Типы канализационной буровой установки

Промывка скважин при бурильных работах

Промывка скважин специальным буровым раствором при выполнении бурильных работ дает возможность максимально повысить скорость проходки – до десяти метров в час. Раствор поднимает на поверхность весь грунт, разрушенный бурильным инструментом. Для этого бурильные агрегаты снабжаются специальными помпами с напорными рукавами для подачи промывочного раствора в скважину. Промывку пробуренной скважины осуществляют прямым способом, то есть, раствор поступает по штанге, вымывает разрушенный грунт, поднимает его на поверхность. Возможно проведение промывки обратным способом – подачей раствора в скважину, а удаляют его через рабочий инструмент.

Схема циркуляции промывочной жидкости в скважине

2 Обзор распространенных моделей

Основными производителями оборудования данного класса в России являются компании «УралМаш» и «НефТехМаш» . Среди распространенных моделей насосных установок выделим:

• НБ 50;
• УНБТ-950;
• F-1300.

Рассмотрим каждый из представленных агрегатов подробнее.

2.1 Буровой агрегат НБ 50

НБ-50 является двухцилиндровым оборудованием горизонтального типа. Агрегат ориентирован на эксплуатацию в разведочном и структурно-поисковом бурении нефтегазовых скважин. Также данная модель широко используется для работы с неагрессивными жидкостями  в сфере пищевой и химической промышленности.

НБ-50

Характерной особенностью НБ-50 является наличие встроенного компенсатора давления, обеспечивающего отсутствие проблем с перепадами напора. Это надежное, выносливое и простое в обслуживании оборудование, обладающее неплохими техническими характеристиками:

• мощность — 50 кВт;
• ход поршня — 160 мм;
• количество ходов в минуту — 105 шт;
• высота всасывания — 3 м;
• диаметры патрубков: подачи — 50 мм, всасывания — 113 мм.

Стоимость данной модели на вторичном рынке начинается с 250 тыс. рублей.

2.2 Буровой агрегат F 1300

F1300 — крупногабаритный трехцилиндровый агрегат с увеличенной длиной хода, отличающийся повышенной мощностью всасывания и подачи.  Насос был разработан американской компанией LTV более 20 лет назад, по патентам которой ведется его производство в России.

Среди конструктивных особенностей данной модели выделим использование шевронной зубчатой передачи, оснастку литым коленчатым валом из легированной стали, а также наличие встроенного подъемного устройства для удобной замены вкладышей рамы. Благодаря эффективной системе смазки F1300 может эксплуатироваться в условиях непрерывной работы, при этом устройство агрегата предполагает комбинирование двух систем смазки — принудительной и смазки разбрызгиванием.

F-1300

Рассмотрим технические характеристики данной модели:

• мощность — 970 кВт;
• ход поршня — 304.5 мм;
• количество ходов в минуту — 120 шт;
• высота всасывания — 9 м;
• диаметры патрубков: подачи — 102 мм, всасывания — 203 мм.

Также отметим буровой насос F1600 — модернизированную версию модели F1300. В нем мощность привода увеличена до 1194 кВт, патрубок всасывания расширен до 304.8 м, патрубок подачи — до 127 мм, что в целом обеспечивает на 20-30% большую производительность установки.

2.3 Буровой агрегат УНБТ-950

Как и агрегаты серии F, насос УНБТ-950 предназначен для эксплуатации на глубоких нефтегазодобывающих скважинах. Это трехпоршневое устройство одностороннего действия с принудительной системой смазки — масло подается непосредственно в картер, за его перекачку отвечает вспомогательный шестеренный насос.

УНБТ-950

УНБТ-950 разработан советскими инженерами в 1981 году, на его основе за 30 лет эксплуатации было произведено множество модификаций — НБТ-1000, НБТ-750, НБТ 600 и НБТ 475. Данная модель обладает неплохими и по меркам современных аналогов характеристиками:

• мощность — 1000 кВт;
• ход поршня — 290 мм;
• количество ходов в минуту — 120 шт;
• высота всасывания — 7 м;
• диаметры патрубков: подачи — 95 мм, всасывания — 200 мм.

