• Przygotowanie do procesu
• Prace wstępne
• Ukończenie
• Powstające komplikacje
• Metody wiercenia

Wiercenie to procedura kruszenia skał za pomocą specjalnego sprzętu wiertniczego. Wiercenie, podobnie jak wiele innych technologii, ma kilka kierunków.

Proces wiercenia polega na kruszeniu skał za pomocą sprzętu wiertniczego, w wyniku czego powstaje studnia.

Kierunki te zależą od położenia formacji skalnej:

• pionowy;
• ukośnie skierowany;
• poziomy.

Proces układania kierunkowego cylindrycznego wału w ziemi nazywa się wierceniem. Następnie kanał ten nazywa się studnią. Średnica powinna być mniejsza niż długość. Głowica (początek) znajduje się na powierzchni. Odwiert i odwiert nazywane są odpowiednio dnem i ścianami odwiertu.

Przygotowanie do procesu

Podczas wiercenia studni najpierw:

Proces wiercenia jest niemożliwy bez specjalnego sprzętu wiertniczego.

1. Sprzęt wiertniczy jest dostarczany na miejsce wiercenia.
2. Następnie rozpoczyna się proces wiercenia. Polega na pogłębianiu odwiertu poprzez płukanie i wiercenie.
3. Aby uniknąć zawalenia się ścian studni, przeprowadza się oddzielenie warstw - prace nad wzmocnieniem warstw ziemi. Aby to zrobić, rury są opuszczane w wywierconą ziemię i układane, które są połączone w kolumny. Następnie cała przestrzeń pomiędzy rurami a gruntem jest zacementowana (zatkana).
4. Ostatnim etapem pracy jest rozwój studni. Obejmuje otwarcie ostatniej warstwy, montaż strefy dennej, a także stymulację perforacji i odpływu.

Aby rozpocząć wiercenie od początku, konieczne jest przeprowadzenie prac przygotowawczych.

Najpierw sporządzane są dokumenty pozwalające na wycięcie i wykarczowanie lasu, ale na to trzeba uzyskać zgodę leśnictwa. Podczas przygotowywania terenu do wiercenia wykonywane są następujące prace:

Zanim zaczniesz wiercić studnie, musisz oczyścić teren z drzew.

• podział stref na odcinki według współrzędnych;
• ścinanie drzew;
• układ;
• budowa obozu robotniczego;
• przygotowanie podłoża do wiercenia;
• przygotowanie i oznakowanie terenu;
• montaż fundamentów pod zbiorniki na magazynie paliw i smarów;
• poszycie magazynowe, przygotowanie sprzętu.

Kolejnym etapem prac jest przygotowanie osprzętu olinowania. Dla tego:

• dokonać instalacji sprzętu;
• instalacja linii;
• montaż podkonstrukcji, podstaw i bloków;
• instalacja i podnoszenie wieży;
• prace rozruchowe.

Powrót do indeksu

Prace wstępne

Po zainstalowaniu wiertarki przyjeżdża specjalna komisja, która sprawdza sprzęt, maszyny i jakość pracy.

Kiedy wiertnica jest gotowy, prace zaczynają się przygotowywać do wiercenia. Po zamontowaniu wiertarki i zakończeniu budowy konstrukcji, wiertarka jest sprawdzana przez specjalną komisję. Brygadzista zespołu wiertniczego, przyjmując zlecenie, wraz z nim monitoruje jakość pracy, sprawdza sprzęt i wdrażanie ochrony pracy.

Np. zgodnie ze sposobem wykonania oprawy muszą być w obudowie przeciwwybuchowej, w całej kopalni musi być rozprowadzone oświetlenie awaryjne na 12 V. Wszelkie uwagi zgłoszone przez komisję należy uwzględnić przed rozpoczęciem prac wiertniczych.

Przed rozpoczęciem wiercenia sprzęt wyposażony jest w odpowiedni osprzęt: otwór kwadratowy, rury wiertnicze, dłuto, małogabarytowe urządzenia mechanizacyjne, rury osłonowe na przewód, oprzyrządowanie, wodę itp.

Wiertnia powinna posiadać domy mieszkalne, altanę, stołówkę, łaźnię do suszenia rzeczy, laboratorium do analizy roztworów, sprzęt do gaszenia pożarów, narzędzia pomocnicze i robocze, plakaty bezpieczeństwa, apteczki i leki, magazyn do wiercenia sprzęt, woda.

Po zamontowaniu wieży wiertniczej rozpoczyna się szereg prac związanych z doposażeniem układu jezdnego, podczas których instalowany jest sprzęt i testowana jest mechanizacja małej skali. Technologia wiercenia zaczyna się od montażu masztu. Jego kierunek musi być ustawiony dokładnie w środku osi wieży.

Po wycentrowaniu wieży wykonywane jest wiercenie pod kierunkiem. Jest to obniżenie rury w celu wzmocnienia studni i wypełnienie jej górnego końca, które powinno pokrywać się z rynną, cementem. Po ustaleniu kierunku w procesie wiercenia studni, ponownie sprawdzane jest ustawienie osi wirnika i żurawia.

W centrum studni wierci się pod otworem na kwadrat i przy tym są one obudowane rurą. Wiercenie otworu wiertniczego wykonuje się za pomocą turbowiertarki, która jest przytrzymywana liną konopną, aby zapobiec zbyt szybkiemu obracaniu się. Z jednej strony jest przymocowany do nogi wieży, a z drugiej trzymany w rękach przez klocek.

Powrót do indeksu

Ukończenie

Po pracach przygotowawczych, na 2 dni przed uruchomieniem platformy wiertniczej, organizowana jest konferencja, w której uczestniczy cała administracja (główny inżynier, technolog, główny geolog itp.). Konferencja omawia:

Schemat budowy skał geologicznych w miejscu odkrycia ropy naftowej: 1 – gliny, 2 – piaskowce nasycone wodą, 3 – złoże ropy naftowej.

• dobrze struktura;
• budowa skał w miejscu sekcji geologicznej;
• komplikacje, które mogą powstać podczas procesu wiercenia itp.;
• następnie rozważ mapę normatywną;
• omówiono prace nad bezproblemowym i szybkim okablowaniem.

Proces wiercenia można rozpocząć po wykonaniu następujących dokumentów:

• porządek geologiczny i techniczny;
• pozwolenie na uruchomienie platformy wiertniczej;
• mapa regulacyjna;
• dziennik zmian;
• magazynek na płyny wiertnicze;
• dziennik ochrony pracy;
• rozliczanie silników wysokoprężnych.

Na wiertnicy można stosować następujące rodzaje mechanizmów i materiałów:

• cementowanie sprzętu;
• plakaty z napisami o bezpieczeństwie i ochronie pracy;
• sprzęt do pozyskiwania drewna;
• woda pitna i techniczna;
• lądowisko dla helikopterów;
• zaprawy cementowe i wiercenie;
• odczynniki chemiczne;
• rury osłonowe i rury wiertnicze.

Wiercenie studni to metoda rozcinania skały, w której powstaje kopalnia. Takie kopalnie (studnie) są badane na obecność ropy i gazu. W tym celu odwiert jest perforowany, aby wywołać przepływ ropy lub gazu z horyzontu produkcyjnego. Następnie sprzęt wiertniczy i wszystkie wieże są demontowane. Na studni zainstalowana jest pieczęć wskazująca nazwę i datę wiercenia. Następnie śmieci są niszczone, wszystkie stodoły są zakopywane, a złom jest usuwany.

Zwykle na początku maksymalna średnica studni nie przekracza 900 mm. W końcu rzadko osiąga 165 mm. Proces wiercenia składa się z kilku procesów, podczas których odbywa się budowa odwiertu:

• proces pogłębiania dna studni poprzez barwienie skał narzędziem wiertniczym;
• usuwanie pokruszonej skały z szybu;
• mocowanie odwiertu;
• prowadzenie prac geologiczno-geofizycznych nad badaniem skały uskokowej i odkryciem horyzontów produkcyjnych;
• głębokość zejścia i cementowania.

W zależności od głębokości studni istnieją następujące typy:

• płytko – 1500 m głębokości;
• średni - do 4500 m głębokości;
• głęboki - 6000 m;
• ultragłęboki - ponad 6000 m.

Proces wiercenia polega na kruszeniu skał za pomocą wierteł. Połamane części tej skały są czyszczone przez strumień roztworu myjącego (płynnego). Głębokość studni wzrasta w procesie niszczenia odwiertu na całym obszarze.

Powrót do indeksu

Powstające komplikacje

Zawalenie się ścian otworu wiertniczego może nastąpić z powodu niestabilnej struktury skały.

W trakcie wiercenia studni mogą pojawić się pewne komplikacje. To może być:

• zawalenia się ścian kopalni;
• wchłanianie płynu myjącego;
• Wypadki;
• niedokładne wiercenie otworów wiertniczych itp.

Upadki mogą wystąpić z powodu niestabilnej struktury skały. Mogą służyć jako znak;

• wysokie ciśnienie krwi;
• zbyt wysoka lepkość płynu do płukania;
• za dużo gruzu podczas mycia kopalni.

Absorpcja roztworu płuczącego następuje dzięki temu, że roztwór wlany do kopalni jest całkowicie zassany do formacji. Zwykle dzieje się tak, gdy zbiorniki mają strukturę porowatą lub wysoką przepuszczalność.

Wiercenie to proces, w którym obracający się pocisk jest sprowadzany na dno, a następnie ponownie podnoszony. W tym przypadku studnie są wiercone do podłoża skalnego, przecinając 0,5-1,5 m. Następnie rura jest opuszczana do głowicy odwiertu, aby zapobiec erozji i zapewnić, że płyn płuczący opuszczający studnię dostanie się do rynny.

Prędkość obrotowa przewodu wiertniczego i wrzeciona zależy od właściwości fizyczne skały, średnica i rodzaj wiertła. Prędkość obrotowa jest kontrolowana przez regulator posuwu, który tworzy pożądane obciążenie korony. Jednocześnie wywiera pewien nacisk na frezy pocisku i ściany twarzy.

Zanim zaczniesz wiercić studnię, musisz sporządzić jej rysunek projektowy, który wskazuje:

• właściwości fizyczne skał: ich twardość, stabilność i nasycenie wodą;
• głębokość i nachylenie studni;
• ostateczna średnica studni, na którą ma wpływ twardość skał;
• metody wiercenia.

Opracowanie projektu studni rozpoczyna się od wyboru jego głębokości, średnicy na końcu wiercenia, kątów wiercenia i konstrukcji.

Głębokość odwiertów mapujących zależy od analizy geologicznej, po której następuje jej mapowanie.

Ważne jest, aby pamiętać, że wiercenie w poszukiwaniu ropy i studnie gazowe można przeprowadzić tylko przy najściślejszym przestrzeganiu wszystkich zasad i wymagań. I wcale nie jest to zaskakujące, ponieważ trzeba pracować z dość niebezpiecznym i wrażliwym materiałem, którego wydobycie i tak wymaga kompetentnego podejścia. Aby zrozumieć wszystkie aspekty pracy z takimi, należy przede wszystkim wziąć pod uwagę wszystkie podstawy tej sprawy i jej elementów.

Tak więc studnia nazywana jest wyrobiskiem górniczym, która powstaje bez konieczności dostępu do wnętrza człowieka i ma kształt cylindryczny - jej długość jest wielokrotnie większa niż średnica. Początek studni nazywa się ujściem, powierzchnia cylindrycznej kolumny nazywa się pniem lub ścianą, a dno obiektu nazywa się dnem. Długość obiektu mierzy się od ust do dna, natomiast głębokość mierzy się rzutem osi na pion. Średnica początkowa takiego przedmiotu maksymalnie nie przekracza 900 mm, natomiast średnica końcowa w rzadkich przypadkach jest mniejsza niż 165 mm – to specyfika procesu, który nazywamy wiercenie szybów naftowych i gazowych i jego funkcje.

Cechy wiercenia szybów naftowych i gazowych

Tworzenie odwiertów jako odrębny proces polega głównie na wierceniu, a to z kolei opiera się na następujących operacjach:

• Proces pogłębiania podczas niszczenia skał narzędziem wiertniczym,


• Usuwanie pokruszonej skały ze studni,


• Wzmocnienie szybu strunami obudowy w miarę pogłębiania się kopalni,


• Wykonywanie prac geologicznych i geofizycznych w celu poszukiwania horyzontów produkcyjnych,


• Cementowanie sznurka produkcyjnego.

Klasyfikacja odwiertów naftowych i gazowych

Wiadomo, że niezbędne materiały, które planuje się wydobywać, mogą występować na różnych głębokościach. A zatem wiercenie można wykonywać również na różnych głębokościach, a jednocześnie, jeśli mówimy o głębokości do 1500 metrów, wiercenie uważa się za płytkie, do 4500 - średnie, do 6000 - głębokie. Do tej pory wiercenie odwiertów naftowych i gazowych odbywa się na bardzo głębokich horyzontach, głębszych niż 6000 metrów - pod tym względem odwiert Kola jest bardzo orientacyjny, którego głębokość wynosi 12650 metrów. Jeśli rozważymy metody wiercenia, skupiając się na metodzie niszczenia skał, to tutaj jako przykład możemy przytoczyć metody mechaniczne, np. rotacyjne, które są realizowane za pomocą wiertarki elektrycznej i silników wiertniczych typu śrubowego. Istnieją również metody perkusyjne. Wykorzystują również metody niemechaniczne, między innymi elektropulsowe, wybuchowe, elektryczne, hydrauliczne i inne. Wszystkie z nich nie są szeroko stosowane.

Działa podczas wiercenia w poszukiwaniu ropy lub gazu

W wersja klasyczna podczas wiercenia w poszukiwaniu ropy lub gazu do kruszenia skały używa się wierteł, a płyn do płukania stale czyści otwór dna. W rzadkich przypadkach do oczyszczania stosuje się odczynnik roboczy typu gazowego. Wiercenie w każdym przypadku odbywa się w pionie, pochylone wiercenie stosuje się tylko wtedy, gdy jest to konieczne, stosuje się również wiercenie klastrowe, kierunkowe, dwustronne lub wielostronne. Pogłębianie studni odbywa się z próbkowaniem rdzenia lub bez, pierwsza opcja jest stosowana podczas pracy na obrzeżach, a druga - na całym obszarze. Jeśli rdzeń jest pobierany, jest badany pod kątem przepuszczonych warstw skalnych, okresowo unosząc go na powierzchnię.

Wiercenie w poszukiwaniu ropy i gazu odbywa się dziś zarówno na lądzie, jak i na morzu, a takie prace są wykonywane przy użyciu specjalnych platform wiertniczych, które zapewniają wiercenie obrotowe za pomocą specjalistycznych rur wiertniczych, które są łączone za pomocą połączeń gwintowanych typu „kielich-zamek”. Czasami stosuje się również ciągłe elastyczne rury, które są nawinięte na bębny i mogą mieć długość około 5 tysięcy metrów lub więcej. Takich prac nie można więc nazwać prostymi – są one bardzo specyficzne i złożone, a szczególny nacisk należy tu położyć na nowe technologie, których badanie może być trudnym zadaniem nawet dla profesjonalistów z tej branży.

Nowe technologie wiercenia szybów naftowych i gazowych na wystawie Neftegaz

Dzielenie się informacjami i poznawanie innowacji może zapewnić optymalny postęp, dlatego takiej potrzeby po prostu nie można pominąć. Jeśli zdecydujesz się połączyć nowoczesne osiągnięcia i zanurzyć się w środowisku zawodowym, w tym celu organizowane są profesjonalne wydarzenia i zdecydowanie powinieneś wziąć udział w jednym z nich. Mówimy o wystawach, które corocznie odbywają się na terenie Targów Expocentre i gromadzą setki i tysiące specjalistów w tej dziedzinie podczas dni otwarcia. Tutaj możesz łatwo uzyskać dostęp do nowych rozwiązań, studiować zaawansowane technologie, a jednocześnie pozyskiwać przydatne kontakty w wymaganej liczbie, znajdować klientów i partnerów. Takich okazji nie można przegapić, ponieważ nie pojawiają się one zbyt często i mogą mieć duże znaczenie, jeśli zostaną wykonane prawidłowo!

Przeczytaj nasze inne artykuły.

I jak dużo
czy powinienem napisać twoją pracę?

Rodzaj pracy Praca dyplomowa (licencjat / specjalista) Zajęcia z praktyką Teoria kursu Streszczenie Zadania egzaminacyjne Esej Praca atestacyjna (VAR / VKR) Biznesplan Pytania egzaminacyjne Dyplom MBA Praca dyplomowa (uczelnia / technikum) Inne Studia przypadków Praca laboratoryjna, RGR Dyplom magisterski On pomoc on-line Raport z praktyki Szukaj informacji Prezentacja PowerPoint Esej na studia podyplomowe Materiały towarzyszące do dyplomu Artykuł Test Część pracy Rysunki Termin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Zmiany styczeń luty marzec kwiecień maj czerwiec lipiec sierpień wrzesień październik listopad grudzień Cena £

Wraz z kosztorysem otrzymasz gratis
PREMIA: specjalny dostęp do płatnej bazy prac!

i zdobądź bonus

Dziękuję, wysłano do Ciebie e-mail. Sprawdź pocztę.

Jeśli nie otrzymasz listu w ciągu 5 minut, adres może być błędny.

FEDERALNA AGENCJA EDUKACJI

GOUVPO "UCZELNIA PAŃSTWOWA UDMURT"

Katedra Ekonomii, Gospodarki Przemysłem Naftowym i Gazowniczym

Kurs pracy

Na temat „Wiercenie szybów naftowych i gazowych”

Szef Borkhovich S. Yu.

Pytania do testu

1. Metody wiercenia studni

1.1 Wiercenie udarowe

1.2 Wiercenie obrotowe

2. Wiertarka. Główne elementy. Rozkład obciążenia na długości przewodu wiertniczego

2.2 Skład struny wiertniczej

3. Powołanie płynów wiertniczych. Wymagania technologiczne i ograniczenia dotyczące właściwości płynów wiertniczych

3.1 Funkcje błota

3.2 Wymagania dotyczące płynu wiertniczego

4. Czynniki wpływające na jakość cementowania studni

5. Rodzaje wierteł i ich przeznaczenie

5.1 Rodzaje wierteł pełnych

Wiertła rolkowe

5.3 Bity łopatkowe

5.4 Frezy

5,5 bitów ISM

Literatura

Pytania do testu

Metody wiercenia studni

Kolumna wiertnicza. Główne elementy. Rozkład obciążenia na długości przewodu wiertniczego

Powołanie płynów wiertniczych. Wymagania technologiczne i ograniczenia dotyczące właściwości płynów wiertniczych

Czynniki wpływające na jakość cementowania studni

Rodzaje wierteł i ich przeznaczenie

1 . Metody wiercenia studni

Istnieją różne sposoby wiercenia, ale wiercenie mechaniczne otrzymało dystrybucję przemysłową. Jest podzielony na szok i rotację.

1.1 Wiercenie udarowe

Podczas wiercenia udarowego narzędzie do wiercenia zawiera: wiertło (1); drążki uderzeniowe (2); blokada liny (3); Maszt (12) jest zainstalowany na powierzchni; blok (5); wyważarka rolkowa (7); rolka pomocnicza (8); bęben wiertnicy (11); lina (4); koła zębate (10); korbowód (9); rama równoważąca (6). Kiedy koła zębate obracają się, wykonując ruchy, podnosząc i opuszczając ramę równoważącą. Gdy rama jest opuszczona, rolka ciągnąca podnosi narzędzie wiertnicze nad dno studni. Gdy rama jest podniesiona, lina zostaje zwolniona, dłuto wpada w twarz, niszcząc w ten sposób skałę. Aby zapobiec zawaleniu się ścian studni, sznurek obudowy. Ta metoda wiercenia ma zastosowanie na płytkich głębokościach podczas wiercenia studni wodnych. W chwili obecnej nie stosuje się metody udarowej do wiercenia studni.

