46) Роторное бурение скважин

Роторное бурение (беспрерывное вращательное бурение) состоит в разрушении (крошением, резанием) пород в забое скважинысоответствующими долотами и выносе их глинистым раствором, водой или сжатым воздухом при одновременном охлаждениибурового инструмента.

Роторное бурение - это способ проходки разведочных и эксплуатационных скважин, при котором вращение на долото передается через колонну бурильных труб от бурового ротора, расположенного на поверхности.

Роторное бурение следует использовать при выполнении следующих условий:

хорошо изученный геолого-гидрогеологический разрез участка бурения;

заранее разведанные и опробованные водоносные горизонты, для которых имеется подробная характеристика качества и количества воды;

горизонты воды характеризуются большими напорами;

возможность проведения каротажа скважины;

возможность бесперебойной доставки воды и глины к месту бурения.

В настоящее время широкое применение получили следующие виды роторного бурения: с прямой промывкой глинистым раствором и водой (комбинированный), с обратной промывкой водой, с продувкой сжатым воздухом, шнековый.

47)РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД— нарушение сплошности природных структур горных пород (минеральныхагрегатов, массивов горных пород) под действием естественных и искусственных сил. Разрушение — сложный физический или физико-химический процесс, характер развития которого зависит от величины и скорости приложения нагрузки, напряженного состояния объекта, его прочности и структурных свойств. В соответствии с этим разрушение может протекать на микро- и макроскопическом уровнях. Микроскопическое разрушение (размеры зоны разрушения до 1 мм) возникает в месте контакта разрушающего элемента с породой и сопровождается разрывом связей между зёрнами или нарушением химических связей в кристалле, микротрещинами, сдвигом вдоль поверхностей скольжения. Макроскопическое разрушение (размеры зоны разрушения 1 см и более) характеризуется развитием одной или многих трещин, нарушающих сплошность массивов в значительных объёмах. Во всех случаях разрушение начинается с процесса на микроскопическом уровне, при определённых условиях приобретающего макроскопические масштабы.  Естественное разрушение происходит в результате гравитационных (оползни, оседания грунтов, обвалы, осыпи), вулканических, глубинных тектонических процессов Искусственное (принудительное) разрушение — основной процесс технологии добывания и переработки твёрдых полезных ископаемых. Осуществляется в результате главным образом механического и взрывного воздействия на горные породы, в меньшей степени — гидравлического, взрыво-гидравлического, термического, электрического, электромагнитного, комбинированного. 

48)ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — погружная машина, преобразующая гидравлическую, пневматическую или электрическую энергию, подводимую с поверхности, в механическую работу породоразрушающего инструмента (долота) при бурении скважин. Энергия к забойному двигателю подводится от источника по колонне бурильных труб или кабелю. Преобразование подведённой энергии в механическую работу осуществляется в рабочих органах забойного двигателя. По типу движения, сообщаемого породоразрушающему инструменту, различают забойные двигатели вращательные и ударные, по виду энергоносителя — гидравлические, пневматические и электрические, по особенностям породоразрушающего инструмента — для бурения сплошным забоем и колонковые, по конструкции — одинарные, секционные, шпиндельные, редукторные и т.п.  Наиболее существенно отличаются по устройству и принципу действия забойные двигатели вращательного (турбобур, винтовой забойный двигатель и электробур) и ударного типов (гидро- и пневмоударник). Рабочим органом забойного двигателя вращательного типа является система статор-ротор.  .Использование забойного двигателя (по сравнению с ротором) обеспечивает повышение технико-экономических показателей бурения за счёт увеличения скорости бурения, сокращения количества аварий сбурильной колонной, снижения энергозатрат. Особенно эффективно применение забойного двигателя при бурении наклонно направленных скважин.

49) Обсадная труба (колонна) – это стальная или пластиковая труба, которая служит для укрепления стенок и изоляции ствола скважины.

Обсадная колонна выполняет следующие функции:

Служит защитным кожухом для насосно-компрессорной колонны и другого оборудования, используемого в скважине.

Сдерживает давление пласта и предотвращает растрескивание верхней, менее прочной зоны.

Предохраняет скважину от обрушения.