На вторичном рынке УНБТ-950 в хорошем состоянии можно купить за 3-3.4 млн рублей.

2.4 Какие особенности выбора и расчет бурового насоса?

Существует три основных группы критериев, которые необходимо учитывать при выборе насосного оборудования для бурения:

1. Конструктивные и технологические требования к агрегату;
2. Характеристики перекачиваемого раствора (вязкость, густота, содержание твердых частиц);
3. Требуемые расчетные параметры.

К перечню расчетных параметров относятся такие характеристики как производительность агрегата (объем подачи — Q), напор (Н) и потребляемая мощность привода.

Расход для любых насосов поршневого типа  можно высчитать по формуле Q = S*D*k*kv, где:

• S — площадь поперечного сечения поршня;
• D — длина хода поршня;
• k — скорость вращения вала (об/мин);
• kv — коэфф. полезного действия.

• d1 — давление жидкости в заборной емкости, d2 — в приемной;
• f — плотность жидкости;
• g — ускорение свободного падения при заданной плотности;
• V — высота всасывания раствора;
• p — потери напора.

Типы сооружений на сетях канализации

Наружные сети канализации состоят из труб и сооружений на них.

На канализационных сетях устраиваются следующие основные типы сооружений:

Смотровые колодцы (камеры, шахты) – одни из основных конструктивных элементов сетей, которые устраиваются в местах присоединения трубопроводов, изменения их диаметров, глубины заложения и уклонов, а также на прямолинейных участках сети через определенные расстояния.

Различают линейные, узловые, поворотные, контрольные и другие типы смотровых колодцев, через которые производится наблюдение за работой сети и осуществляются профилактические мероприятия и ремонт.

Перепадные колодцы – специальные сопряжения трубопроводов, лежащих на разных глубинах.

Дюкеры и самотечные переходы – устраиваются при пересечении рек, оврагов и инженерных сооружений.

Ливнеспуски и разделительные камеры – имеются на сетях общесплавной и полураздельной систем канализации для сброса части дождевых сточных вод в водный объект.

Регулирующие резервуары – служат для сглаживания пиковых дождевых расходов.

Сливные станции и пункты – предусматриваются для приема жидких отбросов от неканализованных районов доставкой их ассенизационным транспортом.

Насосные станции – для перекачки жидкости на более высокие геодезические отметки.

Выпуски – служат для отведения сточных вод в водные объекты.

В некоторых случаях на сетях могут применяться и другие сооружения специального назначения (снеготаялки, колодцы для сброса снега и т. д.).

Виды оборудования для бурения

К этому оборудованию относится вся техника, используемая в бурении и ремонте, а также вспомогательный инструмент.

Все это оборудование условно делится на 2 группы: технологическое и вспомогательное.

Небольшой группой являются вспомогательные инструменты. В основном они рассчитаны на обслуживание технологического оборудования, а также на укрепление стенок скважины.

К ним относятся:

• хомуты;
• вертлюги;
• обсадные трубы;
• шарнирные ключи.

Большой группой является — технологическое оборудование, к которому относятся разнообразные инструменты, используемые при бурении. Основным элементом любой буровой является долото, разрушающее породу и прокладывающее в земной коре скважину. Долота могут быть разных конструкции и диаметров.

По конструкции они делятся на 3 группы:

1. Лопастные.
2. Шарошечные.
3. Секторные.

Важным элементом долота являются лопатки, которые, как лезвие, разрезают грунт. По назначению они могут быть для грунта, песка, глины и скальной породы. Эти детали вместе с долотами считаются самыми быстроизнашиваемыми.

Следующим элементом этого оборудования являются штанги, с помощью которых соединяют долото с приводом. Они могут быть цельноковаными и сварными, но тоже предварительно откованными.

Расширители — позволяют расширять скважину до необходимых для протаскивания труб размеров. Они отличаются по типу грунта, в котором могут использоваться.

Вертлюги, адаптеры и трубные захваты — тоже технологические приспособления. Каждое из них предназначено для выполнения определенной работы.

Необходимо отметить и аварийное оборудование, позволяющее предупреждать и устранять аварийные ситуации. Оно рассчитано на извлечение буровых колонн и обсадных труб.

