Мобильная автономная насосная установка с системой очистки бурового раствора

Установка насосная автономная с системой очистки бурового раствора УН-16/20 предназначена для подачи бурового раствора под давлением в скважину с целью привода забойного двигателя и обеспечения циркуляции, а также для очистки раствора в процессе бурения.

Установка насосная автономная

Установка насосная автономная представляет мобильный комплекс технологического оборудования, который обеспечивает подачу в скважину бурового раствора под давлением и последующую очистку его от выбуренной породы.

Из условий удобства транспортирования установка выполнена в виде двух блоков, в которых технологическое оборудование смонтировано на платформе полуприцепов-тяжеловозов и закрыто мягким тентовым укрытием.
Оба блока насосной установки распологаются на площадке у устья скважины.

Блок очистки соединятся следующими технологическими коммуникациями:

  • с воронкой на устье скважины — металлическим трубопроводом или рукавом с углом уклона в сторону блока не менее 15°;
  • с насосным блоком резиновым рукавом на линии всасывания подпорного насоса и двумя трубопроводами — на линии пусковой задвижки и линии сброса с предохранительного клапана бурового насоса.

Насосный блок соединятся с устьем скважины рукавом или трубопроводом. Оба блока должны быть установлены на выкладки до заполнения емкостей и трубопроводов буровым раствором.

Установка насосная автономная
Установка насосная автономная

Характеристики

Максимальная производительность, л/сек

16

Максимальное давление, МПа

20

Количество блоков в установке

2

Полезный объём технологической жидкости, м3

18

Пропускная способность по виброситу, л/с, не менее

20

Пропускная способность по гидроциклону, л/с, не менее

20

Наименьший размер удаляемых частиц, мм

0,06

Установленная электрическая мощность, кВт, не более

60

Полная сухая масса, кг:
- насосного блока

28 000

- блока очистки

23 000

Габаритные размеры блоков в транспортном положении, мм:
- длина

12 700

- ширина

3 000

- высота

4 300

Описание составных частей установки, их назначение и работа приведены ниже в технологической последовательности.

Блок очистки бурового раствора состоит из следующих составных частей:

  • трехсекциопная емкость;
  • вибросито;
  • гидроциклонный пескоотделитель;
  • шламовый насос;
  • поплавковый клапан;
  • трубопровод напорный;
  • трубопровод всасывающий;
  • рекуперативный воздухонагреватель;
  • электрощит;
  • полуприцеп-тяжеловоз;
  • тентовое укрытие.

Блок очистки выполняет функцию приёма бурового раствора из скважины и очистку его от выбуренной породы.

Трёхсекционная ёмкость состоит из отсеков, два из которых имеют высоту 0,9 м и объём 4,5 м каждый, а третий — высоту 1,6 м и объём 9 м3. Конструкция ёмкости с разновысокими отсеками принята исходя из технологических особенностей процесса очистки раствора и позволяет сочетать относительно небольшую высоту растворослива с возможностью иметь необходимый запас бурового раствора на случай непредвиденных осложнений в процессе бурения. Два одинаковых отсека разделены переливной перегородкой с шиберным затвором, а третий высокий отсек соединен с соседним отсеком переливным трубопроводом с поплавковым клапаном и перепускным трубопроводом с шиберной заслонкой.

Ступени очистки бурового раствора

1. Вибросито типа СВ-1Л-02 установлено на технологической ёмкости над первым отсеком и предназначено для очистки бурового раствора от частиц выбуренной породы размером не менее 2,0 мм. Оно является первой ступенью очистки бурового раствора. Вибросито типа СВ-1 Л-02 рекомендуется изготовителем для применения в циркуляционных системах установок для капитального ремонта скважин и при зарезке вторых стволов. По желанию Заказчика блок очистки может комплектоваться виброситом позволяющим удалять более мелкие частицы выбуренной породы.

Очищенный на вибросите раствор стекает в первый отсек технологической ёмкости, а шлам по наклонному лотку удаляется за пределы блока, где собирается в контейнеры с последующим вывозом на полигон для утилизации. Буровой раствор, заполнив первый отсек до уровня переливной перегородки, начинает перетекать во второй отсек.

