Энергетическое обеспечение при строительстве скважин

Требования безопасности при строительстве скважин

Рассмотрим требования, условия, нормативы и ограничения, обеспечивающие промышленную безопасность и охрану труда в процессе строительства скважин, а также надежность и проектную продолжительность их последующей эксплуатации в качестве опасных производственных объектов.

Скважина любой категории должна закладываться за пределами охранных зон линий электропередач, магистральных нефтегазопроводов, водозаборных, других промышленных и гражданских объектов.

Основным документом на строительство скважины является рабочий проект, разработанный и утвержденный в соответствии с требованиями настоящих Правил, других нормативных документов, регламентирующих порядок проектирования.

Зарубежные техника и технологии, технические устройства, выполненные по зарубежным стандартам, могут быть использованы при строительстве скважин, если они соответствуют требованиям Правил безопасности или отечественных стандартов, гармонизированных с соответствующими зарубежными стандартами, включены в состав проекта или дополнений к нему и при наличии технической документации фирм-разработчиков, а также разрешений Госгортехнадзора России на применение такого оборудования и технологий на территории Российской Федерации.

Работы по строительству скважины могут быть начаты при выполнении следующих условий:

— наличие проектно-сметной документации, разработанной и утвержденной в установленном порядке;

— наличие транспортных магистралей, дорог, обеспечивающих круглогодичное сообщение с базами материально-технического обеспечения и местами дислокации производственных служб организации;

— наличие согласования трасс транспортировки бурового оборудования, в т.ч. в местах пересечения трасс с ЛЭП, железными дорогами, магистральными трубопроводами и т.п.;

— наличие акта выноса местоположения скважины на местность;

— заключение договоров на производство работ с подрядчиками (субподрядчиками), службами противофонтанной безопасности.

Пуск в работу буровой установки может быть произведен после полного завершения и проверки качества строительно-монтажных работ, обкатки оборудования при наличии укомплектованной буровой бригады по решению рабочей комиссии с участием представителя территориального органа Госгортехнадзора России.

Ввод в эксплуатацию или ликвидация законченной строительством скважины производятся в установленном порядке.

При выполнении специальных работ силами буровой бригады (передвижки буровой установки, монтаж мобильных буровых установок, ремонтные работы повышенной сложности и т.п.) рабочие бригады должны пройти дополнительное обучение и получить допуски к самостоятельной работе по основной и совмещаемой профессиям.

На всех этапах строительства скважины (в т.ч. выполняемых подрядчиками, субподрядчиками) должно быть обеспечено наличие и функционирование необходимых приборов и систем контроля за производственным процессом в соответствии с требованиями рабочего проекта и соответствующих нормативных документов.

Контроль и надзор за ходом строительства скважины, качеством выполнения работ, уровнем технологических процессов и операций, качеством используемых материалов и технических средств, соблюдением безопасных условий труда должен осуществляться организацией, пользователем недр (заказчиком), другими уполномоченными субъектами в соответствии с требованиями законодательных и нормативных актов, положений и инструкций, разработанных и утвержденных в установленном порядке.

Строительство скважин в специфических условиях (в многолетнемерзлых породах, на месторождениях с содержанием в нефти (газе) более 6% (объемных) сероводорода, с кустовых площадок) должно проводиться с применением дополнительных мер безопасности, установленных соответствующими разделами настоящих Правил.

Структура рабочего проекта на сооружение скважин на нефть и газ. Содержание рабочего проекта

Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 1058 ;

Источник

Буровое и энергетическое оборудование

ТОО ККБК «Великая стена» имеет 42 буровые установки с электрическим или механическим приводами, соответствующие международному стандарту, с мощностью бурения скважин глубиной до 7000м, в том числе буровые установки типов ZJ70D, ZJ70L, ZJ50L, ZJ50D, ZJ30C, БУ-4Э-76, Уралмаш 500 3Р.На месторождении Жанажол применяются буровые установки семейства типа ZJ и Уралмашзавод. Проходил практику на буровой установке китайского производства ZJ70DBF

Рисунок 2.1- Буровая вышка.

