¿Qué es el equipo de perforación?
1. Composición del equipo de perforación
De acuerdo con los diferentes requerimientos de cada proceso del proceso de perforación, el equipo de perforación debe contar con los siguientes sistemas y equipos.
(1) Sistema de elevación
El sistema de elevación incluye principalmente el cabrestante principal, el cabrestante auxiliar (o cabezal de gato), el freno auxiliar (freno de agua, freno electromagnético), etc. ), sistema de nado (incluido cable metálico, bloque de corona, bloque de nado y gancho) y torre de perforación para suspender el sistema de nado, etc. Además, existen herramientas y equipos (anillos de elevación, elevadores, cuñas, tenazas, mecanismos de desplazamiento de raíces, etc.) que se utilizan para levantar herramientas de perforación. El cabrestante es el componente central del sistema.
Figura 4-1 Equipo de perforación rotativa típico
①—Plato giratorio; ②—Sistema de rotación del grupo preventivo de explosiones (2)
El sistema de rotación de la plataforma de perforación es principalmente compuesto por plato giratorio, grifo, kelly, tubo de perforación, portamechas, junta a juego y broca. La plataforma giratoria impulsa la Kelly, la tubería de perforación y la broca para romper rocas y perforar agujeros, por lo que la plataforma giratoria es el equipo principal del sistema. Además, los pozos en racimo o los pozos direccionales deben estar equipados con herramientas de perforación eléctricas de fondo de pozo para formar un sistema de perforación rotativa.
(3) Sistema de circulación
El equipo del sistema de circulación de fluido de perforación consiste principalmente en bombas de perforación, cribas vibratorias, desarenadores, centrífugas, tanques de fluido de perforación y pistolas de fluido de perforación, mezcladores de fluido de perforación. , embudo de mezcla, etc. La bomba de perforación es el equipo principal del sistema.
(4) Sistema de energía
El sistema de energía proporciona energía a la plataforma de perforación. Diferentes equipos de perforación están equipados con diferentes equipos de potencia. Las plataformas de perforación mecánicas utilizan principalmente motores diésel como equipo eléctrico, mientras que las plataformas de perforación eléctricas utilizan principalmente motores como equipo eléctrico. En la actualidad, las fuentes de energía de las plataformas de perforación nacionales y extranjeras utilizan principalmente motores y generadores diésel.
(5) Sistema de transmisión
La tarea principal del sistema de transmisión es transmitir y distribuir la energía mecánica del equipo de potencia a la maquinaria de trabajo, como malacates, bombas de perforación y plataformas giratorias. . El sistema de transmisión no solo transmite y distribuye energía, sino que también tiene funciones especiales como desaceleración, fusión y marcha atrás. Los métodos de transmisión de las plataformas de perforación petrolera incluyen transmisión mecánica (incluido eje cardán, caja de cambios, embrague, transmisión por cadena y correa trapezoidal, etc.), transmisión mecánica de turbina (transmisión hidráulica), transmisión eléctrica y transmisión hidráulica.
(6) Sistema de control
Para coordinar los distintos sistemas de la plataforma de perforación, la plataforma de perforación está equipada con varios dispositivos de control, como control neumático, control hidráulico y control mecánico. y control eléctrico, así como control centralizado de escritorio e instrumento de visualización.
(7) Sistema básico
La base de la plataforma de perforación es una parte importante de la plataforma de perforación, incluida la base del piso de perforación, la base de la sala de máquinas y la base de la bomba de perforación. La base de un taladro montado en camión es el chasis de un automóvil o tractor. La base de la plataforma de perforación se utiliza principalmente para instalar equipos de perforación y facilitar el transporte de equipos de perforación.
(8) Sistema auxiliar
Además del equipo principal anterior, toda la plataforma de perforación también debe estar equipada con equipo de suministro de gas, equipo de prevención de explosiones en la boca del pozo, equipo de perforación de agujeros de rata, equipos auxiliares de generación de energía y equipos de elevación, así como equipos de aislamiento al perforar en áreas frías para garantizar un funcionamiento seguro y confiable de la plataforma de perforación.
2. Tipo de equipo de perforación
(1) Según la profundidad de perforación.
(1) Equipo de perforación de pozos poco profundos: se refiere a un equipo de perforación con una profundidad de perforación de no más de 2500 m, que incluye principalmente equipos de perforación de pozos de estudio geológico, equipos de perforación de núcleos, equipos de perforación de pozos de agua, equipos sísmicos y de perforación. plataformas, etc
(2) Equipo de perforación de profundidad media: se refiere a un equipo de perforación con una profundidad de perforación entre 2.500 metros y 4.500 metros.
