Поиск

Установка для капитального ремонта скважин — специализированное оборудование в нефтегазовой отрасли, используемое для обслуживания, ремонта, интенсификации притока и ловильных работ на нефтяных и газовых скважинах. Она является ключевым инструментом для обеспечения нормальной эксплуатации нефтяных и газовых скважин и продления срока службы скважин. Она может выполнять различные внутрискважинные операции на введенных в эксплуатацию скважинах, такие как замена скважинных колонн, ремонт стволов скважин, устранение внутрискважинных дефектов и проведение мероприятий по интенсификации притока, таких как кислотная обработка и гидроразрыв пласта.Ⅰ. Основные функции и принципыОсновные функции1.Ремонт скважинУстранение застрявших труб и упавших предметов: принудительное вытягивание застрявших колонн с помощью подъемной системы или использование поворотного стола для приведения в действие ловильных инструментов (например, рыболовных острог и овершотов) для извлечения упавших предметов из скважины (например, сломанных штанг, камней).Замена скважинного оборудования: извлечение старых труб, насосные штанги, и насосы для нефтяных скважини обкатка нового оборудования для восстановления производительности скважины.Ремонт обсадных труб: заделывание, формование или укрепление поврежденных обсадных труб для предотвращения обрушения ствола скважины.2. Операции по стимуляцииПомощь в кислотной обработке и гидроразрыве пласта: спуск и спуск колонн гидроразрыва, подключение поверхностного оборудования для гидроразрыва и закачка жидкостей гидроразрыва в пласт для повышения добычи.Очистка скважин и удаление парафина: удаление парафина, накипи и осадков со стенок скважин с помощью циркуляции горячей воды или химических реагентов для улучшения каналов потока нефти.3.Операции по завершению работПомощь в цементировании, спуске эксплуатационных колонн и других процессах завершения работ после бурения новых скважин.4.Рыболовные операцииИзвлечение сломанных инструментов и колонн из скважины для восстановления целостности ствола скважины.Основные принципыОсновная рабочая логика установки для капитального ремонта скважин заключается в приведении в действие таких механизмов, как лебедки и поворотный стол через энергосистему, используя грузоподъемность буровой вышки и вращательную способность роторного стола для выполнения таких операций, как спускоподъемные операции на забойных колоннах и устранение неисправностей:1.Отключающие струны: Лебедка наматывает стальной канат, который через шкив кронблока (обычно 3-5 снопов), состоящих из кронблок и талевый блок, преобразует мощность в подъемную силу для подвешивания и подъема насосно-компрессорных труб, насосных штанг и т. д. При опускании скорость контролируется тормозной системой для обеспечения стабильной работы.2.Ротационные операции: Поворотный стол приводит во вращение скважинные буровые инструменты или обсадные трубы посредством зубчатой передачи, что позволяет выполнять такие операции, как фрезерование и шлифование обсадных труб (например, отвод и резка при работе с застрявшими трубами).3.Вспомогательные операции: Регулировка угла наклона вышки и выдвижение аутригеров с помощью гидравлической системы для обеспечения совмещения оборудования с устьем скважины; предохранительные устройства, такие как противовыбросовые превенторы (ПВП), контролируют риск выбросов и фонтанирования во время работ.Ⅱ. Основные компонентыУстановка для капитального ремонта скважин обычно состоит из следующих основных компонентов:ПодструктураВ основном это специализированные подрамники для тяжелых грузовиков или гусеничных машин, обеспечивающие мобильность и оперативную поддержку.Основание должно обладать достаточной несущей способностью и устойчивостью; некоторые модели оснащены гидравлическими выносными опорами, которые выдвигаются во время работы для распределения веса и предотвращения опрокидывания.ДеррикИспользуется для подвешивания и подъема скважинных инструментов и колонн с определенной грузоподъемностью и высотой.1. Основная конструкция (рама вышки)Материал: В основном высокопрочная низколегированная сталь (например, Q345, Q460), сформированная в ферменную конструкцию с помощью сварки или болтового соединения, сочетающая в себе малый вес и высокую прочность.Тип конструкции: В основном фермы типа «четырехугольной пирамиды» или «портала», состоящие из колонн, поперечных и диагональных связей, образующих устойчивый пространственный каркас. Колонны являются основными несущими элементами, а поперечные и диагональные связи повышают общую жесткость, предотвращая деформацию.2. Платформа кронблока Расположен в верхней части буровой вышки, используется для установки кронблока и оснащен устройствами, предотвращающими столкновения, ограждениями и другими средствами безопасности.Кронблок состоит из нескольких шкивов, соединенных с лебедкой и талевым блоком посредством тросов для передачи усилия и изменения направления, выступая в качестве ключевого узла в подъемной системе.3. Основание вышкиОпорная конструкция, соединяющая буровую вышку с основанием буровой установки (или землей), используемая для увеличения высоты основания буровой вышки и резервирования пространства для операций на устье скважины (например, ПБ монтаж, соединение струн).