книги из ГПНТБ / Куличихин Н.И. Разведочное бурение учебник
.pdfБурение при помощи гибкого шланга и забойного двигателя является по сравнению с обычными методами более простым сред ством проведения буровых ра бот в суровых морских ус- // ловиях.
§ 5. ПОДВОДНЫЕ БУРОВЫЕ СТАНКИ
Для бурения неглубоких скважин (до 1,5 м) в скаль ных породах под толщей воды глубиной от 10 до 400 м компания SEGANS (Фран ция) спроектировала подвод ный буровой станок с элек тронным телеуправлением. Место установки станка на дне моря определялось с по мощью фотосъемки. Погру жение станка производится гидравлическим качающимся подъемником с исследова тельского судна, которое ос нащено необходимым элек тронным оборудованием, по зволяющим определить ме стоположение с большой точностью.
Буровой станок в мор ской воде весит около 1,5 т, но чтобы он служил также
идополнительным якорем
для корабля, он |
снабжался |
Рис. |
199. |
Подводная |
буровая |
установка |
||||
дополнительно |
балластом. |
|
|
фирмы ВИРТ |
(ФРГ) |
|
||||
Станок имел трехногую раму |
1 — кабель для управления о корабля буровой |
|||||||||
установкой; |
2 — направляющая воронка для |
|||||||||
и телеуправляемый |
буровой |
керноприемных труб; |
3 — прожектор; |
4 — пере |
||||||
механизм, который |
работает |
двигающаяся подводная телевизионная установка; |
||||||||
S — прибор |
для контроля |
установки бурового |
||||||||
под давлением до 40 кг/см2. |
основания |
горизонтально; |
|
б — гидравлические |
||||||
домкраты для выравнивания |
бурового основа |
|||||||||
В качестве |
бурового инстру |
ния; |
7 — силовой |
привод; |
8 — буровой насос; |
|||||
мента применяется алмазная |
9 — магазин с бурильными трубами; 10 — шланг |
|||||||||
для подачи |
масла и |
электрокабель; |
11 — кран |
|||||||
коронка. |
Электродвигатель |
для |
спуска и подъема |
буровой установки. |
||||||
одновременно приводит в дви |
|
|
|
|
нагнетает в бу |
|||||
жение вращатель и промывочный насос, который |
||||||||||
рильные трубы морскую воду. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Все механизмы заключены в цилиндрический корпус, который смонтирован на салазках вышки.
Два концевых контакта передают на пульт управления сигналы о выполнении той или иной операции бурения, а электрическая
система блокировки, расположенная на пульте, предотвращает ошибочные действия.
Продолжительность бурения подобным подводным станком сква жины глубиной 1.5 м составляет 2 ч, а спуск его на глубину 400 м — 1 ч. Примерно такое же количество времени затрачивается на подъем станка на борт судна.
Работы по подводному бурению успешно проводились в Гиб ралтарском проливе.
В настоящее время сконструированы и изготовлены подобные станки, один из которых рассчитан на глубину скважин до 20 м, а другой до 100 м. Использование таких станков позволит значи тельно улучшить колонковое бурение морских скважин и открывает новый метод подводного бурения.
Фирма ВИРТ (ФРГ) сконструировала подводную буровую уста новку. опускаемую в собранном виде на дно океана со специального судна (рис. 199). Управление бурением осуществляется с пульта управ ления на судне. Наблюдение за работой осуществляется с помощью подводной телевизионной камеры. Максимальная глубина дна — 200 м. Максимальная глубина скважин 100 м.
Способ бурения колонковый с применением съемных керно приемных труб, которые вместе с керном поднимаются на судно и оттуда опускаются вновь в скважину.
При помощи манипуляторов происходит наращивание буриль ных труб, управляемое с судна. Подводный вращатель с гидропри водом обеспечивает непрерывную проходку на полную длину бу рильной трубы. При стойкой коронке при бурении скважины глубиной 60—80 м подъем инструмента осуществляется только по окончании скважины, после чего вся буровая установка поднимается на судно и перевозится на новую точку бурения.
