Проект строительства эксплуатационной скважины глубиной 1720 м на Южно-Харьягинском месторождении нефти

Давление столба этой жидкости должно на 5-10% превышать пластовое. Самый верхний участок длиной примерно 30 м, а в районах с многолетнемерзлыми породами - от устья до глубины на 50-100 м ниже нижней границы таких пород заполняют незамерзающей жидкостью (например, соляровым маслом, раствором CaCl2 и т. п.). На период консервации насосно-компрессорные трубы остаются в эксплуатационной колонне над цементным камнем.

Если коэффициент аномальности пластового давления kа<1, то при продолжительности консервации более 1 года из газовых скважин глубиной до 2000 м и из нефтяных скважин насосно-компрессорные трубы извлекают, на устье устанавливают задвижку высокого давления с контрольным вентилем.

При консервации скважин с kа < l на срок в несколько месяцев цементные мосты разрешается не устанавливать, а при кратковременной консервации (до 3 мес.) такие скважины можно не задавливать промывочной жидкостью. На период консервации насосно-компрессорные трубы остаются в эксплуатационной колонне над фильтром; на устье устанавливают фонтанную арматуру с контрольным вентилем.

Территорию вокруг законсервированной скважины огораживают; на ограждении указывают номер скважины, название месторождения, наименование предприятия и срок консервации. С задвижек фонтанной арматуры снимают штурвалы, фланцы задвижек закрывают заглушками, а в патрубки вместо манометров ввинчивают пробки. В период консервации скважина должна быть под регулярным наблюдением. Если консервация продолжительная, состояние скважины проверяют не реже одного раза в квартал и результаты проверки заносят в специальный журнал.

Выбор буровой установки

При выборе типа буровой установки необходимо руководствоваться ГОСТ 26-62-807-73 и конкретными геологическими, климатическими, энергетическими, дорожно-транспортными и другими условиями бурения. При этом следует помнить, что допускаемая глубина бурения скважины в каждом конкретном случае может быть уменьшена или увеличена по сравнению с условной в зависимости от типа применяемых бурильных труб и компоновки бурильной колонны.

Буровую установку выбирают по ее максимальной грузоподъемности, обуславливающей вес в воздухе наиболее тяжелой колонны бурильных или обсадных труб. Тип буровой установки окончательно определим, исходя из максимального веса обсадной колонны.

Вес эксплуатационной колонны составляет: . Следовательно, первоначально выбранная буровая установка удовлетворяет условию . Окончательно выбираем буровую установку БУ-2500 ЭУК.

Таблица 2.25 Техническая характеристика установки БУ-2500 ЭУК

№	Параметр	Ед. изм.	Значение
1	Максимальная грузоподъёмность	МН	1,4
2	Рекомендуемая глубина бурения	м	2500
3	Максимальная оснастка талевой системы	-	56
4	Вышка	-	ВА 42 -170
5	Полезная высота	м	42
6	Длина свечи	м	24
7	Диаметр талевого каната	мм	28
8	Кронблок	-	КБ-5-185Бр
9	Талевый блок	-	ТБК-4-140Бр
10	Лебедка	-	ЛБ-750
11	Буровой насос	-	У8-6МА2
12	Число насосов	-	2шт
13	Ротор	-	Р-560
14	Вертлюг	-	ШВ-15-250
15	Вид привода	-	Электрический переменного тока
16	Тип привода	-	Раздельный

Специальная часть: «Исследование износостойких покрытий бурильных труб»

Причины износа бурильных труб и его уменьшение

Износ обычных и утяжеленных бурильных труб ослабляет их прочность и часто является причиной аварий. С ним связана одна из крупных статей затрат в общей стоимости проводки скважины. В процессе бурения, а также при проведении спуско-подъемных операций бурильные трубы, муфты и замки трутся о стенки скважины либо о колонну обсадных труб. Это приводит к истиранию как самих бурильных труб, муфт и замков, так и обсадных труб.

Предельное по износу состояние колонны бурильных труб характеризуется предельными величинами основных геометрических параметров ее элементов (толщина стенок, наружный диаметр, высота профиля резьбы и т. д.), при которых отдельные элементы или вся колонна должны быть сняты с эксплуатации для предотвращения поломок в результате чрезмерного износа.

Износ, как правило, медленный процесс, который не влечет за собой внутреннего разрушения, но может привести к возникновению аварийных ситуаций (отказов). Наиболее часты отказы муфт, труб и замков вследствие износа наружной поверхности, отказы замков в результате износа и заедания замковой резьбы. Более редки отказы, связанные с износом резьбы труб. Совсем редки отказы из-за промыва резьбы труб и замков, а также промыва соединений в упорном стыке.

Исторически главной причиной усталости металла труб считается точечная коррозия, за которой следуют образование и рост трещин. Другими причинами образования трещин можно считать действие избыточных крутящих моментов и нагрузок на бурильную колонну.

Увеличение глубины бурения - лишь один из тех факторов, которые привели к увеличению затрат, связанных с применением бурильных труб. Другой причиной является так называемая оптимизация бурения. Для подрядчика оптимизация бурения - означает увеличение количества применяемых УБТ, осевой нагрузки на долото, давления на выкиде насоса и скорости вращения бурильного инструмента. Увеличение этих параметров увеличивает абразивный износ, на степень которого также влияют длина колонны бурильных труб и кривизна пробуренной скважины.

Существуют и другие факторы, которые приводят к износу бурильных труб, такие, как вибрация, возникающая в результате попеременного контакта зубьев долота с породой: динамические напряжения, которые возникают при неожиданной остановке движения колонны бурильных труб; колебания крутящего момента, прилагаемого к колонне в процессе бурения.

При большой кривизне наклонно - направленных скважин часто создаются усилия изгиба, которые могут превзойти прочность колонны бурильных труб в месте искривления. В процессе вращения бурильных труб в искривленных стволах скважин усталостные напряжения накапливаются до тех пор, пока не наступит усталостное разрушение. При эксплуатации оборудования не должны превышаться расчетные пределы напряжений. Остаточное динамическое воздействие критического искривления стволов скважин и его связь с усталостным напряжением колонны бурильных труб затрудняют определение безопасных для работы пределов напряжений.

