Бакалаврская работа тема работы Технологические решения для строительства разведочной вертикальной скважины глубиной 2490 метров на нефтяном месторождении (Томская область)
 Скачать 2.14 Mb.
|
|
2.4.4.3 Проектирование оборудования для вызова притока методом свабирования Комплекс оборудования для свабирования скважин состоит из двухосновных частей устьевого и скважинного оборудования. 1. Комплекс наземного оборудования для свабирования скважин КНОС [14] предназначен для безопасного вызова притока жидкости при освоении нефтяных скважин методом свабирования при герметичном устье. КНОС обеспечивает приток жидкости из пласта без ухудшения коллекторских свойств призабойной зоны скважины. Состав комплекса и технические характеристики представленны в таблице 20 Таблица 20 - Состав комплекса и технические характеристики Очиститель сальниковый ОС предназначен для очистки и герметизации каната Диаметром, мм от 9,5 до 19 Рабочее давление, МПа 14 Диаметр прохода, мм 25 Присоединительная резьба НКТ 89 ГОСТ 633-80. Устройство освобождающее УО1-25.000 предназначено для автоматического отсоединения очистителя сальникового от лубрикатора. Рабочее давление, МПа 14 Диаметр прохода, мм 25 Присоединительные резьбы НКТ 89 ГОСТ 633-80. Лубрикатор Л предназначен для извлечения (спуска) колонны сваба из скважины без ее разгерметизации. Рабочее давление, МПа 21 Диаметр прохода, мм 75,9 Присоединительные резьбы НКТ 89 ГОСТ 633-80. Ловушка сваба механическая ЛСМ-78.000 предназначена для удержания колонны сваба вовремя замены манжеты. Рабочее давление, МПа 14 Диаметр прохода, мм 76 Присоединительные резьбы НКТ 89 ГОСТ 633-80. Быстро-разьемное соединение БРС-73 предназначено для быстрого соединения НКТ 73 ГОСТ 633-80. Рабочее давление, МПа 14 Диаметр прохода, мм 62 Присоединительные резьбы НКТ 73 ГОСТ 633-80. 39 Продолжение таблицы Кран шаровый КШН-73х21.000 предназначен для оперативного перекрытия и герметизации трубного канала коллоны НКТ 73 ГОСТ 633-80. Рабочее давление, МПа 21 Диаметр прохода, мм 38 Присоединительные резьбы НКТ 73 ГОСТ 633-80. Превентор малогабаритный ПМТ1.3-80х21 предназначен для герметизации НКТ ГОСТ 633-80, штанг (ШН), геофизического кабеля. Рабочее давление, МПа 21 Диаметр прохода, мм 80 Присоединительные резьбы верх - НКТ 89 ГОСТ 633-80, низ - ОТТМ 140 ГОСТ 632-80, патрубок-ниппель - НКТ 73, муфта - НКТ 60 ГОСТ 633-80 . Затвор шаровый ЗШ1 х предназначен для оперативного перекрытия и герметизации трубного канала коллоны НКТ 89 ГОСТ 633-80. Рабочее давление, МПа 21 Диаметр прохода, мм 78 Присоединительные резьбы верх - ОТТМ 140 ГОСТ 632-80, низ - НКТ 89ВН ГОСТ 633- 80. Фланец трубодержатель ФТ-89.000 предназначен для соединения устьевого оборудования с крестовиной фонтанной арматуры. Рабочее давление, МПа 21 Диаметр прохода, мм 211,1 Присоединительные резьбы верх - НКТ 89ВН, низ - НКТ 89 ГОСТ 633-80. 2. Скважинное оборудование для свабирования КС-62 [14] Колонна сваба предназначена для безопасного вызова притока жидкости при освоении нефтяных скважин методом свабирования при герметичном устье. КС обеспечивает приток жидкости из пласта без ухудшения коллекторских свойств призабойной зоны скважины. Состав оборудования свабирования и технические характеристики представленны в таблице 21. Таблица 21 - Состав оборудования свабирования и технические характеристики Узел заделки каната КС 62.01.000 предназначен для закрепления каната диаметром от 9,5 до 15 мм (при смене сухарей) к колонне сваба. Диаметр наружный, мм 60 Шаблон КС 62.00.006 предназначен для шаблонирования колонны НКТ 73 ГОСТ 633- 80. Диаметр наружный 60 мм. Диаметр наружный, мм 60 Штанга КС 62.00.001 предназначена для ускорения погружения колонны сваба в колонне НКТ ГОСТ 633-80. Диаметр наружный, мм 55 Масса, кг 10 40 Продолжение таблицы 21 Скрепер КС 62.08.000 предназначен для очищения колонны НКТ 73 ГОСТ 633-80. Диаметр наружный, мм 65 Ударник сваба КС 62.02.000 предназначен для создания ударных нагрузок на колонну сваба снизу вверх при ее заклинивании в колонне НКТ ГОСТ 633-80. Диаметр наружный, мм 55 Извлекательсваба КС.62.03.000 предназначен для извлечения колонны сваба из скважины при обрыве каната. Диаметр наружный 57 мм. Диаметр наружный, мм 57 Сваб КС 62.03.000 предназначен для герметизации трубного канала колонны НКТ ГОСТ 633-80 при подъеме колонны сваба. Диаметр наружный манжеты, мм. 61 и 75 Штанга грузовая КС 62.00.002 предназначена для ускорения погружения скрепера в колонне НКТ ГОСТ 633-80. Диаметр наружный, мм 55 Масса, кг 45 2.5 Выбор буровой установки