Бурение скважин

ТЕМА 1. Общие сведения о  бурении скважин.

1) Понятие о буровой скважине, элементы скважины.

Скважина  -это горная выработка в земной коре вертикального или наклонно направленного профиля с относительно малым диаметром по сравнению с ее глубиной.

2) Классификация скважин по видам и назначению.

классификация скв.1)Опорные – изучают геологическое строение и гидрогеологические условия региона, закономерность распространения отклонений благоприятных для н-г накоплений.2)параметрические – изучают глубинное геологическое строение и выявляют перспективы благоприятного н-г накопления.3)Структурная – выявляют благоприятные структуры(антиклинали),опр-ют тектонические нарушения стратиграфию и литологию.4)Поясковые СКВ. – для открытия месторождения нефти и газа, предварительно подсчитывают запасы.5)Разведочные – бурят на м-р с установленной промышленной нефтегазоносностью. Окончательный подсчет запасов.6)Эксплуатационная -а)добывающая б) нагнетательная- для ППД. В)контрольные скважины- для контроля за состоянием продуктивных пластов.г)специальные- для сбора бурового р-ра.

3) Технологическая схема вращательного движения.

Вращательный способ бурения,

Роторный – вращение передается от ротора к бурильной с долотом.

Турбинный – при  этом способе в состав бур колонны  включается забойный двигатель. При  бурении колонна остается неподвижной а вращается вал забойного двигателя, а от него долото

4) Понятие о конструкции скважины. Виды обсадных колон.

Конструкция скважины – сколько обсадных колонн спущено в скважину, их размеры и глубина спуска.

1) Направление –  служит для предотвращения размыва  устья скважины.

2) Кондуктор –  служит для перекрытия неустойчивых пород и изоляции верхних водоносных горизонтов от загрязнения.

3) Техническая колонна – спускается только в скважины с осложненными интервалами бурения и скважинами глубиной свыше 4 000 м. Для облегчения цементирования.

4) Хвостовик – часть обсадной колонны, которая спускается на бурильных трубах и перекрывает осложненные интервалы.

5) Эксплуатационная  колонна -  предназначена в  добывающей скважине для добычи  нефти, а в нагнетательной для  закачки нефти и воды.

5) Цикл строительства скважины. Процесс бурения.

Цикл  строительства включает в себя следующие опирации:1)Строительные работы- строительство кустовой площадки, подъездной дороги ЛЭП.2)Монтаж буровой установки.3)подготовительные работы- завоз материалов, инструмента, хим. реагентов, приготовление или завоз готового р-ра ,забурка шурфа рядом с устьем скв. Для спуска в него ведущей трубы.4)Бурение скв. 5)Крепление скв.- спуск обсадной колоны и ее цементирования.6)закаливание скв. –перфорация и освоение  свк.7)передвижка буровой установки или ее демонтаж. Процесс бурения состоит из следующих операций:1)в скв. Опускается бурильный инструмент с долотом  и долото разрушает породу на забое.2)при углублении скважины на ведущей трубы(25 м), инструмент приподнимают над забоем, отвинчивают ведущую трубу и отпускают ее в шурф.3)Делается наращивание инструмента, то есть наворачивается очередная свеча(две свинчатые м/у собой бурильные трубы)4)после наращивания инструмент отпускается на забой и к верхней свече наворачивается ведущая  труба, которую достают из шурфа.Наращивание инструмента и углубление скв. Делается до отработки долота  на забое. Отработанное долото поднимается на пов-ть, тоесть делается СПО. Отработанное долото ,на пов-ти меняется на новое и процесс бурения повторяется.

6) Баланс календарного времени и понятие о скорости бурения.

????????????????????????

ТЕМА 2. Общие сведения о  буровом оборудовании и наземных установках. 

7) Нормальный ряд буровых установок для глубинного бурения.

нормальный  ряд БУ.8)комплект БУ. Б.У.-это комплекс машин и мех-ов,с помощью которых осуществляется все технологические операции при строительстве скв. Б.У.- выбирается в зависимости от глубины бурения скв. и допускаемой нагрузки на крюк, которая должна быть больше массы наиболее тяжелой спускаемой обсадной колонны в скв. В комплект Б.У. входят:1)вышка для подвешивания талевой сис-мы. 2)оборудование для СПО. 3)буровые насосы. 4)силовые приводы.5)оборудование для очистки бур. р-ра.6)Контрольно-измерительные приборы.

8) Комплект буровой установки.

В комплект БУ входит:

1) Буровая вышка для подвешивания талевой системы.

2) Оборудование для СПО (лебедка и ротор).

3) Буровые насосы.

4) Оборудование для  отчистки бурового раствора от  шлама

5) Силовые приводы

6) Компрессорная  установка.

7) Контрольно измерительные  приборы 

9) Техническая характеристика и условное обозначение буровых установок. Методы монтажа и транспортировки буровых установок.

