Как работает нефтяная вышка

Нефтяная качалка

В такой отрасли, как добыча нефти практически одним из главных видов оборудования является нефтяная качалка. Сама по себе нефтяная качалка является не самостоятельным оборудованием, а одним из главных элементов штангового насосного аппарата, посредством которого и происходит добыча, а точнее перекачка нефти.

Устройство нефтяной качалки

Сама же качалка для нефти играет роль привода механического действия в данном нефтедобывающем оборудовании.

Такое оборудование как нефтяная качалка всегда изготавливается строго нормам ГОСТа, и в Российской Федерации существует тринадцать типовых качалок, различие которых заключается в размерах.

Монтаж нефтяной качалки выполняется на фундаментальной основе, которая строится специально для этих целей, как правило, из бетона.

По большому счету нефтяная качалка имеет примерно схожий принцип работы как и принцип работы велосипедного насоса, который осуществляет свои действия возвратно поступательным методом.

Во время работы, выполняя данные действия, нефтяная качалка производит посредством насоса преобразование жидкости, которая и проходит вверх.

Принцип работы нефтяной качалки

Все происходит по следующему принципу. Посредством электрического питания происходит работы двигателя, который в свою очередь запускает весь механизм в рабочее положение.

Начинается вращение механических частей нефтяной качалки, посредством чего балансировочный элемент начинает осуществлять движение, которое сродни движению качелей. Подвеска, на которой располагается шток устьевого типа, начинает осуществлять движения возвратно поступательного характера.

Таким образом, поступающая через штанговые элементы энергия выдается на штанговый насос, который в свою очередь и позволяет захватить нефть из недр земли.

Управляющая всем механизмом станция выглядит таким образом. Она представляет собой блок коробочного типа, который внутри в буквальном смысле нашпигован электроникой.

Таким образом, никаких силовых и ручных воздействий для управления данной установкой не требуются, все управление происходит посредством нажатия на клавиши и выбора необходимой программы.

Разновидности нефтяных качалок

Сегодня среди разновидностей нефтяных качалок существует еще и качалка, которая работает посредством бесштангового насоса.

В данном случае перекачка нефти осуществляется посредством насоса погружного типа. То есть за счет действия электродвигателя, который осуществляет запуск насоса и таким образом производит всю работу.

Данный вид насосов имеет большой рабочий диапазон и может работать на четырехстах режимах.

Таким образом, становится видно, что производительность данного типа оборудования обладает достаточно высоким уровнем.

Таким образом, посредством данного оборудования можно поднять уровень напряжения до таких пределов как две тысячи вольт.

Управление данной станцией осуществляется либо вручную, либо за счет работы автоматической системы, если заданы специальные режимы, работающие автоматически.

Однако наибольшей популярностью все-таки пользуются качалки штангового типа работы, поскольку при их применении происходит значительная экономия на электрической энергии, которой требуется значительно меньше за счет работы нефтяной качалки механическим методом.

К тому же данный метод является наиболее проверенным и дает хорошие производительные результаты.

Далее эта основа оборудуется стойкой, платформой и станцией, которая осуществляет управление. По большому счету нефтяная качалка имеет примерно схожий принцип работы…

Так же буровое долото можно подразделить и по таким параметрам, как способ воздействия на породы, данными типами являются буровые долота дробящего…

Общий принцип действия любого бурового насоса заключается в следующем – через трансмиссию двигателя к коренному валу, который снабжён кривошипным механизмом с шатунами, соединёнными крейцкопфом, передаётся вращательное движение. Кривошипный механизм и шатуны, делают вращательное движение вала, возвратно-поступательными движениями крейцкопфа, а также штока и поршня…

Однако большое значение в развитии нефтедобычи, занимают не только люди, но и высококачественное оборудование для бурения скважин, ведь добраться до нефти – непростая задача и человеку никак не обойтись без специализированной техники. Обычно для этих целей используется несколько разнокалиберных буровых установок…

Источник: https://promplace.ru/neftyanaya-kachalka-377.htm

Как добывают нефть в море: как создаётся и работает морская нефтяная платформа

Морская добыча нефти, наряду с освоением сланцевых и трудноизвлекаемых углеводородных запасов, со временем вытеснит освоение традиционных месторождений «чёрного золота» на суше в силу истощения последних. В то же время, получение сырья на морских участках осуществляется преимущественно с применением дорогих и трудоёмких методов, при этом задействуются сложнейшие технические комплексы — нефтяные платформы

Специфика добычи нефти в море

Сокращение запасов традиционных нефтяных месторождений на суше заставило ведущие компании отрасли бросить свои силы на разработку богатых морских блоков. Пронедра писали ранее, что толчок к развитию данного сегмента добычи был дан в семидесятые годы, после того, как страны OPEC ввели нефтяное эмбарго.

