26. Противовыбросовое оборудование

Противовыбросовое оборудование - комплекс оборудования, предназначенный для герметизации устья нефтяных и газовых скважин в процессе их строительства и ремонта с целью безопасного ведения работ, предупреждения выбросов и открытых фонтанов. В настоящее время установка противовыбросового оборудования является обязательным условием при ведении буровых работ. Противовыбросовое оборудование обеспечивает проведение следующих работ: 1)Герметизация скважины; 2)Спуск-подъем колонн бурильных труб при герметизированном устье; 3)Циркуляция бурильного раствора с созданием регулируемого противодавления на забой и его дегазацию; 4)Оперативное управление гидроприводными составными частями оборудования.

В состав противовыбросового оборудования входят:

Стволовая часть - совокупность составных частей противовыбросового оборудования, оси стволовых проходов которых совпадают с осью ствола скважины, последовательно установленных на верхнем фланце колонной обвязки. Включает превенторы, устьевые крестовины, надпревенторную и другие дополнительно устанавливаемые катушки, разъемный желоб и герметизатор. В свою очередь превентор — рабочий элемент комплекта противовыбросового оборудования, устанавливаемый на устье скважины. Основная функция превентора — герметизация устья нефтегазовой скважины в чрезвычайных ситуациях при строительстве или ремонтных работах на скважине.

Превенторный блок - Часть стволовой части противовыбросового оборудования, включающая превенторы и устьевые крестовины противовыбросового оборудования.

Манифольд - элемент нефтегазовой арматуры — представляет собой несколько трубопроводов, обычно закреплённых на одном основании, рассчитанных на высокоедавление и соединенных по определенной схеме, и снабженных необходимой запорной, иной арматурой,буровыми рукавами S-R и компенсаторами КРК . Манифольды включают в себя линии дросселирования и глушения, которые конструктивно выполнены в виде блоков, соединенных с превенторным блоком ОП магистральными линиями. Типовые схемы устанавливают минимальное количество необходимых составных частей манифольда, которые могут дополняться в зависимости от конкретных условий строящейся или ремонтируемой скважины.

Система обозначения манифольдов состоит из букв, обозначающих конструкцию манифольда, и двух цифр, первая из которых обозначает условный проход манифольда в условных единицах, а вторая — расчётное рабочее давление в атмосферах или мегапаскалях.

По способу герметизации устья скважины противовыбросовое оборудование различается на:

1) плашечные превенторы (делятся на трубные и глухие), так же к ним можно отнести превентора со срезающими плашками (у которых в случае ЧП (ГНВП или ОФ) буровая труба перекусывается и зажимается мощными гидравлическими плашками)

2) превенторы универсальные (кольцевые) предназначены для перекрытия отверстия в скважине, если в ней находится любая часть бурильной колонны (замок, труба, ведущая труба)

3. превенторы вращающиеся (герметизаторы роторные) предназначены для уплотнения устья скважины с вращающейся в ней трубой или ведущей трубой

27. Типы превенторов, их устройство и основные параметры. Составляет противо-выбросовое оборудование. Это спец. задвижка высокого давления. Плашечный превентор имеет 2 горизонтальные подвижные плашки и 2 гидравлических цилиндра для перемещения плашек в корпусе превентора. корпус превентора - стальная отливка с проходным отверстием с полостью для плашки (с вырезом и без). между плашками и трубами находится резина. Основные параметры превентора: диаметр прох. отверстия и максимальное рабочее давление (больше ожидаемого на устье скважины при закрытии превентора). Универсальный превентор герметизирует устье скважины вокруг любой части бур. колонны. Имеет корпус, крышку и спец. уплотнитель. Закрывается за 30 сек. Вращающийся превентор - вращение, раскачивание, подъем и спуск бур. колонны для предотвращения ее прихвата. Основной узел - изнашиваемый резиновый элемент, поэтому превентор вращает бур. колонну в процессе нефтегазопроявления.

28. Привышечные сооружения 1) Помещение для двигателей и механизмов лебедки 2) Насосное помещение и приводные части 3) Приемные мостки для транспортировки оборудования 4) Запасные резервуары для бур. раствора 5) Трансформаторная площадка 6) Площадка для механизмов приготовления бур. раствора 7) Стеллажи для труб 8) Объекты соцкультбыта 29. Бурильная колонна, ее элементы и предназначение Это связующее звено между долотом в забое и бур. оборудованием на поверхности. Цели: передача вращения от ротора к долоту. Восприятие реактивного момента забойного двигателя. Подвод бур. раствора к забою. Создание нагрузки на долото. Подъем и спуск долота. Вспомогательные работы (переработка, расширение, промыв скважины; испытание пластов и ловильные работы) Осн. элементы: ведущая бур. труба (квадрат), бур. трубы с бур. замками, переводники, центраторы, калибраторы, стабилизаторы и УБТ, создающие осевую нагрузку.

30. Технологическая оснастка бурильной колонны и ее элементы

Бурильная колонна - связующее звено между долотом, находящимся на забое скважины, и буровым оборудованием, расположенным на поверхности.

