Экскурс – в прошлое

Бурить скважины люди начали относительно недавно. Только в 19 веке. Метод, который похож на современный, изобрели в Нью-Йорке. Открытие принадлежит талантливому юристу, кстати, далекому от нефтедобычи, Георгу Бисселу. Он владел небольшим участком промысла, на котором были обнаружены углеводородные залежи.

Зачем они нужны, Биссел не знал, но решился провести исследования и понял, сырье – суперценное, это золотая жила, за которой стоит будущее. Но как извлечь запасы из толщи земли?

https://www.youtube.com/watch?v=ytpolicyandsafety

Наш герой нанял специалисты из Пенсильвании Эдвина Дрека и поручил ему достать «клад» из-под земли. На это ушло два года. Десятки изысканий, просчетов и анализов. Первую скважину пробурили в 1859 году. Тогда же Дрейк понял, – чтобы порода не осыпалась, необходимо использовать эксплуатационную колону и буровой раствор, эти принципы используют до сих пор.

Первая скважина достигала всего двадцатиметровой глубины, по сравнению с теперешними артериями, это – всего ничего. Современные скважины строят на глубину в 3 и даже 5 тысяч метров.

У первой буровой вышки было мало общего с теми, которые используют на промысле сейчас. Первые установки часто ломались, создавали аварийные ситуации, при которых гибли люди, земля обваливалась, а о добыче нефти не могло идти и речи.

Современная буровая – она какая?

Сейчас буровые вышки отличаются безаварийностью, благодаря своему устройству. Это сложная и мощная махина, каждая часть которой играет важную роль в строительстве скважин. Если убрать даже самую маленькую деталь, установка остановиться и работать не будет.

Сама махина состоит из нескольких элементов, а именно:

  1. буровой вышки;
  2. основания установки;
  3. оборудования для спуска и подъема рабочего инструмента, то есть долота;
  4. мощнейшего двигателя;
  5. насоса;
  6. оборудования, которое защищает установку от выбросов и поломок.

Если углубиться в детали, то сама вышка – это железная конструкция, которая возвышается над землей на 20 метров и более. Естественно, без этого каркаса работать невозможно, на нем и держатся все инструменты, необходимые для строительства артерий.

Основание – это то, на чем конструкция стоит и благодаря чему держится. К основанию крепят оборудование, например, лебедку или колонну.

Самое интересное, конечно, внутри, то из чего состоит сама установка. Это оборудование. Сюда причисляют талевую систему, которая состоит из канатов. Особенность ее в том, что именно на ней держится долото. Это самый главный инструмент у бурильщиков. Собственно, он и создает отверстие в земле, в которое потом спускают эксплуатационную колону и трубы, по которым бежит нефть.

Немаловажная часть буровой – ее двигатель. Он бывает электрическим и дизельным. Первые применяют там, где есть линии электропередач, вторые – в труднодоступных местах. Но сути это не меняет, двигатель – это сердце вышки, без него не будет процесса бурения в целом и частности.

За двигателем следит специально обученный человек, в случае его поломки, останавливается весь процесс. Это может затянуться, так как, новый двигатель громадный, транспортировка иногда занимает неделю.

Естественно, процесс застопориться без насоса. Он подает в скважину буровой раствор. Это смесь химических реагентов, которую готовят на промысле 24 часа в сутки. Она необходима для того, чтобы стенки артерии не осыпались, земля не сдвинулась и не забила артерию. Специально для приготовления раствора рядом с буровой установкой разворачивают настоящую лабораторию, в которой трудятся до 5 человек одновременно.

Оборудование, которое защищает установку от выбросов, еще называют павенторным. Это система клапанов, которые впускают, но не выпускают раствор обратно. Если система вдруг выйдет из строя, случится фонтанирование скважины, такого допустить нельзя.

Предлагаем ознакомиться  Какие камни мне подходят

ПРИЛОЖЕНИЕ (обязательное). АНКЕТА работы талевого каната

ПРИЛОЖЕНИЕОбязательное

АНКЕТАработы талевого каната N ____

1. Предприятие-потребитель (объединение, УБР, УРБ, НГРЭ и т.п.)

.

2. Буровая N

. 3. Дата навески каната

.