По согласованным оценкам специалистов, предполагаемые геологические нефтяные запасы, располагающиеся в осадочных слоях морей и океанов, достигают 70% от совокупных мировых объёмов и могут составить сотни миллиардов тонн. Из этого объёма порядка 60% приходятся на шельфовые участки.

К настоящему времени из четырёх сотен нефтегазоносных бассейнов мира половина охватывает не только континенты на суше, но и простирается на шельфе.

Сейчас разрабатываются порядка 350 месторождений в разных зонах Мирового океана.

Все они размещаются в пределах шельфовых районов, а добыча производится, как правило, на глубине до 200 метров.

Препятствиями для эффективной работы на море зачастую служат высокий показатель сейсмичности, айсберги, ледовые поля, цунами, ураганы и смерчи, мерзлота, сильные течения и большие глубины.

Бурному развитию нефтедобычи на море также препятствует дороговизна оборудования и работ по обустройству месторождений.

Размер эксплуатационных расходов увеличивается по мере наращивания глубины добычи, твёрдости и толщины породы, а также удалённости промысла от побережья и усложнения рельефа дна между зоной извлечения и берегом, где прокладываются трубопроводы. Серьёзные затраты связаны и с выполнением мероприятий по предотвращению утечек нефти.

Отгрузка добытой нефти на танкер

Эксплуатация буровой платформы передвижного типа на пятнадцатиметровой глубине оценивается в $16 тыс. в сутки, 40 метров — $21 тыс.

, самоходной платформы при использовании на глубинах 30–180 метров — в $1,5–7 млн.

Затратность разработки месторождений в море делают их рентабельными лишь в случаях, когда речь идёт о крупных запасах нефти.

Следует учитывать и то, что расходы на добычу нефти в разных регионах будут различными.

Работы, связанные с открытием месторождения в Персидском заливе, оцениваются в $4 млн, в морях Индонезии — $5 млн, а в Северном море расценки вырастают до $11 млн.

Дорого обойдётся оператору и лицензия на разработку морского месторождения — заплатить придётся в два раза больше, чем за разрешение на освоение сухопутного участка.

Типы и устройство нефтяных платформ

При добыче нефти из месторождений Мирового океана компании-операторы, как правило, используют специальные морские платформы.

Последние представляют собой инженерные комплексы, с помощью которых осуществляется как бурение, так и непосредственно извлечение углеводородного сырья из-под морского дна.

Первая нефтяная платформа, которая использовалась в прибрежных водах, была запущена в американском штате Луизиана в 1938 году. Первая же в мире непосредственно морская платформа под названием «Нефтяные Камни» была введена в эксплуатацию в 1949 году на азербайджанском Каспии.

Основные виды платформ:

• стационарные;
• свободно закреплённые;
• полупогружные (разведочные, буровые и добывающие);
• самоподъёмные буровые;
• с растянутыми опорами;
• плавучие нефтехранилища.

Плавучая буровая установка с выдвижными опорами «Арктическая»

Разные типы платформ могут встречаться как в чистом, так и в комбинированном видах. Выбор того или иного типа платформы связан с конкретными задачами и условиями освоения месторождений. Использование разных видов платформ в процессе применения основных технологий морской добычи мы рассмотрим ниже.

Конструктивно нефтяная платформа состоит из четырёх элементов — корпуса, системы якорей, палубы и буровой вышки. Корпус — это понтон треугольной или четырёхугольной формы, установленный на шести колоннах.

Сооружение удерживается на плаву за счёт того, что понтон наполняется воздухом. На палубе размещаются бурильные трубы, подъёмные краны и вертолётная площадка.

1 — буровая вышка; 2 — вертолётная площадка; 3 — якорная система; 4 — корпус; 5 — палуба

Комплекс удерживается на месте якорной системой, включающей девять лебёдок по бортам платформы и стальные тросы. Вес каждого якоря достигает 13 тонн.

Современные платформы стабилизируются в заданной точке не только при помощи якорей и свай, но и передовых технологий, включая системы позиционирования.

Платформа может быть заякоренной в одном и том же месте несколько лет, вне зависимости от погодных условий в море.

Бур, работа которого контролируется при помощи подводных роботов, собирается по секциям. Длина одной секции, состоящей из стальных труб, составляет 28 метров. Выпускаются буры с достаточно широкими возможностями. К примеру, бур платформы EVA-4000 может включает до трёх сотен секций, что даёт возможность углубиться на 9,5 километра.