1.2 Wiercenie obrotowe

Wiercenie obrotowe. Odwierty naftowe i gazowe wiercone są metodą wiercenia obrotowego. Przy takim wierceniu zniszczenie skały następuje z powodu obrotu wiertła. Obrót świdra jest powodowany przez wirnik umieszczony w głowicy odwiertu w ciągu przewodu wiertniczego. Nazywa się to metodą rotacyjną. Ponadto moment obrotowy jest czasami tworzony za pomocą silnika (turbodrill, wiertarka elektryczna, silnik do wiercenia wgłębnego), wtedy ta metoda będzie nazywana wierceniem za pomocą silnika wgłębnego.

Turbodrill to turbina hydrauliczna napędzana płynem wiertniczym pompowanym do odwiertu przez pompy.

Wiertarka elektryczna to silnik elektryczny, do którego doprowadzany jest prąd elektryczny, jest do niej dostarczany kablem z powierzchni. Wiercenie studni odbywa się za pomocą wiertnicy.

1-dłuto; 2 - prawie bitowy kołnierz wiertła; 3,8 - podrzędny; 4 - centralizator; 5 - sub rękaw; 6,7 - kołnierze wiertnicze 9 - pierścień zabezpieczający; 10 - rury wiertnicze; 11 - podrzędny bezpieczeństwa; 12.23 - podpory prętowe, dolne i górne; 13 - prowadząca rura; 14 - reduktor; 15 - wciągarka 16 - obrotowa sub; 17 - hak; 18 - blok korony; 19 - wieża; 20 - blok jezdny; 21 - obrotowy; 22 - wąż; 24 - pion; 25 - wirnik; 26 - separator osadu; 27 - pompa błotna

Zniszczenie odbywa się za pomocą wiertła opuszczonego na rurach wiertniczych na dno. Ruch obrotowy jest nadawany za pomocą silnika wgłębnego przez przewód żerdzi wiertniczej. Po opuszczeniu rur wiertniczych za pomocą wiertła, w otwór wału wirnika wkładane są dwie wkładki, a do ich wnętrza wkładane są dwa zaciski, które tworzą otwór o przekroju kwadratowym. W otworze tym znajduje się również rura prowadząca, również o przekroju kwadratowym. Odbiera moment obrotowy ze stołu wirnika i porusza się swobodnie wzdłuż osi wirnika. Wszystkie operacje wyzwalania i utrzymywania ciężaru ciągu rury wiertniczej są wykonywane przez mechanizm podnoszący.

2 Wiertarka. Główne elementy. Rozkład obciążenia na długości przewodu wiertniczego

2.1 Cel przewodu wiertniczego

Przewód wiertniczy jest łącznikiem pomiędzy sprzętem wiertniczym znajdującym się na powierzchni dziennej, a narzędziem wiertniczym (wiertło, próbnik formacji, narzędzie wędkarskie itp.) używanym w danym czasie do wykonania dowolnej operacji technologicznej w odwiercie.

Funkcje pełnione przez przewód wiertniczy są zdeterminowane pracami wykonywanymi w odwiercie. Najważniejsze z nich są następujące.

W procesie wiercenia mechanicznego przewód wiertniczy:

jest kanałem doprowadzającym na dno energię niezbędną do obrotu wiertła: mechanicznego - podczas wiercenia obrotowego; hydrauliczne – przy wierceniu za pomocą hydraulicznych silników wiertniczych (turbodrill, śrubowy silnik wiertniczy); elektryczny - podczas wiercenia wiertarkami elektrycznymi (poprzez kabel umieszczony wewnątrz rur);

odbiera i przekazuje do ścian studni (przy małej głębokości prądu studni również do wirnika) reaktywny moment obrotowy podczas wiercenia za pomocą silników wiertniczych;

jest kanałem do realizacji okrężnego obiegu czynnika roboczego (ciecz, mieszanina gaz-ciecz, gaz); zwykle czynnik roboczy przemieszcza się w dół do dolnego otworu przez przestrzeń rurową, wychwytuje zniszczoną skałę (szlam), a następnie przemieszcza się w górę przez pierścień do głowicy (płukanie bezpośrednie);

służy do wytworzenia (wagą dolnej części struny) lub przeniesienia (z wymuszonym posuwem narzędzia) obciążenia osiowego na świder, jednocześnie pochłaniając obciążenia dynamiczne z wiertła roboczego, częściowo gasząc i odbijając je z powrotem na świder i częściowo przechodząc je wyżej;

może służyć jako kanał komunikacyjny do odbierania informacji z odwiertu lub przesyłania działania sterującego do narzędzia wiertniczego.

Podczas operacji wyzwalania przewód wiertniczy służy do opuszczania i podnoszenia świdra, silników wiertniczych, różnych zespołów wiertniczych;

do przejścia oprzyrządowania wiertniczego;

do opracowywania odwiertu, wykonywania płukań pośrednich z

do usuwania korków szlamowych itp.

Przy eliminowaniu komplikacji i wypadków, a także prowadzeniu badań w odwiercie i testowaniu formacji, przewód wiertniczy służy:

do wtryskiwania i wdmuchiwania materiałów zatykających do formacji;

do opuszczania i ustawiania pakerów w celu prowadzenia badań hydrodynamicznych formacji poprzez odciąganie lub wstrzykiwanie płynu;

do zejścia i montażu barier w celu odizolowania stref absorpcyjnych,

wzmacnianie obszarów zsypów lub zawaleń, montaż mostów cementowych itp.;

do opuszczania narzędzia wędkarskiego i pracy z nim.

Podczas wiercenia z rdzeniem (próbka skalna) za pomocą wyjmowanej rdzeniówki, przewód wiertniczy służy jako kanał, przez który opuszcza się i podnosi rdzeniówkę.

2.2 Skład struny wiertniczej

Przewód wiertniczy (z wyjątkiem ostatnio wprowadzonych rur ciągłych) składa się z rur wiertniczych z połączeniem gwintowanym. Łączenie rur ze sobą odbywa się zwykle za pomocą specjalnych elementów łączących - złączy wiertniczych, chociaż można również stosować beznarzędziowe rury wiertnicze. Przy podnoszeniu przewodu wiertniczego (w celu wymiany zużytego wiertła lub przy innych operacjach technologicznych) przewód wiertniczy jest każdorazowo demontowany na krótsze ogniwa, które montuje się wewnątrz żurawia na specjalnej platformie - świeczniku lub (w rzadkich przypadkach ) na stojakach poza bomem, a schodząc ponownie zbiera się w długą kolumnę.

Montaż i demontaż przewodu wiertniczego wraz z jego demontażem na oddzielne (pojedyncze) rury byłby niewygodny i nieracjonalny. W związku z tym poszczególne rury są wstępnie (przy budowie narzędzia) montowane w tzw. stojaki wiertnicze, które nie są dalej demontowane (w trakcie wiercenia tym ciągiem wiertniczym).

Stanowisko o długości 24-26 m (przy głębokości wiercenia 5000 m lub większej można zastosować statywy wiertnicze o długości 36-38 m z wiertnicą o wysokości 53-64 m) składa się z dwóch, trzy lub cztery rury przy zastosowaniu rur o długości odpowiednio 12,8 i m W tym drugim przypadku dla wygody dwie 6-metrowe rury łączy się wstępnie za pomocą złączki w dwururowy (kolano), który nie jest dalej demontowany.

Jako część przewodu wiertniczego bezpośrednio nad świdrem lub nad silnikiem wiertniczym zawsze dostarczane są kołnierze wiertnicze (DC), które dzięki wielokrotnie większej masie i sztywności niż konwencjonalne rury wiertnicze pozwalają na wytworzenie niezbędnego obciążenia wiertła i zapewniają wystarczającą sztywność dna narzędzia podczas unikania jego wzdłużnego zginania i niekontrolowanej krzywizny odwiertu. Kołnierze wiertnicze służą również do kontroli drgań dna przewodu wiertniczego w połączeniu z innymi jego elementami.

W skład przewodu wiertniczego zwykle wchodzą centralizatory, kalibratory, stabilizatory, filtry, często - metalowe osadniki, zawory zwrotne, czasami - specjalne mechanizmy i urządzenia, takie jak rozwiertaki, koła zamachowe, mechanizmy posuwu wgłębnego, falowody, rezonatory, amortyzatory wzdłużne i drgania skrętne, pierścienie bieżnika o odpowiednim przeznaczeniu.

Aby kontrolować krzywiznę odwiertu w danym kierunku lub przeciwnie, aby wyprostować już odchylony odwiert, w przewodzie wiertniczym znajdują się deflektory oraz specjalne, często dość skomplikowane układy dolnej części przewodu wiertniczego aby utrzymać prosty kierunek odwiertu.

3. Powołanie płynów wiertniczych. Wymagania technologiczne i ograniczenia dotyczące właściwości płynów wiertniczych

3.1 Funkcje płuczka wiertnicza

Rozwiązania spełniają funkcje, które wpływają nie tylko na wynik i szybkość wiercenia, ale także na uruchomienie odwiertu z maksymalną wydajnością. Pomyślna realizacja tych funkcji - zapewnia szybkie pogłębienie, utrzymanie właściwości wiertniczych i zbiornikowych produktywności tej formacji w stanie stabilnym. Wszystkie te funkcje zależą od oddziaływania roztworu ze skałami przejezdnymi oraz charakteru oddziaływania, charakteru i składu ośrodka dyspersyjnego. W zależności od składu tego podłoża roztwory dzielą się na trzy typy: roztwory na bazie wody; roztwory ropopochodne i środki gazowe. Skład płuczki wiertniczej dobierany jest w zależności od rodzaju gruntu, średnicy rurociągu, długości studni i innych czynników.

3.2 Wymagania dotyczące płynu wiertniczego

Płyny wiertnicze według aplikacji mogą być uporządkowane w następującej kolejności: woda napowietrzona, płuczka wiertnicza na bazie wody, płuczka wiertnicza na bazie oleju. Jednak rozwiązanie jest wybierane z uwzględnieniem zapobiegania powikłaniom i wypadkom podczas procesu wiercenia. Jedno z głównych wymagań dla płynów wiertniczych wszelkiego rodzaju, a przede wszystkim płynów na bazie wody, za pomocą których wierci się większość odwiertów.

Aby zapewnić najlepsze rezultaty oczekiwane od płuczki wiertniczej, stawiane są następujące wymagania:

Płynna baza musi mieć niską lepkość i mieć najwyższe napięcie powierzchniowe na granicy ze skałami.

Stężenie cząstek gliny w fazie stałej roztworu powinno być jak najmniejsze, a średnia ważona objętościowo wartość gęstości fazy stałej jak najwyższa.

Roztwór musi być niedyspergowalny pod wpływem zmieniających się warunków termodynamicznych w odwiertach i charakteryzować się stabilną wydajnością.

Płuczka wiertnicza musi być chemicznie neutralna w stosunku do wierconych skał, nie powodować ich dyspersji i pęcznienia.

Roztwory nie powinny być układami wieloskładnikowymi, a odczynniki chemiczne stosowane do regulacji ich właściwości, wypełniacze addytywne powinny zapewniać kierunkową zmianę w każdym wskaźniku technologicznym przy niezmienionych pozostałych wskaźnikach.

Pomyślne spełnienie tych wymagań zależy w dużej mierze od warunków geologiczno-technicznych wierceń. W każdym konkretnym przypadku należy wybrać takie lub inne rozwiązanie, biorąc pod uwagę parametry techniczne wiertnicy, efektywność jej zaopatrzenia w materiały, kwalifikacje pracowników, położenie geograficzne odwiertu.

3.3 Właściwości płynu wiertniczego

Gęstość. W zależności od charakteru przewodnictwa podczas wiercenia wymagania dotyczące gęstości płuczki wiertniczej mogą być różne. Aby zapewnić najlepszą wydajność wędzidła, gęstość błota powinna być jak najniższa. Jednak gęstość roztworu jest wybierana z warunków zapobiegania przejawom ropy i gazu, zapadaniu się piargów skał przejezdnych. Przy doborze wartości gęstości decydującym czynnikiem jest ciśnienie płynu w zbiorniku.

Statyczne naprężenie ścinające. Najlepszym płynem do obsługi bitów jest woda, ale brak właściwości tiksotropowych znacznie ogranicza jej zastosowanie. I nie można go obciążać grubo zdyspergowanymi ciężkimi proszkami, a także nie jest w stanie pełnić głównej funkcji - utrzymywania sadzonek pozostających w studni w zawiesinie podczas chwilowego ustania krążenia. Z tego powodu w odwiercie dochodzi do sklejania się przewodu wiertniczego.

Wskaźnik filtracji i grubość placka filtracyjnego. Aby skutecznie zniszczyć skałę za pomocą wiertła, należy dążyć do zwiększenia szybkości filtracji płuczki wiertniczej i zmniejszenia grubości placka filtracyjnego. Ale taki wymóg jest możliwy do zrealizowania podczas wiercenia w nieprzepuszczalnych, stabilnych skałach. Przy wierceniu piaskowców, iłów o niskim ciśnieniu porowym reguluje się wartość filtracji szlamu.

Lepkość. Wartość lepkości roztworu powinna być minimalna. Wraz ze spadkiem lepkości odnotowuje się pozytywny efekt wiercenia: zmniejszają się koszty energii potrzebnej do cyrkulacji płuczki wiertniczej, poprawia się czyszczenie dna ze względu na wczesne turbulencje przepływu pod wiertłem, możliwe staje się uzyskanie większej mocy hydraulicznej przy nieco, a straty ciśnienia w pierścieniu odwiertu są zmniejszone.

4. Czynniki wpływające na jakość cementowania studni

Wymagania dotyczące materiałów cementujących do cementowania studni są określone przez warunki geologiczno-techniczne w studniach. Rozwiązanie zachowuje mobilność podczas transportu do przestrzeni kolumny i zaraz po zakończeniu procesu twardnieje w niekurczliwy kamień o właściwościach fizyko-mechanicznych. Wszystkie te procesy zachodzą w odwiercie, gdzie temperatury i ciśnienia zmieniają się wraz z głębokością, występują formacje absorpcyjne i wysokociśnieniowe, a także formacje z obecnością wód zmineralizowanych, ropy naftowej i gazu. W takich zmiennych warunkach jeden rodzaj cementu lub jeden i ten sam skład zawiesiny cementowej może nie być w równym stopniu akceptowalny.

Pierścieniowa przestrzeń studni to miejsce, w którym formuje się kamień zatykający, a następnie pracuje i zapada się, jest to „naczynie” bez ściśle „wyeksponowanego” dna, ograniczone ściankami studni i zewnętrzną powierzchnią struny okładzinowej .

Objętość i odległość między ścianami nie są stałe, zarówno podczas transportu zaczynu cementowego, jak i podczas pracy kamienia cementowego. Konfiguracja ścian studni zmienia się na długości i na obwodzie, co jest jedną z podstawowych cech formowania się kamienia cementowego w warunkach studni. Forma „bardziej niepoprawna”, tj. im bardziej różni się od cylindrycznej, tym trudniej jest wypierać płyn wiertniczy z przestrzeni pierścieniowej i odpowiednio im więcej występów i przewężeń oraz im są one ostrzejsze, tym więcej kieszeni wodnych tworzy się wzdłuż odwiertu przy zastosowaniu żużla rozwiązania. Wyparcie płynu wiertniczego z pierścieniowej przestrzeni studni jest całkowicie niemożliwe. Należy przedsięwziąć środki zapewniające proces cementowania z największym wyparciem płynu wiertniczego przez płyn fugujący. Konieczne jest upewnienie się, że szlam cementowy styka się ze ścianą studni i sznurem obudowy. Wdrożenie całej gamy środków z ruchem posuwisto-zwrotnym strun osłonowych za pomocą skrobaków i innych urządzeń zmieni warunki powstawania zaczynu cementowego. Etap wiercenia umożliwia uzyskanie kształtu odwiertu zbliżonego do konfiguracji cylindra, a tym samym poprawę jakości cementowania odwiertu.

Jednym z czynników cementujących studnię jest:

Mobilność szlamu cementowego. Jego mobilność tj. możliwość kołysania się rur w czasie niezbędnym do procesu cementowania. Mobilność (rozpuszczalność) roztworu ustala się dzięki stożkowi AzNII. W przypadku studni głębinowych z małymi szczelinami zaleca się zwiększenie rozlewności roztworów do 22 cm.

Gęstość zawiesiny cementowej. Jest to kryterium oceny jakości zaczynu cementowego. Wahania jego gęstości podczas cementowania wskazują na zmianę jego stosunku wodno-cementowego, co stanowi naruszenie reżimu technologicznego. Spadek gęstości prowadzi do pogorszenia właściwości kamienia. Konieczna jest ścisła kontrola zmiany gęstości zaczynu cementowego podczas cementowania i unikanie odchyleń od podanej wartości, która wynosi 0,02 g/cm3

Czas wiązania zaczynu cementowego. Wykorzystując te parametry określa się przydatność zaczynu cementowego do transportu do przestrzeni pierścieniowej odwiertu. Aby określić te terminy w temperaturze 22 i 75 C, stosuje się urządzenie zwane igłą Wicka. Czas wiązania roztworów dobierany jest na podstawie określonych warunków.

Konsystencja zaczynu cementowego. W przypadku cementowania głębokich studni wysokotemperaturowych konieczne jest ustalenie zmian zagęszczenia (konsystencji) zaczynów cementowych w czasie podczas ich mieszania. Do określenia tego parametru stosuje się konsystometry KTs-3 i KTs-4.

Pieniący się. Podczas pompowania roztworu do studni konieczne jest zapewnienie dokładności obliczenia objętości pompowanego roztworu. Podczas przygotowywania roztworu bardzo często powstaje dużo piany, co daje błędne wyobrażenie o ilości wstrzykiwanego roztworu do dołka. Zdolność roztworu do spieniania jest określana w laboratorium.

Ubytek wody w zaprawie cementowej. Niestabilność roztworu polega na jego rozwarstwieniu, powstawaniu stref wody i zaczynu cementowego, nieciągłości kamienia cementowego w przestrzeni pierścieniowej studni. Środki poprawiające stabilność zaczynów cementowych polegają na ograniczeniu ich utraty wody.

Wytrzymałość mechaniczna kamienia cementowego. Charakteryzuje się najwyższą wytrzymałością na zginanie próbek belek. Wytrzymałość według GOST powinna mieć kamień cementowy w drugim dniu twardnienia w środowisku wodnym w określonej temperaturze. W zacementowanej przestrzeni pierścieniowej studni mogą wystąpić naprężenia rozciągające, ściskające i zginające.

5. Rodzaje wierteł i ich przeznaczenie

5.1 Rodzaje wierteł pełnych

Wszystkie wiertła do ciągłego wiercenia są podzielone zgodnie z wpływem na otwór denny i zgodnie z ich konstrukcją. W zależności od charakteru oddziaływania dzieli się je na trzy grupy:

wiertła z ostrzami (cięcie i cięcie skały)

świdry stożkowe z niemal cylindrycznymi nożami (ścinanie i kruszenie skały)

wiertła z frezami stożkowymi (kruszenie skały)

jeden-; dwa-; trzy-; cztero-stożkowy

Stosowane są różne typy, rozmiary, modele bitów. Podczas wiercenia studni na terytorium Federacji Rosyjskiej szeroko stosowane są świdry stożkowe. Rocznie wykonują 90% wszystkich prac w Rosji i za granicą. Najpopularniejszy wariant wędzidła trikonowego.

