Преузми

RGFTEHNOLOGIJA IZRADEBUŠOTINA IINŽENJERSTVO NAFTE I GASA

BUŠAĆAPOSTROJENJA32

Tehnološki proces bušenja• Kod “rotary” sistema bušenja kanal bušotine izrađujedleto združenim dejstvom aksijalnih (vertikalnih silausled osovinskog pritiska na dleto) i tangencijalnihsila (horizontalnih sila usled rotacije dleta).• Rotaciju dleta ostvaruje bušaći alat koga na površinipokreće vrtaći sto ili integrisani sistem za rotacijubušaćim alatom i cirkulaciju isplakom, tzv. ''TopDriving Drilling System'', a osovinski pritisak se dajedelom bušaćeg alata iznad dleta, tj. teškim šipkama.• Cirkulacijom fluida (uglavnom isplakom) kroz bušaćialat i mlaznice na dletu, nabušeni materijal se iznosikroz međuprostor kanala bušotine i bušaćeg alata dopovršine, tj. do isplačnih bazena.• Cirkulacija fluida (isplake) je zatvoreni kružni ciklus.3

- Bušaća postrojenja se koriste zabušenje kanala bušotine, spuštanje icementaciju zaštitnih cevi, a takođe suopremljena i za druge različite funkcijeneophodne prilikom izrade bušotine,kao što su testiranje, karotažnamerenja i dr.- Izbor bušaćeg postrojenja je sastavnideo procesa planiranja bušotine,međutim, ono mora biti selektirano nakraju, tj. kada je kompletno završenoprojektovanje izrade kanala bušotine.- Neadekvatno izabrano bušaćepostrojenje može biti uzrok malih brzinabušenja, havarija, tj. zaglave bušaćegalata, oštećenja produktivnih formacijausled velikog sadržaja čvrste faze ivelikih troškova izrade bušotine.4

Šematski prikaz procesa planiranjaizrade bušotine- Sa aspekta tehnologije bušenja i projektovanjaizrade kanala bušotine nema bitnih razlika dali su bušaća postrojenja montirana na kopnu ilivodi. Normalno je, zbog stepena opremljenostibušaćih postrojenja, da cena izrade bušotinana vodi iznosi daleko više od cene izrade bušotinana kopnu. Takođe, cena izrade bušotina na moruprogresivno raste sa dubinom vode.Šematski prikaz procesaplaniranja bušenja bušotine- Osnovne karakteristike konstrukcijepostrojenja za bušenje na kopnu suprenosivost i maksimalna radnadubina bušenja.Toranj postrojenjaza bušenje na kopnu mora bitipodignut na lokaciji.5

Klasifikacija bušaćih postrojenjaZbog velikih troškova montaže,većina savremenih postrojenjaza bušenje na kopnu sukonstruisani tako da se toranjlako može preseliti i ponovoupotrebiti. Razne komponentepostrojenja su montirane nasaonice, tako da se postrojenjemože preseljavati u delovima ilako ponovo spajati.- Toranja na preklapanje (''Jackknife'') se sklapa na tlu pomoću osovinica, azatim podiže kao sklop, uz primenu opreme za zadizanje.- Prenosivi teleskopski toranj (''Portable Mast'') koji je pogodan zapliće bušotine, obično se montira na kamione sa točkovima ili prikolice kojenose mašineriju za dizanje, motore i toranj kao poseban sklop.Teleskopski prenosivi toranj se mora podići do vertikalnog položaja, a zatimistegnuti (izvući) do pune visine pomoći hidrauličkih klipova na njemu6

Osnovne komponente bušaćih postrojenjaIako se bušaća postrojenja znatno razlikuju po spoljašnjem izgledu ipogonu, sva postrojenja imaju osnovne uređaje za bušenje:• Sistem za pogon i transmisiju• Sistem za manevrisanje• Sistem za rotaciju• Sistem za kontrolu bušenja• Sistem za cirkulaciju ispirnog fluida7

Uređaji postrojenja zabušenje:1-sistem za manevrisanje,2-uređaji za rotaciju,3-motori i prenosnici,4-sistem za cirkulaciju,5-kompozicija bušaćih sprava,6-uređaji za kontrolu dotoka8

•Sistem za pogon i transmisijuPogonski sistem na bušaćem postrojenju raspolaže prvenstveno saprimarnim pokretačem kao izvorom početne energije koja se daljetransportuje do odgovarajuće opreme za dalji prenos energije do krajnjihpotrošača tj. do operacione opreme.Uobičajeni primarni pokretači tj. izvori energije su odgovarajući dizel motori.Razlikujemo dva osnovna načina prenosa primarne energije od pogonskihmotora:- Mehanički pogon (mehanička bušaća postrojenja)-Električni pogon sa generatorima jednosmerne ili naizmenične struje iodgovarajućim elektromotorima (tzv. diesel-električna bušaća postrojenja)9

