17.Технология бурения скважин.
Лучшими технологиями признаны бурение в условиях гидродинамического равновесия на забое скважины и бурение при депрессии на пласт. Самым эффективным считается метод закачки газа в глинистый раствор от близлежащей работающей скважины. Однако это удается далеко не всегда. Еще одним методом является спуск дополнительной колонны на глубину 400-600 метров и закачка в нее газа, который попадает в колонну кондуктора через перфорированную нижнюю трубу. Существует несколько способов и конструкций, которые дают возможность использовать для этих целей низконапорные компрессоры. Необходимыми элементами в технологии бурения скважин являются вращающийся превентор, газораспределительная штуцерная батарея, система импульсного слежения за возможностью газового выброса и верхний привод буровой установки. Все скважины оснащены телеметрическими системами измерений, в качестве же привода долота в технологии бурения с использованием непрерывных труб применяется винтовой забойный двигатель. Для реализации технологии бурения на депрессии используются непрерывные насосно-компрессорные трубы (НКТ), как наиболее безопасные и экономичные. Хотя данная технология может применяться и при использовании обычных бурильных труб. Принимая во внимание, что в настоящее время существуют эффективные методы контроля величины гидростатического давления на забое скважины, значение технологии использования непрерывных НКТ, как фактора, снижающего риск бурения на равновесии, может быть не так велико, как предполагалось ранее. В случаях, когда не требуется глушения скважин, технология бурения с использованием обычных бурильных труб является вполне конкурентоспособной
18.Способы бурения скважин.
Классификация способов бурения на нефть и газ приведена на рис. 2.
По способу воздействия на горные породы различают механическое и немеханическое бурение. При механическом бурении буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая ее, а при немеханическом разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника воздействия на нее. Немеханические способы (гидравлический, термический, электрофизический) находятся в стадии разработки и для бурения нефтяных и газовых скважин в настоящее время не применяются.
Механические способы бурения подразделяются на ударное и вращательное.
Рис. 2. Классификация способов бурения скважин на нефть и газ
При ударном бурении разрушение горных пород производится долотом 1, подвешенным на канате (рис. 3). Буровой инструмент включает также ударную штангу 2 и канатный замок 3. Он подвешивается на канате 4, который перекинут через блок 5, установленный на какой-либо мачте (условно не показана). Возвратно-поступательное движение бурового инструмента обеспечивает буровой станок 6.
Рис. 3. Схема ударного бурения:
1 - долото; 2 - ударная штанга; 3 - канатный замок; 4 - канат; 5 - блок; 6 - буровой станок.
По мере углубления скважины канат удлиняют. Цилиндричность скважины обеспечивается поворотом долота во время работы.
Для очистки забоя от разрушенной породы буровой инструмент периодически извлекают из скважины, а в нее опускают желонку, похожую на длинное ведро с клапаном в дне. При погружении желонки в смесь из жидкости (пластовой или наливаемой сверху) и разбуренных частиц породы клапан открывается и желонка заполняется этой смесью. При подъеме желонки клапан закрывается и смесь извлекается наверх.
По завершении очистки забоя в скважину вновь опускается буровой инструмент и бурение продолжается.
Во избежание обрушения стенок скважины в нее спускают обсадную трубу, длину которой наращивают по мере углубления забоя.
В настоящее время при бурении нефтяных и газовых скважин ударное бурение в нашей стране не применяют.
Нефтяные и газовые скважины сооружаются методом вращательного бурения. При данном способе породы дробятся не ударами, а разрушаются вращающимся долотом, на которое действует осевая нагрузка. Крутящий момент передается на долото или с поверхности от вращателя (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом.
Турбобур - это гидравлическая турбина, приводимая во вращение с помощью нагнетаемой в скважину промывочной жидкости. Электробур представляет собой электродвигатель, защищенный от проникновения жидкости, питание к которому подается по кабелю с поверхности. Винтовой двигатель - это разновидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращательного движения использован винтовой механизм.
По характеру разрушения горных пород на забое различают сплошное и колонковое бурение. При сплошном бурении разрушение пород производится по всей площади забоя. Колонковое бурение предусматривает разрушение пород только по кольцу с целью извлечения керна - цилиндрического образца горных пород на всей или на части длины скважины. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных пород, а также состав и свойства насыщающего породу флюида.
Все буровые долота классифицируются на три типа:
долота режуще-скалывающего действия, разрушающие породу лопастями (лопастные долота);
долота дробяще-скалывающего действия, разрушающие породу зубьями, расположенными на шарошках (шарошечные долота);
долота режуще-истирающего действия, разрушающие породу алмазными зернами или твердосплавными штырями, которые расположены в торцевой части долота (алмазные и твердосплавные долота).
19.Буровые долота
Долота бывают лопастные, шарошечные, алмазные и твердосплавные.
Лопастные долота выпускаются трёх типов: двухлопастные, трехлопастные и многолопастные. Под действием нагрузки на забой их лопасти врезаются в породу, а под влиянием вращающего момента - скалывают ее. Лопастные долота применяются при бурении в мягких высокопластичных горных породах с ограниченными окружными скоростями.
Шарошечные долота выпускаются с одной, двумя, тремя, четырьмя и даже шестью шарошками. Наибольшее распространение получили трехшарошечные долота. Шарошечные долота успешно применяются при вращательном бурении пород самых разнообразных физико-механических свойств. Изготавливают их из высококачественных сталей с последующей химико-термической обработкой наиболее ответственных и быстроизнашивающихся деталей, а сами зубцы изготавливаются из твердого сплава.
Алмазные долота состоят из стального корпуса и алмазонесущей головки, выполненной из порошкообразной твердосплавной шихты.
