21. Охарактеризуйте бурильний інструмент для буріння свердловин

Буровий інструмент — загальна назва механізмів і пристроїв, що застосовуються при бурінні шпурів, свердловин і ліквідації аварій, що виникають у свердловинах.

За призначенням виділяють технологічний, допоміжний, аварійний і спеціальний буровий інструмент.

В залежності від галузі застосування (буріння вибухових, геолого-розвідувальних, нафтових або газових свердловин), способу і діаметра буріння номенклатура і конструктивні особливості бурового інструменту в кожній групі мають специфічні особливості.

Технологічний буровий інструмент застосовують для виконання робіт, пов'язаних безпосередньо з процесом буріння свердловин. У нього входить породоруйнуючий буровий інструмент — різці, бурові коронки, долота тощо, інструмент для відбору керна, а також розширювачі, калібратори та інш. для руйнування стінок свердловини з метою надання їй необхідного діаметра і поперечного перетину.

Допоміжний буровий інструмент (ключі, елеватори, спайдери, клинові захвати та інш.) призначений для збирання і розбирання (згвинчування і розгвинчування) бурових колон (бурового ставу), а також підтягування, підіймання, спуску і утримання на вазі або на столі ротора елементів бурильної колони, штанг і обсадних труб.

Буровий інструмент для ліквідації аварій (мітчики, дзвони, труборізки, фрезери, торпеди, домкрати і інш.) застосовують при виникненні ускладнень (втрата породоруйнуючого інструмента, відрив або прихват бурової колони, прихват або зняття обсадних труб і т. д.) в процесі буріння свердловин.

Спеціальний буровий інструмент служить для орієнтації технологічного інструмента в стовбурі свердловини з метою здійснення її буріння в заданому напрямі і включає відхилювачі різних конструкцій (турбінні, шпиндель-відхилювачі, стабілізатори та ін.), засоби орієнтування свердловини.

22. Що представляє собою буровий розчин, для чого він призначений?

Класифікація бурових розчинів. Бурові промивальні розчини (ПР) використову­ються для руйнування і виносу вибуреної породи з свердловини. Вони повинні відповідати одночасно багатьом вимогам: сприяння руйнуванню порід, очищення ви­бою та транспортування вибуреної породи на поверхню; унеможливлення процесу осадження відламків породи в стовбурі свердловини і в чанах (резервуарах) на по­верхні; утримання міцності стінок свердловини (створенням протитиску та протидії деформації порід, що ви-никає внаслідок її контакту з ПР, і т.ін.); попередження нафто- газово-до-проявлень; збережен­ня природних фільтраційних властивостей порід-колекторів; здатність до утворення щільної фільтраційної кірки, яка б не коагулювала під дією цемент-них суспензій та характеризувала-ся необхідною термосолестійкіс-тю; піддатливість витісненню з смердловини тампонажним цементним розчином; сприяння якісному цементуванню колон, зокрема внаслідок забезпечення зчеп­лення тампонуючого матеріалу з колоною; відсутність корозійної агресивності сто­совно бурильної колони і бурового обладнання; нетоксичність, пожежобезпечність з врахуванням вимог до охорони праці і навколишньої екосфери.

За складом та природою дисперсійного середовища бурові розчини класифікуються так:

на водній основі — прісній і морській воді (вода, нестабілізовані суспензії, гуматні, лігносульфонатні, хромлінгосульфонатні); полімерні недиспергуючі (з малим вмістом твер­дої фази, безглинисті); інгібуючі (кальцієві, калієві, оброблені солями тривалентних ме­талів, силікатні, гідрофобізуючі, хлормагнієві, хлорнатрієві); на нафтовій основі — безводні (вапняно-бітумні, на основі органоглини); інвертні емульсії (емульсійні вапняно-бітумні, на базі емульгатора-емультала - ВІЕР, інших емуль­гаторів - ГЕР, ТШР. газоподібні - гази (повітря, викидні гази двигунів внутрішнього згоряння, природний газ); піни.

Склад і властивості бурових розчинів. Бурові ПР, як правило, є гетерогенни-ми систе­мами, тобто системами, що складаються з кількох внутрішніх однорідних частин (фаз) з різними фізичними властивостями. В одній частині гетерогенної системи компоненти пере­бувають в дисперсному стані, в іншій - у вигляді суцільної фази. Тверді фази в бурових розчинах перебувають в кристалічному і зрідка в аморфному стані (оксиди, гідроксиди, алюмосилікати). Фізико-хімічні властивості та механічні пара­метри компонентів твердої фази з кристалічною будовою характеризуються енергією їх кристалічних решіток.

З природних мінералів найчастіше використовуються глини - полімінеральні полідисперсні алюмосилікатні сполуки, які здатні при контакті з водою переходи-ти в пластичний стан. Завдяки цьому глини використовують для одержання коло-їдних суспензій — основи бурових розчинів. Для підвищення якості глинопорошки обробляють різними реагентами (кальци­нованою содою, триполіфосфатом натрія, поверхнево-активними речовинами, мета-сом та ін.). Для надання буровому розчину спеціальних властивостей (інгібуючих, зма-щувальних, емульгуючих і інших) або для підвищення ефективності реагентів за-гального призначення (усунення піноутворення, термічної і ферментативної несті-йкості, агресивного впливу полівалентних іонів, сірководню і інших) використо-вують неорганічні електроліти, арома­тичні аміни, аміноспирти, алкилфеноли, силоксани, солі високомолекулярних органічних сполук, оксиетильовані органічні сполуки, вищі жирні спирти і кислоти, полімери, співполімери і ін.