Mehanička bušaća postrojenjaSistem za pogon i transmisijuMehanički bušaća postrojenjakoriste pogonski sistem datransportuju primarnu energiju,dobijenu od dizel motora, dooperacione opreme kao što su:dizalica, vrtaći tj. rotacioni sto iisplačne pumpe.Pogonski sistem do operacione opreme uključuje konverter, zupčaneprenose, lance i kaiševe.Kod postrojenja na kopnu ovaj tip bušaćih postrojenja još uvek je u širokojupotrebi, i pored mnogih slabosti sa kojima mehanički pogon raspolaže, odkojih su najbitnija udarna opterećenja na motore, gubitak energije prekozupčanika i lanaca, mogućnost čestih kvarova i drugo.Razlog za njihovu široku upotrebu nalazi se u daleko manjoj složenosti uodnosu na dizel-električna postrojenja i znatno manjoj ceni rada.10

Sistem za pogon i transmisijuDizel-električna postrojenja- Pogon operacione opreme (dizalica, pumpe) sa elektromotorima, zbog većegprosečnog koeficijenta iskorišćenja, manje mogućnosti kvarova i nezavisnostisvakog direktnog potrošaća imaju prednosti u odnosu na mehanički prenos.- Kako se elektromotori kontrolišu preko sklopki i razvodnih uređaja (SCR), ageneratori i dizel motori se nalaze na većoj udaljenosti od tornja dobija se nasigurnosti rada i znatnom smanjenju buke, što je jedan od bitnih nedostatakakod mehaničkih postrojenja.11

Sistem za pogon i transmisiju- Generatori naizmenične struje imaju duži vek trajanja i zahtevaju manjeodržavanje od generatora jednosmerne struje, a preko SCR sistema vršise distribucija i jednosmerne i naizmenične struje ka operacionoj opremi.-Nezavisni elektromotori pokreću dizalicu, vrtaći sto,isplačne pumpe, iomogućavaju rad opreme koja služi za pravljenje i održavanje isplake.- Iako je cena rada ovog tipa bušaćeg postrojenja daleko veća u odnosuna mehanička postrojenja, sigurnost rada tj. mogućnost kvarova i zastojaje daleko manja, što kod izrade dubokih bušotina predstavlja izrazituprednost.12

Sistem za pogon i transmisijuNadmorska visina i spoljašnja temperatura‣Akoseplanira da bušaće postrojenje radi na lokaciji sa većomnadmorskom visinom ili većom spoljašnjom temperaturom treba uzeti uobzir da tada dolazi do smanjenja raspoložive nominalne snage namotorima sa unutrašnjim sagorevanjem.‣U tabeli je prikazano smanjenje nominalne snage motora u zavisnosti odnadmorske visine i spoljašnje temperature.Zbog nadmorske visineZbog spoljašnje temperaturenadmorskavisina (m)snaga(%)spoljašnjatemperatura ( o C)benzinsnaga(%)dizelnivo mora5001.0001.5002.0002.5003.00010094898479746916253035404550100989796,59695931001001009997,5959013

•Sistem za manevrisanjeSistem za manevrisanje predstavlja vitalnukomponentu bušaćeg postrojenja i uglavnomsluži za obavljanje dve rutinske operacije:dodavanje komada bušaćeg alata i zaštitnihcevi; i manevar bušaćim alatom (spuštanje ivađenje alata u kanalu bušotine).Pod uređajima za manevrisanjepodrazumevaju se:- toranj-dizalično postrojenje- pomoćni uređaji-alat14

Toranj i postoljeSistem za manevrisanje- Toranj i postolje su čelične konstrukcije (deo bušaćeg postrojenja) kojimaje namena da nose teret bušaćeg pribora u toku operacija bušenja imanevrisanja (izvlačenja i spuštanja).- Toranj mora raspolagati sa dovoljnom vertikalnom visinom neophodnomda sistem za manevrisanje vadi ili spušta bušaće alatke.- Postolje, takođe, mora da raspolaže odgovarajućom visinom za smeštajsistema za kontrolu dotoka ležišnih fluida u kanal bušotine (BOP), ispodradne platforme tornja.- Maksimalna nosivost tornja, a to je onaj teret koji toranj sme nositi nanepokretnoj koturači uz faktor sigurnosti (≈2).- Maksimalna statička nosivost na kuki predstavlja teret koji toranj moženositi na kuki, bez bušaćih alatki u tornju i kada ne duva vetar. Kodmaksimalne nosivosti na kuku uzeta je u obzir težina tornja, koturača i sl.- Alatke u tornju zbog svoga nagiba i bočne sile vetra stvaraju dodatnaopterećenja na pojedine oslonce tornja i tada se smanjuje dopuštenanosivost na kuki koja se izračunava prema uputstvu proizvođača.15

Sistem za manevrisanjeMaksimalna nosivost na kuki približno iznosi:gde su:2⋅kQ = +2⋅k + 4kQ tQ k – maksimalna statička nosivost na kuki, Nk – broj strukova pokretne koturačeQ t – nosivost tornja (prema podacima proizvođača), NRaspored svih opterećenja koja deluju na toranj prikazanasu na slici, a ukupna sila koja deluje na tornju (F T,) uključujeopterećenje na kuku (T) opterećenje u pokretnom krajubušaćeg užeta (F f) i opterećenja u nepokretnom krajubušaćeg užeta (F n) prema jednačini:F = T + F +TfFn16