Буровая установка выбирается, согласно действующим правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности, по её допустимой максимальной грузоподъёмности, позволяющей проводить спуско-подъёмные операции с наиболее тяжёлой бурильной и обсадной колоннами. [4] При выборе буровой устанвки должны выполняться следующие условия : кр / Qбк ≥ 0,6; (10) кр / об ≥ 0,9; (11) кр / пр ≥ 1, (12) где кр – допустимая нагрузка на крюке, тс; Q ок – максимальный вес бурильной колонны, тс; об максимальный вес обсадной колонны, тс; пр параметр веса колонны при ликвидации прихвата, тс. Параметр веса колонны при ликвидации прихвата определяется по формуле пр = мах, (13) 41 где k – коэффициент увеличения веса колонны при ликвидации прихвата (k =1,3); мах – наибольший вес одной из колонн, тс. Для расчета примем буровую установку БУ-3000 ЭУК-1М. Результаты расчета выбора буровой установки предствалены в таблице 22. Таблица 22 – Расчет выбора буровой установки Наименование БУ Допустимая нагрузка на крюке, тс Оснастка талевой системы БУ-3000 ЭУК-1М 170 5x6 Вес, тс Условие соответствия Максимальный вес бурильной колонны 97 2 Максимальный вес обсадной колонны 70 2,41 Вес колонны при ликвидации прихвата 111 1,53 42 3 ГИБРИДНЫЕ ДОЛОТА 3.1 Назначение и классификация буровых долот Буровое долото – предназначено для механического разрушения горной породы, является главной частью бурильной колонны в процессе бурения скважины. По типу воздействия породоразрушающий инструмент разделяют на четыре основных класса вооружения дробящего, режущего, скалывающего, или истирающего действия. По составу вооружения долота выделяют как подвижные шарошечные, таки неподвижные лопастные. Первый тип представлен подвижными шарошками, на которых при помощи отдельных секций – цапфах, с помощью подшипников качения или скольжения, либо же их комбинаций, закрепляются чаще всего, три или четыре сферические или цилиндрические шарошки. Несмотря на весьма непростую конструктивную сборку, шарошечное долото - относительно недорогой и эффективный инструмент, является одними из самых широко используемых в бурении. Применяется для прохождения однородных пород любой твердости, с абразивным или неабразивным фактором и выбуривает скважину с номинальным диаметром, дробящим или дробяще-скалывающим действием. Лопастное долото - по сравнению с шарошечным, имеет весьма простое строение, оно состоит из корпуса, где размещены твердосплавные лопасти, края которых вооружены специальными зубьями или резцами, что упрощает калибровку стенок ствола скважины и снижает износ инструмента, тем самым увеличивая срок службы. В подходящих критериях разбуривания мягких или рыхлых пород, категория лопастных долот может работать на высоких механических скоростях, показывая хорошие результаты. Алмазное долото – состоит из поликристаллических алмазных резцов (PDC), которые способствуют разрушению слоев горной породы режущим воздействием. Оптимальными условиями для применения алмазных долот обозначаются породы твердые и средние, но зачастую такое вооружение применяют для прохождения через породы с разной степенью твердости. Высокий показатель эффективности зависит от качества и размеров 43 используемых алмазов. Однако, несмотря на высокие характеристики и достоинства, долота PDC имеют ряд весьма уязвимых недостатков. Так, если в процессе работы на пути встретится очень твердая порода, либо посторонний твердосплавный объект, возникнет серьезный риск скола резцов или выпадения их из корпуса, что впоследствии приведет к быстрому срабатыванию долота. Плохая промывка также снижает эффективность работы, что приводит к преждевременному износу и крайне нежелательно из-за высокой стоимости инструмента. 3.2 Задача гибридных долот Задачей гибридных долот является объединять и улучшать достоинства работы различных отдельных агрегатов при этом избавляясь от их недостатков, увеличивая срок службы и уменьшая энергозатраты. Основные задачи Повышение механической скорости проходки • Предотвращение сильного износа • Увеличение время работы • Понижение вибраций • Контроль за ориентировочными отклонениями На выбор особого породоразрушающего инструмента отдельных критериев нет, поэтому создание вооружения может свободно производится на основании Необходимого диаметра Соответствие проектным параметрам Опыта сооружения скважин с аналогичными условиями Типу пород по твердости 44 3.3 Долота Kymera Еще в х годах появились первые попытки производства гибридного бурового инструмента, однако успешно применить данную систему