Тема дипломной работы: Оснащение комплекса бурового оборудования усовершенствованным плашечным превентором

В работе рассмотрены виды существующего бурового оборудования. А также опасные факторы при его эксплуатации.

Статистика объектов нефтегазодобычи показывает, что основными видами происходящих ежегодно аварий являются газонефтяные выбросы и фонтаны, взрывы и пожары – 57% от общего количества инцидентов. Открытые газовые и нефтяные фонтаны, возникающие при бурении скважин, представляют собой наиболее сложные аварии в нефтегазовой промышленности. Их появление не только нарушает процесс строительства скважины, но и приводит к значительному экономическому и экологическому ущербу.

Известные превенторы недостаточно универсальны для разных типов плашек.

При применении универсальных плашек не обеспечивается надежная фиксация и герметизация на всех применяемых бурильных трубах. Кроме того, превенторы часто имеют сложную конструкцию в части гидропривода с узлом фиксации.

Целью выпускной квалификационной работы является универсализация превентора для применения всех типов плашек (трубных, глухих, универсальных, срезных), повышение надежности и упрощение конструкции.

Модернизированный превентор (Чертеж лист 4) работает следующим образом. Пpи подаче давления в полость Б (при этом полость В соединена на слив) второй поршень 7 кольцом 16 давит на дополнительный поршень 12 и вместе с ним перемещает шток 5 с плашкой 2 к бурильной трубе 24 с двух сторон. При этом первый поршень 6 давлением в полости Б и пружиной 14 поджат своим коническим скосом на торце конического выступа 17 к ответному коническому скосу на торце запирающих элементов 8, которые от раздвижения наружу ограничены запорным кольцом 9, поджатым к ним пружинами 21, а противоположными торцами запирающие элементы 8 упираются в опорное кольцо 19. При дальнейшем продвижении второго поршня 7 запорное кольцо 9 входит в выточку втулки 10 до упора и останавливается, запорные элементы 8 освобождаются своей конической поверхностью от запорного кольца 9 и при последующем продвижении второго поршня 7 со штоком 5 самоподжимаются пружинами к запорному коническому бурту 11 втулки 10. В то же время первый поршень 6 под действием давления и пружины 14 также разжимает наружу запорные элементы 8 и входит коническим выступом 17 во внутреннюю коническую поверхность 18 запорных элементов 8 до тех пор, пока резина плашек 2 не уплотнит трубу 24 под действием усилия второго поршня 7, действующего через кольцо 16 и дополнительный поршень 12 на шток 5 и плашку 2. При этом первый поршень 6 заклинивает запорные элементы 8 своим коническим выступом 17 под действием давления в полости Б на площадь поршня 6 и пружины 14.

При снятии давления в полости Б и отсутствии давления в полости В поршень 6 своим коническим выступом 17 удерживает в заклиненном положении запорные элементы 8, упирающиеся своей наружной конической поверхностью 23 в запирающий конический бурт 11 втулки 10 и удерживающие через опорное кольцо 19 и шток 5 в прижатом с усилием к трубе 24 положении плашку 2. Дополнительно первый поршень 6 удерживается в заклиненном положении пружиной 14.

При нахождении в скважине бурильной трубы 24 наименьшего применяемого диаметра второй поршень 7 перемещается в цилиндре 4 дополнительно еще на ход фиксации, обеспечивающий надежное уплотнение трубы резиной плашки 2, при этом дополнительно смещаются запорные элементы 8 по удлиненному запирающему коническому бурту 11 втулки 10, а первый поршень 6 своим коническим выступом 17 дополнительно входит во внутреннюю коническую поверхность 18 запорных элементов 8, обеспечивая фиксацию плашки 2 в прижатом с усилием положении к трубе 24.

Таким образом, обеспечивается надежное поджатие и фиксация плашек 2 превентора к бурильным трубам различного диаметра.

В результате модернизации конструкции превентора были получены следующие преимущества при его эксплуатации:

- универсальность при работе с различными типоразмерами колонн труб и опорных фланцев устьевых арматур;

- высокая надёжность в работе;

-качественная герметизацию колонны труб;

- высокая безопасность проведения работ на устье наклонных скважин при возникновении НГВП;

- удобство в работе;

- расширение технологических возможностей;

- сокращение продолжительности ремонта скважины СВН;

- герметичность устройства в случае выброса пара при температуре до плюс 300°С.

За основу предлагаемого решения было авторское свидетельство №2019681.
Рассматриваемый в выпускной квалификационной работе превентор, недостаточно универсален для разных типов плашек. Например, при применении универсальных плашек не обеспечивается надежная фиксация и герметизация на всех применяемых бурильных трубах. Кроме того, превентор имеет сложную конструкцию в части гидропривода с узлом фиксации.
В эксплуатации превенторы имеют разные конструкции в зависимости от типа применяемых плашек. Например, с трубными и срезными плашками превенторы имеют однопозиционный механизм фиксации плашек в закрытом положении; с универсальными плашками - многопозиционный механизм фиксации; со срезными плашками - гидропривод, развивающий достаточное усилие для перерезания всех типоразмеров применяемых бурильных труб. По технологии бурения на одной скважине устанавливают плашечные превенторы нескольких типов.
Известные превенторы недостаточно универсальны для разных типов плашек. Например, при применении универсальных плашек не обеспечивается надежная фиксация и герметизация на всех применяемых бурильных трубах. Кроме того, превенторы имеет сложную конструкцию в части гидропривода с узлом фиксации.
Целью выпускной квалификационной работы является универсализация превентора для применения всех типов плашек (трубных, глухих, универсальных, срезных), повышение надежности и упрощение конструкции.
Указанная цель достигается тем, что превентор, имеющий корпус, плашки, крышки, гидроцилиндры с узлом фиксации плашек превентора с гидроприводом, состоящим из штока, первого поршня, расположенного на штоке, второго поршня, концентрично установленного вокруг первого поршня в цилиндре, элементов уплотнения, запорных элементов, запорного кольца, пружин между кольцом и вторым поршнем, запирающего конического бурта, снабжен дополнительным поршнем, закрепленным на конце штока, опорным кольцом, установленным на штоке, и втулкой, выполненной с удлиненным запирающим коническим буртом на внутренней поверхности, установленной в крышке и взаимодействующей с цилиндром, при этом дополнительный поршень взаимодействует с внутренней поверхностью и буртом второго поршня и подпружинен относительно первого поршня в осевом направлении, а запорные элементы выполнены подпружиненными один относительно другого и самоподжимающимися к удлиненному запирающему коническому бурту втулки и запорному кольцу, установлены свободно относительно штока и контактируют с опорным кольцом штока.
Второй поршень имеет цилиндрический выступ, на наружной поверхности которого установлено запорное кольцо.
Втулка имеет цилиндрическую выточку с торца, равную длине запорного кольца и взаимодействующую с ним по торцу.
Дополнительный поршень имеет дроссельные отверстия, соединяющие полости первого и второго поршней.