ДонНТУ   Портал магистров

Кожевников Денис Владимирович

Горно-геологический факультет

Кафедра технологии и техники бурения скважин

Специальность «Бурение скважин»

Разработка метода определения устойчивого положения бурового снаряда на морском дне для инженерного обоснования параметров стабилизирующей опоры установки УМБ-2М

Научный руководитель: д. т. н., проф. Калиниченко Олег Иванович

Резюме Биография Реферат Библиотека Ссылки Отчет о поиске Индивидуальный раздел

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

• 1. Обоснование темы и названия, актуальность работы
• 2. Объект и предмет исследований
• 3. Цель и задачи исследования
• 4. Аналитический обзор
• 4.1. Стабилизирующая опора установки УМБ 130
• 4.2. Стабилизирующая опора установки УМБ 130/25
• 5. Стабилизирующая опора установки УМБ-2М
• Выводы
• Список источников

1. Обоснование темы и названия, актуальность работы

Освоение минеральных ресурсов морских месторождений неразрывно связано с необходимостью бурения большого количества структурно-картировочных и поисково-разведочных скважин на твердые полезные ископаемые и инженерно-геологических скважин для проектирования и строительства различного рода сооружений на море. Как правило, такие скважины проводятся в процессе изучения верхнего слоя донных осадков на глубину от 3-4 м до 50 м и сосредоточены на небольших площадях акваторий [1].

Технической основой проходки скважин глубиной 15 м и более являются буровые агрегаты специализированных судов, реализующие вращательный способ бурения с использованием одинарных, двойных и тройных колонковых труб для достижения нормативной сохранности и выхода керна (не менее 80 %). В ряде случаев выбор способа получения образцов породы ограничен вдавливаемыми или забивными пробоотборниками.

Этапом дальнейшего развития легких технических средств бурения скважин на шельфе явилась установка УМБ-2М, созданная в рамках расширения парка бурового оборудования ГГП Причерноморгеология. Одновременно выдвигалось ряд инженерных вопросов, связанных с повышением надежности и уровня мобильности стабилизирующей опоры в условиях предельных размеров рабочих площадок палубы и параметров судового грузоподъемного оборудования, прежде всего, по высоте подъема над фальшбортом и вылету грузовой стрелы за пределы контура судна.

2. Объект и предмет исследований

Объект исследований – технические средства и технологические схемы многорейсового бурения инженерно-геологических скважин на морских акваториях.

Предмет исследований – стабилизирующие опоры и методы их оптимизации для условий многорейсового бурения скважин на шельфе.

3. Цель и задачи исследования

Целью работы является достижение нового уровня эффективности установки УМБ–2М за счет повышения устойчивости стабилизирующей опоры, а также ее доработки, что повысит эргономические показатели [2].

Совершенствование стабилизирующей опоры предусматривает решение задач:

1. Анализ принципиальных схем стабилизирующих опор в составе установок типа УМБ.
2. Обоснование параметров и разработка конструкции стабилизирующей опоры с повышением ее устойчивости.
3. Повышение надежности вхождения снаряда в поворотную воронку за счет увеличение длины и угла раструба поворотной воронки; а также упростить конструкцию защелки при выполнении фиксации и расфиксации.

4. Аналитический обзор

4.1. Стабилизирующая опора установки УМБ 130

Данный тип стабилизирующей опоры имеет довольно простую конструкцию, представленную на рис. 4.1. Состоит из направляющих стоек, подвижной каретки, поворотной воронки, ограничителей и донного основания. Эта стабилизирующая опора имеет ряд недостатков, в первую очередь, это неправильно выполненное донное основание, также наличие острых углов очень плохо влияет на эксплуатацию данной опоры [3]. Дизайн этой опоры тоже не совсем доработан, что с технологической точки зрения не играет ни какой роли, а с экономической играет. Также можно отнести к недостаткам то, что донное основание данной опоры не разбирается. Но есть очень важное преимущество данной опоры, она недорога в изготовлении, а конструкция ее довольно проста.

4.2. Стабилизирующая опора установки УМБ 130/25

Кроме улучшенного дизайна и повышенной надежности стабилизации ГБС на дне, в опоре, рис. 4.2, предусмотрена возможность разборки ее на отдельные негабаритные узлы. Заложенное свойство изделия существенно улучшило условия эксплуатации, хранения и транспортирования установки. Эта стабилизирующая опра была разработана для улучшения и повышения эксплуатационных показателей. Комплект опоры включает два самостоятельных разборных модуля в виде направляющего узла и донного основания. Конструктивными элементами направляющего узла являются подвижная каретка с поворотной воронкой и направляющие стойки [4]. В качестве направляющих стоек используются отрезки бурильных труб диметром 50 мм с опорными стаканами (отрезки колонковых труб диаметром 57 мм), приваренными на нижних концах стоек. Длина стоек выбирается из условия соответствия длины бурового снаряда и рабочей высоты подъема штатной грузовой стрелы над фальшбортом судна. Одним из главных недостатков этой опоры является наличие резьбовых соединений, которые в процессе эксплуатации быстро износяться и требуют постоянного ремонта. Также недостатком такой стабилизирующей опоры есть то, что изготовление ее относительно дорогое, а также нельзя не учесть тот факт, что опора выполнена из нержавеющей стали, что говорит о ее относительной мягкости, но в то же время, нержавеющая сталь не коррозирует. Достоинством является ее дизайн, а также то, что она успешно себя зарекомендовала в использовании.