5.2 Bity stożkowe

Wiercenie stożkowe - metoda wiercenia studni wiertłem stożkowym. Po raz pierwszy zastosowano go w USA w latach 20. XX wieku. W Rosji ta metoda wiercenia stosowana jest od lat 30. XX wieku. XX wiek do wiercenia szybów naftowych i gazowych.

Podczas wiercenia stożkowego skały są niszczone przez stalowe lub twardostopowe zęby stożkowe obracające się na wspornikach wiertła, które z kolei obraca się i jest dociskane do dna z dużą siłą osiową.

Wiertło walcowe - (angielski świder) narzędzie do cięcia skał, kruszenia, kruszenia i ścinania kamieniołomów wiertniczych obrotowych, z uzbrojeniem frezu w postaci wyfrezowanych na nim zębów o różnych długościach i konfiguracjach lub kołków wciśniętych w niego z twardego stopu - wolframu węglik, stosowany do mechanicznego niszczenia skał od miękkich do bardzo twardych podczas procesu wiercenia.

5.3 Bity łopatkowe

W przeciwieństwie do bitów stożkowych, bity łopatkowe są proste w projektowaniu i technologii produkcji. Takie świdry charakteryzują się szybkością mechaniczną w luźnych, miękkich i nieskonsolidowanych skałach. Podczas wiercenia takimi wiertłami często obserwuje się znaczne zmniejszenie średnicy odwiertów, co prowadzi do konieczności poszerzenia i opracowania odwiertu przed opuszczeniem kolejnego wiertła. Do takich bitów konieczne jest przyłożenie dużego momentu obrotowego. Produkowane są w pięciu odmianach: 2L - dwułopatkowe; 3L - trzy ostrza; cięcie ścierne 3IR; P - spiczaste jedno ostrze.

5.4 Frezy

Frez - stosowany w twardych skałach do głębokiego wiercenia obrotowego). Patent amerykańskich wynalazców Sharpe'a i Hughesa. Składa się z 2 stożkowych, zgrubnie naciętych frezów z twardej stali, zamontowanych względem siebie pod kątem 46° do pionu, każdy na własnej osi, na końcu tępego, masywnego korpusu wiertła. Korpus FD wraz z całym układem prętowym, każdy z frezów, który dotyka dna odwiertu, otrzymuje własny szybki ruch obrotowy wokół własnej osi i swoją pracą zużywa twardą skałę dna, dlatego uzyskuje się ruch postępowy całego ciągu wiertniczego. Czasami podobne, cylindryczne wiertła ze ściętymi stożkami wzdłuż końców i w osi pionowej, frezy do rozwiercania.

Wiertła te mogą służyć nie tylko do wiercenia studni w obecności złomu metalowego i węglikowego, ale także do wiercenia frezów i innych przedmiotów metalowych, betonu i innych zatyczek pozostających na dnie.

5,5 bitów ISM

Różnica między ISM polega na tym, że ich elementy do cięcia skał są pokryte supertwardym materiałem Slavutich. W zależności od wielkości i konstrukcji wierteł ISM produkowane są jako kute pełne (z późniejszym frezowaniem ostrzy) lub z ostrzami spawanymi. Bity te mają wyższą odporność na zużycie i niższy koszt w porównaniu do bitów wyposażonych w naturalne diamenty. Bity ISM produkowane są w trzech odmianach: tnące (tnące), czołowe (nacinające) i ścierne.

5.6 Dłuta diamentowe

Wiertła diamentowe posiadają diamentowe elementy tnące tj. (naturalny lub syntetyczny) o takim lub innym rozmiarze (rozmiarze). Zwykle stosuje się najmniej wartościowe odmiany naturalnego diamentu, zwane carbonado (brazylijskie diamenty przemysłowe) lub czarne diamenty (charakterystyczne dla ich wytrzymałości). Wydajność tych bitów zależy od jakości i wielkości diamentów. O jakości decyduje grupa i kategoria, a wielkość zależy od liczby kamieni. Diamenty naturalne i syntetyczne są umieszczone w spiekanej osnowie (zwykle z węglika miedzi), która jest integralna z dolną częścią stalowego wydrążonego cylindrycznego korpusu wiertła.

Literatura

Ioannesyan R.A., Podstawy teorii i technologii wiercenia turbinowego, M-L., 1953;

Lisichkin S.M., Eseje o historii rozwoju krajowego przemysłu naftowego, M.-L., 1954; Poszukiwania rdzeniowe, M., 1957;

Fedyukin V.A., Głębienie szybów kopalnianych i wiercenie studni M., 1959; Wiercenie ogniowe otworów strzałowych, M., 1962;

Volkov SA, Sulakshin SS, Andreev M.M., Burovoye delo, M., 1965;

Kulichihin N.I., Vozdvizhensky B.I., Wiercenie poszukiwawcze, M., 1966; Technika wiercenia w zagospodarowaniu złóż mineralnych, M., 1966;

Vadetsky Yu.V., Wiercenie szybów naftowych i gazowych, M., 1967;

Chanmurzin II, Wiercenie w górnym płaszczu, M., 1967; Technika górnicza i hutnicza, M., 1968;

Skrypnik S.G., Danelyants S.M., Mechanizacja w automatyzacji pracochłonnych procesów wiertniczych, M., 1968;

Arsh E.I., Vitort G.K., Cherkassky F.B., Nowe metody kruszenia twardych skał. K., 1966.

W I. Kudinov., Podstawy biznesu naftowo-gazowego, M-I., 2008

Podobne streszczenia:

Główny silnik napędowy wiertnicy. Wiertnica i podwyższona podstawa. Sprzęt do operacji wyzwalania. Sprzęt do wiercenia obrotowego. Pompy wiertnicze. Zapobieganie (przeciwerupcyjne). Wiercenie studni. Staw wiertniczy

Charakterystyka techniczna rur wiertniczych. Opis procesu wiercenia, wykorzystanie narzędzi i materiałów. Ustalenie pozycji „zerowej” sekcji CBT. Ocena marginesu bezpieczeństwa i kryteria doboru rur. Definicja napięcie robocze w rasach.

Charakterystyka litologiczna i stratygraficzna, właściwości fizyczne i mechaniczne skał na odcinku wiertniczym. Powikłania wiertnicze. Prace nad testowaniem ciągu produkcyjnego i zagospodarowaniem odwiertu, informacje o eksploatacji. Wybór metody wiercenia.

Wprowadzenie Celem opracowania kursu jest utrwalenie, pogłębienie i uogólnienie wiedzy zdobytej przez studentów podczas studiowania przedmiotu teoretycznego „Wiercenie poszukiwawcze”; nabycie umiejętności samodzielnego rozwiązywania konkretnych problemów w technologii i technice wiercenia studni przy umiejętnym wykorzystaniu...

główne parametry narzędzie do wiercenia. Główne narzędzia do mechanicznego niszczenia skał w procesie wiercenia studni. Wiertła i głowice wiertarskie. Ulepszenie wierteł. Główne parametry konstrukcyjne bitów.

Cel, rodzaje, cechy konstrukcyjne turbowiertarki. Sekcyjne zunifikowane turbowiertarki wrzecionowe. Turbowiertarki o wysokim momencie obrotowym z hydraulicznym układem hamulcowym. Wielosekcyjne turbowiertarki. Turbodrill z niezależnym zawieszeniem, pływający stojan.

Projekt studni eksploracyjnej. Opracowanie docelowego zadania i warunków geologicznych wiercenia. Dobór i uzasadnienie metody wiercenia, projekt odwiertu, sprzęt wiertniczy. Środki mające na celu zwiększenie wydajności rdzenia. Środki do zwalczania krzywizny studni.

W ostatnich latach powstały inteligentne narzędzia, które są wprowadzane do produkcji w Rosji, które zapewniają kontrolę i dokumentację w czasie rzeczywistym całego cyklu budowy odwiertu.

Krótka informacja o obszarze wiercenia. Przekrój stratygraficzny, studnie roponośne, wodonośne i gazonośne. Możliwe komplikacje w sekcji studni. Dobór i obliczenia projektu studni. Obliczanie głównych parametrów i środków bezpieczeństwa.

Stan obecny i perspektywy dalszego rozwoju sprzętu wiertniczego. Charakterystyka i klasyfikacja wiertnic. Obrabiarki do wiercenia obrotowego z użyciem wierteł stożkowych i koronowych, udarowe, udarowo-obrotowe i kombinowane.

Pojęcie wiercenia poszukiwawczego, jego istota i cechy, zastosowanie i efektywność. Metody wiercenia poszukiwawczego, ich charakterystyka i cechy charakterystyczne. Przypadki wykorzystania prac geofizycznych, ich kolejność i etapy. Zastosowanie metod fizyki jądrowej.

Warunki i możliwości wiercenia drugich otworów

Przywrócenie nieaktywnych studni poprzez odwrócenie i wywiercenie drugiego odwiertu w celu dodatkowego zagospodarowania złóż i wykorzystania zasobów nieczynnych studni. Boczne wiercenie i wiercenie bezpośrednio spod buta sznurka technicznego bez użycia whipstocka.

Metody postępowania w przypadku katastrofalnych ubytków płynu wiertniczego podczas wiercenia studni. Zastosowanie OLKS do izolacji dopływów wody przy mocowaniu studni. Technologia nakładania się. Sekcja ekologiczna. Inżynieria bezpieczeństwa. Efekt ekonomiczny

Obliczanie mocy zniszczenia odwiertu podczas wiercenia diamentowego, mocy obrotu przewodu wiertniczego, mocy wiertarki podczas wiercenia, w silniku maszyny podczas wiercenia, na wale pompy olejowej. Moc pobierana przez silnik pompy błota z sieci.

Opis pracy z ciągiem rur wiertniczych stosowanych przy wierceniu studni. Charakterystyka techniczna rur wiertniczych. Wiercenie z dodatkowym obciążeniem KBT. Przeprowadzenie obliczeń w celu określenia powstających naprężeń, ocena marginesu bezpieczeństwa rur.

Istnieje kilka sposobów wiercenia, ale wiercenie mechaniczne znalazło zastosowanie przemysłowe. Wiercenie mechaniczne dzieli się na perkusja oraz rotacyjny.

W wierceniu udarowym (ryc. 31) narzędzie wiertnicze składa się z wiertła 1, drążka uderzeniowego 2, blokady liny 3. Maszt 12 jest zainstalowany na studni wiertniczej, która ma blok 5 w górnej części, ciąg rolka wyważarki 6, rolka pomocnicza 8 i bęben wiertarki 11. Lina jest nawinięta na bęben 11 wiertarki. Narzędzie wiertnicze jest zawieszone na linie 4, która jest rzucana na klocek 5 masztu 12. Gdy koła zębate 10 obracają się, korbowód 9, posuwisto-zwrotny, podnosi i opuszcza ramę równoważącą 6. Gdy rama jest opuszczona, rolka ciągnąca 7 ciągnie linę i podnosi narzędzie wiertnicze nad dno studni . Gdy rama jest podniesiona, lina jest opuszczana, wędzidło opada na czoło Rys. 31. Schemat liny uderzeniowej i niszczy skałę. Cylindryczność -tego wiercenia studni zapewnia obracanie wiertła

gdy wznosi się nad otworem dennym, z powodu odkręcania się podczas wznoszenia i skręcania podczas uderzenia wędzidła w skałę. W celu oczyszczenia dna ze zniszczonej skały (szlamu) podnoszona jest wiertnica

narzędzie ze studni i łyżka jest do niej opuszczona (wydłużony cylinder typu kubełkowego z zaworem na dole). Kiedy czerpak zanurza się w mieszance składającej się ze zniszczonej skały i cieczy, zawór w czerpaku otwiera się i czerpak zostaje napełniony tą mieszanką, a następnie czerpak podnosi się. Po podniesieniu bajlera zawór na dnie zamyka się i mieszanina unosi się na powierzchnię. Wyrzutnię opuszcza się do studni, aż otwór zostanie całkowicie oczyszczony z wywierconej skały. Po oczyszczeniu dna z sadzonek narzędzie wiertnicze jest ponownie opuszczane do studni, a wiercenie studni jest kontynuowane. Aby zapobiec zawaleniu się ścian studni podczas wiercenia, obniża się do niego sznur osłonowy, składający się z metalowych rur osłonowych połączonych ze sobą przez gwintowanie lub spawanie. W trakcie pogłębiania studni rura osłonowa jest nadbudowywana i opuszczana, więc proces wiercenia trwa do momentu, w którym opuszczenie rury osłonowej stanie się niemożliwe. W tym przypadku studnia jest pogłębiona odrobiną o mniejszej średnicy, obniżona przez I strunę osłonową. A może nadejść taki moment, że drugi lub trzeci sznur osłonowy nie zostanie obniżony, to kolejna, mniejsza średnica itp., zostanie obniżona, aż do osiągnięcia projektowej głębokości odwiertu. Metoda wiercenia udarowego stosowana jest na płytkich głębokościach podczas wiercenia studni wodnych, w przemyśle węglowym, wydobywczym itp. Obecnie nie stosuje się udarowej metody wiercenia odwiertów naftowych i gazowych.

Wydajność wiercenia udarowego w dużej mierze zależy od prawidłowego doboru wiertła do danej skały. Do wiercenia w miękkich i średnio twardych skałach stosuje się wiertła dwuteowe (ryc. 32). Mają szerokie i stosunkowo cienkie ostrze z boczną powierzchnią w kształcie litery I ostrza dłuta (ryc. 32 a). Do wiercenia w twardych skałach stosuje się ciężkie dłuta (ryc. 32 b). Podczas wiercenia w twardych, spękanych skałach stosuje się świdry krzyżowe (rys. 32 c).

Wzrost wysokości upadku narzędzia prowadzi do wzrostu skuteczności uderzenia, ale w tym przypadku liczba uderzeń w jednostce czasu maleje. Praktyka pokazała, że optymalna długość skok rolki ciągnącej wynosi 350-1000 mm, a liczba uderzeń na minutę wynosi 40-50.

Ryż. 32. Wiertła do wiercenia udarowego: 1 - ostrze; 2 - szyja; 3 - gwintowana głowica; 4 - ostrze; 5 - wątek; a- kąt końcówki ostrza

Aby zwiększyć wydajność wiercenia udarowego, konieczne jest niezwłoczne oczyszczenie dna studni z nawierceń.

Wiercenie obrotowe. Odwierty naftowe i gazowe wiercone są obecnie metodą wiercenia obrotowego. W wierceniu obrotowym niszczenie skały następuje z powodu obracającego się wiertła. Pod ciężarem narzędzia wiertło wbija się w skałę i pod wpływem momentu obrotowego niszczy skałę. Moment obrotowy przenoszony jest na świder za pomocą wirnika zamontowanego na głowicy odwiertu poprzez przewód wiertniczy. Ta metoda wiercenia nazywana jest wierceniem obrotowym. Jeśli moment obrotowy jest przenoszony na wiertło z silnika wgłębnego (turbodrill, wiertarka elektryczna), to ta metoda nazywana jest wierceniem turbinowym.

Turbowiertło - jest to turbina hydrauliczna napędzana płynem wiertniczym pompowanym do odwiertu za pomocą pomp.

wiertarka elektryczna to szczelny silnik Elektryczność jest zasilany kablem z powierzchni.

Wiercenie studni odbywa się za pomocą wiertnicy (ryc. 33).

Niszczenie skał odbywa się za pomocą świdra (1) opuszczanego na rurach wiertniczych (20) do dna. Ruch obrotowy świdra jest przenoszony przez silnik wiertniczy (22) lub wirnik (13) przez przewód wiertniczy (wiercenie obrotowe). Wirnik montowany jest na głowicy odwiertu. Ciąg rur wiertniczych składa się z kelly o przekroju kwadratowym (11) (nazywanego w praktyce kwadratem) i rur wiertniczych (20) połączonych z nim za pomocą elementu podwodnego (19). Przewód rury wiertniczej przechodzi przez wirnik i jest zawieszony na haku (9) wiertnicy. Ruch obrotowy przewodu rury wiertniczej z wiertłem odbywa się przez wirnik (ryc. 41). Wirnik to przekładnia stożkowa z napędem łańcuchowym z silnika wysokoprężnego lub elektrycznego. W wewnętrznej wnęce łoża (1) wirnika na łożysku osadzony jest stół (2) z przekładnią stożkową, która sprzęga się z przekładnią stożkową osadzoną na wale (6). Na drugim końcu wału zamontowane jest koło łańcuchowe (nie pokazane na rysunku), przez które obrót stołu jest przenoszony z silnika. Stół wirnika ma w środku otwór, którego średnica zależy od maksymalnego rozmiaru wiertła, które przechodzi przez niego podczas opuszczania lub podnoszenia przewodu wiertniczego. Po opuszczeniu rur wiertniczych za pomocą wiertła, w otwór stołu wirnikowego wkładane są dwie wkładki (4), a do ich wnętrza wkładane są dwa zaciski (3), które tworzą otwór o przekroju kwadratowym. W otworze tym znajduje się rura prowadząca, również o przekroju kwadratowym.

Odbiera moment obrotowy ze stołu wirnika i porusza się swobodnie wzdłuż osi wirnika. Stół obrotowy jest chroniony przez obudowę (5). Potykanie się i trzymanie

Ryż. 33. Instalacja do wiercenia studni

na ciężar ciągów rur wiertniczych są wykonywane przez mechanizm podnoszący. Mechanizm podnoszący składa się z wyciągu 4 (patrz rys. 33), silnika elektrycznego lub wysokoprężnego (napędu) (5), układu wyposażenia (7), bloku jezdnego (8), bloku koronowego (bloku górnego), krętlik (6) i hak (9). Wiertnica (12) służy jako rama podnośnika mechanizmu podnoszącego. W celu zmniejszenia siły nacisku na linę stalową (7) układu jezdnego stosuje się układ wciągnika łańcuchowego.

Polispast - jest to system ruchomych i stałych bloków, przez które przechodzi stalowa lina. Jeden koniec liny jest przymocowany do głowicy odwiertu, a drugi koniec jest nawinięty na bęben wyciągarki (lina bieżna). Na górnej części nośnej wiertnicy zainstalowany jest blok stałych rolek, który nazywa się blok korony(Rys. 34).

Ryż. 34. Blok korony: 1 - koła pasowe; 2 - oś; 3 - rama; 4 - osłona bezpieczeństwa; 5 - koła pasowe pomocnicze

Ruchomy blok nazywa się Rozwiązany blok (ryc. 35). Najczęściej blok korony składa się z sześciu rolek z rowkami na linę stalową, a blok jezdny składa się z pięciu rolek z rowkami. W ten sposób studnia dociera do powierzchni, gdzie wchodzi do systemu przez zsypy (14) zakłady leczenia. W systemie oczyszczalni płuczka jest oczyszczana z cząstek skalnych, ponownie wchodzi do zbiornika odbiorczego (18), a proces wiercenia jest kontynuowany.

W wierceniu turbinowym płyn wiertniczy jest Działający płyn do napędu hydraulicznego silnika wiertniczego - turbowiertarki.

