Бурова установка () — комплекс машин і механізмів, призначений для буріння, кріплення свердловин (на нафту, природний газ, воду), а також шахтних стовбурів.

Класифікація Розвиток класифікацій

У прийнятій у 1959 р. в нашій країні галузевій нормалі Н900-59 передбачалось п'ять класів бурових установок для експлуатаційного і глибокого розвідувального буріння, які відрізнялися за номінальною вантажопідйомністю (50, 75, 125, 200 і 300 т) та іншими параметрами. Наступна нормаль Н900-66 містила зміни і доповнення до попередньої. У цих стандартах виділяється головний параметр, який найбільш повно характеризує експлуатаційні можливості бурової установки — номінальна вантажопідйомність, значення якої наводилося в шифрі бурової установки (наприклад, БУ80БрД або Уралмаш 125БД). На основі нормалі Н900-66 був розроблений і діяв ГОСТ 16293-70, на заміну якому введено ГОСТ 16293-82.

У ГОСТ 16293-70 представлені дев'ять класів бурових установок, що розрізняються за максимальним навантаженням на гаку та за умовною глибиною буріння свердловини, яка визначається виходячи з маси 1 м бурильної колони, що дорівнює 30 кг. У ГОСТ 16293-70 до шифру бурової установки замість номінальної вантажопідйомності була внесена умовна глибина буріння (наприклад, БУ2500ДГУ або БУ3000БД).

До наступного ГОСТ 16293-82 включено одинадцять класів бурових установок, головними параметрами яких є допустиме навантаження на гаку та умовний діапазон глибин буріння. У шифрі бурових установок вказувалось допустиме навантаження на гаку і умовна глибина буріння (наприклад, БУ1600/100ЭУ). До числа важливих властивостей, що вказувались у шифрі бурової установки, належать тип силового приводу (Д — дизельний, ДГ — дизель-гідравлічний, ДЭР– дизель-електричний регульований, Э– електричний на змінному струмі, ЭП — електричний на постійному струмі та ін.) та монтажна здатність бурової установки (У — універсальна монтажна здатність).

До ГОСТ 16293-89 включено дванадцять класів бурових установок, головними параметрами яких є допустиме навантаження на гаку та умовний діапазон глибин буріння.

Сучасний стан Бурові установки і їх тип безперервно удосконалюється з тим, щоб найкращим чином відповідати умовам буріння на суші і на морі в різних регіонах світу. Тепер використовують такі основні типи бурових установок:

наземні бурові установки; Наземні бурові установки використовують для буріння на суші в різних регіонах світу. Невеликі наземні установки монтуються на базі тягача або вантажного автомобіля, який пересувається з місця на місце автономно без демонтажу самої установки. Вишки великих розмірів підлягають демонтажу і перевозяться в розібраному вигляді на тягачах або великовантажних автомобілях. Існують також невеликі установки спеціального призначення, які перевозять з допомогою вертольотів. бурові установки на морських платформах монтують на видобувних платформах і їх використовують для буріння і проведення спеціальних робіт у видобувних свердловинах. Загальна кількість свердловин, яка може бути пробурена з однієї платформи, залежить від продуктивності свердловин, фільтраційно-ємнісних властивостей пласта і розмірів покладу і, як правило, не перевищує 40-50 свердловин. В більшості випадків бурова вишка знаходиться постійно на платформі, хоча може бути і демонтована, і замінена спеціальним обладнанням для проведення робіт у свердловинах після того як пробурені всі свердловини. бурові баржі являють собою судна, дно яких використовують як основу для бурової вишки. Бурові баржі буксируються до місця призначення і занурюються на дно з допомогою баласту до проведення бурових робіт. Подібні бурові установки використовують в болотистих районах або на мілководді. напівзанурені бурові установки Напівзанурена бурова установка являє собою плавучу конструкцію, яку використовують для буріння при глибинах моря від 60 до 250 м залежно від терміну експлуатації, типу і специфікації установки. Вона транспортується з одного місця буріння на інше самостійно або за рахунок системи гребних гвинтів. Більшість напівзанурених установок закріплюють на місці передбачуваного буріння ланцюгами або тросами для забезпечення стабільного положення при бурінні. Деякі сучасні установки обладнані системою динамічного позиціювання, яка заснована на системі рушіїв і точної навігації, що дозволяє підтримувати точне положення установки при бурінні. Системам динамічного позиціювання часто віддається перевага при бурінні на великих глибинах, де постановка на якір може вимагати значних витрат часу і засобів.