(3) Equipo de perforación de pozos profundos: se refiere a un; profundidad de perforación entre 4.500 metros y 6.000 metros Equipos de perforación entre
(4) Equipos de perforación de pozos ultraprofundos: se refiere a equipos de perforación con profundidades de perforación superiores a 6.000 ~ 9.000 metros
(; 5) Equipos de perforación de pozos ultraprofundos: referidos a profundidades de perforación superiores a 9.000 metros de equipo de perforación.
Las plataformas de perforación de pozos de profundidad media, las plataformas de perforación de pozos profundos y las plataformas de perforación de pozos ultraprofundos mencionadas anteriormente se utilizan principalmente para perforar pozos profundos, como pozos de producción, pozos de inyección de agua y pozos de exploración.
(2) Según el tipo de equipo de conducción.
(1) Equipos de perforación accionados mecánicamente: incluidos los equipos de perforación accionados directamente por motores diésel o impulsados por motor diésel-hidráulico, así como los equipos de perforación accionados por pares de transmisión principales como correas trapezoidales, cadenas, y engranajes de forma unificada, grupal o individual.
(2) Equipos de perforación eléctricos: incluidos equipos de perforación accionados por CA y equipos de perforación accionados por CC. En la actualidad, se utilizan principalmente el variador de CA AC-AC, el variador de CC con rectificador SCR AC-SCR-DC y el variador de frecuencia eléctrica AC-DC-AC.
(3) Equipo de perforación hidráulico: Equipo de perforación accionado por energía hidráulica y un dispositivo de transmisión.
3. Estándares de plataformas de perforación
Los estándares de plataformas de perforación petroleras incluyen principalmente estándares de parámetros de plataformas de perforación, estándares de profundidad máxima de plataformas de perforación, estándares de calidad de plataformas de perforación y estándares de modelos de plataformas de perforación.
(1) Estándares de parámetros de la plataforma de perforación
(1) Rango de profundidad de perforación nominal: el rango de profundidad de perforación económico de la plataforma de perforación cuando se utiliza la sarta de perforación especificada debajo del cable de perforación especificado.
(2) Carga máxima del gancho: La carga máxima permitida en el gancho cuando el equipo de perforación opera con el número máximo de cables especificado.
(3) Número de cuerdas de perforación: La cantidad de cuerdas efectivas utilizadas en el sistema de nado (perteneciente al sistema de elevación antes mencionado) para la perforación normal y el disparo de la sarta de perforación.
(4) Número máximo de cables en el sistema de desplazamiento: el número máximo de cables efectivos proporcionados por la grúa y el sistema de ruedas de desplazamiento equipado con la plataforma de perforación.
(2) Estándares de calidad de las plataformas de perforación
China estipula nueve grados de plataformas de perforación petrolera, a saber, ZJ10/585, ZJ15/900, ZJ20/1350, ZJ40/2250, ZJ50/3150. y ZJ70/4500.
Donde "ZJ" es el prefijo Pinyin chino de la plataforma de perforación 10, 15, 20, 40, 50, 70, 90, 120 son 1/100 de la profundidad máxima de perforación (unidad: m) 585, 900, 1350, 2250, 3150, 4500, 5850, 6750 y 9000 son la carga máxima del gancho de la plataforma de perforación (unidad: kN).
(3) Estándares modelo para plataformas de perforación petrolera
Los siguientes ejemplos ilustran los estándares modelo para plataformas de perforación:
ZJ15/900DBZ-2, que representa AC tipo autopropulsado de frecuencia variable La plataforma de perforación montada en camión tiene una profundidad de perforación máxima de 1.500 my una carga de gancho máxima de 900 kN.
ZJ40/2250L representa un prototipo modular; Equipo de perforación mecánico con cadena como transmisión principal, con una profundidad máxima de perforación de 4000 m y una carga máxima del gancho de 2250 kN;
ZJ50/3150DB-1 representa un equipo de perforación modular de accionamiento eléctrico de frecuencia variable de CA con una profundidad máxima de perforación de 5000 m y una carga máxima de gancho de 3150 kN. Es un producto de segunda generación;
ZJ70 /4500DZ: plataforma de perforación eléctrica de tiristor modular accionada por CC con tiristor CC, con una profundidad máxima de perforación de. 7.000 metros y una carga máxima en gancho de 4.500 kN.
4. Malacate de perforación
El malacate de perforación no es solo un equipo del sistema de elevación, sino también el componente central de toda la plataforma de perforación. Es una de las tres máquinas de trabajo principales. la plataforma de perforación.
(1) Funciones del malacate de perforación
Según las características del proceso de perforación, el malacate equipado debe tener las siguientes funciones:
(1) Suficiente fuerza. Tiene la capacidad de levantar las sartas de perforación más pesadas y limpiarlas. A la velocidad más baja, el cable metálico puede generar suficiente tensión para garantizar la seguridad y confiabilidad del sistema de marcha.
(2) Cada componente de elevación tiene suficiente resistencia y rigidez. El tambor, el eje del tambor, los cojinetes, el mecanismo y las piezas de desgaste tienen una vida útil bastante larga.
