Физикохимические свойства нефти и газа. Основы геологии нефти и газа. Вопрос Нефть. Состав и основные физикохимические свойства (в том числе в пластовых условиях)

• Название: Физикохимические свойства нефти и газа. Основы геологии нефти и газа. Вопрос Нефть. Состав и основные физикохимические свойства (в том числе в пластовых условиях)
• Дата: 11.05.2022
• Размер: 0.64 Mb.
• Имя файла: geologia_bilety.docx
• Тип: Документы; #522755
• страница: 2 из 4

Раздел 3. Основы бурения нефтяных и газовых скважин.

Вопрос 1.

Классификация методов бурения скважин.

По принципам разрушения горной породы бурение скважин может осуществляться способами, отличающимися по своей физической природе.

• 
  Механическое бурение, или бурение скважин породоразрушающими инструментами, при котором горная порода разрушается в результате механического воздействия забоя.
  
• 
  Гидродинамическое бурение, при котором разрушение горной породы осуществляется высоконапорной струей жидкости забоя. Разновидности:
  

а) струя полностью разрушает забой и формирует ствол скважины. Давление струи составляет от 20 до 200 МПа. Способность струи разрушать породу возрастает при эрозионном и гидромоторном бурении (добавление аброзивного материала - стальную дробь, кварцевый песок, концентрацией от 5 до 15 % по объему)

б) водяная струя частично разрушает и размягчает породу забоя, ствол скважины формируется долотом, имеющим гидромониторные насадки, увеличивающие скорость вылета струи. Используется для мягких пород.

• 
  Термическое, огневое или огнеструйное бурение, при котором разрушение горной породы происходит путем высокотемпературного теплового воздействия на породу (около 2300 °С), создается при сгорании струи керосина в струе кислорода.
  

• 
  Термомеханическое бурение - ослабление прочности пород нагревом с последующим разрушением их инструментом вращательного бурения.
  

• 
  Электротермическое бурение применяется в условиях Антарктиды (до 1000 м) для расплавления льда электронагревателями. Мощность нагревателя до 8 кВт. Снаряд имеет насос для откачки воды, образующейся при расплавлении льда.
  

• 
  Взрывное бурение разработано А.П. Островским. Разрушение горной породы забоя осуществляется под действием направленного взрыва.
  

• 
  Электрофизические способы бурения, в основе которых лежит применение электрического тока для прямого разрушения горных пород:
  

а) электрогидравлический эффект, открытый Л.А. Юткиным, - явление, заключающееся в создании импульсного высоковольтного разряда (искры) в воде;

б) электроимпульсный метод профессора А.А. Воробьева: скважина заполняется жидкостью (трансформаторным маслом)К забою плотно прижимают два электрода и создают ток высокого напряжения. Ток проходит через породу. Электрический пробой сопровождается эффективным разрушением породы.

Вопрос 2.

Виды породоразрушающего инструмента.

Породоразрушающий инструмент для бурения геологоразведочных скважин по характеру воздействия на породу разделяется на:

• 
  долота ударно-дробящего действия;
  
• 
  долота дробяще-скалывающего действия;
  
• 
  долота режуще-истирающего действия.
  

К первой группе относятся двух - и трехшарошечные буровые долота; разрушение породы такими долотами происходит за счет перекатывания зубьев шарошек по забою с нанесением ударов.

Ко второй группе относятся дисковые долота; они разрушают породу дроблением и скалыванием за счет ударного и скалывающего воздействия зубьев на забой.

К третьей группе относятся лопастные долота, алмазные, и инструмент, армированный синтетическими и сверхтвердыми материалами; они используются для бурения пластичных горных пород: разрушение породы происходит за счет срезания тонкого слоя при внедрении в нее резцов.

Вопрос 3.

Характеристики бурового раствора.

Характеристики:

• 
  Плотность бурового раствора, которая находится в пределах 900-2500 .
  

• 
  Поглощение бурового раствора, которое будет зависеть от пористости грунтов. Этот показатель будет говорить о том, сколько жидкости не возвращается на поверхность, а остается в недрах. Чем пористее земля, тем больше придется тратить раствора.
  

• 
  Вязкость бурового раствора - консистенция полученного вещества. Показатель тесно связан с предыдущим пунктом, так как, чем больше поглощает земля, тем более вязким должна быть рабочая жидкость, чтобы не впитываться в грунт.
  