Усталостный износ трубы невозможно обнаружить с помощью неразрушающих методов контроля. Это предопределило необходимость разработки методики оценки усталостного износа бурильных труб, на основании которой можно рассчитать ожидаемое число промывов и поломок бурильных труб в процессе проводки куста наклонно - направленных скважин, а также убытки от замены бурильных труб и проведения ловильных работ.

Наиболее эффективным способом предотвращения искривления стволов скважин в настоящее время является применение рациональных компоновок нижней части бурильной колонны. За счет использования стабилизаторов, включенных в эту компоновку, сохраняется заданное направление ствола скважины. Для этого компоновка нижней части бурильной колонны должна обладать определенной жесткостью, а включенные в нее стабилизаторы должны находиться в контакте со стенкой скважины. При правильном подборе бурильного инструмента в соответствии с диаметром скважины происходит только постепенное искривление ее ствола.

Выбор компоновки для стабилизации направления ствола скважины в каждом конкретном случае зависит от буримости пород и тенденции стволов скважин в данном районе к искривлению.

Наиболее важное место в колонне бурильных труб занимает соединительный замок или муфта: Обычно изгиб трубы происходит в замковом соединении, которое подвергается максимальному износу. Вследствие этого качеству изготовления, техническому контролю и классификации бывших в употреблении замковых соединений и муфт следует придавать большое значение.

Тщательный уход за бурильными трубами и замковыми соединениями, постоянный контроль за их состоянием, соблюдение рекомендованной технологии при работе с трубами на буровой, а также простой технический контроль, осуществляемый специально выделенным для этой цели членом буровой бригады, будут способствовать уменьшению числа аварий и получению значительной экономии.

Для сохранения прочности замковых соединений при вращении необходимо свести к минимуму их износ по наружному диаметру. Этому в значительной мере способствует применение твердосплавных покрытий. Рекомендуется приобретать замковые соединения с надежным твердосплавным покрытием и наносить дополнительное твердосплавное покрытие в промысловых условиях, по крайней мере после того, как первоначальная конусность конической части муфты уменьшится в 2 раза.

В ряде случаев подрядчики необоснованно отказываются от твердосплавного покрытия замковых соединений бурильных труб из-за того, что это будто бы ускоряет износ обсадных колонн, в которых работают трубы с такими соединениями.

На основании промысловых данных установлено, что при нанесении на замковые соединения в колонне бурильных труб непрерывного равномерного слоя высококачественного мелкозернистого порошка карбида вольфрама, обсадная колонна будет разрушаться меньше, чем при использовании замковых соединений без твердосплавного покрытия, так как в последнем случае глубокие вмятины от ключей на поверхности замковых соединений, образовавшиеся при работе колонны в среде, содержащей песок, усиливают износ обсадной колонны. В большей части используемых на промыслах буровых растворов содержится достаточное для разрушения обсадной колонны количество песка.

Износ замковых соединений по наружному диаметру может быть иногда эксцентрическим - обычно это говорит о том, что труба изогнута. Такой изгиб обычно происходит в середине тела трубы либо у ее верхнего конца у поверхности под клиновой захват и возникает при раскреплении соединения только одним ключом.

Эксцентрический износ колонны бурильных труб может быть также вызван биением ее при критической скорости вращения и нагрузке на долото. В результате этого создаются условия, при которых бурильные трубы или замковые соединения (либо и те и другие) находятся в непрерывном контакте с породой или обсадными трубами в процессе бурения.

Для устранения биения или высокоамплитудной вибрации необходима максимальная стабилизация колонны бурильных труб. Полагают, что установка посредине каждой трубы противоизносной втулки (протектора) позволит улучшить стабилизацию колонны. Применение большинства аналогичных стабилизирующих устройств в прошлом мешало то, что их крепили на трубы недостаточно прочно и, кроме того, существовали ограничения, обусловленные конструктивными особенностями втулок.

Использование указанных втулок позволит повысить скорость вращения бурильного инструмента и за счет этого увеличить механическую скорость проходки без ускорения износа бурильной колонны.

Износ замковых соединений по наружному диаметру является главным, но не единственным фактором, определяющим снижение их класса.

При бурении глубоких скважин в условиях высоких температур необходимо обращать особое внимание на смазки, применяемые при свинчивании резьбовых соединений. Некоторые из них, как выяснилось, разрушаются при температуре 93-121° С. Ряд фирм-изготовителей в настоящее время совершенствует связующую основу (смесь консистентных материалов) смазок для резьбовых соединений с тем, чтобы они смогли выдерживать температуру до 260° С.

Повреждения колонн бурильных труб и снижение их прочности могут быть вызваны неправильной технологией погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки. Однако большинства этих повреждений можно избежать, если устанавливать прокладки под концы и в середине труб, а также стальные протекторы у замковых соединений. Разгрузка навалом может привести к повреждению всех транспортировавшихся труб.

Повреждения могут также возникать при использовании стальных стеллажей и мостков, особенно если некоторые их участки шероховаты и неровны, а основание сравнительно высоко. В таких случаях ниппели и муфты бьются о стеллажи и мостки, а трубы могут погнуться. Подобные повреждения можно предупредить при использовании специальных механизмов и автоматизации работ с трубами на буровой. Бурильные трубы могут быть также повреждены при хранении на стеллажах, особенно без прокладок.

К перечню причин возникновения повреждений труб можно отнести также неправильную посадку ниппеля в муфту перед свинчиванием, выскакивание ниппеля из муфты при раскреплении, применение неисправных клиновых захватов и вкладышей ротора, неравномерный захват трубы клиньями и т. д.