самопіднімальні бурові установки. Самопідіймальна бурова установка являє собою конструкцію, яка опирається на дно опорними колонами і її використовують для буріння при глибинах моря від 20 до 120 м. Самопідіймальну бурову установку спочатку буксирують до місця передбачуваного буріння в плавучому стані, після чого ноги платформи опускаються і затискаються в морське дно, забезпечуючи стабільне положення платформи при бурінні. Самопідіймальні установки можуть використовувати як допоміжні судна, які розміщують поряд з основною стаціонарною платформою. В цьому випадку бурова вишка насувається на основну платформу і буріння проводять через отвір в стаціонарній платформі. бурові судна являють собою рухомі бурові установки з великою вантажопідйомністю. Судна здатні перевозити велику кі-лькість матеріалів, основного обладнання, внаслідок чого вони застосовуються у віддалених акваторіях, де використання допоміжних суден з метою постачання пов'язане з великими витратами. Бурові судна широко використовують при глибоководному бурінні.

Бурові установки для розвідки родовищ корисних копалин, розробки родовищ нафти, газу, підземних вод і глибинних геологічних досліджень за способом монтажу і транспортування розділяють на розбірні (стаціонарні) і нерозбірні. Розбірні бурові установки призначені для спорудження свердловин завглибшки 2000—10000 м. Нерозбірні бурові установки, розділяють на самохідні і несамохідні. Самохідні бурові установки постійно змонтовані на транспортному засобі (автомашині, тракторі, самохідній буровій основі, буровому судні). Несамохідні бурові установки перевозяться на транспортному засобі, що не має двигуна.

Згідно з чинним ГОСТ 16293-89 виділяють одинадцять класів бурових установок, головними параметрами яких є допустиме навантаження на гак і умовний діапазон глибин буріння. Відповідно в шифрі нових бурових установок вказують допустиме навантаження на гак і умовну глибину буріння (наприклад, БУ1600/100ЕУ). До числа важливих розрізняючих ознак, що вказуються в шифрі бурової установки, належать тип силового приводу (Д — дизельний, ДГ — дизель-гідравлічний, ДЕР — дизель-електричний регульований, Е — електричний на змінному струмі, ЕП — електричний на постійному струмі і ін.) і монтажоздатність бурової установки (У — універсальна монтажоздатність).

Класифікація бурових установок згідно з ГОСТ 16293-89

Основним параметром бурових установок є вантажопідйомність, котра визначає конструкції й характеристики бурового та енергетичного обладнання, що входить до її складу.

Існуючим стандартом для глибокого розвідувального й експлуатаційного буріння обертовим способом передбачено випуск бурових установок вантажопідйомністю 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000 кН.

Світова промисловість випускає бурові установки для буріння свердловин завглибшки від 1250 до 16000 м.

За призначенням бурові установки поділяються на

– установки для буріння та ремонту глибоких свердловин на нафту і газ;

– установки для геологорозвідувального та структурного (структурно-пошукового) буріння.

За конструктивним виконанням бурові установки поділяються на

– стаціонарні крупно- і дрібноблочні;

– блочно-модульні;

– кущові;

– пересувні і мобільні.

За комплектністю бурові установки поділяються на

– установки звичайного виконання;

–установки північного виконання.

Бурові установки для глибокого буріння (БУ) та набори бурового обладнання (НБО), призначені для буріння глибоких нафтових і газових свердловин завглибшки від 2500 до 8000 м з наступними приводами основного обладнання

– дизельним (Д);

– дизель-гідравлічним (ДГ);

– електричним змінного струму (Э);

– регульованим (тиристорним) електроприводом постійного струму (ЭР) з живленням від промислових електромереж;

– з живленням від автономних дизель-електричних станцій (ДЭ).

