28.Визначіть об'єм нафти для встановлення рідинної ванни.

Об'єм нафти для ванни визначають із виразу:

,

де V₁, V₂, V₃ – відповідно об’єм нафти у кільцевому просторі, об'єм нафти у бурильній колоні, об'єм нафти для підкачування, м³.

Об'єм нафти у кільцевому просторі в інтервалі прихоплень обчислюють за формулою:

,

де К – коефіцієнт кавернозності ствола свердловини у зоні прихоплення;D_д – діаметр долота, м;D_бк – зовнішній діаметр бурильної колони, м;h – висота стовпа нафти від вибою до верхньої межі прихопленої ділянки, м;h₁ – висота підйому нафти над інтервалом прихоплення, м.

Рисунок 2.2 – Схема для розрахунку об’єму нафтової ванни

Об'єм нафти у бурильній колоні обчислюють за формулою

, (2.15)

де d_бк – внутрішній діаметр бурильної колони, м;h₂ – висота стовпа нафти в бурильній колоні, м.

Висота стовпа нафти у бурильній колоні визначається з умови рівності гідростатичних тисків стовпів рідин у затрубному просторі та у бурильній колоні на момент завершення підкачування нафти у затрубний простір.

29.Обгрунтуйте та визначіть об'єм буферної рідини та притискувальної рідини при встановленні нафтової ванни.

Оскільки густина нафти для ванни значно менша в більшості випадків від густини бурового розчину, то вона може самовільно спливати до устя. Для запобігання спливання нафти рекомендується застосовувати в’язку буферну рідину для заповнення 150-200 м затрубного та трубного просторів [7].

Буферну рідину готують з наявного бурового розчину шляхом обробки його реагентами-структуроутворювачами.

Об'єм буферної рідини для затрубного простору обчислюють за формулою:

,

де h_б – висота стовпа буферної рідини у затрубному просторі, м.

Об'єм буферної рідини для трубного простору обчислюють за формулою:

,

Для транспортування ванни у інтервал прихоплення використовують протискувальну рідину, як правило, наявний буровий розчин, об'єм якого обчислюють за формулою:

,

Агенти ванни нагнітають цементувальними агрегатами у такій послідовності: буферна рідина-нафта-буферна рідина-протискувальна рідина при максимально можливій подачі агрегатів, при цьому швидкість висхідного потоку у кільцевому просторі не повинна перевищувати швидкості руху бурового розчину при бурінні цього інтервалу.

30.Обгрунтуйте вибір типу цементувального агрегату та їх кількість при встановленні нафтової ванни.

Кількість одночасно працюючих агрегатів визначаємо за кінцевим тиском при установленні ванни та продуктивністю, яку слід забезпечити при установленні нафтової ванни. Максимальний тиск при установленні ванни буде у момент досягнення ванною долота у трубному просторі.

Рк=Рρ+Ргд,

де Рρ – різниця гідростатичних тисків за колоною і всередині колони, Па;

,

Після витримки нафтової ванни у заданому інтервалі протягом часу, визначеного планом робіт, її вимивають до устя.

Р_гд - втрати тиску на подолання гідравлічний опорів у системі циркуляції, Па.

.

31.Визначіть орієнтовний час закачки та вимивання нафтової ванни із свердловини.

Час закачування ванни у заданий інтервал обчислюємо за формулою:

,

де q_і – продуктивність роботи цементувального агрегату, що забезпечує швидкість руху рідини як при бурінні, м³/с;п – кількість одночасно включених агрегатів;q_І – продуктивність роботи цементувального агрегату на найнижчій передачі, м³/с.

Час підйому ванни до устя обчислюємо за формулою ,

Час вимивання ванни обчислюємо за формулою ,

де q_і – продуктивність роботи цементувального агрегату, що забезпечує швидкість руху рідини як при бурінні, м³/с.

32.Охарактеризуйте призначення, конструкцію, принцип роботи і підготовку до роботи ГУМа.

Гідравлічний ударний механізм призначений для ліквідації прихоплень бурильних і обсадних колон, випробувачів пластів тощо, що викликані перепадом тиску чи заклинюванням в свердловині.

Основним елементом цього пристрою є заповнений маслом і герметизований ступінчастий циліндр. В нижньому (меншого діаметру) циліндрі розміщений поршень, який з’єднаний з не прихопленою бурильною колоною. Під дією сили пружності поршень повільно переміщується вверх, а, коли досягає верхнього циліндра (більшого діаметру), його швидкість різко збільшується і він наносить удар по прихопленій бурильній колоні.