• 
  Стоимость приготовления. Экономический показатель всегда учитывается, так как приносимая полезность обязательно должна превышать расходы на все комплектующие, иначе нет никакого смысла применять материал.
  

Вопрос 4.

Конструкция скважин.

Скважина – это пробуренное отверстие в земле, имеющее значительную глубину при небольшом диаметре. Начало скважины называется устьем, дно – забоем, а боковые поверхности – стенками.

На рисунке показан разрез скважины.

1 – устье

2 – стенки скважины

3 – забой

4 – направление

5 – кондуктор

6 – обсадная колонна

7 – эксплуатационная колонна

Здесь показан профиль ствола скважины, на рисунке "а" на каждом ряде обсадных колонн пишется диаметр (мм), на рисунке "б" указана глубина (м) установки колонн, интервал подъема цементного раствора обозначается штриховкой.

Конструкция скважины предусматривает крепление стенок с помощью обсадных труб. Обсадные трубы составляются в обсадные колонны и спускаются в скважину. Первая обсадная колонна, спускаемая в скважину, имеет максимальный диаметр и называется – направлением, предохраняет устье скважин от размыва грунта циркулирующим буровым раствором, её длина – 5 м, а диаметр – 527 мм. Следующая колонна – кондуктор, служит для перекрытия неустойчивых верхних пород и водоносных горизонтов. При бурении скважин в условиях многолетней мерзлоты направление и кондуктор выбирают с учетом будущего растепления пород. Для предотвращения и устранения осложнений при бурении, спускают несколько промежуточных колонн. Последняя колонна, предназначаемая для работы в продуктивном горизонте, называется экcплуатационной. Низ всех спускаемых колонн, заканчивается короткой утолщенной трубой, называемой башмаком. При больших глубинах бурения возникает необходимость спустить колонну перекрывающую определенный интервал без выхода к устью скважины. Такая колонна называется хвостовиком или потайной колонной.

После спуска каждой колонны производится цементаж затрубного пространства. Цементаж - это операция, состоящая из закачки цементного раствора в затрубное пространство колонны и последующей выдержки для застывания этого раствора. Цементаж производится с целью разобщения пластов земной коры и закрепления спущенной колонны труб в скважине.

Вопрос 5.

Колонные головки. Виды, конструкция, назначение.

1.Катушка

2.Уплотнители

3.Клинья

4.Корпус

5.Задвижка

6.Обсадная труба

7.Обсадная труба

На устье скважины обсадные колонны соединяются колонной головкой. Колонная головка жестко соединяет в единую систему все обсадные колонны скважины. Она обеспечивает изоляцию и герметизацию межколонных пространств и одновременно доступ к ним для контроля состояния стволовой части скважины и выполнения необходимых технологических операций. Колонная головка служит пьедесталом для монтажа эксплуатационного оборудования, спущенного в скважину.

Колонная головка для обвязки двух колонн состоит из корпуса 4, навинченного на обсадную трубу 6. Внутренняя поверхность корпуса коническая, в ней размещены клинья 3, удерживающие внутреннюю колонну обсадных труб 7. На фланце корпуса установлена катушка 1, надетая на трубу и обычно приваренная к ней. Катушка болтами соединена с корпусом. Межтрубные пространства разобщаются уплотнениями 2. На колонной головке предусмотрена задвижка 5 для обеспечения доступа жидкости в затрубное пространство. Вертикальный размер такой колонной головки около 1 м. Масса в зависимости от диаметра обсадных труб - до 500...550 кг. Такими головками оборудуются скважины глубиной до 1500... 2000 м с давлением до 2 5 МПа.

Виды колонных головок:

Однофланцевые колонные головки - предназначены для обвязывания кондуктора и технической колонны, закрепления (подвешивания) верхнего конца технической колонны в трубодержателе.

Двухфланцевые колонные головки - предназначены для обвязывания технических или технической и эксплуатационной колонн, закрепления (подвешивания) верхнего конца технической (эксплуатационной) колонны в трубодержателе и герметезации межфланцевых пространств с помощью вторичных и первичных уплотнений.

Вопрос 6.

Назначение бурового раствора.

Назначение раствора:

• 
  Удаление продуктов разрушения из скважины.
  

