Бурение нефтяных и газовых скважин лекции + ответы экзамену
.pdf
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Лекция • • • • • • • • • • • • • • • 4. 11.03.11
Колонковые долота. Типы колонковых снарядов.
1.Снаряд НЕДРА - используется при роторном бурении. (КС
"НЕДРА" 203/104)Наружный диаметр/диаметр керна.
2.Силур. - применяются при отборе керна при сложных условиях
146/30
3.Кембрий - применяется для бурения слабых, трудно отбираемых
породах.
Факторы влияющие на отбор керна.
1.Физико-механические свойства пород.
2.Число оборотов.
3.Нагрузка
4.Тип бурового раствора.
5.Водоотдача промывочной жидкости.
6.При бурении керна, нельзя часто убирать долото.
Показатели работы долот. |
|
||
|
1. |
Механическая скорость проходки. |
|
|
H – проходка в м. |
= |
|
|
T – время работы. |
|
|
|
|
|
|
2. |
Рейсовая скорость проходки. |
||
= + сп+ пр+ см+ про |
|
||
T –рмеханическое время. |
|
||
Tсп |
– время спускоподьёма. |
|
|
Tсм |
– смена долота. |
|
|
Tпр |
– приработка. |
|
|
Tпро – промывка. |
|
||
Критерии для смены долота. |
|
||
|
1. |
V – уменьшилась в 2 раза. |
|
2. V мех. стремится в V рейс. Рис3
Режим работы долота.
1.Нагрузки на долото g - зависит от конструкции долота, от типа и
назначения долота, от диаметра. (Удельная нагрузка)
2.Число оборотов - зависит от типа породы, от конструкции долота,
от способа бурения (роторный турбинный), от цели бурения (сплошное, наклонно направленное, колонковое)
3.Вооружение и опоры
Основные правила эксплуатации долот.
Современные долота приходят в контейнерах, приложен паспорт - где
написан тип долота, его шифр, рекомендации к режиму.
1.По прибытии долото должны осмотреть визуально.
2.Должно наворачиваться на бурильную колонну с определённым моментом, без стука, без рывков.
3.Спуск производится с определённой скоростью.
4.Не доходя, несколько метров до забоя вызывается циркуляция,
делается промывка, плавно опускаем, прирабатывается с малой нагрузкой 12-15 минут.
5.Подъём долота осуществляется с опр. Скоростью. Скорость уменьшается в интервале башмаков обсадных колонн.
6.После подъема долота замеряется его фактический диаметр. Рис 4*
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
7.Коды описания отработанных долот. Для улучшения разработки долота конструкторами.
Разрушение горных пород на забое скважины.
Влияния глубины горной породы на сопротивление разрушению.
1.С ростом глубины залегантя, уменьшается её пористость - растёт
плотность.
2.С увеличением глубины залегания ГП. Растёт геостатическое давление. А вместе с ним растёт предел рочности, текучести и пластичности.
3.Дифференциальное давление - разность между поровым и
гидростатическим давлением.
Понятие о буримости ГП.
Буримость ГП является одним из факторов определяющих производительность труда в процессе бурения скв. Буримость ГП - Это
степень трудности их разрушения, на данном этапе развития техники и технологии.
Исходя из буримости ГП их разделяют на легко и трудно буримые.
Тогда буримость можно охарактеризовать - буримость это способность гп
разрушаться на забое под воздействием породоразрушающего инструмента.
Буримость зависит от:
1.Природных - пористость, трещиноватость и тд.
2.Технологических - режимы бурения.
3.Технических - долота, их конструкция.
Правильная оценка буримости гп позволит нам - правильно выбрать тип
долота, режим бурения, и правильно нормировать буровые работы.
Показатели буримости:
Величина проходки, скорость бурения.
Элементы бурильной колонны.
1. Бурильные трубы - соединённых резьбой. Рис6
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Бурильная колонна выполняет функции.
1.Подводит энергию к двигателю.
2.Подаёт буровой раствор.
3.Создаёт осевую нагрузку на долото.
4.Воспринимает реактивный момент от долота и забойного двигателя.
5.Обеспечивает операции по проводке скважины в нужном направлении.
6.Проводит операции по ликвидации осложнений.
7.Обеспечивает спуск оборудования для опробования, испытания и освоения продуктивного горизонта.