Установки ДГУ і ЭУ мають універсальні монтажно-транспортні якості і в залежності від призначення перевозяться великими блоками на спеціальних транспортних засобах (ваговозах), секціями (модулями) на трейлерах і агрегатами транспортом загального призначення.

Установки кущові (К) призначені для буріння свердловин на ґрунтах з низькою несучою здатністю, переміщують блоками в межах куща за допомогою спеціальних пристроїв, що входять до комплекту поставки.

Установки блочно-модульні (БМ) забезпечують підвищену мобільність за рахунок спеціального конструктивного виконання блоків заводської зборки. У шифрі бурових установок перше число означає умовну глибину буріння (ГОСТ 16293), друге число — допустиме (максимальне) навантаження на гаку, тс, букви і цифри після тире — варіанти приводу та виконання.

Приклад маркування бурових установок для глибокого буріння. 1. Стаціонарні крупно-і дрібноблочні бурові установки: БУ 2900/175 ДЭР-П; БУ 3200/200 ЭУ; БУ 3200/200ДГУ; НБО-Д; НБО-Э; БУ 5000/320 ДГУ; БУ 5000/320 ЭР; БУ 5000/320 ЭР-0; БУ 5000/450 ЭР-Т; БУ 6500/400 ЭР; БУ 8000/500 ЭР. 2. Блочно-модульні бурові установки: БУ 3900/225 ЭК-БМ; БУ 3900/200 ЭК-БМ; БУ 4000/250ЭК-БМ. 3. Кущові бурові установки: БУ 3200/200 ЭУК; БУ 3200/200-3МА ЭУК; БУ 5000/320 ЭУК-Я. 4. Мобільні бурові установки: ZJ 40/2250 DB. Маркування стаціонарних установок російського виробництва для глибокого буріння завглибшки до 7000 м: БУ-320-ДС, БУ-320-ДЭС, БУ-450-ДС, БУ-450-ДЭС, 3Д-86. Кущові установки БУ-225-ДЭК, БУ-320-ДЭК.

Склад бурових установок

До складу бурової установки у загальному випадку можуть входити такі вузли: бурові споруди (бурова вежа, основа, укриття); бурові механізми (бурова лебідка, обертальний або обертально-подаючий механізм); енергетичне обладнання (двигуни внутрішнього згоряння, дизель-генераторна станція, перетворювачі енергії, електро-, гідродвигуни); обладнання для роботи з рідкими, газорідинними і газоподібними очисними агентами (буровий насос, компресор, резервуар, машини і механізми для приготування, очищення і обробок бурових агентів, трубопроводи, бурові шланги і вертлюг); обладнання і буровий інструмент для механізації спусково-підіймальних операцій (ключі, клинові захвати, елеватори, спайдери); противикидне обладнання; система управління бурової установки і контрольно-вимірювальні прилади.

До допоміжних органів належать:

- бурові споруди, призначені для розміщення практично всіх вузлів і механізмів;

- органи монтажу та демонтажу, що дозволяють виконувати механізацію операцій монтажу бурової установки;

- транспортна база, що передбачає можливість транспортування як установки в цілому, так і її окремих блоків-модулів;

- система життєзабезпечення, призначена для створення безпечних, комфортних умов праці.

Органи інформації представлені інформаційно-вимірювальною системою контролю процесу буріння і роботи механізмів бурової установки, що включає датчики і засоби відображення інформації.

Опис обладнання Сучасні бурові установки підрозділяються на наступні складові частини (рисунок):

- бурове обладнання (талевий механізм, насоси, лебідка, вертлюг, ротор, привод, дизель-електричні станції, пневмосистема);

- бурові споруди (бурова вежа, основа бурової установки, складально-розбірні, каркасно-панельні сховища);

- обладнання для механізації трудомістких робіт (регулятор подачі долота, механізм для автоматизації спуско-підіймальних операцій, пневматичний клиновий захват для труб, автоматичний буровий ключ, допоміжна лебідка, пневморозкріплювач, крани для ремонтних робіт, пульт контролю процесів буріння, пости управління);