Бұрғылау және тампондау сұйықтары УМК. азастан Республикасы Білім жне ылым министрлігі . И. Стбаев атындаы аза лтты техникалы университеті
 Скачать 2.8 Mb.
|
2 НЕГІЗГІ ТАРАТЫЛАТЫН МАТЕРИАЛДАР ТІЗІМІ2.1. Курстың тақырыптық жоспары
2.2. Дәрістік сабақ конспектілері 1-дәріс. Кіріспе. Пәннің негізі мен мазмұны. Ұңғылар жайлы қысқаша түсінік. Пәннің басқа пәндер арасындағы алатын орны. Ұңғыларды жуу әдістері және оларды қолданылатын аймақтары. Мазмұны: «Бұрғылау және тампондау сұйықтары» пәнінің негізгі мазмұны мен мәні болашақ инженер бұрғышы маман – студенттерге ұңғыларды бұрғылағанда, оларды жуу әдістері, қолданатын жуу сұйықтарының түрлері, балшык ерітінділерінің параметрлерін анықтау және өңдеу тәсілдері берілген. Сонымен қатар жуу сұйықгарын дайындауға қажетті заттардың мөлшері және химиялық реагенттер жөніндегі мағлұматтар толығынан келтірілген. Жуу агенттерін дайындау, оларды ұсақталынған тау жыныстары мен газдан тазалау және қоршаған ортаны қорғау мәселелері карастырылады. Ұңғылар жайлы жалпы түсініктер мен анықтамалар Бұрғы ұңғысы немесе ұңғы деп ұзындығына қарағанда диаметрі әлденеше рет аз өлшемнен сипатталатын жер қыртысындағы цилиндрлі тау-кен казбасын айтады. Ұңғының диаметрлері 25 мм-ден 1000 мм-ге дейін, ал тереңдігі 10-15 км жетеді. Бұрынғы Кеңес одағындағы ең терең ұңғының ұзындығы 12 км-ден асып тоқтады, жобалық тереңдігі 15 км болатын. Ол Кольск түбегіндегі СГ-ЗА деген атпен бұрғыланған ұңғы. Дүние жүзіндегі барлық елдерде ең терең ұңғылар мұнай мен газды іздеу және барлау үшін, сосын терең жатқан жер қыртысының құрылымын зерттеу үшін бұрғыланды. Бұрғылау деп тау жыныстарын талқандау нәтижесінде жер қыртысында ұңғы жасау операцияларының орындалуын айтады. Бұрғы ұңғыларының негізгі тұлғаларына оның сағасы, қабырғасы, түбі, білігі және оның оқпаны жатады. Бұрғылау жұмыстарында қолданылатын ұңғылар атқаратын мақсаттарына байланысты барлау, пайдаланушы және техникалық болып бөлінеді. Барлау ұңғылары деп пайдалы кен орындарын немесе оның бөлігін бағалау үшін қажетті кеннің қалыңдығын, жатыс жағдайын, құрамындағы пайдалы заттарды және басқа факторлардың көрсеткіштерін анықтауға арналған ұңғыларды айтады. Барлау ұңғылары іздеме, структуралық, карталау, стратиграфиялық және барлауұңғылары болып топтасады. Іздеме ұңғы - жер қойнауында пайдалы кен қазындылары бар немесе жоғын анықтауға арналған ұңғы. Структуралық ұңғы- тау жыныстарының бөлек жиектерінен орналасу түрлерін, сонымен қатар келіспейтін стратегиялық беттер мен тектоникалық бұзылу орындарын анықтауға арналған ұңғы. Карталау ұңғысы- геологиялық және структуралық карталар жасау мақсатынан бөлек, басқа тау жыныстары қыртыстарының астында көрінбей жатқан қабаттардың тереңдігі мен жайылған аумағын анықтауға арналған ұңғы. Стратиграфиялық ұңғы - геологиялық тілмені зерттеуге байланысты сауалдарды шешуге арналған ұңғы, мұндай ұңғылар кейде параметрлік деп аталады, өйткені олардың мақсаты тілмені толық стратиграфиялы бөлімдерге ыдыратумен бірге тау жыныстарының физика-механикалық параметрлерін зерттеп және де бұл көрсеткіштерді зерттеулердің түсініктерін толықтыру болып табылады. Пайдаланушы (өндіруші) ұңғылар- деп сұйық (су, мұнай, ерітілген рудалар, тұз ерітінділері) және газ пайдалы кендерін іздеу, ашу және оларды жер бетіне шығарып пайдалану үшін бұрғыланатын ұңғыларды айтады. Техникалық ұңғылар қатарына су алуға, шахта алабын құрғатуға, тау жыныстарын тоңазытуға, жер астындағы өртті сөндіруге, сейсмикалық барлау жұмысы кезінде жарылғыш заттарды орналастыруға, фундаменттік қадаларды қондыруға, жер асты суларының деңгейін төмендетуге және т.