1 — буровое долото; 2 — УБТ; 3 — бурильные трубы; 4 — кондуктор; 5 — устьевая шахта; 6 — противовыбросовое устройства; 7 — пол буровой установки; 8 — буровой ротор; 9 — ведущая бурильная труба; 10 — буровой стояк; 11 — вертлюг; 12 — крюк; 13 — талевый блок; 14 — балкон верхового рабочего; 15 — кронблок; 16 — талевый канат; 17 — шланг ведущей бурильной трубы; 18 — индикатор нагрузки на долото; 19 — буровая лебёдка; 20 — буровой насос; 21 — вибрационное сито для бурового раствора; 22 — выкидная линия бурового раствора.

Тип вышки: ZJ 70/4500 D – грузоподъемность 4500кН

Привод лебедки и насосов: дизель генератор;

Насосы: F-1600 – мощность 1600 л.с

Лебедка: JC70DB-02 – глубина бурения 7000м

Кронблок: ТС-315 – нагрузка на крюк 3150кН

Талевый блок + крюк: YC315 + DG315 – нагрузка на крюк 3150кН

Стол ротора: ZP375 – проходное отверстие 37,5 дюйм, 952,5мм

Вертлюг: SL450-5 – статическая нагрузка 4500кН

ПУГ: FH35-35/70 – диаметр 346мм, рабочее давление 70МПа

Превентор плашечный спаренный: 2FZ35-70

Превентор с глухими плашками: FZ35-70

ZJ 70/4500 D

Основные технические параметры буровой установки ZJ 70/4500 D

Киниматическая схема

F-1600

Насосы серии F имеют удлиненную длину хода и относительно низкое число двойных ходов в минуту. Таким образом они улучшают рабочие характеристики всасывания и продлевают срок службы расходных частей в нагнетательной части насоса.

Рисунок 2.4 – насос F-1600

JC70DB.

Буровая лебедка является ключевым компонентом буровой установки. Во время бурения ее основными функциями являются: спускоподъемная операция, устранение скважинных аварий, приведение в движение бурового ротора для свинчивания и отвинчивания и некоторые другие вспомогательные операции.

Рисунок 2.5 – Буровая лебедка JC70DB.

Основные технические параметры буровых лебедок.

SL450-5

Вертлюг — важный элемент буровой установки, обеспечивающий свободное вращение буровой колонны с одновременным подводом промывочной жидкости в неё. Вертлюг устанавливается между талевой системой и буровым инструментом и предотвращает скручивание каната.

Рисунок 2.5 – вертлюг SL450

Основные технические параметры вертлюгов

Система контроля содержания твердой фазы:

Дата добавления: 2018-05-31 ; просмотров: 825 ;

Источник

Комплексное энергоснабжение при бурении скважин в осложненных климатических условиях Текст научной статьи по специальности « Энергетика и рациональное природопользование»

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Лебедев В.А., Леушева Е.Л., Моренов В.А.

Рассмотрены проблемы комплексного энергоснабжения процесса строительства скважин в осложненных климатических условиях. Предложен вариант утилизации попутного нефтяного газа в электроагрегатах для энергообеспечения буровых работ. Представлена методика расчета теплопотерь технологических объектов и требуемой тепловой мощности для поддержания рабочей температуры. Разработана когенерационная схема, позволяющая осуществлять одновременное электрои теплоснабжение потребителей нефтяных месторождений путем использования попутного нефтяного газа в качестве топлива для энергогенерирующих агрегатов.

