Нуриманов Камиль Идрисович

Уфимский государственный нефтяной технический университет, Россия

Оценка эффективности верхнего силового привода буровой установки

В системе бурения нефтяных и газовых скважин используется роторное бурение и бурение с помощью верхнего силового привода. Система верхнего привода (ВСП) в последнее время становится наиболее популярным способом бурения нефтяных и газовых скважин. ВСП – принципиально новый тип механизмов буровых установок, обеспечивающих выполнение целого ряда технологических операций [1].

Электрические и гидравлические ВСП  обладают такими преимуществами, как регулируемая частота вращения, управление крутящим моментом, наличием роботизированного трубного манипулятора и внутреннего противовыбросового превентора, а также малого срока (24 часа) монтажа на буровых установках. Особо значимым является то, что ВСП  имеют доказанный  коэффициент безотказной работы 99,4% [2].

По сравнению с традиционными  системами роторного бурения, верхние силовые приводы  обеспечивают оператору лучший контроль работы оборудования во время бурения, спускоподъемных операций и спуска обсадной колонны. Бурение свечами длиной 28 метров сокращает время наращивания до 2/3, тем самым увеличивая время полезной работы установки.

Во время спуско-подъемных операций при помощи ВСП, оператор имеет возможность соединять и разъединять колонну на любой высоте мачты. Соединение на любой высоте важно для контроля скважины, при любой калибровке части ее ствола. Разъединение на любой высоте позволяет устанавливать бурильные трубы в подсвечник при обратной проработке ствола. Это сокращает затраты времени, избавляя от необходимости выкладывания буровой трубы на приемные мостки и последующего приема на стол при возобновлении бурения.

При спуске обсадной колонны ВСП позволяет оператору использовать специальную систему спуска обсадной колонны  для повышения безопасности работ (устраняется необходимость использовать балкон для центрирования колонны) и контроля выполнения работ  благодаря возможности вращения обсадной колонны, долива и промывки при любой глубине скважины.

Вместе с тем верхний силовой привод имеет определенные недостатки. К наиболее существенным недостаткам ВСП можно отнести несоответствие электрических параметров СВП параметрам отечественной электрической сети, что приводит к необходимости использования дополнительного модуля частотного регулирования электродвигателей.

С целью оценки экономической эффективности от внедрения верхнего силового привода на буровых установках был произведен анализ по данным, полученных от специалистов, работающих на буровых установках (некоторые параметры приближенные). Сравнительный анализ показателей представлен в таблице 1.

В таблице 1 приведены параметры, характеризующие достижение уровня безубыточности, оправдывающие применение верхних приводов и демонстрирующие возможность экономии средств для скважин различной глубины и геологического разреза.

Таблица 1 - Сравнительный анализ показателей от вида бурения

Показатель	Буровой ротор	Верхний силовой привод
Затраты в сутки, руб.	1 591 200	1 677 000
Глубина скважины, м	2000	2000
Механическая скорость проходки, м/час	30	30
Проходка в сутки, м	240	288
Бурение до глубины 2000 м, дней	8,3	6,9
Затраты на скважину, руб	13 206 960	11 571 300

По этим расчетным данным можно вычислить экономию Э денежных средств при использовании ВСП.

Экономия = Х 1 – Х 2,

где Х 1 –затраты на скважину при роторном бурении, руб.

Х 2 –затраты на скважину при использовании ВСП, руб.

Используя данные, представленные в таблице 1, экономия денежных средств при использовании верхнего силового привода составит 1 635 660 руб. на 1 скважину.

Если посчитать на 1 куст (примерно 8 скважин), то экономия денежных средств составит 13 085 280 руб.

На рисунках 1 и 2 показаны распределения времени при работе буровых установок с верхним приводом и без него. Как видно из рисунка 1 при роторном бурении во время обычных буровых операций собственно проходка занимает около 29% времени. Остальное время занимают спускоподъемные операции или "непроизводительные затраты времени", включающие в себя перевозку буровых установок, исследования скважин, каротажи, цементирование, сборку противовыбросовых устройств и прочее.

Роторное бурение Бурение с применением ВСП

А - Спуско-подъемные операции

Б - Бурение

С - Непроизводительные затраты времени

Рисунок 1 – Диаграмма распределения времени бурения

Рисунок 2 - График бурения с верхним силовым приводом и без него

При бурении с использованием ВСП время, необходимое на спускоподъемные операции и непроизводительные временные затраты можно значительно снизить. Во многих случаях время бурения может быть увеличено до 40% и более. При этом можно определить и соответствующий рост скорости бурения (метров в сутки) и сокращение затрат.

Выводы

Произведен сравнительный анализ основных показателей бурения от его вида и выявлен ряд преимуществ бурения с использованием верхнего силового привода перед роторами и технологией использования ведущей трубы. ВСП является системо й, спо со бно й значительно  со кратить стро ительства скважины, максимально  механизиро вать про цессы бурения, спуско-подъемных операций , что  приведет к со кращению затрат на про цесс про во дки скважины.

Список литературы

1. Мурадханов И. В., Литвинов В. М., Пономаренко В. А. Система верхнего привода: особенности и преимущества [Электронный ресурс]. URL: http://www.tehsovet.ru/article-2010-11-3-1327 (дата обращения 12.01.2015).

2. Джеф A. Интервью главы представительства Tesco Corporation в России и СНГ Джефа Алена для журнала ROGTEC [Электронный ресурс]. URL: http://www.rogtecmagazine.com/ru-blog/bentec (дата обращения 07.11.2014).