Dizalično postrojenjeSistem za manevrisanjeDizalično postrojenje je mehanizam koji omogućava izvlačenje i spuštanjebušaćih alatki a sačinjavaju ga: dizalica, pokretna i nepokretna koturača,uže i kuka.Dizalicom se navrću i odvrću bušaće alatke, a kod mehaničkih postrojenjasluži i za pokretanje vrtaćeg stola i pogon jedne ili dve isplačne pumpe.Dizalica u svom sastavu mora imati efikasan kočioni sistem za kontroluvelikih opterećenja od bušaćeg alata ili zaštitnih cevi, kao i sistem zahlađenje jer se stvara toplota izazvana trenjem prilikom spuštanja alata.Uobičajeno je da su mehanička postrojenja opremljena hidrauličkomkočnicom, a dizel-elektro postrojenja elektro-magnetnom kočnicom.Bubanj dizalice, kod većih bušaćih postrojenja, užljebljen je zaodgovarajući prečnik bušaćeg užeta i prema kapacitetu dizalice na bubanjmora biti namotano nekoliko redova bušaćeg užeta.Bušaće uže namotano na bubanj dizalice predstavlja njegov pokretni deokoji se ujedno i najviše troši tokom izrade bušotine.17

Sistem za manevrisanjeSistem koturača (nepokretna i pokretna) i kukaSistem koturača(nepokretna i pokretna) i kuka predstavljaju primarnu sponuizmeđu dizalice i bušaćeg alata ili zaštitnih cevi i pružaju mehaničkupomoć kod manevra alatom.Sistem je opremljen i neohodnom pomoćnom opremom kao što su:kompenzator udara, stremenovi i elevatori za prihvat različitih prečnikabušaćih alatki.Nepokretna i pokretna koturača sastoje se od 4 do 8 koturova sa žljebovimadizajniranih za različite prečnike bušaćeg užeta u zavisnosti od kapacitetanosivosti postrojenja.U sistemu koturača tj. koturova egzistira trenje, tako da je koeficijenatiskorišćenja koturača dat jednačinom:nK = 0, 98gde su:K - koeficijenat iskorišćenja koturačan - broj koturova18

‣Potrebna tj. zahtevana snaga za pokretnu koturaču i kuku dobija se izjednačine:PSistem za manevrisanje=10⋅T⋅gde su:kv kP k- zahtevana snaga na pokretnoj koturači (kW)T - opterećenje na kuku (10 3 daN)v k- brzina podizanja pokretne koturače tj. kuke (m/s), a dobija se izjednačine: v k=v t/n (m/s), gde je v tbrzina kretanja pokretnog krajabušaćeg užeta.‣Snaga koju je potrebno dovesti na dizalicu biće veća od snage potrebnena pokretnoj koturači i kuki, a dobija se iz jednačine:Pdz =P dz- snaga dovedena na dizalicu (kW)K - koeficijenat iskorišćenja koturaća‣Na većim bušaćim postrojenjima koristi se tzv. ''blok-kuka'', tj. kukekoje čine jednu celinu sa pokretnom koturačom.‣Svaki toranj mora imati uređaj za sprečavanje udara pokretne koturačeo nepokretnu (on mora biti stalno ispravan i funkcionalan) i može bitirazličitih konstrukcija u zavisnosti od proizvođaća tornja.PkK19

Bušaće užeSistem za manevrisanje‣Bušaće uže sa sigurnosnog aspekta predstavlja najvažniju komponentusistema za manevrisanje.‣Tokom rada bušaćem užetu se mora posvećivati velika pažnja kakokonstrukciji tako i održavanju i kontroli njegove ispravnosti.‣Osim oznaka za način pletenja, smera pletenja i tipa jezgra, bušaće užeoznačava se i sa dva broja, od kojih prvi označava broj pramenova, adrugi broj žica u svakom pramenu.‣Spoljašnji prečnik užeta zavisi od kapaciteta bušaćeg postrojenja tj. dubinebušenja i on se kreće od 22 mm (⅞" ) za plitko bušenje do 50,8 mm (2'') zaultra duboke bušotine.‣Svaki proizvođač užeta dužan je da u atestu užeta navede podatke očvrstoći kidanja užeta.20

Sistem za manevrisanjeKonstrukcija užeta se sastoji iz jezgra užeta koje je u sredini i pramenovakoji se namotavaju oko jezgra. Jezgro užeta može biti od metala, vlakna iliplastike, a pramenovi su spleteni od određenog broja čeličnih žica. Zavisnood rasporeda i prečnika žica u pramenu postoji više načina pletenja(Warrington, Seale, Filler i njihove kombinacije). Takođe, razlikuje se i višenačina smera pletenja žice u pramenove (desno križno pletenje, levo križnopletenje i uzdužno pletenje).21

