1. Опорные слайды кОпорные слайды к
лекции № 10 :лекции № 10 :
БуровоеБуровое
оборудованиеоборудование
доцент кафедрыдоцент кафедры
МОНГП АМТИ Пахлян И.А.МОНГП АМТИ Пахлян И.А.
ФГБОУ ВПО «Кубанский государственныйФГБОУ ВПО «Кубанский государственный
технологический университет»технологический университет»
Армавирский механико-технологический институтАрмавирский механико-технологический институт
Цикл лекций по дисциплине:Цикл лекций по дисциплине:
«Основы нефтегазопромыслового дела»«Основы нефтегазопромыслового дела»
для направления 131000 «Нефтегазовое дело»для направления 131000 «Нефтегазовое дело»

2. План лекцииПлан лекции
 Вводная частьВводная часть
1. Основные понятия1. Основные понятия
2 Рекомендуемая литература2 Рекомендуемая литература
 Основная частьОсновная часть
1 Буровые вышки1 Буровые вышки
2 Оборудование для механизации2 Оборудование для механизации
спускоподъемных операцийспускоподъемных операций
3 Наземное оборудование, непосредственно3 Наземное оборудование, непосредственно
используемое при бурениииспользуемое при бурении
 ЗаключениеЗаключение

3. ВведениеВведение
Процесс бурения сопровождается спуском и подъемом бурильнойПроцесс бурения сопровождается спуском и подъемом бурильной
колонны в скважину, а также поддержанием ее на весу. Массаколонны в скважину, а также поддержанием ее на весу. Масса
инструмента, с которой приходится при этом оперировать,инструмента, с которой приходится при этом оперировать,
достигает многих сотен килоньютонов. Для того что быдостигает многих сотен килоньютонов. Для того что бы
уменьшить нагрузку на канат и снизить установочную мощностьуменьшить нагрузку на канат и снизить установочную мощность
двигателей применяют подъемное оборудование, состоящее издвигателей применяют подъемное оборудование, состоящее из
вышки, буровой лебедки и талевой системы. Подъемноевышки, буровой лебедки и талевой системы. Подъемное
оборудование является неотъемлемой частью всякой буровойоборудование является неотъемлемой частью всякой буровой
установки независимо от способаустановки независимо от способа
Задача лекции: ознакомиться с существующими конструкциямиЗадача лекции: ознакомиться с существующими конструкциями
буровых вышек, изучить составные элементыбуровых вышек, изучить составные элементы
спускоподъемного оборудования, ознакомиться сспускоподъемного оборудования, ознакомиться с
оборудованием непосредственно участвующим в процессеоборудованием непосредственно участвующим в процессе
бурения.бурения.
План лекцииПлан лекции

4. ЛитератураЛитература
План лекцииПлан лекции
 1 Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых1 Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых
скважин: Учебник для нач. проф. образования/скважин: Учебник для нач. проф. образования/
- М.: Издательский центр «Академия», 2003. –- М.: Издательский центр «Академия», 2003. –
352352
 2 Коршак А. А., Шаммазов А. М. Основы2 Коршак А. А., Шаммазов А. М. Основы
нефтегазового дела: Учебник для вузов. — 3-енефтегазового дела: Учебник для вузов. — 3-е
изд., испр. и доп. — Уфа.: ОООизд., испр. и доп. — Уфа.: ООО
«ДизайнПолиграфСервис», 2005. — 528 с.: ил.«ДизайнПолиграфСервис», 2005. — 528 с.: ил.
 3 Кудинов В.И. Основы3 Кудинов В.И. Основы
нефтегазопромыслового дела. – Москва –нефтегазопромыслового дела. – Москва –
Ижевск: Институт компьютерныхИжевск: Институт компьютерных
исследований; Удмуртский госуниверситет,исследований; Удмуртский госуниверситет,
2005.-720 с2005.-720 с