• 
  Охлаждение породоразрушающего инструмента и бурильных труб.
  

• 
  Буровой раствор также охлаждает бурильные трубы, нагревающиеся вследствие трения о стенки скважины.
  

• 
  Удержание частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии.
  

• 
  Облегчение процесса разрушения горных пород на забое.
  

• 
  Сохранение устойчивости стенок скважины.
  

Вопрос 7.

Буровые вышки. Виды. Назначение.

Буровая вышка - ключевой узел оборудования буровой установки. Выполняет следующие функции:

• 
  Поддержание бурильной колонны на талевой системе при бурении с разгрузкой
  
• 
  Спускоподъемные операций с обсадными и бурильными трубами
  
• 
  Размещение бурильных труб
  
• 
  Размещение извлеченных из скважины утяжеленных бурильных труб
  

Классификация буровых вышек:

• 
  По назначению:
  

Для мобильных буровых установок, для морских буровых установок, для устройств капитального ремонта скважин, для кустовых и стационарных буровых установок.

• 
  По конструкции:
  

Башенные и мачтовые.

Буровые вышки башенного типа применяются при бурении на море и при глубинном бурении.

Так же буровые вышки подразделяются на башенные и А-образные. А-образные получили наибольшую популярность и распространение, их особенность - две опоры, которые удерживают всю конструкцию в вертикальном положении.

Мачтовые вышки бывают A и П-образными, с открытой гранью и 4х-опорные.

Вопрос 8.

Оборудование циркуляции бурового раствора.

Циркуляционная система буровой установки предназначена для приготовления, очистки, регулирования свойств и циркуляции бурового раствора, обеспечивающего вынос выбуренной породы и подведение мощности к забойному двигателю и долоту

Основные функции, выполняемые ЦС:

• 
  транспортирование раствора от устья скважины до очистного оборудования;
  
• 
  очистка бурового раствора от частиц выбуренной породы и сброса их в амбар (или в автомобиль при безамбарном бурении);
  
• 
  дегазация бурового раствора;
  
• 
  регулирование содержания твердой фазы в буровом растворе с помощью центрифуги;
  
• 
  химическая обработка и хранение раствора;
  
• 
  подвод раствора к буровым насосам;
  
• 
  подача раствора в емкость для долива;
  
• 
  приготовление бурового раствора;
  
• 
  сбор стоков с приямков шламовых насосов;
  
• 
  сбор конденсата с паровых регистров емкостей и с отопительных агрегатов.
  

Вопрос 9.

Оборудование для спуско-подъемных операций.

Оборудование для механизации спуско-подъемных операций включает в себя: талевую систему и лебедку.

Талевая система состоит из неподвижного кронблока ,установленного в верхней части буровой вышки, талевого блока, соединенного с кронблоком талевым канатом, один конец которого крепится к барабану лебедки, а другой закреплен неподвижно, и бурового крюка.

Талевая система является полиспастом (системой блоков), который в буровой установке предназначен в основном, для уменьшения натяжения талевого каната, а также для снижения скорости движения бурильного инструмента, обсадных и бурильных труб.

Вопрос 10.

Виды скважин. Назначение.

По пространственному расположению в земной коре буровые скважины подразделяются:

• 
  Вертикальнвые;
  
• 
  Наклонные;
  
• 
  Прямолинейноискривленные;
  
• 
  Искривленные;
  
• 
  Прямолинейноискривленные (с горизонтальным участком);
  

В нефтегазовой отрасли бурят скважины следующего назначения:

1. 
   Эксплуатационные – для добычи нефти, газа и газового конденсата.
   

2. 
   Нагнетательные – для закачки в продуктивные горизонты воды (реже воздуха, газа) с целью поддержания пластового давления и продления фонтанного периода разработки месторождений, увеличения дебита эксплуатационных скважин, снабженных насосами и воздушными подъемниками.
   

3. 
   Разведочные – для выявления продуктивных горизонтов, оконтуривания, испытания и оценки их промышленного значения.
   

4. 
   Специальные - опорные, параметрические, оценочные, контрольные – для изучения геологического строения малоизвестного района, определения изменения коллекторских свойств продуктивных пластов, наблюдения за пластовым давлением и фронтом движения водонефтяного контакта, степени выработки отдельных участков пласта, термического воздействия на пласт, обеспечения внутрипластового горения, газификации нефтей, сброса сточных вод в глубокозалегающие поглощающие пласты и др.
   

