Лекция 2 Бурение

1.

Понятие о скважине
• Бурение – процесс сооружения скважины путем
разрушения горных пород.
• Скважина – горная выработка круглого сечения,
сооружаемая без доступа в нее людей, у которой
длина во много раз больше диаметра.
• Верхняя часть скважины называется устьем, а днозабоем. Боковая поверхность – стенка, а
пространство, ограниченное стенкой – ствол
скважины.
• Длина скважины – это расстояние от устья до забоя
по оси ствола, а глубина – проекция длины на
вертикальную ось.

2.

Элементы конструкции скважин
• 1- обсадные трубы;
• 2-цементный камень;
• 3-пласт;
• 4-перфорация в
обсадной трубе и
цементном камне;
• I – направление;
• II –кондуктор;
• III – промежуточная
колонна;
• IV – эксплуатационная
колонна.

3.

Виды скважин
• 1.Опорные
• 2.Параметрические
• 3.Структурные
• 4.Поисковые
• 5.Разведочные
• 6.Эксплуатационные
• 7.Нагнетательные
• 8.Наблюдательные

4.

Классификация способов бурения

5.

Схема ударного бурения
1 – долото;
2 - ударная штанга;
3 - канатный замок;
4 - канат;
5 - блок;
6 – буровой станок.

6.

Вращательное бурение
• При данном способе породы дробятся не
ударами,
а вращающимся долотом, на
которое воздействует осевая нагрузка.
• Крутящий момент передается на долото
- или с поверхности от вращателя (ротора) через
колонну бурильных труб (роторное бурение)
- или от забойного двигателя (турбобура,
электробура,
винтового
двигателя),
установленного
непосредственно
над
долотом.

7.

Турбобур – это гидравлическая турбина,
приводимая во вращение с помощью
нагнетаемой в скважину промывочной
жидкости.
Винтовой
двигатель
–
разновидность
забойной гидравлической машины, в
которой для преобразования энергии потока
промывочной жидкости в механическую
энергию
вращательного
движения
использован винтовой механизм.
Электробур
–
электродвигатель,
защищенный
от
проникновения
жидкости, питание к которому подается
по кабелю с поверхности.

8.

Классификация способов бурения
по характеру разрушения горных
пород на забое
различают:
• 1.Сплошное бурение
• 2.Колонковое бурение
При сплошном бурении разрушение пород
производится по всей площади забоя.
Колонковое бурение предусматривает
разрушение пород только по кольцу с
целью извлечения керна.

9.

Долота режуще-скалывающего действия,
разрушающие породу лопастями (лопастные
долота)

10.

Долота дробящее-скалывающего действия,
разрушающие породу зубьями, расположенными на
шарошках (шарошечные долота);

11.

Долота режуще-истирающего действия,
разрушающие породу алмазными зернами или
твердосплавными штырями, которые расположены
в торцевой части долота (алмазные и
твердосплавные долота)

12.

Буровая установка – это комплекс наземного
оборудования, необходимый для выполнения операций
по проводке скважины.
• В состав буровой установки входят:
• -буровая вышка;
• -оборудование для механизации спускоподъемных операций;
• -наземное оборудование, непосредственно
используемое при бурении;
• -силовой привод;
• -циркуляционная система бурового раствора;
• -привышечные сооружения.

13.

• Буровая вышка – это
сооружение над
скважиной для спуска и
подъема бурового
инструмента, забойных
двигателей, бурильных и
обсадных труб,
размещения бурильных
свечей после подъема из
скважины и защиты
буровой бригады от ветра
и атмосферных осадков.
• Типы буровых вышек:
• -башенные (1);
• -мачтовые (одно- и
двухопорные) (2).

14.

Основные параметры вышки
• Грузоподъемность
–
предельно-допустимая
вертикальная статическая нагрузка, которая не должна
быть превышена в процессе всего цикла проводки
скважины.
• Высота – определяет длину свечи, которую можно
извлечь из скважины и от величины которой зависит
продолжительность спуско-подъемных операций.
• Емкость «магазинов» показывает какая суммарная
длина бурильных труб диаметром 114-168 мм может
быть размещена в них.
• Размеры
верхнего
и
нижнего
оснований
характеризуют условия работы буровой бригады с
учетом
размещения
бурового
оборудования,
бурильного инструмента и средств механизации спускоподъемных операций.
• Масса буровых вышек составляет несколько десятков
тонн

15.