Техническая хар-ка  буровой установки.  Основные параметры: грузоподъемность и глубина бурения. дополнительные параметры:1)тип оснастка2)мощность привода основных мех-ов,3)число скоростей подъема,4) хар-ка буровых насосов,5)диаметр талевого каната6)частота вращения ротора и диаметр отверстия7)длина свечи. Методы монтаже бурового оборудования.при транспортировки и монтаже бурового оборудования используют 3 метода:1)агрегатный -заключается в индивидуальной транспортировки и монтаже каждого агрегата Б.У. и применяется при первичном монтаже используют универсальный транспорт с соответствующей грузоподъемностью. Этот метод принесется при монтаже буровых установок с большей г/п.2)мелкоблочный  -  кол-во блоков зависит от конструкции  БУ(15-20 блоков), которая так же перевозится на универсальном транспорте. Применяется   в трудно доступных районах при бурении разведочных скв.30Крупно блочный метод- оборудование перевозится крупными блоками на спец. транспорте(тяжеловозы) допускается перевозка с основанием  и соединенными коммуникациями. Этот метод исключает трудоемкие работы и сокращает время монтажа .При движении транспорта необходимо согласовывать маршрут и учитывать преграды на пути следования(мосты,ЛЭП)монтаж БУ производится в зависимости от типа  буровой вышки .Монтаж вышки башенного типа производится вертикально(методом сверху- вниз).Мачтового типа вышка монтируется в горизонтальном положении на земле и в вертикальное положение поднимается помощью буровой лебедки.

10) Типы, основные параметры буровых вышек.

типы,параметры бур.вышек. Высота вышки зависит от длины применяемых бурильных свечей при бурении. Основание вышки представляет собой конструкцию из стальных  балок. Верхний настил основания рефренное на котором размещены 2-а подсвечника , в центре ротор, автоматический ключ буровой(АКБ),пульт бурильщика, вспомогательная лебедка. Буровые вышки бывают башенного и мачтового типа. Башенного типа вышка представляет собой 4-х гранную усеченную пирамиду. Эти вышки имеют меньший вес, большую жесткость и устойчивость конструкцию проще при ремонте .Недостаток башенного типа- трудоемкость сборки и при перевозки приходится полностью разбирать. Вышка мачтового типа состоит из двух 4-х гранных ферм ,которые образуют ноги вышки. Ноги вышки соединены подкронблочной рамой,   а внизу прикреплены к основанию вышки.Жесткость вышки обеспечивается диагональными стяжками. Устойчивость при работе обеспечивается подкосами, которые внизу крепятся к основанию вышки. в правой ноге вышки расположена маршевая лестница для подъема на балкон верхового. Высота установки балкона зависит от длины свечи. Под балконом расположен магазин для размещения верхних концов свечей, которые крепятся за пальцы

11) Превышечные сооружения.

Привышечные сооружения. Одновременно с монтажом  буровой вышки монтируется привышечные сооружения, которые включают в себя:1)Лебедочный блок (лебедка и силовые приводы)2)Блок ЦСГО- центральная сис-ма гидроциклонной очистки.3)Насосный блок(насосы и приемная емкость)4)Приемные мостки со стеллажами.5)вспомогательные сооружения (доливная емкость для р-ра, емкость для ГСМ, трансформаторная площадка, кительная)6)Соцпультбыт(жилые вагончики..)Определяющим факторами расположения привышечных сооружений явл-ся:1)Цель бурения (разведка или эксплуатац.)2)глубина бурения 3)месторасположение скв.(суша или море)при монтаже оборудования необходимо учитывать безопасность в работе и удобства в обслуживание. Сохранность времени на  монтаж и сохранность окр. среды

12) Типы буровых установок , применяемые при кустовом бурении в Западной сибири.

????????????????????????????????????????????????????????

13) Назначение, устройство основные параметры и принцип действия буровой лебедки,  кронблока, талевого блока, крюка, вертлюга, бурового насоса, ротора.

