очень хорошая. 1. Современное состояние нефтяной и газовой промышленности России
 Скачать 3.5 Mb.
|
8. Бурильная колонна, ее назначение и составные элементы.Бурильная колонна – непрерывная многозвенная система инструментов, соединяющая наземное буровое оборудование (вертлюг) с долотом на забое скважины. Бурильная колонна состоит из: Ведущей трубы; Бурильных труб; Утяжеленных бурильных труб; Вспомогательных элементов. Бурильная колонна предназначена для: Передачи вращения от ротора к долоту; Восприятия реактивного момента забойного двигателя; Подвода промывочной жидкости к долоту и забою скважины, а также к ГЗД; Создания осевой нагрузки на долото; Спуска и подъема долота и забойного двигателя; Проведения вспомогательных работ (проработка, расширка и промывка ствола скважины, испытание пластов, ловильные работы и др.). Вспомогательные элементы: Центраторы– для центрирования нижнего направляющего участка бурильной колонны в стволе скважины и предупреждения его самопроизвольного искривления. - лопастные; - шарошечные. Калибраторы – для выравнивания стенок скважины до номинального диаметра и калибрования ее ствола. - лопастные; - шарошечные. Стабилизаторы – для стабилизации работы нижнего направляющего участка бурильной колонны путем ограничения прогиба труб при наличии каверн, гашения поперечных и иных колебаний. - с цельными лопастями; - со сменными лопастями; - с приваренными лопастями. Амортизаторы – для снижения амплитуды динамических нагрузок. - пружинные; - резинометаллические; - гидравлические; - газовые. Протекторные кольца – для защиты бурильных и обсадных труб. - резиновые; - резинометаллические; - пластиковые; - металлические. Обратные клапаны – для предупреждения поступления загрязненного бурового раствора в бурильную колонну. Фильтры – для предупреждения попадания в бурильную колонну посторонних предметов. Металлошламоуловители – для улавливания кусков металла и крупного шлама. Гидрояссы (гидроударники) – для освобождения бурильной колонны от прихватов. Переводники – для соединения бурильных труб и др. элементов 9. Передача осевой нагрузки на долото. Понятие «нейтрального сечения» бурильной колонны. Утяжеленные бурильные трубы применяются для увеличения массы (веса) и жесткости бурильной колонны. УБТ устанавливают в нижней части бурильной колонны. Установка УБТ позволяет при относительно небольшой длине создавать частью их веса необходимую осевую нагрузку на долото. Осевая нагрузка на долото G – создает необходимое усилие для разрушения горной породы на забое. G = gD (g = 1, 5 – 15 кН/см.). Осевая нагрузка на долото измеряется гидравлическим индикатором веса. Нейтральное сечение – сечение, где нет напряжения. Нижняя часть труб сжата. Проектируют так, чтобы нейтральное сечение попало на зону утяжеленных бурильных труб. Напряженные условия работы бурильной колонны при бурении ГЗД и ротором.  10. Турбобур. Принцип работы. Конструктивная схема. Классификация. Назначение. Турбобур – высокооборотная машина, длинная, состоящая из 3 турбинных секций и 1 шпиндельной секции. ГТЗД – гидротурбинные забойные двигатели – турбобуры. Назначение: предназначен для вращения бурового долота при бурении или ремонте нефтегазовой скважины. Энергоноситель: принудительный непрерывный поток промывочной жидкости (бурового раствора), нагнетаемой буровыми насосами через бурильную колонну в ГЗД и далее в долото. Конструктивная схема: рабочий орган; опорный узел; узел преобразования частоты вращения; узел трансмиссии; узел искривления; другие узлы и механизмы. Особенности турбобура: рабочий орган – многоступенчатая осевая турбина, имеющая лопатки статора и ротора, обтекаемые непрерывным потоком жидкости; гидравлические силы возникают в результате изменения величины и направления скорости движения жидкости между лопатками; ротор совершает простое вращательное движение. Принцип работы. При турбинном бурении долото приводится во вращение гидравлическим забойным двигателем – турбобуром, устанавливаемым между долотом и бурильной колонной. Турбобур