Вопросы к экзамену по дисциплине "Строительство нефтяных и газовых скважин"
 Скачать 371.21 Kb.
|
 Вопросы к экзаменупо дисциплине "Строительство нефтяных и газовых скважин"
Нефть и газ играют огромную роль в народном хозяйстве страны, растущие объемы добычи УВ в стране стали возможным благодаря высокому темпу наращиванию буровых работ. С учетом дальнейшего развития народного хоз-ва страны на длительную перспективу существует необходимость роста объемов и повышение технико-экономических показателей буровых работ, а именно: совершенствование бурового оборудования, внедрение новых технологий,.
Скважина-это круглая горная выработка, вертикальная или наклонная, сооружаемая с поверхности вглубь земли без доступа в нее человека
Глубины скважин изменяются в широких пределах : от несколько десятков до нескольких тысяч ( сейсм. и самая глубокая 12262м кольская) Ср.h развед-3000, экс 2200.Давление с глубиной , как правило , возрастает (ро*жэ*аш).Температ. верхнего слоя пород изменяется от сезона к сезону( от атмосф.t)В глубоко залег.породах t ост.постоянной, возрастает с глубиной по закону T=T0+Г(z-z0)
Горные породы-это поликристаллические тела, состоящие из минералов, имеющ один.физ и хим. Свойства и состав. Св-ва: свойства, к-е опр. поведение горных пород и минералов в процессе деформации ( обр и необратимая деформ.)
по назначению:
по характеру воздействия на горную породу: - дробяще-скалывающего действия (шарошечные); - режуще-скалывающего действия (лопастные, PDC, ДАП); - режуще- истирающего действия (алмазные, ИСМ).
Данный вид представлен лопастными долотами, лопастными долотами ИСМ, долотами и головками со вставками твердого сплава, оснащеными пластинами поликристаллических алмазов. Состоят из стального корпуса, к кот-ым приварены лопасти. Они служат для разрушения горных пород резанием и скалыванием. Под действием осевой нагрузки лопасти долота внедряются в горную породу, а под действием вращающего момента срезают или скалывают ее. Буровой раствор для очистки забоя от выбуренной породы подается через промывочные отверстия, которые могут оснащаться сменными минералокерамическими соплами (насадками), позволяющими сформировать высокоскоростные струи раствора ( >80 м/с). При такой скорости бурового раствора из насадок долота улучшается очистка забоя и облегчается разрушение горной породы. Лопастные долота эффективно применяются при бурении в мягких высокопластичных породах при малых скоростях вращения (роторное бурение). Скорость износа элементов лопастного долота заметно возрастает с увеличением абразивности горных пород и ухудшением качества очистки забоя.
Шарошечное долото: 1 - корпус с резьбовой головкой; 2 – лапа с опорой; 3 – шарошка. Различают : 1,2,3 шарошечные долота( 90%).Предсталвялет собой механиз с рабочим органом в виде шарошки. Долота изготавливаются с одним центр. Отверствием или 3 боковыми, расположенными между шарошками и имеющими внутри струйные насадки из минералокеремического сплава. Принцип действия : при вращении долота под нагрузкой, создаваемой УБТ, установленными над долотом, шарошки, перекатываюясь по забою с зуба на зуб совершают сложное вращательное движение вокруг осей и оси долота При этом зубцы шарошек наносят удары по породе, дробя ее, и скалывая при повороте вокруг оси долота.
Долота : 1,2,3 классов Трехшарошечное долото состоит из 3 секций – лап, сваренных между собой сварным швом по всему контуру сопрягаемых поверхностей, образуя единый корпус. Долота изготовляются с одним центральным отверстием или тремя боковыми, расположенными между шарошками и имеющими внутри струйные насадки. В зависимости от направления потока бурового раствора долота подразделяются на долота с центральной промывкой или продувкой и с боковой промывкой или продувкой. Ц – с центральной промывкой; Г – с боковой гидромониторной промывкой (со струйными насадками); П – с центральной продувкой; ПГ – с боковой продувкой; В – на подшипниках качения (высокооборотные долота); Н – на одном подшипнике скольжения (остальные качения); А – на двух и более подшипниках скольжения; У – с герметизированной опорой.Любые породы, в отличие от алмазных
Данный вид представлен алмазными долотами и долотами ИСМ, конструкция рабочей части которых близка к алмазным. Алмазные долота предназначены для бурения вертикальных и наклонно-направленных скважин при прохождении песчаников, доломитов, известняков и других пород, в которых эффективность применения шарошечных долот резко снижается. Правильное применение алмазных долот обеспечивает: высокие рейсовые скорости бурения; сокращение числа спускоподъемных операций; экономию средств; снижение кривизны при проводке вертикальных скважин. При бурении алмазными долотами разрушение горной породы происходит путем резания и истирания ее породоразрушающими элементами долота, находящимися под воздействием осевой нагрузки и крутящего момента. Алмазное долото состоит из стального корпуса с присоединительной резьбой и матрицы, изготавливаемой из композиционного материала, основным износостойким компонентом которого являются зерна карбида вольфрама. В матрице размещаются природные или синтетические алмазы. По размещению алмазов различают две разновидности долот: однослойную и многослойную, т.е. с импрегнированными алмазами.