Оборудование для механизации спуско-подъемных
операций
• I.Талевая система:
1-крюк,
2 - талевый блок,
3-канат,
4-кронблок,
5-верхняя площадка вышки,
6-лебедка
• II.Лебедка

16.

Колтьюбинг
Для снижения временных
затрат на спуско-подъемные
операции можно использовать
колтьюбинговые установки
Колтюбинг (англ. Coiled tubing; колонна гибких труб) — одно из перспективных и
развивающихся направлений специализированного оборудования для
газонефтепромышленности. Оно основано на использовании гибких
непрерывных труб, которые заменяют традиционные сборные бурильные трубы
при работах внутри скважин. Такие трубы благодаря своей гибкости способны
предоставить доступ даже в боковые и горизонтальные стволы, кроме того не
требуется производить операции по сборке/разборке бурильной колонны.
Колтюбинг широко используется в технологических, а также ремонтновосстановительных работах, производимых на газовых, нефтяных и
газоконденсатных скважинах.
Технология была изобретена в 1950-е, стала широко применяться только в конце
1980-х. Является более дешёвой и экологичной по сравнению с классическими
колоннами

17.

Для механизации операций по свинчиванию и
развинчиванию замковых соединений бурильной колонны
внедрены автоматические бурильные ключи АКБ -3М и
подвесные ключи ПБК-1;
• 1 - блок ключа,
• 2 - каретка с
пневматическим
и цилиндрами,
• 3 – стойка,
• 4 -пульт
управления

18.

Наземное оборудование,
непосредственно используемое
при бурении
• 1.Вертлюг
• 2.Буровые насосы
• 3.Напорный рукав
• 4.Ротор

19.

1 – буровой насос; 2 – нагнетательный
шланг; 3 – вертлюг – сальник; 4 –
колонна бурильных труб; 5 – трубный
фрезерный переходник; 6 –
колонковая труба; 7 – коронка; 8 –
система желобов; 9 – отстойник; 10 –
приемный бак
• Вертлюг – механизм,
соединяющий невращающуюся
талевую систему и буровой
крюк с вращающимися
бурильными трубами, а также
обеспечивающий ввод в них
промывочной жидкости под
давлением.
• К напорной трубе вертлюга
присоединяется напорный
рукав для подачи промывочной
жидкости в скважину.
• Буровые насосы служат для
нагнетания бурового раствора в
скважину.
• Ротор передает вращательное
движение бурильному
инструменту, поддерживает на
весу колонну бурильных или
обсадных труб.

20.

Силовой привод
обеспечивает функционирование всей буровой установки –
он снабжает энергией лебедку, буровые насосы и ротор.
Привод буровой установки может быть:
• Дизельный применяют в районах, не обеспеченных
электроэнергией необходимой мощности.
• Электрический - применяют в электрифицированных
районах. Отличаются простотой в монтаже и эксплуатации,
высокой надежностью и экономичностью.
• Дизель-электрический – состоит из двигателя, который
вращает генератор, питающий, в свою очередь,
электродвигатель.
• Дизель-гидравлический
–
состоит
из
двигателя
внутреннего сгорания и турбопередачи.

21.

Функциональная схема силовой установки:
1,2,3 –трансмиссии; 4- ведущая ветвь каната; 5- манифольд
высокого давления со стояком и шлангом; 6 – вкладыши
ротора.

22.

Циркуляционная система буровой установки служит для
сбора и очистки отработанного бурового раствора,
приготовления его новых порций и закачки очищенного
раствора в скважину.
1- устье скважины,
2- желоб,
3- вибросито,
4-гидроциклоны,
5- блок приготовления
свежего раствора ,
6- емкости для химической
обработки,
7 шламовый насос,
8- емкости накопления и
отстоя очищенного раствора,
9- буровые насосы для
закачки бурового раствора,
10- нагнетательный
трубопровод

23.

Привышечные сооружения:
• 1.Помещение для размещения двигателей и
передаточных механизмов лебедки.
• 2.Насосное помещение для размещения буровых
насосов и их двигателей.
• 3.Приемные мостки, предназначенные для
транспортировки оборудования, инструмента,
материалов и запасных частей.
• 4.Запасные резервуары для хранения бурового
раствора.
• 5.Трансформаторная площадка для установки
трансформатора.
• 6.Площадка для размещения механизмов по
приготовлению бурового раствора и хранения сухих
материалов для него.
• 7.Стеллажи для размещения труб.