Sistem za manevrisanje‣Pokretni kraj bušaćeg užeta namotava se i odmotava na dizalici, dok jenepokretni kraj užeta učvršćen na specijalno konstruisanom sidru koje jemontirano na jednu nogu tornja (na suprotnoj strani od bušaće dizalice).‣Bušaće uže dižući i spuštajući preko koturača bušaće alatke, obavljaodređeni rad, jednak proizvodu tereta na kuki i putanje tereta kroz kanalbušotine.‣Uobičajena praksa je izračunavanje vrednosti ''10 3 kg-kilometara'' rada,izvršenog sa bušaćim užetom.‣Kada uže dostigne određeni limit broja ''10 3 kg-kilometara'', koji zavisi odprečnika užeta (500 za bušaće uže 25,4 mm i 2000 za uže 50,8mm)potrebno ga je na bubnju dizalice pomeriti, a nakon trećeg pomeranja (deokoji je namotan na bubnju) odseći i nadoknaditi ga istom dužinom novogužeta uvučenog sa kotura rezervnog bubnja.‣Osim praćenja ''10 3 kg-kilometara'' rada, uže se svakodnevno kontroliše ičim se primeti oštećenje zamenjuje se bez obzira na izvršeni rad.22

Sistem za manevrisanjeRad bušećeg užeta računa se kod manevra alatom, bušenja i jezgrovanjasledećim jednačinama:Kod manevra alatom (spuštanje i vađenje radi zamene dleta):Rm⎧Z= ⎨⎩[ M + 05⋅L ⋅ ( W −W)]⋅ ( Ls+ Z)⋅Wm bšZ ⋅tš m.tš m.+1.000.000250.000. bšgde su:R m- vrednost rada bušaćeg užeta kod jednog manevra alatom (10 3 kg-kilometara)Z - vertikalna dubina ili dužina kanala bušotine kod dirigovanog bušenja (m)L s- dužina jednog pasa bušaćih šipki (m), jedan pas čine dve ili tri bušaće šipkespojene i tako se spuštaju ili vade iz bušotineW m.bš- težina po metru bušaćih šipki sa spojnicom uronjenih u isplaku (kg/m), štose dobija sledećom jednačinom: Wgde je:m.bš= Wbš( 1−0, 1274⋅ρis)W bš- težina bušaćih šipki sa spojnicom u vazduhu (kg/m);ρ is- gustina isplake (kg/dm 3 )M - totalna težina pokretne koturače sa kukom, stremenova i elevatora (kg)L tš-dužina teških šipki (m)W m.tš-težina po metru teških šipki uronjenih u isplaku (kg/m), a što se dobijajednačinom: Wm . tš= Wtš( 1 − 0,1274 ρis) gde je W tš-težina teških šipki uvazduhu (kg/m)⎫⎬⎭23

U toku bušenja od dubine Z 1do dubine Z 2:3 ⋅ ( R − R1)R m2– izvršen rad u “10 3 daN-kilometra” za jedno spuštanje i izvlačenje alatkisa dubine na kojoj je prekinuto bušenjeR m1- izvršen rad u “10 3 daN-kilometra” za jedno spuštanje i izvlačenje alatkisa dubine na kojoj je započeto bušenjeRb=m 2 mZa vreme jezgrovanju između dubine Z 1i dubine Z 2:RKod ugradnje zaštitnih cevi:Sistem za manevrisanjej=2 ⋅ ( R − R1)m 2 mKod ugradnje zaštitnih cevi u kanal bušotine rad užeta računa se pojednačini za rad pri manevru alatom (R m ), s tim da se dobijena vrednostpodeli sa 2 (jer nema izvlačenja).24

Sistem za manevrisanjeUređaji i oprema na podištu tornjaMnogi pomoćni uređaji i oprema, neophodna u procesu bušenja, nalazese na podištu tornja tj. radnoj platformi tornja. Ova oprema mora bitiselektirana na osnovu sastava bušaćeg alata koji će se koristiti,opterećenja koja se očekuju i prema osnovnim karakteristikama tornja.Uglavnom, ti uređaji i oprema sastoje se iz sledećeg:-Elevatora-Klinova-Visećih klešta-Sigurnosnog venca-Jarma za dleto25

Sistem za manevrisanjeKlinovi služe za vešanje bušaćegalata u rotacionom stolu. Sastojese iz više segmenata sa ulošcimačeljusti, koji su međusobno zglobnospojeni. Svaki segmenat se možemenjati, a moguće je i dodavanjesegmenata u cilju povećanjaopsega klinova. Zglobni spojeviizmeđu segmenata omogućuju dase pritisak ravnomerno prenosi naobuhvatnu površini cevi, a cev se urotacionom stolu centrira. Klinovi zabušeće šipke proizvode se u dvedužine:konvencionalni dužine 304,8 mm(12’’); i dugi sa dužinom hvatanja406,4 mm (16’’), a primenjuju se uzavisnosti od težine alata ubušotini.26

