Техника бурения нефтяных и газовых скважин - разработка и внедрение средств механизации и автоматизации тяжелых и трудоемких процессов

Важными направлениями совершенствования буровых установок явились разработка и внедрение средств механизации и автоматизации тяжелых и трудоемких процессов. К ним относятся встроенные в ротор пневматические клинья для захвата и удержания труб, напольный автоматический ключ для свинчивания и развинчивания труб, регулятор подачи долота, гидродинамические тормоза и др.

В результате систематизации теоретических основ проектирования буровых установок и обобщения требований бурения в 60-х годах была разработана нормаль Н900-66, регламентирующая тип и основные параметры буровых установок. Впоследствии на основе этой нормали был утвержден действующий ГОСТ 16293—82, распространяющийся на комплектные буровые установки для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Нормаль Н900-66 и последующие государственные стандарты на буровые машины, и оборудование способствовали дальнейшему повышению технического уровня буровых установок. Передовые инженерные и конструкторские решения, не имеющие аналогов в мировой практике, реализованы в установках БУ3000ЭУК, БУ3000ЭУК-1 (с эшелонным расположением лебедочного и насосного блоков и допускаемой нагрузкой на крюке 1700 кН), БУ3000ЭУК-1М (с допускаемой нагрузкой на крюке 2000 кН), при использовании которых получены рекордные скорости проходки скважин при разработке нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири.

Крупным достижением отечественной науки и техники явилось создание буровой установки Уралмаш 15000, посредством которой достигнута рекордная глубина бурения разведочной скважины на Кольском полуострове.

Почти 20 лет назад при создании буровой установки «Ленинградец БА-25» впервые была поставлена сложнейшая задача автоматизации основных процессов проходки скважин. Смелая идея конструкторов, воплощенная в металле, намного опережала время — патент на изобретение был зарегистрирован во многих странах, производящих буровое оборудование. Конструктивные принципы этой установки легли в основу буровой установки Уралмаш 4000А для бурения скважин глубиной 4000 м.

Успешно эксплуатируется опытно-промышленная буровая установка с двухцилиндровым гидроподъемником, созданная куйбышевскими нефтяниками и являющаяся прототипом разработанной Уралмашем буровой установки Уралмаш 4000ЭГУ. На основе объемного гидропривода создана буровая установка Уралмаш 4000НГ с непрерывным процессом спускоподъемных операций. В кратчайшие сроки освоено производство буровых машин и подводного устьевого оборудования для плавучих установок, предназначенных для проходки нефтяных и газовых скважин глубиной до 6000 м при толще воды до 200 м.

Основные изменения в технике бурения за послевоенные годы характеризуются следующими показателями:

·  допускаемая нагрузка на крюке подъемных механизмов буровых установок возросла с 1300 до 4000 кН;

·  глубина бурения увеличена с 3000 до 15000 м;

·  мощность привода буровых установок возросла с 450 до 4000 кВт;

·  мощность буровых насосов возросла с 220 до 950 кВт;

·  давление буровых насосов возросло с 10 до 40 МПа.

Буровые машины и оборудование изготовляются Уралмашзаводом, Волгоградским заводом буровой техники, а также заводами Баку (роторы, вертлюги, талевые механизмы, вышки, буровые основания, циркуляционные системы); грозненским заводом «Красный молот» (буровые насосы, цементировочные агрегаты, колонные головки и др.); Хадыженским заводом (циркуляционные системы); Пермским заводом горношахтного машиностроения (пневмоколесные тяжеловозы Т-60, гусеничные поворотные тяжеловозы ТГП-70); Ижевским механическим заводом (ключи АКБ-ЗМ) и др.

В развитии нефтегазодобывающей промышленности Советского Союза большое значение имело турбинное бурение. Первые конструкции турбобуров были разработаны в 1923—1925 гг. и применялись на нефтяных промыслах Азербайджана и Грозного. В 1934 г. была создана качественно новая конструкция турбобура без редуцирующих устройств и с большим числом ступеней турбины. Дальнейшее совершенствование турбобуров способствовало широкому распространению турбинного бурения в нашей стране. К концу 50-х годов опытное бурение советскими турбобурами было осуществлено на месторождениях во Франции, ФРГ, США, Италии, а несколько позже в Мексике.

В улучшении показателей бурения важную роль играли совершенствование породоразрушающего инструмента, повышение прочности бурильных и обсадных труб, создание оборудования для приготовления и очистки промывочного раствора, противовыбросового оборудования скважин, забойных винтовых двигателей и др.

Отечественные буровые установки приобретаются многими зарубежными странами и успешно конкурируют с буровыми установками известных капиталистических фирм.