Ноу Інти, лекція, глибоке буріння на нафту і газ

Похило-спрямоване буріння

Буріння будь свердловини ведеться при постійному контролі за її положенням в просторі. Проекцію осі свердловини на вертикальну площину називають профілем свердловини.

Похило-спрямовані і горизонтальні свердловини бурять тоді, коли технічно або економічно невигідно проводити вертикальні свердловини.

Такі свердловини бурять: при заляганні нафтових пластів під соляними куполами; при необхідності обходу зон обвалів і катастрофічних поглинань бурового розчину; при розкритті продуктивних пластів, що залягають під дном океанів, морів, річок, каналів, боліт; для отримання кількох свердловин з окремих бурових підстав, розташованих на акваторіях; при ліквідації відкритих викидів; при кущовий бурінні; при введенні в експлуатацію малодебітних пласта. Горизонтальні стовбури свердловин, пробурені на десятки і сотні метрів по простяганню пластів, істотно підвищують видобуток нафти. Такі свердловини бурять по заздалегідь обраному профілю.

Свердловини, що закінчуються з горизонтальним входженням в пласт бурят з метою збільшення поверхні фільтрації. Вибір типу свердловини залежить від геологічних умов.

Для заданого викривлення стовбура свердловини застосовується спеціальний інструмент: отклонітеля, укорочені турбобури, спеціальні перевідники, забійні інклінометри і прилади, що контролюють профіль стовбура.

Кущова буріння широко поширене в США, Мексиці, Венесуелі, Ірані та ін. В останні роки кущова буріння все частіше застосовується в РФ. У кущі може бути будь-яке число свердловин. Найчастіше в один кущ групують більше 30 свердловин. Кущова буріння здійснюється як на суші так і на морських родовищах. Вперше кущова буріння вУкаіни качали застосовувати в Пермській області (1943 р), а потім - на родовищах нафти в Західному Сибіру.

Будується платформа для освоєння Прирозломного родовища (МЛСП) в Тимано-Печорської нафтогазоносної провінції призначена для буріння 55-і свердловин, з яких 15 будуть горизонтальними.

Кущовий метод буріння дозволяє ефективно використовувати новітні досягнення науки. Досвід кущового буріння показав, що він дає можливість скоротити час на вишкомонтажние роботи, зменшити витрати на будівництво трубопроводів і комунікацій.

Мал. 5.2. Конструкція похило-спрямованої свердловини (примерн.)

Мал. 5.2. Схематичне зображення похило-спрямованих свердловин, пробурених з берега для розтину пластів родовища Чайво в Охотському морі на відстані більше 11 км від берега

Бурові установки для глибокого буріння на нафту і газ

У перші роки XX століття в нафтових районах Баку і Грозного свердловини бурились в основному ударним способом. Для такого буріння застосовувалися штанги, триноги і лебідки з паровим приводом. Обертальний буріння займало невеликий обсяг, для чого застосовувалися дерев'яна вишка, двухскоростная лебідка, насоси з максимальним тиском до 40 кг / см 2 і ротор для обертання бурильної колони.

У 1924 р в Баку (завод "Бакрабочій") розпочато випуск ЧОТИРИШВИДКІСНОМУ лебідок, електропривод на лебідку, ротор, насоси. З цього часу почалося буріння на електроприводі. Обсяг обертального буріння на 1928 р досяг 90%. Були введені в експлуатацію чотириногі бурові вишки висотою 41 м. Потім 'Бакрабочій "випустив уже комплектні пересувні установки для буріння свердловин на глибину до 800 м. Комплект бурового обладнання монтувався на двох платформах на колісно-гусеничному коду. На одній з них - ротор, лебідка , двигун 65 к.с., на другий-2 насоса, трансмісія, двигун 65 к.с. генератор.

Металева вишка комплектувалася талевої системою, вертлюгом, гаком. Почалося буріння на д, В.С. (двигун внутрішнього згорання).

