Прогрессивные технологии в бурении нефтяных и газовых скважин

• существенно улучшить экологические показатели процесса бурения, полностью исключив разлив нефти, химических реагентов и другие виды загрязнения окружающей среды;
• сократить площадь поверхности, занимаемой буровой установкой;
• сократить общее время обустройства скважины и ускорить ее введение в эксплуатацию.

3. Оборудование, применяемое для данного  технологического процесса, принцип его действия, основные параметры и характеристики

 

     К настоящему времени сформировалось несколько определенных и отличающихся друг от друга направлений в проектировании и изготовлении комплексов оборудования.

     Операции:

     а) транспортные операции по доставке оборудования на место проведения работ;

     б) спуск и подъем колонны гибких труб;

     в) подготовка технологической жидкости, применяемой при ремонте скважины, – доставка жидкости,  ее подогрев и т.д.;

     г) собственно подземный ремонт – промывка пробок, сбивка клапана и т.д. К этой же группе операций относится и закачка жидкости в скважину;

     д) операции по восстановлению свойств  технологической жидкости, использованной в процессе подземного ремонта, – дегазация, очистка и подогрев. При определенной организации работ эта группа операций может не выполняться.

     Все элементы, входящие в комплекс рассматриваемого оборудования, выполняются мобильными. Отличаются они лишь количеством единиц, входящих в комплекс, типами транспортных средств, используемых для их перемещения, и компоновками основных узлов на последних. Столь пристальное внимание к средствам транспортирования обусловлено тем, что именно они в значительной степени определяют общую компоновку машин и их основные показатели.

     Рассмотрим  наиболее характерные и достаточно хорошо отработанные в настоящее время конструктивные решения.

     Наиболее  типичным из описываемых комплексов является оборудование фирмы "Dreco". Оно представляет собой два агрегата, один из которых осуществляет операции с трубой, второй обеспечивает подачу технологической жидкости.

     Агрегат, обеспечивающий работу с КГТ (рис.1), смонтирован на специализированном шасси с формулой "10 ´ 10". Оно включает два передних и три задних моста, которые все

     являются  ведущими. В конструкции используют серийно изготавливаемые мосты, установленные на раму, специально спроектированную для данного агрегата. Для перемещения последнего и  привода его механизмов во время работы служит дизельный двигатель, расположенный за кабиной водителя. Крутящий момент от двигателя передается карданным валом к раздаточной коробке, находящейся в средней части рамы, а от нее – к группе передних и задних мостов. Над двигателем смонтирована кабина управления агрегатом, которая может перемещаться вертикально по специальным направляющим на высоту около 1 м.

     В средней части рамы агрегата находится  барабан с колонной гибких труб, на нем смонтирован укладчик трубы. В кормовой части агрегата установлен гидроприводной манипулятор, предусмотрено место для перевозки транспортера, превентора и инструментов. Рядом с ними располагается катушка с гибкими трубопроводами, служащими для соединения транспортера с агрегатом. 
 
 

 

     Последний в рабочем положении на скважине опирается на четыре гидравлических домкрата. Для обслуживания оборудования агрегат имеет удобные лестницы и трапы, позволяющие безопасно перемещаться и работать на нем.

     Агрегат, обеспечивающий нагрев и закачивание технологической жидкости, показан на рис.2. Его оборудование смонтировано на специализированном автошасси с формулой "6 ´ 4", конструкция кабины управления которого аналогична применяемой в агрегате для работы с колонной гибких труб. И так же за кабиной водителя расположен двигатель. Кабина для обслуживающего персонала здесь отсутствует, а управление узлами агрегата осуществляется со специального пульта, расположенного в средней части установки. На агрегате имеется печь для нагрева технологической жидкости, насос для закачивания ее в колонну гибких труб, емкость для хранения, топливные баки и контрольно-измерительная аппаратура.

     Нагретая  жидкость подается от насоса к агрегату с КГТ по металлическому трубопроводу, снабженному быстроразборными соединениями.

     Необходимо  отметить, что кабины управления транспортными  базами не только описанного оборудования, но и всех других импортных агрегатов хорошо спроектированы. Они удобны при управлении машинами в дорожных условиях и обеспечивают достаточный обзор в рабочем положении при установке их на скважинах.

     Основным  недостатком рассматриваемого комплекса  является ограниченная проходимость, обусловленная прежде всего малым диаметром колес шасси. 

     Для полноты обзора конструкций агрегатов  следует отметить, что существуют различные варианты размещения комплекса оборудования на транспортном средстве и его прицепе, один из которых представлен на рис.3. Они интересны тем, что кабина оператора располагается в кормовой части за барабаном. При этом оператор имеет хороший обзор устьевого оборудования, однако наблюдение за процессом намотки трубы на барабан затруднено.

