Освоение месторождений углеводородного сырья начинается с монтажа буровых установок высотой от 9 до 58 м, способных произвести бурение скважин, достигающих нефте-, газоносных горизонтов. Конструкции вышек воспринимают значительные горизонтальные нагрузки от ветра и вертикальные – от колонны буровых труб, поэтому установки должны быть надежно закреплены на основании.
Монтаж буровых вышек
Методы сборки и монтажа буровых вышек зависят от их конструкции, высоты и наличия грузоподъемных механизмов. Чаще всего, месторождения углеводородов располагаются в необжитых местах, где нет жилья и источников электроэнергии, поэтому для укрупнительной сборки и монтажа конструкций вышки используются мобильные краны, доставленные на площадку вместе с бурильным оборудованием.
Монтаж буровых вышек производится на подготовленное основание, выполненное на спланированном и очищенном от травы участке. В радиусе 50 м от вышки на площадке не должно быть пожароопасных предметов, а при необходимости, участок может быть огражден забором из стальной сетки. К площадке необходимо устроить проезды для тяжелого транспорта, спланировав их и отсыпать гравием или уложить дорожные плиты. Для монтажа буровых вышек используются несколько, методов, опробованных практикой.
Агрегатный метод
Агрегатный метод предполагает монтаж каждой составной части вышки отдельно. Как правило, этим методом собираются вышки, только пришедшие с завода в виде набора элементов. В качестве основного метода сборки агрегатный не подходит, т.к. он очень трудоемок. Основные этапы агрегатного метода:
- монтаж каркаса буровой вышки;
- монтаж элементов бурового оборудования;
- установка в проектное положение бурового насоса, механизмов для затворения и очистки бурового раствора;
- монтаж спуско-подъемных механизмов;
- монтаж и отладка системы управления.
Агрегатный метод активно используется при ремонте вышек, в случаях, когда нужно заменить один или несколько поврежденных элементов и заменить их на новые исправные и не деформированные.
Мелкоблочный метод
При использовании мелкоблочного метода вышка собирается из отдельных блоков небольших размеров, на которых уже смонтированы соединенные в единый агрегат механизмы и устройства. Как правило, таких блоков насчитывается от 10 до 20 в зависимости от высоты вышки и конструктивных особенностей буровой установки. По мере монтажа эти блоки соединяются друг с другом в определенной технологической последовательности. Такой метод значительно сокращает трудоемкость и общее время сборки и монтажа буровой установки относительно агрегатной сборки. Собранные блоки должны обладать габаритами, позволяющими транспортировать их при помощи стандартных типов грузового транспорта по дорогам общего назначения.
Крупноблочный метод
Крупноблочная технология предполагает сборку установки из 3 – 4 блоков – частей каркаса вышки с закрепленными на них соединенными между собой основными агрегатами и вспомогательными устройствами. В ходе монтажа первый блок устанавливается на подготовленное основание, а остальные блоки последовательно монтируются при помощи крана, обладающего необходимыми грузовысотными характеристиками, и присоединяются к расположенным ниже.
Крупноблочный метод позволяет значительно снизить трудозатраты на монтаже непосредственно на площадке за счет уменьшения количества блоков и соответственно ускорении ввода вышки в эксплуатацию, однако в то же время этот метод требует специальных транспортных средств для доставки на площадку крупных блоков и кранов, обладающих высокой грузоподъемностью.
Обкатка оборудования
После полного завершения процесса сборки буровой установки выполняется проверка работоспособности ее агрегатов и механизмов, в т.ч. надежность крепления конструкций вышки к основанию. Проверяется наличие пожарного инвентаря, вспомогательного и аварийного инструмента и оборудования, средств индивидуальной защиты и техники безопасности.
Обкатка оборудования производится без нагрузки, на холостом ходу. При проверке силовых агрегатов контролируется бесперебойность работы трансмиссии, расход топлива, управляемость; система подачи смазки проверяется на температуру масла и внутреннее давление. Завершается обкатка передачей буровой установки службе эксплуатации с подписанием соответствующего акта.
По мере исчерпания потребности в буровой установке, она подлежит демонтажу и перемещению в другое место. Демонтаж установки производится тем же методом, при помощи которого выполнялся ее монтаж. При использовании блочных способов разборка соединений и демонтаж устройств и механизмов производится в последовательности, обратной монтажу.
Техническое обслуживание
Поэтому своевременное техническое обслуживание механизмов буровой установки позволит минимизировать вероятность производственных рисков. Для этого:
- необходимо создание централизованной аварийной механической службы, где будут специалисты всех необходимых для обслуживания буровой установки, профессий;
- переподготовка, повышение квалификации и аттестация ремонтного персонала;
- необходимо ведение бортового журнала каждой буровой установки с указанием наработки в моточасах, объемов заправки топлива и другой информации.
Буровые установки – сложное и ответственное оборудование, неисправность которого может повлечь за собой очень дорогие последствия, включая травматизм персонала, повреждения металлоконструкций и агрегатов, а также срыв выполнения плана добычи.
Мобильные буровые установки
На российском рынке представлены сейчас мобильные буровые установки только отечественного производства, что вызвано санкционной политикой западных производителей горного оборудования. Модельный ряд мобильных буровых установок производства российских предприятий вмещает в себя обширную номенклатуру оборудования такого вида, от челябинской мини-буровой установки STRONG-200, с глубиной бурения 70 — 80 м, смонтированной на прицепе к легковому автомобилю до собранной в Кургане на базовом шасси МЗКТ (с колесной формулой 14×14) самоходной установки БУК-225 способной пробурить скважину глубиной 4,5 км. В этом ряду мобильные буровые установки различной мощности для бурения скважина на воду, выполнения инженерно-геологических изысканий, устройства буронабивных свай разного диаметра, сейсморазведки, смонтированные на гусеничной тележке или на шасси колесных грузовых машин – МАЗ, Урал, КамАЗ нормальной и высокой проходимости, благодаря чему эта техника сможет работать в районах с плохими дорогами, отдаленных от населенных пунктов и в тяжелых климатических условиях. Питание буровых установок может производиться от бытовой электросети (малогабаритные установки), раздаточной коробки базовой автомашины, собственного бензинового или дизельного двигателя, передвижного электрогенератора.
Этапы монтажа и сборки
В зависимости от конструкции малогабаритные бурильные установки могут собираться непосредственно на площадке, для чего все элементы механизма раскладываются в определенном порядке, после чего соединяются между собой. Далее, поднимается и закрепляется оттяжками буровая колонна. После этого монтируются остальные детали привода, буровой ротор и буровой насос, откапываются зумпфы – отстойники для отработанного глинистого раствора и собирается система для его подачи к месту бурения.
Мини-буровая установка STRONG-200 может доставляться на участок по дорогам в качестве прицепа или в кузове грузовой автомашины. Для начала работы этого механизма достаточно выставить его в горизонтальное положение при помощи 4 гидравлических аутригера и гидроцилиндром поднять мачту сварной конструкции в необходимое для бурения положение. Установка готова к работе. До начала работ самоходной буровой установки БУК-225 должна быть выровнена площадка, на которую монтируется аппарель, позволяющая перераспределить точечную нагрузку на грунт от колес на большую площадь. После выверки горизонтальности платформы двумя гидроцилиндрами поднимается телескопическая двухсекционная мачта с автоматическими раскрытием балкона верхового рабочего. Вышка центрируется, обеспечивая угол наклона не более 2,5⁰ и закрепляется оттяжками из стальных канатов.