Буровая нефтяной платформы

Строительство буровых платформ осуществляется путём доставки в зону добычи и затопления основания конструкции. Уже на полученном «фундаменте» и надстраиваются остальные компоненты.

Первые нефтяные платформы создавались путём сварки из профилей и труб решетчатых башен в форме усечённой пирамиды, которые намертво прибивались к морскому дну сваями.

На такие конструкции и устанавливалось буровое оборудование.

Строительство нефтяной платформы «Тролль»

Необходимость разработки месторождений в северных широтах, где требуется ледостойкость платформ, привела к тому, что инженеры пришли к проекту строительства кессонных оснований, которые фактические представляли собой искусственные острова. Кессон заполняется балластом, обычно — песком. Своим весом основание прижимается к дну моря.

Стационарная платформа «Приразломная» с кессонным основанием

Конструкция представляет собой цилиндр, в нижней части которого размещается балласт. Днище цилиндра прикрепляется к донным анкерам.

Такое решение позволило строить относительно надёжные платформы поистине циклопических размеров, предназначенные для работ на сверхбольших глубинах.

Плавучая полупогружная буровая установка «Полярная звезда»

Впрочем, следует отметить, что большого отличия непосредственно в процедурах извлечения и отгрузки нефти между морскими и сухопутными буровыми нет. К примеру, основные компоненты платформы стационарного типа на море идентичны элементам буровой вышки на суше.

Кроме того, морской транспорт задействуется и с целью перемещения конструкций к точкам работы, в спасательных и противопожарных мероприятиях.

Естественно, транспортировка полученного сырья производится при помощи трубопроводов, танкеров или плавающих хранилищ.

Технология морской добычи

На современном этапе развития отрасли при небольших расстояниях от места добычи до побережья бурятся наклонные скважины.

При этом иногда применяется передовая разработка — управление дистанционного типа процессами бурения горизонтальной скважины, что обеспечивает высокую точность контроля и позволяет отдавать команды буровому оборудованию на расстоянии в несколько километров.

Глубины на морской границе шельфа как правило составляют порядка двухсот метров, однако иногда доходят до полукилометра. В зависимости от глубин и удалённости от побережья при бурении и извлечении нефти применяются разные технологии.

В ряде случае компании-операторы окантовывают дамбами участок работы, после чего из полученного котлована откачивается вода.

Если расстояние до берега составляет сотни километров, то в этом случае принимается решение о строительстве нефтяной платформы.

Стационарные платформы, наиболее простые в конструкции, возможно использовать только на глубинах в несколько десятков метров, мелководье вполне позволяет закрепить конструкцию с помощью бетонных блоков или свай.

Стационарная платформа ЛСП-1

При глубинах порядка 80 метров применяются плавучие платформы с опорами. Компании на более глубоких участках (до 200 метров), где закрепление платформы проблематично, применяют полупогружные буровые установки.

Удержание таких комплексов на месте осуществляется при помощи системы позиционирования, состоящей из подводных двигательных систем и якорей.

Если речь идёт о сверхбольших глубинах, то в этом случае задействуются буровые суда.

Буровое судно Maersk Valiant

Скважины обустраиваются как одиночным, так и кустовым методами. В последнее время начали использоваться передвижные основания для бурения. Непосредственно бурение в море производится с использованием райзеров — колонн из труб большого диаметра, которые опускаются до дна.

После завершения бурения на дне устанавливаются многотонный превентор (противовыбросная система) и устьевая арматура, что позволяет избежать утечки нефти из новой скважины. Также запускается оборудование для контроля состояния скважины.

Применение разных систем добычи в море: 1 — наклонные скважины; 2 — стационарные платформы; 3 — плавучие платформы с опорами; 4 — полупогружные платформы; 5 — буровые суда

Сложность и высокотехнологичность процессов освоения морских участков очевидна, даже если не вдаваться в технические детали.

Целесообразно ли развитие данного сегмента добычи, учитывая немалые сопутствующие сложности? Ответ однозначен — да.

Несмотря на препятствия в освоении морских блоков и большие расходы в сравнении с работой на суше, всё же нефть, добытая в водах Мирового океана, востребована в условиях непрекращающегося превышения спроса над предложением.

Напомним, Россия и азиатские страны планируют активно наращивать мощности, задействованные в морской добыче.

Такую позицию можно смело считать практичной — по мере истощения запасов «чёрного золота» на суше, работа на море станет одним из основных способов получения нефтяного сырья.

Даже принимая во внимание технологические проблемы, затратность и трудоёмкость добычи на море, нефть, извлечённая таким образом, не только стала конкурентоспособной, но уже давно и прочно заняла свою нишу на отраслевом рынке.

