- •Практическое занятие №1.
- •1.1. Выбор параметров устройств для приготовления бурового раствора
- •1.2. Выбор параметров и средств очистки буровых растворов
- •2.2. Устройство и принцип работы
- •2.3. Обработка результатов измерения
- •2.4. Расчет реологических характеристик
- •Практическое занятие №3 Гидравлическая программа бурения скважин
- •3.1. Выбор параметров промывочной жидкости
- •3.1.1. Реологические модели жидкостей, применяемых в бурении
- •3.1.2. Тиксотропия
- •3.1.3.Выбор реологических параметров
- •3.2. Выбор расхода промывочной жидкости
- •3.3.Расчет потерь давления в элементах циркуляционной системы буровой
- •3.3.1. Расчет потерь давления при течении буровых растворов в трубах и кольцевом пространстве
- •3.3.2. Расчет местных сопротивлений циркуляционной системы
- •3.3.3. Расчет потерь давления при электробурении
- •3.4. Выбор насоса и режима его работы
- •Практическое занятие №4 Расчеты при изменении плотности бурового раствора.
- •4.1. Материалы для повышения плотности
- •4.2. Расчеты увеличения плотности бурового раствора
- •Расчет увеличения объема бурового раствора в отстойнике в результате добавления барита
- •Расчет снижения плотности бурового раствора
- •Задание
- •Практическое занятие №5 Проектирование профилей наклонно направленных, пологих и горизонтальных скважин
- •5.1. Основные термины и определения
- •5.2. Общие положения и рекомендации
- •5.3. Выбор профиля скважины
- •К обоснованию длины верхнего вертикального участка профиля
- •Практическое занятие №6
- •6.1. Классификация буровых установок.
- •Буровой установки глубокого бурения
- •Технические характеристики буровых установок Уралмашзавода
- •Комплектность буровых установок и наборов бурового оборудования
- •6.2. Выбор параметров буровых вышек
- •Практическое занятие №7 Выбор буровой установки
- •Тип системы управления ц – цифровая
- •Монтажеспособность: бм – блочно-модульная;
- •Задание Для аппроксимации экспериментальных данных аналитической зависимостью .
- •Варианты заданий для выполнения контрольных работ
- •Варианты заданий для выполнения контрольных работ
- •Литература для срс
- •Литература
- •Содержание
- •Бурение нефтяных и газовых скважин
Буровой установки глубокого бурения
Группы органов |
Функция (технологический процесс и подпроцесс) |
Органы в органоструктуре БУ |
Узлы и механизмы буровой установки |
Скважинное оборудование |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Исполнительные органы |
А. Разрушение породы на забое |
Силовые органы (СО): Вращатель Механизм подачи Буровой насос |
Ротор, регулятор подачи долота (РПДЭ), лебедка, талевая система, вышка, буровой насос, вертлюг |
Бурильные трубы (БТ), породоразрушающий инструмент (ПРИ), забойный двигатель |
Б. Удаление продуктов разрушения: |
Система очистка забоя (СОЗ):
|
Буровой насос, манифольд, циркуляционная система |
БТ, ПРИ, обсадные трубы (ОТ) |
|
Б1. Приготовление очистного агента |
Система приготовления очистного агента |
Устройства приготовления и хранения раствора и реагентов циркуляционной системы |
- |
|
Б2. Обеспечение циркуляции агента в скважине (промывка) |
Система подачи агента в скважину и отвода от устья |
Буровой насос, вертлюг, манифольд, растворопровод |
|
|
Б3. Очистка очистного агента от шлама, газа |
Система очистки очистного агента |
Устройство очистки бурового раствора циркуляционной системы |
|
|
В. Спуско-подъемные операции |
Спуско-подъемный комплекс (СПК) |
Комплекс механизации СПО |
|
|
В1. С бурильными трубами |
СПК для бурильных труб |
Лебедка, талевая система, ротор, клиновый захват, элеватор, механизмы свинчивания – развинчивания и складирования труб |
БТ, инструмент для направленного бурения, забойный инструмент |
|
В2. С обсадными трубами |
СПК для обсадных труб |
Лебедка, талевая система, ротор, элеватор для обсадных труб, спайдер, ключи для обсадных труб |
Колонна обсадных труб |
|
Энергетические органы |
Привод основных исполнительных и вспомогательных органов |