Конструкция нефтяных буровых установок

Они состоят из следующих органов и систем.

Исполнительные органы и системы

Вышка — это основная несущая конструкция любой буровой установки. По конструкции она может быть:

1. Мачтовой (механическая рабочая часть размещается на двух опорах).
2. Башенной (в их конструкции используются четыре несущие опоры, которые равномерно передают нагрузку на грунт).
3. С двумя или четырьмя опорами.
4. А- или П-образной.

Башенные конструкции более габаритные, потому что они рассчитаны на глубинное бурение.

К исполнительному оборудованию также относят:

• буровую лебедку;
• СВП;
• ротор;
• талевую систему;
• буровой насос.

Вспомогательные конструкции, механизмы и системы

Сюда входят основания, укрытия, механизмы передвижения, приемный мост, вспомогательная лебедка, система водоснабжения, обогрева, звукоизоляции, осветительная и вентиляционная техника.

Назначение установок

Они предназначены для бурения скважин следующих типов:

1. Эксплуатационных. Позволяют добывать нефть и газ.
2. Нагнетательных. С их помощью закачивают в продуктивные слои воду, газ или обычный воздух. Благодаря этому удается поддерживать в них необходимое для извлечения сырья давление, тем самым увеличивается эффективность использования добывающих скважин.
3. Разведочных. Они позволяют находить месторождения и определять их контуры. При этом проводят испытания и оценивают запасы черного золота.
4. Специальных (опорных, параметрических, оценочных и контрольных). Позволяют специалистам изучить пластовое строение участка, определить изменение свойств продуктивного пласта, отслеживать давление, а также определить уровень выработки определенных участков. Также с их помощью нефтяники обеспечивают внутрипластовое горение, газифицируют нефть, сбрасывают сточные воды в нижние слои и т. д.
5. Структурно-поисковых. Позволяют определить расположение нефтегазоносных структур по верхним маркирующим горизонтам. При этом информацию удается получить с помощью неглубоких и недорогих скважин.

Основные особенности канализационных насосных станций для перекачки сточных вод промышленных предприятий

Сточные воды ряда промышленных предприятий мало отличаются по своему характеру и составу от обычных фекально-хозяйственных вод. Таковы, например, стоки кожевенных, пивоваренных, винокуренных заводов, скотобоен и др. Канализационные насосные станции для перекачки таких вод не отличаются от обычных станций. 

Однако для перекачки некоторых видов сточных вод требуются особое устройство канализационных насосных станций и дополнительные меры для обеспечения их работы. В первую очередь надо назвать воды, агрессивные по отношению к чугуну, стали, бетону. 

Необходимо предохранить приемные резервуары от их разрушительного воздействия. Насосное оборудование должно быть из коррозиестойких материалов. Так, например, для перекачки кислот, щелочей, солей применяют насосы марки КНЗ, все детали которых выполнены из кислотоупорного чугуна. 

 

В некоторых случаях при откачке больших масс стоков с небольшой концентрацией агрессивных загрязнений необходимо устанавливать большие насосы водопроводного типа и применять чугунную арматуру арматуру и трубопроводы. Для ослабления агрессивного действия стоков необходима периодическая промывка установки чистой водой. 

В сточных водах промышленных предприятий зачастую находится большое количество механических примесей. Главным образом это наблюдается в стоках углеобогатительных фабрик, мокрых газоочисток доменных цехов, прокатных станов, дестиллеров содовых заводов и др. На некоторых заводах, например коксохимических и нефтеперерабатывающих, выпускаются стоки, содержащие смолы, масла, нефть (например, нефтеперерабатывающие заводы). 

 

Канализационные насосные станции для таких заводов оборудуются специальными насосами, например песковыми (марки НП). Во избежание отложения шлама предусматривается при остановках работы насосов подвод чистой воды для промывки самого насоса и трубопроводов. Для перекачки нефти и смол иногда применяют поршневые насосы. 