Текст научной работы на тему «Комплексное энергоснабжение при бурении скважин в осложненных климатических условиях»

КОМПЛЕКСНОЕ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН В ОСЛОЖНЕННЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

В.А.ЛЕБЕДЕВ, канд. техн. наук, профессор, teplot_energiy@spmi. ги Е.Л.ЛЕУШЕВА, канд. техн. наук, ассистент, leusheva. ekaterina@mail. ги В.А.МОРЕНОВ, аспирант, morenov@spmi. ги

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург, Россия

Рассмотрены проблемы комплексного энергоснабжения процесса строительства скважин в осложненных климатических условиях. Предложен вариант утилизации попутного нефтяного газа в электроагрегатах для энергообеспечения буровых работ. Представлена методика расчета теплопотерь технологических объектов и требуемой тепловой мощности для поддержания рабочей температуры. Разработана когенерационная схема, позволяющая осуществлять одновременное электро- и теплоснабжение потребителей нефтяных месторождений путем использования попутного нефтяного газа в качестве топлива для энергогенери-рующих агрегатов.

Ключевые слова: электроснабжение, теплоснабжение, бурение, попутный нефтяной газ, нефтепромысел, когенерация, микротурбины.

Энергоснабжение при бурении скважин на нефтяных и газовых месторождениях в сложных климатических условиях характеризуется повышенными потребностями электрической и тепловой энергии. Энергетические затраты на теплоснабжение производственных объектов, технологических и бытовых помещений могут в несколько раз превышать расход электрической энергии на привод бурового оборудования. При разработке месторождений в районах Крайнего Севера отопление потребителей должно производиться круглогодично, а в зимний период с повышенной интенсивностью и для большего количества объектов. В то же время, участились случаи нарушений электроснабжения в единой энергосистеме, увеличились тарифы на электроэнергию, выросла стоимость строительства линий электропередач, ухудшилось качество электроэнергии [1]. Удовлетворение нужд производства за счет использования централизованной энергосистемы в большинстве случаев экономически нецелесообразно по причине значительной удаленности строящихся объектов от существующих линий электропередач. Для энергоснабжения объектов как поискового, так и эксплуатационного бурения в большинстве случаев используются локальные электротехнические комплексы на базе дизель-генераторных установок (ДГУ). Теплоснабжение обеспечивается теплоэлектронагревателями и индивидуальными печами, которые увеличивают стоимость производимой энергии.

Проведенные исследования геологоразведочных работ в экстремальных условиях северо-восточных районов и Якутии [2] показали, что расход топлива на отопление здания буровой и буферной емкости для бурового раствора соответствует средней тепловой мощности 50-60 кВт, что обычно сопоставимо с количеством электрической энергии, затрачиваемой на работу бурового оборудования. В то же время при бурении нефтяных и газовых скважин затраты электрической энергии в десятки раз выше, чем при проведении геологоразведочных работ. Из-за большого количества производственных и бытовых помещений требуемый объем тепловой энергии может в несколько раз превышать потребности в электричестве. В связи с увеличением электрических и тепловых мощностей для энергоснабжения целесообразно применять более эффективные газогенераторные установки вместо дизельных электростанций, отличающихся высоким расходом дорогостоящего дизельного топлива.