4. Глубина скважины при навеске, м

. 5. Дата снятия каната

.

6. Глубина скважины при снятии, м

. 7. Причина снятия каната (износ, окончание

бурения и т.п.)

. 8. Тип буровой установки

.

9. Общее число рейсов за время работы каната

. 10. Длина свечи, м

.

11. Конструкция бурильной колонны на время работы каната (диаметр труб, мм, – ; толщина стенки, мм, – ; длина ступени, м, – ).

Интервал бурения, м

Число рейсов
в интервале

Параметры ступени

УБТ

Бурильные трубы

от

до

Номер ступени, считая от забоя

1

2

3

1

2

3

4

12. Наработка каната на данной буровой, ткм

.

13. Общая наработка каната, ткм

. 14. Количество и длина перепусков, м

.

Анкету составил

. Дата

Электронный текст документа подготовлен АО “Кодекс” и сверен по:официальное издание

М.: ИПК Издательство стандартов, 2003

Без канатов талевых систем невозможно представить бурение. Хотя бы потому, что сама конструкция держит оборудование, участвует непосредственно в его спуске и подъеме. Детально, сама система состоит из:

  1. Кронблока – это подвижная часть системы, благодаря которой оборудование может быть опущено вглубь и поднято на поверхность. Обычно это рама, к которой прикреплена ось. Не заметить ее сложно, она весит несколько сотен килограммов и приводит в движение всю систему.
  2. Блоков талевой конструкции. Они крепятся непосредственно к подвижной части системы и отвечают за непосредственную жизнеспособность всей конструкции.
  3. Стальных канатов, которые крепятся к блокам и оборудованию. Это достаточно гибкая часть системы, вместе с тем, прочная и незаменимая.

Талевый канат, как уже говорилось выше, стальной. Обладает максимальной прочностью и устойчивостью. Выдерживает многотонные инструменты, не позволяя им сорваться и упасть на глубину в несколько километров.

Различают несколько типов канатов. Они бывают:

  • прямой свивки;
  • крестовой свивки.

При прямой свивке – канаты прилегают друг к другу не плотно, что создает определенный риск, такая конструкция не слишком устойчива, может быстро прийти в негодность.

В современных буровых установках канаты талевые буровые крепят друг с другом крестовым способом. Это сложный процесс, когда проволоки в одном канате закручены по часовой стрелке, при этом сами канаты переплетаются против часовой стрелки. Система получается настолько крепкой, что может выдержать вес панельного дома. Это по расчетам, на практике, конечно, никто не проверял.

Кроме того, канаты разделяют по:

  • одинарной свивке;
  • двойной свивке;
  • тройной свивке.

Тут все предельно ясно, чем больше слоев, тем выше грузоподъемность самих канатов. Тем дольше они могут находиться в эксплуатации.

Сами канаты, несмотря на грозный вид, состав и толщину, часто выходят из строя, рвутся и протираются, поэтому им в процессе работы уделяют большое внимание. Так, проводят визуальные осмотры, которые могут длиться до полутора часов. Ведь, если канат оборвется, жертв не избежать, такие случаи в истории мирового бурения встречались.

Техническое состояние канатов, или когда нужна замена?

Канаты, которые используют в буровых установках, отвечают международным требованиям и стандартам. Последних, – огромное множество. Только в нашей стране разработан ГОСТ, касательно стальных канатов в талевых системах вышек. Сегодня канаты изготавливают диаметров от 11 до 30 миллиметров.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

Если в связке нарушен хотя бы один канат, всю систему срочно отключают и меняют. Причем, поправлять свивку руками запрещено, вплоть до увольнений. Если в переплетение попадет рука человека, это закончится весьма плачевно.

Техническое состояние канатов контролируют визуально. Если, по-простому, то систему осматривает человек, и это не беглая проверка, а детальный анализ, иногда он растягивается на час и даже полтора. В это время вся установка стоит, эксплуатировать ее во время ревизии канатов запрещается.

Но человеческий фактор никто не отменял, поэтому при визуальном осмотре часто допускают ошибки, иногда повреждение каната просто не видно, потому что находится внутри и вычислить его невозможно. Что же делать?