Необходимо добиться, чтобы на резьбы обычных и утяжеленных бурильных труб при погрузке, выгрузке и транспортировании были надеты стальные протекторы. Защитная смазка незащищенных резьб иногда настолько загрязняется, что после нанесения на нее дополнительной смазки при свинчивании возможно неравномерное прижатие контактных поверхностей заплечиков ниппелей и муфт замков. Даже при отсутствии вмятин и мест сильной ликвации в процессе бурения может начаться биение колонны и относительное перемещение участков резьб в замковых соединениях, результатом чего явятся утечки бурового раствора или концентрация напряжений у последней нитки резьбы ниппеля, находящейся в зацеплении, будет происходить заедание замковых соединений по боковым поверхностям ниток резьбы, их истирание, уменьшение угла при вершине нитки и т. д.

В настоящее время успешно применяют способ упрочнения наружной поверхности бурильных труб и их соединений путем закалки и нагрева токами высокой частоты. Для наружной поверхности замков этот способ оказался менее эффективным, так как изнашивающие нагрузки на замки в начальный период работы выше, чем в последующий, когда упрочненный слой уже изношен, а по наружному диаметру они близки к бурильной трубе. В результате ресурс работоспособности замков значительно меньше ресурса работоспособности бурильных труб, хотя толщина закаленного слоя у последних почти в 2 раза меньше.

Способы упрочнения должны отвечать следующим требованиям:

-высокая износостойкость упрочненного слоя;

-отсутствие отрицательного влияния температуры, создаваемой при проведении всех технологических операций в процессе упрочнения, на механические свойства материала труб и соединений, а также на размеры деталей;

-возможность изменения толщины упрочненного слоя;

-достаточно высокая спайность упрочненного слоя с основным металлом при не слишком большой хрупкости самого слоя;

-коррозионная устойчивость покрытия;

-высокая производительность и технологичность в процессе серийного производства.

Предварительный анализ всех известных способов упрочнения позволяет выделить шесть из них, которые в той или иной мере удовлетворяют перечисленным требованиям:

-наплавка композиционных сплавов;

-электроискровое легирование;

-детонационное покрытие;

-твердое хромирование;

-нанесение карбида кремния гальваническим путем;

-контактное электроимпульсное покрытие порошками твердых сплавов.

Приведем краткие характеристики этих способов упрочнения.

1. Наплавку композиционных сплавов осуществляют в специальных оправках, надеваемых на деталь и заполняемых различными смесями порошков твердых сплавов и наполнителей (например, порошок релита-латунь).

Электроискровое легирование материалов основано на принципе разрушения металла импульсным разрядом электрического тока. При электроискровом уплотнении обрабатываемая деталь становится катодом, а обрабатывающий электрод - анодом, который выполнен из твердых сплавов. За счет испарения и переноса частиц его материала на упрочняемую поверхность она покрывается твердым сплавом.

Детонационное покрытие осуществляют с помощью специальной «пушки», которая «стреляет» порошком твердого сплава с большой начальной скоростью. В результате порошок твердого сплава приобретает пластические свойства и вместе с газообразными продуктами взрыва внедряется в поверхность упрочняемой детали.

Твердое хромирование проводят обычным гальваническим путем, но благодаря значительному времени гальванизации наносится более массивное покрытие (до 100 мкм).

Нанесение карбида кремния гальваническим путем заключается в нанесении на вращающуюся в электролитической ванне деталь порошка карбида кремния и закреплении его никелем.

6. Контактное электроимпульсное покрытие порошками твердых сплавов позволяет нанести на деталь твердосплавный слой в процессе обкатки ее роликами, служащими также электродом. В зону действия разряда из смесителя поступает порошок твердого сплава с наполнителем.

Стоимость бурильных труб достаточно высока, поэтому нужно стремиться к максимальному их использованию, для чего необходимо предупреждать возможность их повреждений. С этой целью следует периодически проводить дефектоскопию труб.

Наибольшее использование получили три самостоятельных метода дефектоскопии: «соноскоп», электронный и с использованием магнитного порошка.

По методу «соноскоп» проверяют наружный диаметр трубы по всему телу, с помощью ультразвука проверяют толщину стенок, визуально осматривают трубы (наличие вмятин, царапин и т. п.) и проводят электромагнитную инспекцию тела трубы. При электромагнитной инспекции магнитная катушка и детектор перемещаются по всей длине трубы. При наличии в трубе трещин, коррозионных язвин и других дефектов сигналы от детектора меняются. Эти сигналы выводятся на панель, где они усиливаются и записываются на ленту для последующего анализа и интерпретации их инженером-инспектором.

Электронный метод используют для дефектоскопии концов труб - основных мест концентрации усталостных трещин. Для их выявления используют технику, обычно применяемую при электромагнитной индукции, причем сигналы соответствующего прибора также усиливаются и записываются на ленту для последующего анализа.

Метод с использованием магнитного порошка применяют для дефектоскопии трубных соединений. При этом методе на обнаженную поверхность соединений наносят порошок - намагниченные частицы железа. Эти частицы притягиваются к местам изменений магнитного поля, обусловленных дефектами в соединениях. По конечному расположению линий магнитного поля судят о дефектах в соединениях.

При бурении глубоких скважин или в других случаях работы УБТ в тяжелых условиях проверять их состояние путем тщательного внешнего осмотра следует при каждом спуско-подъеме бурильного инструмента. Наиболее эффективен метод магнитоскопии или метод флюоресцентной магнитоскопии.

Техническое состояние комплектов бурильных труб в процессе их работы определяется размером начисленного условного износа. Принимается, что новые трубы имеют условный износ S = 0; масса комплекта равна фактической массе труб. Трубы комплекта, отработанные в скважине, условно теряют массу при условном износе:

S = akLc,

где S - условный износ, начисляемый на комплект при работе в пределах одного интервала глубин, кг; а -- средняя норма расхода труб на 1 усл. м проходки, кг/м; L - проходка с применением комплекта в данном интервале, м; k - коэффициент, учитывающий глубину скважины; с - коэффициент, учитывающий буримость пород в данном районе.