Podczas wiercenia studni płyn wiertniczy spełnia szereg ważnych funkcji. Przy stałej cyrkulacji podczas wiercenia płyn wiertniczy chłodzi stożki wiertła, przenosi cząstki zniszczonej skały z dna odwiertu na powierzchnię, zapobiega ewentualnej emisji ropy i gazu podczas procesu wiercenia oraz zapobiega zawaleniu i zniszczeniu ścian odwiertu podczas wiercenia. Dla każdego pola, w zależności od warunków górniczo-geologicznych, struktury i składu skał, ciśnienia złożowego itp. przygotowywana jest odpowiednia płuczka wiertnicza. Recepturę i skład płynu wiertniczego należy określić w projekcie technicznym wiercenia studni. Płyn wiertniczy musi być wystarczająco mobilny, dobrze zatrzymywać cząstki zniszczonej skały, nie może być filtrowany do skał itp. Zasadniczo jako płuczkę wiertniczą stosuje się roztwór płuczki, który jest przygotowywany według specjalnej receptury, tj. roztwór glinki w wodzie z odpowiednimi dodatkami. Czasami stosuje się roztwory na bazie oleju.

W trakcie wiercenia, gdy rura prowadząca (kwadrat) wchodzi do roztworu na pełną długość, za pomocą wciągarki unoszą się narzędzie do wiercenia od studni na długość placu i zawieszony na podnośniku lub klinach wał wirnika. Rura prowadząca (kwadrat) jest odkręcana wraz z krętlikiem i opuszczana do rury osłonowej zainstalowanej wcześniej w studni skośnej, tzw. dół. Długość wykopu powinna być równa długości prowadzącej rury. Dół wiercony jest przed rozpoczęciem wiercenia studni w prawym rogu wieży. Następnie przewód wiertniczy jest budowany przez przykręcenie do niego dwóch rur (dwie wkręcone między obudową, siła działająca na linę biegnącą będzie dziesięciokrotnie mniejsza niż rzeczywisty ciężar podnoszonego przewodu wiertniczego.

W trakcie wiercenia konieczne jest obracanie wiertłem przewodu wiertniczego za pomocą wiertła i jednoczesne podawanie płuczki wiertniczej do tych rur w celu wyprowadzenia wierconej skały. W tym celu między hakiem (9) a kwadratem (11) montuje się (zawiesza) specjalne urządzenie, które nazywa się obracać(6). Aby wynieść skałę zniszczoną w dolnym otworze na powierzchnię należy schłodzić wiertło, uruchomić silniki wiertnicze (turbodrille) w studni wiertniczej, stale krąży gliniasty rozwiązanie. Płuczka wiertnicza przygotowana na powierzchni jest pobierana ze zbiornika (18) za pomocą tłokowej pompy wiertniczej (16) z silnikiem (17) oraz rurociągiem wtryskowym (15) przez specjalny elastyczny wąż wysokie ciśnienie (10) pod ciśnieniem jest podawane przez krętlik do rur wiertniczych.

Obracać składa się z wydrążonego korpusu, wewnątrz którego znajduje się pozioma platforma nośna z łożyskiem tocznym oporowym, na której opiera się część obrotowa - wirnik, do którego za pomocą połączeń gwintowych mocowany jest ciąg rury wiertniczej. W górnej części korpusu krętlika płyn wiertniczy jest pompowany przez dyszę, która przechodzi przez wydrążony wirnik do przewodu wiertniczego. Wychodząc przez otwory świdra, płuczka wiertnicza mieszając się z cząstkami zniszczonej skały unosi się przez pierścień

Ryż. 35. Blok jezdny: 1 - trawers; 2 - koła pasowe; 3 - oś; 4 - osłony bezpieczeństwa; 5 - policzki; 6 - kolczyk

rury wiertnicze), wyjmij go z elewatora lub klinów, opuść do studni na długość dwururową, zawieś elewatorami lub klinami na stole wirnika, podnieś kelly za pomocą krętlika z otworu, przykręć do przewodu wiertniczego, zwolnij przewód wiertniczy z klinów lub windy , opuść wiertło do odwiertu i kontynuuj wiercenie odwiertu.

W celu wymiany zużytego wiertła na inny należy podnieść narzędzie wiertnicze, wymienić wiertło, opuścić narzędzie z wiertłem i kontynuować wiercenie studni. Gdy bęben wciągarki obraca się, lina jezdna jest zwijana lub odwijana z bębna, dzięki czemu klocek jezdny z hakiem jest podnoszony lub opuszczany. Do haka za pomocą zawiesi i windy zawieszony jest przewód wiertniczy do podniesienia lub opuszczenia. Podczas podnoszenia narzędzie wiertnicze jest wkręcane w sekcje, które nazywane są świece, i ustawić w wieży latarni na świeczniku. Sekcje, czyli świece, mają długość zależną od wysokości wiertnicy. Tak więc przy wysokości wieży 41 metrów długość świec wynosi 25-36 metrów. Zejście narzędzia wiertniczego (ciągu wiertniczego) do studni odbywa się w odwrotnej kolejności. Wiertnica - jest to metalowa konstrukcja nad studnią do opuszczania i wyciągania narzędzia wiertniczego z wiertłem, silników wiertniczych, rur osłonowych, umieszczania statywów wiertniczych po ich wyciągnięciu ze studni itp.

Wydanie wież wieża(rys. 36) i maszt(Rys. 37).

Wieża wieży BM-41 (ryc. 37) to regularna ścięta metalowa piramida czworościenna. Składa się z czterech nóg (1), bramy (2), balkonu (3) pracownika górnego (jeżdżącego), platformy bloku koronowego (4), kóz (5), pasów poprzecznych (6), łączników (7 ) i drabinkę (8).

Maszty masztowe produkowane są w formie jednopodporowej i dwupodporowej w kształcie litery A. Najczęściej używane wieże w kształcie litery A.

Wieża w kształcie litery A (rys. 37) składa się z podnośnika (1), sekcji masztu (2,3,4,6), wyjścia przeciwpożarowego (5), kozłów montażowych (7), ramy bloku koronowego ( 8), rozstępy (9,10,14), chłopaki (11), schody tunelowe (12), balkon (13)

Ryż. 36. Wieża VM-41: 1 - noga; 2 - brama; 3 - balkon; 4 - platforma z blokiem podkorony; 5 - kozy montażowe; 6 - paski poprzeczne; 7 - łączniki; 8 - maszerujące schody

Ryż. 37. Wieża masztowa typu A: 1 - stojak do podnoszenia; 2, 3, 4, 6 - sekcje masztu; 5 - ucieczka przeciwpożarowa; 7 - montaż kóz do naprawy bloku koronowego; 8 - rama bloku podkorony; 9, 10, 14 - rozstępy; 11 - szelki; 12 - schody tunelowe; 13 - balkon; 15 - pas bezpieczeństwa; 16 - schody w połowie lotu; 17 - zawias

pracy, pas bezpieczeństwa (15), drabiny w połowie lotu (16), zawias (17).

Wieże produkowane są w kilku modyfikacjach. Główne cechy żurawi to nośność, wysokość, pojemność „magazynów” (miejsce na stojaki na rury wiertnicze), wymiary podstawy dolnej i górnej oraz waga (masa żurawia).

Udźwig żurawia to maksymalne, maksymalne dopuszczalne obciążenie żurawia w procesie wiercenia studni. Wysokość wieży określa długość świecy, jaką można wyjąć ze studni, której wielkość określa czas trwania operacji wyzwalania.

Do wiercenia studni do głębokości 400-600 m wykorzystuje się wiertnicę o wysokości 16-18 m, do głębokości 2000-3000 m - wysokość 42 m, a do głębokości 4000 do 6500 m - 53 m.

Pojemność „sklepu” pokazuje, jaka może być w nich umieszczona całkowita długość rur wiertniczych o średnicy 114-168 mm. Wymiary podstawy górnej i dolnej charakteryzują stan załogi wiertniczej z uwzględnieniem rozmieszczenia sprzętu wiertniczego, narzędzi wiertniczych oraz środków mechanizacji operacji wyzwalania. Wymiary górnej podstawy wież to 2x2 lub 2,6x2,6m, a dolnych to 8x8 lub 10x10m.

Łączna masa platform wiertniczych to kilkadziesiąt ton.

Do zmechanizowania operacji wyzwalania stosuje się system jezdny i wciągarkę. Układ jezdny składa się z nieruchomego bloku koronowego (rys. 34), który jest zainstalowany w górnej części wiertnicy, bloku jezdnego (rys. 35), połączonego z blokiem koronowym za pomocą liny jezdnej, której jeden koniec jest przymocowany do bębna wciągarki, a drugi koniec jest przymocowany na stałe do haka wiertniczego. System sprzętu to wciągnik łańcuchowy (system blokowy) zaprojektowany w celu zmniejszenia napięcia liny sprzętowej i zmniejszenia prędkości opuszczania narzędzia wiertniczego, obudowy i rur wiertniczych.

Narzędzie wiertnicze zawieszone jest na haku: podczas wiercenia za pomocą krętlika i podczas operacji potknięcia za pomocą zawiesi i windy (ryc. 38). Wyciągi służą do:

"*%" 1) utrzymać ciężar narzędzia wiertniczego; *" " 2) opuszczanie i podnoszenie rur wiertniczych i osłonowych.

Ryż. 38. Schemat zawieszenia rury wiertniczej podczas operacji wyzwalania: a - schemat; b - winda: 1 - rura wiertnicza; 2 - winda; 3 - link

Wiertnica wyposażona jest w ciągi o określonej pojemności. Do mechanizacji wkręcania i odkręcania złączy narzędziowych rur wiertniczych stosuje się automatyczne kleszcze wiertnicze AKB-ZM oraz szczypce wiszące PKB-1, pneumatyczny uchwyt klinowy PKR-560 do zmechanizowanego chwytania i zwalniania rur wiertniczych. Klucz AKB-ZM (rys. 39) montuje się pomiędzy wciągarką a wirnikiem 4 na fundamencie.

Główne części klucza to blok klucza 1, wózek z siłownikami pneumatycznymi 2, stojak 3 i panel sterowania 4.

Wkręcanie i odkręcanie rur wiertniczych odbywa się za pomocą bloku klucza zamontowanego na wózku, który porusza się za pomocą dwóch siłowników pneumatycznych po prowadnicach: albo w kierunku rury wiertniczej zainstalowanej w wirniku, albo od niej. Urządzenia zaciskowe, a także mechanizm przesuwania bloku klucza, działają z siłowników pneumatycznych, uruchamianych z pulpitu sterowniczego 4. W tym celu system jest zasilany skompresowane powietrze z odbiornika.

Ryż. 39. Klucz wiertniczy AKB-ZM: 1 - blok klucza; 2 - wózek z cylindrami pneumatycznymi; 3 - stojak; 4 - panel sterowania

Ostatnio wyprodukowano klucze AKB-ZM2, których konstrukcja oparta jest na kluczach AKB-ZM. Na bazie kleszczy wiertniczych AKB-ZM2 opracowano i masowo wyprodukowano kleszcze AKB-ZM2-E2 z dwustronnym elektrycznym napędem rotatora w zakładzie Izhneftemash (Iżewsk).

Charakterystyka	AKB-ZM2	AKB-ZM2-E2
Średnica nominalna skręcanych (odkręcanych) rur, mm: obudowa wiertnicza	108-216 114-194	108-216 114-194
Napęd rotatora	silnik pneumatyczny	e-mail silnik
Częstotliwość obrotów zaciskarki do rur, obr/min: przy pierwszej prędkości przy drugiej prędkości	60-105
Moment dokręcania (odspajania) (kNm): przy pierwszej prędkości, nie mniejszy niż: przy drugiej prędkości, nie mniejszy niż: maksymalny (z dwoma lub trzema mocowaniami)	1,2 30	1,25 2,5
Moc napędu, kW		15/7,5
Ciśnienie powietrza w sieci, MPa	0,7-0,9	0,7-0,9
Wymiary gabarytowe, mm Blok na klucze z wózkiem i kolumną Panel sterowania Stanowisko sterowania	1730x1013x2380 870x430x1320	1730x1020x2700 790x430x1320 700x650x1600
Masa klucza, kg

Głównym mechanizmem wykonującym operacje wkręcania i odkręcania rur jest blok klawiszy.

Na płozach prowadzących blok klucza porusza się wzdłuż wózka pod działaniem dwóch siłowników pneumatycznych dwustronnego działania, zapewniając zasilanie urządzenia zaciskowego do rury wiertniczej i wyjęcie z niej. Obrót zacisku rury bloku klucza - od silnika pneumatycznego przez skrzynię biegów. Wózek obraca się swobodnie w górnej części kolumny, a jego pozycja podczas pracy jest stała. Wózek z blokiem kluczy może poruszać się wzdłuż kolumny na wysokości. Klucz jest sztywno przymocowany do podstawy wiertnicy za pomocą dolnej części sznurka. Centrala umożliwia zdalne sterowanie obsługą klawiszy.

Zakres klucza AKB-ZM2-E2 oraz zakres skręcania-odkręcania połączeń jest zbliżony do klucza AKB-ZM2.

Klucz PKB-1 jest zawieszony w wiertnicy na linie. Wysokość jego zawieszenia regulowana jest siłownikiem pneumatycznym z pulpitu sterowniczego.

W ostatnich latach do mechanizacji procesów uzupełniania i wybijania rur wiertniczych i osłonowych przy wierceniu szybów naftowych i gazowych opracowano i zastosowano automatyczną dwubiegową kleszczę wiertniczą z napędem pneumatycznym AKB-4 , który jest opracowany na bazie używanego kleszcza AKB-ZM2 i ma z nim wysoki współczynnik unifikacji. Klucz jest łatwy w obsłudze i konserwacji, niezawodny w działaniu.

Zalety baterii klucza-4:

Wysoki moment obrotowy - 70 kNm - pozwala na pracę bez użycia kluczy maszynowych;

Moment obrotowy jest przykładany do wkręcanego złącza bez wstrząsów, dzięki czemu zużycie rur wiertniczych i krakersów samego klucza jest znacznie zmniejszone;

Ogranicznik momentu obrotowego zainstalowany na kluczu umożliwia wykonywanie połączeń z zadanym momentem obrotowym, po osiągnięciu którego silnik pneumatyczny jest wyłączany.

Charakterystyka techniczna baterii-4:

1. Średnica nominalna wkręcanych lub odkręcanych rur, mm

wiercenie - 108-216; obudowa - 114-194;

2. Napęd rotatora - tłokowy silnik pneumatyczny;

3. Moc napędu, kW-13;

4. Ciśnienie powietrza w sieci, MPa - 0,7-1,0; ,sh5. Moment obrotowy, kNm: i "i przy pierwszej (szybkiej) prędkości - 5,0;

% przy drugiej (wolnej) prędkości - 70,0;

6. Wymiary całkowite, mm

blok klucza z wózkiem i kolumną 1780x1230x2575; "panel sterowania 870x430x 1320;

waga klucza, kg - 2700.

; Pneumatyczny chwytak klinowy PKR-560 służy do mechanicznego chwytania i zwalniania rur wiertniczych i osłonowych. Jest montowany w rotorze i posiada cztery kliny sterowane z pilota za pomocą siłownika pneumatycznego. , Podczas wiercenia studni stosuje się również krętlik, pompy płuczkowe, wąż ciśnieniowy i wirnik.

Obracać(Rys. 40) służy do łączenia nieobrotowego układu jezdnego i haka wiertniczego z obracającymi się rurami wiertniczymi i wprowadzania do nich płynu płuczącego pod wysokim ciśnieniem.

pompy błotne służą do wstrzykiwania płynu wiertniczego do studni. Podczas wiercenia studni stosuje się dwucylindrowe pompy tłokowe dwustronnego działania.

Obecnie zakład w Iżnieftiemaszu opanował produkcję pomp błotnych NB 32, NB-50, NB-80, NB 125Izh (poziome dwucylindrowe pompy dwustronnego działania, napędzane zintegrowanym reduktorem).

Pompy NB32, NB50, NB80 służą do pompowania płynu płuczącego (woda, błoto) do studni.

Ryż. 40. Obrotowe: 1 - łożyska; 2 - ciało; 3 - uszczelki olejowe; 4 - link; 5 - rura ciśnieniowa; 6 - pokrywa obudowy; 7 - pień

studnia, podczas poszukiwań geologicznych i poszukiwań strukturalnych wierceń dalej

olej i gaz.

Pompa NB 125Izh jest używana:

Do wstrzykiwania płynu płuczącego podczas wiercenia szybów naftowych i gazowych;

do wtrysku płynnych mediów podczas wykonywania operacji płukania i wyciskania w procesie rekonstrukcji studni;

do wtrysku wody, roztworów polimerów do formacji produkcyjnej w celu intensyfikacji wydobycia ropy; do pompowania różnych nieagresywnych cieczy, w tym zalanego oleju.

Charakterystyki techniczne pomp.

Nazwa pompy	Skok tłoka, mm	Wysokość ssania, m
NB32
NB50
NB80
NB125

Pompy ciśnieniowe i zasilające.

Nazwa pompy	moc, kWt	Średnica wymiennych tulei, mm	Zasilanie wolumetryczne, m 3 / godzinę	Maksymalne ciśnienie, MPa	Liczba podwójnych uderzeń na minutę
NB32			15,8	4,0
	20,9	4,0
	26,3	3,2
	32,4	2,6
NB50			20,9	6,3
	26,3	5,0
	32,0	4,1
	39,6	3,4
NB80			19,8	10,0
	26,0	8,0
	32,7	6,3
	40,3	5,2
	50,4	4,3
NB 125IZH			25,2	17,0
	32,0	13,0
	43,5	10,0
	54,0	8,8
NB 125IZH WT.			33,0	13,0
	42,0	10,0
	57,0	7,5
	71,0	6,0

Na bazie pomp błotnych zakład produkuje agregaty pompujące ANB 22, AN-50 i AN-125.

Zespoły pompujące składają się z ramy, na której zamontowana jest pompa błotna, silnik elektryczny i napęd pasowy.

Jednostka ANB 22 posiada trzybiegową skrzynię biegów, która pozwala na zmianę przepływu pompy w szerokim zakresie.

Oprócz wymienionych pomp zakład opanował i produkuje pompę cementującą NTs 320. NTs 320 to pompa dwustronnego działania, pozioma, dwustronnego działania z wbudowaną przekładnią ślimakową, przeznaczona do pompowania mediów ciekłych (glina, cement, roztwory soli) podczas operacji płukania i wyciskania oraz cementowania odwiertów naftowych i gazowych w procesie ich wiercenia i remontu.

Konstrukcja pompy została opracowana na bazie pompy 9T.

Użyteczna moc pompy to 108 kW.

Przełożenie pary ślimaków wynosi 22.

Ciśnienie i przepływ objętościowy pompy.

Wąż ciśnieniowy(wąż wiertniczy) służy do doprowadzania płynu do płukania pod ciśnieniem do krętlika.

Wirnik(ryc. 41) służy do obracania przewodu wiertniczego z częstotliwością 30-300 obr./min podczas wiercenia, do odbierania reaktywnego momentu obrotowego przewodu, do utrzymywania ciężaru rur wiertniczych lub osłonowych zainstalowanych na jego stole, na windzie lub klinach przy składaniu świec podczas operacji w obie strony, łowienia ryb i innych prac.