Г Л А В А X X I
ТАМПОНАЖ |
СКВАЖИН |
§ 1. О БЩ ИЕ |
СВЕДЕН ИЯ |
При бурении на жидкие и газообразные полезные ископаемые, а также на минеральные соли необходимо изолировать пласт полез ного ископаемого от вышележащих пластов. Без надежной изоля
ции грунтовые и пластовые воды могут |
|
|
|
|||||||||
проникать в |
пласт |
полезного |
|
ископаемого |
|
|
|
|||||
и обводнять его. Изоляция отдельных гори |
|
|
|
|||||||||
зонтов в скважине |
называется |
тампонажем. |
|
|
|
|||||||
Сущность этой операции заключается в сле |
|
|
|
|||||||||
дующем. |
|
чем |
вскрыть |
продуктивный |
|
|
|
|||||
Прежде |
|
|
|
|||||||||
пласт, |
проходку |
скважины |
|
прекращают |
|
|
|
|||||
в водонепроницаемом |
пласте |
(рис. |
200), |
|
|
|
||||||
затем опускают колонну |
обсадных труб 1 |
|
|
|
||||||||
с герметичными соединениями, а кольце |
|
|
|
|||||||||
вое пространство между низом колонны и |
|
|
|
|||||||||
стенками скважины плотно |
заполняют |
водо |
|
|
|
|||||||
непроницаемым материалом |
2. |
Различают |
|
|
|
|||||||
постоянный и временный тампонаж. Посто |
|
|
|
|||||||||
янный |
тампонаж |
скважины |
производится |
|
|
|
||||||
цементом. Временный тампонаж производят |
пласт |
|
|
|||||||||
при помощи |
специальных |
тампонов — «Па |
Рис. 200. |
О бщ ая |
схема |
|||||||
керов» |
или задавливанием |
колонны |
отсад- |
|||||||||
там понаж а скваж ин . |
||||||||||||
ных труб в |
глину. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
§ 2. ТАМ ПОНАЖ |
ГЛИ Н О Й |
|
|
||||||
Тампонаж глиной часто производят при |
бурении |
разведочных |
||||||||||
гидрогеологических скважин. |
|
|
залегает пласт глины |
мощно |
||||||||
Если над водоносным |
горизонтом |
|||||||||||
стью не менее 2,4—3 м, тампонаж осуществляется простым вдавлива нием башмака обсадной колонны в глину, предварительно пробурив
Высокая температура является активным ускорителем схва тывания цемента. Поэтому в глубоких скважинах при высокой температуре забоя применяют специальные цементы, на которые высокая температура оказывает меньшее влияние; кроме того, к цементному раствору прибавляют замедлители схватывания (из вестковое молоко, буру, глинистый раствор). Для замедления схва тывания может быть применена длительная промывка скважины сильно охлажденным раствором.
|
|
|
|
Приготовление цементного раствора |
|
|
|
||||||||
Цементный раствор должен приготовляться как можно |
быстрее, |
||||||||||||||
чтобы |
предупредить |
его |
схватывание |
во |
время |
нагнетания |
его |
||||||||
в скважину. |
|
|
|
раствора |
рекомендуется |
|
|
|
|||||||
Для |
приготовления |
|
|
|
|||||||||||
применять |
цементомешалки, |
особенно |
если |
тре |
|
|
|
||||||||
буется значительное количество цементного рас |
|
|
|
||||||||||||
твора. |
Цементомешалки |
используются |
механи |
|
|
|
|||||||||
ческие |
или |
гидравлические. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
При глубоком разведочном бурении приме |
|
|
|
||||||||||||
няют |
специальные |
цементировочные |
агрегаты, |
|
|
|
|||||||||
смонтированные на автомашине. В |
этом агрегате |
|
|
|
|||||||||||
установлены: а) гидравлическая цементомешалка; |
|
|
|
||||||||||||
б) насос |
для |
питания |
цементомешалки |
водой; |
|
|
|
||||||||
в) насос |
высокого давления |
для подачи цемент |
|
|
|
||||||||||
ного раствора в скважину; г) мерные чаны; д) сеть |
|
|
|
||||||||||||
трубопроводов |
с |
задвижками; е) |
измерительная |
|
|
|
|||||||||
аппаратура. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тампонаж с двумя разделяющими пробками |
|
|
|
||||||||||||
Этот способ тампонажа применяют при глубо |
|
|
|
||||||||||||
ком бурении. Прежде |
всего требуется подготовка |
|
|
|
|||||||||||
забоя для создания около башмака затрубного |
|
|
|
||||||||||||
кольца достаточного объема. В месте тампонажа, |
Рис. 201. Низ там |
||||||||||||||
т. е. у башмака и выше, порода должна |
|
быть |
понажной колон |
||||||||||||
водонепроницаемой. |
Перед |
спуском |
обсадных |
|
ны. |
|
|||||||||
труб скважина проверяется на цилиндричность |
1 — башмак; |
2 — |
|||||||||||||
пробка |
деревянная |
||||||||||||||