представляет собой многоступенчатую гидравлическую турбину, к валу которой присоединяется долото. Каждая ступень турбины состоит из статора, жестко соединенного с корпусом турбобура, и ротора, укрепленного на валу турбобура. В настоящее время применяются одно-, двух-, трех-, четырехсекционные турбобуры с последовательным соединением секций и двух-, трех-, четырехсекционные реактивно-турбинные агрегаты с параллельным соединением секций. Назначение. Турбобур – забойный гидравлический двигатель, предназначенный для бурения скважин в различных геологических условиях, с многоступенчатой гидравлической турбиной, приводимой в действие потоком бурового раствора. Классификация: односекционные -бесшпиндельные - со вставным шпинделем - независимым крепление роторов секционные - бесшпиндельные - шпиндельные - шпиндельные для алмазного бурения - шпиндельные с наклонной линией давления - шпиндельные с гидродин.торможением редукторные с плавающим статором специальные - термостойкие - для скважин большого диаметра - для ремонта и бурения скважин - турбинные отклонители 11. Винтовые забойные двигатели. Принцип работы, конструктивная схема, классификация и назначение. Двигатель состоит из трех основных узлов - рис. 2: - нижнего - шпинделя (шпиндельной секции); - среднего - соединительного переводника (узел трансмиссии); - верхнего - рабочей винтовой пары статор-ротор (силовой секции).  Рис. 2. Винтовой забойный двигатель (картинку не рисуйте, все равно ниче не понятно): 1, 6 - переводники соединительные; 2 - статор; 3 - ротор; 4 -трансмиссия; 5 – шпиндель Гидромеханика винтовой пары: Современные винтовые забойные двигатели относятся к классу одновинтовых объемных роторных гидромашин. Рабочим органом ВЗД является винтовая пара, состоящая из неподвижного обрезиненного статора и стального спирального ротора. В целом рабочий орган ВЗД является косозубой парой внутреннего циклоидального зацепления, причем число зубьев статора всегда должно быть на единицу больше, чем число зубьев ротора. Из-за неравного числа зубьев винтовые поверхности статора и ротора образуют полости, называемые рабочими камерами. Эти камеры разобщены на области высокого и низкого давлений. Полости, которые одновременно разобщены от области высокого и области низкого давления, называются шлюзами. Центр ротора смещен от центра статора на величину эксцентриситета. Принцип действия: трансформирует гидравлическую энергию бурового раствора в механическую энергию вращения вала двигателя. Если подробнее: Буровой насос осуществляет принудительную постоянную подачу промывочной жидкости, которая через бурильные трубы поступает в винтовую пару и заполняет полости, образованные между поверхностями статора и ротора. В результате перепада давлений в этих полостях (камерах) возникает гидравлическая сила, действующая на ротор и заставляющая его совершать сложное вращательное движение внутри статора. Классификация винтовых забойных двигателей принята:по кратности действия рабочих органов; по кинематике рабочих органов; по конструктивной компоновке; по конструкции силовой секции; по характеру распределения потока рабочей жидкости; по конструкции ротора рабочих органов; по конструкции узла соединения ротора и вала шпинделя; по конструкции шпинделя; по конструкции вала шпинделя; по типу осевой опоры в шпинделе; по конструкции уплотнения вала шпинделя; по назначению; по наружному диаметру; по термостойкости; по частоте вращения выходного вала; по типу механизма искривления; по роду рабочего агента; по типу зацепления профилей рабочих органов. В последние годы винтовые забойные двигатели получили широкое распространение. Сегодня они используются для (при забойной температуре не выше 100 0С): - бурения вертикальных, наклонно-направленных, горизонтальных нефтяных и газовых скважин; - проведения капитального ремонта в эксплуатационной колонне; - бурения боковых стволов; - прокладки подземных коммуникаций; - бурения с использованием технологии колтюбинга (т.