1.Понятие о буровой скважине и элементах характеризующих её. Классификация бур.с.Бурение - это процесс сооружения скважины путем разрушения горных пород. Скважиной называют горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа в нее людей, у которой длина во много раз больше диаметра. Другие параметры, характеризующие скважину:Наклонная скважина характерезуется длинной Lс, глубиной по вертикали Нс, отклонением забоя от вертикали А, направлением (азимутом) отклонения забоя ϕ и конфигурацией оси.Глубина скважины – расстояние от устья О до забоя или любой точки измерения углов. Измеряется по бурильной колонне с учетом ее длины в скважине и при инклинометрических замерах.Ось скважины – пространственная кривая, состоящая из сопряженных между собой отрезков прямых и кривых линий. Каждая точка оси скважины определяется ее текущими координатами относительно устья, зенитным и азимутальным углами и кривизной.Глубина скважины по вертикали Hс – расстояние ОА от устья до горизонтальной плоскости, проходящей через забой скважины, либо до i-ой точки оси скважины.Зенитный угол α – угол между касательной к оси скважины в рассматриваемой точке и вертикалью, проходящей через данную точку. Угол наклона α* – угол между осью скважины или касательной к ней в рассматриваемой точке и горизонтальной проекцией оси на плоскость, проходящую через данную точку.Азимутальный угол ϕ – угол между апсидальной и меридиональной плоскостями. Апсидальной называется вертикальная плоскость, проходящая через касательную к оси скважины.Профиль скважины – проекция оси скважины на вертикальную плоскость, проходящую через ее устье и забой.

План скважины – проекция оси скважины на горизонтальную плоскость, проходящую через ее устье.Классификация буровых скважин:1) по глубине:- скважины малой глубины (менее 1000 м);- глубокие скважины (1000 - 5000 м);- сверхглубокие скважины (свыше 5000 м).2) по диаметру:- скважины небольшого диаметра (25 - 100 мм);- скважины со средним диаметром (100 - 500 мм);- скважины большого диаметра (500 - 900 мм и более);3) по степени отклонения от вертикальной оси:- вертикальные скважины;- наклонные скважины;- искривленные скважины;- горизонтальные скважины;4) по количеству спускаемых в скважину эксплуатационных колонн:- однорядные;- многорядные (двух - семи рядные);

5) по характеру бурения:- бурение одиночных скважин;- кустовое бурение (количество стволов скважин от двух до 12 и более);6) по назначению:- опорные- параметрические- поисковые- эксплуатационные- пьезометрические и др.

2.Назначение и функции бурильной колонны. Условие её эксплуатации и усилия, дейструющие на колонну при роторном и турбинном бурении.Бурильная колонна – связующее звено между долотом, работающим на забое скважины, или каким-либо участком скважины и наземным оборудованием. Это звено является сложной динамической системой, применяя которую осуществляют углубление скважины и управляют динамикой работы забойных двигателей и долот, управляют динамическими процессами в потоке промывочной жидкости.Функции бурильной колонны. При роторном бурении: за счет веса колонны создастся осевая нагрузка на долото; передается вращающий момент (Мвр) от ротора долоту, причем постоянно в процессе углубления скважины; подается циркуляционный агент для очистки забоя скважины от выбуренной или обвалившейся породы, а также для охлаждения элементов бурильного инструмента, в первую очередь долота; осуществляются ловильные работы при аварийной ситуации с бурильным инструментом; устанавливаются отклоняющие устройства для искривления оси скважины в заданном направлении; на бурильных трубах опускают испытатели пластов или пробоотборники, нижние секции обсадных колонн (при ступенчатом цементировании скважины) и хвостовики обсадных колонн; устанавливают цементные мосты в скважине.На колонну действуют следующие усилия:• осевые растягивающие усилия от собственного веса бурильного инструмента, силы трения и механического сопротивления при взаимодействии элементов колонны с выступами в скважине, силы сопротивления адгезионного характера, гидравлические усилия, обусловленные перепадами давления в турбо-буре и долоте (при подъеме колонны с включенным насосом);• осевые сжимающие усилия в сжатой части колонны от веса бурильного инструмента: σр.сж= Кд*Q/Fт, где Кд- коэффициент динамичности, ΣQj - суммарные усилия (нагрузки) Fт - площадь контакта Q=Gдо+Gзд+Gу+Gст.т+Gл+Gг+Gтр+Gj Gдо, Gзд, Gy,- соответственно, вес долота, забойного двигателя и УБТ; Gст.т., GЛ - вес стальных труб и ЛБТ; Gг * - гидравлическая осевая нагрузка внутри колонны • крутящий момент (постоянный и переменный), появляющийся в результате вращения колонны и от реактивного момента забойного двигателя. На постоянные усилия накладываются переменные, вызванные динамикой работы бурильного инструмента;• изгибающие моменты, обусловленные действием центробежных сил при вращении колонны и в процессе действия на колонну осевых сил и крутящих моментов как статического, так и переменного характера и=Ми/Wи Wи - момент сопротивления трубы на изгиб