Предлагаем ознакомиться  Глаз тигра камень

2.1. Пряди канатов должны изготовляться из проволоки без покрытия марки В или 1 по ГОСТ 7372 в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

2.2. Сердечники канатов должны изготовляться:металлические – из проволоки без покрытия марки В или 1 по ГОСТ 7372;органические – из сизали по нормативно-технической документации, из пенькового волокна по ГОСТ 5269, из полипропиленовой пленочной нити по нормативно-технической документации.Допускается добавлять к витому органическому сердечнику отдельные каболки в количестве, не превышающем числа каболок, линейная плотность которых равна разности линейной плотности смежных диаметров сердечников.

2.2.1. Сердечники из пенькового волокна, сизали должны быть пропитаны смазкой по ГОСТ 15037 или другой смазкой по нормативно-технической документации.

2.2.2. Свивка металлического сердечника в канате должна быть односторонней.Пряди и сердечник свиваются в одном направлении: левом – для канатов правой свивки и правом – для канатов левой свивки.

2.2.3. Отдельные отрезки органических сердечников сращивают, при этом диаметр канатов не должен выходить за предельные отклонения по диаметру.

2.3. Проволоки в слоях не должны западать, выступать, перекрещиваться, а также не быть заломленными и расплющенными; концы проволок соединяют посредством стыковой электросварки с отпуском.В месте сварки утолщение диаметра проволоки не должно превышать предельного отклонения по диаметру.В канатах марки 1 на одном метре каната допускается не более двух соединений проволок в разных поперечных сечениях, в канатах марки В – не более одного соединения на 10 м.

2.4. Допускаемый разбег временного сопротивления разрыву проволок каждого диаметра, взятых из готового каната, за исключением центральной проволоки пряди, не должен превышать значений, приведенных в табл.3.

Таблица 3

Н/мм (кгс/мм)

Маркировочная группа каната по временному сопротивлению разрыву

Допускаемый разбег временного сопротивления разрыву проволок каждого диаметра, взятых из готового каната марок

В

1

1570 (160)

250 (26)

310 (32)

1670 (170)

330 (34)

1770 (180)

360 (37)

2.5. Число перегибов и скручиваний проволок, взятых из готового каната, должно соответствовать ГОСТ 7372.Допускается уменьшение числа перегибов и скручиваний проволок на единицу по отношению к требованиям, указанным в ГОСТ 7372.

2.6. Предельные отклонения диаметра каната должны быть:для канатов повышенной точности:% с металлическим сердечником;% с органическим сердечником;для канатов нормальной точности изготовления:% с металлическим сердечником,% с органическим сердечником.

2.7. Суммарное разрывное усилие всех проволок в канате и разрывное усилие каната в целом должно быть не менее приведенных в табл.1 и 2.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcopyright

2.8. Длина канатов различных диаметров должна соответствовать приведенной в табл.4.

Таблица 4

Диаметр каната, мм

Номинальная длина каната, м, не менее

нормального

укороченного

25,0

1000

450

28,0

1200

570

32,0

1500

850

35,0

1500

850

38,0

1500

850

Канаты укороченной длины, используемые для эксплуатационных потребностей потребителя, не должны превышать 2% массы партии.Допускаемое отклонение по длине не должно быть более ±1%.Концы канатов должны иметь не менее двух перевязок длиной не менее 40 мм на расстоянии не более 50 мм друг от друга.

2.9. Канат должен быть нераскручивающимся и рихтованным.

2.10. Канат должен иметь по всей длине равномерный шаг свивки всех элементов. Длина шага свивки проволок в прядях каната и сердечника не должна превышать 8,5-кратного диаметра прядей, а длина шага свивки прядей в канате и его металлическом сердечнике 6,5-кратного диаметра каждого.

2.11. Канат покрывают смазкой по всему сечению.В качестве смазок должны применяться: Торсиол-35, БОЗ-1 и другие канатные смазки по нормативно-технической документации.

2.12. Канат должен быть намотан одним отрезком на деревянные барабаны по ГОСТ 11127, металлические барабаны по технической документации или на возвратные барабаны с использованием их в установленном порядке.По требованию потребителя барабаны с канатами обшиваются досками. Под обшивку укладывается слой бумаги по ГОСТ 8828 или ГОСТ 9569.