З 1946 р полукомплектние бурові установки почав випускати завод Уралмаш ". У комплект входили: 4 - швидкісна лебідка (У2-4-1), насоси (У8-1), кранблок, талевого блок, гак, вертлюг вантажопідйомністю 130 тонн. З цього періоду для приводу установки стали застосовувати силові агрегати з танковим двигуном В2-300.

У ці ж роки розпочато випуск бурових установок БУ-40 в Полтавае на заводі "Барикади" для буріння до 1000 м. Вся установка, полягала та двох блоків, встановлених на металевих санних підставах. На вишечних блок висотою 2,2 м монтували вишку (39 м) з відкритою передньою гранню, лебідку, ротор і два двигуни з коробкою передач і трансмісією. На другому блоці встановлювали два насоси НГ-150 (насосний блок).

У 1954 р завод "Барикади" (Волгоград) створює комплектну бурову установку БУ-65 і на її базі після промислового випробування випускається установка БУ-75 Бр на дизельному приводі і на електроприводі.

У ці ж роки "Уралмаш" створює бурову установку "Уралмаш 5Д" для буріння до 3000 м. В комплект цієї установки увійшли: лебідка (з шинно-пневматичними муфтами), насоси У8-3, ротор У7-520-2, компресори КС ЗМ для пневматичного управління установкою, талевого блок, кронблок, 5-дизельний привід з клиноремінною передачею.

У 1959 році "Уралмаш" починає комплектне проектування бурових установок, включаючи вишки, підстави, укриття, механізацію трудомісткий процесів, з електро- і дизельним приводом, для буріння свердловин до 8000 м. Установки комплектуються вишками з АСП-5 (автомат спуску-підйому) з основою, з підйомними кранами і системою очищення і приготування бурового розчину. Незабаром були створені бурустановкі "Уралмаш - 125 БД", "Уралмаш 125 БЕ", серійний випуск яких розпочато з 1965 р

У 1967 році на заводі "Барикади" модифікували установки БУ-125 БД і БУ-125 БЕ на установки БУ-125 БД -67, БУ-125 БЕ-67. У них замінили насоси більш потужними, підлогу замінили рифленим металевим. У 1970 році в установці замінили окремі вузли і вони стали випускатися з індексом - "70".

В даний час українських виробників бурового обладнання всього два - "Уралмаш" і "Волгоградський завод бурової техніки" (ВЗБТ).

ВАТ "Уралмаш" пропонує для розвідувального буріння і буріння друге стовбурів нову пересувну установку 2500 / 160ДП-БМ. Установка оснащена похилій вишкою. У виробництві - БУ2900 / 175ЕР-П і БУ2500 / 160ДЕ-П, з електричним і дизель-електричним, приводом, поліпшеною монтажеспоспобності, з регульованим приводом.

До теперішнього часу створено цілий ряд блочно-модульних кущових установок для буріння експлуатаційних свердловин в умовах Західного і Східного Сибіру, ​​Тимано-Печорського регіону: БУ3200ЯООЕК-БМ, БУ3900 / 225ЕК-БМ, БУ4000 / 250ЕК-БМ, БУ4500 / 270ЕК-БМ. Перші десять комплектів вже працюють в Красноармійську.

Усередині установок створені комфортні умови. Кілька телекамер дозволяють бурильника контролювати основні технологічні процеси. Замість рукоятки бурильника управління здійснюється тумблерами, клавішами, джойстиками з пульта.

Для підвищення якості очищення бурового розчину розроблені екологічно чисті 4-ступінчасті циркуляційні системи. Для виходу на міжнародний ринок проводиться сертифікація обладнання на відповідність стандарту ISO9001. Наймасовішою повинна стати бурова установка БУ3900 / 225ЕК-БМ, розроблена уральськими вченими за заявками нафтових компаній.

Нафтові компанії підписали з заводами договори з фінансування виробництва нових бурових установок.