Хроматографический состав и параметры ПНГ различных месторождений

Метан ПНГ 1 ПНГ 2 ПНГ 3 ПНГ 4 ПНГ 5 ПНГ 6 ПНГ 7 ПНГ 8 ПНГ 9 ПНГ 10

Метан СН4, % 100 76,39 74,33 83,47 66,85 73,3 84,65 75,87 92,37 82,18 89,93

Этан С2Н6, % 0 6,46 7,99 3,10 6,42 10,19 2,51 14,04 4,74 5,89 2,95

Пропан С3Н8, % 0 7,82 8,23 4,78 12,06 9,62 5,13 6,093 0,77 7,19 3,95

Изобутан ьС4Ню, % 0 1,62 1,56 1,14 2,65 0,96 1,31 0,76 0,02 0,75 0,91

Н-бутан №С4Н10, % 0 2,63 3,23 2,07 5,37 2,25 2,73 1,39 0,02 1,30 0,15

Пентан С5Н12, % 0 1,20 0,84 1,09 1,77 0,69 1,32 0,56 0,002 0,49 0,62

Гексаны и выше С6Н14, % 0 0,74 0,22 0,65 0,24 0,34 0,46 0,24 0 0,22 0,35

Двуокись углерода СО2, % 0 1,15 1,60 2,77 2,62 0,8 0,21 0,12 0,37 0,69 0,67

Азот N2, % 0 1,99 2,00 0,93 2,00 1,85 1,61 1,13 1,64 1,29 0,5

Влагосодержание Н2О, % 0 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

(273,15 К), кг/м3 0,72 1,02 1,03 0,95 1,17 1,02 0,94 0,96 0,77 0,924 0,85

Низшая теплота сгорания,

МДж/нм3 35,88 47,25 47,08 43,19 52,43 47,45 44,62 45,87 36,97 43,65 40,73

Низшая теплота сгорания,

МДж/кг 50,06 46,14 45,73 45,37 44,75 46,57 47,45 47,78 47,95 47,27 48,10

Число Воббе Ш, МДж/нм3 48,19 53,09 53,76 50,33 55,08 53,45 52,32 53,23 47,88 47,88 50,33

воздуха Ур, нм3/нм3 9,52 12,14 12,27 11,30 13,57 12,38 11,66 12,00 9,78 11,44 10,72

Для утилизации попутного нефтяного газа в качестве энергоносителя возможно использовать газотурбинные установки (ГТУ) или газопоршневые агрегаты (ГПА). При выборе установок необходимо учитывать комплексные параметры эксплуатации энергетического комплекса, такие как номинальная мощность единичной установки Рном, коэффициент технического использования Кти, коэффициент загрузки установки Кз и коэффициент, учитывающий потери тепловой мощности с уходящими выхлопными газами Квг. Номинальная мощность устанавливается паспортом установки. Коэффициент технического

ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.213

Рис. 1. Схема процесса когенерации

использования определяется отношением времени рабочего состояния агрегата к времени рабочего состояния с учетом простоев и ремонтов. Коэффициент загрузки установки показывает фактический уровень вырабатываемой энергии (исходя от номинальной мощности). Коэффициент, учитывающий потери тепловой мощности с уходящими выхлопными газами, меняется в зависимости от конфигурации теплообменного аппарата.

Опыт эксплуатации ГТУ и ГПА нефтяными компаниями показал, что ГТУ обладают более высоким коэффициентом выработки тепловой энергии на 1 кВт произведенной электрической энергии, поэтому их применение является наиболее рациональным.

Тепловая мощность когенерации может быть определена по формуле

Среди других достоинств ГТУ в данных условиях можно отметить широкий диапазон рабочих режимов, производительность, экологичность. Последней разработкой в области ГТУ являются микрогазотурбинные электроагрегаты (МГТЭА). Коэффициент полезного действия при генерации электричества таких машин достигает 35 %, что сравнимо со значениями дизельных и газопоршневых агрегатов [6].

В условиях низких температур атмосферного воздуха и высокой скорости ветра достаточное теплоснабжение необходимо как для обеспечения технологического процесса, а именно подогрева промывочной жидкости, так и для создания комфортных условий труда бригады бурильщиков. Одним из основных параметров теплового режима буровой вышки являются теплопотери. Конструкция бурового здания непосредственно влияет на количество тепла, рассеиваемого в окружающую среду. При эксплуатационном бурении применяют вышки высотой 53-54 м сборно-щитовой и каркасной конструкции.