получилось только с использованием поликристаллических алмазов (PDC). Гибридная буровая установка направлена на достижение максимальной эффективности в сложных буровых условиях. Одним из представителей гибридов является долота Kymera от компании BakerHuges, формируется на проверенной основе производства алмазных резцов PDC на лопастях и размещением шарошек в основе вооружения. Гибридное долото Kymera представлено на рисунке 9. Рисунок 9 - гибридное долото Kymera Долота PDC имеют высокую механическую скорость бурения, однако в более твердых породах нередко возникают повреждения резцов вследствие вибраций и высокого удельного момента. Шарошечные долота обладают немного лучшей проходкой, однако их скорость бурения в два раза уступает поликристаллическим алмазам. Комбинированное исполнение конических шарошек и резцов PDC в буровом инструменте Kymera позволило добиться повышенной производительности вскорости и проходке, по сравнению с отдельными показателями работы этих частей. Сравнение рейсовой проходки и механической скорости бурения долот представлено на рисунке 10. 45 Рисунок 10 - Сравнение рейсовой проходки и механической скорости бурения Данный инструмент, при помощи совместного использования дробяще- скалывающего эффекта от шарошек и алмазного резания, позволил преодолеть даже сложную сцементированную обломочную горную породу. Шарошки сглаживают возникающие крутильные колебания, а резцы PDC помогают избавиться от подскакивания долота и способствуют получению ровных стенок, тем самым поднимая ресурс долота до шести раз. Таким образом гибридные долота Kymera предназначены для • бурения при помощи шарошечных долот ограниченных по механической скорости, • бурения с резцами PDC ограниченных по высокому моменту и имеющим риск повреждения вооружения. 3.4 Долота SteeringWheel В процессе работы на долото действуют различные силы возникающие на забое скважины. Стандартные породоразрушающие инструменты способствовали уменьшению влияния динамических характеристик при бурении, однако в ситуациях с высокими показателями ударных воздействий и вибраций обычных стабилизирующих характеристик было недостаточно. 46 Еще одним представителем гибридных долот является Steeringwheel разработанные компанией Reed-Hycalog. Представляет собой комбинацию лопастей с резцами PDC и непрерывным о калибрующим вооружением, однако в случае предупреждения возникновения сальника кольцо может прерываться, рисунок 11. Уникальный калибрующий дизайн обладает противовихревым действием, обеспечивает центровку и предотвращает боковые перемещения, тем самым снижает возможность появления вибраций и вероятность завихрений. Алмазные резцы в свою очередь позволяют сгладить контакт калибра с породой и получать ровные стенки скважины обеспечивая дальнейшую стабильность. Рисунок 11 - SteeringWheel с непрерывными прерывающимся кольцом Испытания инструмента показали, что при таком исполнении появляются лишь незначительные показания вибрации либо же их нет вовсе. Круговой контракт калибра со стенками предотвращает боковые перемещения и обеспечивает центровку, что уменьшает вероятность возникновения колебаний из-за вращения долота и повышает срок его службы. Также долота Steeringwheel соответствуют критериям долот с малым коэффициентом удлинения, рисунок 12. Диаметр скважины, с использованием этого инструмента, выдерживается диаметром калибрующего вооружения. Сочетание незначительных показателей крутящего момента и удельное изменение этих величин, позволило достичь отличных показателей в управлении компоновкой при наклонно-направленном бурении. 47 Требованием к малому коэффициенту удлинения считается долото с отношением величины диаметра большим, чем его длина. Такое исполнение плоского профиля с коротким диаметром позволило легче осуществить контроль за отклонениями, набором и падением зенитного угла и поворота азимута. Рисунок 12 - долото с малым коэффициентом удлинения 𝐴𝐵 𝐶𝐷 < 1 Таким образом Steeringwheel объединяет показатели равномерного крутящего момента шарошечных долот и высокую механическую скорость работы PDC и позволяет добиться лучших результатов в отношении наклонно- направленного бурения. 