Ryż. 41. Wirnik: 1 - łóżko; 2 - stół ze wzmocnionym kołem zębatym; 3 - zaciski; 4 - wkładki; 5 - obudowa; 6 - wałek

Wirnik składa się z ramy 1, w której wewnętrznej wnęce zamontowany jest stół 2 ze wzmocnionym kołem koronowym, wał 6 z jednej strony i przekładnia stożkowa z drugiej strony, obudowa 5 z zewnętrzną falistą powierzchni, wykładziny 4 i zaciski 3 dla rury prowadzącej. Podczas pracy ruch obrotowy z wyciągarki przenoszony jest na wał za pomocą przekładni łańcuchowej i zamieniany jest na translacyjny ruch pionowy rury prowadzącej zaciśniętej w stole obrotowym za pomocą docisków.

Uruchamiacz zapewnia zasilanie wciągarki, pomp błotnych i wirnika. Napęd wiertnicy to olej napędowy, elektryczny, spalinowo-elektryczny i spalinowo-hydrauliczny.

Napęd diesla Stosuje się go w miejscach wiercenia, gdzie nie ma prądu o wymaganej mocy.

Napęd elektrycznyłatwy w instalacji i obsłudze, wysoka niezawodność i opłacalność.

Diesel-elektryczny napęd wysokoprężny, który obraca generator, który z kolei zasila silnik elektryczny.

Diesel-hydrauliczny napęd składa się z silnika spalinowego i przekładni turbo. Łączna moc napędu wiertnic wynosi od 1000 do 4500 kW, która jest przekazywana na napęd pomp wiertniczych i wirnika.

system cyrkulacji służy do zbierania i oczyszczania zużytej płuczki wiertniczej, przygotowywania nowych porcji oraz pompowania oczyszczonej płuczki do studni.

Wiertła

Dłuto to narzędzie wiertnicze do mechanicznego niszczenia skał w procesie wiercenia studni. Zastosowania wiercenia obrotowego ostrzy oraz stożek bity.

Świdry ostrzowe to świdry tnące i ścinające przeznaczone do wiercenia w skałach lepkich i plastycznych o niskiej twardości (lepkie gliny, kruche łupki itp.) i niskiej ścieralności, najczęściej stosowane w wierceniu obrotowym.

Świdry stożkowe to wiertła tnące i ścierne z dyszami diamentowymi lub z twardych stopów do cięcia skał. Najczęściej używane bity tricone.

Wiertła stożkowe stosowane są w wierceniu obrotowym do wiercenia skał o e-różnych właściwościach fizycznych i mechanicznych, m.in. przy naprzemiennym naprzemiennym tworzeniu skał o dużej plastyczności o niskiej lepkości ze skałami o średniej twardości.

Wiertła stożkowe wykonane są z wysokiej jakości stali z późniejszą obróbką chemiczno-termiczną części narażonych na zużycie, a zęby są wykonane z twardych stopów.

Dłuta diamentowe. Wiertła diamentowe służą do wiercenia twardych skał. Krawędzie tnące tych bitów są wyposażone w sztuczne diamenty. Dłuta diamentowe są spiralny, promieniowy oraz stąpnął. W spiralnych wiertłach diamentowych część robocza posiada spirale wyposażone w sztuczne diamenty i otwory do płukania. Wiertła spiralne diamentowe są stosowane w wierceniu turbinowym do niszczenia skał o niskiej i średniej ścieralności.

W wiertłach radialnych diamentowych powierzchnia robocza składa się z listków promieniowych w kształcie wycinka, wyposażonych w diamenty, a pomiędzy nimi znajdują się otwory do płukania.

Wiertła te są stosowane w wierceniu obrotowym i turbinowym do niszczenia skał twardych oraz skał mało ściernych o średniej twardości.

Schodkowe wiertła diamentowe mają powierzchnię roboczą w postaci schodkowego kształtu. Wiertła stopniowe są stosowane w metodach wiercenia obrotowego i turbinowego podczas wiercenia w miękkich i średnio twardych skałach o niskiej ścieralności.

Żywotność i penetracja na bit bitów diamentowych jest znacznie dłuższa niż w przypadku innych bitów. Dzięki temu zmniejsza się liczba operacji wyzwalania podczas wiercenia studni.

Dobre wyniki w produkcji wierteł, wierteł zbrojonych diamentami syntetycznymi do wiercenia pionowych, kierunkowych, poziomych odwiertów i bocznych poziomych odwiertów uzyskano we wspólnym rosyjsko-amerykańskim przedsiębiorstwie w Udmurtia JV "UDOL" ("Udmurt bits"). Produkuje się tu ponad 50 standardowych rozmiarów różnych bitów, głowic i kalibratorów:

a) wiertła diamentowe różnych modeli;

b) wiertła łopatkowe RDS o wymiarach od 119 do 259 mm;

c) wiertła z frezami z węglików spiekanych PC;

d) wiertła bicentryczne SR do wiercenia z jednoczesnym rozwiercaniem otworu od 120,6x141,9 do 215,9x250 mm;

D i e) głowice wiertnicze do rdzeniowania oraz pobierania próbek rdzeniowych;> . pociski do wiercenia w studniach poziomych; o "e) kalibratory.

Końcówki niecentryczne (dwucentryczne) są bardzo wydajne i niezawodne. Szybkość penetracji przy ich użyciu wzrasta 3-5 razy.

Wiertła do rdzeniowania. Do sporządzania przekroju stratygraficznego, badania cech litologicznych skał produkcyjnych, określania zawartości ropy naftowej lub gazu w skałach itp. w studniach podczas wiercenia wybiera się filary niezniszczonej skały horyzontu produkcyjnego (rdzenia). Do pobierania próbek i podnoszenia na powierzchnię rdzenia stosuje się specjalne wiertła rdzeniowe (rys. 42). Taki świder składa się z głowicy wiertła (1) oraz zestawu rdzenia przymocowanego do korpusu głowicy wiertła za pomocą połączenie gwintowane. Głowice wiertnicze to stożek, diament

i węglik. Frezy w głowicy wiertniczej są zamontowane tak, aby skała w środku dna studni nie uległa zniszczeniu, dzięki czemu powstaje rdzeń (2). Głowice wiertnicze do wiercenia studni z rdzeniem produkowane są głównie cztero- i sześcio-stożkowe, choć zdarzają się również ośmio-stożkowe. W głowicach wiertniczych diamentowych i do twardych stopów elementy urabiające skałę rozmieszczone są w taki sposób, że umożliwiają wbijanie zniszczonych skał tylko po obwodzie dolnego otworu, pozostawiając pośrodku niezniszczony filar skalny. Słup skalny podczas dalszego wiercenia studni wchodzi w zestaw rdzeniowy, który składa się z korpusu (4) i rdzenia. 42. Schemat urządzenia ^ zwany bit lonkovy: 1 - wiercenie glebonośne. Gruntonoska głowa otyła; 2 - rdzeń; 3 - nośnik gleby; zapewnia bezpieczeństwo rdzenia 4 - korpus zestawu rdzeniowego; 5 - przy wierceniu studni, kurku kulowym i przy podnoszeniu narzędzia wiertniczego

narzędzie do powierzchni. W dolnej części pogłębiarki zamontowane są łamacze i uchwyty rdzeni, aw górnej zawór kulowy (5), który zapewnia przepływ płynu z pogłębiarki w przypadku jej wypełnienia rdzeniem. Do pobierania próbek rdzenia używa się wierteł rdzeniowych z wyjmowanym i nieusuwalnym nośnikiem gleby. Przy użyciu wiertła wiertniczego ze zdejmowaną głowicą nośnik gruntu wraz z rdzeniem jest podnoszony przez opuszczenie do otworu wiertniczego.

splot liny stalowej z łapaczem. Po podniesieniu łapacza wyjmuje się rdzeń z pogłębiarki, pogłębiarkę uwolnioną z rdzenia montuje się w korycie zestawu rdzeniowego i po opuszczeniu narzędzia wiertniczego kontynuuje się wiercenie z pobraniem rdzenia w następnym przedziale. Głowice wiertnicze do pobierania próbek rdzenia, produkowane przez JV "UDOL", zapewniają usuwanie rdzenia w 85-100%.

Rury wiertnicze

Rury wiertnicze podczas wiercenia studni służą do przenoszenia obrotów na świder podczas wiercenia obrotowego, dostarczania płynu płuczącego do wiertła turbinowego podczas wiercenia turbinowego, tworzenia obciążenia wiertła, dostarczania płynu wiertniczego na dno odwiertu w celu ochłodzenia wiertła, uniesienia do powierzchni zniszczonej skały podnosić i opuszczać świder, turbowiertło, wiertarkę elektryczną, nośniki gleby itp.

Przy wierceniu studni stosuje się stalowe rury wiertnicze (SBT) z końcówkami osadzonymi do wewnątrz i na zewnątrz, z przyspawanymi końcówkami łączącymi, z kołnierzami blokującymi, z kołnierzami stabilizującymi oraz rury wiertnicze ze stopów lekkich (LBT).

Stalowe rury wiertnicze są wykonane ze stali węglowych i stopowych. Rury wiertnicze z końcami spęczanymi wewnątrz i na zewnątrz o średnicy do 102 mm i większej produkowane są w długościach powyżej 11,5 m. Rury o długości 6 m dostarczane są w komplecie ze złączkami, a rury o długości 8 i 11,5 m są dostarczane bez złączy. Do łączenia rur wiertniczych stosuje się zamki wiertnicze: ZN - zamki z normalnym otworem przelotowym; ЗШ - zamki z szerokim otworem przelotowym; ZU - zamki z powiększonym otworem przelotowym. Zamki ЗН i ЗШ służą do łączenia rur wiertniczych z końcówkami zagiętymi do wewnątrz, a zamki ZU do łączenia rur wiertniczych z końcówkami zagiętymi na zewnątrz.

Produkowane są rury wiertnicze o średnicy zewnętrznej 60, 73, 89, 102, 114, 127, 140 i 169 mm oraz grubości ścianki od 7 do 11 mm. W celu zmniejszenia liczby wkręcania i odkręcania rur podczas operacji w obie strony, rury za pomocą złączek gwintowanych

walka jest połączona w sekcje (świece). Sekcje rur wiertniczych są połączone ze sobą podczas opuszczania do studni za pomocą specjalnych zamków gwintowanych, które składają się ze złączki z zewnętrznym gwintem stożkowym i złączki z wewnętrznym gwintem stożkowym.

Połączone odcinki rury wiertniczej nazywane są ciągiem wiertniczym. Pierwsza górna rura w przewodzie wiertniczym nazywana jest kelly (profil kwadratowy). Ostatnia rura wiertnicza na dole nazywana jest kołnierzem wiertniczym (DC), który jest instalowany nad wiertłem. Kołnierz wiertniczy został zaprojektowany w celu zwiększenia ciężaru wiertła i zwiększenia stabilności dna przewodu wiertniczego. Wykonany jest z grubościennej rury. Zastosowanie kołnierzy wiertniczych pozwala na wytworzenie obciążenia dolnego otworu za pomocą zestawu połączonych ze sobą kilku grubościennych rur, poprawiając tym samym warunki pracy przewodu wiertniczego. W celu zmniejszenia masy całego przewodu wiertniczego podczas wiercenia studni głębinowych zamiast stalowych żerdzi wiertniczych stosuje się żerdzie wiertnicze ze stopów aluminium (stop aluminium z miedzią i magnezem), które nazywane są rurami wiertniczymi ze stopów lekkich (LBT), są używane. Rury wiertnicze ze stopów lekkich produkowane są z wewnętrznie spęczonymi końcami o średnicy 73, 93, 114, 129 i 147 mm. Na końcach tych rur przecinany jest standardowy gwint. Są one połączone ze sobą za pomocą specjalnych stalowych zamków wiertarskich. Zastosowanie rur wiertniczych ze stopów lekkich umożliwia prawie dwukrotne lub kilkukrotne zmniejszenie ciężaru przewodu wiertniczego. Rury wiertnicze produkowane są w fabrykach o długości 6,8 i 11,5 m. Świece montowane są o długości 25-36 m.

Silniki wgłębne

Turbowiertarki. W wierceniu turbinowym wiertło jest napędzane przez silnik wiertniczy zwany turbowiertłem. Turbowiertło - jest to silnik wgłębny, który przekształca energię poruszającego się przepływu błota w ruch mechaniczny - obrót wału turbowiertarki połączonego z wiertłem.

Ryż. 43. Etap turbiny

Turbowiertarka jest turbiną wielostopniową o liczbie stopni od 25 do 350. Każdy stopień turbiny (rys. 43) składa się ze stojana (1) sztywno połączonego z korpusem turbowiertarki i wirnika (2) zamontowanego na wale turbowiertarki . W stojanie i wirniku przepływ płynu wiertniczego zmienia kierunek i, płynąc z etapu na etap, oddaje część mocy hydraulicznej każdego etapu. Moc generowana na wale turbowiertarki przez wszystkie stopnie jest sumowana na wale turbowiertarki i przekazywana na wiertło.

Uważa się, że do wydajnej pracy turbowiertarki konieczne jest posiadanie około stu turbin. W każdej turbinie łopaty wirnika są równomiernie rozmieszczone na obwodzie. Przed każdym wirnikiem turbiny w obudowie turbowiertarki montuje się statory turbiny o podobnej konstrukcji. Każda para turbin wirnika i stojana tworzy stopień turbowiertarki. We współczesnych turbowiertłach liczba takich etapów sięga trzystu. Strumień płuczki najpierw uderza w łopatki turbiny stojana, zmienia kierunek i uderza w łopatki wirnika, a następnie ponownie zmienia kierunek, a wynikająca z tego siła promieniowa przechodząca przez turbiny wirnika napędza wał turbowiertarki. Przemysł produkuje jednosekcyjne wielostopniowe wiertło turbinowe. Produkowane są również turbowiertarki dwu-, trzy- i czterosekcyjne, posiadające odpowiednio do 230, 270 i 280 turbin. Wiertła wielosekcyjne stosowane są do wiercenia głębokich studni.

Do pobierania próbek rdzenia podczas wiercenia studni metodą turbinową stosuje się turbowiertarki rdzeniowe (turbobity) ze zdejmowanym nośnikiem gruntu. Turbowiertarki produkowane są głównie o średnicy zewnętrznej od 102 do 235 mm, tj. mogą być stosowane podczas wiercenia studni wiertłami o różnych średnicach.

Stosowane są również silniki hydrauliczne wgłębne o niskiej częstotliwości - są to silniki śrubowe (wyporowe) o prędkości obrotowej wału od 90 do 300 obr./min. Silnik odwiertu śrubowego składa się z dwóch sekcji: silnika i wrzeciona.

Sekcja silnika składa się z wirnika śrubowego (śruba wewnętrzna) i stojana ze śrubą wewnętrzną. Na wirniku śruba jest krótsza o jeden ząb, a oś wirnika jest przesunięta względem osi stojana. Płyn wiertniczy, przechodząc przez szczelinę mechanizmu śrubowego, obraca śrubę wirnika.

Śruba wirnika jest połączona z wałkiem, na końcu którego znajduje się gwint do wkręcania bitu.

Wiertarki elektryczne. Wiertarka elektryczna to odwiertowy silnik elektryczny, za pomocą którego wiertło obraca się na dnie studni. W korpusie wiertarki elektrycznej umieszczony jest trójfazowy silnik elektryczny prąd przemienny. Energia elektryczna jest dostarczana do silnika elektrycznego z powierzchni za pomocą specjalnego kabla umieszczonego wewnątrz rur wiertniczych.Pod krętlikiem znajduje się pierścieniowy kolektor prądu, do którego prąd jest dostarczany przez kabel.Cały kabel podzielony jest na osobne sekcje.Każdy odcinek ma długość równą długości stojaka rury wiertniczej Łączenie i odłączanie odcinków kabla podczas wkręcania i odkręcania świec podczas operacji wyzwalania odbywa się za pomocą specjalnych zamków (styków) na każdej rurze świecy. pręt wchodzi do tulei i zamyka styk elektryczny, a po odkręceniu styk otwiera się. Podczas wiercenia przewód wiertniczy jest nieruchomy i płyn wiertniczy jest przez niego podawany na dno odwiertu. Prędkość obrotowa wirnika nie zależy od ilości płynu wiertniczego dostarczanego na dno odwiertu.

Wadą wiercenia elektrycznego jest niedogodność dostarczania energii elektrycznej do wiertarki elektrycznej i trudność w zapewnieniu niezawodności uszczelnienia wiertarki elektrycznej przed wnikaniem do niej płuczki wiertniczej. W wierceniu elektrycznym stosuje się wiertarki elektryczne o średnicy 170, 215 i 250 mm oraz wiertła 190,5; 244,5; 295,3 mm.

Wysyłanie dobrej pracy do bazy wiedzy jest proste. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy będą Ci bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

PROFESJONALNA EDUKACJA

Yu.V. WADECKI

wiercenie odwiertów naftowych i gazowych

Podręcznik

przyznał

Ministerstwo Edukacji Federacji Rosyjskiej

jako podręcznik dla instytucji edukacyjnych

wstępna edukacja zawodowa

Moskwa

AKADEMIA

2009

UDC 622.23/.24 BBK33.131 V12

Autor wyraża swoją głęboką wdzięczność

Sztuka. Badacz JSC „VNIIOENG” V.A. Ershova

za pomoc w przygotowaniu rękopisu do publikacji

Recenzent --

Główny Badacz Instytutu Problemów Naftowych i Gazowych Rosyjskiej Akademii Nauk V. I. Igrevskiy

Wadeckij Juw.

B12 Wiercenie szybów naftowych i gazowych: podręcznik na początek. prof. edukacja / Jurij Wiaczesławowicz Wadecki. - M.: Ośrodek Wydawniczy „Akademia”, 2003 r. - 352p. ISBN 5-7695-1119-2

Podręcznik zawiera krótkie informacje na temat geologii ogólnej i geologii naftowej. Opisano zasady zagospodarowania złóż naftowych i gazowych oraz metody eksploatacji odwiertów naftowych i gazowych. Podano dane dotyczące platform wiertniczych i sposobów ich budowy.

Dla uczniów zasadniczych szkół zawodowych.