Отличительной чертой работ в условиях Крайнего Севера является обшивка буровой вышки по периметру слоем брезента или рубероида. В конструкциях присутствуют технологические отверстия, общая площадь которых обычно составляет около 2 м2 Основание вышки выполнено в виде площадки 10^10 м, в передней и задней гранях вышек имеются ворота высотой 10,5-12 м, состоящие из двух полураскосов. Из-за этих структурных особенностей большая часть теплопотерь в здании буровой будет приходиться на инфильтрацию холодного воздуха через технологические проемы и отверстия, а также на потери теплоты через изолирующие конструкции.

Теплопотери через отдельные изолирующие конструкции определяются как [2, 5]:

Потери на инфильтрацию холодного воздуха можно определить по формуле:

Значительное количество теплоты также требуется для поддержания рабочей температуры бурового раствора. Несоблюдение теплового режима циркуляции может привести к льдообразованию на стенках скважины и появлению ледяных пробок в элементах обвязки. Поэтому необходимо обеспечивать подогрев бурового раствора в приемной емкости с учетом температуры окружающей среды. Необходимая тепловая мощность будет определяться количеством теплопотерь приемной емкости с раствором. При этом для расчетов устанавливается стационарная модель рассматриваемой системы, температура внутри емкости по всему объему принимается постоянной. Таким образом, удельную потерю теплоты в приемной емкости можно определить по формуле

Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Ignatiev M. Samoenergoobespechenie stanovitsya odnoi iz samykh aktual’nykh otraslevykh zadach (Energy self-sufficiency is becoming one of the urgent tasks in the industry). Neftegazovaya Vertikal’. 2004. N 5, p.72-74.

2. LimitovskyA.M., MerkulovM.V., Kosyanov V.A. Energoobespechenie tekhnologicheskikh potrebitelei geologorazve-dochnykh rabot (Energy supply to technological consumers of geological surveys). Moscow, IPC «Maska». 2008, p.135.

3. Limitovsky A.M., Markov A.U., Merkulov M.V. Elektro- i teplosnabzhenie geologorazvedochnykh rabot (Electric and heat supply of geological prospecting). Мoscow, Nedra. 1988, p.150.

4. Rybakov B.A., Burov V.D., Rybakov D.B., Trushin K.S. Osobennosti szhiganiya poputnogo neftyanogo gaza v ga-zoturbinnykh ustanovkakh (Peculiarities of associated petroleum gas burning in gas turbine units). Turbiny i dizeli. 2008. N 5-6, p.2-8.

5. Kalinin A.G., Oshkordin O. V., Pitersky V.M., Solovyev N. V. Razvedochnoe burenie (Exploration drilling). Мoscow, Nedra-Biznescentr. 2000, p.748.

6. Boyce M.H. Gas turbine engineering handbook. Elsevier inc., 2012, p.993.

7. San Martin J.I. Trigeneration systems with fuel cells. Research Paper, retrieved 18 April, 2011, p.1-6.

ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.213

COMPLEX POWER SUPPLY AT WELL DRILLING IN COMPLICATED CLIMATE CONDITIONS

V.A.LEBEDEV, PhD in Engineering Sciences, Professor, teplot_energiy@spmi.ru E.L.LEUSHEVA, PhD in Engineering Sciences, Assistant Lecturer, leusheva.ekaterina@mail.ru V.A.MORENOV, Postgraduate student, morenov@spmi.ru National Mineral Resources University (Mining University), St Petersburg, Russia

The article deals with the problems of complex power supply of the well construction process in adverse climatic conditions. An option of associated petroleum gas utilization in power units for drilling operations is offered. The method of calculating heat losses of technological objects and required heating capacity for maintaining working temperature is given. A combined heat and power scheme enabling simultaneous electric and heat supply of oilfield objects with the use of associated petroleum gas as an energy source for power generation units is developed. Implementation of such a scheme guarantees power structure functioning without downfalls of produced energy during the year, thus maintaining high efficiency of overall power generation.

Key words: electric supply, heat supply, drilling, associated petroleum gas, oilfield, combined heat and power, microturbines.

Источник