Оптимизация монтажа и цикла работы стационарной буровой установки

 

2. 1. Цикл сооружения  скважин и основные рабочие  операции при бурении.

 

Строительство скважин  осуществляется при помощи буровой установки, которая представляет комплекс наземных сооружений, энергетического и бурового оборудования.

Производственный цикл включает в себя последовательные процессы:

- транспортировка буровой установки на точку бурения;

- монтаж буровой установки;

- бурение (проходка ствола скважины) ;

- тампонирование (разобщение и изоляция водоносных или нефтегазовых

пластов при их опробовании или эксплуатации);

- геофизические и гидрогеологические исследования;

- монтаж водоприемной части и водоподъемного оборудования (при сооружении гидрогеологических скважин);

- ликвидация (комплекс работ, целью которых является охрана природы);

- демонтаж и транспортирование буровой установки на следующую точку бурения.

Подробнее рассмотрим  монтаж буровой установки.

Монтаж -это соединение частей и агрегатов комплекса машин между собой и со строительными конструкциями.

Достаточно много усовершенствований делается для улучшения организации, условий труда и технологий производства  в строительстве предприятий газовой и нефтяной промышленности. Ярким примером считается строительство линейной части магистральных трубопроводов, где комплексная механизация достигает 98.5%. Наиважнейшими причинами особенности условий строительства нефтяной и газовой промышленности  являются временность и нестационарность работ.

Чтобы  повысить эффективность строительных мероприятий необходима глобальная индустриализация строительства, например превращением этих мероприятий в основном, в машинное производство в заводских условиях с высокой энерго  и механооснащенностью, высокой квалификацией рабочих, с хорошими условиями труда.

Индустриализация монтажа в основном заключается в ликвидации монтажных работ полностью или сведение их к минимуму, а оставшиеся монтажные работы должны быть максимально механизированы. На практике строительных работ в нефтегазопромысловой сфере были выявлены  примеры  индустриализации- крупноблочный монтаж буровых установок, широкое внедрение блоккомплектных объектов нефтедобычи, рулонный метод изготовления и монтажа металлических резервуаров. (ремонт и монтаж бурового и нг об-ия с 239).

 

2.2.Освоение монтажной  площадки.

Буровое оборудование размещают по типовым схемам в зависимости от марки применяемой установки. Расстояние от буровой установки до жилых и производственных помещений и дорог должно быть  не менее полуторной высоты ее мачты. В стесненных условиях (территория населенных пунктов, предприятий и тд.) допускается размещать установку на меньшем расстоянии, но при этом проводят дополнительные мероприятия по  безопасному ведению работ (установка дополнительных растяжных канатов, ограждений, освящения и др).

(бейсебаев)

В первую очередь проводятся подготовительные работы площадки, выделенной для фундамента и установки оборудования. Подготовительные работы заключаются в:

1.  С помощью специальной  техники удаляются все ненужные, мешающие работе объекты ( пни, кусты, деревья, крупный мусор и камень). Вокруг  буровой установки в радиус 50 м должна быть выкошена трава, а территория очищена от  пожароопасных материалов.

 

2. Площадку планируется  с учетом отвода ливневых вод  и дренажа.

3.Разбивается площадку  в соответствии с проектом ,размечается  фундаменты под оборудование  и сооружения.

4. С помощью землеройных  машин  роются котлованы под  фундамент, емкости, траншеи, якоря(монтажные  и постоянные), прокладывают коммуникации(водопровод, линию электропередач, коллектор  промышленных отходов). Готовят трассу  для крупноблочного транспорта  при монтаже и демонтаже, прокладывается  хорошую дорогу к объекту.

5.Монтируются фундаменты  и якоря из нормализованных  блоков, при необходимости строят  монолитные фундаменты.

Когда необходим монтаж полностью блок-комплектного объекта, например, доставляемой в сборе насосной станции вместе с помещением, оборудованием и коммуникациями, сооружают песчаную подушку на котором затем размещается объект.