/pronedra.ru/

Источник: http://pro-arctic.ru/06/03/2017/technology/25476

Технология добычи нефти

Плакат П. Кривоногова. 1948 год.

В прошлый раз мы поговорили о том, где нефть под землёй находится и откуда она там берётся. На этот раз речь пойдёт о том, каким образом нефть из-под земли добывают. Для лучшего понимания этой части желательно прочитать раздел «Геология нефти» предыдущей статьи.

Устройство скважин

Добыча нефти осуществляется через скважины, которые перед этим нужно пробурить. Это делается с помощью буровых установок, которые выглядят как «нефтяные вышки».

Эти вышки не используются для добычи нефти. Они предназначены только для бурения.

Когда бурение скважины закончено, буровая установка переезжает на новое место и приступает к бурению новой скважины.

Бурение одной скважины может занимать от нескольких дней до нескольких месяцев. Пробурённая скважина — это не просто дырка в земле, её обсаживают изнутри стальными трубами, чтобы порода не осыпалась внутрь и не завалила скважину.

Примерно такими же пропорциями обладает, например, отрезок обычной нити длиной 2—3 метра.

Буровая установка. Она высокая для того, чтобы можно было опускать в скважину трубы, подвешенные к крюку.

Сам крюк висит на тросах лебёдки, перекинутых через блок на вершине вышки

Понятно, что любые манипуляции с чем-либо на дне (забое) скважины превращаются в очень увлекательное занятие.

Если в скважину нечаянно уронить инструмент, насос или несколько труб, то вполне можно уроненное никогда не достать, после чего на скважине стоимостью в десятки или сотни миллионов рублей можно ставить крест.

Покопавшись в делах и историях ремонта, можно найти настоящие скважины-жемчужины, на забое которых лежит насос, поверх которого лежит ловильный инструмент (для извлечения насоса), поверх которого лежит инструмент для извлечения ловильного инструмента.

Цементное кольцо за обсадной колонной со временем от физического и химического воздействия может крошиться и разрушаться, что приводит к возникновению заколонной циркуляции.

Это вредное явление, так как помимо нефти из пласта-коллектора в скважину начинает поступать вода или газ из близлежащих пластов, причём часто в объёме гораздо большем, чем нефть.

Чтобы нефть вообще могла поступать в скважину, нужно проделать отверстия в обсадной колонне и цементном кольце за ней, так как они, вообще говоря, отделяют коллектор от собственно скважины.

Заряды пробивают не только обсадную колонну и цемент, но и сам пласт горной породы на несколько десятков сантиметров вглубь. Весь процесс называется перфорацией.

Схема скважины, оборудованной ЭЦН. Стрелками показано движение нефти. Для наглядности пропорции диаметра и длины скважины искажены в тысячи раз.

Технология добычи

Нефть может фонтанировать из скважин, то есть подниматься по скважине от пласта-коллектора до поверхности самостоятельно, без помощи насоса, благодаря своей низкой плотности.

Дело в том, что давление в коллекторе обычно гидростатическое, то есть такое же, как и в воде на такой же глубине; например, на глубине в два километра давление составит около 200 атмосфер (пластовое давление).

При плотности нефти около 800 кг/м3 давление в заполненной нефтью скважине напротив этого пласта (забойное давление) составит около 160 атмосфер.

В результате между коллектором и скважиной возникает перепад давления (депрессия), который и приводит нефть в движение.

Кроме того, нефть обычно содержит лёгкие компоненты, которые при снижении давления переходят в газообразное состояние — это так называемый растворенный газ.

Выделение растворенного газа снижает среднюю плотность содержимого скважины и тем самым ещё сильнее увеличивает перепад давления.

В целом это не слишком отличается от того, что происходит с бутылкой тёплого шампанского после открытия пробки.

Количество нефти, получаемой из скважины за сутки, называется дебитом этой скважины. Данное понятие не имеет никакого отношения к дебету в бухучете. Как можно заметить, даже пишутся эти слова по-разному.

Для поддержания пластового давления в коллектор закачивают с поверхности воду.

Некоторые коллекторы изначально содержат помимо нефти ещё и очень большое количество воды, расширение которой может частично восполнить падение пластового давления; закачка воды в таких случаях может быть и не нужна.

Так или иначе, в изначально нефтенасыщенные области коллектора, а затем и в добывающие скважины, проникает вода. Продукция скважин начинает обводняться.

Это тоже приводит к падению дебита, не только из-за сокращения доли нефти в продукции скважины, но и из-за увеличения плотности этой продукции.