Бурильная колонна предназначена для следующих целей:

• передачи вращения от ротора к долоту

• восприятия реактивного момента забойного двигателя

• подвода бурового раствора к ПРИ и забою скважины

• создания нагрузки на долото

• подъёма и спуска долота

• проведение вспомогательных работ (проработка, расширение и промывка скважины, испытание пластов, ловильные работы и др.)

Основные элементы, составляющие бурильную колонну - ведущие трубы, бурильные трубы, бурильные замки, переводники, центраторы бурильной колонны, утяжеленные бурильные трубы.

Ведущие трубы предназначены для передачи вращения от ротора к бурильным трубам.

Бурильные трубы составляют основную часть колонны. При роторном бурении колонна бурильных труб служит для передачи вращения долоту и для подачи бурового раствора к забою скважины.

Бурильные замки соединяют между собой отдельные бурильные трубы.

Переводники предназначены для соединения элементов бурильных колонн, имеющих разные размеры или разнотипные резьбы, а также для присоединения подсобных и ловильных инструментов к бурильным трубам.

Центраторы бурильной колонны служат для предупреждения искривления ствола скважины при бурении забойными двигателями.

Утяжеленные бурильные трубы, устанавливаемые непосредственно над долотом или забойным двигателем, создают необходимую жесткость в нижней части бурильной колонны и обеспечивают нагрузку на долото в заданных пределах.

31. Конструкция низа бурильной колонны, и

32. Основные элементы КНБК и их характеристика

(на 31 и 32 билеты – общий ответ)

Важен выбор конструкции низа бурильной колонны для улучшения эксплуатации бурильной колонны

5. Фильтры

6. Ловушки для шлама

7. обратные клапаны

8. предохранительные кольца

9. калибраторы

10. центраторы

11. стабилизаторы

12. буровые амортизаторы

4,5,6 – опорно-центрирующие инструменты

Фильтр и шламовая труба – для очистки бурового раствора от примесей (сеточка на трубе) , на самом верху, внутри ведущей бурильной трубы.

Фланец между ведущей и бурильной трубами. Фильтр очищается при СПО.

В нижней части БК устанавливаются шламоуловители – над долотом для улавливания крупного шлама или металлических примесей.

Обратный клапан – в верхней части БК для предотвращения выброса промывочной жидкости через буровые трубы в процессе бурения ; так же устанавливаются на верху, где ведущая БТ, над долотом.

Управляемые обратные клапана – управляются с помощью подаваемой промывочной жидкости:

7. может оставлять канал БК открытым или закрытым (импульсом от промывочной жидкости)

8. обратная циркуляция

9. отбор промывочной жидкости по каналу БТ

10. спускать и поднимать трубы под давлением

бывают тарельчатые, шаровые

Предохранительные кольца для БТ для предохранения БК и обсадных К от взаимного истирания при бурении (резиновые, резиновометаллические)

Конструкция:

а) разъемная

б) неразъемная

Это толстостенные втулки

Устанавливаются при роторном бурении в зоне обсаженной части, абразивной зоне.

Устанавливаются в зависимости от искривления скважины

Опорно-центрирующие элементы.

При использовании позволяет избежать несанкционированное искривление скважины, сужение её ствола, предотвращение жёлобообразования, ликвидировать неровности на стенках, больший срок службы долота.

Различаются по расположению в БК и по длине.

Ø = Ø долота.

Калибраторы – выравнивание участков скважины по Ø – калибрирование.

L = (0,8 – 3) Ø долота, устанавливается над долотом (через наддолотным УБТ)

Стационарные:

А) лопастные

Б) шарошечные

Бывают разъемные и неразъемные

Центраторы – для предупреждения искривления ствола скважины при бурении забойными двигателями

Устанавливается на корпусе забойного двигателя или в колонне УБТ

L = 3 – 8 Ø долота

Стабилизаторы – для стабильного положения БК и её центрирования.

Над калибратором или между УБТ

L = 50 Ø долота, но не больше 12 м – длина трубы.

Буровые амортизаторы – для гашения колебательных движений в БК, вызывающие усталостные разрушения её элементов, поглащают удары, колебания, вибрацию.

Скребки – после цементажа, вычищает внутреннюю поверхность после цементажа.

Расширитель – для увеличения Ø скважины

Зависит от физико-химических условий

После расширителя колебратор не обязателен.

Min Ø расш. = 216 мм.

Долото(выбуривает сплошной забой)  колебратор (на трубу наварены доп.органы)

Основной элемент низа бурильной колонны – УБТ – утяжеленные бурильные трубы

В отличие от обычных БТ, толщина стенки в 2,3,4,5 раз толще

Обычные БТ = Ø = n-12 см

Ø УБТ = n-12 см

Предназначены для:

• Увеличения жесткости БК

• Для центровки БК

• Для создания осевой нагрузки на долото

65% необходимой осевой нагрузки на долото за счет УБТ

Длина БК n – 1000м.

33. Бурильные трубы, их характеристики, маркировка

Характеристики БТ.

Изготавливаются из высококачественных марок сталей (СВТ), алюминиевых и других легких сплавов (АБТ) , сталь марок прочностей (Д,К,Е,Л,М,Р,Т) с временным сопротивлением разрыву 637 МПА (марка Д) – 1078 МПА (марка Т)

-Длина БТ 6,8 – 11,5 м

-Толщина стенок 7 – 11 мм

-Наружный диаметр 60,73,89,102,114,127,140,168 мм

Маркировка БТ.