Подготовительные работы могут выполняться в любое удобное  для строителей время, до даты начала бурения, либо одновременно. Однако если объект входит в строительство сложного сооружения и монтажа громоздкого оборудования, тогда целесообразно возвести фундамент и смонтировать оборудование с опережением основных работ. Тогда монтаж оборудования возможно выполнить свободно с помощью передвижных кранов, иначе стены и особенно перекрытия могут сильно затруднить работу.

 

 

2.3. Строительство  фундаментов.

Фундамент- это опора, строительная несущая конструкция, сооружения, которая воспринимает все нагрузки от вышележащих конструкций и распределяет их по основанию.  Фундамент предназначен для амортизации и передачи статических и динамических нагрузок на грунт, которые возникают в системе сооружения в процессе эксплуатации машины.

Фундамент должен удовлетворять следующие требования:

1. удельная нагрузка от  машины на поверхность фундамента -не должна превышать допустимых  пределов;

2. удельная нагрузка на  грунт системы машина-фундамент  -не выше допустимой;

3.деформация фундамента  по действием нагрузок - допустимая;

4. фундамент должен воспринимать  и амортизировать все динамические  нагрузки от действия машин, сохраняя  свою жесткость, устойчивость и  прочность; вибрация машины- в пределах  допустимой; (нефтегазовое оборудование)

Применительно к нуждам нефтяной и газовой промышленности фундамент можно разделить на две основные группы.

1. Для стационарных машин  со сложной динамикой, например, двигателей внутреннего сгорания (ДВС), компрессоров, газомотокомпрессоров, крупных насосов всех конструкций сооружают достаточно массивные прочные фундаменты, необходимые размеры и массу которых определяют специальным расчетом.

2. Для машин или машинных  комплексов полустационарного типа с частым перемещением с места на место, например, для буровых установок, сооружают временные фундаменты облегченной конструкции с частичным использованием нормализованных элементов этих фундаментов на новом месте монтажа. Однако известно, что большинство агрегатов и механизмов буровой установки работают в условиях больших и сложных нагрузок, поэтому облегченность сооружаемых фундаментов компенсируется мощными стальными основаниями, на которых это оборудование смонтировано, и в виде мелких или крупных блоков транспортируется с места на место.

Фундаменты средних и мелких машин (насосов, компрессоров, станков и др.) несложны- обычно блок из бетона или бутобетона, уложенного неглубоко непосредственно в котлован с глухой заделкой фундаментных болтов. Задача монтажа упрощается тем, что часто эти машины выпускают заводы в виде комплектных установок машины- привода, смонтированных на общей раме из швеллера или двутавра.

Для монтажа буровых установок и значительной части нефтегазопромыслого оборудования применяют облегченные опоры, причем естественно становиться целесообразным применять сборные фундаменты из нормализованных элементов, допускающих набор нужной формы и размеров, демонтаж вместе с оборудованием и повторное использование на новом месте монтажа.

Материалы для фундаментов и их сооружение.

Наиболее распространенные материалы для сооружения монолитных фундаментов- бетон, бутобетон, железобетон.

Бетон- это камень созданный искусственно , состоящий из четырех компонентов: цемента, мелких и крупных частиц(заполнителей), все компоненты разведены водой.  Улучшает прочность  цемента, особенно на прочность, его армирование. Так как сталь и цемент имеют схожий коэффициент линейного растяжения, то железобетон работает, как цельный монолит. Стальная арматура, заложенная в фундамент должна быть чистой. Особенно важно это значение для фундаментных болтов , они должны быть очищены от грязи, масла, пыли, ржавчины.

Чтобы добиться максимальной прочности от бетона, необходимо учитывать что соотношение воды к бетону должно быть минимальным.

Таблица 2. Водоцементное соотношение (вода/цемент)

Марка портланд -цемента	Марка бетона
	75	100	150	200	250
200	0,86	0,76	0,62	-	-
300	0,88	0,79	0,68	0,56	-
400	-	0,89	0,75	0,62	0,55
500	-	-	0,84	0,71	0,62
600	-	-	-	0,78	0,70

 

 

Основное требование существующие к заполнителям - чистота и размер частиц (наличие пыли и глины не более 5% по объему).Щебень должен быть шероховатый, пески- крупнозернистые, с острыми гранями и хорошо промытые.