В обводнённых скважинах увеличивается забойное давление и, соответственно, уменьшается депрессия. Со временем обводненные скважины перестают фонтанировать.

Таким образом, в целом дебит скважин имеет свойство снижаться. Обычно скважина имеет максимальный дебит при первом запуске в работу. После этого, по мере выработки запасов нефти, дебит скважины падает. Чем быстрее вырабатываются запасы, тем быстрее падает дебит.

Или, другими словами, чем выше дебит скважины, тем быстрее он снижается. Время от времени на скважине могут проводиться различные мероприятия по интенсификации добычи. Эти мероприятия дают мгновенный прирост дебита, после чего он продолжает снижаться, но уже быстрее, чем до мероприятия.

Характерные темпы падения дебита по отдельно взятой российской скважине лежат в диапазоне от 10 до 30% в год.

Для увеличения дебита в обводнённых скважинах, либо в скважинах с упавшим пластовым давлением, либо в скважинах с низким содержанием растворенного газа, применяют различные способы механизированной добычи. В первую очередь это различные виды насосов.

В России сегодня большая часть нефти добывается с помощью именно электроцентробежных насосов.

Скважина, оборудованная ШГН. На фото мы видим в основном станок-качалку. Собственно скважина здесь — это маленькая кучка труб справа внизу. Скважина, оборудованная ЭЦН, выглядит примерно так же, только нет станка-качалки.

Эффект от применения механизированной добычи достигается за счёт снижения забойного давления в скважине. В результате увеличивается депрессия и, соответственно, дебит. Перевод скважины на механизированную добычу и вообще увеличение депрессии — это не единственный способ интенсификации добычи.

Есть еще, например, гидроразрыв пласта, о котором мы поговорим более подробно в другой раз.

Если забойное давление низкое, то депрессия высокая, дебиты скважин большие, запасы вырабатываются быстро. Можно говорить, что низкое забойное давление позволяет эксплуатировать месторождения и скважины более интенсивно.

Часто интенсивную выработку запасов называют «хищнической эксплуатацией» или «хищнической добычей». Подразумевается при этом, что таким образом нефтяные компании «снимают сливки» с месторождений, добывают то, что добыть легко, а остальные запасы бросают.

При этом будто бы оставшиеся запасы приходят в такое состояние, что добыть их практически невозможно. Это в общем случае неверно. На большинстве месторождений интенсивность эксплуатации не влияет на остаточные запасы нефти.

Для нефтяных месторождений это большой срок. Если бы практика интенсификации приводила к потере остаточных запасов нефти, то это уже давно сказалось бы.

Интенсивная эксплуатация скважин связана с несколько повышенным риском возникновения аварий, разрушения цементного кольца (что, как мы помним, ведёт к нежелательной заколонной циркуляции), преждевременного прорыва воды.

Однако в целом такой режим работы, как правило, оказывается экономически оправданным при почти любой цене на нефть. Здесь можно провести аналогию с дорожным движением.

Если ограничить скорость движения автомобилей на загородных трассах двадцатью километрами в час и драконовскими мерами добиться соблюдения такого скоростного режима, то наверняка количество ДТП сведётся практически к нулю. Однако будет ли экономический смысл в таких дорогах?

Как уже упоминалось, быстрый рост добычи нефти в России в конце 1990-х — начале 2000-х годов технически поначалу обеспечивался в основном снижением забойного давления (увеличением депрессии) на добывающих скважинах.

В фонтанирующие скважины спускались насосы; в скважины, уже оборудованные насосами, спускались более производительные насосы. В этом нет ничего однозначно плохого ни с современной экономической, ни с технической точки зрения. Плохо это, на мой взгляд, только со стратегической точки зрения.

Чем выше депрессия, тем выше скорость выработки запасов нефти, и тем быстрее падает добыча нефти на уже разбурённых площадях.

Поскольку дебиты скважин имеют свойство постоянно падать, для поддержания добычи нефти на постоянном уровне необходимо бурить новые скважины.

Чем быстрее падают дебиты, тем больше скважин нужно бурить ежегодно. Поэтому при интенсивной эксплуатации месторождений необходимо ежегодно бурить больше скважин.

Иными словами, продолжать обеспечивать нужный объем добычи при интенсивной эксплуатации становится сложнее.

Это позволяет говорить о большей безопасности стратегии неинтенсивной эксплуатации.

Добывать 500 с лишним миллионов тонн нефти в год с высоким забойным давлением (как это было в РСФСР в 1980-х годах) — это совсем не то же самое, что добывать 500 с лишним миллионов тонн нефти в год с низким забойным давлением (как это есть в РФ сейчас).