При выпуске с завода на расстоянии 0,4-0,6 м с конца выбивается клеймо:

А) Ø в мм

Б) N трубы

В) марка стали

Г) толщина стенки в мм

Д) товарный знак (месяц, год)

Е) какая – правая или левая резьба

34 Типы бурильных труб.

Бурильная труба используются в промышленности достаточно широко. Например, бурильные трубы используют для подъема инструмента, разрушающего породы, передачи вращения, создания осевой нагрузки на инструмент (утяжеленные бурильные трубы), подвода промывочной жидкости или сжатого воздуха к забою. В чем заключаются особенности бурильной трубы: Соединение труб осуществляется при помощи бурильных замков со специальной замковой резьбой. Для усиления прочности бурильных труб утолщаются их концы. Производятся бурильные трубы с помощью приваривания ниппеля и муфты замкового соединения к высаженным концам тела бурильной трубы. Поскольку точность при производстве бурильных труб очень важна, на каждом этапе производства применяется специальная система прослеживания, которая гарантируют постоянное соответствие качества и требуемых характеристик. За счет специфики применения бурильная труба должны защищаться от атмосферной коррозии. Защита производится с помощью специальных консервационных покрытий, например, бесцветных лаков. Специальная защита замковой резьбы с помощью консистентной антикоррозионной смазки и металлических предохранительных элементов обеспечивает надежное функционирование. Виды бурильных труб и ГОСТы Трубы бурильные ГОСТ 7909—56 (ТУ 14—3-1919—93); Трубы бурильные ТУ 3668—051-52126816—2004; Трубы бурильные с высаженными внутрь концами; Трубы бурильные с применением муфт; Трубы бурильные с номинальным наружным диаметром труб 42; 50; 63,5, 73 мм; Трубы бурильные ЭСБТМ-42; Трубы бурильные ЭСБТМ-50; Трубы бурильные ЭСБТМ-63,5; Трубы бурильные ЭСБТМ-73; Трубы бурильные приваренными замками. Как классифицируют бурильные трубы? Классификация осуществляется по нескольким признакам. Например, различают обычные, утяжеленные и ведущие бурильные трубы. Трубы разного назначение изготавливаются из разных материалов. Итак, бурильные трубы подразделяют на обычные, утяжелённые и ведущие. Обычные бурильные трубы изготавливаются из стальных или алюминиевых сплавов. Они имеют круглое поперечное сечение, толщина стенки составляет 4,75-11 мм. Соединение труб осуществляется с помощью бурильных замков или полузамков со специальной крупной конической резьбой. Концы бурильных труб (труба СБТ) утолщают для увеличения их прочности. Трубы бурильные утяжелённые изготавливаются также из стали. Они имеют круглое или квадратное поперечное сечения с толщиной стенки 16-50 мм и более. Соединение также производится при помощи резьбы и служат для увеличения жёсткости нижней сжатой части колонны и создания нагрузки на породоразрушающий инструмент. Ведущая бурильная труба имеет многогранное сечение и обычно размещается наверху колонны. Ее назначение - передавать вращение от вращателя буровой установки. На конце бурильная труба утолщается для увеличения прочности, наружной, внутренней или комбинированной высадкой.

35.Типы соединения бурильных труб, их недостатки и достоинства

Ниппельное соединение

Трубы ниппельного соединения имеют на концах внутреннюю резьбу. Соединение труб в свечи производится ниппелями, имеющими с обеих сторон наруж резьбу. Свечи между собой соед-ся муфтой (полуниппелями), имеющей с одной стороны наруж резьбу, а на противопооложном конце – внутр резьбу для свинчивания с ниппелями другой свечи. Преимущ: наруж диаметры ниппелей и БТ одинаковы, поэтому колонна ниппельного соединения гладкоствольна по всей длине. Это позволяет вести бурение на больших оборотах долотами, близкими к диаметру БТ. Чем меньше зазор между БТ и стенками скважины, тем меньше колонна БТ подвергается опасным напряжениям и тем меньше вибрации колонны. Недостатки: большие гидравлические сопротивления, большие затраты времени на свинчивания и развинчивания трубных резьб, ниппель явл-ся слабым звеном в колонне БТ.

Муфтово-замковое соединение.

Имеют на концах наружную резьбу с небольшой конусностью. Соединение труб в свечи произв-ся муфтами, представляющими собой патрубок с внутр резьбой. Свечи соед-ся замками, сост-ми из 2х половин – ниппеля и муфты.

36. Отработка бурильных труб и уход за ними

Уход за буровой трубой Перед каждым накручиванием коническая резьба бурового замка должна быть очищена от песка железной щеткой и смазана. Отработанное масло для этой цели можно приобрести по цене 100 рублей за 10 литров. Навинчивание и свинчивание бурового инструмента производится специальным буровым ключом. Газовый ключ не обладает достаточным запасом прочности. По окончании производственных работ буровую трубу необходимо отмывать от налипшей глины и прочих субстанций. При длительном хранении (например, в не сезон) буровые замки нужно смазать маслом, а трубу – покрасить. Это защитит буровой инструмент от коррозии.

