Контрольные вопросы

1. Назовите методы измерения плотности вещества.

2. Расскажите о принципе действия и устройстве весовых плотномеров.

3. Расскажите о принципе действия и устройстве пьезометрических плотно­меров.

4. Расскажите о принципе действия радиоактивных плотномеров.

5. Расскажите о влиянии вязкости жидкостей и масел на возможность ис­пользования их для конкретных целей.

6. Назовите известные вам методы измерения вязкости.

7. Объясните метод измерения вязкости капиллярным вискозиметром.

8. Расскажите о принципе действия и устройстве вискозиметра с падающим шариком.

9. Объясните принцип действия и устройство ротационных вискозиметров.

10. Объясните принцип действия диэлькометрических анализаторов воды в нефти.

11. Объясните принцип действия и устройство спектральных анализаторов содержания воды в нефти типа «Фотон».

12. Расскажите о принципе действия и устройстве анализатора содержания солей в нефти типа «Ион».

Глава 10 контроль процессов бурения скважин

§ 1. Параметры контроля процессов бурения скважин

Бурение скважин — процесс разрушения горных пород и выноса обломков их на дневную поверхность. Породоразрушающим инстру­ментом при этом является долото, закрепленное на конце колонны бурильных труб. Осевая нагрузка на долото создается частью веса этой колонны. Выбуренная, размельченная порода выносится из скважины промывочной жидкостью, закачиваемой по бурильным трубам.

В процессе бурения необходимо поддерживать параметры режи­ма на заданном уровне. Основными параметрами, характеризующи­ми режим бурения, являются: частота вращения долота (при ротор­ном бурении—частота вращения ротора), осевая нагрузка на буро­вой инструмент, крутящий момент на вращателе, скорость подачи (средняя скорость проходки) бурового инструмента.

Промывочная жидкость в процессе бурения выполняет весьма важные функции, поэтому эффективность бурения в значительной мере зависит от поддержания заданного значения ее параметров. Контроль за параметрами промывочной жидкости (расход, давле­ние, вязкость, плотность) необходимо осуществлять в процессе буре­ния. Качество промывочной жидкости характеризуется также ее во­доотдачей, статическим напряжением сдвига и др. Эти параметры периодически определяют в лабораторных условиях.

Вес бурового инструмента, нагрузка на долото, расход и давле­ние промывочной жидкости и крутящий момент на роторе — пара­метры, отклонение которых от нормы может вызвать аварию в про­цессе проходки скважин. Поэтому эти параметры должны контроли­роваться непрерывно.

Нагрузка на долото, частота его вращения и расход промывоч­ной жидкости определяют режим бурения, а проходка на долото и механическая скорость бурения являются результатами выбранного режима, по которым находят его минимальное значение.

Номенклатура контролируемых параметров процесса бурения за­висит от проектной глубины, на которую ведется бурение, и от ис­пользуемого оборудования. Чем больше глубина, тем сложнее про­цесс бурения, мощнее оборудование, тем больше параметров прихо­дится контролировать.

Системы наземного контроля основных параметров процесса бу­рения в зависимости от класса буровой установки делятся на типы.

Тип I — для буровой установки грузоподъемностью 50 т. Контро­лируемые 'параметры: нагрузка на крюк, крутящий момент на рото­ре, частота вращения ротора, механическая скорость бурения, дав­ление промывочной жидкости, нагрузка на долото.

Тип II—для буровых установок грузоподъемностью 80; 100; 125 т. Контролируемые параметры: нагрузка на крюк, крутящий мо­мент на роторе, подача инструмента, механическая скорость буре­ния, расход промывочной жидкости, давление промывочной жидко­сти, нагрузка на долото.

Тип III—для буровых установок грузоподъемностью 160; 200; 250 т. Контролируемые параметры: нагрузка на крюк, крутящий мо­мент на роторе, частота вращения ротора, подача инструмента, ме­ханическая скорость бурения, расход промывочной жидкости, давле­ние промывочной жидкости, нагрузка на долото.

Завершающим этапом проводки скважин является спуск обсад­ной колонны и разобщение пластов. Разобщение пластов заключа­ется в закачке цементного раствора в кольцевой зазор между стенками скважины и обсадной колонной. Поскольку процесс цементи­рования скважин связан с закачкой большого количества цементно­го раствора в весьма короткий промежуток времени, ограниченный временем его схватывания, процесс этот должен выполняться при строгом соблюдении заданного режима. Параметрами, характери­зующими процесс цементирования скважин, являются: расход и объем продавочной жидкости и цементного раствора, плотность его и давление, при котором осуществляется закачка.

Для контроля процессов бурения применяют комплексные изме­рительные установки, которые включают комплект датчиков и блока вторичных показывающих и самопишущих приборов. Однако в за­висимости от условий, способа бурения и типа буровой установки контроль тех или иных параметров может иметь различное значе­ние. Поэтому кроме комплексных' измерительных установок есть необходимость применять отдельные системы измерения каждого па­раметра. Такое конструктивное исполнение аппаратуры позволяет более экономично осуществлять контроль процессов бурения.

В настоящем учебнике измерительные установки для измерения какого-либо параметра, автономные, выпускаемые промыш­ленностью, рассмотрены самостоятельно. К их числу относятся установки для измерения осевой нагрузки, крутящего момента и расхода промывочной жидкости.

Измерительные системы для измерения отдельных параметров, входящие в комплексную установку, рассмотрены совместно с этой измерительной установкой. -