Еще одним средством предохранения бурильных труб от износа во время бурения скважин является применение резиновых протекторов, которые закрепляют на концах труб у замковых соединений. Эти протекторы придают колонне бурильных труб определенное направление, защищая ее и соединительные замки от чрезмерного износа, а также защищая обсадные трубы от ударов, наносимых бурильной колонной во время ее вращения.

С конструктивной точки зрения эти протекторы могут иметь цилиндрическую форму, представляя собой одно целое. Их устанавливают на бурильной трубе путем натягивания резины при помощи специальных установочных приспособлений, позволяющих надевать протекторы на трубу и фиксировать их на ней в требуемом месте. Кроме того, имеются съемные протекторы, которые фиксируются на бурильной трубе подобно браслету и обладают рядом положительных особенностей при работе в скважине.

Используемая для изготовления таких предохранителей резина должна быть достаточно эластичной, чтобы можно было легко надевать протектор на бурильную трубу, не опасаясь остаточной деформации. В то же время резина должна иметь хорошую износоустойчивость, достаточный предел усталости, временное сопротивление разрыву или сопротивление сдвигу, так как наружная поверхность и торцы протектора подвергаются истиранию и могут быть разрезаны или разорваны.

Таким образом, дальнейшее повышение эффективности буровых работ сдерживается из-за недостаточной прочности колонны бурильных труб. В настоящее время в нашей стране около 75% бурильных труб изготавливают с навинчиваемыми замками (сборной конструкции), хотя более работоспособна колонна из высокопрочных бурильных труб с приварными замками.

Срок службы бурильных труб нельзя значительно увеличить без повышения износостойкости резьбовых соединений замков. Твердость резьбовых соединений замков из стали марки 40ХН за счет термической обработки достигает Нв (280-320). Однако возможности этой стали использованы неполностью. При применении технологии, обеспечивающей структуру сарбита отпуска, увеличатся прочность и износостойкость таких замков.

Совершенствование бурильных труб позволит: сократить в 2-3 раза их расход и уменьшить на 75% число аварий с ними; повысить добычу нефти и газа с агрессивными компонентами

Методы напыления порошковых материалов

В известных газотермических методах напыления порошковых материалов на подложку используются высокотемпературные двухфазные потоки. Формирование покрытий происходит при взаимодействии с подложкой расплавленных или близких к этому состоянию частиц напыляемого материала. Для реализации этого механизма используются высокотемпературные газовые потоки, например температура низкотемпературной плазмы, составляет, как правило, не ниже 2500 0С. Эти высокоэнергетические потоки получаются при помощи дорогих и сравнительно сложных с технической точки зрения высокотемпературных устройств, например, плазмотроны, газопламенные горелки, детонационные пушки и т.п.

Плазменное напыление

Плазмой называется частично или полностью ионизированный газ, состоящий из положительно и отрицательно заряженных частиц. Носителями зарядов в плазме являются электроны и положительные ионы. Напыление при плазменном методе получения покрытия состоит в образовании слоя путем динамического осаждения на основном материале расплавленных или оплавленных капель или частиц напиленного материала, образующихся при нагреве порошка плазменным потоком.

Преимущества

Высокая температура и теплосодержание плазменной струи позволяют сравнительно просто напылять практически все известные, даже самые тугоплавкие материалы, если только они не сублимируют или не разлагаются в струе.

Температуру и скорость плазменной струи можно менять в широком диапазоне, подбирая диаметр и форму сопла, режимы напыления. Это дает возможность наносить покрытия из самых различных материалов: металлов, керамики, органических материалов.

Напыление материала не приводит к деформации и понижению прочности изделия, на которое наносится покрытие.

Вид обрабатываемого материала определяет выбор газов, конструкцию плазмотрона и параметры источников питания.

Среди всех достоинств плазменных методов напыления порошковых материалов стоит отметить несколько недостатков:

Важной проблемой технологии плазменного напыления является выбор плазмообразующего газа. Для плазменного напыления могут быть использованы многие газы и их смеси, как известно использование защитных газов существенно удорожает процесс напыления.

Обычно плазменное напыление применяется для напыления тугоплавких материалов и керамик.

Особые сложности возникают при напылении легкоплавких материалов, в процессе переноса могут происходить сложные физико-химические взаимодействия, включающие образование оксидов, нитридов, карбидов, разложение ряда материалов, структурные изменения, и т.д., значительно снижающие качество покрытия. Особенно это характерно для химически активных металлов Al и сплавов на основе Al, Zn, Sn, Pb и др., на базе которых в последнее время реализуется множество перспективных разработок.

Поэтому ведущие материаловеды и технологи - специалисты по функциональным покрытиям, продолжают интенсивные поиски технологических процессов, позволяющих производить напыление плёнок с управляемым комплексом свойств, при существенно более низких температурах, не превышающих 400 - 600 0С. При этом для обеспечения высокой адгезии необходимо значительное увеличение скорости гетерофазного потока. Одним из таких методов является технология «холодного» газодинамического напыления.

Метод ХГДН

Суть метода состоит в нанесении на обрабатываемую поверхность порошков металлов с помощью сверхзвуковых потоков воздуха. Порошковый материал, представляющий собой мелкодисперсные частицы, ускоряется в сверхзвуковом сопле потоком сжатого воздуха и фокусировано направляется на покрываемую поверхность

Метод ХГДН имеет следующие достоинства по сравнению с традиционными технологиями получения покрытий:

-частицы переносятся в «холодном» состоянии со скоростями переноса до 2М и более, обеспечивая тем самым высокую адгезию покрытия с подложкой;

-обеспечивается возможность получения покрытий, без изменения исходного состава, структуры и свойств напыляемого порошка;

-создаётся возможность получать покрытия с постоянным или регулируемым составом по толщине (функционально-градиентные покрытия);

-отсутствует заметное термическое воздействие на материал подложки;

-возможно получение покрытий из различных металлов, сплавов и неметаллических материалов;

-обеспечивается безопасность, экономичность и управляемость процесса.