Удерживает добываемую воду в стволе скважины.

Разделяет пласты и обеспечивает приток воды только из тех зон, которые определены гидрогеологом.

50)Консервация и ликвидация скважин

     Консервация и ликвидация скважин должна осуществляться в соответствии с проектной документацией  в сроки, согласованные с территориальными органами Госгортехнадзора России.

    На консервацию и ликвидацию скважин может разрабатываться следующая проектная документация:

- Типовой проект на консервацию и ликвидацию скважин для регионов с однотипными горно-геологическими и экологическими условиями;

- Индивидуальный (одна скважина) проект на ликвидацию или консервацию скважины;

- Групповой (группа скважин на одном месторождении) проект на ликвидацию и консервацию скважин;

- Зональный (группа скважин на нескольких площадях с идентичными горно-геологическими и экологическими характеристиками) проект на ликвидацию и консервацию скважин.

   

51) Если скважина, получившая большой дебит газа из пласта высокого давления, эксплоатируется без противодавления на пласт и из нее берется максимальный дебит газа, происходит сильное охлажде­ние скважины. От очень большого пластового давления газ на корот­ком пути до устья скважины испытывает очень большой перепад давления. Из устья он выходит с атмосферным давлением. Если в пласте давление например 200 атм, а у устья атмосферное, газ в тече­ние очень короткого времени расширяется в 200 раз. Это расширение газа сопровождается сильным понижением температуры.

 Констати­рованы случаи внезапного охлаждения газа и труб на 56° С. Если газ течет в зацементированной колонне обсадных труб охлаждаются трубы и цементная корка.

 Колонна обсадных труб, будучи спущена в скважину, висела на хомутах и имела напряжение растяжения от собственного веса. Затем с этим напряжением она  в  нижней части   была   зацементирована. К этому напряжению прибавляется напряжение, возникшее от сокра-щ ения длины колонны, когда внутри ее при чрезмерном отборе газа по шел очень холодный газ.

 Суммарное напряжение   при   большой глубине скважины может превысить крепость труб и они порвутся. Цемент имеет почти такое же тепловое расширение, как сталь, но значительно меньшую крепость. Он не выдержит возникшего на­пряжения и растрескается или распадется на куски. Вода раскроется.

52)Инструмент опускают и поднимают следующим образом. При массе инструмента (включая штанги) не более 30—40 кг его можно с соблюдением необходимых предосторожностей опускать, в скважину вручную. Более тяжелый инструмент следует опускать с применением подъемного механизма, что медленнее, но безопаснее.

Когда инструмент углубится в породу настолько, что над устьем скважины останется конец штанги длиной не более 1 м, наращивают очередную штангу. После углубления на 50—70 см инструмент извлекают на поверхность посредством наматывания каната на вал ворота (барабан лебедки). При появлении муфты над устьем скважины подъем прекращают и под нее подводят захват в виде вилки для удержания инструмента на весу.. Второй захват находится под муфтой верхнего конца штанги. Захват может быть заменен хомутом.

Для нанесения ударов буровым инструментом по забою при работе с желонкой и долотом используют балансиры. Они представляют собой обычные рычаги, к которым присоединяют канат. На канате подвешивается инструмент. Силу ударов можно регулировать путем увеличения или уменьшения высоты подъема инструмента над забоем. Это достигается изменением плеча рычага или амплитуды его качания.

Ударное бурение можно выполнять и без балансира. Для этого используется ворот. Трос или канат, на котором подвешен инструмент, наматывается в два оборота на ворот, а свободный конец держит рабочий. При вращении ворота кольца троса проскальзывают на его валу. Если же свободный конец натянуть, то проскальзывание троса прекращается инструмент поднимается над забоем. Для его сбрасывания достаточно ослабить натяжение троса.

53) Плотность бурового раствора или плотность бурового раствора является одним из важных свойств бурового раствора, потому что остатки и управления пластового давления. Кроме того, Это также помогает скважины стабильности. Грязь вес измеряется и сообщается в фунтов за галлон , фунт на кубический фут , или грамм на миллилитр

Плотность бурового раствора, как правило, измеряется обычный баланс грязи; Однако, Если у вас есть воздух внутри жидкой фазы, чтение из обычного баланса грязи даст вам неточной номер. Поэтому, Наиболее точный метод для измерения грязи вес с давлением баланса грязи.