Бур. лебедка- предназначена для проведения СПО и наращивания инструмента, удержания колонны труб на весу, передача вращения ротору, спуско-ловильного инструмента при ликвидации аварии, для спуска и подъема мачтовой вышки при монтажных работах. В состав лебедки входит трансмиссионный вал и подъемный. Вращение от трансмиссионного вала передается с помощью трехрядной цепной передачи. выключение передачи производится с помощью ШПМ (шино пневматически муфты). ШПМ- представляет собой многослойный резиновый баллон в виде колеса. Для включается сжатый воздух в результате чего она раздувается и, соприкасаясь с трансмиссионный валом, включают ценную передачу. На подъемном валу расположение барабан на который наматывается талевый канат, по бокам барабана имеются тормозные шкивы, на которые надеваются ленточный тормоз. Сверху барабана находится подвижный успокоитель каната, который перемещается по направляющей из крайнего левого в крайние правое положение. Успокоитель позволяет равномерно наматывать канат на барабан, что предотвращает преждевременный износ. Тормозная лента натягивается на тормозные шкивы барабана и представляет собой стальную ленту толщенной 5-6 мм, на которую надевается съемная тормозные колотки. по мере износа колодок их можно переставлять. Для лучшего натяжения тормозных лент и эффективного торможения внизу барабана на раме установлен балансир. Обозначение ЛБУ-1200(квт) Кронблок -неподвижная часть талевой сис-мы устанавливается на подкронблочной раме буровой вышки. Шкивы кронблока вращаются на неподвижной оси за счет подшипников расположенных внутри шкивов. Внутри оси имеется специальная масленка для подвода смазки подшипником, что бы была без отказная работа. Сверху кронблок защищен кожухом, который предотвращает попадания на шкивы атмосферных осадков и грязи, а так же исключает захлестывание талевого каната при его работе. Задевание кожуха о шкивы не допускается, зазор м/у кожухом и шкивами должен быть не более половины диаметра Т.К. Крюкоблок.(талевый блок и крюк). ТБК-4*140;4-кол-во шкивов,140- грузопод. в тоннах. Талевый блок по конструкции аналогичен с кронблоком. Крюк по конструкции бывает,  трехрогий на боковых рогах подвешивается штропа  которые используются во время СПО.На центральном роге имеется защелка которая предотвращает раскрытие зева крюка и выпадения инструмента при подвешивании. Ротор. Обозначение У7-520-3.520-внутренний диаметр ротора(мм)Предназначить для передачи вращения бурильному инструменту при роторном бурении. Удержание на весу колоны труб с помощью роторных клиньев. Для восприятия реактивного момента возникающего от турбобура при турбинном способе. Передача вращением ротору осуществляется от трансмиссионного вала лебедки с помощью двухрядной ценной передачи, которая включается ч/з ШПМ. Вращение от ведущего вала передается на зубчатую передачу с помощью подшипников для вращения стола ротора снизу расположены вспомогательная опора состоящая из подшипникового ряда. Для продолжительной и безотказной работы все внутреннее вращающегося детали ротора находится в масленой среде. качество и уровень масла проверяется согласно карты смазки. В боковой пов-ти стола ротора имеются 24 отверстия, что бы ротор можно было остановить при необходимости. ч/з каждые 15 градусов.Для четкой фиксации положение стола ротора меняется стопорный мех-м.При роторном бурении для уменьшения шума работы цепной передачи ротор вращают не от лебедки, а от индивидуального привода, который работ от Эл. двигателя. Рабочие вращение ротора по часовой стрелки, в аварийных случаях в влево.Частота  вращения n=30-300об/мин .Бур. насосы:Предназначены для подачи очищенного бур. р-ра в скв. Бур. насос сот- ит из мех-ой части(приводной) и гидравлической. Ведущий вал мех-ой части насоса вращается от индивидуального привода(Эл. двигателя) с помощью клиноременной передачи.В сос-в гидравлической коробки ходят: 1)Цилиндр(цилиндрическая втулка)2)поршень3)Всасыв. и нагнетат. клапаны тарельчатого типа. Открытие клапанов происходит за счет разницы дав-я.Закрытие клапанов происходит за счет пружины находящиеся сверху клапана. Боковая пов-ть тарельчатого клапана имеет коническую форму и выполненную из привулканизированной резиной. Это позволяет при посадки клапанов в седло уменьшить трение. Поршень имеет фасонное мет-ое основание, а снаружи привулканизированная резина.  На нагнетательной линии установлен пневмо-пенсатор, который представляют собой метал-ий резервуар. Внутри компрессора находится резиновая мембрана  под которой находится сжатый воздух под дав-ем. Бур-ой р-р попадая в компенсатор ударяется о мембрану, что позволяет смягчить гидравлические толчки не равномерной подачи.Вртлюг. Является связующим звеном м/у ведущей трубой и крюком .вертлюг подвешивается с помощью штропа на крюк талевой сис-мы нижняя часть вертлюга подвижная, т. к. при поворачивании ведущей трубы происходит вращение. Верхняя часть - неподвижная. Вращения нижней части вертлюга происходит за счет подшипникого ряда,по этому для более долговечной работы во внутрь вертлюга заливается масло(60литров) ч/з заливочное отверстие располож. в верхней части корпуса. Отверстие закрывается пробкой с прорезью для стравливания дав-я .К-е может возникнуть при нагреве масла.Буровой р-р протекает ч/з вертлюг по стволу.Все детали связаны со стволом имеют левое направление резьбы. К верхней части ствола подсоединяется отвод, к которому с помощью фланцевого соединения крепится бур. рукав.Сверху вертлюга расположен штроп который крепится к корпусу вертлюга, с помощью шарнирного соединения. Благодаря этому штроп может поворачиваться  на угол до 45,что обеспечивает более легкое подвешивание и снятие вертлюга с крюка.