3. Безопасность жизнедеятельности

3.1 Характеристика условий и анализ потенциальных опасностей

Физико-географические и климатические условия района

проектируемых работ

Проектируемые работы (бурение скважины) будут производиться на на Южно - Харьягинском нефтяном месторождении. От районного центра Республики Коми г. Усинска, основной базы нефтедобычи ООО «ЛУКОЙЛ-Коми», имеющего железнодорожное сообщение с северной железной дорогой, территория месторождения удалена на 140 км в юго-восточном направлении.

Рельеф территории представляет собой слабо всхолмленную, пологоволнистую равнину с абсолютными отметками от +45 до +160 метров над уровнем моря. Особенности рельефа создают большие трудности в транспортном отношении. Территория проектируемых работ покрыта довольно разветвленной сетью рек и ручьев. Заболоченность составляет около половины площади. Озера на территории распространены широко. Берега обрывистые высотой 1-4 м. Глубина таких озер не превышает 2 метра.

Работы планируется производить круглогодично. Средняя продолжительность светового дня в декабре составляет 3-4 часа, в январе 4-6 часов, в мае-июне достигает 20-22 часов. Работы будут производиться, в том числе в тёмное время суток. В связи с этим возникает необходимость обеспечения искусственным освещением. Последствиями, связанными с недостатком освещенности на рабочем месте, могут быть пониженная работоспособность, внимательность, стресс; это может привести к авариям на рабочем месте и к человеческим жертвам.

Растительность территория Южно-Харьягинского месторождения входит в зону южной кустарниковой тундры. Растительный покров представлен тундровыми ассоциациями: сфагнами, лишайниками, кустарничками и кустарниками. В долинах рек имеются незначительные массивы низкорослого леса (ель, береза, ольха).

Опасностями, связанными с особенностями местности, могут быть возникновение лесных пожаров. Возможными последствиями этих нарушений могут быть как материальный ущерб предприятия вследствие пожара, так же могут пострадать люди (группа людей), вплоть до летального исхода.

Из животного мира опасность представляют полевые мыши, которые являются разносчиками заболеваний, летающие кровососущие насекомые. Комары и мошки могут наносить многочисленные укусы на открытые, незащищенные участки кожи и забираясь под одежду, создавая тем самым серьезные помехи при работе. Так же есть опасность заражения клещевым энцефалитом, который может привести к смерти рабочего.

В сейсмическом плане район для ведения работ благоприятен.

Крупные предприятия и заводы, которые могли бы нанести всякого рода ущерб здоровью человека, отсутствуют.

Работы будут проводиться круглогодично. Максимальная и минимальная температура воздуха в планируемый период работы составляет соответственно минус 21,0-21,3 ?С в январе-феврале, и плюс 13 ?С в июле. Расчетная температура самой холодной пятидневки - минус 39 ?С. Продолжительность периода с устойчивыми морозами составляет 186 дней. Отопительный период равен 292 суткам при средней температуре отопительного периода минус 8,9 ?С. В связи с частыми морозами возникает вероятность простудного заболевания рабочих. Существует риск заболеваний от переохлаждения.

Осадки летнего периода нередко носят ливневый характер. Иногда идут дожди с градом. Они затрудняют и замедляют процесс бурения. Из-за снижения видимости во время сильного дождя существует опасность получения травмы.

Скорость ветра в январе составляет 4,9-5,4 м/сек, в июле 4,0-4,6 м/сек. Скорость ветра иногда достигает 25-30 м/сек. При сильном ветре происходит раскачка буровой вышки. Работы на устье сопряжены с большой угрозой для жизни персонала.

Туманы наблюдаются по утрам, порой с нулевой видимостью, что затрудняет работу или передвижение вахты.

Опасные и вредные производственные факторы

при проектируемых работах.

Оборудование, применяемое на выбранной установке БУ-2500 ЭУК - крупно габаритное и имеет большой вес, что может привести к гибели или травмированию рабочего персонала при монтаже и работе.

Буровая установка включает в себя большое количество трубопроводов, которые находятся под давлением большее время. При их эксплуатации разрыв может привести к травме.

Открытые движущиеся части в виде ременных, цепных, карданных передач являются источником повышенной опасности. Последствия: легкие ушибы, рваные раны, переломы, смерть.

Электродвигатель буровой установки, а так же электромоторы для глиномешалок, насосов и линии электрического освещения могут стать причиной поражения электрическим током. Величина напряжения электрического тока 380 В.

Такие факторы как вибрация и шум при работе бурового оборудования и механизмов оказывают негативное воздействие на организм. На установке БУ-2500 ЭУК источниками шума и вибрации являются: лебедка, буровые насосы, ротор, вибросита, ключи АКБ, ПКБ, различные двигатели, компрессоры. Сильный шум, действуя на органы слуха, может привести к полной глухоте или профессиональной тугоухости. При этом нарушается нормальная деятельность сердечно-сосудистой системы и пищеварительной системы, возникают хронические заболевания, повышается утомляемость человека. Под действием вибрации могут произойти изменения в нервной системе, падение мышечной силы и массы, повышение артериального давления, нарушение остроты зрения, ослабление памяти.

Уровень шума на буровой на основных рабочих местах во время различных производственных операций достигает до 115 дБ и до 105 дБ соответственно. Буровой лебедки - до 98 дБ, вибросита - 96 дБ. Постоянный интенсивный шум препятствует устойчивой речевой связи между членами буровой вахты. Если на рабочих местах, в производственных помещениях и на территории промышленных предприятий шум превышает санитарные нормы, для защиты органов слуха рабочие будут применять противошумные материалы или бируши, накладываемые на ушные раковины.

Повышение концентрации вредных веществ в воздухе возникает в процессе приготовления раствора при работе с химреагентами. Порошковые реагенты, при приготовлении раствора могут попасть в легкие или на кожу. В результате возможны химические ожоги, хронические заболевания легких.

При выполнении работ присутствует опасность фонтанирования и последующего взрыва, что может привести к травмированию и даже смерти людей на буровой.

Источником ионизирующего излучения на буровой служит секция, включаемая в компоновку нижней части бурильной колонны при проведении гамма-каротажа. При не длительной работе с таким оборудованием уровень излучений много раз ниже нормы. Угрозы нет.