Sistem za manevrisanjeElevatori su alati za hvatanje bušaćeg alata ili zaštitnih cevi ispod spojnice injihovo vešanje o kuku. Telo elevatora se sastoji iz dve polovine koje sumeđusobno spojene zglobno, a otvor elevatora može biti vertikalan ili podnagibom od 180º, zavisno od tipa spojnice na bušaćem alatu. Mogu bitirazličite kontrukcije, od kojih su u najčešćoj upotrebi sledeći: elevator sacentralnim kračunom i elevatori sa bočnim vratima.Viseća klešta služe za navrtanje ili odvrtanje bušaćih alatki kao i zaštitnihcevi. Sastoje se iz segmenata na kojima su ulošci sa čeljustima, a segmentisu međusobno spojeni zglobnim spojem i klinom. Zamenom ili dodavanjemsegmenata različitih prečnika omogućuje se povećanje ili smanjenje opsegaobuhvata čeljusti. Zavisno o prečniku bušaćih alatki ili kolone zaštitnih ceviproizvode se različiti tipovi. Kod većih bušaćih postrojenja u upotrebi su iautomatska viseća klešta, koja zavisno od pogona mogu biti pneumatskaili hidraulička.Spajder - zaustavno postolje s klinovima, zahvatna naprava s ručnim ili,često, pneumatskim rukovanjem koja se koristi za dizanje bušaćih šipki,zaštitnih cijevi i uzlaznih cijevi (tubing) na tornju bušaćeg postrojenja. Sastojise od teškog zglobnog tijela koje okružuje tri ili četiri kompleta klinova sazupcima. Kada se postavi u vrtaćem stolu, može držati stotine tona cevi.Neki modeli spajdera se takođe mogu adaptirati za upotrebu kao elevator. 27

Bušaći toranjTornjevi su konstruisani po tačno određenim pravilima jer se tokom bušenjau konstrukciji tornja javljaju znatna naprezanja, zbog samog tereta bušaćegalata, tako i zbog vibracija i vetra.‣Bušaći toranj je, prema uputstvima proizvođača, definisan sledećimmaksimalnim opterećenjima:-optrećenjem na nepokretnu koturaču-optrećenjem na kuku, tj. pokretnu koturaču- kapacitetom odlaganja bušaćeg alata u tornju‣Opterećenje na nepokretnu koturaču je konstantna vrednost, koja je dataod strane proizvođača tornja.‣Pomoću sistema koturača, po zakonu mehanike da je proizvod tereta ibrzine konstantan, smanjenom silom na dizalici može sedizati veći teret nakuki.28

Bušaći toranj‣Za toliko puta koliko je smanjena sila na dizalici, biće smanjena brzinakretanja tereta.‣Odnos sila na dizalici i tereta koji se diže na kuki zavisi od broja koturovana pokretnoj koturači, odnosno od broja strukova bušaćeg užeta uvučenihkroz koturaču, a na svakom koturu pokretne koturače nalaze se dva strukabušaćeg užeta.‣Američka bušaća postrojenja često naziv dobijaju po proizvođačubušaće dizalice (“Draw works”) i oznaci koju on daje zatip bušaće dizalice. Osim naziva proizvođača, u imenu bušaćedizalice a samim tim i bušaćeg postrojenja, navode se i druge osnovnetehničke karakteristike (optimalni kapacitet dubine bušenja; dopuštenasnaga na dizalici; i osnovni pogon mehanički ili dizel-elektro).29

•Sistem za rotacijuSistem za rotaciju uključuje svu opremu kojaprenosi rotaciju na bušaći alat i dletoUređaje za rotaciju čine:- Radna šipka- Kupola - pogonski klin na radnoj šipki- Rotacioni sto sa glavnimpogonskim uloškom stola-Isplačna glava-Isplačno crevo30

Sistem za rotaciju- Radna šipka i kupola radne šipkeIzrađuju se u dve dužine:- Standardna: 12,19 m- Opcija : 16,46 mNamena radne šipke je u prenošenjusnage, odnosno obrtnog momenta savrtaćeg stola na bušaće šipke, kao isprovođenje toka isplake od isplačneglave do bušaćih šipki.Radna šipka predstavlja i najopterećenijideo sastava kolone bušaćeg alata.U široj primeni su dve vrste radnih šipki,- kvadratnog preseka- šestougaonog presekaSpoljašnji i unutrašnji prečnici po API standardu su:- Radne šipke kvadratnog preseka : spoljašnji prečnik: 2½ - 5¼ '': unutrašnji prečnik: 1¼ - 3¼ ''- Radne šipke šestougaonog preseka: spoljašnji prečnik: 3 - 6 '': unutrašnji prečnik: 1½ - 3½ ''31

