книги из ГПНТБ / Куличихин Н.И. Разведочное бурение учебник

Инструмент для ловли шлипсом собирают в следующем порядке: шлипс, ловильные ножницы, ударная штанга, канатный замок. Шлипс набивают на оставшийся в скважине канатный замок. Если инструмент зажат в породе, его выбивают с помощью ловильных ножниц.

Для ловли инструмента за конусную резьбу применяют шлипсы с конусными плашками, имеющими нарезку, аналогичную нарезке резьбового замка (рис. 191, г).

Мелкие предметы, упавшие в скважину, ловят пауком или маг­ нитом.

Боковые долота служат для обработки и выправления инстру­ ментов, завалившихся к стенкам скважины (рис. 191, д).

Для ловли оборвавшейся желонки за дужку служит ловильная вилка с защелкой (рис. 191, е). Защелка пропускает дужку желонки, а затем подхватывает желонку за дужку.

При сложных авариях на небольших глубинах иногда бывает целесообразно быстро ликвидировать скважину и начать рядом бурить новую скважину.

Г Л А В А XX

МОРСКОЕ БУРЕНИЕ

Введение

СССР омывается морями трех океанов. Морские границы нашей страны протянулись на десятки тысяч километров. На дне и под дном морей и океанов залегает много различных полезных ископа­ емых; марганцевые руды, фосфориты, нефть, газ и т. д. В первую оче­ редь должны изучаться водные пространства, непосредственно при­ легающие к берегам континентов, т. е. область шельфа, где имеются большие запасы самых разнообразных полезных ископаемых, ко­ торые залегают на дне или под дном в прибрежных районах, глу­ бины которых не превосходят 300 м. Поэтому в СССР, США, Фран­ ции и других странах проводятся исследования шельфа.

§ 1 . Б У Р Е Н И Е П Р И Р А З В Е Д К Е Р О С С Ы П Н Ы Х П Р И Б Р Е Ж Н Ы Х М Е С Т О Р О Ж Д Е Н И И

При разведке россыпных и других прибрежных месторождений, залегающих неглубоко под дном моря, применяются легкие плаву­ чие буровые средства и легкие бурогые основания, опирающиеся на морское дно.

Выбор того или иного типа буровых плавучих установок опреде­ ляется глубиной моря, расстоянием от берега, климатическими усло­ виями, количеством штормовых дней в различные месяцы года, высотой приливов и отливов и т. п.

Плавучие средства, применяемые при бурении с воды, разде­ ляются на основные, вспомогательные и спасательные. Основные плавучие средства предназначаются для монтажа на них буровых установок, размещения труб и бурового инструмента. В качестве основных плавучих средств используются понтоны, баржи и само­ ходные суда.

нагрузки породоразрушающему инструменту; 2) для гидравличе­ ского транспорта разбуренной породы с забоя на поверхность; 3) для частичной стабилизации бурового судна в процессе бурения.

Отсасываемая пульпа направляется в емкость для опробования (см. рис. 194).

Обычно применяются пикообразные гребенчатые долота, арми­ рованные пластинками твердого сплава. Но могут быть применены и шарошечные долота (для бурения по галечнику и т. п.). Скважины глубиной 8 м проходят за один рейс с большой механической скоростью без наращивания бурильной колонны.

Опробование ведется параллельно с бурением. Для улучшения качества опробования после проходки одного метра прекращают подачу, пока вся разбуренная с этого интервала порода не будет выдана в установку для опробования, после чего продолжают бу­ рение на такой же интервал.

По окончании бурения скважин инструмент не поднимается на поверхность, а только породоразрущающий инструмент извлекается из скважины и поднимается над дном моря на 2—3 м, после чего плавучая буровая установка перемещается на новые точки бурения. Инструмент поднимается на судно только для смены износивше­ гося долота.

Плавучие всасывающие буровые установки дают высокую произ­ водительность и достоточно точное опробование, если стенки сква­

Глубокое морское бурение осуществляется в основном на нефть,

игаз, реже на пласты каменного угля и каменной соли. Глубина воды, средняя высота волны, величина приливов и от­

ливов и расстояние от берега определяют тип и конструкцию мор­ ского бурового основания.

1.При глубине моря до ~ 20 м применяют крупноблочные мор­ ские основания, принятые у нас в Каспийском море.

2.При глубине моря от І5 до 70 м применяют плавучие буровые основания, которые во время бурения при помощи мощных колонн опираются на морское дно.

3.При глубинах моря от 60 до 300 м бурение осуществляется

сзаякоренного бурового основания или судна.

4.При глубине моря свыше 300—500 м применяется динамиче­ ская стабилизация плавучих буровых оснований.

Рассмотрим вкратце эти системы.