б. арнайы мақсаттармен бұрғыланатын ұңғылар жатады. Ұңғыларды бұрғылау тәсілдері Қазіргі кезде ұңғы бұрғылағанда тау жыныстарын талқандаудың неше түрлі әдістері бар.Олар тау жыныстарын талқандайтын қашаулар мен коронкаларды қолданатын механикалық және ондай аспаптарды қолданбайтын физика-механикалық тәсілдер болып үлкен екі топқа бөлінеді. Механикалық тәсілдер өзінің жан-жақты мүмкіншілігіне байланысты өндірісте көп тараған. Бүл тәсілмен тау жыныстарының барлық түрін бұрғылауға болады. Механикалық тәсілдерге айналмалы, соққылап, дірілді және айналсоқ бұрғылау тәсілдері жатады. Айналмалы бұрғылау- тау жынысын талқандайтын аспапқа біліктік салмақ беріп, үздіксіз айналдырып тау жыныстарын талқандай бұрғылау тәсілі. Айналмалы бұрғылау роторлы, турбиналы, электрлі, шпинделді, (қатты қорытпалар мен алмас коронкаларды қолданып) және шнекті болып бөлінеді. Айналсоқ бұрғылау- жыныс талқандаушы аспаптарға бірден соғу және айналдырудың әсерінен, ұңғының түбінде тау жыныстарын, талқандайтын бұрғылау тәсілі. Бұл тәсілмен ұңғылар бұрғылағанда пневмосоққыш пен гидросоқкыш машиналары қолданылады. Сондықтан оларды пневмосоққышты немесе гидросоққышты бұрғылау әдістері деп атайды. Соғып бұрғылау- тау жынысын талқандайтын аспаптарды ерсілі-қарсылы, қайтара-үдете ұңғы түбіне соққылау арқылы тау жыныстарын талқандап бұрғылау тәсілі. Бұл тәсілдің өзі штангалы және арқанды болып екіге бөлінеді. Дірілмен бұрғылау- бұрғылау снарядына дірілдеткіш арқылы тербелгіш қозғалыстар берген кезде тау жыныстарында үйкеліс күштері азаяды, соның салдарынан снаряд өз салмағымен тау жыныстарына жеңіл батады. Бұған вибросоққылау және магнитострикциондық бұрғылау түрлері жатады. Физика-механикалық әдістерге гидравликалық, қопару, э л е к т р л і және термобұрғылау түрлері жатады. Өндірісте, жоғарыдағы көрсетілген тау жыныстарын талқандайтын аспаптар колданбайтын әдістерден, тек қана термобұрғылаудың бір түрі отпен бұрғылау қолданады, ал қалғандары осы уақытқа дейін зертханалык зерттеулер үстінде. Мұнай мен газға ұңғылар бұрғылағанда айналмалы әдістің роторлы және турбиналы тәсілдері қолданылады. Ұңғыларды жуу әдістері Ұңғыларды бұрғылағанда, жыныс талқандаушы аспаптар ұңғы түбіндегі тау жыныстарын талқандайды. Осының әсерінен ұңғы ішінде бұрғылау ұнтақтары (шлам) пайда болады. Егерде мұндай ұнтақтарды дер кезінде ұңғыдан жер бетіне көтермесе, олар көбейіп ұңғыны тереңдетуге кедергі жасайды, ал кейбір жағдайда апатқа әкеліп соқтырады. Сонымен қатар жынысталқандаушы аспаптардың кескіш ұштары бұрғылау процесі жүріп жатқан кезде тау жыныстарымен үйкелісу салдарынан қызады, сондықтан оларды салқындату қажет. Осы айтылған жұмыстарды орындау үшін ұңғыларды бұрғылап жатқан кезде оларды үздіксіз жуып немесе үрлеп тазалап тұру керек. Сонымен ұңғыны жуу немесе үрлеу деп ұңғының түбіндегі талқандалған тау жыныстарының ұнтактарынан тазарту және жынысталқандаушы аспаптарды салқындату процесін айтады. Ұңғыларды жуу әдістері тура, кері, құрастырылған және ұңғының түбінің маңындағы жергілікті жуу болып төртке бөлінеді. Ұңғыларды тура әдіспен жуғанда (1.1.- сурет), жуу сұйығының ағыны жуу бұлқыны арқылы айдағыш түтікке беріледі де, одан әрі сальник арқылы бұрғы құбырлар тізбегінің ішімен өтіп, ұңғының түбіндегі талқандалған тау жыныстарын, ұңғы қабырғасы мен бұрғы тізбегінің арасындағы сақиналы саңылаумен жоғары көтереді.  1.1. сурет. Ұңғыларды тура жуу тәсілінің нобайы. 