2. Второй ступенью очистки является гидроциклонный пескоотделитель, который установлен над вторым отсеком технологической ёмкости. Буровой раствор забирается из второго отсека емкости шламовым насосом с помощью всасывающего трубопровода и по напорному трубопроводу подаётся во входной патрубок гидроциклона под давлением 0,2-0,3 МПа. В гидроциклоне происходит отделение частиц шлама размером не менее 0,06 мм. Очищенный раствор по трубопроводу сливается в третий отсек технологической ёмкости. Выгрузка шлама производится через песковую насадку гидроциклона и съёмный лоток на откидной лоток вибросита, откуда шлам сбрасывается в контейнер-шламосбориик. На первых образцах установок применялся пескоотделитель ПГ-60 (пр-во г.Отрадный). При необходимости возможна установка пескоотделителя обеспечивающего отделение частиц шлама размером не менее 0,04 мм.

Шламовый насос предназначен для подачи бурового раствора, прошедшего очистку на вибросите, в гидроциклонный пескоотделитель. Насос установлен на платформе полуприцепа. Насос центробежный с боковым подводом перекачиваемой жидкости. Его основные детали изготовлены из износостойких и коррозионостойких материалов. Отводящий патрубок направлен вертикально вверх. Производительность насоса принята несколько больше, чем требуется для работы установки и при необходимости, она может быть отрегулирована с помощью задвижки на напорном трубопроводе. После задвижки на напорном трубопроводе шламового насоса установлен манометр.

Вокруг насоса предусмотрены проходы, достаточные для осуществления обслуживания и ремонта. Площадка, на которой установлен насос, снабжена ограждениями, а для подъёма на неё имеется лестница.

На первых установках установлен распространенный шламовый насос 6Ш8-2. В настоящий момент отрабатываеться значительно более надежный насос, имеющий твердосплавный сальниковый узел и не уступающий по своим характеристикам лучшим мировым образцам.

Поплавковый клапан предназначен для предотвращения переполнения второго отсека технологической ёмкости и защиты окружающей среды от попадания в неё бурового раствора.

Поплавковый клапан состоит из корзины и расположенного в ней поплавка из пенополиуретана или другого материала с удельным весом меньше единицы. Поплавок свободно лежит на дне корзины. В центре его имеется отверстие, в которое входит вертикальный направляющий штырь, приваренный в центре дна корзины.Корзина закреплена в верхней части второго отсека технологической ёмкости под отводом переливного трубопровода.

При этом поплавок должен быть расположен по оси вертикального участка переливного трубопровода.
Клапан работает следующим образом: при заполнении ёмкости буровым раствором поплавок, под действием выталкивающей силы, всплывает и прижимается к торцу переливной трубы, перекрывая её сечение. Таким образом, переток раствора из третьего отсека во второй прекращается. Как только уровень раствора во втором отсеке понижается в результате работы шламового насоса, поплавок под действием собственного веса опускается в исходное положение, открывая проходное сечение трубы, и раствор снова переливается из третьего отсека во второй до его заполнения и закрытия клапана.

Рекуперативный воздухонагреватель РВ-40(ж) предназначен для обогрева трёхсекционной ёмкости и силовой установки насосного блока перед запуском в холодное время года. В качестве топлива используется солярка.
Переключение подачи горячего воздуха производится шиберами, установленными на воздуховоде.
Трубопровод напорный предназначен для подачи бурового раствора в гидроциклонный пескоотделитель.
Трубопровод имеет задвижку для регулирования подачи, манометр для контроля давления в пескоотделителе и быстросборное соединение для подключения рукава при опорожнении ёмкости или её промывке.
Трубопровод всасывающий предназначен для подачи бурового раствора из ёмкости в шламовый насос.
Трубопровод имеет два поворотных затвора и быстроразборное соединение для подключения рукава от автоцистерны при заполнении ёмкости.

Электрощит выполнен в виде металлического шкафа с размещёнными внутри пускателями и тепловыми реле, и расположенными на передней панели кнопочными выключателями для запуска электродвигателей шламового насоса и вибросита.

Электрощит установлен на ёмкости и подключен кабелем к дизельному электроагрегату насосного блока.