Бетономешалки используют для придания однородности бетонной массе, что очень важно для высокого качества бетона. Укладка бетона ведется без перерыва, необходимо контролировать также тщательность укладки бетона и уплотнения. Предпочтительнее уплотнение с помощью вибраторов . Одновременно с процессом укладки  изготавливаются образцы, которые в дальнейшем проходят испытания в лаборатории. Официальным документом о качестве бетона служит заключение из лаборатории.

Для надземной части  над котлованом монтируют деревянную разборную опалубку, потому что если укладывать бетон на землю, внешние размеры и формы подземной части фундамента будут обеспеченны размерами и формой котлована.

Для уменьшения расхода древесины рекомендуют применять инвентарную опалубку.

Монолитные железобетонные  фундаменты имеют свои преимущества, но также и ряд недостатков, к ним относятся:

- большая трудоемкость  работ по сооружению, которая  удлиняет сроки строительства;

- трудность работы в  зимнее время;

- значительная продолжительность  процесса твердения бетона;

- большой расход лесоматериалов  на опалубку;

- большие габариты.

 

Как альтернатива железобетонных фундаментов, все чаще применяют металлические фундаменты. Они обладают следующими преимуществами:

- небольшой размер и  вес облегчает транспортировку  таких фундаментов;

- отсутствие "сезонности" сооружений;

- быстрота сооружения  с применением высокоэффективных  методов работы.

К недостаткам подобных фундаментов можно отнести:

- сложность изготовления  конструкций;

- большой расход металла.

Сравнивая железобетонный или металлический фундамент, при выборе метода и материала будущего фундамента под оборудование, следует принимать во внимание  экономию металла и большую трудоемкость конструкции  в первом случае, либо легкость сооружения при большим объеме металла в другом случае.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3 .Оптимизация

           Для успешного воплощения проекта сегодня, необходимо учитывать технические, финансовые, экологические и логистические факторы. При разработке контрактов решения о распределении услуг и работ между партнерами, участниками сделки, принимаются в зависимости от конечных целей и приемлемого уровня риска проектов.

          Решение комплекса задач оптимизации процесса бурения, предупреждения аварийных ситуаций, выполнения требований безопасности в нефтяной и газовой промышленности невозможно без соответствующего информационного обеспечения.

         Задача непрерывного контроля и управления полным технологическим циклом строительства скважины с целью оптимизации процесса бурения, прогнозирования и предотвращения аварийных ситуаций является одной из наиболее актуальных при проведении геологоразведочных работ.

Печальные события произошедшие в Мексиканском заливе, в 2010 году, повлекли за собой беспрецедентные требования по возмещению ущерба. Строительство и монтаж объектов нефтегазовой отрасли стали предметом особенного внимания. Присутствует вероятность, что строительство новых объектов будет сопряжено с еще большими рисками.

Производители нефти в основном концентрируют свое внимание на разведке и разработке новых месторождений, отдавая строительство и монтаж в руки специализированных компаний  с успешным опытом строительства подобных конструкций.

Для осуществления поставленных целей  нефтедобывающие компании учитывают все возможные факторы, способные повлиять на строительные работы сегодня и в будущем.

        Главные определяющие факторы на сегодняшний день включают в себя:

• Тип, географию и масштаб проекта;

• Распределение рисков между заказчиком и подрядчиком;

• Распределение ответственности;

• Порядок взаимодействия;

• Ситуацию на рынке;

• Распределение работ и услуг между сторонами контракта;

• Временные ограничения проекта;

• Существующие организационные и материальные ресурсы заказчика.

 

Основной вопрос состоит в том, стоит ли осуществлять общее управление собственными силами или передать его на аутсорсинг третьим организациям. Существуют несколько  вариантов организации сделки,  в частности, недавно возникшие контракты с поэтапно фиксируемой ценой, сменяющие наиболее распространенные контракты "Проектирования, закупки и строительства ", "Контракты Руководства проектом" и "Контракты с фиксированной ценой проекта".

Какое решение является оптимальным?

Контракты проектирования, закупки и строительства позволяют нефтегазовым компаниям получить готовые системы "под ключ".

 

 

СТРУКТУРА КОНТРАКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ЗАКУПКИ И СТРОИТЕЛЬСТВА (EPC)