1-жуу бұлқыны, 2-жуу сұйығын айдағыш түтік, 3-жуу сальнигі, 4-бұрғылау құбырларының тізбегі, 5-өзгерткіш, 6-колонкалы құбыр, 7-коронка, 8-науа жүйесі, 9-тұндырғыш, 10-қабылдағыш қамба, 11-сорғыш түтік, 12- қорылдақ. Ұңғыларды кері әдіспен жуғанда (1.2 а - сурет), жуу сұйығы бұлқын (насос) күшімен бұрғылау тізбегі мен ұңғы қабырғасы аралығындағы сақиналы саңылау арқылы ұңғының түбіне жетіп, талқандалған тау жыныстарын бұрғылау құбырларының ішімен жоғары көтереді. Өндірісте тура жуу әдісі өте жиі қолданылады. Өйткені бұл әдіс кері жууға қарағанда ұңғының қабырғасының құлауына кедергі жасайды, содан соң жуу сұйығын ұңғыға жіберу үшін оның сағасын бекітудің және герметизацияның қажеті жоқ. Тура жуудың бір кемшілігі ұсақталған, жарқыншақтары көп және ерігіш тау жыныстарында керн шығымын өте төмендетіп жібереді. Сондықтан керн шығымын көбейту үшін кері және құрастырылған жуу әдістері қолданылады. Құрастырылған жуу әдісінде (1.2. ә - сурет) жуу сұйығы колонкалы құбырға дейін тура әдіс сияқты жіберіліп, одан кейін яғни ұңғы түбіне жақын аумақта кері әдісті пайдаланады. Ол үшін эжокторлы немесе эрлифті снарядтар, пакерлер және батырмалы бұлқындар қолданылады.  1.2.- сурет. Ұңғыларды жуу схемалары. а - кері әдіспен жуу; ә- құрастырылған әдістер; б - жергілікті жуу әдісі. Ұңғының маңындағы шыр айналыс, яғни жергілікті жуу әдісі арқылы (1.2.б - сурет) бұлқынсыз бұрғылау кезінде жиі қолданылады. Ол үшін жуу сұйығы ретінде ұңғыдан жер асты суларын немесе арнайы. Жоғарыдан құйылған жуу сұйығын пайдаланады. Ұнғы түбінде жуу сұйықтарының тұйық қозғалысы болу үшін, қолданатын бағаналық және басқа аспаптарға арнайы тетіктер жасайды. Ұңғыны жуудың қандай түрі болса да жуу сұйығының шыр айналымына, тау жыныстарының физика - механикалык қасиеттері, мұнай мен газ және жер асты суларының мөлшері, ағу жылдамдығы, қысымы, температурасы, және т.б. жағдайлары өте үлкен әсер етеді. Мысалы, мұнай мен су атқылаушы ұңғыларда жуу сұйығының шыр айналымы толығымен бұзылады, ал жоғары температуралы ұңғыларды бұрғылағанда, жуу сұйығы тек қана өз қасиеттерін жойып қоймай, әсіресе жуу сұйығы ретінде су қолданса, олар буға айналып кетуі мүмкін. Негізгі әдебиеттер – НӘ [4-15] Қосымша әдебиетер – ҚӘ [5-15] Бақылау сұрақтары:
2-дәріс. Жуу агенттерінің түрлері, атқаратын міндеттері және оларды қолдану аймақтары. Жуу сұйықтарын дисперстік жүйе деп есептеу. Ауа мен газдарды қолдану аймақтары. Тау жыныстарының физика-механикалық ерекшеліктерімен және бұрғыланатын ұңғылардың мақсаттарына байланысты өндірісте әр түрлі көп жуу сұйықтары қолданылады, олардың негізі ретінде: а) су; б) сулы ерітінділер; в) сулы дисперстік жүйе негізінде: - саз балшық, бор, сапрофель, торф және құрастырылған ертінділер, - сұйық дисперсиялық фазалар (эмульсиялар), - ұнтақталған тау жыныстарынан пайда болатын жуу сұйықтары (табиғи жуу сұйықтары), г) негізі көмірсутекті дисперстік жүйе; д) қысылған ауа мен газ. е) полимерлер. Қазіргі кезде ең көп тараған жуу агенттердің қатарына су және балшық ерітінділері жатады. Жуу агенттерінің атқаратын негізгі міндеттері. Жуу агенттері негізінен төмендегі міндеттерді атқарады: 1. Ұнтақталған тау жыныстарын ұңғы түбінен жер бетіне көтереді. 2. Тау жыныстарын талқандаушы коронкалар мен қашаулардың кескіш ұштарын бұрғылау кезінде салқындатады. 3. Опырылғыш, осал немесе ерігіш тау жыныстарын бұрғылауында ұңғылардың қабырғаларын бекітіп, оларды құлаудан және сырғудан сақтайды. 4. Мұнай мен газ немесе бірнеше сұлы қабаттарды бірінен - бірін уақытша ажыратады. 5. Тау жыныстарын қосымша талқандайды (гидромониторлы әсер). 6. Бұрғылау құбырларының сыртын "майлап", құбырлармен ұңғы қабырғасы арасындағы үйкеліс күшін және қажалуын азайтады. 7. Ұңғы түсірілетін түптікмашиналарды (трубобур, пневмосоққыш, гидросоққыш т.с.с), механизмдері іске қосып жұмыс істеткізеді. 8. Барлама ұңғыларын гидротасымалдау тәсілімен бұрғылағанда үлгі тасты (кернді) жер бетіне көтереді және де басқа міндеттер атқарады. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||