14) Условное обозначение и схемы оснастка талевой системы.

Талевая сис-ма и ее элементы. предназначена для удержания на весу колонны труб, а так же для снижения нагрузки на талевый канат. В состав талевой сис-мы входят:1.Крюк2.талевый блок3.Талевый канат4.крон блок5.Устойство крепления мертвого конца талевого каната. Оснастка талевой сис-мы означается: 4*5,5*6,6*7.Первая цифра обозначает кол-во шкивов в талевом блоке. Вторая - кол-во шкивов в крон блоке. Число рабочих струн опр. по формуле n=nтб+nкб-1; n-шкивы.

15) Конструкция, типоразмеры талевого каната.

Талевый канат – является связующим звеном м/у талевым блоком и кронблоком. Т.К. выпускается в бухтах длиной 1200-2000м.При оснастки талевой сис-мы часть Т.К. остается в бухте за устройством крепления мертвого конца по мере износа Т.К. делается перетяжка. диаметр28,32мм.Для увеличения грузопод. вышки увел. оснастку(кол-во шкивов),так как увел. диаметра каната приведет к потери его гибкости. Конструкция Т.К. внутри расположен сердечник, который может быть металлическим или органическим. Металлический сердечник представляет собой свиток м/у собой 7 прядей. Каждая прядь состоит из 7 проволок. Вокруг сердечника обвито 6 прядей, каждая из которых состоит из 32-х проволок. Наружный диаметр проволок имеет большой диаметр. Чем внутренней, что предохраняет Т.К. от износа. Во избежание перетирания проволок во время работы

16) Назначение и устройство инструмента для СПО: Элеваторы, штропы, клинья для буровых труб, машинные ключи.

Инструмент  для СПО.1)Элеватор. Предназначены для удержания бур. или обсадных труб пр. СПО. Элеватор подвешивается на штропа распложенные в боковых рогах крюка. Элеватор должен подбираться в зависимости от диаметра трубы. Удерживаться труба в элеваторе за счет муфты трубы которая будет располагаться над корпусом элеватора. Элеватор состоит из корпуса и сворки, на которой укреплен замок с пружиной, удерживающий створку в закрытом положении. На створке шарнирно укреплена рукоятка, при повороте  которой одновременно открываются створка и замок элеватора. В проушинах элеватора по бокам распложены фиксаторы, которые обеспечивают свободный ввод штрапов в праушены и предотвращая самопроизвольное выпадение их в процессе работы.2)Штропы. Предназначены для подвеса элеватора при СПО.Для б.у. Штропа бывают грузоподъемностью:125,200,300т.По конструкции штропы бывают одно ветвевые и двух ветвевые. По длине штропы изготавливаются нормальной длины ШБН и укороченные ШБУ. Штропы с меньшей грузоп. допускаются со сварным соединением, а большой грузоп. только цельно кованные .Ключ АКБ.(автоматич. ключ буровой) Предназначен для свинчивания и развинчевания бур. и обсадных труб. АКБ установлен стационарно (неподвижно) около ротора и состоит из следующих основных узлов:1)Стойка.2)Блок ключ с пневмо двигателем .3) Каретка перемещающаяся по направляющим с помощью пневмо цилиндра.4)Трубозаменимое  устройство. Внутри трубозаминимого устройства расположены челюсти. Всего челюстей 2-е пары: верхние -для отвинчивания или завинчив. трубы ,а нижняя пара для удержания в неподвижном состоянии нижней трубы. Для лучшего удержания трубы в челюсти вставляются спец. вкладыши с насечками сухари.Для четкой фиксации трубы внутри трубозажимного  устройства имеются дополнительные упор.Упор и челюсти выбираются в зависимости от диаметра трубы. ПБК (подвесной бур. ключ) .Предназначен для свинчивания обсадных труб d>245мм.ППК так же работает от пневмо сис-мы буровой ПБК подвешивается на стальном канате в стороне от АКБ. Подвод и отвод ПБК к трубе осуществляется в ручную ,а свинчивание происходит автоматически. Управления АКБ и ПБК осуществляется с помощью пневматических кранов с пульта бурильщика. ПКР (пневматические клинья ротора)Являются составляющим элементом ротора и служат для удержания колонны труд на весу.ПКР вставляются конические вкладыши ротора. Вкладыши ротора относительно стола неподвижны. ПКР перемещаются по наклонным пазам конических вкладышей. Внутри ПКР имеются вставные сухари с насечками для лутшего удержания труб. Для освобождения зажатой трубы клинья перемещаются вверх одновреме6нно с колонной труб, к-е поднимаются крюком.