5. 1. Буровые вышки1. Буровые вышки
Буровая вышка — это сооружение над скважиной для спуска иБуровая вышка — это сооружение над скважиной для спуска и
подъподъема бурового инструмента, забойных двигателей, бурильных иема бурового инструмента, забойных двигателей, бурильных и
обсадных труб, размещения бурильных свечей (соединение междуобсадных труб, размещения бурильных свечей (соединение между
собой двух-трех бурильных труб общей длиной 25…36 м) послесобой двух-трех бурильных труб общей длиной 25…36 м) после
подъема их из скважины и защиты буровой бригады от ветра иподъема их из скважины и защиты буровой бригады от ветра и
атмосферных осадков.атмосферных осадков.
Различают два типа вышек: башенные и мачтовыеРазличают два типа вышек: башенные и мачтовые
Их изготавливают из труб или прокатной стали.Их изготавливают из труб или прокатной стали.
Вышки мачтового типа бывают одноопорные и двухопорные (А-об-Вышки мачтового типа бывают одноопорные и двухопорные (А-об-
Разные, П-образные). Последние наиболее распространены.Разные, П-образные). Последние наиболее распространены.
А-образные вышки более трудоемки в изготовлении и поэтому
более дороги. Они менее устойчивы, но их проще перевозить с
места на место и затем монтировать.
Основные параметры вышки — грузоподъемность, высота, емкость
«магазинов» (хранилищ для свечей бурильных труб), размеры
верхнего и нижнего оснований, длина свечи, масса.
Грузоподъемность вышки — это предельно допустимая
вертикальная статическая нагрузка, которая не должна быть
превышена в процессе всего цикла проводки скважины

6. Башенная вышкаБашенная вышка
представляет собойпредставляет собой
правильную усеченнуюправильную усеченную
четырехграннуючетырехгранную
пирамиду решетчатойпирамиду решетчатой
конструкции. Ееконструкции. Ее
основными элементамиосновными элементами
являются ноги 1, ворота 2,являются ноги 1, ворота 2,
балкон верхнего рабочегобалкон верхнего рабочего
3, подкронблочная3, подкронблочная
площадка 4, козлы 5,площадка 4, козлы 5,
поперечные пояса 6,поперечные пояса 6,
стяжки 7, маршеваястяжки 7, маршевая
лестница 8.лестница 8.

7.  БуроваяБуровая
 установка сустановка с
одноопорнойодноопорной
вышкойвышкой
 мачтовогомачтового
 типатипа

8.  Вышки мачтового типа, двухопорные:Вышки мачтового типа, двухопорные:
 а) А-образная, б) П-образнаяа) А-образная, б) П-образная

9. Высота вышки определяет длинуВысота вышки определяет длину
свечи, которую можно извлечь изсвечи, которую можно извлечь из
скважины и от величины которойскважины и от величины которой
зависит продолжительностьзависит продолжительность
спуско-спуско-
подъемных операций. Чемподъемных операций. Чем
больше длина свечи, тем набольше длина свечи, тем на
меньшее число частейменьшее число частей
необходимо разбирать колоннунеобходимо разбирать колонну
бурильных труб при сменебурильных труб при смене
бурового инструмента.бурового инструмента.
Сокращается и времяСокращается и время
последующей сборки колонны.последующей сборки колонны.
Поэтому с ростом глубиныПоэтому с ростом глубины
бурения высота ибурения высота и
грузоподъемность вышекгрузоподъемность вышек
увеличиваются. Так, для буренияувеличиваются. Так, для бурения
скважин на глубину 300…500 мскважин на глубину 300…500 м
используется вышка высотойиспользуется вышка высотой
16…18 м, глубину 2000…3000 м16…18 м, глубину 2000…3000 м
— высотой 42 м и на глубину— высотой 42 м и на глубину
4000…6500 м — 53 м.4000…6500 м — 53 м.
Четырехопорная мачтовая вышка План лекцииПлан лекции