Блок насосный состоит из следующих составных частей:

  • насос буровой;
  • силовая установка;
  • коробка передач;
  • карданный вал;
  • пневмокомпенсатор;
  • клапан предохранительный;
  • манифольд нагнетательный;
  • насос подпорный;
  • трубопровод пусковой;
  • трубопровод сброса с клапана предохранительного;
  • пульт управления;
  • топливный бак;
  • дизельный электроагрегат;
  • щит электрический;
  • лестницы;
  • полуприцеп-тяжеловоз.

Блок насосный выполняет функцию закачки бурового раствора в скважину.
Основным составным элементом блока является насосная установка.
В качестчве привода применен новейший, четырехцилиндровый, двухтактный дизель с турбонаддувом и электронным впрыском производства фирмы «Detroit Disel».
Коробка передач — автоматическая, пятиступенчатая, фирмы «Allison».

Буровой насос РАН 275 фирмы «Gardner-Denver», трёхцилиндровый (триплекс) с ходом поршня 7 дюймов и диаметром цилиндровых втулок до 5 дюймов.

Силовая установка через карданный вал и цепную передачу приводит во вращение ведущий вал бурового насоса. Другой конец вала через ременную передачу приводит во вращение подпорный насос.
Управление насосной установкой осуществляется с пульта управления.
Пульт управления содержит дисплей, показывающий основные параметры силовой установки, а также рукоятку переключения передач.

На выходном коллекторе насоса установлены пневмокомпенсатор и манометр.

В насосной установке предусмотрен контроль следующих параметров:

  • числа оборотов ДВС силовой установки - тахометром;
  • давления масла в двигателе - указателем давления;
  • температуры охлаждающей жидкости в двигателе - указателем температуры;
  • времени работы двигателя - счётчиком моточасов;
  • давления бурового раствора в нагнетательном манифольде - манометром;
  • наличия дизтоплива в баке - указателем уровня топлива;
  • величины напряжения в аккумуляторах - вольтметром.

С целью снижения стоимости на последующих установках планируется применение агрегатов российского изготовления, буровой насос - ГПО «Воткинский завод», дизель - Ярославский моторный завод.
Топливный бак V=l м3 предназначен для хранения и подачи дизельного топлива в силовую установку.
Бак прямоугольной формы. На боковой стенке, обращённой в сторону насосной установки, установлены два указателя уровня.

Манифольд нагнетательный служит для направления потока растворов в скважину или в третий отсек ёмкости. Для этого на нём установлены две задвижки.
Манифольд заканчивается быстроразборным соединением для подключения к стояку буровой установки.
Трубопровод пусковой служит для соединения пусковой задвижки нагнетательного манифольда и трехсекционной ёмкости блока очистки. Монтируется после размещения блоков у скважины.

Дизельный электроагрегат предназначен для питания электродвигателей и системы освещения при отсутствии электроэнергии на скважине.

Номинальная мощность электроагрегата 60 кВт
Род тока переменный трехфазный
Номинальное напряжение 400 В
Номинальная частота 50 Гц


Все составные части элсктроагрегата смонтированы на раме.
Двигатель и генератор соединены при помощи фланцевого щита в единый блок. Крутящий момент от двигателя к генератору передаётся при помощи соединительной муфты.
Пульт управления установлен справа.
Под двигателем и генератором установлен топливный бак и аккумуляторы.
Щит электрический представляет собой металлический ящик, в котором установлен переключатель ВР-32 для включения дизельного электроагрегата, либо промышленного источника энергии.
Полуприцепы-тяжеловозы предназначены для размещения технологического оборудования.
Тип прицепа ЧМЗЛП-93853-0000030 с доработкой.
На прицепе отсутствует трап, платформа расширена до 3 000 мм.
Грузоподъемность прицепа 24 000 кг.
Тягач - типа МАЗ-64229 гидрофицированный.

Тентовое укрытие состоит из металлического каркаса со смонтированным освещением и мягкого тентового материала с поливинилхлоридным покрытием по ГОСТ 29151-91. Каркас разборный и состоит из труб прямоугольного сечения.

Укрытие служит для защиты оборудования и обслуживающего персонала от атмосферных осадков и воздействия низких температур.

Контакты

426057, г.Ижевск, ул.К.Маркса, 246

Телефон 8 (3412) 912-274, 8-912-854-76-19

Факс 8 (3412) 43-75-32

E-mail: isotplus@upost.ru