Тенденции в области производства и оснащения циркуляционных систем буровых установок

Циркуляционная система буровой установки (ЦС) предназначена для обеспечения технологически правильной циркуляции бурового раствора, его очистки, приготовления, поддержания требуемых свойств, предотвращения загрязнения окружающей среды отходами бурения, причем требования экологической безопасности бурения становятся далеко не последними.
Циркуляционная система представляет достаточно сложную систему распределения потоков бурового раствора и химреагентов, водо- и электроснабжения, отопления и т.д. Основные составные ЦС: блок очистки, промежуточные и приемные емкости, блоки приготовления буровых растворов и химреагентов, энергомодули.
Авторы настоящей статьи, являясь разработчиками и производителями циркуляционных систем и комплектующего оборудования к ним, поставили цель проинформировать буровые компании, управления и фирмы по капитальному ремонту скважин о необходимости использовать для комплектации буровых установок высокотехнологичные циркуляционные системы, оснащенные необходимым набором очистного оборудования и системой приготовления буровых растворов.

Продукция производителей буровых установок требует дальнейшей доукомплектации циркуляционными системами и буровыми насосами. Вопрос комплектации МБУ серийными буровыми насосами решается относительно просто, проблемы же очистки, циркуляции и приготовления буровых растворов по техническим, финансовым или иным причинам решены недостаточно. Плохая очистка бурового раствора снижает стойкость долот и механические скорости бурения, приводит к повышенному расходу материалов и химреагентов и в ряде случаев является причиной осложнений. Для целей очистки и приготовления буровых растворов буровым компаниям предлагается как импортное, так и отечественное оборудование. Причем если это отечественное оборудование приобретается не у случайных изготовителей, технологические показатели ЦС соответствуют необходимым требованиям.

Остается весьма важный вопрос комфортности и монтажеспособности ЦС. Современные долота позволяют достичь очень высоких механических скоростей бурения, и время проводки скважины определяется, в основном, геологическими условиями. Достигнут тот уровень, когда время монтажа и демонтажа циркуляционной системы уже существенно влияет на общий период бурения скважин. Рассмотрим, как эта проблема решается в циркуляционных системах, предлагаемых нами. Как правило, ЦС заказываются с учетом следующих параметров:

– требуемый объем и плотность бурового раствора;
– производительность промывки скважины;
– требуемый состав очистного оборудования и оборудования для дегазации и приготовления раствора;
– тип укрытия и способ отопления;
– наличие системы долива, водяной емкости, транспортные габариты, стационарный или колесный вариант и др.

Наряду с этим выдвигается уже ставшее весьма важным требование – максимальная мобильность и монтажеспособность ЦС.
На фото 1 показан вариант ЦС объемом 80 м³ для буровых установок компании «Шлюмберже». Емкости ЦС выполнены с двойными утепленными стенками, отопление водяное регистрами в емкостях и калориферами в надъемкостном блоке. В емкостном блоке имеется водяная емкость для технологических нужд, емкость долива и насосные отсеки для насосов песко-, илоотделителя, центрифуги, долива и системы приготовления. Система очистки 4-ступенчатая. Все технологическое оборудование установлено в верхнем жестком утепленном 3-секционном модуле. Вся ЦС представляет 5 транспортных модулей. Монтаж происходит следующим образом. Нижние емкости фиксированно устанавливаются на подготовленную площадку, сверху на центрирующие конусы опускаются верхние модули с очистным оборудованием. С помощью БРС собираются гидравлические линии и кабельная обвязка. Энерго­шкаф этой ЦС встроен в торцевую часть емкости (рис. 2) и требуется только подвод силового кабеля. Монтаже­способность ЦС не превышает 4 – 5 часов. Демонтаж производится в обратном порядке.

По этому же принципу устроены ЦС, имеющие другую компоновку, обладающие также высокой монтажеспособностью (фото 3). Нужно отметить, что компанией выпущено около 10 модификаций ЦС подобного типа на разные объемы бурового раствора, и во всех решен вопрос монтажеспособности и требуемого температурного комфорта в рабочих зонах.
Другой тип мобильных ЦС – это колесный вариант (фото 4). В этих ЦС реализованы все особенности ЦС, описанных выше. Разработка оборудования не производится, требуется только прокладка кабельных линий от выносного (как правило) энергомодуля и соединение с буровыми насосами и с устьем скважины. Однако большое неудобство и потерю времени создает общее тентовое каркасное укрытие, сборка которого, особенно в зимних условиях, затруднительна. Для облегчения парковки емкостей на прицепах требуется более тщательная подготовка буровой площадки. Подобного типа ЦС с объемом от 90 до 140 м³ применяет «КАТойл-Дриллинг». Совершенствуя это направление, КАТойл реализовала вариант укрытия ЦС объемом 200 м³ с опускающейся для транспортировки металлической крышей (фото 5). Заделка тентом производится только по боковым стенкам, что, несомненно, проще и быстрее в сборке общего укрытия. Производство подобного варианта укрытия ЦС освоено, например, ООО «БПО-Отрадный». Это передовое направление развито на блоке очистки. Все очистное оборудование, как и в первом описанном варианте, установлено в верхнем модуле и перевозится без разборки. В нижнем емкостном модуле помещена вся насосная группа. Часть крыши и площадки обслуживания для транспортировки складываются и фиксируются на верхнем модуле без разборки. Тентовое укрытие блока очистки, как и в емкостном блоке, только боковое (фото 6).
Хотелось бы вспомнить об импортозамещении в области комплектации ЦС навесным оборудованием. Тенденция закупки буровыми компаниями оборудования отечественного производства растет. Отечественное оборудование не только имеет ценовое преимущество, но его легче обеспечить запасными частями, сервисом, надежна и квалификация обслуживающего персонала.

К сожалению, все современные разработки ранее и сейчас выполняются на инициативной основе и не финансируются ни бюджетом, ни нефтегазодобывающими предприятиями. Существующая тендерная система закупок зачастую производится по принципу минимальной цены, что приводит к приобретению более дешевого и непрофессионально изготовленного оборудования. Вследствие этого для научно-производственных компаний, занимающихся созданием новых изделий, ограничены рынок сбыта своей более современной и качественной продукции и финансирование собственных научных разработок.

Тем не менее прогресс в создании новой продукции очевиден. Так, освоено производство современного вибросита «Пульсар» с ситовыми кассетами на жестком полимерном каркасе по аналогии с зарубежными поставщиками (фото 7). «Пульсар» уже широко применяется в отрасли и, по данным буровых предприятий, стойкость ситовых кассет достигает в среднем 500 часов. Давно освоено производство гидроциклонных пескоотделителей и илоотделителей с необходимыми техническими характеристиками. Возобновляется производство центрифуг типа ОГШ-500, весьма надежных, эффективных и ремонтопригодных. Расширяется серия дегазаторов «Каскад». На фото 8 показан дегазатор атмосферно-центробежного типа «Каскад-40А», не требующий подвода воды и весьма простой в монтаже и эксплуатации. Этот дегазатор успешно может заменить дегазатор СД-1400 фирмы «Свако». Отдельная позиция – шламовые насосы. Отечественной промышленностью освоены насосы с торцовым уплотнением типа ГШН-150 и ГШН-250, и в данной ситуации они беспроблемно заменяют импортные. Мы производим аналогичные насосы 6Ш8-2Т и устанавливаем их на ЦС собственного производства, однако спрос на них пока минимален.

Предполагаем, что, обладая информацией, представленной в этой статье, буровые компании получат возможность выбора наиболее приемлемого варианта ЦС и комплектующего оборудования к ним при оснащении новых БУ и модернизации имеющихся.