 

4. Оценка  сравнительной эффективности  и конкурентоспособности

 

     Для сравнения и оценки эффективности применения различных буровых установок, уровня технологии, режимов бурения, соответствия конструкции скважин условиям бурения, работы отдельных бригад, управлений, планирования, нормирования, проектирования бурения  используются различные технические и экономические показатели.      

       Технические  показатели темпов бурения и строительства скважин в целом  оцениваются по цикловой, коммерческой, технической, рейсовой  и механической скоростям связанных с продолжительностью цикла строительства скважин и продолжительностью отдельных операций.      

       Продолжительность цикла строительства  Тцс  складывается  из затрат времени Тпс  на подготовительные работы к строительству вышки, привышечных сооружений , затрат времени  Тмс  на монтаж оборудования, затрат времени Тпб  на подготовительные работы к бурению, затрат Тбк  на бурение и крепление скважины, затрат  Тис  на испытание ее и затрат  Тдм   на демонтаж оборудования (в часах):  

     Тцс  =  Тпс  +  Тмс  +  Тпб  +  Тбк  +  Тис  +  Тдм                      ( 1 )      

       Отношение длины  Lс   ствола скважины ( в м) к продолжительности цикла строительства, выраженной в календарных месяцах (продолжительность календарного месяца равна 720  ч), называется цикловой скоростью бурения (м/ст.-мес):   

     Vц   =  720 *Lс / Тцс                                            (  2  )  

     Цикловая  скорость характеризует общий уровень  техники, технологии и организации  производственного процесса в буровом  предприятии, взаимодейстивия последнего с субподрядными организациями (геофи-зическая служба, тампонажная контора, строительные подразделения, транспортное предприятия и др.), использование буровых установок, являющихся основными фондами. Она позволяет определить, сколько буровых установок необходимо иметь управлению для выполнения планового объема бурения.     

       Затраты времени на все виды  работ, совершаемых в период  от начала первого рейса  долота до завершения крепления скважины эксплуатационной колонной и ее опрессовки, составляют баланс календарного времени бурения. Баланс календарного времени бурения  Тбк  составляют четыре группы затрат:

     1.          Производительное время  Тпр  , в которое включают затраты времени на механическое бурение  Тм  , на спуско-подъемные операции и наращивание бурильной колонны  Тсп  , на крепление скважины  Ткр  и на подготовительно-вспомогательные работы (смена долот, проверка и смена забойных двигателей, приготовление и утяжеление промывочной жидкости, измерительные работы и т.п.)  Твсп.

     2.          Время на ремонтные работы  Тр  в период бурения и крепления.

     3.          Время на ликвидацию осложнений  Тос   , возникших по геологическим причинам  .

     4.          Непроизводительное время  .Тнп  , расходуемое на ликвидацию аварий, на простои по организационно-техническим причинам:  

     Тбк  =  Тпр  +  Тр  +  Тос  +  Тип                                          (  3  )      

       Отношение длины скважины к  календарному времени бурения,  выраженному в календарных месяцах,  называют коммерческой скоростью  ( в м/ст.-мес):  

     Vком   =  720 *Lс / Тбк                                   (4  )     

       Коммерческая скорость характеризует  общий темп бурения и крепления  скважины и зависит от природных  условий, технической вооруженности  буровой бригады, состояния технологии бурения, уровня организации труда, квавлификации и дисциплины членов буровой бригады, а также в немалой степени – от  уровня органи-зации  производственного процесса в буровом предприятии и взаимодействия его с такими субподрядными организациями, как транспортное предприятие, тампонажная контора и геофизическая служба.                   

       Отношение длины скважины  к производительному времени  называется  технической скоростью бурения ( в м/ст.-мес):

     Vтех   =  720 *Lс / Тпр                                                              (  5  )       

       Техническая скорость (в м/ ст.-мес) зависит от  природных условий, технических и технологических возможностей  буровых установок, способов и режимов бурения, квалификации  буровой бригады.     

       Общий уровень организации буровых  и  строительно-монтажных работ особенно четко проясняется при сравнении цикловой, коммерческой и технической скоростей бурения. Чем лучше организация строительно-монтажных работ, тем ближе  Vц   и  Vком  ; чем совершеннее технология бурения , меньше аварий и осложнений по вине бригады, ИТР, тем  Vком  ближе к  Vтех.      

       Различают три понятия коммерческой  скорости бурения – плановая, нормативная и фактическая . Плановую  скорость утверждают буровому  предприятию в зависимости от  фактически достигнутой в базисном  году и с учетом сокращения  непроизводительных затрат времени за счет использования более совершенных техники и технологии, улучшения организации производственного процесса, дисциплины и квалификации персонала. При расчете нормативной коммерческой скорости скорости учитывают сумму производительных затрат времени по действующим нормам и затрат времени на проведение ремонта оборудования в период бурения и крепления.Фактическую коммерческую скорость рассчитывают с учетом действительной длины скважины и действительного баланса времени бурения.