Вибрация в процессе бурения возникает при спускоподъемных операциях (72 -95 дБ) из-за продольных колебаний спускаемой и поднимаемой системы, а также при бурении, при обслуживании вибросита (до 110 дБ), при допустимых уровнях 108 - 92. Наиболее высокие уровни вибрации отмечаются на низких и средних частотах.

Взрыво- и пожароопасными веществами при выполнении проектируемых работ в первую очередь являются нефть и нефтепродукты. Категория взрывопожароопасности производства - А (взрывопожароопасная), так как температура вспышки попутного газа составляет 8 ?С. Потенциальными источниками воспламенения материалов являются искры, пламя, механизмы и другие. Последствиями могут быть материальный ущерб предприятию и смертельные случаи на производстве.

Работа с химическими реагентами для приготовления буровых растворов (КССБ, KCl и др.) и порошковыми материалами (бентонит) без средств индивидуальной защиты может привести к химическим ожогам, поражению органов дыхания, зрения и соответственно к утрате трудоспособности.

В процессе бурения скважины возможны газопроявления. (Выделяются газы: метан СН3, сернистый газ SO2, сероводород Н2S). Сероводород и сернистый газ могут послужить причиной отравления рабочих. Метан может привести к взрыву и пожару. Возможными источниками пожаров также являются: короткое замыкание, перегрев проводки; открытый огонь; статическое электричество; удар молнии.

Наиболее часто травмы происходят при погрузочно-разгрузочных работах, и выполнении технологических операций при спуско-подъёмных операциях. Как правило, происходит это при невыполнении элементарных правил по технике безопасности ведения работ.

От г. Усинска до месторождения проложена бетонная дорога. От г. Нарьян-Мара до Лаявожского месторождения проложена грунтовая дорога, но пока отсутствуют мосты и переезды через водотоки, в зимнее время функционирует автомобильная дорога типа «зимник» от п. Харьягинский до г. Нарьян-Мара.

Перевозка рабочих возможна от города Усинск как на легковых автомобилях, так и на автобусах. На территории месторождения широко применяются автомобили высокой проходимости (КамАЗ, УРАЛ). Угрозу представляет возможное застревание автомобиля при съезде с дороги. Угроза здоровью или жизни человеку маловероятна. Транспортировку неупакованных сыпучих материалов осуществляют специальным транспортом (цементовозы, смесительные машины), перевозка материалов и химреагентов производится автоцистернами (жидких) и в специальной таре. При авариях возможно попадание вредных веществ в окружающую среду.

3.2 Обеспечению безопасности при проектируемых работах

Совершенствование организаций работ по охране труда

При проведении буровых работ строго соблюдаются правила выполнения спуско-подъемных операций (СПО), выбор типа буровых растворов для безопасного ведения буровых работ.

СПО проводятся с использованием механизмов для свинчивания и развинчивания труб и специальных приспособлений. Между бурильщиком и верховым рабочим будет поддерживаться надежная связь. При подъеме бурильной колонны наружная поверхность будет очищаться от бурового раствора с помощью специальных приспособлений (обтираторов). На устье установлено устройство, предупреждающее падение посторонних элементов в скважину при отсутствии в ней колонны бурильных труб и при СПО. Свечи бурильных и утяжеленных бурильных труб, устанавливаемые в вышке, страхуются от выпадения из-за пальца.

Плотность бурового раствора при вскрытии нефтегазонасыщенных пластов подбирают так, чтобы исключать возможность проявлений. Обработка бурового раствора производится с разработанной рецептурой, при этом необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты (защитные очки, респиратор и перчатки). Очистка бурового раствора от выбуренной породы и газа, дезактивация шлама при его утилизации будет осуществляться комплексом средств, предусмотренным рабочим проектом на строительство скважины (вибросито типа ВС - 1, гидроциклон типа ГУР - 2).

Санитарно-бытовое и медицинское обслуживание.

Для вахтового персонала на территории работ установлены вагон-домики, вагон для сушки спецодежды, вагон-душевая. Так же установлена вагон-столовая.

Вода привозная. Ее регулярно привозят водовозки с артезианской скважины.

Одним из основных требований к производственным помещениям является правильная освещенность.

Искусственное освещение осуществляется электрическими лампами накаливания и люминесцентными лампами.

Освещение в ночное время осуществляется прожекторными установками, которые выполняются во взрывозащищенном исполнении и заземляются.

В качестве переносных светильников применяются только аккумуляторные фонари напряжением 12В во взрывозащищенном исполнении. За исправностью заземления прожекторов и проводов переносных ламп будет следить бурильщик.

Все работники буровой обеспечиваются средствами индивидуальной защиты, спецодеждой и спецобувью.

Рабочий костюм выполнен из хлопчатобумажной ткани. Выдается каждому индивидуально и подбирается оп размеру. Также предусмотрена химическая чистка спецодежды за счет предприятия.

Защитные очки открытого типа (030-1) для предохранения глаз от травм отлетающими твердыми механическими частицами при вырезании «окна» в эксплутационной колонне и СПО, а также от брызг химических реагентов (NaOH, КМЦ - 700, «Пента - 465», НПАВ (дисолван 4411)) при приготовлении бурового раствора.

Для защиты органов дыхания от газов и паров углеводородов, азота, углекислого газ и сероводорода, а также от пыли и испарения химических реагентов рабочие обеспечиваются фильтрующими противогазами с коробкой марки БКФ зеленого цвета с белой вертикальной полосой и респираторами типа РПГ - 67А.

Для защиты от вредного воздействия метеорологических производственных условий обеспечивают костюмы или комбинезоны из хлопчатобумажных, льняных, шерстяных тканей со специальной пропиткой. Спецодежда должна соответствовать определенным санитарно-гигиеническим требованиям, иметь определенную прочность, огнестойкость и водонепроницаемость. Головные уборы рекомендуются надевать плотно и крепко завязывать, концы косынки следует заправлять за воротник. Во время дождя рекомендуется надевать капюшоны.