5. Стабилизирующая опора установки УМБ-2М

Данная стабилизирующая опора применяется с установкой УМБ-2М, рис. 5.1.

Комплект опоры включает два самостоятельных разборных модуля в виде направляющего узла и донного основания. Конструктивными элементами направляющего узла являются подвижная каретка 3 с поворотной воронкой 4 и направляющие стойки 2, рис. 5.2. Каретка, рис. 5.3 выполнена в виде сварного корпуса 1, из листовой стали толщиной 12-16 мм, снабженного установочными патрубками 2 (отрезки труб КССК-70). К патрубкам приварены цилиндры, в которых размещаются подпружиненные фиксаторы 3, служащие для закрепления поворотной воронки 5. В комплекте каретки предусмотрены две сменные направляющие воронки для работы с буровыми снарядом, соответственно, диаметром 127 мм и 108 мм. При сборке направляющего узла на направляющих стойках 2 размещаются монтажные втулки 5 и собранная подвижная каретка 3. На верхней части стоек закрепляются съемные ограничители 1. В качестве направляющих стоек используются отрезки бурильных труб диметром 50 мм с опорными стаканами 6 (отрезки колонковых труб диаметром 57 мм), приваренными на нижних концах стоек. Длина стоек выбирается из условия соответствия длины бурового снаряда и рабочей высоты подъема штатной грузовой стрелы над фальшбортом судна.

Донное основание включает жесткую компактную донную коробку 1, комплект безрезьбовых крепежных элементов 2, замыкающий хомут 3 и шесть опорных лап 4 и 13, рис. 5.4. В корпусе коробки 1 симметрично размещены установочные патрубки 5 с резьбой под монтажные втулки направляющего узла. Торцевые стороны коробки имеют штатные проемы для фиксированного закрепления в них опорных лап [5]. В центральной части коробки выполнен проем 6, в котором на оси 10 устанавливается откидной хомут 5. В закрытом положении хомут фиксируется замком, выполненным в виде пальцев 7, опирающихся на пружину 8, и, при открытии хомута, утапливающихся в радиальном направлении рычагами 9. Опорные лапы донного основания представляют собой сварные рамы из отрезков бурильных труб диаметром 50 мм. В передней части лап на удлиненных патрубках установлены резиновые демпферы 11. На противоположном конце рам выполнены патрубки 12, являющиеся монтажным элементом для крепления лап в донной коробке. В комплекте опоры предусмотрены две боковые 4 (укороченные) и четыре фронтальные (удлиненные) лапы 13.

Принципиальной особенностью конструкции стабилизирующей опоры является ее универсальность с возможностью применения как для однорейсового, так и для многорейсового бурения скважин, при этом для работы с ГБС 108-2М в подвижной каретке заменяется воронка, входящая в комплект установки. Имеется также возможность применять буровые снаряды различной длины с соответствующим размещением ограничителей на колонковом наборе.

В транспортном положении оба модуля опоры разбираются на несколько компактных узлов. Все перечисленное оборудование (за исключением направляющих стоек), а также традиционное вспомогательное оборудование (грузовой переходник, шланговые соединения, регулировочный вентиль и ЗИП) размещаются в штатном ящике. В целом, предложенными инженерными решениями, использованными при совершенствовании стабилизирующих опор, в значительной степени выполнена поставленная задача повышения ее мобильности при одновременном снижении трудоемкости и повышении комфортности работы с установкой в условиях ограниченных размеров рабочих площадок палубы. К преимуществам такой опоры можно отнести то, что она является недорогой в изготовлении, также не имеет резьбовых соединений, что исключает их износ при ударных нагрузках. Довольно мобильная стабилизирующая опора, обеспечивающая легкость при сборке, разборке, а также эксплуатации. Нельзя пропустить и то, что опора довольно легкая, что с одной стороны хорошо, а с другой плохо влияет на ее устойчивость.

Выводы

Данная стабилизирующая опора индивидуальна, так как внешне совсем не похожа на предыдущие. Ее особенностью является то, что она легка в изготовлении и довольно недорогая, что является очень важным показателем. Также стабилизирующая опора такого типа очень компактна, но при ее эксплуатации есть некоторые минусы, наличие острых углов может привести к производственной травме. Конструкция этой опоры также требует доработки, потому что нижнее основание не совсем правильно размещено. Инженерной задачей является улучшение одной из стабилизирующих опор. Необходимо внести свои поправки в конструкцию, так как все приведенные стабилизирующие опоры имеют свои минусы, для того, чтоб их устранить необходимо досконально изучить конструкцию и назначение стабилизирующей опоры.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2015 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

1. Калиниченко О. И., Зыбинский П. В., Каракозов А. А. Гидроударные буровые снаряды и установки для бурения скважин на шельфе. - Донецк: Вебер (Донецкое отделение), 2007. - 276 с.
2. Калиниченко О. И., Зыбинский П. В., Каракозов А. А. Разработка погружных гидроударных снарядов для бурения подводных разведочных скважин со специализированных плавсредств. //Сб. научн. трудов. - Вып. 8. - Киев: ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины, 2005. - с. 92-95
3. Калиниченко О. И., Хохуля А. В., Зыбинский П. В., Каракозов А. А. Установки для бесколонного бурения скважин на морских акваториях. – Донецк: Донбасс, 2013. - 163 с.
4. Тарг С. М. Краткий курс теоретической механики. – М.: Высшая школа, 1986. - 410 с.
5. Асеев А. Г., Распопов В. М., Хворостовский С. С. Бурение разведочных скважин на шельфе. - М.: Недра, 1988. – 197 с.