10. 2. Оборудование для2. Оборудование для
механизации спускоподъемныхмеханизации спускоподъемных
операцийоперацийВключает талевую систему и лебедку.
Талевая система состоит из неподвижного кронблока установленного
в верхней части буровой вышки, талевого блока соединенного с
кронблоком талевым канатом, один конец которого крепится к
барабану лебедки, а другой закреплен неподвижно, и бурового крюка.
Талевая система является
полиспастом (системой блоков),
который в буровой установке
предназначен, в основном,
для уменьшения натяжения талевого
каната, а также для снижения
скорости движения бурильного
инструмента, обсадных и
бурильных труб. Иногда применяют
крюкоблоки — совмещенную
конструкцию тале вого блока и
бурового крюка.
На крюке подвешивается бурильный
инструмент: при бурении — с помощью
вертлюга, а при СПО— с помощью штро-
пов и элеватора
Кронблок:
1 - шкифы; 2 - ось; 3 - рама;
4 - предохранительный кожух;
5 - вспомогательные шкифы.

11. Талевый блок:
1 - траверса; 2 - шкифы; 3 -
ось; 4 - предохранительные
кожухи; 5 - щеки; 6 - серьга.
Схема подвешивания бурильной трубы при
спуско-подъемных операциях:
а - схема; б - элеватор
1 - бурильная труба; 2 - элеватор; 3 -
штроп.

12. ОборудованиеОборудование
для механизациидля механизации СПОСПО
1 – крюк; 2 – талевый блок; 3
– несущие струны; 4 – кронблок;
5 – вышка; 6 – лебедка; 7 –
приспособление для крепления
неподвижной струны; А, Б –
ведущая и неподвижная струны
каната; О – ось скважины.
Буровая лебедка
предназначена для следующих
операций:
• спуска и подъема бурильных и
обсадных труб;
• удержания на весу бурильного
инструмента;
• подтаскивания различных
грузов;
• подъема оборудования и вышек
в процессе монтажа установок
Буровая установка комплектуется
буровой лебедкой соответствую-
щей грузоподъемности

13. 1 – станина; 2 – рычаг тормозной; 3, 6 – трансмиссии тихой и быстрой
скоростей; 4 – тормоз ленточный; 5 – барабан подъемный; 7 – тормоз
регулирующий электродинамический; 8 – станция управления
электродинамическим тормозом.
Рисунок – Одновальная специализированная буровая лебедка
План лекцииПлан лекции

14. 3 Наземное оборудование,3 Наземное оборудование,
непосредственнонепосредственно
используемое при бурениииспользуемое при бурении
Ключ АКБ-3М устанавливается между лебедкой иКлюч АКБ-3М устанавливается между лебедкой и
роротором на специальном фундаменте. Еготором на специальном фундаменте. Его
основными частями являются блок ключа 1, кареткаосновными частями являются блок ключа 1, каретка
с пневматическими цилиндрами 2, стойка 3 и пультс пневматическими цилиндрами 2, стойка 3 и пульт
управления 4. Блок ключа — основной механизм,управления 4. Блок ключа — основной механизм,
непосредственно свинчивающий и развинчивающийнепосредственно свинчивающий и развинчивающий
бурильные трубы. Он смонтирован на каретке,бурильные трубы. Он смонтирован на каретке,
которая перемещается при помощи двухкоторая перемещается при помощи двух
пневматических цилиндров по направляющим: либо кпневматических цилиндров по направляющим: либо к
бурильной трубе, установленной в роторе, либо отбурильной трубе, установленной в роторе, либо от
нее.нее.

15.  Ключ буровойКлюч буровой
 АКБ-ЗМ:АКБ-ЗМ:
 1 - блок ключа;1 - блок ключа;
 2 - каретка с2 - каретка с
пневматическимипневматическими
цилиндрами;цилиндрами;
3 - стойка;3 - стойка;
 4 - пульт4 - пульт
 управления.управления.