(3) El tambor del cabrestante tiene suficiente tamaño y capacidad de cable para garantizar que el cable se enrolle intacto y prolongar la vida útil del cable metálico.
(4) Puede adaptarse a los cambios en el peso de levantamiento y tiene suficientes dispositivos de elevación para mejorar la utilización de la energía y ahorrar tiempo de elevación.
(5) Tiene un mecanismo de frenado sensible y confiable y un potente frenado auxiliar, que puede ajustar con precisión el WOB y alimentar la herramienta de perforación de manera uniforme, controlar la velocidad de descenso a voluntad durante el proceso de perforación y frenar. un estado que ahorra mano de obra. Las cargas más pesadas de la sarta de perforación.
(6) Debe haber una o dos cabezas de gato: una cabeza de gato de sujeción y una cabeza de gato con grillete para satisfacer las necesidades de sujeción y grilletes con pinzas y otros levantamientos auxiliares. A veces se necesita una cabeza de gato muerta. .
(7) Tiene un soporte y una base estables; todo el cabrestante no debe tener sobrepeso, demasiado ancho, demasiado largo o demasiado alto para evitar dificultades en el transporte, la parte de transmisión debe tener una cubierta protectora hermética y piezas de desgaste; Debería ser fácil de quitar y reemplazar.
(8) Se adopta un control centralizado y la palanca de control, la palanca de freno y el indicador de peso están concentrados en la consola del perforador para facilitar la operación del perforador.
(2) Tipos estructurales de cabrestantes
Existen muchos tipos de cabrestantes y existen muchos métodos de clasificación. Por ejemplo, según el número de ejes, hay cabrestantes de un solo eje, de dos ejes, de tres ejes y de varios ejes; según el número de tambores, hay cabrestantes de un solo tambor y de dos tambores; Para la velocidad de elevación, hay cabrestantes de dos, tres, cuatro y seis velocidades y ocho velocidades. Generalmente se utilizan cabrestantes de tres ejes.
Verbo (abreviatura de verbo) bomba de perforación
La bomba de perforación es el equipo clave en el sistema de circulación de fluido de perforación, comúnmente conocida como bomba de lodo en este campo. Generalmente se utiliza para transportar fluido de perforación de alta viscosidad, alta densidad y alto contenido de arena al fondo del pozo a alta presión (también el fluido energético para herramientas eléctricas de perforación de fondo) para enfriar la broca y transportar los recortes. .
(1) Clasificación de las bombas de perforación
Existen muchos tipos de bombas de perforación. La bomba alternativa horizontal de tres cilindros y simple efecto se usa comúnmente en campos petroleros. El pistón de esta bomba oscila en el cilindro de líquido para aspirar o descargar líquido primario.
Las bombas de perforación nacionales de mi país utilizadas para la perforación de petróleo y gas se han estandarizado gradualmente, como 3NB××1000, 3NB××1300, 3NB××1600, etc. Entre ellos, NB representa "bomba de perforación". El número antes de NB indica el número de cilindros de la bomba. Si no hay número, es una bomba de doble cilindro. El subíndice de NB indica el número de serie del diseño. indica la potencia de entrada nominal de la bomba (en hp).
(2) Parámetros básicos de las bombas de perforación
La capacidad de trabajo de las bombas de perforación se puede expresar mediante sus parámetros básicos, a saber, flujo, elevación, potencia, eficiencia, número de carreras y bomba. presión.
1. Flujo
El flujo se refiere a la cantidad de líquido que sale de la bomba a través de la tubería de descarga por unidad de tiempo. El flujo generalmente se expresa en unidades de volumen, también conocido como flujo volumétrico, y su unidad es litro/segundo o M3/segundo. El caudal en la bomba de perforación se divide en caudal promedio y caudal instantáneo. generalmente se refiere al caudal promedio. En las minas de petróleo, se acostumbra llamarlo descarga de flujo.
2. Altura de presión
La altura se refiere a la energía aumentada por la presión de bombeo por unidad de masa de líquido, también llamada altura.
3. Potencia y eficiencia
La potencia se refiere al trabajo realizado por la bomba por unidad de tiempo. Generalmente, la energía transferida por el motor al eje de la bomba por unidad de tiempo se denomina potencia de entrada o potencia del husillo. La energía agregada después de que el líquido pasa a través de la bomba por unidad de tiempo se llama potencia efectiva de la bomba. La unidad de potencia es "kilovatio". La eficiencia de la bomba es la relación entre la potencia efectiva y la potencia de entrada.
Punch
El número de carreras de la bomba se refiere al número de movimientos alternativos del pistón por unidad de tiempo, y la unidad es "veces/minuto".
5. Presión de la bomba
La presión de la bomba se refiere a la presión del líquido en la salida de la bomba, la unidad es "MPa".