Материал: Учебное пособие по курсу Технология бурения разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые. (Первая часть). Ученое пособие. М. изд. Рггру, 2007

4. Выбор бурового оборудования¹Исходными данными при выборе буровой установки (БУ) являются проектная глубина и конструкция скважины.Основная характеристика установок эксплуатационного и глубокого разведочного бурения (ГОСТ 16293-82) приведена в табл. 4.1.Основные параметры современных БУ для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения на нефть и газ глубиной от 1500 до 5000 м по данным заводов-изготовителей приведены в табл. 4.2. Основные параметры БУ для сверхглубокого разведочного и эксплуатационного бурения глубиной от 6500 до 15000 м, выпускаемые ПО "Уралмаш", приведены в табл. 4.3. Современные буровые установки "Уралмаша" приведены в табл. 4.4.Параметр максимальная грузоподъемность характеризует предельно допустимое значение нагрузки на крюке, которое не может быть превышено при выполнении любых технологических операций в процессе всего цикла строительства скважины (вертикальные нагрузки от веса бурильной колонны, находящейся в скважине, обсадных труб, спускаемых в скважину, а также нагрузки, возникающие при ликвидации аварий и осложнений в скважине).Параметр рекомендуемая глубина бурения скважины в каждом конкретном случае может отличаться от указанной в табл. 4.2 и 4.3 в сторону уменьшения или увеличения в зависимости от типа и веса бурильных труб и компоновки бурильной колонны. Однако во всех случаях должно соблюдаться условиеG_б.к.max  (H_рек + 0,1H_рек)300, (4.1)где G_б.к.max - максимальный вес бурильной колонны; H_рек - рекомендуемая глубина бурения; 300-вес 1 м бурильных труб, Н/м.Тип привода выбирается в зависимости от степени обустройства конкретного региона.Пример 4.1. Вычислить глубину бурения БУ5000ЭУ (H_рек = 5000 м) при весе 1 м бурильных труб 270 и 360 Н/м.Запас грузоподъемности (4.2)Р е ш е н и е. По формуле (4.1)G_{б.к max} = (5000 + 500)300 = 1,65 МН.При весе 1 м бурильных труб q = 270 Н/м данной установкой можно бурить до глубиныH_рек = 1,65 · 10⁶/270  6111 м.При весе 1 м бурильных труб q = 360 Н/мH_рек = 1,65 · 10⁶/360 = 4459 м.Буровую установку выбирают по ее максимальной грузоподъемности [G], обусловливающей вес в воздухе наиболее тяжелой колонны бурильных или обсадных труб:

G_бк (или G_ок)  [G].Пример 4.2. Выбрать буровую установку для бурения скважины проектной глубиной Н = 4500 м со следующей конструкцией (табл. 4.5).Для бурения скважины до проектной глубины применяются бурильные трубы диаметром 127 мм, УБТ длиной 150 м диаметром 178 мм (d_в.у. = 80 мм, q_у = 1,56 кН/м) (таб. 4.10, 4.24). Район буровых работ электроэнергией не обеспечен.Р е ш е н и е. Вес кондуктораG_к = l_кq_к = 450 · 825  0,4 МН.Вес промежуточной колонныG_п = l_пq_п = 3500 · 569  2 МН.Вес эксплуатационной колонныG_эк = 4500 · 313 = 1,41 МН.Вес бурильной колонны с УБТG_б.т + G_у = l_бq_б + l_уq_у = 4350 · 287,4 + 150 · 1560 = 1,48 ∙ 10^{- 6} Н = 1,48 МН.Из приведенного расчета следует, что наибольшую нагрузку БУ будет испытывать при спуске 244,5-мм промежуточной колонны.Максимальные нагрузки с учетом расхаживания:от веса бурильной колонныG = 1,48 · 1,25 = 1,85 МН;от веса наиболее тяжелой обсадной колонныG_б.к = 2∙ 1,15 = 2,3 МНДля бурения данной скважины более рационально использовать установку БУ5000ДГУ-1Т (таб. 4.4) с дизель-гидравлическим приводом, поскольку нагрузка (в МН) от наиболее тяжелой обсадной колонны меньше допустимой по технической характеристике установки: 2,3  3,2.

1. 
   По Р.А. Ганджумяну.
   

Таблица 4.1

Основная характеристика установок эксплуатационного и

глубокого разведочного бурения (ГОСТ 16293-82)

Параметры	Класс
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Диапазон глубин бурения, м, Н	600-1250	1000-1600	1250-2000	1600-2500	2000-3200	2500-4000	3200-5000	4000-6500	5000-8000	6500-10000	8000-12500
Допус-каемая нагрузка на крю-ке, МН	0,8	1,0	1,25	1,6	2,0	2,5	3,2	4,0	5,0	6,5	8,0

Таблица 4.2

Основные технические характеристики буровых установок для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения на нефть и газ

Параметры

БУ-50БрД

БУ-80БрД

БУ-80БрЭ

Уралмаш 3000БД

Уралмаш 3000БЭ

БУ-125БрД

БУ-125БрЭ

Уралмаш 4000ДГУ

Уралмаш 4000ЗУ

Уралмаш 3Э-76

Уралмаш 4Э-76

Уралмаш 5000ДГУ

Максимальная грузоподъем-ность,МН Рекомендуе-мая глубина бурения, м Максимальная оснастка тале-вой системы Длина свечи,м Максимальное натяжение хо-довой ветви талевого ка-ната, кН Диаметр та-левого каната, мм Вид привода Тип привода Мощность на барабане ле-бедки, кВт Лебедка