16. Вертлюг — это механизм, соединяющий неВертлюг — это механизм, соединяющий не
вращающиесявращающиеся талевую систему и буровой крюкталевую систему и буровой крюк
с вращающимися бурильными трубами,с вращающимися бурильными трубами,
а также обеспечивающий ввод в них промывочнойа также обеспечивающий ввод в них промывочной
жидкости под давлением. Корпус 2 вертлюгажидкости под давлением. Корпус 2 вертлюга
подвешивается на буровом крюке (или крюко-подвешивается на буровом крюке (или крюко-
блоке) с помощью штропа . В центре корпусаблоке) с помощью штропа . В центре корпуса
проходит напорная труба , переходящая в ствол ,проходит напорная труба , переходящая в ствол ,
соединенный с бурильными трубами. Именносоединенный с бурильными трубами. Именно
к напорной трубе присоединяется напорный рукавк напорной трубе присоединяется напорный рукав
для подачи промывочной жидкости в скважинудля подачи промывочной жидкости в скважину
При вращении бурильных труб вместе со стволом.При вращении бурильных труб вместе со стволом.

17. Вертлюг буровойВертлюг буровой
Рисунок – Вертлюг
буровой: 1 – ствол; 2, 8 –
нижний и верхний
масляные сальники; 3 –
корпус; 4, 6 – подшипники
радиальные нижний и
верхний; 5 – опора
главная; 7 – опора
вспомогательная; 9 –
уплотнение
быстросъемное; 10 –
соединение
быстроразъемное; 11 –
труба напорная; 12 –
крышка; 13 – подвод; 14 –
штроп.

18.  Буровые насосы служат дляБуровые насосы служат для
нагнетания бурового раствора внагнетания бурового раствора в
скваскважину. При глубоком бурении ихжину. При глубоком бурении их
роль, как правило, выполняют поршне-роль, как правило, выполняют поршне-
 вые двухцилиндровые насосы двойноговые двухцилиндровые насосы двойного
действия.действия. Напорный рукав (бу-Напорный рукав (бу-
 ровой шланг) предназначен для подачировой шланг) предназначен для подачи
промывочной жидкости под дав-промывочной жидкости под дав-
 лением от неподвижного стояка клением от неподвижного стояка к
перемещающемуся вертлюгу.перемещающемуся вертлюгу.

19. Трехпоршневой насос одностороннего действияТрехпоршневой насос одностороннего действия
мощностью 600 кВтмощностью 600 кВт
а – общий вид; б –
продольный разрез; 1 –
компенсатор; 2 –
выходной коллектор; 3 –
гидравлическая коробка; 4
– компенсатор
всасывающий; 5 –
коллектор входной; 6, 7 –
клапаны всасывающий и
нагнетательный; 8 насос
смазочный; 9 – поршень
со штоком; 10 – ползун; 11
– вал коренной с
шатунами; 12 – корпус
трансмиссии; 13 –
трансмиссионный вал.

20. Ротор передает вращательное движениеРотор передает вращательное движение
бурильному инбурильному инструменту, поддерживает на весуструменту, поддерживает на весу
колонну бурильных или обсадных труб иколонну бурильных или обсадных труб и
воспринимает реактивный крутящий моментвоспринимает реактивный крутящий момент
колонны, создаваемый забойным двигателем. Роторколонны, создаваемый забойным двигателем. Ротор
состоит из станины , во внутренней полости которойсостоит из станины , во внутренней полости которой
установлен на подшипнике стол с укрепленнымустановлен на подшипнике стол с укрепленным
зубчатым венцом, вала с цепным колесом с однойзубчатым венцом, вала с цепным колесом с одной
стороны и конической шестерней с другой, кожуха сстороны и конической шестерней с другой, кожуха с
наружной рифельной поверхностью, вкладышейнаружной рифельной поверхностью, вкладышей
и зажимов для ведущей трубы. Во время работыи зажимов для ведущей трубы. Во время работы
вращательное движение от лебедки с помощьювращательное движение от лебедки с помощью
цепной передачи сообщается валу и преобразуется вцепной передачи сообщается валу и преобразуется в
поступательное вертикальное движение ведущейпоступательное вертикальное движение ведущей
трубы, зажатой в роторном столе зажимами.трубы, зажатой в роторном столе зажимами.

21. Буровые роторыБуровые роторы
Рисунок 1 – Ротор: 1 –
вспомогательная
опора; 2 – корпус; 3 –
стол; 4 – подшипник; 5
– зажимы; 6 –
вкладыши; 7 –
кольцевой кожух; 8 –
вал; 9 – цепное
колесо; 10 – гайка.