8.Является каналом связи для работы телеметрических систем с помощью которых производится проводуа наклонно-
направленных скважин.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
|
|
|
Дата выпуска. |
|||||
Лекция 5 |
18.03.11 |
|
||||||
|
Бурильная колонна и её элементы. |
|
|
|
Диаметр в дюймах. |
|||
1. |
Ведущая бурильная труба или квадрат. Это квадратная |
|
Толщина стенки в мм. |
|||||
|
толстостенная штанга, имеющая на одном конце переводник для |
|
Товарный знак завода изготовителя. |
|||||
|
соединения с вертлюгом, и нижний штанговый переводник и |
Выпускаются бурильные трубы с левой резьбой - это так называемый |
||||||
|
предохранительный переводник. Имеет в сечении квадрат или |
специальный инструмент. На трубе с левой резьбой наносится поясок с |
||||||
|
шестигранник. |
|
|
надписью, что она левая. Такие трубы используются для проведения |
||||
Размеры: |
|
|
аварийных работ. |
|||||
|
Длина 14 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сторона квадрата 155 мм. |
|
|
Все БТ поступившие на предприятие с завода изготовителя, |
||||
|
Вес одного метра ведущей трубы 133 кг. |
|
|
объединяются в комплекты по следующим принципам: |
||||
|
Условный размер в справочнике 140 мм. |
|
|
|
Диаметр. |
|||
|
Бурильные трубы. (БТ)- это основной элемент бурильной |
|
Толщина стенки |
|||||
2. |
|
Группа прочности стали. |
||||||
|
колонны. |
|
|
Комплекту присваивается порядковый номер и на него заводится паспорт. |
||||
Выпускается двух типов по ГОСТу 63163 |
|
|
В паспорт заносятся сведения: |
|||||
1. |
Трубы с высаженными внутрь концами (ТБВК) |
|
|
|
О движении комплекта. |
|||
2. |
ТБНК высаженными наружу концами. Рис. 1 |
|
|
|
Об осмотрах. |
|||
3. |
Диаметры выпускаемых труб от 60-168мм. С толщиной стенки от |
|||||||
|
Ремонтах и пополнении комплекта новыми трубами за счёт |
|||||||
|
7-12 мм. Диапазон от 6-11 м. |
|
|
|||||
|
|
|
|
забраковки, которые не проходят контроль. |
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Методы контроля: |
||||
|
|
|
|
1. |
Толщина стенки (дефектоскопия). |
|||
|
|
|
|
2. |
Кривизна трубы ( отклонение от оси до забраковки не более 6 мм.) |
|||
|
|
|
|
3. |
Контроль по наружному диаметру. |
|||
|
|
|
|
4. |
Вмятины, расслоение металла, трещины, царапины. |
|||
Сталь имеет несколько групп прочности: |
|
|
Эксплуатация БТ. |
|||||
|
|
1. |
Перевозятся на спец. трубовозах, с защищёнными резьбовыми |
|||||
1. ДКЕЛМНРТ |
|
|
|
соединениями. |
||||
Основные прочностные показатели: |
|
|
|
|||||
|
|
2. |
Не допускается разгрузка скатыванием - только краном. |
|||||
1. |
Сопротивление разрыву [МПа] |
|
|
3. |
Работоспособность бурильного комплекта, зависит от состояния |
|||
2. |
Предел текучести [МПа] |
|
|
|||||
|
|
|
резьбовых соединений. Рис2* |
|||||
На расстоянии 0.4-0.8 м. От конца трубы размещается клеймо |
|
|
|
|||||
|
|
4. |
Резьбовые соединения должны иметь зазор, до конца заворачивают |
|||||
производителя, на котором указывается: |
|
|
||||||
|
|
|
спец. Ключом с опр. Моментом. |
|||||
|
Марка стали. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
Номер трубы. |
|
|
|
|
|
Лекосплавные бурильные трубы. (ЛБТ) |
|
|
Номер плавки. |
|
|
Материал |
: |
- |
||
|
|
|
|
|
дюралюминий марки Д16 Т. |
|||
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Механические характеристики несколько ниже чем у стали прочности Д, но удельная прочность в 2.5 раза выше чем у стали.
Меньше вес.
Этот металл диамагнитен.
Имеет более гладкую внутреннюю поверхность, следовательно, меньше потерь на трение.
Недостатки:
1.Большинство ЛБТ работают до температуры 150 градусов.
2.Боятся агрессивных сред.
Условия работы бурильной колонны:
1. БК для все способов бурения находится в сложно-напряжённом
состоянии. В расчётах БК рассматривается как длинно размерный упругий вал, различные участки которого в одинаковые моменты времени испытывают различные нагрузки (в основном динамические).
Это нагрузки сжатия, растяжения, продольного и поперечного изгиба, радиальных сил давления жидкости. Характер нагрузок не постоянен и изменяется по длине. У забоя нагрузки, как правило, переменны и к устью выравниваются и стают постоянными. Во время бурения БК принимает
= |
|
тр = |
( |
|
− ) |
= . ( |
|
− ) |
|||||
|
−тр |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
форму спиральной кривой переменного шага. |
|
) − |
|
|
|
||||||||
– |
= . ∙ |
− |
√( |
|
|
|
|
||||||
H Максимальное число оборотов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ϬT – предел текучести стали, |
определяется группой прочности. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
К – коэффициент запаса прочности. К = 1.2 – 1.3 (учитывает износ труб и неравномерность нагрузок)
Fтр – площадь сечения тела трубы.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
= + + ∆ ∙ тр −
ΔP – Перепад давления на забойном двигателе.