3.5 Долота Fusetek Особая технология гибридного вооружения, используемая в алмазных долотах, состоит в покрытии секций долота вспомогательным импрегнированным слоем, в сочетании с первичным рядом из поликристаллических алмазов эти долота эффективно справляются даже с твердыми абразивными горными породами. Импрегнированное вооружение представляет собой шлифовальные круги, где вся поверхность покрыта мелкими режущими элементами. В отличии от отдельно взятых резцов, существенными недостатками являются постепенное истирание, и как следствие, уменьшение режущего слоя, из-за чего срок службы такого долота напрямую зависит от толщины импрегнированного слоя. Также в процессе бурения основная работа приходится на края лопастей, 48 что приводит к постепенному их округлению и таким образом, к снижению механической скорости. Уникальный дизайн долот Fusetek, рисунок 13, представлен совместным использованием резцов PDC с вторичным импрегнированным слоем. Основной задачей гибридного вооружения является одновременное повышение стойкости резцов к скалыванию и абразивному износу. Рисунок 13 - долото Fusetek Истирающий импрегнированный слой, предохраняет поликристаллические алмазы от углубленного резания и берет на себя нагрузку на участках подвергнувшимся большому износу. Долота имеют отличную стойкость к ударным нагрузкам, отличаются повышеннокой стабильностью и высоким сроком службы даже в самых трудных буровых условиях. За счет ограничения проникновения резцов в породу, значительно уменьшаются показания крутящего момента, что сводит к минимуму риск возникновения прихватскольжения, атак же поперечных и крутильных вибраций. Расположенный ниже вспомогательный слой, защищает основные резцы от сколов и других глубоких повреждений вследствие завихрений и подскакивания долота, поглощая внушительную часть ударных и осевых нагрузок. Принцип работы гибридного вооружения представлен на рисунке 14. 49 Рисунок 14 - Принцип работы гибридного вооружения 1. Пока долото не имеет сработанных участков, импрегнированные вставки не состыкуются с породой и долото продолжает бурить на высоких скоростях как стандартное PDC. 2. При бурении в твердых породах поликристаллические алмазные резцы постепенно изнашиваются и вторичное вооружение начинает брать на себя все больший коэффициент нагрузки, что снижает возможность скалывания алмазных резцов. 3. По возвращению в мягкие породы более производительные резцы PDC вновь берут на себя основную нагрузку и скорость резания остается высокой. 50 Вывод Использование гибридных долот позволяет добиться лучших результатов вскорости и проходки на долото, атак же снизить риск повреждения рабочих элементов и выход их из строя в процессе бурения, что позволит избежать внеплановые спуско-подъемные операции связанные с заменой инструмента. Объединив достоинства работ отдельных агрегатов можно в несколько раз продлить срок службы породоразрушающего инструмента, атак же получить более ровный и качественный ствол, что позволить сократить экономические расходы и уменьшить общие энергозатраты для бурения скважины. 51 ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ Студенту Группа ФИО З-2Б42Т Феоктистову Станиславу Игоревичу Школа ИШПР Отделение Нефтегазового дела Уровень образования Бакалавр Направление/специальность 21.03.01 Нефтегазовое дело Исходные данные к разделу Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение. Стоимость ресурсов научного исследования (НИ материально-технических, энергетических, финансовых, информационных и человеческих Расчет сметы на строительство скважины, расчет механической, рейсовой и коммерческой скоростей бурения. 2. Нормы и нормативы расходования ресурсов Нормы расхода материалов, тарифные ставки заработной платы рабочих, нормы амортизационных отчислений, нормы времени на выполнение операций входе бурения скважины согласно справочников Единых норм времени (ЕНВ) и др 3. Используемая система налогообложения, ставки налогов, отчислений, дисконтирования и кредитования Ставка налога на прибыль 20 %; Страховые взносы 30%; Налог на добавленную стоимость 18% Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и разработке. Оценка коммерческого потенциала, перспективности и альтернатив проведения НИ с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения Расчет финансово-сметного расчета и финансового результата реализации проекта строительства скважины 2. Планирование и формирование бюджета научных исследований Нормативная карта строительства скважины 3. Определение ресурсной (ресурсосберегающей, финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования Расчет экономической эффективности внедрения новой техники или технологии Перечень графического материала сточным указанием обязательных чертежей. Организационная структура управления организацией Дата выдачи задания для раздела по линейному графику 18.02.2018 г. Задание выдал консультант Должность |