е. использование гибких непрерывных труб). Соотношение чисел зубьев статора и ротора называется заходностью винтового двигателя. Двигатель с минимальным числом зубьев ротора  и, соответственно, с кинематическим отношением равным i = 1:2, называется однозаходным. Все другие ВЗД называются многозаходными. Многозаходный ВЗД имеет более высокий крутящий момент при пониженной частоте вращения (хорошо это). В настоящее время при бурении скважин у нас в стране и за рубежом используются в основном многозаходные винтовые забойные двигатели, с кинематическими отношениями 4:5, 5:6, 6:7, 7:8, 8:9 и 9:10. 12. . ГЗД для бурения прямых и искривленных участков. ГЗД выполняет не только функцию привода бурового долота, обеспечивающего требуемые параметры режима бурения. Он является также силовым элементом компоновки низа бурильной колонны (КНБК), влияющим на направление ствола скважины при бурении. В настоящее время объем наклонно – направленного бурения у нас в стране составляет более 90 % от общего объема проходки. Кустовой метод бурения является наиболее эффективным способом разработки нефтегазовых месторождений на континентальном шельфе. На месторождениях, расположенных в местах. Труднодоступных для строительства буровых и обустройства промыслов, а также с целью охраны окружающей природы, построек и земельных угодий. Горизонтальные и разветвлённо – горизонтальные стволы предназначены для кратного. По сравнению с вертикальными скважинами, увеличения площади дренажа продуктивных пластов и значительного увеличения дебета углеводородов. Независимо от способа бурения (роторного или с применением забойных двигателей), технология проводки наклонных скважин основана на использовании природных геологических условий, способствующих естественному искривлению стволов скважин, и на применении специальных отклоняющих устройств. Сущность способа проводки наклонно – направленных скважин при помощи турбобуров заключается в следующем: сущность способа заключается в создании КНБК, при которой на долоте возникает постоянно действующая отклоняющая сила, перпендикулярная оси скважины. Из-за отсутствия вращения бурильной колонны в процессе бурения, эта сила непрерывно действует в заданном азимуте искривления ствола. В качестве отклоняющего элемента КНБК используется гидравлический забойный двигатель – отклонитель. Наклонно – направленные скважины бурят в основном по трех – или четырехинтервальному профилю. В интервалах набора кривизны применяют забойные двигатели - отклонители: турбобуры или ВЗД. Угол перекоса кривых переводников составляет от 1,5о до 2,5о. для стабилизации направления ствола скважины ГЗ оснащаются корпусными центраторами. В горизонтальном бурении применяют в основном пяти – или шестиинтервальные профили, включающие участки: вертикальный, набора зенитного угла до максимально допустимого значения для последующего нормального спуска промежуточной обсадной колонны, стабилизации, донабора до горизонтального угла и стабилизации или спада угла. Бурение ведется по технологии обычного наклонно – направленного бурения, с применением специальных укороченных гидравлических забойных двигателей и кривых переводников с углом перекоса, доходящего до 3о до 5о в сочетании с УБТ длиной 3-5 м. При горизонтальном бурении в основном применяются специальные винтовые забойные двигатели с укороченным шпинделем типа ГД, и с регулируемым углом перекоса типа ДР. 13. Вертикальные скважины. Способы предупреждения их искривления. Вертикальной считается скважина, у которой устье и центр круга допуска лежат на вертикальной прямой, являющейся проектным профилем скважины, а отклонение ствола от вертикали не превышает радиус круга допуска. Проводка строго вертикальных скважин представляет собой довольно сложный процесс, т.к. при бурении часто возникает самопроизвольное искривление ствола, которое затрудняет проводку и последующую эксплуатацию скважины, а также приводит к увеличению стоимости бурения. Наиболее важное значение обеспечение вертикальности ствола имеет для глубоких и сверхглубоких скважин. |