Под давлением баланса грязи выглядит как один конвенции, но она имеет под давлением чашки образца. Когда вы нажимаете грязи образца в чашку, любой газ в жидкой фазе сжимается до очень малого объема так измерений бурового раствора является более точным.

54)Тампонажные растворы - это комбинации спецматериалов или составов, используемых для тампонирования. Тампонажные смеси с течением времени могут затвердевать с образованием тампонажного камня или загустевать, упрочняться, оставаясь вязкой или вязко-пластичной системой.

По виду тампонирование делят на:

- технологическое, выполняемое в процессе сооружения скважины;

- ликвидационное, проводимое для ликвидации скважины после выполнения целевого назначения.

Функции тампонажного раствора и камня обусловлены целью тампонирования и в зависимости от этого к исходному тампонажному раствору предъявляются различные требования.

Требования к тампонажному раствору

1 Технического характера:

- хорошая текучесть;

- способность проникать в любые поры и микротрещины;

- отсутствие седиментации;

- хорошая сцепляемость с обсадными трубами и горными породами;

- восприимчивость к обработке с целью регулирования свойств;

- отсутствие взаимодействия с тампонируемыми породами и пластовыми водами;

- устойчивость к размывающему действию подземных вод;

- стабильность при повышенных температуре и давлении;

- отсутствие усадки с образованием трещин при твердении.

2 Технологического характера:

- хорошая прокачиваемость буровыми насосами;

- небольшие сопротивления при движении;

- малая чувствительность к перемешиванию;

- возможность комбинирования с другим раствором;

- хорошая смываемость с технологического оборудования;

- легкая разбуриваемость камня.

3 Экономического характера:

- сырье должно быть недефицитным и недорогим;

- не влиять отрицательно на окружающую среду.

Классификация тампонажных растворов

В зависимости от вяжущей основы ТР делятся:

- растворы на основе органических веществ (синтетические смолы).

Жидкая основа ТР - вода, реже - углеводородная жидкость.

В зависимости от температуры испытания применяют:

- цемент для «холодных» скважин с температурой испытания 22^оС;

- цемент для «горячих» скважин с температурой испытания - 75^оС.

55)ОТКЛОНИТЕЛЬ — устройство, создающее боковое поперечное усилие для изменения направления движения долота при бурении. Отклонители применяются для бурения наклонно направленных скважин.  При роторном бурении в качестве отклонителя используется клин (уипсток), спускаемый на забой или на другое место в скважине и отжимающий долото, диаметр которого меньше основного диаметра скважины. Клин может постоянно находиться в забое на всё время бурения скважины либо спускаться и подниматься вместе с бурильным инструментом. Клин должен врезаться в забой или в цементный мост, устанавливаемый в стволе, когда с определённой глубины забуривают 2-й ствол. 

56)ПРОФИЛИ НАКЛОННЫХ СКВАЖИН

Выбор проектного направления оси геологоразведочной скважины

Направление оси геологоразведочной скважины выбирается в зависимости от угла падения геологического объекта (например, рудного тела), глубины скважины, стремления к сохранению заданного азимутального направления и должно соответствовать возможности бурового оборудования. При горизонтальном или близком к нему залегании рудного тела и в толще изотропных по физико-механическим свойствам пород скважины задаются вертикальными. Если угол падения рудного тела более 30° (и в крутопадающих слоях пород), то скважины с поверхности земли задаются наклонными, т.е. задаются вкрест простирания и бурятся от устья до забоя по наклонной прямой. Угол встречи скважины и рудного тела должен быть не менее 30 .

Бурение наклонных скважин связано с техническими и технологическими трудностями, прежде всего, с установкой специальных наклонных вышек или мачт (при применении стандартных металлических вышек максимальный наклон скважины допускается до 85°), удобством выполнения спуско-подъемных операций и ограничением возможности применения скоростных режимов бурения.

При бурении скважин средней глубины технически возможно заложение скважин с начальными зенитными углами 5-20°. Скважины глубиной 800 м и более забуривают с малым начальным зенитным углом