Обращаем ваше внимание на то, что перед каждым накручиванием резьба бурового замка в обязательном порядке должна быть очищена от песка и смазана. Свинчивание и навинчивание бурового инструмента выполняется специальным буровым ключом. По окончании выполнения работ трубу надо тщательно отмывать от налипшей глины и других субстанций. В случае планирования длительного хранения (к примеру, в не сезон) все имеющиеся буровые замки надо смазать маслом, а саму трубу – покрасить. Данные действия защитят инструмент от коррозии.

37.Бурильные трубы, соединительные муфты, замки, трубы бурильные ведущие, утяжеленные бурильные трубы для соединения между собой снабжены резьбой двух типов: мелкой(трубной) и крупной(замковой)

Для резьбы бурильных труб и замков характерно:

1. Профиль витков(ниток) резьбы треугольный с закруглёнными впадинами. Угол при вершине профиля равен 60 градусам.

2. Резьба всех соединений колонны бурильного инструмента коническая. Угол, образующий конуса для мелкой трубной резьбы составляет 1/32, что соответствует 1 градусу 47 минутам 24 секундам- углу между образующей и прямой, параллельной оси трубы. Этот угол равен половины угла при вершине конуса. Полной конусностью резьбы принято считать двойной уклон, т.е. 1/16. Для крупной замковой резьбы полная конусность в зависимости от размера и типа принята ¼ или 1/6.

3. Число ниток трубной резьбы равно 8 на 24,5 мм с шагом 3,175 мм, число ниток замковой зезьбы – 5 на 25,4 мм с шагом 5,08 или 4 на 25,4 мм с шагом 6,35.

4. резьба может иметь как правое, так и левое направление. Трубной резьбой снабжены бурильные трубы, соединительные муфты, трубные концы замков и переводников.

5. Трубы бурильные с блокирующими( стабилизирующими) поясками(ТБНК и ТБВК) имеют трапецеидальную резьбу( шаг 5,08, профиль 30 градусов, конуснось 1:32) и зарезьбовый конический поясок, обеспечивающий высокую прочность и герметичность соединения.

Замковой резьбой снабжены делали бурильных замков( ниппели и муфты), переводники, долота, ловильные инструменты и т. п.

38. Бурильные переводники

Переходники (переводники) предназначены для соединения элементов буровой колонны, имеющих разные размеры (диаметр) или разный тип резьбы + для присоединения различных вспомогательных (лавильных) инструментов при проведении аварийных работ.

Переводники:

19. переходные (предохранительные) ПП : для перехода от резьбы одного типа к другому; для соединения элементов бурильной колонны разных диаметров; для присоединения к буровой колонне разных инструментов (лавильных)

20. муфтовые МП : для соединения элементов буровой колонны, расположенных друг к другу муфтами

21. нипельные НП : для соединения элементов буровой колонны, расположенных друг к другу нипелями

39. Утяжеленные бурильные трубы

В отличие от обычных БТ, толщина стенки в 2, 3, 4, 5 раз толще.

Для повышения жесткости и увеличения веса низа буровой колонны. В целях создания необходимой осевой нагрузки на долото (65% за счет УБТ). Для центровки буровой колонны.

Формула необходимой длины УБТ: L=kC/g

L – необходимая длина УБТ

С – осевая нагрузка на долото, необходимая

g – вес 1м УБТ

k – коэфф завышения веса УБТ (в зависимости от диаметра 1,25-1,5)

Масса одного погонного метра УБТ в зависимости от диаметра 60-500 кг.

Толщина стенок от 30 до 100 мм (у обычных 8-11мм).

Первая снизу от долота УБТ – наддолотная УБТ (короче).

Диаметр – 73-245 мм

УБТ по конструкции:

11. Сбалансированные – УБТС: изготавливаются из сталей высоких марок + термообработка по концам; особенность – внутренний канал высверливают. Диаметр 178, 203, 209 мм

12. Горячекатанные УБТГ: гладкие по всей длине, диаметр 73-245 мм; менее прочные, чем УБТС, глубина использования до 2,5 км

13. УБТ с замками и коническими стабилизирующими поясками (за счет укрепления резьбовой части)

14. УБТ фигурного сечения: для уменьшения контакта УБТ со стенками скв (+с целью уменьшения трения, для уменьшения прихвата); бывают: квадратные, шестигранные, винтовые (спиралевидные)

Недостатки:

13. Большая площадь соприкосновения со стенками скв

14. Повышенная опасность прихватов и затяжек инструментов

Достоинства:

• Повышенная прочность (особенно УБТС – 650-750 Мба)

40. Ведущие бурильные трубы

Трубы ведущие бурильные (квадрат) предназначены для передачи крутящего момента от ротора к бурильной колонне при роторном бурении и восприятия реактивного момента при использовании забойных двигателей.

Они имеют, как правило, квадратную, реже шестигранную форму (сечение). На верхний конец ведущей трубы, имеющий левую резьбу, навинчивают верхний переходник с внутренней левой замковой резьбой для соединения с вертлюгом; на нижний конец с правой резьбой навинчивают нижний переходник для соединения с бурильными трубами (чтобы не раскручивалась при бурении).