Меры безопасности при строительно-монтажных работах

Следить за состоянием грузоподъемных систем, не подлежащих регистрации в органах технадзора (тали, тельферы, блоки, лебедки), их периодический осмотр и разрешение на пуск в работу - обязанность специально назначенного инженерно-технического работника.

При строительно-монтажных работах проектом предусмотрено складирование металлических ферм, буровых насосов, лебедки, а также других механизмов, предназначенных для монтажа, с учётом последовательности их монтажа с целью исключения возможности травматизма. Сборка конструкций проводится в соответствии с требованиями при проведении монтажных работ. Подъём и опускание конструкций выполняется после ухода персонала из опасной зоны радиусом 20 м плюс длина конструкции. В рабочем положении нижняя часть мачты закрепляется специальными запорами. Подъём или опускание мачты производится плавно без рывков и резкого торможения, с помощью исправного механизма лебедки. При подъеме вышка оснащена страховочной оттяжкой, обеспечивающей невозможность ее опрокидывания. Лебедка имеет фрикционный и храповый тормоза.

Неправильная подвеска груза является распространенной причиной его падения, обрыва стропов и даже опрокидывания грузоподъемной машины.

Так как объем земляных работ на строящейся буровой очень велик, то частично (траншеи под ленточные фундаменты и др.) их проводят вручную. При ведении земляных работ вручную основную опасность представляют обрушение стенок траншей и котлованов, а также травмирование работающих ручным инструментом из-за его неудобства, неисправности или стесненных условий работы. Для предупреждения обрушения стенок, необходимо применить один из двух способов: образовать устойчивые откосы грунта или укрепить стенки с помощью сборных или инвентарных креплений.

Меры безопасности при бурении скважины

Буровую лебёдку надо укомплектовать прочными металлическими ограждениями, надёжно закрывающими доступ к движущимся частям со всех сторон. Кроме того, оборудовать лебёдку ограничителем допустимой грузоподъёмности, а также надёжным тормозным устройством.

Зубчатые и цепные передачи ограждаются сплошными металлическими кожухами, имеющими приспособления для удобной сборки и разборки.

Выступающие детали движущихся частей насосов и лебёдки (в том числе шпонки валов) и вращающиеся соединения закрыть кожухами по всей окружности вращения.

На грузоподъёмных машинах и механизмах (кронблок, крюкоблок и лебёдка) обозначены их предельная грузоподъёмность и сроки следующего технического освидетельствования.

Запорную арматуру, устанавливаемую на выкидной линии, оборудовать указателями положения затворов. Нагнетательные трубопроводы, их детали и арматура опрессовываются пробным давлением.

Защита от поражения электрическим током

Буровое электрооборудование работает в тяжелых условиях вибрации, влажности, запыленности, что может привести к различным видам повреждений: перегоранию предохранителей, повреждению электропроводки, смещению вращающихся деталей, выходу из строя электродвигателей. Электрооборудование, установленное на открытых площадках защищено от атмосферных осадков. Защита технологического оборудования и электроустановок от атмосферных перенапряжений осуществляется буровой вышкой (стержневой молниеотвод высотой 53м). Защита питающей высоковольтной линии электропередач от атмосферных перенапряжений осуществляется трубными разрядниками и подвеской защитного тока.

Но основным источником электротравматизма в бурении являются установки низкого напряжения.

Мерами защиты при эксплуатации электроустановок и авариях, когда нетоковедущие части электрооборудования могут оказаться под напряжением, являются: надежная изоляция пускорегулирующих аппаратов, контактов магнитных пускателей, автоматов, цепей автоматического электропривода, недоступность токоведущих частей, что достигается правильным их расположением, применением ограждений и блокировок.

Для снижения опасности поражения электрическим током, создается защитное контурное или выносное заземление. Схемы представлены соединением металлических и токоведущих частей оборудования с землей. Поверхностный слой в районе работ слагают толщи многолетнемерзлых пород. Удельное сопротивление такой среды не удовлетворяет условиям электробезопасности. Поэтому заземлители устанавливаются в песчаные шпуры.

На буровой вышке выключатели используются пакетные, закрытого типа с заземлением их металлических кожухов. Рубильники и предохранители применяются закрытые.

Сопротивление заземляющего устройства электроустановок составляет 4 Ом. Измерение сопротивления заземляющих устройств проводится перед их пуском в эксплуатацию и далее не реже 1 раза в месяц, а также при переустановке электрооборудования для стационарных электроустановок - в соответствии с требованиями.

Расчёт заземления

На буровой используются заземлители из стали с профилем типа «уголок», сторона которого =0,06м, толщина =0,005м.

Рассчитаем сопротивления одного заземлителя по формуле:

, (3.1)

где: удельное электрическое сопротивление, для песка, ;

- длина электрода

Размещено на http://www.allbest.ru/

=2,5м.

Ом.

Сопротивление защитного заземления должно быть 4 Ом. Найдем необходимое количество электродов:

, (3.2)

где: - требуемое сопротивление заземлителя, Ом;

- коэффициент использования заземлителя, =0.73 Ом.

Требуемое сопротивление заземлителя находим по формуле:

,

где Rз - установленное нормами сопротивление заземлителя, Rз =4 Ом;

Rп - сопротивление магистрального провода, Ом.

.

Принимаем 12 трубчатых заземлителей.

Данная конструкция защитного заземления, состоящая из 12 вертикальных электродов, соединенных полосой сечением 410 мм на сварке, удовлетворяет также требованиям молниезащиты.

Для защиты окружающих рабочих везде, где проводятся электросварочные работы, вывешиваются предупредительные надписи: «Береги глаза от света дуги», «Не смотри на дугу».

Рисунок 3.1. 1 - заземлители, 2 - магистральный провод.

3.3 Обеспечение безопасности при чрезвычайных ситуациях

Предупреждение и ликвидация пожаров.