Если вдруг санкции, война или ещё что-нибудь не позволит сегодня осуществлять в российской нефтедобывающей отрасли капитальные вложения и бурить новые нефтяные скважины, то падение добычи имеет все шансы стать катастрофическим, по причине интенсивной эксплуатации месторождений и отсутствия значительного резерва добывающих мощностей.

Однако в экономической модели нефтяной компании, ориентированной в первую очередь на прибыль, тонна нефти сегодня — это всегда лучше, чем тонна нефти завтра. Нельзя ждать, что капитал добровольно откажется от части прибыли.

Поэтому если кому-то хочется создавать стратегические резервы добывающих мощностей, заставить это сделать публичную нефтяную компанию, действующую в рамках рыночной экономики, можно только методами государственного регулирования и принуждения.

Читать дальше.

Источник: https://22century.ru/popular-science-publications/extraction_of_oil

Нефтяные буровые установки: классификации, конструкция, транспортировка, монтаж, фото и видео

Нефтяные системы служат для бурения скважин в земной коре. Отверстия формируются при помощи бура и используются для выкачки из недр нефти, газа и сопутствующих компонентов.

Существует несколько общепринятых классификаций, в основе каждой из которых лежит определённый критерий.

По виду конструкционной системы буровые машины бывают:

• мачтовые, в которых механическая часть базируется на двух опорных элементах;
• башенные, в них присутствуют четыре опорных механизма. На каждый элемент нагрузка распределяется равномерно.

По способу перемещения буровые установки на нефть бывают:

• передвижные преимущественно служат для разведывательных работ, в частности для забора проб грунта;
• стационарные используются для добычи полезных ископаемых.

По месту монтажа вышки бывают:

• наземные монтируются на грунт;
• морские устанавливаются на морское дно.

Виды буровых установок на нефть

Сферы применения и базовое назначение

Нефтяные буровые установки используются для проделывания многоцелевых отверстий.

Они применяются для:

• Бурения добывающих скважин. Такие отверстия используют для добычи нефти, газа и сопутствующих компонентов.
• Формирования разведывающих отверстий. Их проделывают там, где наличие нефти уже подтверждено исследованиями. Скважины необходимы для того, чтобы окончательно сформировать данные о запасах материала и изготовить схему работы на местности.
• Бурения оценочных скважин. Их функциональная нагрузка состоит в том, чтобы проанализировать и спрогнозировать поведение нефтяных пластов и возможное движение земной коры в месте работы, а также оценить объёмы залегаемой нефти.
• Проделывания контрольных скважин. Именно эти отверстия необходимы для постоянного контроля давления на территории, где ведётся добыча полезных ископаемых.
• Бурения наблюдательных отверстий. Скважины используют для установления объёмов выкаченной и оставшейся нефти, а также для оценки контактов нефти, газа и воды друг с другом.

Фото наземной буровой установки на нефть

Устройство и оборудование

Нефтяная установка состоит из следующих систем:

1. Энергетический комплекс. Входящий в него дизельный двигатель перерабатывает топливо для получения необходимой энергии. Она питает электрический генератор. Это устройство снабжает электричеством остальные узлы, агрегаты и механизмы.
2. Механическая система включает в себя подъёмное устройство. Оно перемещает тяжёлые элементы при помощи лебедки, кабельной катушки и шкива.

В механической системе присутствует элемент буровой установки в виде ствола ротора.

3. Вспомогательная система включает в себя элементы движения, вспомогательную лебедку, вентиляционное оборудование, освещение, водоснабжение и отопление.
4. Информационная система обеспечивает контроль за работой основных узлов и агрегатов.
5. Циркуляционная система предназначена для того, чтобы химический раствор попал в бурильную колонну. Под давлением он проходит через систему труб и стол ротора.

Кроме системных агрегатов нефтяная установка включает в себя следующее оборудование:

• Насос, который закачивает бурильный раствор в колонну.
• Трубы обеспечивают соединение агрегатов между собой.
• Вибросито предназначено для фильтрации химической смеси.
• Буровая вышка — это сердце установки. Она фиксирует буровую систему.
• Превентор герметично фиксирует клапаны труб.
• Вертлюг поддерживает равновесие бурильной колонны.
• Ведущая труба служит для вращения бурильной колонны.
• Бурильная колонна представляет собой совокупность труб для проделывания скважин.
• Бур – породоразрушающий элемент, изготавливаемый из различных материалов.

Схема нефтяной буровой установки

Установка нефтяных систем производится блоками или агрегатами. В качестве монтажных основ используют облегченные опоры.