UDC 622.23/.24 BBK33.131

© Vadetsky Yu.V., 2003

© Ośrodek edukacyjno-wydawniczy „Akademia”, 2003 ISBN 5-7695-1119-2

© Projekt. Centrum Wydawnicze „Akademia”, 2003

Wstęp

Rozdział 1 Podsumowanie geologii ogólnej i naftowej

1.1. Podstawowe pojęcia dotyczące budowy i składu skorupy ziemskiej

1.2. Składanie i rodzaje fałd

1.3. Główne właściwości fizyczne i mechaniczne skał, które wpływają na proces ich niszczenia podczas budowy studni

1.4. Tworzenie się ropy i basenu naftowego

1.5. Poszukiwanie, eksploracja i zagospodarowanie złóż

Rozdział 2 Ogólne informacje o wierceniu studni i sprzęcie wykorzystywanym do tego procesu

2.1. Pojęcie odwiertu, klasyfikacja i przeznaczenie odwiertów

2.2. Schemat technologiczny wiercenia studni w sposób obrotowy

2.3. Cykl budowy studni. Bilans czasu kalendarzowego i pojęcie prędkości wiercenia

2.4. Głębokie wiertnice

2.5. Wiertnice i sprzęt do opuszczania i wyciągania przewodu wiertniczego

2.6. Sprzęt i narzędzia do wiercenia studni

2.7. Ogólne środki ochrony przyrody i środowiska podczas budowy studni

2.8. Schematy lokalizacji obiektów i urządzeń naziemnych

2.9. Prace przygotowawcze do wiercenia studni

Rozdział 3 Narzędzie do łamania skał

3.1. Cel i klasyfikacja narzędzi do cięcia skał

3.2. Wiertła łopatkowe do ciągłego wiercenia otworów dolnych

3.3. Wiertła stożkowe do ciągłego wiercenia otworów dennych

3.4. Bity i bity diamentowe wzmocnione wkładkami z syntetycznego diamentu polikrystalicznego

3.5. Pociski do wiercenia rdzeniowego (odbiorniki rdzenia) i głowice wiertnicze do nich

3.6. Dłuta do celów specjalnych

Rozdział 4 Wiertarka

4.1. Postanowienia ogólne

4.2. Konstrukcja elementów przewodu wiertniczego

4.3. Warunki pracy ciągów wiertniczych

4.4. Zakończenie i eksploatacja przewodu wiertniczego

Rozdział 5 Technologia płukania studni i płyny wiertnicze

5.1. Postanowienia ogólne

5.2. Płyny wiertnicze na bazie wody

5.3. Używanie wody jako płynu do płukania

5.4. Płyny wiertnicze na bazie oleju (rno)

5.5. Wiercenie studni z czyszczeniem dolnego otworu powietrzem lub gazem. Napowietrzane płyny i pianki myjące

5.6. Sprzęt do przygotowania i oczyszczania płynów wiertniczych

5.7. Wybór rodzaju płuczki wiertniczej

5.8. Formy organizacji uprawy gliny

Rozdział 6 Komplikacje w procesie wiercenia studni

6.1. Postanowienia ogólne

6.2. Komplikacje, które powodują naruszenie integralności ścian studni

6.3. Zapobieganie stratom i kontrola

6.4. Zapobieganie i kontrola manifestacji gazu, ropy i wody

6.5. Cechy wiercenia studni w warunkach agresji siarkowodoru

6.6. Komplikacje podczas wiercenia studni w wiecznej zmarzlinie

Rozdział 7 Tryb wiercenia

7.1. Postanowienia ogólne

7.2. Wpływ parametrów trybu wiercenia na ilościowe i jakościowe wskaźniki wiercenia

7.3. Wybór metody wiercenia

7.4. Cechy trybu wiercenia obrotowego

7.5. Cechy trybu wiercenia turbinowego

7.6. Specyfika trybu wiercenia z silnikami śrubowymi (wyporowymi) wiertniczymi

7.7. Cechy trybu wiercenia wiertarkami elektrycznymi

7.8. Cechy trybu wiercenia wiertłami diamentowymi

7.9. Kontrola parametrów trybu wiercenia

7.10. Posuw narzędzia

Rozdział 8 Odchylenie studni i wiercenie odchylonych studni

8.1. Walka z krzywizną studni pionowych

8.2. Wiercenie studni kierunkowych

8.3. Wiercenie klastra studni

8.4. Wiercenie studni wielostronnych (wielostronnych), poziomo rozgałęzionych i poziomych

Rozdział 9 Otwarcie i badanie horyzontów produkcyjnych (warstw) w procesie wiercenia studni

9.1. Otwarcie horyzontów produkcyjnych (warstw)

9.2. Pobieranie próbek i badanie poziomów produkcyjnych (warstw) podczas wiercenia

Rozdział 10

10.1. Postanowienia ogólne

10.2. Dobrze zaprojektuj

10.3. Obudowa

10.4. Urządzenia i osprzęt do wyposażenia ciągów osłonowych

10.5. Wprowadzanie sznurka obudowy do studni

10.6. Dobrze cementowanie

10.7. Materiały i sprzęt do cementowania studni

10.8. Prace przygotowawcze i proces cementowania

10.9. Prace końcowe i weryfikacja wyników cementowania

Rozdział 11 Rozwój i badanie studni

11.1. Otwarcie horyzontów produkcyjnych (warstw) po uruchomieniu i zacementowaniu ciągu produkcyjnego

11.2. Opracowanie i badanie horyzontów produkcyjnych (warstw) po uruchomieniu i zacementowaniu ciągu produkcyjnego

Rozdział 12 Wypadki wiertnicze

12.1. Rodzaje wypadków, ich przyczyny i środki zapobiegawcze

12.2. Zablokowana eliminacja

12.4. Organizacja pracy w razie wypadku

Rozdział 13 Specyfika odwiertów morskich

13.1. Postanowienia ogólne

13.2. Sprzęt do odwiertów podmorskich

13.3. Niektóre cechy wiercenia odwiertów naftowych i gazowych na morzu

13.4. Usługa offshore

Bibliografia

WPROWADZANIE

Wiercenie szybów naftowych lub gazowych to złożony, aw niektórych przypadkach niebezpieczny proces. Wiercenie odwiertów naftowych lub gazowych można z powodzeniem prowadzić tylko przy obowiązkowym przestrzeganiu szeregu zasad i przepisów. Takich zasad i przepisów jest wiele i wszystkie są przedstawione w tym podręczniku, ale wśród tej różnorodności są te główne (jest ich tylko siedem), o których należy pamiętać i których należy przestrzegać. Ich wdrożenie gwarantuje sukces.

Główne postanowienia gwarantujące udane wiercenie studni.

1. Wszyscy członkowie zespołu wiertniczego, a zwłaszcza wiertnicy, powinni być dobrze zaznajomieni z porządkiem robót geologiczno-technicznych (GTO), cechami wierceń w terenie, przekrojem geologicznym (przedziałami) odwiertu. Szczególną uwagę należy zwrócić na odstępy, w których możliwe są komplikacje. W takich odstępach czasu podejmowane są niezbędne środki ostrożności.

2. Ekipa ekipy wiertniczej, a zwłaszcza jej główne ogniwo – zegarek, musi być przyjacielska i zalutowana. Jeśli w zegarku jest osoba, która z jakiegoś powodu nie jest kompatybilna z resztą zespołu, lepiej przenieść go na inny zegarek, brygadę.

Proces wiercenia nie zawsze jest spokojny i nieszkodliwy, możliwe są sytuacje ekstremalne (wypadki, emisja gazów, pożary itp.), w których od ekipy wiertniczej (wachty) wymaga się umiejętności, opanowania, odwagi i poświęcenia. W tych warunkach relacje między członkami zespołu mogą odgrywać decydującą rolę.

3. Wszyscy członkowie ekipy wiertniczej, zwłaszcza wiertnicy, muszą być profesjonalistami w swojej dziedzinie. Profesjonalizm w wierceniu osiąga się poprzez ciągłe szkolenia i rozwój zawodowy.

4. Proces wiercenia jest w dużej mierze konserwatywny. Składa się z sekwencji operacji, często powtarzanych, które z konieczności są wykonywane w określonej kolejności. Odejście od tej zasady w większości przypadków prowadzi do komplikacji lub wypadków. Pod tym względem zegarek wiertniczy można porównać do załogi samolotu, gdy najmniejsze odstępstwo od zasad prowadzi do katastrofy.

5. Wszyscy członkowie zespołu zobowiązani są do zachowania dyscypliny w procesie budowy studni. Najmniejszy luz, pojawienie się w pracy w stanie nietrzeźwości lub po burzliwym dniu spędzonym dzień wcześniej niesie za sobą poważne konsekwencje. Utrata lub otępienie czujności często prowadzi do wypadków, w tym śmiertelnych. Każde odstępstwo od ogólnie przyjętych norm nie powinno pozostać niezauważone.

6. Każdy członek ekipy wiertniczej musi ściśle przestrzegać zasad bezpieczeństwa, umieć udzielić pierwszej pomocy poszkodowanemu, znać swoje obowiązki w przypadku uwolnienia gazu, pożaru i innych ekstremalnych sytuacji. Zadaniem brygadzisty wiertniczego jest ciągłe prowadzenie ćwiczeń i doprowadzenie do pełnej automatyzacji działań członków ekipy wiertniczej w takich sytuacjach.

7. Każdy członek ekipy wiertniczej musi robić tylko to, co jest mu przepisane w opisie stanowiska. Wszystkie inne czynności wykonywane są wyłącznie na polecenie brygadzisty (wiertacza).

Krótka informacja z historii rozwoju urządzeń i technologii operacji wiertniczych. Trudno ustalić, w jakim tysiącleciu pne człowiek po raz pierwszy zaczął używać oleju, ale oczywiste jest, że stało się to w bardzo starożytnych czasach. Początkowo olej był używany jako lekarstwo na wiele różnych chorób: trąd, zapalenie oczu itp. W starożytności olej miał również duże znaczenie jako materiał oświetleniowy.

W systemie niewolniczym znacznie rozszerzył się obszar stosowania oleju i naturalnego bitumu. Były już używane nie tylko jako materiał leczniczy i oświetleniowy, ale także do celów budowlanych. Przy budowie ścian szeroko stosowano bitum mieszany z wypalanymi cegłami i kamykami. Rozszerzenie zakresu ropy naftowej w dobie systemu niewolniczego spowodowało poprawę technologii jej wydobycia. Stosowana dotychczas metoda zbierania ropy w miejscach, w których wypłynęła ona na powierzchnię ziemi, nie mogła już zaspokoić jej potrzeb. Powstała metoda wydobycia ropy naftowej (lub kopania). Kopanki to płytkie doły (głębokość do 2 m), do których wkładano akację chroniącą mury przed zawaleniem. Na dnie kopanki gromadził się olej, przesączając się przez glebę. Olej z kopaczy był okresowo wydobywany w miarę gromadzenia się.

Wielkie odkrycia geograficzne i rozkwit stosunków handlowych w ramach systemu feudalnego znacząco przyczyniły się do rozwoju wielu gałęzi przemysłu, w tym ropy naftowej. Zwiększone zapotrzebowanie na ropę doprowadziło do opracowania nowych technik jej wydobycia. Stara metoda kopania (kopania) nie mogła już zaspokoić potrzeb nowego społeczeństwa na ropę. Pojawiła się metoda studni wydobywania ropy, która była doskonalsza i bardziej opłacalna od kopalnianej (kopania), gdyż pozwalała na eksploatację głębszych pokładów produkcyjnych i zwiększenie wydobycia ropy.

Zniesienie pańszczyzny usunęło przeszkody w rozwoju przemysłowym feudalnej Rosji. W tym okresie znacznie wzrosła rola przemysłu naftowego w ogólnym rozwoju przemysłowym kraju. Fabryki, fabryki, transport kolejowy i wodny potrzebowały paliwa, przede wszystkim węgla i ropy. Dobrze metoda nie mógł już zaspokajać potrzeb społeczeństwa z nową strukturą gospodarczą i polityczną. Potrzebna była lepsza metoda niszczenia skał, a wraz z nią nowy sposób wydobycia ropy na powierzchnię ziemi. Taką metodą było wiercenie studni.

Uważa się, że Edwin Drake wykonał pierwszy komercyjny szyb naftowy w 1859 r. w Pensylwanii (USA). Mniej więcej w tym samym czasie rozpoczęto wiercenie studni w Rosji. Pierwsze szyby naftowe wiercono nieefektywną ręczną metodą prętów obrotowych. Wkrótce przeszli na wiercenie szybów naftowych ręczną metodą udarową prętową, która od dawna jest stosowana w wierceniu studni na solanki i wodę.

Metoda wiercenia na żelaznych prętach za pomocą swobodnie spadającego narzędzia (prętu udarowego) jest szeroko stosowana na polach naftowych Azerbejdżanu. W rejonie naftowym Groznego rozpowszechniła się metoda wiercenia z użyciem lin udarowych.

Przejście z ręcznej metody wiercenia studni na mechaniczną spowodowało konieczność zajęcia się szeregiem zagadnień mechanizacji operacji wiertniczych. Duży wkład w tę pracę wnieśli rosyjscy inżynierowie górnictwa G. D. Romanovsky (1825-1906) i S. G. Voislav (1850-1904). Wraz ze wzrostem głębokości szybów naftowych, która do 1900 r. osiągnęła około 300 m, wady metody wiercenia udarowego stawały się coraz bardziej widoczne.

Wiercenie głębokich złóż ropy naftowej wymagało udoskonalenia technik wiercenia otworów wiertniczych. Wiercenie udarowe w 1 min. wykonane od 26 do 40 upadków i co 2 godziny konieczne było podnoszenie narzędzia wiertniczego w celu oczyszczenia otworu dna z wierconej skały. Ściany studni zostały zniszczone, więc trzeba je było naprawić za pomocą 12 ... 14 kolumn. Wydano na to ogromną ilość metalu - ponad 0,5 tony na metr penetracji. Szybkość penetracji podczas wiercenia udarowego była znikoma. W czasach przedrewolucyjnych w wierceniu prętów wynosiła nie więcej niż 34,6 m / miesiąc (metr na miesiąc maszynowy) przy średniej głębokości odwiertu 300 ... 400 m, a w Groznym osiągnęła 90 m / miesięcznego o średniej głębokości odwiertu 600 m. Metodę udarową zastąpiono wierceniem obrotowym, w wyniku czego te niedociągnięcia zostały wyeliminowane. Podczas wiercenia obrotowego jednocześnie wykonuje się zarówno wiercenie studni, jak i usuwanie wierconej skały na powierzchnię za pomocą płuczki wiertniczej (usuwanie wierconej skały z obiegowym przepływem wody wynalazł w 1848 r. francuski inżynier Fovelle). Od 1901 roku, kiedy w USA po raz pierwszy zastosowano wiercenie obrotowe z płukaniem dna cyrkulującym strumieniem płynu, rozpoczął się okres rozwoju i doskonalenia metody wiercenia obrotowego. W Rosji pierwszy odwiert o głębokości 345 m wykonano metodą obrotową w 1902 r. w rejonie Groznego.

Jednym z najtrudniejszych problemów, jakie pojawiły się przy wierceniu studni, zwłaszcza metodą obrotową, był problem uszczelnienia przestrzeni pierścieniowej pomiędzy rurami osłonowymi a ścianami studni. Problem ten rozwiązał rosyjski inżynier A. A. Boguszewski, który w 1906 r. opatentował sposób wpompowywania zaczynu cementowego do sznura osłonowego, a następnie przemieszczenia go przez dno (buta) sznura osłonowego do pierścienia. Metoda Boguszewskiego szybko rozprzestrzeniła się nie tylko w Rosji, ale także za granicą. Nie przeszkodziło to jednak amerykańskiemu inżynierowi Perkinsowi w 1918 roku uzyskać patent na metodę cementowania studni, która jest powtórzeniem wynalazku inżyniera A.A. Boguszewski.

Wraz z pomyślnym rozwiązywaniem praktycznych problemów technologii wiertniczych, naukowcy i inżynierowie naszego kraju przywiązywali dużą wagę do rozwoju teorii. Ważną rolę w rozwoju technologii naftowej odegrał wydawany od 1825 roku Mining Journal. W czasopiśmie publikowano prace największych ówczesnych specjalistów naftowych: G.D. Romanovsky'ego, S. Gulishambarova, A. Vasilieva, N.A. Sokołowskiego, I. A. Czas i inni Od 1899 r. w Baku zaczęło ukazywać się czasopismo „Biznes naftowy”.

W latach 1904-1911. ukazało się czterotomowe klasyczne dzieło jednego z największych rosyjskich inżynierów górniczych I.N. Głuszkowa „Przewodnik po wierceniu studni”, które przez długi czas książka stołowa wszyscy nafciarze.

W czasie I wojny światowej i kolejnych wojna domowa Rosyjski przemysł naftowy podupadał. Odbudowa przemysłu naftowego rozpoczęła się natychmiast po wyzwoleniu regionów naftowych od interwencjonistów i białych.

Od 1924 r. w przemyśle naftowym ZSRR rozpoczęto techniczną rekonstrukcję odwiertów. najważniejsze sposoby Ta rekonstrukcja wyglądała następująco:

zastąpienie wiercenia udarowego rotacyjnym;

użyj zamiast pary energii elektrycznej - najtańszej.

W latach przedwojennych planów pięcioletnich przemysł naftowo-gazowy rozwijał się w przyspieszonym tempie. Od 1928 do 1940 r. wydobycie ropy naftowej wzrosło z 11 625 tys. ton do 31 121 tys. ton, a wiercenia otworów na ropę i gaz z 362 tys. m do 1947 tys.

W latach Wielkiego Wojna Ojczyźniana wiertacze naftowi pokazali przykłady heroizmu w swojej pracy, organizując poszukiwania i wydobycie ropy i gazu we wschodnich regionach kraju w trudnych warunkach wojennych. Okres ten charakteryzuje się wzrostem udziału penetracji w wiercenia poszukiwawcze z 23% ogółu wierceń w 1940 r. do 42% w 1945 r., a udział regionów wschodnich w wierceniu ogółem w ZSRR wzrósł z 21,8% w 1940 r. do 52,5% w 1944 r. i 45% w 1945 r.

Rozwój odwiertów naftowych i gazowych w ZSRR był w dużej mierze zdeterminowany przez hydrauliczny silnik wiertniczy, turbodrill, wynaleziony w 1923 roku przez M. A. Kapelyushnikova, SM Volokha i N. A. Korneeva.

W 1923 r. w Azerbejdżanie wykonano pierwszy odwiert na świecie przy użyciu jednostopniowego turbowiertła, zwanego turbowiertłem Kapelyushnikov. Turbowiertarki Kapelyushnikov nie znalazły szerokiego zastosowania, ponieważ przy jednostopniowej turbinie ciecz przepływała przez jej łopatki z prędkością 50 ... 70 m / s. Tak duża prędkość ruchu płynu przenoszącego cząstki ścierne formacji wierconych prowadziła do niezwykle szybkiego uruchomienia łopatek turbiny. Ponadto turbowiertarka Kapelyushnikov miała bardzo niską moc i niską wydajność (29 ... 30%). Moc turbowiertarek Kapelusznikowa wynosiła tylko 3,5...11,0 kW.

W 1934 r. grupa inżynierów kierowana przez P.P. Szumilowa zaproponowała nową turbowiertarkę, która zasadniczo różniła się od turbowiertarki Kapelyushnikov. Przewidziano w nim specjalnie zaprojektowaną turbinę wielostopniową, której liczba stopni sięgała 100...150 szt. Umożliwiło to zwiększenie mocy turbowiertarki i zmniejszenie prędkości obrotowej turbiny do 8,3 ... 11,7 obr / s, a tym samym wyeliminowanie konieczności stosowania skrzyni biegów.

Pierwsze eksperymenty wiertnicze z wielostopniowym wiertłem turbinowym, przeprowadzone w latach 1935-1936, potwierdziły wszystkie zalety nowej konstrukcji. Dalsze prace nad stworzeniem turbowiertarki do wiercenia studni prowadzono głównie w ramach doskonalenia konstrukcji. Praca ta zakończyła się w latach 1939-1940. stworzenie przemysłowego typu turbowiertarki.

Od 1944 r. metoda wiercenia turbinowego jest szeroko stosowana w większości regionów naftowych. W latach powojennych wiercenie turbinowe stało się jednym z głównych rodzajów wierceń w Związku Radzieckim.

Konstrukcja turbowiertarek jest stale ulepszana. Opracowywane są nowe typy hydraulicznych silników wiertniczych. Tak więc w drugiej połowie lat sześćdziesiątych. opracowano silnik śrubowy (wyporowy), który jest obecnie szeroko stosowany.

W latach 1937-1938. Grupa inżynierów kierowana przez A.P. Ostrovsky'ego opracowała projekt niehydraulicznego silnika wiertniczego - wiertarki elektrycznej. W 1940 roku przeprowadzono pierwsze testy na polach naftowych Azerbejdżanu, które wykazały celowość jego wykorzystania w wierceniu odwiertów. W przyszłości znacznie poprawiono konstrukcję wiertarki elektrycznej, co pozwoliło z powodzeniem ją stosować w niektórych regionach kraju.

