприводные установки: DDM 500/650 EL и DDM 650 HY. В 1993 году на рынке появилась 2-х приводная установка DDM 650 EL "Frontier", обладающая мощностью 2100 л.с. и крутящим моментом 8800 Нм. По неофициальным данным один из покупателей использовал "Frontier" для бурения скважины глубиной 12000 м.

К 1996 г. способ бурения верхним приводом стал основным методом бурения морских скважин. Значительная часть скважин на суше сейчас также бурится с применением СВП. Для продвижения СВП на новые рынки по всему миру компанией Maritime Hydraulics был разработан портативный СВП. Для малогабаритных скважин ("slim-hole") разработан портативный СВП, обеспечивающий высокоскоростное (600 об./мин.) бурение.

Метод верхнего привода, первоначально разработанный американскими специалистами, изменил жизнь буровой бригады, во многом облегчая ее работу. Верхний привод позволяет провернуть бурильную колонну в нужном направлении, в каком бы положении она не находилась. Кроме того, процесс бурения верхним приводом исключает необходимость использования дополнительных манипуляций и дополнительных инструментов при буровых работах. СВП предназначена для быстрой и безаварийной проводки вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин при бурении, совмещая в себе функции вертлюга и ротора. Система верхнего привода в последнее время становится наиболее популярным способом бурения нефтяных и газовых скважин. Применение СВП предусмотрено новыми правилами безопасности в нефтяной промышленности при условии, что длина горизонтального участка составляет более 300 метров. СВП обеспечивает безаварийное быстрое бурение вертикальных и горизонтальных скважин. СВП оснащается комплексом устройств для выполнения спускоподъемных операций.

Система Верхнего Привода обеспечивает:

· Вращение бурильной колонны при бурении, спуско-подъемных операциях, проработке и расширке ствола скважины методом "сверху-вниз" и "снизу-вверх";

· Свинчивание, закрепление, раскрепление и развинчивание бурильных колонн. Закрепление трубных соединений с контролируемым оператором моментом

· Проведение спуско-подъемных операций;

· Проведение операций по спуску обсадных колонн;

· Наращивание бурильной колонны свечами и однотрубками;

· Проворачивание бурильной колонны при бурении забойным двигателем;

· Промывку скважин;

· Расхаживание с промывкой бурильных колонн при ликвидации аварий и осложнениях.

· Подачу свечей бурильных труб к гребенке полатей верхового;

· Проводить необходимые работы на шурфе.

· Дистанционное управление системой выдвижения, задвижкой и элеватором;

· Полностью реверсируемая работа.

Основные преимущества СВП:

· сокращение объема и времени вспомогательных операций (например, наращивание труб при бурении);

· расширение ствола скважины при спуске и подъеме инструмента;

· повышение точности проводки скважин при направленном бурении;

· снижение вероятности выброса флюида из скважины через бурильную колонну;

· облегчение спуска обсадных труб в зонах осложнений за счет вращения и промывки;

· повышение безопасности буровой бригады;

· сокращение сроков бурения и, в целом, строительства скважин.

1.4 Зарубежные производители систем верхнего привода

Производители СВП достаточно хорошо известны по всему миру. Из наиболее крупных можно назвать транснациональную корпорацию Aker Kvaerner, американскую компанию Canrig Drilling Technology, американскую корпорацию National Oilwell Varco (появилась в результате слияния компаний National Oilwell и Varco Drilling Equipment), итальянскую компанию Drillmec (раньше в составе корпорации Trevi Group производством СВП занималась другая итальянская компания – Soilmec) и др.

Номенклатура СВП, производимых этими компаниями, широка и используется на буровых российских компаний "Черноморнефтегаз", "Роснефть", "Уренгойгазпром", "Газпром", ЛУКОЙЛ, "Сибнефть", "БК-Евразия" и других.

Американская компания TESCO в начале 1990-х первая начала производить и сдавать в аренду системы верхнего привода для наземных буровых установок, хотя в России системы производства TESCO стали распространяться несколькими годами позже конкурирующих.

1.4.1 Модели Верхнего Привода TESCO

Корпорация TESCO – мировой лидер по разработке базирующихся на инновационных технологиях решений для высокотехнологичных отраслей энергетической промышленности.