Особый тип насосных станций представляют так называемые багерные станции, предназначаемые для гидравлического удаления золошлаков из котельных электростанций. Проект оборудования такой станции представлен на рис. 226 а, б. Гидропульпа (смесь золошлаков и воды) по каналу, выложенному базальтовыми плитками, поступает к багерному насосу 1 с электромотором 2, пройдя предварительно наклонную решетку. 

На решетке отделяются крупные куски шлака, поступающие на шлакодробилку 3 с электромотором 4. Отсюда они направляются к насосу вместе с остальными мелкими частицами шлака и золы, прошедшими сквозь решетку. Для задержания железа перед насосом устанавливается специальный железоуловитель 5. Золонакопитель, в который подается гидропульпа, находится на значительном расстоянии от станции, поэтому требуется создать высокий напор.

Так как в настоящее время не имеется багерных насосов с большим напором, то применяются сдвоенные, последовательно включенные насосы, из которых последующий вынесен на поверхность земли во избежание увеличения подземной части здания. Из двух комплектов насосных агрегатов один является резервным. На рис. 227 изображена схема заглубленной насосной станции, оборудованной вертикальными насосами значительной мощности. 

Приемный резервуар расположен в подвальном помещении. Для удобства подвода сточной жидкости к каждому насосу устроены направляющие перегородки. В машинном отделении КНС установлено четыре незалитых насоса. Вертикальные электродвигатели расположены в верхнем этаже. Пуск насосов осуществляется при помощи вакуум-насоса. 

Напорные трубы каждого насоса за пределами станции соединяются с напорным трубопроводом. В особой камере установлены водомер и обратный клапан, предохраняющий станцию от затопления стоками в случае разрыва трубопровода. К машинному залу примыкает помещение для размещения электрооборудования.

Назначение смотровых конструкций

Смотровой или ревизионный дренажный колодец предназначается для проведения таких работ:

• выполнение плановых осмотров системы канализации;
• контролирование состояния трубопровода;
• периодическая прочистка труб;
• осуществление ремонта.

Ревизионный колодец для канализации обустраивают в тех местах, где имеется большая вероятность, что произойдет заиливание или загрязнение труб. Его размеры подбирают с учетом особенностей коммуникаций отвода канализационных стоков. Для небольших трубопроводов создают смотровые колодцы, имеющие диаметр от 34 до 46 сантиметров.

Там, где обустраивают крупные водосточные системы, их оборудуют ревизионными колодцами для дренажа с внутренним диаметром до 150 сантиметров. Некоторые из таких емкостей для удобства спуска в них оснащают ступенями. В большом колодце может без проблем разместиться взрослый человек, которому необходимо выполнить работы, связанные с очисткой или ремонтом труб.

При обустройстве поворотных смотровых объектов следует принимать во внимание особенность дренажной системы и размещать их так, чтобы к ним можно было подводить все крестовые или угловые участки магистрали

Разделение по виду выполняемых работ

В соответствии с этим критерием установки для бурения скважин бывают:

• Эксплуатационные. Машины применяются на стадии разведки пород в месторождении. Их основная цель — забор проб грунта для уточнения данных о геологии.
• Разведывательные. Эта техника применяется для сбора проб грунта с месторождения. По итогам его исследования необходимо определить значение промышленного объекта.
• Для бурения технических скважин. Отверстия необходимы при строительстве зданий и сооружений различного назначения, для устройства фундаментов. Также их можно причислить к типу буровых установок на нефть и газ.

Виды оборудования для бурения

К этому оборудованию относится вся техника, используемая в бурении и ремонте, а также вспомогательный инструмент.

Все это оборудование условно делится на 2 группы: технологическое и вспомогательное.

Небольшой группой являются вспомогательные инструменты. В основном они рассчитаны на обслуживание технологического оборудования, а также на укрепление стенок скважины.

К ним относятся:

• хомуты;
• вертлюги;
• обсадные трубы;
• шарнирные ключи.

Большой группой является — технологическое оборудование, к которому относятся разнообразные инструменты, используемые при бурении. Основным элементом любой буровой является долото, разрушающее породу и прокладывающее в земной коре скважину. Долота могут быть разных конструкции и диаметров.