при помощи проверочного долота |
или |
зубчатой |
или цементная; |
з — |
|||||||||||
коронки, |
причем |
диаметр коронки |
должен быть |
обсадная труба; |
4 — |
||||||||||
муфта; |
5 — упорное |
||||||||||||||
больше |
диаметра |
обсадной |
колонны. |
Одновре |
кольцо; |
6 — направ |
|||||||||
ляющие |
планки |
фо |
|||||||||||||
менно тщательно промывают скважину и заме |
|
нари. |
|
||||||||||||
няют глинистый раствор новым. Если породы |
|
|
|
||||||||||||
устойчивы, |
то промывку |
ведут водой. При глубоком бурении про |
|||||||||||||
веряют диаметр скважины с |
помощью каверномера. |
|
звеньями |
||||||||||||
Проверенные |
заранее |
обсадные трубы |
свинчивают |
||||||||||||
по две —три трубы. При проверке труб необходимо обращать вни мание на качество резьбы. К нижней башмачной трубе приваривают
Стакан нижней пробки (без дна) закрыт резиновой мембранной 1, прорывающейся при дохождении пробки до упора. Стакан верхней пробки имеет прочное дно. Когда нижняя пробка дойдет до упор ного кольца, она остановится, вследствие чего резко повысится давление и резиновая мембрана 1 прорвется. Верхняя пробка под напором продавочной жидкости будет спускаться и вытеснять цемент ный раствор в затрубное устройство. Когда верхняя пробка оста новится на нижней, выход жидкости будет перекрыт, и давление резко повысится. Это будет сигналом для окончания нагнетания продавочной жидкости. Насос останавливают, колонну опускают на забой и вентиль (задвижку) заливочной головки закрывают, чтобы не было обратного движения жид кости из скважины. В таком виде колонна остается герметически закрытой до затвердения цемента.
§ 4. ПРОВЕРКА |
ТАМПОНАЖА |
|
|
|
|||
Через |
сутки |
после |
заливки |
|
|
|
|
цемента проверяют |
герметичность |
|
|
|
|||
колонны и герметичность у баш |
|
|
|
||||
мака. Эта |
проверка |
производится |
а |
в |
|
||
двумя способами. |
|
|
|
|
|||
|
применяют, |
Рис. 204. Разделяющие |
пробки. |
||||
Первый |
способ |
а — нижняя; б — верхняя. |
|
||||
когда тампонажная колонна полна |
|
|
жид |
||||
жидкости. В тампонажную колонну нагнетают дополнительно |
|||||||
кость через заливочную |
головку, |
поднимая давление |
до |
40— |
|||
50 кгс/см2, затем закрывают все задвижки и наблюдают за показа ниями манометра. Если в течение 20 мин давление упадет менее чем на 5 кгс/см2, то тампонаж признается удачным. Если колонна не герметична, то определяют место течи, для чего вводят в колонну верхнюю пробку (см. рис. 203, а) надевают заливочную головку на колонну и нагнетают жидкость, при этом пробка будет опускаться до места течи. Определив при помощи троса с грузом расстояние от верха колонны до места остановки пробки, опускают заливоч ные трубки на эту глубину и нагнетают в затрубное пространство цементный раствор (иногда производят предварительно перфора
цию |
колонны). |
|
|
|
Перед испытанием по второму способу вычерпывают воду (или |
||||
раствор) с помощью желонки до самого |
низа |
скважины, |
или |
|
(при |
глубоких скважинах) значительно |
ниже |
уровня грунто |
|
вых |
вод. |
|
|
изме |
Затем, закрыв скважину сверху, опечатывают и через 24 ч |
||||
ряют изменение уровня жидкости в скважине. При изменении уровня меньше чем на 1 м герметичность колонны признается удовлетво рительной. После установления герметичности колонны, разбури
вают цементную |
пробку у башмака, углубляют скважину на 1 — |
2 м и производят |
аналогично проверку герметичности у башмака |
В корпусе из стального литья, закрытом фланцем 10 или трой ником 10а, помещается клапан 11, который поворачиваетя при помощи рукоятки 12 и валика 13.
Рис. 206. Схема уста новки превентора н ад устьем разведочной с к в а ж ины .
Для измерения давления жидкости в трубах под нижним клапа ном 11 установлен манометр 14. Выпуск жидкости при закрытом нижнем клапане 11 производится через перепускную трубу 15 с вентилем 16.
При наличии превентора можно бурить под давлением, произ водя дросселирование вытекающей промывочной жидкости вен тилем 7. При бурении обе задвижки открыты. Герметизация сква жины производится сальником 9. Когда колонковый снаряд поднят
