Бұрғылау жабдықтарын жобалау негіздері

1.

Қ.Жұбанов атындағы Ақтөбе өңірлік
университеті
Техникалық факультет
“Мұнай - газ ісі” кафедрасы
«Мұнай -газ ұңғымаларын жобалау» пәні
Лекция № 10
Бұрғылау жабдықтарын
жобалау негіздері
Ақтөбе,2025ж

2.

Бұрғылау жабдықтарын жобалау – мұнай
және газ ұңғыларын бұрғылау процесінде
қолданылатын құралдар мен жабдықтарды
әзірлеудің маңызды кезеңі. Бұл процесс
геологиялық жағдайларды, бұрғылау
талаптарын, қауіпсіздік ережелерін,
экономикалық тиімділікті және басқа да
маңызды факторларды ескере отырып
жүргізіледі. Дұрыс жобаланған бұрғылау
жабдықтары бұрғылау жұмыстарының
тиімділігін, қауіпсіздігін және сенімділігін
қамтамасыз етеді.

3.

Бұрғылау жабдықтарын жобалаудың негізгі
принциптері:
1.Бұрғылау жағдайларын ескеру:
Геологиялық жағдайлар: Тау жыныстарының беріктігі,
қабаттардың қысымы, температурасы, химиялық құрамы
және басқа да геологиялық факторлар жабдықтарды
жобалау кезінде ескерілуі керек.
Ұңғыманың түрі мен тереңдігі: Тік, көлбеу, горизонталь
немесе көп оқпанды ұңғымалар үшін жабдықтардың
конструкциясы әртүрлі болуы мүмкін. Ұңғыманың тереңдігі
жабдықтардың беріктігін, қуатын және сенімділігін
анықтайды.
Бұрғылау технологиясы: Роторлық, турбиналық, винттік
немесе басқа да бұрғылау әдістері жабдықтарды таңдауға
әсер етеді.

4.

2.Функционалдылық талаптары:
Бұрғылау процесін қамтамасыз ету: Жабдықтар тау
жыныстарын бұрғылау, бұрғылау ерітіндісін
циркуляциялау, ұңғыманы бекіту және басқа да
бұрғылау операцияларын жүргізу үшін қажетті
функцияларды орындау керек.
Дәлдік және басқарылатындық: Жабдықтар
бұрғылау траекториясын дәл бақылауға және қажетті
бағытқа ауытқуға мүмкіндік беруі керек.
Өнімділік және тиімділік: Жабдықтар бұрғылау
жұмыстарын тез және тиімді жүргізуге мүмкіндік
беруі керек.

5.

3. Қауіпсіздік талаптары:
Авариялардың алдын алу: Жабдықтар авариялық
жағдайлардың алдын алуға арналған жүйелермен
жабдықталуы керек.
Қысымға төзімділік: Жабдықтар жоғары қысым
жағдайында жұмыс істей алуы керек.
Жарылыс қаупінің алдын алу: Жабдықтар
жарылыс қаупін болдырмауға арналған
конструкцияға ие болуы керек.
Жұмысшылардың қауіпсіздігі: Жабдықтар
жұмысшылардың қауіпсіздігін қамтамасыз ететіндей
жобалануы керек.

6.

4. Сенімділік талаптары:
Ұзақ мерзімді жұмыс істеу: Жабдықтар
ұзақ уақыт бойы сенімді жұмыс істей
алуы керек.
Тозуға төзімділік: Жабдықтар тозуға
төзімді материалдардан жасалуы керек.
Техникалық қызмет көрсетуге
қолайлылық: Жабдықтар техникалық
қызмет көрсету және жөндеу үшін
ыңғайлы болуы керек.

7.

5. Экономикалық талаптар:
Құны: Жабдықтардың құны олардың
техникалық мүмкіндіктеріне және
өнімділігіне сәйкес келуі керек.
Пайдалану шығындары: Жабдықтарды
пайдалану шығындары (отын, энергия,
техникалық қызмет көрсету) барынша
азайтылуы керек.
Тиімділік: Жабдықтардың тиімділігі мен
жұмыс істеу мерзімі оның экономикалық
тиімділігін анықтайды.

8.

6. Экологиялық талаптар:
Қоршаған ортаға зиян келтірмеу: Жабдықтар
қоршаған ортаға зиян келтірмеу үшін
экологиялық таза материалдардан жасалуы
керек.
Ластанудың алдын алу: Жабдықтар
ластанудың алдын алуға арналған жүйелермен
жабдықталуы керек.
Қалдықтарды кәдеге жарату: Жабдықтардан
шыққан қалдықтарды дұрыс кәдеге жаратуға
арналған жүйелер қарастырылуы тиіс.

9.