QT – Вес турбобура.
Fтр – площадь канала тела трубы. Q1 – нагрузка на забой.
При роторном бурении:
1.Осевое усилие растяжения от собственного веса колонны.
2.Осевое усилия сжатия.
3.Изгибающий момент от центробежных сил при вращении колонны.
При бурении забойным двигателем.
1.БК неподвижна, по ней поступает промывочная жидкость к двигателю и долоту.
УБТ. Утяжелённые бурильные трубы
Устанавливаются в нижней части БК. Служат для увеличения жёсткости и устойчивости БК и создания нагрузки на долото.
УБТ - это толстостенная стальная труба, с каналом круглого сечения. Выпускается по ТУ 14-3-385-379. Наиболее употребляемые наружные диаметры 176, 178, 203, 219, 245 мм.
Вес погонного метра:
от 97.6 кг. Для УБТ 146 мм.
до 267.4 кг. Для УБТ 245 мм.
Соединяются с помощью замковых резьб.
Переводники предназначены для соединения частей бурильной колонны. (Короткий патрубок с резьбами). Короткий отрезок трубы определённого диаметра с замковой резьбой.
1.Переходные (Одна резьба внутренняя вторая наружная).
2.Муфтовые (Обе резьбы внутренняя).
3.Ниппельные (Обе резьбы наружные).
4.Предохранительные.
Изготавливаются из стали марки ХН.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
|
|
Кз – коэффициент запаса. = 1,2 – 1,4 |
|
Лекция 6 |
25.03.11 |
|
|
Переходники могут быть, правая-левая, обе правые.. найти калибраторы,
расширители...
|
Роль УБТ, создание оптимальной работы БК. |
|||||
|
Роль УБТ - создаёт нагрузку на долото и |
|||||
|
растягивает часть БК. |
|
||||
|
Определение длины УБТ при роторном |
|||||
|
|
УБТ = ( , − , ) |
д − ∆ ∙ |
|||
|
|
∙ |
||||
|
бурении. |
|
|
д − ∆ ∙ |
||
|
G |
|
УБТ |
= |
||
|
д – |
|
∙ |
|||
|
|
нагрузка на долото. |
|
|||
|
F – Площадь сечения инструмента. |
|||||
|
F = 0,785(D2н |
– d2в) |
|
|
||
К1 |
q – вес погонного метра трубы. |
|||||
– коэффициент облегчения Ме в промывочной жидкости. |
||||||
F- |
площадь сечения трубы |
|
|
|
|
|
P - перепад давления
К2 - коэффициент динамичности.
При турбинном бурении допустимо создавать нагрузку на долото, частью веса БК.
Рекомендуемые соотношения диаметров долот и БТ.
|
|
Долото |
|
УБТ |
|
СБТ (Стальная) |
ЛБТ |
||||
|
|
190,5 |
|
154 / 146 |
|
|
114 / 127 |
114 / 129 |
|||
|
|
215,9 |
|
178 / 159 |
|
|
127 / 140 |
129 / 147 |
|||
|
|
295,3 |
|
ж |
БК |
д − зд − (∆зд − ∆ д) ∙ |
|||||
|
|
244,5 |
|
|
Значения в справочнике / DБТ = 0,75DУБТ |
||||||
К |
|
– коэф |
|
= |
− мет |
= |
|
3 |
|
|
|
|
2 |
|
динамичности = 0,8 |
|
|
|
|
||||
ρр-ра = 1 |
– 1,24 ρмет |
= 7800 кг/м |
|
|
|
||||||
P – Перепад на ЗД и перепад на долоте. |
|
|
|||||||||
Крепление скв., обсадные колонны, цементирование.
Обсадные трубы выпускаются по гост
Основные диаметры 114,127, 140, 146, 168, 178, 194, 219, 245, 273, 299, 324, 340, 351, 377, 406, 426, 473, 508.
Наиболее часто употребляемые: 127, 146, 168, 178, 219, 245, 324, 426.
Трубы выпускаются 9.5-13 м.
На одном конце трубы резьба наружная, на другом внутренняя муфтовая. Тип резьбы - треугольный или трапецеидальный.
Для глубоких скважин выпускаются обсадные трубы повышенной прочности и герметичности. - ОТ-146 (обычная), ОТТМ-1 (повышенной
прочности)
На расстоянии 6 мм от края трубы наносится клеймо.