Электрический верхний привод с полным набором функций для применения на небольших А-образных мачтах буровых установок. Верхний привод EMI является наиболее компактным из предлагаемой TESCO серии электрических верхних приводов.

Предназначен для использования на небольших А-образных мачтах и мачтах с открытой передней гранью. Верхний привод EMI обеспечивает характеристики и функции трубного манипулятора, необходимые для бурения и капремонта скважин.

Верхний привод EMI работает на одном синхронном двигателе на постоянных магнитах и с жидкостным охлаждением (КаманРА44). Этот двигатель весит всего 180 кг, развивает мощность 450 л.с. и обеспечивает новый уровень надежности, долговечности и удельной мощности. Система EMI работает с использованием автономной системы электропривода / системы охлаждения. Система привода не нарушает электроснабжение буровой установки и сконструирована для продолжительной эксплуатации в жестких условия.

Характеристика	Значение
1	Производитель	TESCO
2	Наименование	EMI 400
3	Тип	ВСП
4	Грузоподъемность, не менее, короткая тонна	250
5	Грузоподъемность, не менее, т	227
6	Привод	Электрический
7	Максимальный крутящий момент, Нм (кг*м)	28470 (2903)
8	Максимальная скорость (частота) вращения выходного вала, рад/сек. (об./мин.)	20,9 (200)
9	Выходная мощность привода, кВт (л.с.)	298 (400)
10	Масса изделия общая, не более, кг	6204
11	Габаритные размеры основных составных частей, не более, мм: подвесная часть (без направляющей балки)	6426х1130

1.4.2 Модели Верхнего Привода Canrig Drilling Technology

Компания Canrig Drilling Technology является одним из лидирующих мировых поставщиков систем бурения верхнего привода для добычи нефти и газа. Компания производит, продает и обслуживает полный диапазон портативных и стационарных систем верхнего привода для большинства буровых вышек, расположенных на суше и на море.

Сегодня оборудование компании Canrig работает на всех основных мировых нефтегазовых месторождениях. Компания постоянно превосходит ожидания своих клиентов, обеспечивая их безупречной продукцией и незамедлительным сервисом, что выдвинуло Canrig на передовой фронт индустрии систем бурения верхнего привода.

Canrig Drilling Technology • 4017H

Характеристика	Значение
1	Производитель	Canrig Drilling Technology
2	Наименование	4017H
3	Тип	ВСП
4	Грузоподъемность, не менее, короткая тонна	175
5	Грузоподъемность, не менее, т	159
6	Привод	Гидравлический

Canrig Drilling Technology • 6027E

	Характеристика	Значение
1	Производитель	Canrig Drilling Technology
2	Наименование	6027E
3	Тип	ВСП
4	Грузоподъемность, не менее, короткая тонна	275
5	Грузоподъемность, не менее, т	249
6	Привод	Электрический
7	Максимальный крутящий момент, Нм (кг*м)	40700 (4150)
8	Максимальная скорость (частота) вращения выходного вала, рад/сек. (об./мин.)	20,9 (200)
9	Масса изделия общая, не более, кг	8164

1.4.3 Модели Верхнего Привода National Oilwell Varco

Американская компания National Oilwell Varco – мировой лидер в разработке, производстве и продаже оборудования и комплектующих для применения в сфере бурения скважин и производства нефти и газа, технического обеспечения и надзора, а также услуги по организации цепи поставок для крупных организаций нефтегазовой индустрии.

National Oilwell Varco • IDS-350P

Характеристика	Значение
1	Производитель	National Oilwell Varco
2	Наименование	IDS-350P
3	Тип	ВСП
4	Грузоподъемность, не менее, короткая тонна	386
5	Грузоподъемность, не менее, т	350
6	Привод	Электрический
7	Максимальный крутящий момент, Нм (кг*м)	40675 (4148)
8	Максимальная скорость (частота) вращения выходного вала, рад/сек. (об./мин.)	20,9 (200)
9	Выходная мощность привода, кВт (л.с.)	522 (700)
10	Исполнение для условий эксплуатации при: температура окружающего воздуха, °С	от -20 до +45
11	Примечание	Portable

National Oilwell Varco • TD-250P