Lata powojenne to znaczny wzrost penetracji, doskonalenie konstrukcji narzędzi urządzeń wiertniczych, wzrost mocy napędowej wiertnic, dalsze doskonalenie technologii wiercenia otworów wiertniczych itp.

Pomimo tego, że obecnie w naszym kraju ponad 90% całkowitego wolumenu wierceń realizowane jest przez silniki wiertnicze, potencjalne możliwości wierceń obrotowych są dalekie od wyczerpania, o czym świadczą doświadczenia zagraniczne.

Od półtora wieku ludzkość wierci szyby na ropę i gaz. Osiągnięto maksymalną głębokość odwiertu - ponad 12 000 m (Federacja Rosyjska, studnia supergłęboka Kola). Świadczy to o ogromnych trudnościach technicznych, z jakimi trzeba się zmierzyć, wchodząc głębiej w trzewia Ziemi. Opisana w tym podręczniku technika i technologia wiercenia pozwoli na osiągnięcie głębokości 15 000…16 000 m, co zostanie wykonane w nadchodzących dziesięcioleciach.

Terminologia. Studiując ten podręcznik, czytelnik natknie się na szereg pojęć (terminów), które spotyka się tylko przy produkcji odwiertów. Takich pojęć nie ma zbyt wiele, ale trzeba je znać, a co najważniejsze, zrozumieć ich znaczenie. Poniżej podano główne z tych terminów.

Wiercenie to proces formowania wyrobiska górniczego, głównie okrągły przekrój, poprzez niszczenie skał głównie narzędziem wiertniczym (rzadziej metodami termicznymi, hydroerozyjnymi, wybuchowymi i innymi) z usuwaniem produktów niszczenia.

Studnia (naftowa, gazowa, wodna itp.) - konstrukcja, przeważnie o przekroju kołowym, utworzona przez wiercenie i mocowanie i charakteryzująca się stosunkowo niewielką powierzchnią przekroje w porównaniu z wielkością powierzchni bocznej i z góry określonym położeniem w przestrzeni.

Narzędzie wiertnicze – ogólna nazwa mechanizmów i urządzeń stosowanych przy wierceniu studni oraz eliminowaniu wypadków występujących w studniach.

Metoda wiercenia udarowego – metoda budowy studni polegająca na niszczeniu skał w wyniku uderzenia narzędzia tnącego skałę w dno (dno) studni.

Obrotowa metoda wiercenia to metoda budowy studni poprzez niszczenie skał poprzez obracanie dociskanego do dna narzędzia urabiającego skałę (dłuto, korona).

Drilling fluid (flushing fluid) to nazwa technologiczna złożonego, wieloskładnikowego, zdyspergowanego układu płynów zawiesinowych i napowietrzanych, stosowanych do płukania studni podczas wiercenia.

Rury osłonowe - rury przeznaczone do obudowy studni, a także izolowania horyzontów produkcyjnych podczas pracy złoża ropy (gazu) (horyzont).

Obudowa - ciąg składający się z kolejno skręcanych (spawanych) rur osłonowych.

Przestrzeń pierścieniowa - przestrzeń pomiędzy ścianami studni (ciągu osłonowego) a ścianami zewnętrznymi ciągu rury wiertniczej, powstająca podczas wiercenia.

Wiercenia poszukiwawcze - wiercenie odwiertów w celu poszukiwania złóż ropy (gazu). Jest to część zestawu prac pozwalających na oszacowanie wartości handlowej złoża ropy (gazu) zidentyfikowanego na etapie poszukiwań i przygotowanie go do zagospodarowania.

Wiercenie operacyjne - wiercenie studni w celu zagospodarowania złoża ropy (gazu).

Turbodrill to odwiertowy silnik hydrauliczny przeznaczony do wiercenia studni w różnych warunkach geologicznych.

Metoda wiercenia turbinowego - wiercenie studni za pomocą turbowiertarek.

Wiertarka elektryczna to wiertarka napędzana energią elektryczną i nadająca ruch obrotowy narzędziu do cięcia skał.

Cementowanie (zatykanie) studni polega na wstrzyknięciu zaczynu cementowego w pierścieniową przestrzeń pomiędzy ścianami studni a struną okładzinową.

Wiertarka- schodkowy wał drążony łączący wiertło (narzędzie do cięcia skał) z osprzętem ziemnym (wiertnicą) podczas wiercenia studni.

Statyw wiertarski - część przewodu wiertniczego, jednoczęściowa podczas operacji wyzwalania; składa się z dwóch, trzech lub czterech rur wiertniczych skręconych ze sobą.

Wiertnica to zespół maszyn i mechanizmów przeznaczonych do wiercenia i obudowywania studni.

Wiertnica to konstrukcja instalowana nad otworem wiertniczym do opuszczania i podnoszenia narzędzi wiertniczych, silników wiertniczych i rur osłonowych.

Drawworks - mechanizm przeznaczony do opuszczania i podnoszenia ciągu rury wiertniczej, podawania wiertła na dno odwiertu, opuszczania obudowy, przenoszenia mocy na wirnik.

Układ jezdny (polyspast) wiertnic - szereg mechanizmów (blok korony, bloczek jezdny, hak lub bloczek haka), które przekształcają ruch obrotowy bębna wciągarki na ruch translacyjny (pionowy) haka.

Rotor - mechanizm przeznaczony do przenoszenia obrotu na przewód wiertniczy podczas wiercenia, aby utrzymać go na wadze podczas operacji wyzwalania i prac pomocniczych.

Krętlik to mechanizm, który obraca sznur wiertniczy zawieszony na haku i podaje przez niego płyn wiertniczy.

pompa błotna -- maszyna hydrauliczna do wstrzykiwania płynu płuczącego do odwiertu.

Platforma wiertnicza – instalacja do wierceń na obszarach wodnych w celu poszukiwania lub eksploatacji zasobów mineralnych pod dnem morskim.

Napęd wiertnicy to zespół maszyn i mechanizmów służących do zamiany energii elektrycznej lub energii paliwowej na energię mechaniczną.

Sito wibracyjne (wibracyjne) - mechanizm oczyszczania płuczki wiertniczej (płynu płuczącego) ze zrzezów i innych zanieczyszczeń mechanicznych.

Odczynniki chemiczne - różne chemikalia przeznaczone do kontrolowania właściwości płynów wiertniczych (płynu do płukania).

Kelly to rura, zwykle o przekroju kwadratowym, która jest zamontowana na szczycie przewodu wiertniczego i przenosi na nią obrót z wirnika.

Kelly Pit — płytka studnia zbudowana w pobliżu wirnika i zaprojektowana w celu obniżenia kelly podczas wbudowywania rury wiertniczej w okresach bez wiercenia.

Wiertło stożkowe – mechanizm składający się z kulistych lub cylindrycznych stożków osadzonych na łożyskach tocznych lub ślizgowych (lub ich kombinacjach) na czopach sekcji wiertła.

Wiertło ostrzowe - korpus z gwintem łączącym, do którego przyspawane są trzy lub więcej ostrzy.

Rury wiertnicze są główną częścią przewodu wiertniczego. Rury wiertnicze wykonywane są bez szwu, ze stali węglowych lub stopowych.

Zamki wiertnicze (zamki do rur wiertniczych) - element łączący rur wiertniczych do wkręcania ich w kolumnę. Złącze wiertnicze składa się ze złączki i tulei zamocowanych na końcach rury wiertniczej.

Kołnierze wiertnicze (DC) to rury zaprojektowane w celu obciążenia narzędzia do cięcia skał i zwiększenia sztywności dolnej części przewodu wiertniczego.

Wskaźnik masy (wagi) to urządzenie, za pomocą którego podczas procesu wiercenia określane jest osiowe obciążenie wiertła. To urządzenie określa również obciążenie działające na hak systemu jezdnego.

Powyższe to tylko główne terminy szeroko stosowane w wierceniu szybów naftowych i gazowych. Specjalista na każdym poziomie zajmujący się wierceniem szybów naftowych i gazowych powinien biegle posługiwać się tą terminologią.

ROZDZIAŁ 1 STRESZCZENIE GEOLOGII OGÓLNEJ I NAFTOWEJ

1.1 Podstawowe pojęcia dotyczące struktury i składu skorupy ziemskiej

Ziemia składa się z koncentrycznych skorup (geosfery): zewnętrznej lub skorupy ziemskiej, pośredniej lub płaszcza oraz jądra. Granicą między skorupą ziemską a płaszczem jest powierzchnia Mohorovichich, która leży na głębokości 30 ... 70 km na kontynencie i 5 ... 10 km pod dnem oceanu. Granica między płaszczem a rdzeniem znajduje się na głębokości 2900 km. Rdzeń o promieniu 3400 km znajduje się w centrum Ziemi. Przyjmuje się, że rdzeń składa się głównie z żelaza i niklu. Gęstość zawartej w nim materii wynosi 6…11 g/cm3, a ciśnienie w samym środku Ziemi wynosi 4263000 kg/cm2.

Skorupa ziemska nie została w pełni zbadana. Uważa się, że jego dolna warstwa to warstwa bazaltowa. Gruby dywan bazaltowy to ściółka, na której spoczywa warstwa granitu, przykryta pokrywą skał osadowych. Jednak skorupa ziemska nie wszędzie ma strukturę trójpoziomową. Na przykład dno oceanu składa się z podłoża bazaltowego i bardzo cienkiej warstwy skał osadowych. A w niektórych miejscach granity wychodzą prosto na powierzchnię.

Skorupa ziemska składa się z różnych skał składających się z minerałów. Ze względu na pochodzenie skały dzielą się na trzy główne grupy: magmowe, osadowe i metamorficzne.

Skały magmowe powstają z magmy Magma jest substancją Ziemi, która jest w stanie stopionym. gdy zastyga na określonej głębokości (głębokie lub natrętne skały) lub gdy zostanie wylana na powierzchnię w postaci lawy (skały wylane lub wylewne). Większość z tych skał ma strukturę krystaliczną; leżą w skorupie ziemskiej z reguły nie w warstwach, ale w postaci ciał o nieregularnym kształcie.

Skały osadowe powstają z produktów destrukcji skał zalegających w zbiornikach wodnych lub na powierzchni lądu w postaci opadów mechanicznych i chemicznych; do tej grupy należą również skały osadowe powstałe z produktów odpadowych organizmów (osady organiczne). Skały osadowe z reguły występują w skorupie ziemskiej w postaci warstw.

Skały metamorficzne powstają ze skał magmowych lub osadowych, które we wnętrzu skorupy ziemskiej przeszły wysokie ciśnienia i temperatury. Skały te w większości przypadków różnią się uwarstwieniem i strukturą krystaliczną.

W skorupie ziemskiej skały magmowe zajmują 95%. Wszystkie skały osadowe i metamorficzne stanowią tylko 5%. Nas jednak interesują skały osadowe, ponieważ złoża ropy i gazu ograniczają się do tych ostatnich. wiercenie pól naftowych

1.2 Składanie i rodzaje fałd

Skały osadowe pierwotnie osadzały się w warstwach poziomych zwanych warstwami. W przyszłości w wyniku budowy gór, tj. pod naciskiem sił bocznych i pionowych miażdżących warstwy poziome powstały fałdy. Czasami dochodziło do zerwania warstw, przy czym starsze posuwały się na młodsze, a nawet wychodziły na powierzchnię. Powstawanie fałd, pęknięć i innych nierównych terenów, zjawiska wulkaniczne, trzęsienia ziemi i inne przejawy życia wewnętrznego Ziemi nazywane są ruchami tektonicznymi.

Istnieje wiele zjawisk fizycznych, które mogą powodować ruchy tektoniczne. Dobrze znana mobilność substancji w jelicie Ziemi na głębokość około 800…1000 km należy uznać za ustalony fakt. Powodem tego są różnorodne procesy fizyczne i chemiczne zachodzące na Ziemi. Procesy te należy rozpatrywać we wzajemnych relacjach, biorąc pod uwagę ich historyczny rozwój.

Rozważ kilka form fałd skorupy ziemskiej. Fałdy, które wybrzuszają się w górę, nazywane są antyklinami, a fałdy, które wybrzuszają się w dół, nazywane są synklinami. Najbardziej podniesiona część antykliny nazywana jest kopułą, części boczne nazywane są skrzydłami (ryc. 1.1, a).

Jeśli wystąpi uskok z utworzeniem pęknięcia, wzdłuż którego warstwy poruszają się w kierunkach pionowych i ukośnych względem siebie (ryc. 1.1, b), a jednocześnie jedna część fałdy opada, a druga pozostaje w w tym samym miejscu powstaje uskok. Jeśli jedna część fałdu unosi się i nieco zachodzi na drugą, powstaje odwrócony uskok.

Główne elementy charakteryzujące pościel to: dip, dip, dip i strike.

Upadek warstw to nachylenie warstw skorupy ziemskiej do horyzontu. Największy kąt (a) utworzony przez powierzchnię zbiornika z płaszczyzną poziomą nazywa się kątem zanurzenia zbiornika (ryc. 1.1, c). Linia leżąca w płaszczyźnie zbiornika i prostopadła do kierunku jej zanurzenia nazywana jest uderzeniem zbiornika.

Górna powierzchnia zbiornika (granica z leżącym nad nim) nazywana jest dachem, dolna to podeszwa. Odległość między górą a dołem nazywana jest grubością formacji.

1.3 Główne właściwości fizyczne i mechaniczne skał, które wpływają na proces ich niszczenia podczas budowy studni

Głównymi właściwościami fizycznymi i mechanicznymi skał, które wpływają na proces ich niszczenia podczas budowy studni, są elastyczność i plastyczność, twardość, ścieralność i ciągłość.

Właściwości sprężyste skał. Wszystkie skały pod wpływem obciążeń zewnętrznych ulegają odkształceniom, które zanikają po usunięciu obciążenia lub pozostają. Pierwsze z nich nazywane są odkształceniami sprężystymi, a drugie - plastycznymi. Większość minerałów skałotwórczych to ciała sprężysto-kruche, tj. podlegają prawu Hooke'a i ulegają rozpadowi, gdy naprężenia osiągną granicę sprężystości. Przy prostym rozciąganiu lub ściskaniu korpusu sprężystego względne wydłużenie lub ściskanie jest proporcjonalne do normalnego naprężenia:

gdzie E jest modułem Younga; e - odkształcenie.

Skały są ciałami elastyczno-kruchymi i podlegają prawu Hooke'a tylko pod wpływem obciążenia dynamicznego. Właściwości sprężyste skał charakteryzują moduł sprężystości (moduł Younga) E i współczynnik Poissona p, (d = e x / e i gdzie e x jest odkształceniem poprzecznym; J y jest odkształceniem wzdłużnym). Moduł sprężystości skał zależy od ich składu mineralogicznego, rodzaju obciążenia i wielkości przyłożonego obciążenia, struktury, tekstury i głębokości skał, składu i struktury substancji cementującej w skałach klastycznych, stopnia zawilgocenia, piaszczystości zawartość węglanów w skałach.

Współczynnik Poissona dla większości skał i minerałów mieści się w zakresie 0,2 ... 0,4, a tylko dla kwarcu jest nienormalnie niski - około 0,07, co wynika ze specyfiki struktury jego sieci krystalicznej.

Właściwości plastyczne skał (plastyczność). Zniszczenie niektórych skał poprzedzone jest odkształceniem plastycznym, które rozpoczyna się, gdy naprężenie w skale przekracza granicę sprężystości. Plastyczność zależy od składu mineralogicznego skał i maleje wraz ze wzrostem zawartości kwarcu, skalenia i niektórych innych minerałów. Gliny i skały zawierające sole mają wysokie właściwości plastyczne. W pewnych warunkach niektóre skały ulegają pełzaniu. Pełzanie objawia się stałym wzrostem deformacji przy stałym naprężeniu. Znaczące pełzanie charakteryzują iły, łupki ilaste, skały solne, mułowce i niektóre odmiany wapieni.

Twardość skał. Twardość skały rozumiana jest jako jej zdolność do przeciwstawiania się wnikaniu (wprowadzaniu) w nią narzędzia tnącego skałę.

W geologii szeroko stosowana jest skala twardości mineralnej Mohsa, zgodnie z którą warunkową twardość minerałów określa się metodą drapania. Skala ta opiera się na twardości minerałów najczęściej występujących w skale, a mniej twardym z nich przypisuje się niższe liczby:

1 - talk;

2 - gips lub sól kamienna;

3 - wapienny dźwigar lub kalcyt;

4 - fluoryt;

5 - apatyt;

6 - skaleń;

7 - kwarc;

8 - topaz;

9 - korund; 10 to diament.

Na podstawie licznych badań L.A. Shreiner zaproponował klasyfikację skał odbiegającą od skali twardości Mohsa tym, że najpełniej uwzględnia główne właściwości fizyczne i mechaniczne skał, które mają wpływ na proces wiercenia (tab. 1.1).

Do grupy I zalicza się skały nie dające ogólnie kruchych pęknięć (piaski słabo cementowane, iły, skały wapienno-łuskowe, margle, gliny z częstymi przekładkami piaskowców, margli itp.). Grupa II obejmuje skały sprężysto-plastyczne (łupki, wapienie dolomitowe, silne anhydryty, dolomity, zlepieńce na cemencie krzemionkowym, skały kwarcowo-węglanowe itp.). Grupa III obejmuje skały sprężysto-kruche, głównie magmowe i metamorficzne.

Z reguły, w zależności od twardości skał biorących udział w tworzeniu złóż ropy naftowej, należą one do pierwszych ośmiu kategorii.

Tabela 1.1

Klasyfikacja skał Schreinera

Ścierność skał. Ścierność skały rozumiana jest jako jej zdolność do zużywania się stykającego się z nią narzędzia tnącego skałę w procesie ich wzajemnego oddziaływania. Ścierność skał przejawia się w procesie zużycia ściernego (głównie mechanicznego) i jest jego cechą charakterystyczną. Dlatego wskaźniki ścieralności można uznać za wskaźniki właściwości mechanicznych skał.

Ścierność skały, jak każdy inny wskaźnik właściwości mechanicznych, odzwierciedla jej zachowanie w określonych warunkach testowych lub roboczych. Pojęcie zdolności ściernej jest ściśle związane z pojęciem tarcia zewnętrznego i zużycia. Właściwości ścierne skał nie zostały wystarczająco zbadane. Na tarcie znacząco wpływa środowisko. Współczynnik tarcia o skałę, której powierzchnia jest zwilżona roztworem gliny, jest mniejszy niż ten sam współczynnik tarcia o skałę zwilżoną wodą i znacznie niższy niż współczynnik tarcia o suchą skałę.

Spośród skał największą abrazyjność mają piaskowce kwarcowe i skaleniowe oraz mułowce (skały zacementowane o ziarnach klastycznych od 0,01 do 0,1 mm). Opracowano kilka klasyfikacji ścieralności skał.

Ciągłość skał. Koncepcja ta została zaproponowana do oceny stanu strukturalnego skał i ich zdolności do przenoszenia uderzeń wewnątrz skały, na przykład ciśnienia zewnętrznego czynnika ciekłego lub gazowego. O stopniu przydatności do takiego uderzenia decydują zaburzenia wewnątrzstrukturalne w skale (pęknięcia, pory, powierzchnie luźnego kontaktu ziaren itp.).

1.4 Powstawanie oleju i akumulacja oleju

Duże znaczenie ma teoria pochodzenia ropy, która umożliwia rozsądne poszukiwanie złóż ropy i gazu. Obecnie istnieją dwie teorie: organiczna i nieorganiczna.