0,7 1500 4 × 5 18 100 25

1,4 2800 4 × 5 24 200 28

1,2 2800 4 × 5 24 172 28 Элект-рический перемен-ного тока

1,7 3000 5 × 6 27 210 28 Дизель-ный

1,7 3000 5 × 6 27 210 28 Элект-рический перемен-ного тока Раздель-ный 661

2,0 4000 5 × 6 24 240 32 Дизель-гидрав-лический

2,0 4000 5 × 6 24 240 32 Элект-рический перемен-ного тока

2,0 4000 5 × 6 27 250 32 Дизель-гидрав-лический

2,0 4000 5 × 6 27 250 32 Элект-рический перемен-ного тока Раздель-ный 809

2,0 4000 5 × 6 27 273 32 Дизель-ный Группо-вой 809

2,0 4000 5 × 6 27 250 32 Элект-рический перемен-ного тока Раздель-ный 809

2,5 5000 6 × 7 27 250 32 Дизель-гидрав-лический Группо-вой 809

Дизель-гидравли-ческий

Групповой

Групповой

400 Одно-бара-банная, двух-ско-ростная

560

560

661

716

716

809

ЛБ-20Бр

У2-2-11

Однобарабанная шестискоростная

ЛБУ-1110

У5-5-5

ЛБУ-1110

Продолжение табл.4.2

Параметры	БУ-50БрД	БУ-80БрД	БУ-80БрЭ	Уралмаш 3000БД	Уралмаш 3000БЭ	БУ-125БрД	БУ-125БрЭ	Уралмаш 4000ДГУ		Уралмаш 4000ЗУ	Уралмаш 3Э-76	Уралмаш 4Э-76	Уралмаш 5000ДГУ
Буровой насос Число насосов Гидравличе-ская мощность,кВт Максимальная подача насоса, л/с Ротор Мощность,пе-редаваемая на ротор, кВт Вертлюг Вышка Полезная высота вышки,м Кронблок Грузоподъем-ность крон-блока,т Талевый блок Грузоподъем-ность талево-го блока, т	БРН-1		У8-6МА2		БРН-1 2 500 51	У8-6МА2
	1 185 34,2	2 280 34,3	2 330 34,2	2 500 51		2 370 34,2	2 370 34,2	2 500 51		2 500 51	2 500 51	2 500 51	2 500 51
	Р-460						Р-560
	220 БУ-75	220 ШВ14-160М	220 -	368	368	294	294	368		368	368	368	368
				УВ-250 ВА-41-170		ШВ14-160М А-образная мачтовая		УВ-250
	А-образная мачтовая							ВА-41-170	ВА-45-200		Не поставляется		ВА-45-200
	31,68 - 90 - 70	39,5 - 185 - 140	39,5 - 185 - 140	41	41	41,2 - 250 - 200	41,2 - 250 - 200	41		45	-	-	45
				УКБА-6-200				УКБА-6-250			УКБА-6-270		УКБА-7-320
				200	200			250		250	270	270	320
				УТБА-5-170				УТБА-5-200			УТБ-5-225		УТБА-6-250
				170	170			200		200	225	225	250

Продолжение табл.4.2

Параметры

БУ-50БрД

БУ-80БрД

БУ-80БрЭ

Уралмаш 3000БД

Уралмаш 3000БЭ

БУ-125БрД

БУ-125БрЭ

Уралмаш 4000ДГУ

Уралмаш 4000ЗУ

Уралмаш 3Э-76

Уралмаш 4Э-76

Уралмаш 5000ДГУ

Дизель-гене-раторные станции: шифр число Мощность станции, кВт Производи-тельность (суммарная) компрессорных станций,м3/мин Максимальное рабочее дав-ление воздуха, МПа Средства меха-низации: расстановка свечей удержание колонны, пневматические клинья свинчивание и развинчивание свечей

ДЭА-100

- - 10,5 0,8 -

ТН3-ДЭ-104СЗ

ДЭА-100

АСДА-200 2 200×2 10 0,8

ТН3-ДЭ-104СЗ

АСДА-200 2 200×2 10 0,8

1 100 5-7 0,8 - Пневма-тические клинья, встроен-ные в ротор ПБК

2 100×2 9-10 0,8 -

2 100×2 10 0,8

1 100 10 0,8

2 100×2 7-10,5 0,8

1 100 7-10,5 0,8

1 100 10 0,8

2 100×2 10 0,8 -

1 100 10 0,8 -

АСП-3М1 ПКР-560 АКБ-3М

Передвижной подсвечник МПС ПКР-Ш8 АКБ-3М

АСП-3М2 ПКР-560 -

АСП-3М1

ПКР-Ш8 АКБ-3М

ПКР-560 АКБ-3М2

Продолжение табл.4.2

Параметры

БУ-50БрД

БУ-80БрД

БУ-80БрЭ

Уралмаш 3000БД

Уралмаш 3000БЭ

БУ-125БрД

БУ-125БрЭ

Уралмаш 4000ДГУ

Уралмаш 4000ЗУ

Уралмаш 3Э-76

Уралмаш 4Э-76

Уралмаш 5000ДГУ

регулятор подачи долота

РПДЭ-5

РПДЭ-3

РПДЭ-3

РПДЭ-3

РПДЭ-3

-

-

РПДЭ-3

раскрепление замков

Пневмораскрепитель (ПРС)

Метод монтажа

Агрегатный, мелкоблочный, крупноблочный

Крупноблочный, поагрегатный

Агрегатный, мелкоблочный, крупноблочный

Крупноблочный, мелкоблочный поагрегатный

Поагрегатный

Крупноблочный, мелкоблочный поагрегатный