22. Силовой привод обеспечиваетСиловой привод обеспечивает
функционирование всей буровой устанфункционирование всей буровой установки —овки —
он снабжает энергией лебедку, буровые насосы ион снабжает энергией лебедку, буровые насосы и
ротор.ротор.
Привод буровой установки может быть дизельным,Привод буровой установки может быть дизельным,
электрическим, дизель-электрическим и дизель-электрическим, дизель-электрическим и дизель-
гидравлическим.гидравлическим. Дизельный привод при-Дизельный привод при-
меняют в районах, не обеспеченныхменяют в районах, не обеспеченных
электроэнергией необходимой мощности.электроэнергией необходимой мощности.
Электрический привод от электродвигателейЭлектрический привод от электродвигателей
переменного и попеременного и постоянного тока отличаетсястоянного тока отличается
простотой в монтаже и эксплуатации, высокойпростотой в монтаже и эксплуатации, высокой
надежностью и экономичностью, но применимнадежностью и экономичностью, но применим
только в электрифицированных районахтолько в электрифицированных районах
План лекцииПлан лекции

23. ЗаключениеЗаключение
В совершенствовании бурового оборудования можно выделить несколькоВ совершенствовании бурового оборудования можно выделить несколько
направлений: замена отдельных агрегатов и узлов буровой установки на болеенаправлений: замена отдельных агрегатов и узлов буровой установки на более
совершенные; модернизация конструкции буровой установки без изменения еесовершенные; модернизация конструкции буровой установки без изменения ее
принципиальной схемы; создание принципиально новых конструкций спринципиальной схемы; создание принципиально новых конструкций с
реализацией процессов по новой технологии; создание буровой установки,реализацией процессов по новой технологии; создание буровой установки,
отвечающей каким-то особым требованиям (например, установки с подогревомотвечающей каким-то особым требованиям (например, установки с подогревом
для ведения буровых работ в условиях Крайнего Севера, установки для кустовогодля ведения буровых работ в условиях Крайнего Севера, установки для кустового
бурения и т. п.).бурения и т. п.).
Поскольку за весь период эксплуатации каждая буровая установка, как правило,Поскольку за весь период эксплуатации каждая буровая установка, как правило,
подвергается неоднократному демонтажу и монтажу, большое вниманиеподвергается неоднократному демонтажу и монтажу, большое внимание
уделяется разработке таких конструктивных решений, которые максимальноуделяется разработке таких конструктивных решений, которые максимально
упрощались бы и облегчали монтажно-демонтажные работы и в благоприятныхупрощались бы и облегчали монтажно-демонтажные работы и в благоприятных
условиях позволяли бы сократить их объем до минимума. Для решения этойусловиях позволяли бы сократить их объем до минимума. Для решения этой
задачи разрабатываются буровые установки универсальнойзадачи разрабатываются буровые установки универсальной
монтажеспособности.монтажеспособности.
Наблюдается постоянная тенденция к увеличению глубин бурения, особенно вНаблюдается постоянная тенденция к увеличению глубин бурения, особенно в
области поисков и разведки новых месторождений. С ростом глубин буренияобласти поисков и разведки новых месторождений. С ростом глубин бурения
возникает потребность в буровых установках тяжелого типа. Созданы и внедренывозникает потребность в буровых установках тяжелого типа. Созданы и внедрены
установки БУ-15000 для бурения скважин на глубины до 15 тыс. м.установки БУ-15000 для бурения скважин на глубины до 15 тыс. м.
Открытие крупных месторождений нефти и газа в отложениях морского днаОткрытие крупных месторождений нефти и газа в отложениях морского дна
привело к широкому развитию буровых работ в акваториях морей и океанов ипривело к широкому развитию буровых работ в акваториях морей и океанов и
потребовало создания специальных буровых установок для морского бурения.потребовало создания специальных буровых установок для морского бурения.
План лекцииПлан лекции