Двигатели (Д), трансмиссия (Тр) |
Двигатели внутреннего сгорания, электродвигатели, гидро-, пневмодвигатели, муфты, зубчатые, цепные, клиноременные передачи. Силовая пневмо- и гидросистема, элетропривод. |
Забойные двигатели |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Вспомогательные органы |
Выполнение вспомогательных функций: |
|
|
|
А. Размещение оборудования |
Монтажная база, буровые сооружения (БС) |
Металлоконструкции: буровая вышка (мачта), основания, каркасы укрытий |
|
|
Б. Транспортировка |
Транспортная база (ТБ) |
Механизмы передвижения, транспортные блоки и транспортные средства |
Устройство для перевозки бурового инструмента |
|
В. Подготовительные работы к бурению: монтаж, демонтаж, погрузка-разгрузка и механизация работ |
Оборудование для механизации вспомогательных операций (ОМВО) |
Устройство для монтажа оборудования и механизации: мост приемный механизированный, краны консольно-поворотные, тали, вспомогательная лебедка, канатная лебедка, домкраты, гидро- и пневмоцилиндры |
Бурильные, обсадные трубы и буровой инструмент |
|
Г. Обеспечение безопасных условий труда (обеспечение жизнедеятельности) |
Система жизнеобеспечения (СЖ) |
Система освещения, водоснабжения, отопления, вентиляции, эвакуации. Укрытия. Анализаторы и сигнализаторы опасных ситуаций |
|
|
Органы управления |
Управление работой механизмов |
Органы управления |
Системы пневмоуправления; электроуправления |
Управляемые забойные двигатели и компоновки |
Органы информации |
Получение информации о параметрах и показателях процесса бурения и работы механизмов |
Система контроля процесса бурения (КПБ): система контроля работы механизмов (КРМ) |
Датчики, показывающие приборы, информационно-измерительной системы контроля процесса бурения и работы механизмов буровой установки |
Телеметрическая забойная система |
В настоящее время все установки для бурения скважин на нефть и газ классифицируются преимущественно по двум признакам: назначение и главный параметр: глубина скважины и допустимая нагрузка на крюке. Кроме этих параметров часто указывается способ бурения, способ транспортирования установки, тип конструкции наиболее значимых органов, механизмов и сооружений. Исходя из этого, ниже приводится классификация всех установок по четырем классификационным признакам: назначение установки, способ бурения, конструкция и параметры (табл. 6.2). В таблице систематизируется информация о назначении, применяемых способах бурения, вариантах конструкций и параметрах различных буровых установок, применяемых при разведке и эксплуатации месторождений нефти и газа.
Анализ конструкций установок, применяемых для бурения глубоких разведочных и эксплуатационных скважин, показал, что их конструкции отличаются друг от друга преимущественно по типу привода и способу транспортирования. Однако в последние годы начинают интенсивно разрабатываться новые установки, реализующие другие способы бурения: непрерывная (гибкая) труба, обратная промывка, совмещение процессов проходки ствола и крепления трубами. Применение новых технологий требует изменения конструкций исполнительных органов. В частности, традиционный роторный вращатель постепенно замешается подвижным вращателем (верхним приводом), ведутся разработки гидравлических подъемников и т. д.
Предлагаемая для классификации установок морфологическая таблица позволяет описать практически все возможные варианты установок, в том числе и те. в которых будут реализованы новые, пока еще неизвестные технологии и технические средства.
Пример описания:
1. Буровая установка для кустового бурения глубоких разведочных и эксплуатационных скважин на суше.
2. Способ бурения: вращательный с прямой промывкой, с поинтервальным креплением обсадными трубами после проходки интервала. Выполнение СПО осуществляется свечами (секциями труб). Бурение производится с отбором керна. Транспортирование агрегата крупными блоками (с куста на куст) или моноблоком между скважинами в кусте.
