Схема установки для бурения глубоких скважин

Из конструктивных соображений (эксплуатация, транспортировка, работы на буровой), бурильные трубы изготавливаются длиной 12 м. В глубоком бурении бурильную колонну расчленяют на свечи. Свеча - это часть бурильной колонны, состоящая из 2-4 труб. Это ускоряет проведение СПО и уменьшает износ самих труб, резьб, всего оборудования и механизмов. Свечи на подсвечнике устанавливаются вертикально, что в значительной степени упрощает процесс СПО. Длина свечи косвенно характеризует объем СПО. Свечи по длине могут быть 25 и 37 м, а вышки соответственно 41 и 53 м. Высота вышки, кроме свечи, должна вмещать в верхней своей части талевую систему: это кронблок, талевый блок, крюк, штропы и достаточный путь торможения.

Размер пола буровой должен позволять разместить в его центре ротор и подсвечники, которых, как правило, два, расположенных по обе стороны ротора.

При бурении скважин малой и средней глубины, как правило, применяются мачтовые (А - образные) вышки, которые очень удобны в монтаже, демонтаже и транспортировке. При бурении глубоких скважин применяются и башенные вышки.

Рис. 3.Схема установки для бурения

глубоких скважин

1- долото, 2 - наддолотная утяжелительная труба, 3 - переводник, 4 - центратор, 5 - муфтовый переводник, 6,7 - УБТ, 8 - переводник, 9 - предохранительное кольцо, 10 - бурильные трубы, 11 - предохранительный переводник, 12,14 - переводники штанговые нижний и верхний, 13 - ведущая труба, 15 - переводник вертлюга, 16 - вертлюг, 17 - стояк, 18 - шланг, 19 - крюк, 20 - талевый блок, 21 - вышка, 22 - кронблок, 23 - редуктор, 24- лебедка, 25 - ротор, 26 - шламоуловитель, 27 - буровой насос.

С глубиной возрастает вес бурового инструмента, поэтому для более эффективного использования мощности лебедки изготавливаются многоскоростными (4-6 скоростей). При оснастке талевым канатом предусматривается использование от двух до шести шкивов талевого блока и от трех до семи шкивов кронблока (такие оснастки называются 2´3, 3´4, 4´5, 5´6, 6´7). По мере возрастания веса на крюке оснастка может меняться в сторону увеличения количества используемых шкивов.

Грузоподъемность вышек в зависимости от максимального веса бурильной или обсадной колонны (та, которая тяжелее) различна. Для бурения скважины глубиной 3200 м грузоподъемность вышки должна быть 2000 кН (200тс).

Ротор используется для СПО как опора для удержания бурильной колонны в клиновых захватах или для удержания на элеваторах и для вращения ее (бурение и проворот). При бурении наклонно-направленных скважин ротором осуществляется и проворот бурильной колонны с целью ее ориентации.

Перед подъемом бурильной колонны скважину необходимо промыть до выравнивания плотности бурового раствора с целью удаления из скважины шлама и газа.

Если промывку не делать, то вполне возможно осложнение в виде образования сальников, выброса, обвала.

Подъем инструмента начинают с того, что из скважины поднимают бурильную колонну так, чтобы извлечь ведущую трубу и первое замковое соединение появилось над столом ротора. Подъем прекращают, лебедка затормаживается, вкладыши с квадратным вырезом извлекаются из ротора, вместо вкладышей устанавливаются клиновые захваты. После этого лебедка растормаживается, колонна бурильных труб приспускается, что способствует срабатыванию клинового захвата - бурильная колонна висит на клиновых захватах.

Далее отвинчивается ведущая труба вместе с вертлюгом и с помощью автозатаскивателя подводят ее к шурфу и с помощью талевой системы спускают эту сборку в шурф. Шурф представляет собой обсаженную скважину глубиной 18-25 м, которая располагается справа от ротора на расстоянии 1,5-2 м и несколько наклонена к оси скважины. На время СПО и наращивания бурильной колонны рабочую трубу (квадрат) и вертлюг (в сборе) спускают в этот шурф.

