Основные способы бурения.

Распространенные способы вращательного бурения - роторное, турбинное и бурение электробуром - предполагают вращение разрушающего породу рабочего инструмента — долота. Разрушенная порода удаляется из скважины закачиваемым в колонну труб и выходящим через заколонное пространство буровым раствором, пеной или газом.

В табл.№1.1. приведены некоторые термины, относящиеся к различным методам бурения, и определения для этих терминов.

Таблица №2.1

Методы бурения

Роторное бурение.

При роторном бурении долото вращается вместе со всей колонной бурильных труб; вращение передается через рабочую трубу от ротора, соединенного с силовой установкой системой трансмиссий. Нагрузка на долото создается частью веса бурильных труб.

При роторном бурении максимальный крутящий момент колонны зависит от сопротивления породы вращению долота, сопротивлений трения колонны и вращающейся жидкости о стенку скважины, а также от инерционного эффекта упругих крутильных колебаний.

Основные преимущества роторного бурения перед турбинным — независимость регулирования параметров режима бурения, возможность срабатывания больших перепадов давления на долоте, значительное увеличение проходки за рейс долота в связи с меньшими частотами его вращения и др.

При роторном бурении вращение долоту передается бурильными трубами, которые вращают ротор 11. В центре стола ротора имеется отверстие, через которое проходит рабочая труба 9 квадратного сечения. Эта труба (квадрат) в столе ротора зажимается специальными клиньями. Стол ротора, получая вращение от двигателя, вращает рабочую трубу, а вместе с ней вращается вся колонна бурильных труб и долото 24.

Скалываемая порода с забоя выносится промывочной жидкостью, которая подается с поверхности буровыми насосами 12. Промывочная жидкость по напорной линии 15, стояку 8 и буровому шлангу 7 поступает в вертлюг 6. Затем по рабочей трубе и бурильной колонне она доходит до забоя скважины, проходит через отверстия долота, захватывает выбуренную породу и за трубами вместе со шламом поднимается на поверхность. На поверхности промывочная жидкость очищается от выбуренного шлама в желобной системе или на вибрационных ситах и затем снова поступает в приемные мерники 16.

Вертлюг при помощи серьги подвешивают на крюке 5, который, в свою очередь, прикрепляют к талевому блоку 4. Этот блок на стальных канатах 3 подвешивают к кронблоку 1, установленному на верху вышки 2.

Талевая система (кронблок, талевый блок и канат) предназначена для спуска, подъема и удержания на весу бурового инструмента. Она приводится в действие от лебедки 10.

В процессе бурения долото постепенно углубляется в породу, колонну бурильных труб опускают на длину рабочей трубы. Когда рабочая труба почти вся опустится в скважину, колонну наращивают. Для этого поднимают над забоем колонну бурильных труб и подвешивают ее на столе ротора, отвинчивают рабочую трубу и спускают в шурф, который заранее бурят в правом углу буровой.

Затем колонну бурильных труб наращивают очередной трубой. Трубы соединяют между собой на резьбе при помощи муфт 21. После наращивания поднимают из шурфа рабочую трубу, соединяют ее с колонной, доводят долото до забоя и продолжают бурить.

В процессе бурения долото постепенно срабатывается. Чтобы его заменить новым, бурильные трубы поднимают и развинчивают по нескольку штук вместе (свечами). Свечи ставят немного наклонно, внутри вышки, одним концом на пол (па подсвечник), а другим концом заводят за палец — специальное приспособление для удержания свечи наверху. После замены долота колонну вновь спускают на забой и продолжают бурение.

Рис.2.6. Схема буровой установки:

1 — кронблок; 2 — вышка; 3 — талевый канат; 4 — талевый блок; 5 — крюк; в — вертлюг; 7 — шланг; 8 — стояк; 9 — рабочая труба (квадрат); 10 — лебедка; 11 — ротор; 12 — насос; 13 — привод насоса; 14 — приемная линия; I5 — напорная линия;16 — приемный мерник; 17 — желобная система; 18 — направление; 19 — кондуктор; 20 — цементное кольцо; 21 — муфта; 22 — бурильная труба; 23 — двигатель; 24 — долото

При нормальных условиях процесс бурения складывается из следующих поочередно повторяющихся операций: спуск инструмента в скважину, бурение, наращивание колонны и периодическая замена сработанного долота.

По мере углубления ствол скважины обычно крепят обсадными трубами, для чего бурильный инструмент поднимают из скважины и после промывки в нее спускают обсадные трубы. Промежуток между трубами и стенками скважины заполняют цементным раствором.

В процессе бурения в необсаженной зоне стенки скважины не обваливаются вследствие применения специальных промывочных жидкостей, в частности глинистого раствора. Глинистый раствор, создавая определенное давление и циркулируя в скважине, образует на ее стенках глинистую защитную корку.

Турбинное бурение.

При турбинном бурении долото соединяется с валом турбины турбобура, которая приводится во вращение движением жидкости под давлением через систему роторов и статоров. Нагрузка создается частью веса бурильных труб.

Наибольший крутящий момент обусловлен сопротивлением породы вращению долота. Максимальный крутящий момент, определяемый расчетом турбины (значением ее тормозного момента), не зависит от глубины скважины, частоты вращения долота, осевой нагрузки на него и механических свойств разбуриваемых пород. Коэффициент передачи мощности от источника энергии к разрушающему инструменту в турбинном бурении выше, чем в роторном.

Однако при турбинном бурении невозможно независимое регулирование параметров режима бурения, и при этом велики затраты энергии на 1 м проходки, расходы на амортизацию турбобуров и содержание цехов по их ремонту.

Турбинный способ бурения получил широкое распространение в России благодаря работам ВНИИБТ.

Date: 2016-07-25; view: 761; Нарушение авторских прав