ДонНТУ   Портал магістрів

Кожевніков Денис Володимирович

Гірничо-геологічний факультет

Кафедра технологія та техніка буріння свердловин

Спеціальність Буріння свердловин

Розробка методу визначення стійкого положення бурового снаряду на морському дні для інженерного обґрунтування параметрів стабілізуючої опори установки УМБ-2М

Науковий керівник: д. т. н., проф. Калініченко Олег Іванович

Резюме Біографія Реферат

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

• 1. Обгрунтування теми і назви, актуальність роботи
• 2. Об’єкт і предмет досліджень
• 3. Мета і завдання дослідження
• 4. Аналітичний огляд
• 4.1. Стабілізуюча опора установки УМБ 130
• 4.2. Стабілізуюча опора установки УМБ 130/25
• 5. Стабілізуюча опора установки УМБ-2М
• Висновки
• Перелік джерел

1. Обгрунтування теми і назви, актуальність роботи

Освоєння мінеральних ресурсів морських родовищ нерозривно пов’язане з необхідністю буріння великої кількості структурно-картіровочних та пошуково-розвідувальних свердловин на тверді корисні копалини та інженерно-геологічних свердловин для проектування і будівництва різного роду споруд на морі. Як правило, такі свердловини проводяться в процесі вивчення верхнього шару донних опадів на глибину від 3-4 м до 50 м і зосереджені на невеликих площах акваторій [1].

Технічною основою проходки свердловин глибиною 15 м і більше є бурові агрегати спеціалізованих судів, які реалізують обертальний спосіб буріння з використанням одинарних, подвійних і потрійних колонкових труб для досягнення нормативної збереження і виходу керна (не менше 80 %). У ряді випадків вибір способу отримання зразків породи обмежений вдавлюють або забивними пробовідбірниками.

Етапом подальшого розвитку легких технічних засобів буріння свердловин на шельфі з’явилася установка УМБ-2М, створена в рамках розширення парку бурового обладнання ДГП Причорноморгеологія. Одночасно висувалося ряд інженерних питань, пов’язаних з підвищенням надійності та рівня мобільності стабілізуючою опори в умовах граничних розмірів робочих майданчиків палуби і параметрів суднового вантажопідйомного обладнання, перш за все, по висоті підйому над фальшбортом і вильоту вантажний стріли за межі контуру судна.

2. Об’єкт і предмет досліджень

Об’єкт досліджень – технічні засоби і технологічні схеми многорейсовой буріння інженерно-геологічних свердловин на морських акваторіях.

Предмет досліджень – стабілізуючі опори і методи їх оптимізації для умов многорейсовой буріння свердловин на шельфі.

3. Мета і завдання дослідження

Метою роботи є досягнення нового рівня ефективності установки УМБ-2М за рахунок підвищення стійкості стабілізуючою опори, а також її доопрацювання, що підвищить ергономічні показники [2].

Удосконалення стабілізуючою опори передбачає вирішення завдань:

1. Аналіз принципових схем стабілізуючих опор у складі установок типу УМБ.
2. Обгрунтування параметрів і розробка конструкції стабілізуючою опори з підвищенням її стійкості.
3. Підвищення надійності входження снаряда в поворотну воронку за рахунок збільшення довжини і кута розтруба поворотною воронки; а також спростити конструкцію засувки при виконанні фіксації і расфіксаціі.

4. Аналітичний огляд

4.1. Стабілізуюча опора установки УМБ 130

Даний тип стабілізуючою опори має досить просту конструкцію, представлену на рис. 4.1. Складається з направляючих стійок, рухомої каретки, поворотною воронки, обмежувачів і донного підстави. Ця стабілізуюча опора має ряд недоліків, в першу чергу, це неправильно виконане донне підстава, також наявність гострих кутів дуже погано впливає на експлуатацію даної опори [3]. Дизайн цієї опори теж не зовсім дороблений, що з технологічної точки зору не грає жодної ролі, а з економічної грає. Також можна віднести до недоліків те, що донне підставу даної опори не розбирається. Але є дуже важлива перевага даної опори, вона недорога у виготовленні, а конструкція її досить проста.

4.2. Стабілізуюча опора установки УМБ 130/25

Крім поліпшеного дизайну і підвищеної надійності стабілізації ГБС на дні, в опорі, рис. 4.2, передбачена можливість розбирання її на окремі негабаритні вузли. Закладене властивість виробу істотно поліпшило умови експлуатації, зберігання і транспортування установки. Ця стабілізуюча опра була розроблена для поліпшення і підвищення експлуатаційних показників. Комплект опори включає два самостійних розбірних модуля у вигляді направляючого вузла і донного підстави. Конструктивними елементами направляючого вузла є рухома каретка з поворотною лійкою та направляючі стійки [4]. В якості направляючих стійок використовуються відрізки бурильних труб діаметром 50 мм з опорними склянками (відрізки колонкових труб діаметром 57 мм), привареними на нижніх кінцях стійок. Довжина стійок вибирається з умови відповідності довжини бурового снаряда і робочої висоти підйому штатної вантажний стріли над фальшбортом судна. Одним з головних недоліків цієї опори є наявність різьбових з’єднань, які в процесі експлуатації швидко виносячи і вимагають постійного ремонту. Також недоліком такої стабілізуючою опори є те, що виготовлення її відносно дороге, а також не можна не врахувати той факт, що опора виконана з нержавіючої сталі, що говорить про її відносної м’якості, але в той же час, нержавіюча сталь не корозійні. Перевагою є її дизайн, а також те, що вона успішно себе зарекомендувала у використанні.