Призначення, класифікація, типи бурових установок.

Більше 50% всіх бурових установок в нашій країні працюють з дизельним приводом (і в розвідувальному і в експлуатаційному бурінні). Їх використовують в районах, де немає електроенергії. Потужність дизельних приводів постійно збільшується, технічний рівень їх вдосконалюється, Для освітлення і живлення енергією малих двигунів на буровій (для відцентрових насосів, компресора пневмосистеми та ін.) Кожна бурова укомплектована електростанцією потужністю 100 - 250 кВт. Такі станції на буровій обслуговуються дизелісти.

Бурові установки з електроприводом на 15 - 20% менше по масі, ніж установки з дизельним приводом. Обслуговування цих установок простіше. Швидкості буріння установками на електроприводі зазвичай вище, ніж при бурінні з дизельним приводом (за рахунок високого до, п.д. Меншого числа швидкозношуваних вузлів і деталей та ін.).

Установки з електроприводом відрізняються від дизельних установок того ж класу тільки приводом.

Установки для кущового буріння і похилих свердловин мають механізми переміщення для пересування в межах куща вишечних-лебедочного блоку з обладнанням і бурильними трубами, а також для вирівнювання блоку в горизонтальній площині в процесі буріння. Блок пересувається по рейках.

При розбурюванні нового нафтового родовища велике значення має правильність вибору бурустановкі. Вихідними даними для вибору найбільш раціонального класу бурової установки є проектна глибина і конструкція свердловини.

Бурові вишки бувають А-образні і баштового типу. У середній частині вишки змонтований балкон для роботи другого помічника бурильника. Вишки А-образного типу в сучасних бурових установках оснащені механізмом АСП (Автомат спуску - підйому труб). Підстави для бурових вишок на суші різноманітні, але вони повинні відповідати основним вимогам: міцність, хороша монтажеспособность, збереження при багаторазових транспортуванні.

На верхньому майданчику бурової вишки встановлюється кронблок, який з'єднується з талевого блоком талевого канатом.

Бурова лебідка - основний механізм бурової установки, призначений для спуску і підйому бурильних і обсадних труб, передачі обертання ротору.

Ротор монтується в центрі бурової площадки і призначений для передачі обертання бурильної колоні при роторному бурінні. Ротор служить в для утримання на вазі колони буртруб і обсадних труб. Привід ротора здійснюється через буремні лебідку ланцюгової або карданної передачею або від індивідуального приводу.

Вертлюг - проміжна ланка між талевого блоком з гаком, бурових рукавом і обертається бурильної колоною, яка з'єднана зі стовбуром вертлюга. Буровий розчин в вертлюг подається за допомогою гнучкого бурового рукави, який другим кінцем приєднаний до стояка. Вертлюг висить на гаку, пов'язаний з бурових рукавом і є пристроєм для нагнітання під великим тиском бурового розчину, в бурильну колону.

На підприємствах буріння ведеться чіткий облік і паспортизація всього бурового обладнання (по відпрацьованому часу, за проектною потужністю, моторесурсу, коефіцієнтам використання і т.д.).

Мал. 5.3. Схема бурової установки

1 - бурове долото; 2 - УБТ; 3 - бурильні труби; 4 - кондуктор; 5 - гирлова шахта; 6 - противикидне пристрої; 7 - стать бурової установки; 8 - буровий ротор; 9 - провідна бурильна труба; 10 - бурової стояк; 11 - вертлюг; 12 - гак; 13 - талевого блок; 14 - балкон верхового робітника; 15 - кронблок; 16 - талевого канат; 17 - шланг провідною бурильної труби; 18 - індикатор навантаження на долото; 19 - бурова лебідка; 20 - буровий насос; 21 - вібраційне сито для бурового розчину; 22 - викидна лінія бурового розчину.

Мал. 5.4. 0бщій вид бурової установки