Перед установкой машины осуществляется подготовка площадки, на которой будет вестись работа по сборке самой машины и сопутствующего оборудования. Подготовка включает в себя разметку и освобождение пространства от пожароопасных предметов.

Опорную часть всей системы составляют лебёдочно-роторный блок и приключенные к нему болтами хозяйственная и вспомогательная установки. Далее собираются вертикальные оси, стол ротора и будущий центр скважины.

Когда работы завершены, все системы тестируются в безнагрузочном режиме.

Карта расположения мест расположения буровых установок на нефть

По способу монтажа буровые машины для добычи нефти бывают:

• поагрегатные, когда сборка ведётся отдельными узлами и элементами;
• мелкоблочные, когда монтируются отдельные составляющие блочных систем;
• крупноблочные, когда заранее собранные системы скрепляются между собой на месте проведения работ.

Доставка буровой установки для бурения скважин на нефть установки к месту работы — сложный процесс.

Транспортировку оборудования производят при помощи тягача и модульных систем. Если размер установки позволяет, то используют полуприцепной механизм.

Весь процесс транспортировки устройства к площадке добычи условно можно разделить на этапы:

1. проводится расчёт, согласно которому решается вопрос о средствах транспортировки;
2. подготовка маршрута перевозки с учётом надёжности дорожного полотна, естественных уклонов и препятствий;
3. подготовка крепёжного оборудования, которое должно надёжно зафиксировать элементы системы в процессе движения;
4. погрузка.

В процессе погрузки определяется точка максимальной нагрузки на транспортировочную платформу.

По способу передвижения нефтяные установки бывают:

• самоходные, имеющие собственную моторную базу;
• передвижные, которые перемещаются при помощи специальных машин;
• стационарные, транспортировка которых возможна по частям или блокам.

На видео принцип работы буровой установки на нефть:

2 Комментария

Источник: http://allspectech.com/stroitelnaya/burovye-ustanovki/stacionarnye/neftyanie.html

Как устроена нефтяная платформа

Многим знакомы образы этих стальных островов высотой с многоэтажный дом, возвышающихся над поверхностью моря на огромных массивных опорах. С помощью самых современных технологий эти агрегаты способны бурить скважины глубиной до 10 км. Рассмотрим подробнее эти уникальные сооружения.

Как устроена морская буровая платформа?

Любая нефтяная платформа состоит из четырех основных частей — корпуса, якорной системы, буровой палубы и буровой вышки. Корпус нефтяной платформы представляет собой огромный понтон треугольной или четырехугольной формы. Его поддерживают на плаву шесть огромных колонн, наполненных воздухом.

На корпусе закреплена буровая палуба, которая по размерам превышает футбольное поле.

Палуба отличается большой прочностью, чтобы выдерживать массу бурильной установки, вертолетной площадки, нескольких кранов и другого оборудования.

Над буровой палубой, примерно на высоте 10—15-этажного дома, возвышается буровая вышка, которая поднимает и опускает бур.

Стальной трос находится в верхней части растяжки, он сматывается и разматывается лебедкой. В нижней части растяжки находится стальная цепь, которая крепится к якорю.

Толщина тросов, удерживающих платформу, составляет восемь сантиметров; звенья цепи, к которым они крепятся, по размеру превышают голову человека. Масса одного звена составляет 33 кг. Якорные тросы настолько крепкие, что их не сможет порвать даже совокупное усилие пяти самолетов «Боинг-747».

На конце каждой растяжки крепится якорь типа «Брюс» диаметром 5,5 м и весом более 13 тонн. До места назначения платформу доставляют с помощью морских буксиров со скоростью примерно 6 узлов.

За двое суток, пока в регионе бушевал ураган, было повреждено или разрушено около 50 буровых платформ, десять из них сорвало с якорей. Одну из платформ отнесло на 129 км, другую выбросило на берег. Восстановлению она уже не подлежала.

Такие серьезные потери в нефтедобывающей отрасли привели к резкому скачку цен на «черное золото» на всех мировых биржах.

Читать:  Сланцевая революция

EVA-4000 — чудо космического века

Первая нефтяная вышка в истории была построена в 1859 году близ города Титусвилл, что в штате Пенсильвания, США. Она добывала нефть с глубины в 21 м.

С этого момента начинается история нефтедобычи, которой вскоре были охвачены все континенты. За десятки лет, прошедших с того времени, запасы нефти, расположенные на суше, изрядно истощились.

Поэтому нефтедобывающие компании обратили свое внимание на запасы углеводородов, скрытые в глубинах морей и океанов. Одним из первых регионов, где развернулась добыча нефти с морского дна, стал Мексиканский залив.