5. 
   Структурно-поисковые – для уточнения положения перспективных нефте-газоносных структур по повторяющим их очертания верхним маркирующим (определяющим) горизонтам, по данным бурения мелких, менее дорогих скважин небольшого диаметра.
   

Вопрос 11.

Талевая система.

Талевая система - один из ключевых механизирующих компонентов спускоподъемных операций в ходе различных буровых работ нефтегазовой области.

Талевая система выполняет следующие важнейшие функции:

• 
  грузоношение (спуск, подъем и поддержание на весу тяжелого бурового инструмента и обсадных труб)
  
• 
  точечное физическое воздействие (создает на крюке необходимое усилие для высвобождения из скважины бурильной колонны, это особенно эффективно при аварийных ситуациях, возникающих в ходе работы с бурильной колонной)
  
• 
  механическая поддержка (удерживает бурильную колонну, опущенную в скважину)
  

Талевая система - полиспастный механизм, состоящий из трех компонентов:

• 
  кронблок
  
• 
  талевый блок
  
• 
  стальной канат
  

В разведочном бурении активно применяются следующие типы талевых систем:

• 
  талевая система с креплением свободного конца каната к основанию буровой установки
  
• 
  с креплением свободного конца каната к кронблоку
  
• 
  с креплением свободного конца каната к талевому блоку
  

Вопрос 12.

Осложнения при бурении.

При бурении и закачивании скважин наиболее характерны следующие осложнения:

• 
  обвалы, осыпи пород, проходимых скважиной;
  
• 
  поглощения бурового и цементного раствора, связанные с гидроразрывом пластов или наличием каверн, «пустот»;
  
• 
  газонефтеводопроявления,
  
• 
  прихваты бурового инструмента,
  
• 
  порывы обсадных колонн в процессе ожидания ОЗЦ из-за температурных перепадов;
  
• 
  осложнения при первичном цементировании и установке цементных мостов;
  
• 
  повышение давления при промывке скважины;
  
• 
  падение посторонних предметов в скважину.
  

Вопрос 13.

Принцип выбора плотности бурового раствора.

Плотность промывочной жидкости для бурения какого-либо интервала можно рассчитать по формулам :

или

– пластовое давление в кровле пласта с наиболее высоким давлением в рассматриваемом интервале, Па;

– глубина залегания кровли этого пласта, м;

– 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения;

= 1,04 – 1,15 – коэффициент запаса, характеризующий регламентированное « Правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности» превышение давления бурового раствора над пластовым давлением.

= (1,5-3,5)МПа – максимально допустимое превышение давления бурового раствора над пластовым давлением

Величину плотности следует вычислить по обеим приведенным формулам и из двух полученных значений принять меньшее.

Вопрос 14.

Газонефтеводопроявления.

Газонефтеводопроявления включают в себя признаки газового и жидкостного проявлений, поэтому их ликвидация представляет большую трудность. Чаще всего возникают при ремонте скважин из-за следующих причин:

• 
  недостаточной плотности раствора «вследствие ошибки при составлении плана работ или несоблюдения рекомендуемых параметров раствора текущей бригадой капитального ремонта
  
• 
  недолива скважины при спуско-подьемных операциях.
  
• 
  поглощения жидкости, находящейся в скважине.
  
• 
  глушения скважины перед началом работ неполным объемом или невыдержки рекомендуемого времени отстоя между циклами.
  
• 
  уменьшение плотности жидкости в скважине при длительных остановках за счет поступления газа из пласта.
  
• 
  нарушения технологии эксплуатации, освоения и ремонта скважин.
  
• 
  долгого простоя скважины без промывки (более 36 часов).
  