Він складається зі шпинделя 1, перевідників 2 і 7, циліндра 3, що має дві камери різного діаметру, бойка 4, поршня 5 і штока 6. Вся система ГУМ герметизована й усередині заповнена маслом. Для роботи з ГУМом від'єднують не прихоплену частину колони від прихопленої за допомогою ловильного інструменту, а якщо верх прихопленої колони закінчується замковою різьбою нижнього перевідника 7, то ГУМ з'єднують із аварійною колоною. Вільному закріпленню замкової різьби нижнього перевідника із замковою різьбою аварійної колони сприяє наявність шліцевої пари між перевідником 2 і шпинделем 1. Потім бурильну колону натягають із зусиллям, що перевищує її вагу на 200-800 кН. Спочатку швидкість шпинделя з поршнем буде невеликою, тому що він рухається вгору за рахунок перетікання масла з верхньої порожнини (великої) у нижню (малу) через три послідовних отвори. Пройшовши 213 мм, поршень попадає в циліндр 3 з поздовжніми пазами. При цьому площа для проходу масла з більшої порожнини в малу збільшується більш ніж в 200 разів. Масло вільно, майже без тиску перетікає вниз, шпиндель 1, який з’єднаний з не прихопленими трубами, миттєво переміщується вверх й бойком 4 ударяє по нижньому торцю шліцевого перевідника 2, який виконує роль ковадла. Цей удар передається прихопленому інструменту через корпус циліндра 3 і перевідника 7. Для повторного удару масло переходить з нижньої (малої) порожнини циліндра у верхню, для цього на шпиндель створюють осьове, спрямоване вниз, навантаження 10-20 кН. Після перетоку масла ГУМ готовий до повторного удару.

1 - шпиндель; 2 - перевідник; 3 -циліндр; 4 - бойок; 5 - поршень;

6 - шток; 7 - нижній перевідник ; 8, 9 – отвори для заливки масла

Рис. 2.8 - Гідравлічний ударний механізм (ГУМ)

Недоліки. Досвід застосування ГУМу в різних умовах показує, що при температурі в свердловині понад 100 °С його застосування недоцільно у зв’язку з тим, що зменшується в’язкість масла, яким він заповнений і сила удару падає.

При потребі удари повторюють. Число ударів для різних випадків коливається від 1 до 100.

33.Проаналізуйте порядок роботи з ГУМом при створенні ударів "знизу-вверх" і "зверху-вниз".

Для здійснення ударів, спрямованих вверх. Для роботи з ГУМом від'єднують не прихоплену частину колони від прихопленої за допомогою ловильного інструменту, а якщо верх прихопленої колони закінчується замковою різьбою нижнього перевідника 7, то ГУМ з'єднують із аварійною колоною. Вільному закріпленню замкової різьби нижнього перевідника із замковою різьбою аварійної колони сприяє наявність шліцевої пари між перевідником 2 і шпинделем 1. Потім бурильну колону натягають із зусиллям, що перевищує її вагу на 200-800 кН. Спочатку швидкість шпинделя з поршнем буде невеликою, тому що він рухається вгору за рахунок перетікання масла з верхньої порожнини (великої) у нижню (малу) через три послідовних отвори. Пройшовши 213 мм, поршень попадає в циліндр 3 з поздовжніми пазами. При цьому площа для проходу масла з більшої порожнини в малу збільшується більш ніж в 200 разів. Масло вільно, майже без тиску перетікає вниз, шпиндель 1, який з’єднаний з не прихопленими трубами, миттєво переміщується вверх й бойком 4 ударяє по нижньому торцю шліцевого перевідника 2, який виконує роль ковадла. Цей удар передається прихопленому інструменту через корпус циліндра 3 і перевідника 7. Для повторного удару масло переходить з нижньої (малої) порожнини циліндра у верхню, для цього на шпиндель створюють осьове, спрямоване вниз, навантаження 10-20 кН. Після перетоку масла ГУМ готовий до повторного удару.

Для здійснення ударів, спрямованих вниз, ГУМ розбирають, для цього циліндр 3 разом з поршнем 5 повертають на 180° і знову збирають.

Працює ГУМ ударами вниз у такий спосіб. Колону розвантажують на величину ваги ОБТ, відбувається повільне перетікання масла з нижньої порожнини циліндра 3 у верхню. Після входу поршня в більшу порожнину тиск масла падає, ОБТ падає вниз до упору, поки торець перевідника шпинделя не вдарить по торці шліцевого перевідника 2. Цей удар передається прихопленій частини інструменту. При потребі удари повторюють. Число ударів для різних випадків коливається від 1 до 100.