После спуска ведущей трубы с вертлюгом в шурф, от сборки вертлюга отсоединяют крюк, а на штропы подвешивают элеватор. Элеватор закрывают под муфтой замка верхней трубы. С помощью лебедки начинается подъем подвешенной на клиньях бурильной колонны на длину свечи так, что после подвешивания БК на клиньях очередное муфтовое соединение оказалось на высоте специального ключа (АКБ) для развинчивания труб, а под муфту разместился бы элеватор для очередного подъема.

Клинья поднимаются и опускаются с помощью пневматических домкратов с пульта бурильщика. Поднятую свечу отвинчивают с помощью пневмораскрепителей, пневматических или электрических ключей, реже машинными ключами. Отвинченная свеча под действием пружины крюка приподнимается над ниппелем нижней трубы и с помощью приспособлений (крючок) помбур отводит ее и ставит на подсвечник.

Второй помощник бурильщика (верховой) находится в это время на верхней площадке (на палатях) на уровне верхних концов свечей, стоящих на подсвечнике. Он освобождает свечу от элеватора и заводит ее верхний конец за палец (консольная балка), закрепленный за вышку.

Бурильщик опускает свободный элеватор для захвата бурильной колонны и все повторяется в изложенном порядке.

С целью облегчения труда для осуществления СПО разработаны и применяются различные устройства. В нашей стране широкое применение нашла автоматизированная установка АСП, с помощью которой совмещаются во времени операции спуско-подъема колонны бурильных труб и незагруженного элеватора с операциями установки свечи на подсвечник и выноса ее с подсвечника, отвинчивания и свинчивания.

Наращивание бурильной колонны можно выполнять по-разному. Можно пробурить дополнительный шурф для бурильной трубы. Перед тем, как нарастить колонну, с мостков поднимают одну БТ и спускают ее во второй шурф. Из первого шурфа поднимают квадрат с вертлюгом. Наращивают и начинают бурить. По мере углубления на длину рабочей трубы, ее с вертлюгом отвинчивают, спускают в первый шурф, из второго шурфа поднимают одиночку БТ, наращивают, спускают, извлекают из первого шурфа рабочую трубу с вертлюгом, наращивают и продолжают бурить.

Другой вариант предусматривает подъем рабочей трубы, отвинчивание, спуск ее в сборке с вертлюгом в шурф, подъем с мостков одиночной БТ с помощью кермака, навинчивание ее на бурильную колонну, которая висит на элеваторе или пневмоклиньях; колонна спускается, из шурфа извлекается рабочая труба с вертлюгом, наращивается и продолжается процесс бурения. (Существуют и другие варианты).

Перед началом бурения в любом варианте наращивания или после смены долота производится промывка забоя скважины.

После достижения глубины скважины, необходимой для спуска обсадной колонны, ствол скважины готовят к креплению, спускают обсадную колонну и цементируют.

После цементирования колонну проверяют на герметичность созданием давления внутри колонны (опрессовка) или снижением уровня жидкости в колонне.

После цементирования кондуктора и промежуточных колонн и их опрессовки, при необходимости, на устье устанавливаются противовыбросовые устройства - превенторы.

Эксплуатационная колонна после опрессовки перфорируется напротив продуктивного пласта (простреливаются или просверливаются отверстия), а на устье устанавливается эксплуатационная арматура. После этого скважина осваивается и вводится в эксплуатацию.

На каждую скважину составляется паспорт, акт испытаний и другие документы. После этого, проведя рекультивацию участка, скважина сдается в эксплуатацию.

Преимущества вращательного бурения по сравнению с другими видами заключается в том, что при таком бурении производится непрерывное разрушение породы с удалением шлама непрерывной циркуляцией промывочной жидкости. На долото передается значительно больше мощности.

К преимуществам метода можно отнести универсальность, возможность вскрытия пластов с низким и высоким пластовым давлением за счет использования различных промывочных жидкостей и газов, возможность преодоления осложнений (обвалов, поглощений, выбросов, фонтанирования) и многое другое.