• 
  наличия в разрезе скважины газовых пластов, а также нефтяных и водяных пластов с большим количеством растворенного газа
  

В критичных случаях газонефтеводопроявления могут переходить в фонтаны вследствие следующих причин:

• 
  недостаточная обученность персонала бригад освоения, ремонта скважин и инженерно-технических работников
  
• 
  несоответствие конструкции скважины горно-геологическим условиям вскрытия пласта и требованиям Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности
  
• 
  некачественное цементирование обсадных колонн
  
• 
  отсутствие, неисправность, низкое качество монтажа противовыбросового оборудования на устье скважины
  
• 
  неправильная эксплуатация противовыбросового оборудования
  
• 
  отсутствие устройств для перекрытия канала насосно-компрессорных или бурильных труб
  

Мероприятия по предупреждению газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов при освоении и ремонте скважин должны быть скоординированы с рабочими проектами, с системами оперативного производственного контроля, с программами подготовки рабочего персонала. Должен быть составлен план ликвидации аварий.

Вопросы 15.

Аварии при бурении.

Авариями в процессе бурения называют поломки и оставление в скважине частей колонн бурильных и обсадных труб, долот, забойных двигателей, потерю подвижности (прихват) колонны труб, спущенной в скважину, падение в скважину посторонних металлических предметов. Аварии происходят главным образом в результате несоблюдения утвержденного режима бурения, неисправности бурового оборудования и бурильного инструмента и недостаточной квалификации или халатности членов буровой бригады.

Основными видами аварий являются прихваты, поломка в скважине долот и турбобуров, поломка и отвинчивание бурильных труб и падение бурильного инструмента и других предметов в скважину. Очень часто прихват инструмента в силу некачественных и несвоевременных работ по его ликвидации переходит в аварию.

В основном прихваты бурильных и обсадных колонн происходят по следующим причинам.

• 
  Вследствие перепада давлений в скважине в проницаемых пластах и непосредственного контакта некоторой части бурильных и обсадных колонн со стенками скважины в течение определенного времени.
  
• 
  При резком изменении гидравлического давления в скважине в результате выброса, водопроявления или поглощения бурового раствора.
  
• 
  Вследствие нарушения целостности ствола скважины, вызванного обвалом, вытеканием пород или же сужением ствола.
  
• 
  При образовании сальников на долоте в процессе бурения или во время спуска и подъема бурильного инструмента.
  
• 
  Вследствие заклинивания бурильной и обсадной колонн в желобах, заклинивания бурильного инструмента из-за попадания в скважину посторонних предметов, заклинивания нового долота в суженной части ствола из-за сработки по диаметру предыдущего долота.
  
• 
  В результате оседания частиц выбуренной породы или твердой фазы глинистого раствора при прекращении циркуляции бурового раствора.
  
• 
  При неполной циркуляции бурового раствора через долото за счет пропусков в соединениях бурильной колонны.
  
• 
  При преждевременном схватывании цементного раствора в кольцевом пространстве при установке цементных мостов.
  
• 
  При отключении электроэнергии или выходе из строя подъемных двигателей буровой установки.
  

Вопрос 16.

Строительство наклонно-направленных скважин.

Наклонными считаются скважины, отклонение которых от вертикали составляет: более 2º при колонковом бурении и более 6º - при глубоком бурении скважин.

Отклонение скважины от вертикали может вызываться естественными условиями или искусственно.

Естественное искривление обусловливается рядом причин (геологических, технических, технологических), зная которые, можно управлять положением скважины в пространстве.

Под искусственным искривлением понимают любое принудительное их искривление.

Рост объемов наклонно-направленного бурения скважин с углами отклонения ствола скважин от вертикали более 50° обусловили ограничения по применению традиционных методов исследований с помощью аппаратуры, спускаемой в скважину на кабеле, и вызвали необходимость разработки специальных технологий доставки скважинных приборов в интервал исследований.


Горизонтально направленное бурение является частным случаем наклонного бурения.

Наклонно направленные скважины подразделяют на одно- и многозабойные.
При многозабойном бурении из основного, вертикального или наклонного ствола проходится дополнительно один или несколько стволов.

Искусственное отклонение скважин делится на наклонное, горизонтальное бурение, многозабойное и многоствольное (кустовое) бурение.

Бурение этих скважин ускоряет освоение новых нефтяных и газовых месторождений, увеличивает нефтегазоотдачу пластов, снижает капиталовложения и уменьшает затраты дорогостоящих материалов.