Классификация: - по форме рабочей поверхности (радиальные, ступенчатые, спиральные); - по происхождению алмазов (природные и синтетические);
Алмазные долото: 1 – корпус, 2 –матрица; 3- алмазные зерна. При изготовление однослойных долот относительно крупные алмазы укладывается в один слой в графитовую пресс-форму. Пресс-форма заполняется шихтой и последняя прессуется при давлении 100Мпа. Затем пресс-форма помещается в электропечь, где шихта спекается при t 1200-1300 C. При получении многослойных долот мелкие алмазы равномерно перемешиваются с частицами карбида вольфрама и другими компонентами матрицы перед ее спеканием.
В процессе бурения алмазы разрушаются при их взаимодействии с окременелыми, трещиноватыми породами, кусками металла и крепкой породы на забое. Поэтому перед спуском алмазного долота в скважину забой скважины очищают от крупного шлама и Ме осколков, спуская спецю Мешламоуловитель. Иногда для очистки забоя от Ме применяют магнитный фрезер.
Долота ИСМ были разработаны Украинским Институтом сверхтвердых материалов на базе сверхтвердого материала, обладающего высокой износостойкостью – славутич. По типу долота ИСМ подразделяются на: - цельнокованные с последующим фрезерованием лопастей - с приваренными лопастями Долота ИСМ обладают высокой износостойкостью, меньшей стоимостью по сравнению с алмазными, большей проходимостью. Существует несколько модификаций по типу промывки: - с комбинированной промывкой (боковые+центральное сопла) - с обычной провывкой (центральное сопло) По типу профилей зубков долота ИСМ различаются: - полусферический - клиновой - плоский Одной из разновидностей лопастных долот является долото PDC, резцы которого оснащены пластинами поликристаллических алмазов. Эти долота могут применяться при роторном способе бурения и с забойными двигателями в мягких и средних породах. Показатели работ долот могут достигать величин, значительно превышающих показатели серийных шарошечных долот. Средняя проходка на долото PDC при бурении мягких и средних горных пород на глубинах 2800-5200 м составляет 300-800м при средней механической скорости 6-10 м/ч. Максимальная проходка на долото PDC превысила 3000 м. Буровые долота PDC имеют следующие основные преимущества:
Несмотря на то, что стоимость таких долот в 10 раз выше, чем шарошечных, их применение в глубоких скважинах оправдывается значительным сокращением времени на СПО.
Керноприемное устро-во- инструмент, обеспечивающий прием, отрыв от массива горной породы и сохранение керна в процессе бурения и транспортировке по скважине
Ударное- вращательное роторное - гидравлическое забойные двигатели( турбобуры),многоступенчатые
Вращательный способ : под действием осевой нагрузки(УБТ) на долото и крутящего момента( движение Ротора или гидравлическая энергия бур.раствора) замкнутая циркуляция бурового раствора.Вращательное бурение более производительное
Ударно-канатный – долота подвешенные на кабеле.при низком пластовом давлении , низкие коммерческие скорости.
Мощность от двигателей передается через лебедку к ротору- спец. вращательный механизм. Ротор обеспечивает вращение бурильной колонны, поступательно перемещающейся вниз вдоль вертикальной оси .Два канала передача энергии мех. Гидравлический-от насосов= большая энергия. Минусы- холостое вращение, большая сила трения.
Вращение долоту передается от вала турбобура.Турбобур преобразует гидравлич. Энергию потока бур. раствора в механ. Вращению долота.Бур колонна не вращается что уменьшает износ в результате трения.перетекая из ступени в ступень, поток жидкости отдает часть своей энергии и т.д.
ВЗД по принципу действия относится к объемным гидромашинами винтового типа.бур.раствор может пройти к долоту только в том случае, если ротор поворачивается относительно статора, обкатываясь под действием неуравновешенных гидравлических масс. Область применения глубокие интервалы скважин с получением больших проходок на долото, бурение твердых пород, ННБ., минусы изнашиваемость статора,не работает при больших температурах.ВЗД является объемным мотором. Буровой раствор высокого давления через бурильную трубу входит в винтовый забойный двигатель, гидравлическая энергия преобразовывается в механическую энергию, ротор приводит главный вал и долото во вращение, действует долото, осуществляется цель бурения.
Забойный двигатель, приводимый в действией электрической энергией.бурение в осложненных условиях, ННС,плюсы: постянство частоты вращения , автоматизация процесса бурения, легкость контроля, невысокие перепады давления., короткий срок работы( необходим ремонт), необходимость в энергии( сеть), ремонтная база, дорого.
непрерывная многозвенная система инструментов между вертлюгом на поверхности и долотом на забое скважины. Иногда в состав бурильной колонны включают также долото и забойный двигатель и выделяют колонну бурильных труб как часть бурильной колонны. Назначение: передача вращению от ротора к долоту, создание нагрузки на долото, подвод промывочной жидкости, проведение СПО. |