3. Конструктивное исполнение органов: вращатель - роторный или турбобур: механизм подачи - канатный с приводом от барабана лебедки (РПДЭ) ; подъемный механизм -лебедка с талевой системой; устройство для очистки забоя - гидравлическая циркуляционная система (насос, манифольд подачи, система приготовления и очистки растворов); привод - электрический; мачта - секционная. А-образная: компоновка - блочно-модульная.
4. Главный параметр: грузоподъемность - 3200 кН.
По главному параметру буровые установки. в соответствии с ГОСТ 16293-89. подразделяются на 11 классов в зависимости от грузоподъемности и условной глубины бурения.
Таблица 6.2.
Функционально-структурная классификация установок для бурения скважин на нефть и газ
Классификация |
Классификационный признак |
Альтернативные варианты |
||||
I |
II |
III |
IV |
V |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1. Основная функция (класс БУ) |
Назначение установки |
Бурение поисковых скважин (сейсморазведка, структурно-картировочное бурение) |
Бурение глубоких, разведочных и эксплуатационных скважин на суше |
Бурение глубоких разведочных и эксплуатационных скважин на море |
Бурение вспомогательных и специальных скважин |
Ремонт, освоение, испытание и восстановление скважин |
Расположение и профиль скважины |
Одиночные |
Кустовые |
Многозабойные (в т.ч. с боковыми стволами) |
|
|
|
2. Способ выполнения основных операций технологического процесса (ряд БУ) |
Разрушение забоя |
Вращательный |
Ударный |
Ударно-вращательный |
Гидромониторный |
Пенетрационный |
Очистка забоя |
Прямая промывка |
Обратная промывка |
Прямая продувка |
Шнеками |
Желонками (колонковой трубой) |
|
Крепление ствола |
Трубами, после проходки интервала |
Трубами, одновременно с проходкой интервала |
Без крепления трубами |
|
|
|
Выполнение СПО |
Свечи бурильных труб |
Непрерывная (гибкая) труба |
Канат |
Рукав (шланг-кабель) |
Комбинированный |
|
Отбор проб |
Керн |
Шлам |
Пластовый флюид |
|
|
|
Транспортирование БУ |
Моноблоком |
Крупными блоками |
Мелкими блоками |
|
|
|
3. Конструкция исполнительных органов для выполнения основных операций техноло- |
Вращатель |
Роторный |
Подвижный |
|
|
|
Забойный двигатель |
Турбобур |
Винтовой двигатель |
Электробур |
Гидроударник |
Пневмоударник |
|
Механизмы подачи |
Канатный с приводом от лебедки
|
Канатный с приводом от гидроцилиндра |
Канатно-цепной |
Гидроцилиндр |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
гического процесса (конструктивный тип БУ) |
Подъемный механизм |
Лебедка и талевая система |
Гидроподъемник с гидроцилиндром |
Комбинированный |
Инжектор и барабан |
|
Устройство для очистки забоя |
Гидравлическая циркуляционная система (насос, система подачи, приготовления и очистки растворов) |
Пневматическая циркуляционная система (компрессор, система подачи очистки воздуха, система пылеподавления) |
Шнековая очистка (шнеки, вращатель) |
Очистка контейнерами (желонка или колонковая труба и спуско-подъемный комплекс) |
Вдавливание в стенки скважины (буровой инструмент и механизм подачи) |
|
|
Привод |
Электрический |
Дизельный |
Дизель-электрический |
Дизель-гидравлический |
|
|
Мачта |
Складная |
Телескопическая |
Неразборная |
Секционная |
|
|
Компоновка |
Моноблок |
Блочно-модульная |
|
|
|
4. Параметры (типоразмер БУ) |
Главный |
Грузоподъемность |
Диаметр скважины |
Глубина скважины |
Угол наклона скважины |
|
Основные |
Мощность основных органов |
Главные параметры основных органов |
Габариты |
Масса |
|
* Выделены признаки, характеризующие установку для кустового бурения разведочных и эксплуатационных скважин на суше (серия ЭК-БМ)
Таблица 6.3