41. Принадлежности к бурильным трубам

Во время подъема и спуска колонна бурильных труб подвешивается на подкладной вилке. Подкладную вилку вставляют в прорези замка или ниппеля. Отвинчивают или свинчивают свечи бурильных труб с помощью шарнирных или крюкообразных ключей, или специальных механизмов. Поднимают и опускают колонну при помощи элеватора, который подхватывается крюком. Элеватор своим гнездом подхватывает колонну за прорези ниппеля или замка. Элеватор имеет подвижное кольцо (или защелку), которое препятствует случайному выпадению труб из гнезда. Если необходимо подвесить бурильную колонну за гладкую трубу, применяются штангодержатели. Трубодержатель прикрепляется к полу буровой вышки. Для пропуска через него колонкового снаряда плагакодержатели вынимаются вместе с плашками. Плашки сменные - под трубы разного размера

42. Обсадная колонна и ее элементы

Обсадную колонну составляют из труб, соединённых с помощью резьбы или сварки. Обсадные трубы должны обладать достаточной прочностью на сжатие наружного давления горных пород и промывочной жидкости, находящейся в затрубном пространстве; выдерживать нагрузку от собственного веса при спуске и подъёме и от трения о стенки скважины. Выдерживать заданное наружное и внутреннее давление, а их муфтовые соединения должны быть непроницаемыми для газа, нефти и воды.

В соответствии с ГОСТом стальные бесшовные обсадные трубы и муфты к ним по точности и качеству изготавливаются в двух исполнениях – А и Б из сталей нескольких групп прочности.

Под технологической оснасткой обсадной колонны подразумевают определённый набор устройств, который оборудуют колонну для обеспечения качественного спуска и центрирования в соответствии с принятой технологией.

К оснастке обсадной колонны относятся: башмаки, клапаны, посадочные кольца, центраторы, скребки и турбулизаторы, а также разъединительные, подвесные и стыковочные устройства для секций и хвостовиков, муфт ступенчатого цементирования.

.

43. Типы обсадных труб и их характеристики

В промышленности трубы могут изготавливаться нескольких типов: это обсадные и колонковые трубы. Что касается первой, то труба обсадная используется для крепления нефтяных и газовых скважин во время их бурения и для последующего использования, а также для бурения скважин при поиске воды, полезных ископаемых и т.д. Обсадная труба опускается в скважину, чтобы ее стенки не давали рыхлым слоям породы осыпаться. Таким образом, труба обсадная плотно прилегает к стенкам самой скважины. Когда верхние слои породы пробурены, в скважину опускают колонну обсадных труб, а между ними и стенкой скважины заливают бетон, чтобы трубы закрепились. Затем в эту колонну опускают другую колонну труб, меньших в диаметре, для дальнейших работ или непосредственно использования. В каждом отдельном случае труба обсадная должна быть четко установленного размера и диаметра.

 

К обсадным трубам предъявляются достаточно строгие требования. Во-первых, несмотря на разностенность труб и их овальность, они не должны выходить по толщине стенок и диаметру за те пределы, которые установлены правилами. Если изготавливается труба обсадная с обычной точностью, то непрямолинейность (на 1 м) не должна быть больше 0,7 мм (при диаметре 33,5-89 мм) и 1 мм (при диаметре 108 -146). При изготовлении обсадных труб с повышенной точностью их непрямолинейность не должна превышать 0,3 мм или 0,5 мм при диаметре 33,5-89 мм и 108 -146 мм соответственно.

Обсадные трубы могут быть чугунные, деревянные, пластиковые, стальные и асбестоцементные. Сейчас все большее распространение получают пластиковые обсадные трубы, т.к. имеют ряд преимуществ по сравнению с металлическими и другими видами. Обсадные трубы, сделанные из пластика, отличаются способностью выдерживать большие нагрузки до 5 т. Они прочны и долговечны (до пятидесяти лет и больше). Кроме того, металлические трубы подвергаются коррозии, а если по ним идет вода, то это влияет негативно на ее качество. С пластиковыми трубами такой проблемы не возникнет. Внутренняя поверхность труб высокого качества, благодаря чему сопротивление потоку уменьшается, а это в свою очередь дает возможность устанавливать трубопроводы меньших диаметров. Пластиковая труба осадная также устойчива к загрязнениям и осадку камня, тонет в воде. Поэтому в большинстве случаев предпочтение лучше отдавать обсадным трубам, сделанным из пластика

44. Конструкция низа обсадной колонны

Для облегчения спуска обсадной колонны и качественного ее цементирования по выбранной технологии в состав колонны вводят дополнительные элементы в её низ: башмак, башмачная направляющая пробка, заливочный патрубок, обратный клапан, упорное кольцо, центраторы (фонари), турбулизатор.

Башмак обсадной колонны навинчивают на нижний конец первой (снизу) обсадной трубы и закрепляют сваркой. Он служит для предохранения нижнего торца обсадной колонны от смятия и для ее направления по стволу скважины в процессе спуска. Используются башмаки различной конструкции: простейшая представляет собой короткий отрезок стальной толстостенной трубы с фасками (наружной и внутренней) на нижнем торце. Такие башмаки устанавливают на обсадных колоннах большого диаметра, начиная с 351 мм.