Sistem za rotaciju‣U tornju se radna šipka odlaže u ''kosurupu'' obloženu istom cevi kojom jezaštićena tokom transporta.‣Na donjem kraju radne šipke mora biti navrnutprelazni komad, preko kojeg se radna šipka spajasa bušaćom šipkom.‣Na prelazni komad navučen je zaštitni gumeniprsten, koji štiti od trošenja gornji deo kolonezaštitnih cevi.‣Radna šipka se učvršćuje za vrtaći sto pomoćupogonskog klina na radnoj šipki (''Drive KellyBushing''), koja ulazi u glavni pogonski uložakvrtaćeg stola (''Drive Master Bushing'').‣Vrtaći sto rotaciju prenosi na glavni pogonskiuložak rotacionog stola, a ovaj na kupolu radnešipke, a time i na samu radnu šipkuSpoj pogonskog klina na radnoj šipki i glavnog pogonskog uloška vrtaćeg stolamože biti: pomoću kvadratne kupole (''Square Drive Kelly Bushing''): preko kupole sa četiri osovine (''Pin Drive Kelly Bushing'')32

- Rotacioni (vrtaći) stoSistem za rotaciju‣Rotacioni (vrtaći) sto je uređaj koji okrećeradnu šipku i rotaciju prenosi na bušaći alat idleto.‣Pogonska energija za okretanje stola dobijase preko lanca koji ga spaja sa dizalicom kodmehaničkih postrojenja, a kod dizel-elektropostrojenja od elektro-motora.‣Dalje preko konusnog i tanjirastog zupčanika pogonsku energiju prenosi naglavni pogonski uložak rotacionog stola, a ovaj preko pogonskog klina naradnoj šipki na samu radnu šipku. Radijalne sile preuzimaju dva masivnaradijalna ležaja, a vetikalne sile prema dole preuzima glavni aksijalni ležaj.‣Kako tokom bušenja u čvrstim formacijama, često dolazi do vibracija usmeru gore dole, rotacioni stolovi imaju ugradjeni još jedan slabiji aksijalniležaj, koji preuzima silu prema gore (protivaksijalni ležaj), koji je načešćeklizni ležaj.‣Nominalni otvori rotacionih stolova prema API standardu, u zavisnosti odkapaciteta bušaćih postrojenja su: 17 ½’’; 20 ½’’; 27 ½’’ i 37 ½’’.33

Sistem za rotacijuPotrebna snaga na rotacionom strolu za okretanje alata zavisi od trenjaalata u kanalu bušotine, dubine bušotine, opterećenja primenjenog na dletoidr.,amože se empirijski predstaviti jednačinom:Pf=⎛⎜10+⎝Z ⎞ ⎛ n ⎞ ⎛⎟ ⋅ ⎜ ⎟ ⋅⎜30⎠⎝100⎠⎝FDdd⋅2,54 ⋅10−2⎞⎟⎠Gde su:P f- snaga potrebna za rotaciju alatki (KW)Z - dubina bušotine (m)n - broj obrtaja vrtaćeg stola (min -1 )D d-prečnik dleta (mm)34

- Ispirna glavaSistem za rotacijuIspirna glava je deo sistema za rotaciju ali jeistovremeno i deo sistema za cirkulaciju isplake, kojitreba da omogući:- rotaciju bušaćeg pribora za vreme bušenja,- prolazak isplake iz potisnog voda u pribor zabušenje.Osnovna funkcija je da se osigura zaptivanje isplakekod pritiska i preko 200 bara, dok isplačno crevomiruje a radna šipka i bušaće šipke rotiraju.Isplačna glava, takođe, nosi ukupan teret bušaćihalatki, tako što je preko stremenova na vrhu spojenasa kukom.Ispirnu glavu karakteriše nosivost i to:- statička koju glava sme nositi bez rotacije,-dinamička koju glava sme nositi kada rotira sa 100min -1 .Dinamička nosivost zavisi od ugrađenih ležajeva i najčešće iznosi 50-60% odstatičke nosivosti.35

Sistem za rotaciju-Isplačno crevo•Isplačno crevo, predstavlja spoj od stojke(vertikalnog dela potisnog cevovoda uz nogutornja) sa isplačnom glavom, preko guskinogvrata koji je sastavni deo isplačne glave.•Isplačno crevo ima uobičajeni radni pritisakod 350 bara, a ne sme se koristiti ako jetemperatura isplake iznad 85 º C, jer jesačinjeno od gume ojačane čeličnomarmaturom.36

•Sistem za kontrolu bušenjaUređaji i instrumenti za kontrolu bušenja treba da obezbedemerenje: opterećenja na dleto, broja obrtaja, torzionog naprezanja, brojahodova i kapaciteta odnosno pritiska pumpe za ispiranje, napretkabušenja, količine isplake u rezervoarima, merenje otklona bušotine i dr.Oprema za kontrolu dotoka i sprečavanje erupcijaUređaji sprečavaju nekontrolisano izlivanje slojnih fluida izkanala bušotine i omogućavaju: otkrivanje dotoka, zatvaranje ušćabušotine, cirkulaciju pod pritiskom radi izbacivanja fluida, otežavanjeisplake i manevar sa alatom pod pritiskom.a) Oprema za otkrivanje dotokaOvu opremu predstavljaju: indikatori nivoa u isplačnimbazenima, merači protoka isplake u povratnom vodu, merači narezervoaru za dopunjavanje, detektor gasa, hromatograf (određujekomponentalni sastav gasa u isplaci), merači temperature isplake ucirkulaciji (pri ulazu i izlazu iz bušotine), aparati za analizu isplake(specifični otpor, salinitet, promena količine katjona).37