Teoria organicznego pochodzenia oleju opiera się na następujących podstawach.

Po śmierci organizmu zwierzęcego lub roślinnego rozpoczyna się proces jego rozkładu. Jeżeli następuje to przy swobodnym dostępie tlenu, to zdecydowana większość węgla organizmów roślinnych i zwierzęcych wraca do atmosfery w postaci dwutlenek węgla, a olej zawiera 86% węgla. W takim przypadku tylko niewielka część pozostałości organicznych znajduje się w sprzyjających warunkach do ich ochrony.

Jeśli nie ma tlenu, rozkład następuje z powodu żywotnej aktywności bakterii - mikroorganizmów, które mogą żyć bez tlenu. Rola tych bakterii sprowadza się do ekstrakcji tlenu i tworzenia stabilnych związków organicznych (materiału wyjściowego do tworzenia oleju).

Najkorzystniejszymi obszarami do gromadzenia materiału organicznego jako źródła ropy naftowej są ujścia rzek (zatoki), laguny (jeziora połączone z morzem wąską cieśniną), ujścia rzek (głębokie ujścia rzek wpadających do morza w kształcie lejka).

Teoria nieorganicznego pochodzenia oleju jest następująca.

Ropa pochodzi z płaszcza Ziemi, gdzie dołączyła do innych składników podczas formowania się planety z chmury gazu i pyłu oraz materii detrytycznej. Uwalnianie i początkowa akumulacja węglowodorów ropopochodnych wiąże się z procesami zachodzącymi w górnej części płaszcza Ziemi, które są przyczyną ruchów tektonicznych. Przemieszczanie się ropy naftowej ze stref jej akumulacji w rejonie podskorupowym do pułapek - osadów znajdujących się w górnych poziomach skorupy ziemskiej, następuje wzdłuż wnęk górnych partii głębokich uskoków, które przecinają warstwy bazaltowe, granitowe i osadowe skorupy ziemskiej.

Istniejące teorie pochodzenia ropy opierają się na założeniu, że ropa z warstwy macierzystej migruje (jest wyciskana) z warstwy macierzystej w wyniku wzrostu ciśnienia skał do pobliskich osadów skalnych o większej przepuszczalności i wypełnionych wodą. Jednocześnie ropa i gaz wypierają wodę i gromadzą się w najbardziej wzniesionej części konstrukcji lub w miejscach zamkniętych nieprzepuszczalnymi osadami, które zatrzymują dalszy ruch cieczy, tworząc zbiornik ropy.

Zbiornik ropy naftowej to zbiornik składający się ze skał o wystarczającej przepuszczalności i wypełniony ropą. Ropa, gaz i woda znajdują się w formacjach pod wielka presja. Skały leżące nad horyzontem produkcyjnym wywierają nacisk na tę warstwę swoją masą. Przed otwarciem horyzontu produkcyjnego ciśnienie w nim na całym obszarze jest równomierne, w momencie jego otwarcia równowaga ta jest zaburzona i jeśli ciśnienie na zbiorniku z nakładających się warstw przekracza ciśnienie z kolumny cieczy wypełniając studnię, zaczyna płynąć.

Poziomy płynów w studzienkach mogą być statyczne lub dynamiczne. Poziom statyczny charakteryzuje ciśnienie w zbiorniku. Dynamiczny to poziom cieczy, który ustala się w studni, gdy ciecz jest do niej dodawana lub wypompowywana. Ten poziom charakteryzuje ciśnienie denne w odwiercie podczas jego eksploatacji.

1.5 Poszukiwanie, eksploracja i zagospodarowanie złóż

Poszukiwawczo-eksploracyjne to zespół prac mających na celu odkrycie złóż kopalin i ocenę ich przydatności do rozwoju przemysłowego.

Główne problemy w eksploracji złóż kopalin to:

określenie formy i objętości przemysłowej części złoża. W zależności od wielkości badanej części złoża obliczane są określone zasoby mineralne;

ustalenie cech jakościowych minerału w ścisłym związku z wymaganiami technicznymi dotyczącymi surowców;

identyfikacja czynników naturalnych determinujących warunki eksploatacji (skład i stosunek skał otaczających złoże, kąty upadu skał, nawodnienie złoża, twardość i pękanie skał itp.).

Zagospodarowanie złoża ropy naftowej oznacza kontrolę procesu przemieszczania się cieczy lub gazu w złożu do odwiertów wiertniczych. Racjonalny system zagospodarowania pola naftowego to taki, w którym wierci się je z minimalną dopuszczalną liczbą odwiertów, co zapewnia wysokie tempo wydobycia ropy ze złoża, wysoki końcowy wydobycie ropy, minimalne nakłady kapitałowe na tonę zasobów wydobywalnych oraz minimalny koszt oleju.

Grubość warstw produkcyjnych pól naftowych może wahać się od kilkudziesięciu do setek i tysięcy metrów. Złoża wielowarstwowe zagospodarowywane są w systemie bottom-up, gdzie warstwy wprowadzane są do produkcji sekwencyjnie, począwszy od dolnego poziomu do górnego. Horyzont, od którego zaczyna się rozwój, nazywany jest odniesieniem lub podstawowym. Taki system pozwala, podczas wiercenia do poziomu bazowego, poprzez dobór gruntów i zastosowanie metod geofizycznych, zbadać wszystkie nadległe utwory roponośne i jednocześnie przygotować je do zagospodarowania. Przyczynia się to do zmniejszenia liczby odwiertów poszukiwawczych w terenie i zmniejszenia odsetka nieudanych odwiertów wydobywczych, ponieważ odwierty, w których nie pozyskiwano ropy w horyzoncie bazowym, można zawrócić do formacji nadległych. Wszystko to zmniejsza wysokość kosztów kapitałowych związanych z wierceniem szybów operacyjnych, a zwłaszcza poszukiwawczych.

Warstwy nadległe są uruchamiane po całkowitym wyczerpaniu się horyzontu odniesienia. Aby zmniejszyć tę lukę, a tym samym zapewnić maksymalną produkcję ropy w krótkim czasie, trwają prace nad eksploatacją kilku horyzontów jednocześnie. Dużą rolę w poprawie efektywności zagospodarowania pól naftowych odegrało powszechne stosowanie sztucznej stymulacji złóż w celu utrzymania lub przywrócenia energii złożowej. W tym celu gaz (powietrze) jest wpompowywany do wzniesionych części zbiornika pod ciśnieniem gazowym i trybami gazowymi złoża lub wody do stref wodonośnych w trybie napędzanym wodą.

Zastanówmy się nad sposobami eksploatacji szybów naftowych.

Proces podnoszenia ropy lub gazu z dna odwiertu na powierzchnię dnia może zachodzić zarówno dzięki energii naturalnej cieczy i gazu spływającego na dno, jak i energii wprowadzonej do odwiertu z powierzchni dnia. Jeśli ropa i gaz są dostarczane na powierzchnię dnia z powodu energii naturalnej lub powodzi, wówczas operację nazywa się przepływem. Jeśli studnia w ogóle nie płynie lub jej przepływ jest niewystarczający, stosuje się mechaniczne pompowanie ropy ze studni. Odbywa się to poprzez działanie sprężarki lub pompy. Podczas pracy sprężarki do odwiertu wtryskiwany jest sprężony gaz lub powietrze, które przedostaje się do stopy rur podnoszących opuszczanych do odwiertu, miesza się z olejem i wyprowadza tę mieszaninę na powierzchnię. Operacja pompowania Jest zwykle stosowany w studniach o małym natężeniu przepływu.

pytania testowe

1. Jakie są główne skały skorupy ziemskiej?

2. Jakie skały nazywamy osadowymi?

3. Wymień główne formy fałd skorupy ziemskiej.

4. Jaka jest twardość i ścieralność skał?

5. Jaka jest istota teorii organicznego i nieorganicznego pochodzenia oleju?

6. Jakie siły powodują przemieszczanie się ropy ze zbiornika do odwiertów?

7. Jakie są główne pytania zadawane podczas eksploracji?

8. Jaki system rozwoju nazywamy racjonalnym?

9. Opisać sposób eksploatacji szybów naftowych.

ROZDZIAŁ 2 OGÓLNE INFORMACJE DOTYCZĄCE WIERCENIA ODWIERNI I SPRZĘTU STOSOWANEGO DO REALIZACJI TEGO PROCESU

2.1 Pojęcie odwiertu, klasyfikacja i przeznaczenie odwiertów

Studnia powstaje w wyniku sekwencyjnego niszczenia skał i ich wydobywania na powierzchnię. Początek studni nazywa się ujściem, dno studni nazywa się dnem. Średnica studni mieści się w zakresie 59...1000 mm. Podczas konwencjonalnego wiercenia niszczona jest cała masa skały. Przy wierceniu z wyborem wewnętrznej kolumny skalnej (rdzenia) niszczona jest jedynie przestrzeń pierścieniowa przy ścianach odwiertu, a rdzeń jest wydobywany w stanie nienaruszonym w celu zbadania budowy geologicznej złoża.

Przeznaczenie studni może być inne. Wszystkie odwierty wiercone w celu badań regionalnych, poszukiwań, eksploracji i zagospodarowania złóż lub złóż ropy naftowej i gazu dzielą się na następujące kategorie.

1. Odwierty referencyjne są wiercone w celu zbadania budowy geologicznej i warunków hydrogeologicznych dużych regionów, określenia ogólnych wzorców rozmieszczenia kompleksów osadów korzystnych dla akumulacji ropy i gazu, w celu wyselekcjonowania najbardziej obiecujących obszarów geologicznych poszukiwań ropy i gazu .

2. Wykonuje się odwierty parametryczne w celu zbadania głębokiej budowy geologicznej oraz oceny porównawczej potencjału naftowego i gazowego ewentualnych stref akumulacji ropy i gazu, określenia najbardziej perspektywicznych obszarów do szczegółowych prac geologicznych, a także uzyskania niezbędnych informacji o oraz charakterystyka geofizyczna sekcji osadów w celu wyjaśnienia wyników badań sejsmicznych i innych badań geofizycznych.

3. Odwierty strukturalne są wiercone w celu zidentyfikowania i przygotowania do poszukiwań i wierceń rozpoznawczych obiecujących obszarów (fałdy antyklinalne, strefy osłonowe, zaklinowanie itp.). Zgodnie z danymi uzyskanymi w wyniku wierceń otworów strukturalnych, w różnych punktach określane są elementy występowania warstw (tektonika, stratygrafia i litologia) oraz zestawiane są profile tego obszaru.

4. Otwory poszukiwawcze wiercone są na terenach przygotowanych w drodze poszukiwań geologicznych (badania geologiczne, wiercenia strukturalne, badania geofizyczne i geochemiczne lub kombinacja tych metod) w celu określenia zawartości ropy i gazu.

5. Odwierty poszukiwawcze wiercone są na obszarach o ustalonej komercyjnej zawartości ropy naftowej i gazu w celu wytyczenia pola, obliczenia rezerw i przygotowania go do zagospodarowania.

6. Wykonuje się odwierty produkcyjne w celu zagospodarowania i eksploatacji złóż ropy naftowej i gazu. Do tej kategorii zalicza się wycenę (do oceny zbiorników poziomów produkcyjnych), produkcję (produkcję), zatłaczanie (zatłaczanie wody, powietrza lub gazu do poziomów produkcyjnych w celu utrzymania ciśnienia złożowego i wydłużenie okresu naturalnego przepływu) oraz obserwację (sterowanie, piezometryczne ) studnie. W tej samej kategorii znajdują się studnie przeznaczone do termicznej stymulacji zbiornika podczas zagospodarowywania złóż olejami o dużej lepkości.

7. Wierci się specjalne studnie w celu odprowadzania wód przemysłowych, likwidacji otwartych źródeł ropy i gazu, przygotowania konstrukcji podziemnych magazynów gazu i wtłaczania do nich gazu, poszukiwania i produkcji wód przemysłowych.

Wiercenie studni znajduje zastosowanie nie tylko w przemyśle naftowym i gazowym. Wierci się również studnie w celu poszukiwania i wydobycia innych kopalin, zaopatrzenia w wodę osad, gaszenia podziemnych pożarów, zgazowania węgla, wentylacji kopalń, zamarzania gruntu podczas zatapiania kopalni, badania gruntu w miejscu planowanej budowy różnych konstrukcje przemysłowe i cywilne itp.

2.2 Schemat technologiczny wiercenia studni w sposób obrotowy

Metody wiercenia można sklasyfikować według charakteru oddziaływania na skały: mechaniczne, termiczne, fizykochemiczne, elektroiskrowe itp. Szeroko stosowane są tylko metody związane z mechanicznym uderzeniem w skały; reszta nie opuściła etapu eksperymentalnego rozwoju.

Wiercenie mechaniczne wykonuje się metodami udarowymi, rotacyjnymi i udarowo-rotacyjnymi (ta ostatnia metoda ma dotychczas bardzo ograniczone zastosowanie). Wiercenie udarowe odwiertów naftowych i gazowych, wciąż powszechne w wielu krajach, od kilkudziesięciu lat nie jest stosowane na polach naftowych i gazowych Federacja Rosyjska. Podczas wiercenia szybów naftowych i gazowych w Rosji stosuje się tylko wiercenia obrotowe. Dzięki tej metodzie wiercenia studnia jest niejako wiercona za pomocą stale obracającego się wiertła. Wywiercone cząstki skały podczas procesu wiercenia są wynoszone na powierzchnię przez stale krążący strumień płuczki wiertniczej lub powietrze lub gaz wtryskiwany do odwiertu. W zależności od umiejscowienia silnika wiercenie obrotowe dzieli się na wiercenie obrotowe - silnik znajduje się na powierzchni i obraca świder na dole za pomocą przewodu wiertniczego oraz wiercenie silnikiem wiertniczym (wiertarka hydrauliczna lub elektryczna) - silnik jest przeniesiony na dno studni i zainstalowany nad dłutem.

Proces wiercenia składa się z następujących operacji: zataczanie się (opuszczanie rur wiertniczych z wiertłem do studni do dna i wyciąganie rur wiertniczych z zużytym wiertłem z odwiertu) oraz wiercenie świdra na dnie (niszczenie skały przez fragment). Operacje te są okresowo przerywane w celu wprowadzenia rur osłonowych do odwiertu w celu ochrony ścian studni przed zawaleniem oraz oddzielenia horyzontów naftowych (gazowych) i wodnych. Jednocześnie podczas wiercenia otworu wykonuje się szereg prac pomocniczych: opróbowanie rdzenia, przygotowanie płynu płuczącego (płuczka wiertniczego), profilowanie, pomiar krzywizny, zagospodarowanie odwiertu w celu spowodowania dopływu ropy (gazu) do odwiertu itp. W razie wypadku lub komplikacji (awarie rur wiertniczych, przyklejanie narzędzi itp.) istnieje konieczność wykonania dodatkowej (awaryjnej) pracy. Do wykonania powyższych operacji w procesie wiercenia studni służy wiertnica (rys. 2.1).

Najwyższa rura w przewodzie wiertniczym nie jest okrągła, ale kwadratowa (może być również sześciokątna lub rowkowana). Nazywa się Kelly. Rura prowadząca przechodzi przez otwór okrągłego stołu - wirnika, a podczas wiercenia studni, gdy otwór pogłębia się, opada.

Wirnik jest umieszczony na środku wiertnicy. Rury wiertnicze i kelly są puste w środku. Rura prowadząca jest połączona z krętlikiem na jej górnym końcu. Dolna część krętlika, połączona z kelly, może obracać się wraz z przewodem wiertniczym, podczas gdy jego górna część jest zawsze nieruchoma.

Do otworu (szyjki) części stałej krętlika podłączony jest elastyczny wąż, przez który podczas wiercenia do studni pompowana jest ciecz płucząca za pomocą pomp wiertniczych. Ten ostatni, po przejściu kelly i całego przewodu wiertniczego, dostaje się do wiertła i przez otwory w nim pędzi na dno studni (podczas wiercenia silnik hydrauliczny płyn płuczący najpierw wchodzi do niego, powodując obrót wału silnika, a następnie do wiertła). Wychodząc z otworów w świrze, płyn spłukuje otwór dna, zabiera przewiercone cząstki skały i wraz z nimi unosi się przez pierścieniową przestrzeń między ścianami studni a rurami wiertniczymi, gdzie trafia do wlotu pompy, będąc wcześniej po drodze oczyszczone z wywierconych kawałków skały.

...

Podobne dokumenty

instrukcja, dodana 12.02.2010


Badania procesy technologiczne wiercenie szybów naftowych i gazowych na przykładzie NGDU „Almetyevneft”. Charakterystyka geologiczna i fizyczna obiektów, zagospodarowanie złóż ropy naftowej. Metody zwiększania produktywności studni. Inżynieria bezpieczeństwa.

sprawozdanie z praktyki, dodane 20.03.2012


Pierwotne, wtórne i trzeciorzędne metody zagospodarowania złóż ropy naftowej i gazu ziemnego, ich istota i charakterystyka. Cóż i jego rodzaje. Wiercenie kierunkowe (poziome). Sztuczne odchylenie studni. Wiercenie studni na ropę i gaz.

praca semestralna, dodana 18.12.2014


Krótka historia rozwoju biznesu naftowo-gazowego. Pojęcie i przeznaczenie studni. Charakterystyka geologiczna i terenowa warstw produkcyjnych. Podstawy zagospodarowania złóż ropy naftowej i gazu oraz ich eksploatacji. Rozważenie metod zwiększonego wydobycia ropy.

sprawozdanie z praktyki, dodane 23.09.2014


Technologia wiercenia szybów naftowych i gazowych. Wzory niszczenia skał. Wiertła. Wiertło, jego elementy. Dobrze spłukuje. Silniki turbinowe i śrubowe. Specyfika wiercenia studni w równowadze „odwiertowej”.

prezentacja, dodano 18.10.2016


Studium głównych metod wiercenia szybów naftowych i gazowych: obrotowych, hydraulicznych silników wiertniczych oraz wiercenia wiertarkami elektrycznymi. Charakterystyka przyczyn i skutków krzywizny studni pionowych, naturalne krzywizny osi studni.

praca semestralna, dodana 15.09.2011


Kryteria przydziału obiektów operacyjnych. Systemy zagospodarowania pól naftowych. Umieszczenie studni nad obszarem złoża. Przegląd metod zwiększania produktywności studni. obecny i wyremontować studnie. Odbiór i przygotowanie ropy, gazu, wody.

raport z praktyki, dodany 30.05.2013


Istota procesu wiercenia, cel i rodzaje otworów wiertniczych. Zasady projektowania, montażu i eksploatacji platform wiertniczych do wiercenia odwiertów naftowych i gazowych. Znaczenie przestrzegania instrukcji bezpieczeństwa podczas wykonywania operacji wiercenia.

praca kontrolna, dodana 02.08.2013


Projektowanie konstrukcji szybów naftowych: obliczanie głębokości zanurzenia przewodu i parametrów profilu pnia. Dobór sprzętu głowicowego, trybów wiercenia, rozwiązań cementacyjnych i wierteł. Wyposażenie technologiczne osłonek i ciągów produkcyjnych.

praca dyplomowa, dodana 19.06.2011


Informacje ogólne o obiekcie przemysłowym. Uwarunkowania geograficzne i ekonomiczne oraz budowa geologiczna Miejsce urodzenia. Organizacja i produkcja operacji wiertniczych. Metody zwiększania produktywności studni. Konserwacja i remonty szybów naftowych i gazowych.