3.Перечислить все основные элементы бурильного инструмента, на назначении. Как формируют осевое усилие на долото?Состав бурильной колонны. В бурильную колонну включают: ведущие бурильные трубы (штанги), необходимые для передачи Мвр от ротора к долоту; собственно бурильные трубы нескольких конструкций с замковыми соединениями или с законцовками труб, приваренными к те- лу трубы (трубы типа ТБПВ); утяжеленные бурильные трубы (УБТ); переводники для соединения разных по типу и диаметру труб и других элементов бурильного инструмента, а также для соединения с колонной других элементов бурильного инструмента; обратные клапаны - для предотвращения перетока с забоя флюидов через бурильную колонну, применяются в основном типа КОБ - клапаны обратные для бурильных труб [28, рис. 2.4], которые устанавливаются внизу колонны, а иногда - внизу и вверху; предохранительные кольца, надеваемые на бурильные трубы для снижения их износа при роторном бурении; металлошламо- уловители, предназначенные для улавливания обломков породы и метал- ла, удаляемых потоком жидкости с забоя при его углублении алмазными долотами. В состав бурильного инструмента, кроме колонны, входят долота, расширители, забойные двигатели, калибраторы, центраторы, маховики, забойные механизмы подачи долота, стабилизаторы направления оси скважины, устройства для управления параметрами вибраций в инструменте, снаряды и устройства для отбора керна. Осевое усилие (Осевая нагрузка) G формируется в основном за счет веса колонны.Gз=Pш*Fк, ∆G=Gз+∆Gг, ∆Gг=ρ₁*υ_Н²*Fн, Gст=Gг+Gвр, Тп=G-(Gг+Gвр), Gг=Fр*(Pт+Pдт), М_П=Т_П*r_п*μ_п , где Тп - осевое усилие на осевую опору ГЗД, Мп – момент на осевой опоре, r_п – радиус трения в осевой опоре, μ_п – коэф-т трения в осевой опоре, Fр – расчетная площадь по которой действует гидравлическая мощность.

4. Конструкция бурильных труб 1-4 типов.Расчет веса 1м этих труб.

1 тип(ГОСТ В), конструктивные отличия-трубная резьба, высадка; материал-сталь. D(114,127,140,168) 2 тип(ГОСТ Н), конструктивные отличия-трубная резьба, высадка; материал-сталь. D(114,140)

3тип(ГОСТ ВК), конструктивные отличия-трубная резьба,конический пояс резьбы; высадка;материал-сталь. D(114,127,140)

4 тип(ГОСТ НК), конструктивные отличия-трубная резьба, конический пояс резьбы; высадка;материал-сталь. D(114)

Трубы типа «В» и «Н» выпускаются длиной 11,5 + 0,9 м, но допускается длина 6 и 8 м; при этом короткие трубы соединяются муфтой. Наиболее часто повреждения у этих труб случаются в резьбовом соединении трубы с замком. При вращении колонны происходит доворачивание замка на тело трубы, что создает дополнительные напряжения в трубе. Для повышения прочности труб в резьбовых соединениях разработаны трубы ВК и НК с высадкой на их концах внутрь и наружу.

