Что представляют собой буровая вышка и подконструкция буровой установки?

Ⅰ. Основные компоненты буровой установки: буровая вышка и основание

Буровая вышка и основание, являясь «каркасом» буровой установки, совместно выполняют основные несущие и пространственные функции поддержки буровых работ. Они напрямую влияют на эффективность и безопасность бурения и должны быть согласованы и адаптированы к требованиям различных условий работы.

1. Буровая вышка/Мачта

Это основная несущая и рабочая конструкция буровой установки, в основном используемая для поддержки длинных штанговых компонентов, таких как бурильные трубы и обсадные трубы. Он обеспечивает вертикальное рабочее пространство для бурения и выдерживает вес талевой системы (например, кронблок, талевый блок).

Основные функции и характеристики

Пространственная поддержка: Высота обычно составляет 30–60 метров (регулируется в зависимости от модели буровой установки), обеспечивая достаточный ход для вертикального перемещения бурового инструмента.

Несущая опора: Он должен выдерживать вес бурильной колонны и обсадных труб, а также динамические нагрузки, возникающие в процессе бурения (например, ударные нагрузки при спускоподъемных операциях). В качестве конструкционного материала преимущественно используется высокопрочная низколегированная сталь, обеспечивающая усталостную прочность и коррозионную стойкость.

Безопасность Защита: Буровая вышка оборудована защитными ограждениями, лестницами и молниеотводами (для наземных вышек). Некоторые морские вышки также требуют дополнительной защиты от ветрового волнения и коррозии под воздействием солевого тумана.

Типы буровых вышек/Мачта

Деррик: Башня имеет форму четырёхугольной пирамиды и представляет собой сегментированную сварную конструкцию. Высота обычно составляет 30–60 метров, она обладает высокой грузоподъёмностью (до тысяч тонн) и хорошей устойчивостью. Подходит для глубоких и сверхглубоких скважин, а также для морских буровых платформ. Недостатком является сложность монтажа/демонтажа и высокие транспортные расходы.

Мачта: Преимущественно цельная или складная конструкция, относительно небольшая высота (20–40 метров). Подъем и сложение производятся гидравлическими устройствами, что обеспечивает удобство сборки/разборки и гибкое перемещение. Подходит для неглубоких скважин и мобильных наземных установок (например, установок для капитального ремонта скважин), но его грузоподъемность несколько ниже, чем у буровой вышки.

2. Буровая площадка/подконструкция

Это опорная конструкция под буровой вышкой, служащая для размещения основного оборудования, такого как буровая вышка, роторный стол и буровая лебедка. Она также обеспечивает горизонтальную рабочую площадку (буровую площадку) и служит основным несущим элементом при бурении.

Основные функции и характеристики

Поддержка оборудования: Он равномерно переносит нагрузку от тяжелого оборудования, такого как буровая вышка и роторный стол, на землю, предотвращая ее осадку.

Операционная платформа: Расположенная наверху «буровая площадка» является основной зоной для проведения буровых работ, оборудована устьевыми устройствами и стеллажами для бурильных труб, что позволяет операторам подсоединять бурильные трубы и контролировать параметры бурения.

Высота конструкции: Обычно он приподнят на 1–3 метра, что удобно для установки противовыбросовых превенторов, обсадных труб устья скважин и другого оборудования под основанием. При этом предотвращается скопление воды и мусора в зоне работ.

Типы подконструкций

Классификация по высоте и структуре:

Низкая подструктура: Высота установки составляет 1-2 метра, она имеет простую конструкцию и подходит для неглубоких скважин или условий с небольшим количеством наземного оборудования. Преимуществами являются низкая стоимость и быстрая установка, а недостатком — ограниченное пространство под основанием, которое позволяет разместить только небольшие объекты. противовыбросовые превенторы.

Высокая подструктура: При высоте 2-4 метра он оставляет достаточно места под основанием для установки больших противовыбросовых превенторов, крестовины устья скважиныи трубопроводных систем. Подходит для глубоких скважин и нефтяных и газовых скважин высокого давления, что позволяет снизить помехи в работе устья скважины и повысить показатели безопасности.

Ⅱ. Соотношение между ними и отраслевыми приложениями

Синергетический эффект

Основание обеспечивает фиксированные точки опоры для буровой вышки. Буровая вышка и основание соединены высокопрочными болтами, образуя «основной каркас» буровой установки, что обеспечивает точность вертикального позиционирования и конструктивную безопасность буровых работ.

Типичные сценарии применения

Операции на глубоких скважинах на суше: Комбинация «вышка + высокое основание» чаще всего используется для монтажа бурильных колонн большого веса (например, более 1000 метров) и высоконапорного устьевого оборудования. Она широко применяется в разведочных скважинах на нефть и газ.

Операции по капитальному ремонту/разработке неглубоких скважин на суше: Широко используется комбинация «мачта + низкое основание», преимущество которой заключается в гибкости перемещения (можно перевозить целиком) и которая подходит для случаев капитального ремонта скважин или геологоразведочных работ, требующих частого перемещения.

Морские буровые платформы: Применяется комбинация «стационарная вышка + высокопрочное высокое основание». Основание должно быть жёстко соединено с палубой платформы, а вышка должна быть оснащена конструкциями, препятствующими раскачиванию и коррозии в морской воде, чтобы адаптироваться к морской ветровой и волновой нагрузке.