Лекция № 3

Тема: Инструмент, используемый при бурении скважин

Цель: изучить инструмент, применяемый при бурении и получить представление о цикле бурения скважины.

Литература: «Основы нефтегазовой промышленности» Н.В.Бобрицкий с.48 – 52.

« Нефтегазовое строительство» с.71 – 82.

План урока:

1. Инструмент, используемый при бурении

2. Цикл строительства скважины

3. Промывка скважин

Инструмент

1 Долота

Лопастные долота выпускаются трех типов: двухлопастные, трехлопастные, многолопастные. Под действием нагрузки на забой их лопасти врезаются в породу, а под влиянием вращающего момента – скалывают ее. В корпусе долота имеются отверстия, через которые жидкость из бурильной колонны направляется к забою со скоростью не менее 80 м/с. Лопастные долота применяются при бурении в мягких горных породах с ограниченными окружными скоростями, обычно при роторном бурении.

Шарошечные долота выпускаются с одной, двумя, тремя, четырмя и даже шестью шарошками. Самые распространенные трех - шарошечные. При вращении шарошки перекатываясь по забою, совершают сложные вращательные движения со скольжением. При этом зубцы шарошек наносят удары по породе, дробят и скалывают ее. Корпус долота сварной, состоит из трех лап. На конце каждой лапы жестко закреплены цапфы. На каждой цапфе на подшипниках качения установлена конусная зубчатая шарошка. Зубья шарошки упрочнены твердыми сплавами.

Алмазные долота состоят из стального корпуса и алмазонесущей головки, выполненной из порошкообразной твердосплавной шихты. Центральная часть долота представляет собой вогнутую поверхность в форме конуса с каналами для промывочной жидкости, а периферийная зона шаровую поверхность, переходящую на боковых сторонах в цилиндрическую.

Алмазные долота бывают трех типов:

- спиральные, в них рабочая часть имеет спирали, оснащенные алмазами, и промывочные отверстия. Долота этого типа предназначены для турбинного бурения малоабразивных пород и среднеабразивных пород;

- радиальные – имеют рабочую поверхность в виде радиальных выступов в форме сектора, оснащенных алмазами, между ними промывочные отверстия. Они предназначены для бурения малоабразивных пород средней твердости и твердых пород при роторном и турбинном бурении;

- ступенчатые – имеют рабочую поверхность ступенчатой формы. Для бурения малоабразивных мягких пород и пород средней твердости, при турбинном и роторном бурении. Алмазы синтетические зернистостью 0.001 – 0.34 карат ( 1 карат – 0.2 грамма; на 1 карат приходится от1000 до 3 зерен). Такие долота служат 200 – 250 часов.

- Колонковые долота – для взятия кернов. Шарошки у них сдвинуты с центра, что позволяет бурить кольцевым забоем. Столбик породы попадает в керноприемную трубу и при подъеме труб отрывается спец. Приспособлением керноотрывателем.

Бурильные трубы предназначены для передачи вращения долоту, восприятия реактивного момента двигателя, создания нагрузки на долото, подачи бурового раствора на забой скважины, охлаждения долота, подъема из скважины инструмента и спуска нового и т.д. Они отличаются повышенной толщиной стенки и как правило имеют коническую резьбу с обеих сторон. Соединяют их бурильными замками. Бурильный амок состоит из замкового ниппеля и замковой муфты. Концы труб делают утолщенными, они могут быть цельными и с приваренными соединительными концами.

При глубинном бурении используют стальные и легкосплавные трубы с номинальными диаметрами: 60, 73,89.102,114,127,140мм. Толщина стенки – 7…11мм, а длина 6,8,11.5 мм.

Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) – создают нагрузку на долото и повышают устойчивость нижней части бурильной колонны.

Ведущая труба – передает вращение от ротора бурильной колонне, она имеет квадратное сечение, одним концом она присоединяется к вертлюгу, а другим, через переводник к обычной бурильной трубе.

Цикл строительства скважины

1.Подготовительные работы

2.Монтаж вышки и оборудования

3.Подготовка к бурению

4.Процесс бурения

5. Крепление скважины обсадными трубами и ее тампонаж

6.Вскрытие пласта и испытание на приток нефти и газа.

Подбирают место для буровой, проводят инженерные коммуникации, если необходимо планируют площадку.

Различают следующие методы монтажа:

поагрегатный, мелкоблочный (16…20)и крупноблочный(2…4) блока.

включает устройство направления и пробное бурение, в ходе которого проверяется работоспособность всех узлов и агрегатов буровой установки.

а) привинчивают к ведущей трубе долото, после того как вся она уйдет в скважину, необходимо нарастить колонну бурильных труб: сначала останавливают промывку, затем инструмент поднимают настолько, чтобы ведущая труба полностью вышла из ротора;

б) при помощи клинового захвата инструмент подвешивают на роторе, ведущую трубу отвинчивают и вместе с вертлюгом спускают в шурф (слегка наклонную скважин глубиной 15, 16м) ;

в) на крюк подвешивают очередную заранее подготовленную трубу, соединяют ее с колонной бурильных труб, снимают колонну с ротора, опускают ее в скважину и вновь подвешивают на ротор, крюк соединяют с вертлюгом, поднимают ведущую трубу из шурфа;

г) Ведущую трубу присоединяют к колонне, снимают с ротора включают буровой насос и осторожно доводят долото до забоя, после чего продолжают бурение

При подъеме свечей их устанавливают на специальную площадку – подсвечник а верхнюю часть на спец. кронштейн – палец

Крепление скважины осуществляется обсадными трубами и тампонированием затрубного пространства.

Цель тампонажа разобщение продуктивных пластов.

Методы вскрытия пластов различают первичное и вторичное вскрытие пласта. Первичное вскрытие пласта – это процесс углубления забоя скважины от кровли до подошвы продуктивного пласта.

Вторичное это создание перфорационных каналов после спуска и цементирования обсадной (эксплуатационной) колонны.

Способы вторичной перфорации:

- гидропескоструйная - за счет ударной силы движущейся с высокой скоростью жидкости с добавлением песка и небольших количеств полимера;

- кумулятивная– прожигание металла направленной огненной струей;

- пулевая или торпедная – за счет энергии пуль или торпед, получающих ее при взрыве заряда, находящегося в специальных камерах

Освоение скважины – вызывание притока в нее нефти или газа, для чего уменьшают давление бурового раствора на забой одним из следующих способов:

- заменой бурового раствора, заполняющего ствол, на более легкую жидкость - воду или нефть;

- поршневанием (свабированием) - снижением уровня жидкости в скважине путем спуска в насосно-компрессорные трубы и подъема на стальном канате специального поршня (сваба) Поршень имеет клапан, который открывается при спуске и пропускает через себя жидкость, заполняющую НКТ. При подъеме клапан закрывается и весь столб жидкости, находящийся за поршнем, выносится на поверхность.

Освоение скважины может занимать от нескольких часов до нескольких месяцев. Затем скважину сдают эксплуатационникам а вышку передвигают на несколько метров для бурения новой скважины куста, или перемещают на другой куст.