) Oprema za kontrolu dotokaSistem za kontrolu bušenjaSistem za kontrolu dotoka ležišnih fluida ukanal bušotine, sprečava nekontrolisanotečenje slojnih fluida iz sloja u kanal bušotine.To je ustvari sistem za kontrolu erupcije kojiomogućuje: otkrivanje tj. detekciju dotoka,cirkulaciju pod pritiskom u cilju izbacivanjafluida, otežavanje isplake i manevar alatompod pritiskom u kanalu bušotine.Uopšteno ovaj sistem se sastoji iz:1. Preventerskog sklopa:- Preventer: a) univerzalni; b) sa čeljustima;- Komandni uređaj (“Koomey)- Vodovi za gušenje i izduvavanje bušotine (“Chokemanifold”)2. Bušotinske glave3. Ventila4. Prirubnice38

- PreventeriSistem za kontrolu bušenja•Preventeri su uređaji koji se montiraju na odgovarajuće prirubnicepostavljene na vrhu niza kolone zaštitnih cevi, tj. na ušću bušotine, i služe dase njihovim zatvaranjem spreči otvorena erupcija u slučaju dotoka slojnogfluida u kanal bušotine.•Dotok fluida u kanal bušotine može nastati neočekivano i može se vrlo brzorazviti u otvorenu erupciju. Zbog toga je bitno da se preventeri moguzatvoriti u najkraćem vremenskom roku (manje od 30 sekundi), i da sezatvaranje može obaviti sa udaljenog i za ljude sigurnog mesta. Ovo sepostiže sistemom hidrauličkih komandi, tj. komandnim uređajem zazatvaranje i otvaranje preventera tzv. Kumi («Koomey») uređajem.•Radni pritisak preventera postavljenih na ušću bušotine mora biti veći ilijednak maksimalno očekivanom pritisku, koji može da se ostvari u slučajudotoka slojnih fluida, uzevši u obzir i faktor sigurnosti.39

Oprema za zatvaranjepreventerskog sklopaSistem za kontrolu bušenjaZa rukovanje preventerskim sklopom obezbeđuju se dva mesta: jednou blizini rukovaoca i drugo izvedeno izvan zone opasnosti, odnosnoobeleženog prostora. Akumulatori hidraulične energije se postavljaju izvanzone opasnosti.Oprema za zatvaranje u koloni bušaćeg alataTo su: zasun na radnoj šipki (između spojnice radne šipke i isplačneglave), sigurnosni protivpovratni ventil (sa navojem za navrtanje na bušaćešipke ili teške šipke) i protivpovratni ventil iznad dleta.Cevni razvodnik za gušenje bušotineTo je sistem ventila, vodova i mlaznica sa funkcijom da kontroliše tokisplake i dotoka iz međuprostora tokom postupka gušenja bušotine.40

Sistem za kontrolu bušenja‣Preventeri se, generalno, mogu podeliti prema:Dimenzijama: 71/6”; 10”; 11”; 13⅝”; 20 ¼”; 30”Prema radnom pritisku, uobičajeni su sledeći preventeri: 2M (138 bar-2.000 psi);3M (207 bar- 3.000 psi); 5M (345 bar-5.000 psi); 10M (689,5 bar-10.000 psi); 15M(1034-15.000 psi)Prema načinu zatvaranja preventeri mogu biti:- Preventeri sa ulošcima za zatvaranje prstenaste površine koja je određenaprečnikom bušaćih alatki (zatvaranje oko bušačih alatki)- Preventeri sa ravnim čeljustima (zatvaranje punog profila)- Preventeri sa gumenim prstenom (univerzalni preventer), koji zatvarajuprstenastu površinu oko alatki bilo kojeg prečnika i oblika- Rotacioni preventeri41

Sistem za kontrolu bušenjaČELJUSNI PREVENTERZatvaranje međuprostora se ostvaruje sa dva rukavca-zaptivke čije su čeonestrane polukružne sa prečnikom jednakim spoljnom prečniku bušaćih šipki.Pritezanjem ovih rukavaca ostvaruje se potpuna nepropustljivost oko šipki.Gornja zaptivkaČeona zaptivkaČeljustCAMERON Tip “U” JEDNOSTRUKI ČELJUSNIPREVENTERČELJUST PREVENTERA TIP “U” , “UL” i “UM”42

UNIVERZALNI PREVENTERSistem za kontrolu bušenjaGumeni zaptivači se pod pritiskom skupljaju i zatvaraju prostor oko šipki bezobzira koje su dimenzije šipki, odnosno pun profil bušotine (bez alata).Univerzalni preventer Hydril “GK”Zaptivna guma43