Группа прочности сталей:
Выпускаются обсадные трубы не имеющая резьбовых соединений, ОК из таких труб соединяются с помощью сварки.
Оснастка обсадной колонны.
Под оснасткой понимаются те элементы, которые.......
Башмак или пробка - выполняется из чугуна - для направления колонны. Обратный клапан - представляет конусное седло внизу и вверху,
предназначен для пропускания раствора в одном направлении. 1. Тарельчатого типа. ЦКОД-(размер)
При больших глубинах спуска обсадных колонн, где возможны газопроявления - устанавливается 2 клапана.
Спуск ОК с обратным клапаном, необходимо производить с постоянным доливом бурового раствора.
Фонарь или Центратор - по типу ресцора.
Количество фонарей и интервалы их установки определяется геологической службой предприятия..
Нельзя ставить в интервалах каверн и уширений ствола скважины. Турбулязатор - металлическое кольцо (стакан) на котором под углом 45 °
расположены резиновые элементы.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Скребки - резиновые элементы, которые убирают со стенки колонны
глиняную корку.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
|
|
Лекция 7 |
01.04.11 |
Подготовка обсадных колонн к спуску к скважину.
1.На буровую завозится количество буровых труб с 5% запасом от длины обсадной колонны по проекту.
2.Обсадные трубы должны быть опрессованы на БТО -
базопроизводственное обслуживание, или на буровой.
3.Давление опрессовки обсадной колонны должно превышать давление колонны на 20%.
4.Трубы укладываются на стеллажи, в порядке очерёдности их спуска. Длина каждой трубы измеряется стальной лентой. Результаты замеров заносятся в ведомость.
5.Производится шаблонировка труб. Для того чтобы убедиться что внутренний диаметр трубы соответствует паспортному.
6.Проверяется соответствие трубы на овальность.
7.Проверяется состояние резьбовых соединений.
Подготовка скважины к спуску обсадной колонны.
1.После последнего долбления, при котором скважина достигла проектной глубины - производится интенсивная промывка скважины (2-3 цикла) с очисткой бурового раствора.
2.Параметры бурового раствора приводятся к проектным.
3.При подъёме инструмента, производится его контрольный перемер.
4.Производится контрольный замер комплексом геофизических исследований.
5.Производится комплекс гидродинамических исследований - для
проверки ствола на герметичность или на возможность поглощений. Проводится с помощью: ГМП - гидромеханический пакер, это устройство спускаемое на БТ.
Если К>1 нужно провести работы по уменьшению проницаемости. В раствор водятся инертные наполнители. - Кальмотация.
Для свободного прохождения обсадной колонны по стволу скважины - её
прорабатывают. Проработка производится той-же компоновкой БК что
и использовалась при бурении. Производится как правило новым, полноразмерным долотом.
Скорость проработки определяется исходя из местных условий, но в местах сужения ствола скважины, осыпей, обвалов - скорость ограничивается 20-50 метров в час.
Диаметр ствола скважины определяется - каверномером.
После проработки производится шаблонировка ствола скважины, заключается в том, что из обсадных труб опускается.... свободный проход шаблона и прохода его до устья без посадок и затяжек - говорит о том что
колонна готова.
Производится промывка скважины, очистка бурового раствора и приведение параметров БР к проектным.
Подготовка бурового оборудования.
1.Осматриваются соединение отдельных узлов буровой вышки и крепление её опоры от тяжек.
2.Проверяется вертикальность вышки. Максимальное отклонение 50 мм.
3.Проверяется состояние тормозной системы и лебёдки, кранблока.
4.Проверяется показания приборов контроля.
5.Составляется акт осмотра оборудования.
Технология спуска ОК.
Первые 2-3 нитки сворачиваются вручную с помощью ключей, затем
применяется автоматический ключ бурильщика (АКБ). И полный доворот производится машинными ключами с контролем момента.:-D
Для повышения герметичности резьбовых соединений применяется уплотнительная смазка.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Распространены 3 типа смазок:
УС-1 Р-402,Р-1.
При спуске ОК необходимо периодически производить промывку.
(Вызывается циркуляция жидкости) промывки вызываются в интервалов осыпей и обвалов, а так-же в интервалах башмаков ОК.
После спуска ОК на проектную глубину - производится промывка 2-3
цикла. Наверх ОК наворачивается подгонный патрубок. Также устанавливается устьевая цементировочная головка.
Одним из условий успешного спуска ОК до забоя, является скорость её спуска.
1.В обсаженной части ствола скважины 0.7-075 м/с.
2.В не обсаженном стволе за200-300 м до продуктивного горизонта
0.3-0.5
3.В интервале продуктивного горизонта 0.2-0.25