Некоторые основания являются телескопическими или складными, что позволяет уменьшить высоту при транспортировке и расширить их для повышения устойчивости во время работы.4.Система растяжекДля самонесущих вышек (небашенного типа) требуются несколько комплектов растяжек (стальных тросов) для крепления верхней части вышки к земле, уравновешивая горизонтальные нагрузки на вышку для предотвращения опрокидывания.Один конец растяжки крепится к подъёмной проушине в верхней части вышки, а другой — к грунтовому анкеру. Натяжение регулируется стяжными муфтами для обеспечения вертикальной устойчивости вышки.5. Подъемный механизмИспользуется для подъема и опускания вышки, обычно приводится в движение гидравлическими цилиндрами. канаты для буровой лебедкиили цепи.Процесс подъема требует строгого контроля скорости и угла, чтобы избежать чрезмерной деформации вышки, вызванной напряжением.6.Аксессуары безопасностиПредотвращение столкновений корончатого блока: Автоматически активирует торможение лебедки, когда талевый блок поднимается близко к кронблоку, предотвращая несчастные случаи, связанные со столкновением кронблока.Лестницы и ограждения: Защитные каналы для персонала, позволяющие ему подниматься на вышку и работать на площадке для обезьян, обеспечивают безопасность при проведении высотных работ.Противоскользящие педали: Устанавливается на поверхностях платформ, таких как мостки и платформы кронблоков, для предотвращения скольжения персонала.Ⅲ. КлассификацияПо мобильности и сценариям эксплуатации установки для капитального ремонта скважин можно классифицировать на:Установки для капитального ремонта скважин, монтируемые на грузовиках: Наиболее распространенный тип, устанавливаемый на прочные основания грузовых автомобилей, обладающий высокой мобильностью, подходящий для обычных операций на суше.Гусеничные установки для капитального ремонта скважин: Использование гусеничных подконструкций с низким давлением на грунт, подходящих для сложных рельефов, таких как грязевые участки и горные районы.Установки для капитального ремонта скважин на салазках: Оборудование разбирается на несколько салазок, перевозится на прицепах и собирается на месте, подходит для стационарных скважин или крупномасштабных операций по капитальному ремонту скважин.Морские установки для капитального ремонта скважин: Устанавливается на буровых платформах или судах по ремонту скважин, адаптирован для эксплуатации на морских нефтяных и газовых скважинах, обладает коррозионной стойкостью и устойчивостью к ветровым волнам.По мощности и грузоподъемности:Малые установки для капитального ремонта скважин: Номинальная нагрузка < 300 кН, используется для простого обслуживания неглубоких скважин (< 1000 метров), водяные скважины или нефтяные скважины с низким дебитом.Средние установки для капитального ремонта скважин: Номинальная нагрузка 300–500 кН, подходит для проведения традиционных ремонтных работ на скважинах средней глубины (1000–3000 метров).Большие установки для капитального ремонта скважин: Номинальная нагрузка > 500 кН, используется для глубоких скважин (> 3000 метров) или сложных скважин (например, горизонтальных скважин, скважин высокого давления), способных выдерживать высокие нагрузки и высокорисковые операции.4. Отраслевые стандартыПроектирование, производство и использование установок для капитального ремонта скважин должны соответствовать действующим отраслевым стандартам, таким как стандарты нефтегазовой промышленности Китая (SY/T) и Американского института нефти (API) стандартов, чтобы гарантировать их безопасность, надежность и эксплуатационную эффективность.При разработке нефтяных и газовых месторождений установки для капитального ремонта скважин дополняют буровые установки: буровые установки отвечают за «бурение скважин», а установки для капитального ремонта скважин — за «поддержание скважин», совместно обеспечивая эффективную добычу нефтяных и газовых ресурсов.

Буровые установки, смонтированные на грузовиках или прицепах арe мобильное буровое оборудование, предназначенное для скважин мелкой и средней глубины. Благодаря системам питания, лебедкам, буровым вышкам, системам перемещения и механизмам трансмиссии, интегрированным на самоходном или буксируемом шасси, эти установки значительно повышают эксплуатационную эффективность. Они охватывают глубину бурения от 1000 до 4000 метров, с максимальными статическими нагрузками от 900 до 2250 кН, отличаясь высокой грузоподъемностью, надежной производительностьюce, отличная проходимость и удобная транспортировка.I. Основные классификации и структурные особенностиПо способу монтажа они делятся на: установки, смонтированные на грузовиках и прицепах, различающиеся по структуре, мощности и сценариям применения:1. Буровая установка, смонтированная на грузовикеУстановка интегрируется непосредственно в шасси грузового автомобиля, что обеспечивает возможность автономного вождения.Ключевые структуры:Шасси: Специальное внедорожное шасси с длинной колесной базой и высокой грузоподъемностью (обычно 20–50 тонн), подходящее для грязной, холмистой местности.Энергетическая система:Дизельный двигатель шасси обеспечивает как движение транспортного средства, так и буровые работы (например, вращение роторного стола, буровой насос) через раздаточную коробку или гидравлическую систему.Высококлассные модели могут иметь независимые генераторные установки для удовлетворения сложных потребностей в электроэнергии.