где q - масса 1 м гладкой трубы в воздухе;

 - масса соединительной муфты (для труб длиной 8 м);

 - увеличение массы трубы за счет высадки ее концов;

 - масса муфты и ниппеля замка;

l1, l2- длины труб без замков;

L - длина трубы от верхнего торца муфты замка до торца ниппеля в начале крупной резьбы.

 – коэф-т учитывающий Архимедову силу.

5.Конструкции и материалы труб тбпв и д16т, обозначние их по госту.

ТБПВ-труба бурильная приваренная по высадке(ГОСТ П,ПК), конструктивные отличия-нет трубной резьбы, D(114,127,140,168)

Д16Т или ЛБТ(легкосплавные бурильные трубы), материал-алюминий, D(114,129,147,170)

6. Конструкция и материалы труб убт и для каких целей их применяют ?

УБТ необходимы для создания части осевой нагрузки на долото, в основном для динамической ее составляющей, для придания большей жесткости низу бурильной колонны. Последнее необходимо для проводки скважины в породах, в которых образуются большие каверны, и для проводки скважин согласно заданному направлению. Эти трубы толстостенные, вес 1 м их в несколько раз больше обычных бурильных труб. Применяются УБТ круглого наружного сечения, квадратного, профильного сечения (УБТ со спиральными канавками по длине трубы), в виде выпуклого треугольника и др. В нашей стране УБТ выпускаются в основном круглого сечения, горячекатаные и изготавливаемые сверлением. Горячекатаные УБТ выпускаются диаметром 73, 89, 108 мм и диаметром 146, 178, 203, 219 и 245 мм, с массой 1 м длины 97,6; 145,4; 193,0; 225,1 и 267,4 кг. Отклонение по наружному диаметру должно быть в пределах 2 - 4 мм, а разностенность не должна превышать 10 мм. Длина таких труб составляет 6 - 9 м (+1 м). Прочность УБТ соответствует группам Д и К. На УБТ имеется проточка под элеватор, нарезается крупная замковая резьба (кроме труб 219 и 245 м м). 

7.Расчет длины убт для бурения скважин разными способами.

П ри бурении с ГЗД

Если величина периода Тд определяется в предполагаемом недеформируемом забое, то

8. Конструкция ведущих бурильных труб, переводников и замков к бурильным трубам?

В основном выпускаются ТВБ с квадратным наружным сечением (внутренний канал круглого сечения). Длина ТВБ – 13 - 14 м, условный размер принят по ширине грани ТВБ в поперечном сечении трубы. По ТУ 14-3-126-73 и ТУ 14-3-755-78 ведущие трубы выпускаются размером 65, 80, 112, 140 и 155 мм. На концах заготовки нарезается мелкая резьба с левым и правым направлением, а затем присоединяются переводники верхний – с левой резьбой, нижний – с правой, резьба безупорная. Трубы ТВБ изготавливаются из сталей группы прочности “Д” и 36Г2С, а переводники – из сталей 45, 40Х, и 40ХН. Были испытаны также шестигранные сбалансированные ТВБ размером 114, 127, и 168 мм

Обозначение типов	Наименование	Область применения
Зн	Замок с нормальным проходным отверстием	Для соединения труб с высаженными внутрь концами
Зш	Замок с широким проходным отверстием	Для соединения труб с высаженными внутрь и наружу концами
ЗУ	Замок с увеличенным проходным отверстием
Зшк	Замок с широким проходным отверстием с конической расточкой	Для соединения труб с высаженными внутрь концами с коническими стабилизирующими поясками
ЗУК	Замок с увеличенным проходным отверстием с конической расточкой	Для соединения труб с высаженными внутрь и наружу концами с коническими стабилизирующими поясками