По конструкции они делятся на 3 группы:

1. Лопастные.
2. Шарошечные.
3. Секторные.

Важным элементом долота являются лопатки, которые, как лезвие, разрезают грунт. По назначению они могут быть для грунта, песка, глины и скальной породы. Эти детали вместе с долотами считаются самыми быстроизнашиваемыми.

Следующим элементом этого оборудования являются штанги, с помощью которых соединяют долото с приводом. Они могут быть цельноковаными и сварными, но тоже предварительно откованными.

Расширители — позволяют расширять скважину до необходимых для протаскивания труб размеров. Они отличаются по типу грунта, в котором могут использоваться.

Вертлюги, адаптеры и трубные захваты — тоже технологические приспособления. Каждое из них предназначено для выполнения определенной работы.

Необходимо отметить и аварийное оборудование, позволяющее предупреждать и устранять аварийные ситуации. Оно рассчитано на извлечение буровых колонн и обсадных труб.

Применение для скважин на воду

При бурении скважин на воду применяется три вида обсадных труб: пластиковые, стальные и асбоцементные. С целью экономии финансовых средств и упрощения монтажа рекомендуется использовать пластиковую обсадку (ПВХ либо НВПХ).

Монтаж обсадной трубы выполняется при обустройстве водяных скважин на любую глубину. Погружение обсадки выполняется по завершению бурения полости. Используются составные трубы, стыкующиеся посредством резьбового соединения.

Диаметр обсадной трубы и самой скважины подбирается исходя из требуемой продуктивности источника. Сечение обсадки должно быть таким, чтобы в ней можно было расположить дренажный насос. Нижние секции обсадной колонны выполняются из перфорированных изделий, отверстия которых перекрываются сетчатым фильтром.

Ведется множество споров о том, какие трубы для обсадки скважин на воду лучше использовать – стальные, асбоцементные либо пластиковые. Ключевым недостатком металлических изделий является склонность к коррозии, которая может стать причиной характерного привкуса ржавчины и наличия осадков в воде, для очистки которых придется покупать недешевое фильтрующие оборудование, да и сами железные изделия стоят гораздо дороже аналогов.

Обсадные трубы из асбоцемента – бюджетное решение, недостатки которого заключаются в большой толщине стенок, что уменьшает полезный объем скважины, а также сомнительная санитарная пригодность (существуют исследования, указывающие на то, что асбоцемент является канцерогеном).

В целом, асбоцементные изделия можно применять для обсадки скважин при соблюдении следующих условий:

• при обустройстве артезианской скважины (такая труба не может иметь перфораций, что делает невозможным обустройство фильтрующей колонны в скважинах на песок);
• при наличии гигиенического сертификата на изделие.

По совокупности эксплуатационных качеств лучше всего для скважин на воду подходит пластиковая обсадная труба. Такие изделия просты в монтаже, дешевы, устойчивы к коррозии и долговечны (срок эксплуатации до 50 лет).

Пластиковая обсадка для скважин на воду

Для изготовления пластиковых обсадных труб может применяться четыре вида материалов:

• ПВХ – поливинилхлорид;
• нПВХ – непластифицированная разновидность поливинилхлорида;
• ПНД – полиэтилен низкого давления;
• ПП – полипропилен.

Наиболее востребованными являются изделия из НПВХ. В отличие от стандартных ПВХ изделий, трубы НПВХ классифицируются как напорные – они имеют большую механическую прочность и устойчивость к деформациям, что позволяет применять их в скважинах глубиной до 300 м.

Пластиковые обсадные трубы из ПВХ и НПВХ для скважин на воду производятся в следующие типоразмерах:

• Диаметр 90 мм, толщина стенки 5 мм;
• ДУ 110, толщина 6.3 мм;
• ДУ 125, толщина 7.6 мм;
• ДУ 140, толщина 10 мм;
• ДУ 165, толщина 12 мм.

Чаще всего применяются трубы диаметром 90 и 125 мм, поскольку под такой размер выпускается большая часть современных скважинных насосов.

