Практическое занятие №1

Буровое оборудование и методы бурения

Цель работы:Выбор блочных установок при различных геологических, климатическихусловий и для различной глубины разведочной скважины.

Краткие сведения из теории:

В состав буровых установок входит большое количество машин,механизмов, комплекс машин и сооружений, которые объединяются в органы:основные исполнительные органы (разрушение забоя, очистка крепленияствола, проведение спуско - подъемных операций); вспомогательные органы(монтаж, перевозка, размещения оборудования, освещение, обогрев);энергетические органы; органы информации; органы управления.Буровые установки (БУ) – это техническая система, которая включаеткомплекс наземного технологического оборудования, взаимодействующая сбуровым инструментом и другими техническими системами, осуществляющаятехнологический процесс для строительства скважин.Состав БУ, их конструкции определяется значением скважины,условиями и способами бурения.По назначению установки применяются для разведки и разработкиместорождений нефти и газа. Они подразделяются на следующие группы:

1. установки для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения.

2. установки для структурного бурения.

3. агрегаты для освоения, испытания и ремонта скважин.

В настоящее время все установки для БУ скважин на нефть и газклассифицируются преимущественно по двум признакам:

1) назначение;

2)главный параметр (глубина скважин и допустимая нагрузка на крюке,также часто указывается способ бурения, способ транспортированияустановки, тип конструкции наиболее значимых органов механизмов исооружений).Классификация всех установок по 4 классификационным признакам:

1. назначение установки,

2. способ бурения,

3. конструкция,

4. параметры.Конструкции установок отличаются друг от друга преимущественно:- по типу привода;- по способу транспортирования.При бурение как на земле так и в открытом море эффективная системабурения должна обеспечить:

1. способ разрушения и измельчения горной породы;

2. удаление раздробленного материала из скважины по мере бурения;

3. предотвращения обрушения стенок скважин и одновременногопрекрывания выхода нефти и газа.

Существует два способа бурения – ударно-канатное и роторное.При ударно-канатном (УК) способе бурения осуществляется за счетпогружения в отверстие проволочного каната и троса на конце которогонаходится тяжелое остоконечное изделие из стали так называемого буровоедолото. УК бурение не предполагает использование больших количествжидкости для циркуляции скважин, как правило, единственная жидкость вскважине это жидкость которая выделилась из пласта при бурении. Важнымпреимуществом является возможность быстро выявить нефте игазопроводящие зоны. Вследствие низкой скорости бурения и опасностивыбросов данный метод редко используют при бурении скважин глубинойбольше 1000м. Для менее глубоких скважин этот способ значительной мереуступил роторному бурению.Роторное бурение значительно отличается от канатного. При нембуровое долото используется для разбивки пласта, прикрепляется к стальнойтрубе – буровой трубе. Роторное бурение производится тремя основнымитипами бурового долота:- долото режущего типа (рыбий хвост);- шарошечное долото (долото для твердой породы);- алмазное долото.В настоящее время разрабатываются другие способы бурения:- непрерывная труба,- обратная промывка,- совмещение процессов проходки ствола,- крепление трубами.Применение новых технологий требует изменение конструкцийисполнительных органов. Например, роторный вращатель постепеннозамещается подвижным вращателем (верхним приводом).Выбор БУПри выборе типа БУ необходимо руководствоваться конкретнымигеологическими, климатическими, энергетическими, дорожно-транспортнымии другими условиями бурения.Допустимая глубина бурения скважины может быть уменьшена илиувеличена по сравнению с условной в зависимости от типа применяемыхбурильных труб и компоновки бурильной колонны, но в любом случаемаксимальная масса бурильной колонны не должна превышать условнуюглубину бурения (+10%), умноженного на 30 кг. Например, для класса БУ –4000 эта величина составит: (4000+400)*30=132000 кг=132 т. (1)При компоновке бурильной колонны трубами меньшей массы,допустимая глубина может превысить. Например, при массе 27 кг, 1мбурильных труб, установкой класса БУ – 4000 можно пробурить до глубины:(132000/27)=4899 м. (2)Задача 1Выбрать тип БУ для следующей условий глубины разведочнойскважины 4600м; после выбора и расчета конструкции скважины и бурильнойколонны установлен вес (МН) скважины и БК установлен вес (МН):Кондуктор – 0.25Промежуточная колонна – 2.0Эксплуатационная колонна – 1.2Бурильная колонна для бурения под промежуточную колонну – 1.3Бурильная колонна для бурения под эксплуатационную колонну – 1.5Район буровых работ электроэнергией не обеспечен.Решение:Для бурения скважин глубиной 4600 м может быть использованыустановки классов БУ – 4000 или БУ – 5000.Определяем предельные веса бурильных колонн или установленные этихклассов:

(4000+400)*300=1320000 Н=1.32 МН(5000+500)*300=165000 Н=1.65 МНВ

связи с тем, что максимальный вес бурильной колонны составляет МН, выбираем класс БУ - 5000 (1.65>1.5>1.32).Для установки класса БУ – 5000 допустимая нагрузка в процессепроводки крепления скважины составляет 2.5МН.Определяем максимальную нагрузку от веса бурильной колонны учетом расхаживания: 1.5*1.25=1.875МН.Определим нагрузку для тяжелой обсадной колонны: 2.0*1.15=2.30В связи с тем, что 2.30<2.5, класс установки БУ – 5000 выбранправильно.Данному классу соответствует БУ Уралмаш 3Д-76, Уралмаш 3Д-ГТП,Уралмаш 4Э-76.Учитывая конкретные условия бурения и обеспеченность данной УБРустановками соответственного типа, пинимаем БУ Уралмаш 3Д-76.

Задача 2Выбрать тип БУ для следующей условий глубины разведочнойскважины 3500м; после выбора и расчета конструкции скважины и бурильнойколонны установлен вес (МН) скважины и БК установлен вес (МН):Кондуктор – 0.25, промежуточная колонна – 2.0, эксплуатационнаяколонна – 1.2, бурильная колонна для бурения под промежуточную колонну –1.3, бурильная колонна для бурения под эксплуатационную колонну – 1.5Район буровых работ электроэнергией не обеспечен.