Sistem za kontrolu bušenjaPostavljanje preventera na ušću bušotine‣Preventeri se postavljaju na ušću bušotine sledećim redosledom (od ušća bušotineprema vrtaćem stolu):- Preventer sa čeljustima za bušaći alat- Preventer sa ravnim čeljustima- Preventer sa gumenim prstenom (univerzalni preventer)- Rotacioni preventer‣Razmeštaj raznih delova sigurnosne opreme na ustima bušotine mora da omogućisledeće operacije:- Zatvaranje bušotine sa bušaćim nizom i bez njega. Zatvaranje oko bušaće šipkemora biti osigurano još jednim sastavom čeljusti ako se na ušću bušotine očekujeveći pritisak od 345 bar. Kada se upotrebljava kombinovani sastav bušaćeg alata,čeljusti treba udvostručiti samo za prečnik šipki u najvišem delu sastava alata.- Kontrolu i cirkulaciju dotoka fluida- Pri posebnim uslovima u bušotini (bušotine sa abnormalnim pornim, tj. slojnimpritiscima) preporučuje se upotreba čeljusti za sečenje u kombinacijama sačeljustima punog profila.44

Sistem za kontrolu bušenjaSigurnosna oprema na ustima bušotine može biti različitog sastava da bi udovoljilanavedenim zahtevima:Slučaj 1: Radni pritisak (RP)RP ≤ 345 bar (5.000 psi);Slučaj 2: Radni pritisak (RP) RP = 690 bar (10.000 psi) ili na eksploatacionojgasnoj bušotini sa RP = 207 bar (3.000 psi) ili sa kombinovanimsastavom bušaćeg alata RP ≤ 345 bar (5.000 psi);Slučaj 3: Radni pritisak (RP) RP ≥ 690 bar (10.000 psi), sa kombinovanimsastavom alata45

Sistem za kontrolu bušenjaUređaji i instrumenti na podištu tornja‣Mnogi pomoćni uređaji i oprema, neophodna u procesu bušenja,nalaze se na podištu tornja tj. radnoj platformi tornja.‣Uglavnom, ti uređaji i instrumenti sastoje se iz sledećeg:- Drilometar (‘’Weight Indicator’’)- Torziometar- Tahometar- Manometar- Dinamometar46

Sistem za kontrolu bušenjaDrilometar je osetljiv instrumenat koji omogućava praćenje stanja,kretanja i rada bušaćih alatki u bušotini. Ovaj senzor je spojen sanepokretnim krajem bušaćeg užeta, gde se preko transformatora pritiskai indikatora težine registruje veličina sile u nepokretnom kraju bušećegužeta. Indikator težine raspolaže i sa spoljašnjom skalom, baždarenomza određeni broj strukova i prečnik bušaćeg užeta, koja služi dapokazuje opterećenje alata za vreme izrade bušotine.Drilometar proizvodnje “Martin Decker”(1) indikator težine; (2) manometar;(3) dinamometar; (4 ) torziometar;(5) merač broja hodova pumpi; (6) meračbroja obrtaja r.stola47

Sistem za kontrolu bušenjaTorziometar je posebni uređaj koji meri torziona naprezanja bušaćih alatki, tj.pokazuje varijacije sile upotrebljavane za savlađivanje otpora koji se javljajupri rotaciji bušaćih alatki.Tahometar je instrumenat za pokazivanje broja hodova klipa isplačne pumpeu minutu, na osnovu koje se može odrediti kapacitet ispiranja isplačnepumpe.Manometar pritiska registruje pritisak cirkulacije meren na spojki, (koji jetačniji od pritiska na merenog na samoj isplačnoj pumpi).Dinamometar meri jačinu sile kojom se zatežu viseća klješta tj. spajaju navojina bušaćim alatkama.48

Sistem za kontrolu bušenjaKružni “drilogram“Svi podaci o režimu bušenja(opterećenje, broj obrtajarotacionog stola, torzija alata,pritisak i broj hodova isplačnepumpe registruju se naposebnom dijagram papiru tzv.“drilogramu”. Drilogram je posvom opsegu podeljen na 24časa, tj. pokriva celodnevni radna izradi bušotine. Drilogrammože biti kružnog ilipravougaonog oblika, aregistrovani podaci predstavljajuosnovu za praćenje i analizuprocesa bušenja.49

•Sistem za cirkulaciju ispirnog fluidaSistem za cirkulaciju, pripremu i obradutreba da obezbedi takav kvalitet ispirnogfluida koji će omogućiti nesmetan radpostrojenja za bušenje. Uređaje ovogsistema sačinjavaju:- Pumpe za ispirni fluid-Uređaj za pripremu i mešanje isplake:vakum levak, centrifugalna pumpa,mešalica i mlaznica za razbijanje isplake,rezervoari odgovarajuće zapremine,potisni vodovi-Uređaj za prečišćavanje isplake: vibrosita, degazator, desander, desilter, ''mudcleaner'' i centrifuga50

KRAJ51