Крупноблочные морские основания. В СССР для бурения мор­

Основными конструктивными элементами основания типа МОС являются крупные блоки, представляющие собой металлические пространственные фермы, состоящие из телескопических опорных стоек (рис. 195).

Блоки транспортируют и устанавливают в намеченном месте с помощью кранового судна.

При монтаже основные опорные блоки устанавливаются на рас­ стоянии 8 м друг от друга, а пролеты между ними перекрываются

на 80 человек и помещения для хранения топлива, промывочного раствора, масла, продуктов, запаса труб и других расходных мате­ риалов на длительное время. Установка оснащена площадкой для

вертолетов. В машинном отделении установлена дизель-электри­ ческая станция, которая полностью обеспечивает энергией силовой привод буровой установки и всех вспомогательных служб.

Плавучая буровая установка транспортируется при помощи бук­ сира с береговой базы в район бурения, а по окончании бурения на следующую точку.

Рис. 197. Плавучая буровая установка для колонкового бурения при разведке угольных пластов, залегающих под морским дном.

По прибытии на место бурения находившиеся ранее в походном положении колонны опускаются на грунт, опираются на него, в то же время во все отсеки второго дна загружается балласт (морская вода) для увеличения веса сооружения и начинается подъем всего корпуса над водой по колоннам на высоту до 15 м. В таком положении корпус понтона фиксируется и остается недоступным воздействию волн.

При разведке угольных месторождений вблизи от берегов Анг­ лии применяются более легкие плавучие установки, в которых смон­ тированы станки колонкового бурения.

Бурение этой установки возможно при глубинах моря не более 30—35 м.

Буровая установка смонтирована на башне, собранной из сталь­ ных труб большого диаметра (рис. 197).

На верху башни имеется палуба, на которой установлена буро­ вая вышка высотой 16,2 м и буровой станок с насосом. Обслуживается 2-тонным передвижным краном. Общий вес установки 500 т. Для перемещения установки используются стальные понтоны. На па­ лубе имеются помещения для экипажа в 25 чел. Имеются также всевозможные подсобные помещения.

Установка обслуживается двумя буровыми мастерами, шестью буровыми рабочими, двумя монтажниками, тремя машинистами

идвумя поварами. Бригада работает в 2 смены по 12 ч. После трех недель работы бригаде предоставляется недельный отдых.

Бурение осуществляется алмазными коронками диаметром 152,4

и127 мм. Суточная проходка 11—12 м.

Проходка на одну алмазную коронку превышала 500 м. Глу­ бина скважин 750—760 м. Бурение позволило выявить под морским дном большие запасы угля в виде пластов мощностью от 1,5 до 2,1 м.

лизируются при помощи якорной системы. Якорная система должна удерживать буровое судно над устьем скважины при сильном ветре любого направления.

Обычно буровые суда стабилизируются четырьмя якорями на носу и четырьмя якорями на корме, благодаря чему достигается мак­ симальная стабилизация и имеется достаточно большая площадь рабочей палубы для производства буровых работ.

При неглубоком бурении в тихих водоемах судно может раскре­ пляться двумя якорями на носу и двумя на корме.

§ 3. Б У Р Е Н И Е В О К Е А Н Е С Н А У Ч Н Ы М И Ц ЕЛ Я М И

Основной целью бурения в океане пока является определение процессов накопления океанических осадков и их возраст. В даль­ нейшем предполагается в океане пробурить скважину до верхней мантии Земли, пробурив всю земную кору, мощность которой под океаническими водами местами снижается до 5—6 км (проект Мохол).

Анализ результатов первых буровых работ позволил развить программу глубокого бурения в океанах. Для проведения этих работ созданы две научные группы: атлантическая и тихоокеанская и несколько комиссий по отдельным видам исследований (по палеон­ тологии и биостратиграфии, по петрологии осадочных, изверженных и метаморфических пород, по геохимии, а также по проведению геофизических и других исследований в скважинах).

Глубины океанов превышают 1000 м и часто достигают 4000— 5500 м.

При глубинах более 300 м якорная стабилизация судна стано­ вится почти невозможной.

Для глубинных условий разработана система динамической стабилизации. При динамической стабилизации плавающая буро­ вая установка дрейфует над устьем скважины в пределах допуска­ емых отклонений (рис. 198).

ции бурового судна и стабилизации его положения.

Ориентация производится с помощью буев, оснащенных аку­ стическими датчиками. Буи устанавливаются по определенной си­ стеме на дне океана. С бурового судна посылается звуковой сигнал, который достигает акустического датчика и от последнего возвра­ щается на буровое судно. Полученная информация немедленно обра­ батывается на специальной ЭВМ, и оператор все время может сле­ дить за положением буровой установки относительно устья скважины

на дне океана.

Система для стабилизации бурового судна состоит из гребных винтов с индивидуальными двигателями. Гребные винты автомати­ чески управляются с центрального пульта.