Мачта (деррик): Гидравлический вертикальный тип, складной или телескопический (высотой 10-30 метров), для подъема бурильных колонн.Поворотный стол/Верхний привод: Приводит в движение бурильную трубу; роторные столы подходят для скважин средней и малой глубины, в то время как верхние приводы (например, на нефтяных вышках) отлично подходят для глубокого и направленного бурения.Система циркуляции бурового раствора: Интегрируется грязевой насоси емкости для охлаждения долот и транспортировки шлама.Функции:Высокая мобильность: Скорость движения по дороге до 50–80 км/ч, что позволяет производить непосредственное перемещение без разборки (идеально подходит для аварийного бурения скважин на воду).Компактная интеграция: Цельная конструкция уменьшает занимаемую площадь, подходит для узких участков (например, для осмотра городских трубопроводов).Ограничение: Нагрузка на шасси ограничивает глубину бурения (до 3000 метров на нефтяных месторождениях, обычно в пределах сотен метров в инженерных проектах).2. Буровая установка на прицепеУстановка монтируется на специальном прицепе, буксируемом грузовиком или тягачом, и доступна в двух вариантах: полуприцеп или полноприводный прицеп.Ключевые структуры:Полуприцеп: Шарнирно-сочлененная с трактором для гибкого управления, подходит для транспортировки на большие расстояния.Полный трейлер: Независимая, буксируемая сцепным устройством, устойчивая для тяжелого оборудования.Энергетическая система:Большинство из них имеют независимые дизельные двигатели или гидравлические электростанции, работающие автономно без внешнего источника питания.Модуль бурения:Более крупные мачты с гидравлическим телескопированием или наклоном под несколькими углами для направленного бурения (например, горизонтальных скважин). Дополнительные высококачественные аксессуары, такие как блоки управления обсадными колоннами и системы измерения во время бурения (MWD).Функции:Большая грузоподъемность: Поддерживает глубокое бурение (до 5000 м для нефтяных вышек, 2000 м для геологических вышек).Гибкость: Прицеп отсоединяется от трактора для самостоятельной эксплуатации на стационарных объектах.Требования к транспорту: Требуются специализированные тягачи; для перемещения может потребоваться разборка мачт (некоторые высококлассные модели допускают сборную транспортировку).II. Основные технологии и функциональные конфигурацииНесмотря на структурные различия, оба типа имеют общие основные технические требования:1.Системы электроснабжения и передачи электроэнергииТипы мощности:Дизельные двигатели: 200–2000 л.с., подходит для условий, не имеющих доступа к электросети.Электроприводы: Используется в городских установках для обеспечения низкого уровня шума и нулевых выбросов.Методы передачи:Механическая трансмиссия: Надежность, низкие эксплуатационные расходы благодаря цепям/шестерням.Гидравлическая трансмиссия: Плавная работа, бесступенчатая регулировка скорости для точного управления (например, направленное бурение).2. Адаптивность процесса буренияМетоды бурения:Вращательное бурение: Для обычных отверстий в грунте/скальной породе (например, долото PDC + бурильная труба).Ударно-вращательное бурение: Для твердых пород (например, скважинный пневмоударник + шарошечное долото).Шнековое бурение: Без циркуляции среды, идеально подходит для неглубоких сухих скважин (например, отбора проб почвы).Технологии обсадных труб:Обсадка во время бурения: Одновременное бурение и цементирование для предотвращения обвалов (например, в слоях плывуна).Устройства вращения/удара обсадной колонны: Решает проблемы спуска обсадных труб на большой глубине.3. Интеллектуальные и безопасные конфигурацииСистемы автоматизации:Гидравлические автоматические клещи сокращают ручной труд.Автоматическая компенсация веса бурильной колонны предотвращает застревание и разрушение.Устройства безопасности:Crown-o-matic предотвращает столкновение бурильной колонны с вершиной мачты.Системы экстренного торможения на случай внезапных отказов (например, выхода двигателя из строя).Дизайн окружающей среды:Резервуары для сбора ила сводят к минимуму сброс отходов.Шумозащитные кожухи ограничивают уровень шума при работе в городских условиях до 85 дБ.III. Ключевые факторы выбораГлубина бурения и пласт:Мелкий (1000 м) или твердые породы (например, гранит): требуются установки на прицепе с мощными силовыми головками.Потребности в мобильности:Частые перемещения (например, геологические изыскания): установки, смонтированные на грузовиках, более эффективны.Долгосрочные стационарные работы (например, разработка нефтяных месторождений): установки, смонтированные на прицепе, обеспечивают более высокую экономическую эффективность.Стоимость и обслуживание:Установка на грузовике: более низкая первоначальная стоимость (обычно 1–5 миллионов йен), простота обслуживания.Установка на прицепе: дорого (до десятков миллионов для нефтяных вышек), требует профессиональных бригад по техническому обслуживанию.Ⅳ.ЗаключениеБуровые установки, устанавливаемые на грузовиках и прицепах, решают проблемы перемещения традиционных стационарных установок за счет интеграции «мобильной платформы и бурового модуля», становясь основой современного бурения. При выборе следует учитывать глубину, рельеф, экологические требования и бюджет. В будущем ключевыми направлениями развития станут интеллект и зеленые технологии.