Искусственное отклонение вплоть до горизонтального применяется в следующих случаях:

• 
  при вскрытии нефтяных и газовых пластов, залегающих под пологим сбросом или между 2-я параллельными сбросами;
  
• 
  при проходке стволов на нефтеносные горизонты, залегающие под соляными куполами, в связи с трудностью бурения через них;
  
• 
  при необходимости обхода зон обвалов и катастрофических поглощений промывочной жидкости;
  
• 
  горизонтальное бурение незаменимо при вскрытии продуктивных пластов, залегающих под дном океанов, морей, рек, озер, каналов и болот, под жилыми или промышленными застройками, в пределах территории населенных пунктов
  
• 
  при необходимости ухода в сторону новым стволом, если невозможно ликвидировать аварию в скважине;
  

Вопрос 17.

Бурение скважин для добычи сланцевого газа и нефти.

Бассейны сланцев содержат от сотен до тысяч миллионов кубометров газа и распространяются на сотни и тысячи квадратных километров.

Сланцы имеют очень низкую проницаемость для газа. Пространство пор в сланце, через которые газ поступает в скважину, в 1000 раз меньше, чем в песках традиционных резервуаров. Трещины, соединяющие поры (горловины пор) также очень малы, превышая размер молекулы метана всего в 20 раз.

Из-за низкой проницаемости сланцев поток газа через вертикальные скважины невелик. Эта проблема частично устраняется бурением горизонтальных скважин на расстояние до 3 км. Их направление определяется системами естественных трещин. Увеличение проницаемости сланцев достигается их расчленением, что увеличивает естественные трещины и создает новые системы трещиноватости. Применяемые для этого жидкости и газы (вода, углекислый газ, азот, пропан) закачиваются в скважину до тех пор, пока их давление не превосходит прочности породного массива. Расчленяющая жидкость (или газ) служит также, и как транспортирующее средство доставки расклинивающего агента (песка или керамических гранул), который проникает в сланцевую формацию и помогает удерживать трещины после ухода расчленяющей жидкости и снятия давления.

При добыче сланцевого газа применяются следующие действия:

— горизонтальное бурение скважин;

— изменение траектории скважины;

— гидрорасчленение газоносных пород.

При бурении скважин глубина вертикальной части скважины зависит от геологических условий месторождения. В скважине устанавливаются обсадные трубы, изолирующие ее от подземных вод, слабых зон, пересекаемых угольных пластов. В верхней части скважины до глубины 15 м устанавливается направляющая труба диаметром 61 см. Затем через нее пропускается труба диаметром 51 см, затрубное пространство которой цементируется до поверхности. Через эту трубу проходит еще одна обсадка диаметром 34 см, у которой также до поверхности цементируется затрубное пространство. Наконец, до конца вертикальной части скважины на глубине от 1500 м до более 2700 м и, при переходе в горизонтальную часть длиной от 900 м до более 3000 м, в скважине устанавливается труба диаметром 14 см.

Из-за ограниченности запасов газа в отдельных сланцевых слоях важное значение имеет технология изменения траектории скважины.

Вопрос 18.

Нагрузки, воздействующие на буровую колонну.

В связи с тем, что при проектировании и расчетах бурильной колонны практически невозможно учесть все нагрузки, рассматриваются только основные, наиболее существенные и опасные. К их числу относятся растягивающие силы, крутящий и изгибающие моменты, наружное и внутреннее избыточные давления промывочной жидкости.

Максимальная растягивающая нагрузка в колонне имеет место в верхней части, а сжимающая ‑ в нижней; максимальный крутящий момент приложен к колонне в верхней части при роторном способе бурения, и в нижней ‑ при бурении забойными двигателями. Максимальный изгибающий момент за счет потери колонной прямолинейной формы приложен в нижней части.

Однако в связи с тем, что колонна может быть составлена из бурильных труб разного диаметра с разной толщиной стенки, напряжения, возникающие в них, даже при нагрузках меньших, чем максимальные, могут превысить допустимые. Поэтому необходимо проводить расчеты напряжений для опасных сечений и сравнивать их с допустимыми для материала используемых бурильных труб.

Вопрос 19.

Турбобур. Принцип работы.

Данный гидравлический забойный двигатель представляет собой достаточно сложную и компактную конструкцию, которая обеспечивает работу добывающие установки, а именно – функционирование долота.

Сам турбобур можно разделить на следующие элементы:

• 
  турбинный вал;
  
• 
  опора осевая и радиальная;
  
• 
  статоры.
  