5. Стабілізуюча опора установки УМБ-2М

Дана стабілізуюча опора застосовується з установкою УМБ-2М, рис. 5.1.

Комплект опори включає два самостійних розбірних модуля у вигляді направляючого вузла і донного підстави. Конструктивними елементами направляючого вузла є рухома каретка 3 з поворотною лійкою 4 і напрямні стійки 2, рис. 5.2. Каретка, рис. 5.3 виконана у вигляді зварного корпусу 1, з листової сталі товщиною 12-16 мм, забезпеченого установочними патрубками 2 (відрізки труб КССК-70). До патрубкам приварені циліндри, в яких розміщуються підпружинені фіксатори 3, служать для закріплення поворотної воронки 5. У комплекті каретки передбачені дві змінні направляючі воронки для роботи з буровими снарядом, відповідно, діаметром 127 мм і 108 мм. При складанні направляючого вузла на напрямних стійках 2 розміщуються монтажні втулки 5 і зібрана рухома каретка 3. На верхній частині стійок закріплюються знімні обмежувачі 1. В якості направляючих стійок використовуються відрізки бурильних труб діаметром 50 мм з опорними склянками 6 (відрізки колонкових труб діаметром 57 мм), привареними на нижніх кінцях стійок. Довжина стійок вибирається з умови відповідності довжини бурового снаряда і робочої висоти підйому штатної вантажний стріли над фальшбортом судна.

Доннa підставa включає жорстку компактну донну коробку 1, комплект безрізьбовим кріпильних елементів 2, замикає хомут 3 і шість опорних лап 4 і 13, рис. 5.4. У корпусі коробки 1 симетрично розміщені установочні патрубки 5 з різьбленням під монтажні втулки направляючого вузла. Торцеві сторони коробки мають штатні прорізи для фіксованого закріплення в них опорних лап [5]. У центральній частині коробки виконаний отвір 6, в якому на осі 10 встановлюється відкидний хомут 5. У закритому положенні хомут фіксується замком, виконаним у вигляді пальців 7, що спираються на пружину 8, і, при відкритті хомута, топиться в радіальному напрямку важелями 9. Опорні лапи донної підстави являють собою зварні рами з відрізків бурильних труб діаметром 50 мм. У передній частині лап на подовжених патрубках встановлені гумові демпфери 11. На протилежному кінці рам виконані патрубки 12, що є монтажним елементом для кріплення лап в донної коробці. У комплекті опори передбачені дві бічні 4 (укорочені) і чотири фронтальні (подовжені) лапи 13.

Принциповою особливістю конструкції стабілізуючою опори є її універсальність з можливістю застосування як для однорейсового, так і для многорейсовой буріння свердловин, при цьому для роботи з ГБС 108-2М в рухомий каретці замінюється воронка, що входить в комплект установки. Є також можливість застосовувати бурові снаряди різної довжини з відповідним розміщенням обмежувачів на колонковому наборі.

У транспортному положенні обидва модулі опори розбираються на декілька компактних вузлів. Все перераховане обладнання (за винятком напрямних стійок), а також традиційне допоміжне обладнання (вантажний перехідник, шлангові з’єднання, регулювальний вентиль і ЗІП) розміщуються в штатному ящику. В цілому, запропонованими інженерними рішеннями, використаними при вдосконаленні стабілізуючих опор, в значній мірі виконано поставлене завдання підвищення її мобільності при одночасному зниженні трудомісткості і підвищенні комфортності роботи з установкою в умовах обмежених розмірів робочих майданчиків палуби. До переваг такої опори можна віднести те, що вона є недорогою у виготовленні, також не має різьбових з’єднань, що виключає їх знос при ударних навантаженнях. Досить мобільна стабілізуюча опора, що забезпечує легкість при складанні, розбиранні, а також експлуатації. Не можна пропустити і те, що опора досить легка, що з одного боку добре, а з іншого погано впливає на її стійкість.

Висновки

Дана стабілізуюча опора індивідуальна, так як зовні зовсім не схожа на попередні. Її особливістю є те, що вона легка у виготовленні і досить недорога, що є дуже важливим показником. Також стабілізуюча опора такого типу дуже компактна, але при її експлуатації є деякі мінуси, наявність гострих кутів може призвести до виробничої травми. Конструкція цієї опори також потребує доопрацювання, тому що нижня підстава не зовсім правильно розміщено. Інженерної завданням є поліпшення однієї з стабілізуючих опор. Необхідно внести свої поправки в конструкцію, так як всі наведені стабілізуючі опори мають свої мінуси, для того, щоб їх усунути необхідно досконально вивчити конструкцію та призначення стабілізуючою опори.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2015 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після вказаної дати.

Перелік джерел

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.