Секции трубы (длина 3-12 метров), в зависимости от конструктивных особенностей, могут стыковаться в обсадную колонну двумя способами – с помощью резьбы либо раструба. Наибольшую надежность и герметичность обсадки обеспечивает резьбовое соединение, которое легко собирается своими руками,  однако изделия с резьбой стоят дороже аналогов с раструбом.

Ведущим отечественным производителем полимерных обсадных труб из ПВХ и НПВХ является компания “Кормелл”, которая поставляет на рынок продукцию всех распространенных типоразмеров. Помимо фирмы “Кормелл” также хорошо зарекомендовала себя продукция компаний “СПТ”, “Бикс” и “Омега”.

Характеристики шельфа, влияющие на выбор типа бурового основания 17 Буровые установки на моноопорном основании 1 Буровые машины для бурения водяных скважин: виды и классификация установок, принцип их работы 3 Буровая установка для бурения скважин 2 Виды погружных насосов для скважины: классификация и расчет технических параметров 1 Все о буровых установках 18

Источник информации: geostart.ru

Буровые насосы

Буровые насосы предназначены для обеспечения процесса промывки при пробуривании скважины, нагнетания в скважину бурового раствора с целью очистки забоя и ствола от выбуренной породы и выноса её на поверхность, охлаждения долота и приведения в действие забойных двигателей гидравлического типа. Различают насосы следующих типов — двухпоршневые насосы двойного действия и трёхпоршневые насосы одностороннего действия.

Наиболее полно требованиям технологии бурения соответствуют трёхпоршневые насосы одностороннего действия, которые обеспечивают наименьшую степень неравномерности давления на выходе и наименьший износ клапанов и штоков поршня в сравнении с двухпоршневыми насосами двухстороннего действия.

Виды и классификация нефтяных буровых установок

Это оборудование классифицируют следующим образом.

Они могут предназначаться для выполнения:

• эксплуатационных работ;
• разведочных работ;
• технических скважин.

Способу бурения

В них применяются следующие технологии бурения:

• вращательная;
• вращательно-ударная;
• ударно-вращательная;
• вибрационная;
• огнеструйная;
• ударная;
• разрядно-импульсная.

Типу привода

В них может использоваться следующий привод:

• электрический;
• электрогидравлический;
• дизельный;
• дизель-электрический;
• дизель-гидравлический.

Способу передвижения

По способу передвижения они могут быть:

• самоходными;
• передвижными;
• стационарными.

По ГОСТу 16293-89 они классифицируются так, как указано на нижней картинке.

Назначение установок

Они предназначены для бурения скважин следующих типов:

1. Эксплуатационных. Позволяют добывать нефть и газ.
2. Нагнетательных. С их помощью закачивают в продуктивные слои воду, газ или обычный воздух. Благодаря этому удается поддерживать в них необходимое для извлечения сырья давление, тем самым увеличивается эффективность использования добывающих скважин.
3. Разведочных. Они позволяют находить месторождения и определять их контуры. При этом проводят испытания и оценивают запасы черного золота.
4. Специальных (опорных, параметрических, оценочных и контрольных). Позволяют специалистам изучить пластовое строение участка, определить изменение свойств продуктивного пласта, отслеживать давление, а также определить уровень выработки определенных участков. Также с их помощью нефтяники обеспечивают внутрипластовое горение, газифицируют нефть, сбрасывают сточные воды в нижние слои и т. д.
5. Структурно-поисковых. Позволяют определить расположение нефтегазоносных структур по верхним маркирующим горизонтам. При этом информацию удается получить с помощью неглубоких и недорогих скважин.

Бурение роторным способом

Бурильные установки роторного типа относятся к универсальным конструкциям, но чаще используются для работы на твердом грунте, где много гальки, гравия или известняка. В состав конструкции входят элементы:

• бур;
• долото;
• механизм вращения.

При бурении таким способом слои воды достигаются за небольшой промежуток времени.

В зависимости от степени твердости почвы используется разный режущий инструмент:

1. Ложковый бур. Применяется на мягких почвах (глина, песок). Он имеет форму спирали с расположенными на ней отверстиями.
2. Змеевидной формы. Используется для работы на суглинистых почвах.
3. Заостренный. Применяется для проходки плотной и каменистой толщи грунта.