В основе функционирования турбобура лежит давление потока жидкости. Именно за счет неё возможно эффективное бурение. Она, под воздействием давления, проходит через все ступени турбобура, создавая рабочий реактивный момент.

Через бурильную колонну сам поток попадает на I ступень турбобура. Направление данной жидкости задается посредством статора. Именно в нем происходит формирование закрутки и достигается заданная скорость. Механическая энергия преобразуется из кинетической в роторе, и используется для непосредственного вращения вала.

Охлаждение обеспечивается за счет постоянно поступающей жидкостью, которая проходит через верхнюю часть турбобура - подпятниковые дисковые окна.

Жидкость промывочная поступает непосредственно в двигатель гидравлический, и только после этого – в нижележащую валовую полость.

Вопрос 20.

Винтовой забойный двигатель. Принцип работы.

Винтовой забойный двигатель применяется в добывающей промышленности для осуществления бурения глубоких, наклонно-направленных, горизонтальных и вертикальных скважин. Он позволяет разбуривать пробки из песка, солевых отложений, цементные мосты.

Принцип работы винтового забойного двигателя определяется особенностями конструкции. Это объемные роторные машины. Статор их двигателя с полостями примыкает к камерам низкого и высокого давления. Винт-ротор является ведущим. Через него передается крутящий момент на исполнительный механизм. Винты-замыкатели называются ведомыми элементами конструкции. Они уплотняют двигатель. При помощи замыкателей происходит предотвращение попадания жидкости из камеры с высоким давлением в отделение с низким давлением.

Жидкость циркулирует внутри конструкции через рабочие органы. Это перемещение возможно благодаря перепаду давления. При этом на роторе происходит крутящий момент. Винтовые элементы рабочих органов взаимно замыкаются. Они отделяют область высокого и низкого давления. В рабочих органах ВЗД создаются разобщенные шлюзы. Для этого число зубьев статора определяется большим на единицу, чем у ротора (внутреннего элемента). Причем отношение шагов наружных и внутренних поверхностей винта пропорционально отношению числа зубьев. Их профили характеризуются взаимоогибаемой формой. Это позволяет им находиться в непрерывном контакте на любом участке сцепления.

Вопрос 21.

Колонковое бурение.

Схема бурения скважин организуется следующим образом:

1. 
   Пробивается ход в земле на нужную глубину.
   
2. 
   Во время буровой деятельности попутно идет ведро желонка. Именно в данной желонке скапливается порода, а при достижении максимального уровня ее извлекают.
   
3. 
   После того как желонка извлечена, на ее место фиксируется сменная.
   
4. 
   При помощи молотка ведро опорожняется. Удары наносятся по нижней части методично, но не очень сильно, дабы не повредить металл. При этом из трубы извлекаются продолговатые элементы породы, которые нужно осторожно руками собирать и откладывать для дальнейшего изучения.
   
5. 
   За время опорожнения желонки ей на смену приходит новая, после чего рабочая деятельность начинается с самого начала.
   

Вопрос 22.

Оборудование для очистки бурового раствора.

При очистке бурового раствора от шлама используют комплекс разных механических устройств для многоступенчатой очистки:

• 
  вибрационные сита,
  
• 
  гидро­циклоны,
  
• 
  отделители для песка и ила
  
• 
  дегазаторы
  

На виброситах происходит механическая очистка бурового раствора от шлама. Основной технической характеристикой вибросита является пропускная способность, которая зависит от размера ячеек.

В гидроциклонах происходит вторая ступень очистки бурового раствора от песка

При повышенном содержании песка в буровом растворе происходит абразивный износ деталей бурового оборудования и инструмента, а также изменяется вязкость раствора. Поэтому буровой раствор проходит третью ступень очистки.

Газирование промывочной жидкости препятствует ведению нормального процесса бурения, поэтому дегазацию бурового раствора необходимо производить:

• 
  В результате снижения плотности бурового раствора и уменьшения гидростатического давления в скважине могут возникнуть осыпи, обвалы и проявления пластовой жидкости и газа на пласты;
  
• 
  Из-за снижения эффективной гидравлической мощности уменьшается скорость бурения;
  
• 
  Возникает опасность взрыва или отравления ядовитыми пластовыми газами (например, сероводородом).
  
• 
  Пузырьки газа препятствуют удалению шлама из раствора, поэтому оборудование для очистки работает неэффективно.