Бұрғылау жабдықтарының негізгі түрлері:
Бұрғылау қондырғылары: Бұрғылау тізбегін көтеру,
айналдыру және бұрғылау процесін басқаруға арналған.
Бұрғылау тізбегі: Долотоны бұрғылау қондырғысымен
байланыстыратын құбырлар, қалыптастырушылар және басқа
да элементтер.
Қашаулар: Тау жыныстарын бұрғылауға арналған кескіш
құрал.
Бұрғылау ерітіндісінің жүйесі: Бұрғылау ерітіндісін
дайындау, циркуляциялау және тазартуға арналған жабдықтар.
Ұңғыманың сағасын жабдықтау: Ұңғыманың аузын бекіту
және бұрғылау процесін бақылауға арналған жабдықтар.
Бағыттау жүйелері: Ұңғыманың траекториясын бақылауға
және бұрғылау бағытын өзгертуге арналған жабдықтар.
Қауіпсіздік жабдықтары: Авариялық жағдайлардың алдын
алу және жоюға арналған жабдықтар.

10.

Бұрғылау жабдықтарын жобалау – бұл
күрделі және көп аспектілі процесс, ол
жоғары білікті инженерлердің қатысуын,
заманауи технологияларды және
нормативтік талаптарды сақтауды қажет
етеді. Дұрыс жобаланған жабдықтар
бұрғылау жұмыстарының тиімділігін,
қауіпсіздігін және сенімділігін
қамтамасыз етеді.

11.

Бұрғылау мұнарасы (БМ) – тәлді
мезанизмді, ТКО механизациялау
құрылғыларын монтаждау және
бұрғылау тізбектерін орнату үшін
арналған. Сенімділік және беріктік –
бұл бұрғылау мұнараларына қойылатын
негізгі талаптар. Сонымен қатар сапасы
мұнараның жеңілдігімен сәйкес келуі
керек. Бұл үнемділік жоғарылатып,
мұнара монтажы жұмыстарын
жылдамдатады.

12.

БМ келесі негізгі параметрлері
бойынша сипатталады:
-жүккөтергішітігі;
-металлоқұрылымының биіктігі;
-дүкеннің сыйымдылығы (тізбек үшін);
-жоғарғы және төменгі негіздердің
өлшемі;
-тізбектің ұзындығы және еденнен
жоғарғы жұмысшы балконына дейінгі
арақашықтық;
-мұнара салмағы.

13.

БМ таңдау кезінде анықтаушы параметрі оның
берілген тәл жүйесінің жабдықталуындағы және
бұрғылау тереңдігі аралығындағы жүккөтергішітігі
болып табылады.
Жүктеменің мөлшері МЕСТ 16293-82 бойынша
ілмекке рұқсат етілген жүктемеге сәйкес келуі тиіс.
Сонымен қатар тәлді арқанның жүрісті және өлі
ұштарының тартылуы ескеріледі.
МЕСТ 12.2.041-79 сәйкес мұнараның биіктігі тәлді
блоктың көтерілуін шектейтін қондырғыны
орнататын биіктік қорын ескере отырып, тәлді
блокты максимал жылдамдықта көтеру кезінде
қауіпсіз жұмыс істеуді қаматмасыз етуі керек.

14.

БМ есептеу кезінде оған түсетін жүктемені
келесідей бөледі:
- тұрақты;
- пайдаланушы;
- желдік.
БМ шектік жағдайымен сипатталады:
- көтеру қасиетін жоғалтуы (бұзылуға немесе
БМ тұрақтылығын жоғалтуға алып келетін
жүктеме)
- деформациясы бойынша (БМ беріктігі мен
тұрақтылығы сақталған, бірақ әрі қарай
қолдануға болмайды) .

15.

Тұрақты жүктемелерге жататындар:
- мұнара салмағы
Gм= 0,15 Ркр
- кронблок салмағы
Gкб = 0,015 Ркр;
- тәл жүйесінің қозғалмалы бөілігінің салмағы
Gтж=0,04 Ркр;
Gжалпы= 0,03 Ркр – балкондар, сатылар, тіреулер
және басқа да құрылымдардың салмағы.

16.

Бұрғылау мұнарасының жүк
көтергіштігін номинальдық және
максимальдық деп екіге бөледі.
Номинальдық жүк көтергіштігі немесе
ілмектегі жүктеме, жабдықтардың
бірқалыпты ұзақ мерзімді жұмыс
жағдайына сәйкес келетін ең ауыр бұрғы
немесе шегендеу тізбегінің салмағына
тең.

17.

Ол берілген өлшем бірліктеріндегі құбырлар
тізбегімен шекті бұрғылау тереңдігін белгілейді
және бұрғылау қондырғысының көтеру бөлігінің
қосылыстары мен тетіктерін оларға әсер ететін
динамикалық күштерді ескеріп есептеу үшін
қолданылады. Кейде, өте ауыр шегендеу тізбектерін
түсіру, ұсталып қалған бұрғылау немесе шегендеу
тізбектерін босатып шығару және сол сияқты басқа
да жағдайларда бұрғылау қондырғысына қысқа
мерзімді аса жоғары шамада күш түсуі мүмкін.

18.

Сол себептен бұрғылау қондырғысының
жабдықтары беріктігін жоғалтпай қабылдай
алатын ең жоғары жүктемені анықтау қажет.
Бұл
жүктеме
бұрғылау
қондырғысы
ілмегіндегі шекті мүмкіндік жүк салмағын
белгілейді және қондырғының көтеру
бөлігінің
жабдықтары
мен
тетіктерін
статикалық беріктікке есептегенде ескеріледі.