Предлагаем ознакомиться  Камень небесно голубого цвета

2.12.1. Упаковка канатов, отгружаемых в районы Крайнего Севера и приравненные к ним местности, а также канатов, транспортируемых морским транспортом, – по группе 13.4 ГОСТ 15846. При транспортировании воздушным транспортом барабаны должны быть упакованы в дощатые обрешетки.

2.12.2. Диаметр шейки барабанов должен быть не менее 15-кратного диаметра каната. Щеки барабана должны выступать над наружным слоем намотанного каната не менее чем на 50 мм.

2.12.3. Концы каната должны быть прочно закреплены к барабану: канат должен быть уложен плотными, неперепутанными рядами для обеспечения свободного сматывания его с барабана.

2.13. Транспортная маркировка – по ГОСТ 14192.

2.14. Маркировка канатов – по ГОСТ 3241.

2.15. Остальные технические требования – по ГОСТ 3241.

Дефектоскопия, ты – свет!

Чтобы было проще следить за техническим состоянием стальных канатов, изобрели специальные приборы – дефектоскопы. Принцип их действия заключается в том, что канаты как бы просвечивают, таким образом, наблюдая за степенью их изношенности.

Но канаты не светом просвечивают, а магнитами. Создается поле, которое усиливается, если система не повреждена и ослабляется, если есть проблемы.

Сам прибор оборудован кнопками, зеленой и красной. Если с канатами все в порядке, загорается первая, есть проблемы – вторая. Дефектоскоп способен обнаружить внутренние разрывы и сообщить об их наличии немедленно, тогда как снаружи о такой беде станет известно еще не скоро.

Сегодня дефектоскопии подвергают все талевые системы в буровых установках. Это позволило резко сократить аварийность на производстве, и вывести строительство скважин на новый уровень. Сами канаты рекомендуют проверять ежедневно, минимум раз в три – пять дней. О того, насколько быстро выявят проблему и устранят, будет зависеть и процесс запуска артерии, и последующей добычи нефти.

https://www.youtube.com/watch?v=ytabout

Теперь обнаружить обрыв канатов талевых систем можно значительно быстрее, чем раньше. Сама проверка занимает около 10 минут. Причем данные можно сбрасывать в компьютер, создавая даже графики для мониторинга и дальнейшего изучения.

В компаниях, которые занимаются добычей углеводородного сырья, действуют отделы, которые занимаются исключительно дефектоскопией стальных канатов. Существуют десятки специализированных организаций, которые занимаются исключительно проверкой канатов и ничем более. Подобные предприятия в последнее время успешно развиваются, их становится все больше.

Это сложный процесс, в нем задействуют силы подрядных организаций. Причем, напомню, трогать канаты руками запрещено. Используют особые инструменты, которые позволяют залатать повреждение на месте, не снимая канат с установки, не нарушая целостность всей системы.

Канаты, благодаря своевременной дефектоскопии, стали служить дольше. А процесс проверки систем запущен на всех, даже самых отдаленных промыслах. Кстати, приборы используют в промышленных масштабах, они удивительно работоспособны и редко выходят из строя.

Подводя итоги

Времена меняются, в процессе строительства скважин, внедряют новые технологии. Так, на некоторых месторождениях строят горизонтальные скважины сразу с несколькими окончаниями. Они могут добывать в десятки раз больше углеводородов, при этом не занимают много места на поверхности.

Чтобы построить такую и любую другую артерию, естественно, нужна буровая установка, важной частью которой является талевая система из стальных канатов.

Она держит инструмент, управляет его спуском и подъемом. Если связка канатов оборвется, оборудование сорвется, то о создании скважины можно забыть. Вытащить железо обратно практически невозможно, в частности, из-за его огромного веса и габаритов.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreators

Чтобы такого не допустить, за техническим состоянием канатов талевых систем следят особенно тщательно. На промысле проводят визуальную и автоматизированную отбраковку талевого каната. Без такого контроля бурение не может проводиться, поэтому за проведением дефектоскопии и простых осмотров тщательно следят наблюдающие и контролирующие органы.