Обычно в башмачное кольцо снизу вводят направляющую пробку. Она имеет конусообразную или сферическую форму и изготовляется из легко разбуриваемого материала: бетона, алюминия, дерева. Имеются пробки чугунные и стальные. Благодаря своей форме, пробка облегчает прохождение обсадной колонны на участках искривления ствола. В самом кольце башмака или в направляющей пробке делают боковые отверстия, через которые цементный раствор закачивается в затрубное пространство.

^ Обратный клапан устанавливают в нижней части обсадной колонны на одну-две трубы выше башмака. Имеются конструкции колонных башмаков, включающие обратный клапан. Обратный клапан служит для перекрытия пути поступления жидкости внутрь обсадной колонны.

^ Заливочный патрубок устанавливают непосредственно над башмаком (ниже обратного клапана). Он представляет собой отрезок трубы длиной около 1,5 м с отверстиями, расположенными по винтовой линии. Они соединяют затрубное пространство с внутренним объемом обсадной колонны. Заливочный патрубок применяют для подачи цементного раствора в затрубное пространство при цементировании обсадной колонны.

^ Упорное кольцо (кольцо «стоп») устанавливают в обсадной колонне на 20 - 30 м выше башмака. Оно имеет суженный внутренний диаметр и служит для задерживания цементировочных пробок. Кольцо изготовляют из серого чугуна, иногда применяют упорные кольца, изготовленные из цемента.

Центраторы («фонари») устанавливают на обсадной колонне для поддержания соосности ствола скважины и спущенной обсадной колонны и создания благоприятных условий для равномерного распределения цементного раствора по кольцевому зазору. Как считают некоторые исследователи, центраторы также способствуют снижению сил трения при спуске колонны и более полному замещению цементным раствором жидкости, находившейся в затрубном пространстве. Как правило, применяют пружинные центраторы, при использовании которых центрирование колонны в стволе скважины осуществляют с помощью пружинных арочных планок, концы которых закреплены на кольцах-обоймах.

Турбулизатор (или завихритель)-для того, чтобы подача цемента осуществлялась равномерно. Турбулентный поток с большой скоростью и давлением

45-46. Типовая конструкция скважины. Типы обсадных колонн и их предназначение

Из интернета

Конструкцией скважины называется схема её устройства, в которой указывается начальный, промежуточные и конечный диаметры применяемого породоразрушающего инструмента, диаметры и длина обсадных колонн, глубина скважины, места и способы тампонирования.

Конструкция скважины зависит от:

15. физико-механических свойств горных пород, слагающих геологический разрез;

16. конечного диаметра и глубины скважины;

17. цели и способа бурения.

Таким образом, при выборе конструкции скважины определяющими факторами служат геологические условия и номенклатура технических средств.

Типовая конструкция скважин на нефть и газ состоит из следующих колонн обсадных труб: направление ( 3 - 10 м), кондуктор ( 100 - 600 м), промежуточные колонны ( глубина спуска определяется условиями залегания горных пород и назначением каждой промежуточной колонны), эксплуатационная колонна. Номинальным размером обсадных труб является наружный диаметр, который, согласно ГОСТ 632, имеет 19 размеров: от 114 до 508 мм.

В результате внедрения типовых конструкций скважин значительно повышается экономическая эффективность разведочного бурения.

Лекции

С углублением скважины нужно укреплять стенки скважины-способ:спуск обсадных колонн, которые состоят из обсадных труб. Сов-ть обсадных колонн разного диаметра ,опускаемого на разные глубины и сцементирование их-строение скважины-телескопическая конструкция. Чем глубже, тем меньше диаметр. Количество обсадок колонн зависит от глубины скважины и геологических условий. Цель спуска:предотвращение размыва устья. Глубина спуска: зависит от геологии. Проходим верхние осадки до 1ого плотного горизонта (коренных пород). 1-10ки метров, направление бетонируется. 2-следующая колонна-кондуктор. Цель спуска-изоляция водоносных горизонтов. 3)промежуточная(техническая)-может быть,а может и не быть может быть несколько. Цель: защита пластов. Глубина зависит от глубины водоносных горизонтов. Бурится до кровли продуктивного горизонта. Следовательно,изоляция продуктивного пласта. 4-Эксплутационная-самая последняя колонна. Поисковые и разведочные скважины всей колонны цементируются до устья (пов-ти). Эксперементальные не всегда цементируются до устья. Скважины-объект долговременного использования.

47. Породоразрушающий инструмент, типы долот.

Породообразующие инструменты: буровые долота для сплошного бурения, разрушающие породы в одной плоскости или ступенчато; бурильные головки для колонкового бурения, разрушающие породу по периферии забоя; Долота для специальных целей (буровые расширители, зарезные, фрезеры.). долота для сплошного бурения и бурильные головки для колонкового бурения предназначены для углубления скважины. Выпускаются они различных типов. Долота для специальных целей предназначены для работы в пробуренной скважине и в обсадной колонне. Долота бывают: шарошечные, лопасные, алмазные. Классификация по характеру разрушения породы:

18. Долота режуще-скалывающего действия., разрушающие породу лопостями, наклоненными в сторону вращения долота. Для разбуривания мягких пород.

