Бурильные трубы и буровой инструмент

Бурильные трубы предназначены для передачи вращения долоту (при роторном бурении) и восприятия реактивного момента при бурении забойными двигателями, создания осевой нагрузки на долото, подачи бурового раствора в скважину и для подъема изношенного долота на поверхность и спуска нового и т.п.

Бурильные трубы имеют на концах замковую коническую резьбу (муфта и ниппель). Элементами бурильных труб являются замки, переводники, наддолотные амортизаторы, стабилизаторы, центраторы и др. Непосредственно над буровым инструментом могут устанавливаться утяжеленные бурильные трубы (УБТ), которые отличаются повышенной толщиной стенки.

При бурении вертлюг соединяется с ведущей трубой - штангой (как правило, квадратной), через которую ротор передает крутящий момент бурильным трубам.

В нижней части бурильных труб привинчивают долото, а при бурении забойными двигателями над долотом располагается турбобур, электробур или винтовой двигатель. Долота используют лопастные, шарошечные и, для особо твердых пород, алмазные.

Непрерывная многозвенная система – ведущая труба, бурильные трубы, забойный двигатель и долото – называется бурильной колонной.

При бурении скважины происходит вращение долота под действием осевой нагрузки, через трубы в скважину закачивается буровыми насосами буровой раствор. Буровой раствор приводит в действие гидравлический забойный двигатель и, выходя из промывочных отверстий долота, подхватывает обломки выбуренной породы и выносит их по затрубному пространству на поверхность, где очищается и снова закачивается в скважину.

При износе долота производят подъем бурильной колонны, развинчивая её на свечи (две или три трубы), который устанавливают внутри буровой вышки. После замены долота производят спуск бурильной колонны, свинчивая свечи. Этот процесс называется спуско-подъёмными операциями (СПО).

По окончании бурения скважины на проектную глубину производят её крепление. Для этого в скважину спускают обсадные трубы и производят цементирование (тампонаж) затрубного пространства и специальными перфораторами простреливают цементное кольцо на забое скважины для доступа нефти к забою скважины. Затем в скважину спускают насосно-компрессорные трубы, на устье скважины устанавливают специальную фонтанную арматуру и проводят освоение скважины – работы по вызову притока нефти к забою и поступлению её на поверхность по насосно-компрессорным трубам.

Эксплуатация нефтяных и газовых скважин

После освоения пробуренных скважин их передают предприятиям по добыче нефти и газа. Все известные способы эксплуатации скважин можно подразделить на следующие группы:

• фонтанный, когда нефть из скважины извлекается самоизливом;

• с помощью энергии сжатого газа, вводимого в скважину извне;

• насосный – извлечение нефти из скважины насосами различных типов.

Фонтанный способ добычи применяется обычно на начальном этапе эксплуатации скважин, когда пластовое давление велико и нефть поднимается на поверхность за счет пластовой энергии. Когда же эта энергия иссякает, нефть обводняется, то извлечение нефти производят механизированными способами.

Компрессорный способ осуществляет подъём жидкости пласта сжатым воздухом или газом, нагнетаемыми в колонну подъемных труб. Различают два способа компрессорной добычи: газлифт (рабочий агент – газ) и эрлифт (рабочий агент – воздух). Применение эрлифта менее распространено, т.к. при контакте с воздухом нефть окисляется.

При насосном способе добычи подъём жидкости на поверхность осуществляется штанговыми и бесштанговыми насосами. Штанговый насос представляет собой плунжерный насос, приводимый в возвратно-поступательное движение с помощью штанг, приводимых в действие кривошипно-шатунным механизмом станка-качалки. В настоящее время шире применяются бесштанговые насосы, к которым относятся погружные электроцентробежные насосы (ЭЦН), винтовые и гидропоршневые насосные установки. Винтовые насосы наиболее эффективны при добыче высоковязкой нефти.

При снижении продуктивности скважин применяют методы интенсификации добычи, такие как внутриконтурное и законтурное заводнение, проводят специальную обработку забоя скважин (гидроразрыв и др.).