В период с 1960 по 1990 годы на мелководье вблизи берега разместилось более 4 тысяч морских буровых платформ разного размера.

Но по мере того, как росли потребности человечества, запасов нефти, которые можно было добыть вблизи побережья, стало не хватать. И нефтедобыча начала двигаться все дальше и дальше в открытое море, удаляясь от берега.

Чтобы добывать здесь нефть, пришлось строить настоящих стальных гигантов.

Одним из таковых является буровая платформа EVA-4000, принадлежащая компании Noble Jim Thompson. На сегодня это самая крупная нефтяная буровая платформа.

Это скорее настоящая плавучая фабрика по поиску и добыче нефти. EVA-4000 может проводить разведку нефтяных месторождений в таких местах, которые раньше считались абсолютно недоступными. Размер ее палубы по площади равен 10 баскетбольным площадкам, а буровая вышка «маячит» на высоте 52 метров над уровнем моря.

Общий вес комплекса составляет 13 600 тонн. На сегодня в мире существует 100 подобных платформ, которые умеют не только добывать нефть, но и производить разведку месторождений. Для того чтобы понять, зачем строить такие сложные сооружения, приведем несколько цифр.

Одна морская буровая платформа за день может получить 250 тысяч баррелей нефти. Такого количества достаточно, чтобы заправить 2,5 млн автомобилей. Однако человечество за день сжигает более 80 млн баррелей черного топлива, а значит, добывать нефти нужно очень много.

Поэтому, несмотря на то что на постройку нефтяной платформы уходит 4 года и полмиллиарда долларов США, их продолжают строить.

Читать:  Как повысить уникальность диссертации: важные советы

Как бурят морское дно?

Бурение морского дна отличается тем, что контролировать работу бура намного сложнее. Ведь между головкой бура и бурильщиком не только километры твердой породы, но еще и огромная толща морской воды, бурильщику нужно видеть морское дно и контролировать работу бура.

Специально для этой цели был создан подводный аппарат на дистанционном управлении, способный выдерживать давление 140 кг/см2. Данный робот предназначен для того, чтобы работать там, куда не может добраться человек.

С помощью видеокамеры он передает изображение на поверхность, прямо в рубку управления платформой.

Сам бур собирается из секций длиной 28 метров, состоящих из железных труб. Количество секций для каждой буровой платформы ограничено ее техническими характеристиками.

Например, EVA-4000 может провернуть и удержать бур, состоящий из 300 секций. Это позволит пробурить скважину глубиной 9,5 км.

Бур опускается в воду со скоростью 60 секций в час.

После того как буровая коронка достигнет нефтяного пласта, бур поднимают, а скважину запечатывают, чтобы избежать выброса нефти в воду. Для этого на дно опускают специальное противовыбросовое оборудование или превентор.

Специальная контрольная аппаратура, расположенная на превенторе, следит за просачиванием нефти из скважины.

После того как месторождение нефти обнаружено и разведано, платформа, с которой велась разведка, перемещается в другое место.

А ее место занимает буровая вышка, предназначенная для добычи, хранения и отгрузки нефти в танкеры. Буровая вышка, благодаря своей конструкции, может целые десятилетия стоять на якоре, невзирая на любые погодные условия.

Читать:  Геотермальная энергетика — электростанции на вулкане

Нефтедобыча уходит на глубину

Долгое время нерешенной была задача удержания морских платформ на глубине, превышающей сотни метров.

Дело в том, что во время шторма всегда существовала угроза, что установку сорвет с якорей. Задачу решил морской инженер Эд Хартон, который использовал для этого свой опыт службы на подводной лодке.

Он разработал оригинальную конструкцию буровой платформы, состоящей из цилиндра огромной высоты и большого диаметра, к которому крепится буровая палуба.

Под водой цилиндр простирается до глубины 200 метров, к морскому дну он крепится системой свай, каждая из которых погружается в морское дно на 60—70 метров.

Платформы такой конструкции стали называться Spar. Первой в мире буровой платформой типа Spar стала установка системы «Нептун».

Именно с нее начался новый этап развития морских глубоководных платформ.

Сегодня платформы типа Spar являются основным видом нефтяных платформ, предназначенных для добычи нефти с большой глубины. Самой глубоководной платформой является установка Perdido компании Shell, расположенная в Мексиканском заливе. Она работает на глубине 2 450 метров.

Оставить эмоцию

НравитсяТронулоХа-ХаОгоПечальЗлюсь

Энергетика     7834      

Поддержите проект Мир Знаний, подпишитесь на наш канал в Яндекс Дзен

Источник: http://mir-znaniy.com/kak-ustroena-neftyanaya-platforma/