19. Долота дробяще-скалывающего действия, разрушающие породу зубьями или штырями, расположенными на шарошках, которые вращаются вокруг своей оси и вокруг оси долота. Для неабразивных и абразивных средней твердости и очень крепких пород.

20. Долота истирающее-режущего действия, разрушающие породу алмазными зернами или твердосплавными штырями, располагающиеся в торцовойчасти долота (для неабразивных пород средней твердости и твердых) или в кромках лопастей долота (разных по твердости абразивных и неабразивных)

По назначению:для бурения сплошным забоем, с отбором керна, специальные. По конструкции промывочных устройств: Струйные(гидроманиторные) струя промывочной жидкости достигает поверхности забоя, проточные (обычные) жидкость протекает через промывочные отверстия, омывают шарошки(лопасти) и только частично достигает забоя

48. Маркировка Долот.

Маркировка указывается на торце резьбовой части долота.

Маркировка: III 295,3 – СЗ – ГВ-2, где

III – количество рабочих органов

295,3 - диаме6тр в мм

СЗ – тип

ГВ - серия

2 – порядковый номер конструкции данной модели

Типы: М, МЗ, МС. МСЗ, С, СЗ, СТ. Т, ТЗ, ТК, ТКЗ, К, ОК

З - абразивные

Т – твёрдые

К – крепкие

М – мягкие

С – среднетвёрдые

Серии: ГНУ, ГВ, ГАУ и т. д.

Г- гидромониторные

Н – низкооборотное (до 350 об. в мин.)

А – самое низкооборотное ( 150 об. в мин.)

В – высокооборотное (600 об. и более)

У – наличие смазочной камеры и герметизирующих уплотнительных колец

49. Шарошечные долота, их устройство и характеристики

Шарошечное долото – наиболее распространённый вид долот. Оно наиболее сложное по конструкции и техническому изготовлению.

Бывают одно-, двух-, трёх-, четырёх- и многошарошечные долота. Для сплошного бурения в России применяют 1- 2- 3- шарошечные долота, а для бурения с керном многошарошечные.

+: Большая площадь контакта с забоем

Больше высота рабочих кромок

Меньше интенсивность износа зубьев шарошек вследствие перекатывания их по забою

Меньше вероятность заклинивания

Основные элементы:

21. соединительная резьба

22. лапа

23. гидромониторный узел

24. насадка

25. козырёк лапы

26. шарошка

27. крышка смазочного резервуара

28. защитные покрышки

29. внутренний венец

50 Шарошечные долота, их устройство и характеристики

Шарошечные долота:

15. Зубковые – твёрдосплавные вставки виде зубков и штырей. Зубья – конические, ассиметричные

16. Фрезерованные – вырезанные литые стальные зубки составляют единое целое с корпусом

По положению промывочных или продувочных каналов:

• с центральной промывкой(Ц) или центральной продувкой (П)

• боковая промывка (Г), продувка (ПГ)

• с комбинированным расположением (ЦГ)

• 51. Геометрические элементы шарошечных долот.

17. Смещение оси шарошек

18. Угол наклона цапфы (лапы) шарошек

19. Угол конусной поверхности шарошек

Bit offset- смещение осей шарошек.

Определение – горизонтальное смещение.

Для мягких - больше

Для твердых – меньше

Угол наклона цапфы шарошек- угол между линией паралелльной к оси шарошки и вертикальной осью долота.

Для мягких – меньше

Для твердых больше

Конуса шарошек:

30. Угол переднего конуса

31. Угол промежуточного конуса

32. Угол обратного конуса

52. Новые зарубежные разработки долот.

Украинским научно-исследовательским конструкторно-технологическим институтом синтетических сверхтвердых материалов и инструмента на базе сверхтвердого материала славутича сохданы долота типа ИСМ для бурения скважин на нефть и газ. Производство и применение было начато в 1967г. создано более 150 типоразмеров долот и другого, армиронного материалом славутич, бурового породоразрушающего инструмента диаметром 91,4…...391,3 мм.

Начиная с 1977 г. при бурении нефтяных и газовых скважин за рубежом началось широкое применение долот, получивших название стартапакс(торговая марка). Это долота,армированные синтетическими поликристаллическими алмазными вставками. Для разбуривания мягкой и средней твердости пород. Разрушение горных пород идет путем резания. Одновным режущим элементом долота явл. Диск диаметром 13,5мм. Толщина алмазного слоя составляет 0, 635 мм при толжине диска 2,92 и 7,37 мм. Высокая износостойкость поликристаллических алмазов в сочетании с отсутствием движущихся элементов способствует длительной работе инструмента. Фирма производитель «Женерал электрик» США.

Долота стратапакс матричного типа фирмы «Кристансен» производятся а Германии. Оно имеет шесть лопастей, оснащённых 68 резцами стартапакс цилиндрической формы диаметром 13,3 мм. На калибрующей поверхности установлены твердосплавные зубки и природные алмазы. В центральной части долота и в шести радиальных промывочных каналах долота устроены 20 отверстий диаметром 8 мм.