Так как при буровых работах используются горюче-смазочные материалы, наиболее вероятной чрезвычайной ситуацией при буровых работах является пожар; поэтому проводить следующие противопожарные мероприятия:

На видных местах вывешиваются плакаты-предупреждения «Огнеопасно, не курить!». В группе проведения полевых работ назначается лицо, ответственное за обеспечение мер противопожарной безопасности.

На буровой оборудуются и укомплектовываются противопожарные щиты, бочки с водой, ящик с песком, согласовав с местными органами пожарного надзора их перечень.

Перед проведением буровых работ территория вокруг буровой установки очищается от сухой травы, ветоши и кустарников в радиусе 15 м. По границам этих территорий создается минерализованная полоса шириной не менее 1,4 м.

Горючие материалы хранятся за пределами этих территорий. Внутри этих участков хранится запас топлива не более сменной потребности. Буровая установка в соответствии с ППБ обеспечивается огнетушителями огнетушителями (пенными ОХП-10, две штуки), ящиком с песком вместимостью 0,2 м3, войлоком, кошмой или асбестовым полотном размером 2 х 2 метра, двумя комплектами пожарного инструмента (лом, топор, багор), бочкой с водой, емкостью 250 литров.

При внезапном возгорании на буровой: отключается подача электроэнергии на буровую; останавливается двигатель внутреннего сгорания; перекрывается превентором устье скважины; ставятся в известность должностные лица; вызывается добровольная пожарная дружина, пожарная охрана, медицинская часть; прекращаются всякие работы на буровой, рабочие удаляются на безопасное расстояние; закрывается движение на прилегающих дорогах.

Территория склада ГСМ обваловывается и окапывается канавкой шириной 1 метр и глубиной 0,5 метра. Топливо и смазочные материалы хранятся в закрывающейся таре.

Для курения предусматриваются специально отведенные места.

Меры предотвращения выбросов и взрывов газа

При бурении газовых скважин вопрос готовности буровой бригады к внезапному газопроявлению или взрыву пластового газа стоит наиболее остро.

Работы по ликвидации выбросов и взрывов проводятся под руководством ответственного лица, сложные аварии в скважинах, ликвидируются по плану, утверждённому главным инженером.

Чтобы максимально возможно снизить шансы возникновения нежелательных аварий следует использовать нижеуказанные меры:

устье бурящейся скважины оборудовано ПВО по схеме шишечный превентор, вращающий превентор;

выкидные линии ПВО прочно закреплены с элементами платформы.

Превенторы дистанционно управляются с поста бурильщика и пульта, расположенного в удобном и доступном месте на пути эвакуации персонала к спасательным средствам;

непосредственно перед спуском, после установки коллектора управления, проводится контрольная проверка на функционирование каждого узла ПВО;

блок ПВО и его манифольд опрессовывается на устье скважины с колонной головкой на рабочее давление не менее 15 МПа с использованием опрессовочной пробки;

испытание ПВО на герметичность проводится после его монтажа на устье и спуска обсадных колонн на рабочее давление ПУО. Так же перед вскрытием продуктивного горизонта и после каждого соединения и отсоединения секций направляющей от блока превенторов на ожидаемое устьевое давление;

перед вскрытием пласта или нескольких пластов с возможными флюидопроявлениями устьевое противовыбросовое оборудование переводится в режим оперативной готовности, проводится: обучение членов буровой бригады практическим действиям по ликвидации газонефтепроявлений и открытых фонтанов и учебная тревога;

Для случая возникновения открытого фонтана разработаны следующие мероприятия:

запуск аварийного источника электрической энергии (аварийный дизель-генератор) для привода в действие пожарных насосов с целью создания водяного орошения вышки, аварийного устья и приустьевой зоны, а также создания водяных завес между жилым блоком и бурящимися скважинами, у коллективных спасательных средств (КСС) и у привода гидросистемы передвижения портала;

определение загазованности помещений жилого и технологического блоков, путей эвакуации и в местах установки КСС.

В процессе ликвидации открытого фонтана принимаются меры против скопления у устья фонтанирующей скважины и прилегающей акватории продуктов фонтанирования скважины (нефти, конденсата);

конечные задвижки на манифольдовых линиях превенторной установки закрываются, а задвижка на отводе в дегазатор - открывается;

на отводе в дегазатор устанавливается штуцер с учётом удельного веса промывочной жидкости, производительности насосов и давления опрессовки колонны;

промывку скважины с противодавлением на пласт производится до выравнивания удельного веса закачиваемого и выходящего из скважины бурового раствора. При увеличении количества промывочной жидкости в приёмных ёмкостях (за счёт опорожнения скважины) промывка прекращается и закрывается задвижка в дегазатор.

4. Мероприятия по охране окружающей среды

В настоящее время охрана окружающей среды стала одной из актуальных проблем современности. Большое значение при проведении буровых работ имеют технико-экономические аспекты охраны окружающей среды, заключающиеся в рациональном выборе технологии производства, технических средств, обеспечивающих при наименьших экономических затратах реализацию необходимых природоохранительных мероприятий.

4.1 Требования к выбору площадок под кусты скважин

Площадки под кусты скважин должны выбираться за пределами водоохранных зон с учетом рыбохозяйственного значения водных объектов. Выбор территории (площадок) на газоконденсатных месторождениях, имеющих в разрезе многолетнемерзлые породы, необходимо производить по результатам комплексных инженерно-геокрилогических и природно-ландшафтных исследований района буровых работ.

Исследования, выполняемые в связи с выбором территорий для целей бурения должны включать гидрологические изыскания и геокриологический прогноз. Запрещается выбор площадок под кусты скважин в местах возможного создания насыпными основаниями подпора стоку поверхностных вод (ручьев, тальвегов) и надмерзлотных вод без прогнозной проработки вопросов обеспечения водотока водопропускными сооружениями.

Необходимо иметь площадки достаточных размеров для рационального расположения бурового оборудования, запаса материалов и выполнения технологических процессов, связанных с бурением скважин и отбором проб данных пород. Для осуществления этих и других видов работ должны быть зарезервированы фундаменты под основное оборудование, выполнена подводка кабелей для подачи электроэнергии и пр.