За рубежом используются долота типа балласет( «Нортон кристансен» США) в этих долотах применяются режущие элементы из термостойких синтетических поликристаллических алмазов. Для плотных, твердых и абразивных гп.

53. Износ шарошечных долот, принципы оценки износа

Износ шарошечных долот:

1. Сработка внутренних венцов шарошек – когда внутренние (вершинные) венцы шарошек изношены и (или) сломаны с образованием керна на забое скважины

2. Излом шарошки (поломка шарошек) – случай, при котором одна или более шарошек расколоты на две и более частей, но при этом большая часть сломанной шарошки остается на цапфе

3. Слом режущих элементов (штыри) или поломка зубьев. В некоторых породах поломка зубьев является нормальным видом износа для долот с твердосплавным вооружением и не обязательно указывает на неправильный выбор долота или режима бурения.

4. Сальникообразование, зашламование (все забито вязкой породой)- долото с сальником на шарошках характеризуется износом зубьев, вызванным проскальзыванием одной или нескольких шарошек вследствие забивания породы между ними.

5. Трещины в шарошке – трещины в шарошке являются началом процесса, ведущего к поломке или потере шарошки, и могут быть следствием многих причин.

6. Потеря вращения (подклинка шарошек)

7.Кернение-износ центральной части шарошки

8. Эрозионный износ - за счет промывочной жидкости. Гидроабразивная эрозия приводит к уменьшению толщины или полному износу тела шарошек.

В интернете есть еще: износ зубьев по высоте (зубья могут изнашиваться на полную их высоту до самого тела шарошки), потеря шарошки, потеря насадки, выпадение зубков, температурные трещины (этот вид износа случается при перегреве зубков вследствие скольжения по породе и затем охлаждения их промывочной жидкостью в течение многих циклов),эксцентричный износ(этот вид износа случается когда геометрический центр долота и геометрический центр скважины н совпадают)

54. Алмазные долота, типы алмазных долот

По конструкции:

1.матречные - алмазные резцы закреплены в матричном слое способом порошковой металлургии

2.со стальным корпусом - алмазные резцы закреплены в матричном слое методом пайки или прессовки

Алмазные долота бывают:

1. однослойные

2. 2-х слойные

3. многослойные

4. импрегнированные, с объемными алмазами, равномерно распределенными по всему рабочему объему матрицы.

55. Типы природных алмазов, их обработка

Самый твердый природный минерал. Стойкость резца зависит от его температуропроводности, чем она выше, тем в лучших условиях работает резец, тем менее интенсивно происходят окислительные процессы на поверхности режущих кромок.

Алмазы делятся на ювелирные и технические.

Технические делятся на:

33. Карбонаты-тонкозернистые, серого/коричненвого цвета, имеют скрытокристаллическое строение, отсутствует совершенная спайность, следовательно отличаются большей вязкостью, т.е. имеют высокие буровые качества

34. Балласы- мелкозернистые, округлой формы, лучистое строение, крупнокристаллические, ядро и твердая оболочка, используются в качестве подрезающих резцов

35. Борты- кристаллы неправильной формы, сростки. Являются основным сырьем для армирования мелкоалмазных коронок

Подвергаются специальной обработке- овализация, полировка (термическая, механическая, химическая)

Синтетические алмазы-АС, искусственные сверхтвердые материалы –ИСТ (эльбор, шавутич, строппакс

56. Маркировка алмазных долот

При маркировке алмазных долот впереди их шифра наносят условный индекс предприятия-изготовителя. Московскому комбинату твердых сплавов присвоена в качестве условного индекса буква М, а ВНИИБТ - Н. За шифром указывают также заводской номер и год изготовления данного долота.

57. Номенклатура алмазных долот

Д- долота для сплошного бурения

К- для колонкового

Ф- фрезерные

Ц- синтетические алмазы

В- зарезное долото

И- импрегнированный способ армирования

АП- алмазная пластина

НОМЕНКЛАТУРА ДОЛОТ Наименование Диаметр в мм Диаметр в дюймах код IADC Резьба

58. Бицентричные долота

Относятся к специальным долотам

-расширители и зарезка бокового ствола. Применяются в скважинах сложной траектории (они сами меняют траекторию)

QUAD-D

Применение. Достоинства:

36. Позволяют бурить скважины большего диаметра, чем внутренний диаметр вышележащей ОК

37. Разбурка ствола скважины во время перехода от вертикального к наклонному бурению

38. Увеличение зазора между ОК (обсадная колонна) и стенками скважины для увеличения надежности цементации

39. Облегчение посадки ОК при проходе точек резких изменений направления угла бурения скважины

40. Снижение риска прихвата бурильных труб особенно при проходе участков со значительными изменениями наклона ствола скважины

41. Отсутствие движущихся частей в расширителе исключает их потерю в скважине

42. Снижение стоимости буровых работ

Имеют 2 диаметра: проходной (для спуска), диаметр бурения (расширение)

При бурении ось долота и скважины совпадают , при спуске-нет

Спуск на забой и забурка:

Во время прохода через обсадку и при забурке долото вращается вокруг оси расширительной части долота.

При бурении долото вращается вокруг оси пилота, который совпадает с осью скважины и осью соединительной резьбы.