Suvremene tehnologije za bušenje naftnih i plinskih bušotina. Što je naftna bušotina? Postupak bušenja ulja - video
Rudarstvo je vađenje iz utrobe zemlje prirodni resursi... Razvoj krutih minerala provodi se otvorenom ili rudničkom metodom. Bušotine se buše kako bi se izvukli tekući i plinoviti prirodni resursi. Suvremene tehnologije bušenja bušotina omogućuju razvoj naftnih i plinskih polja na dubini od preko 12.000 metara.
Važnost proizvodnje ugljikovodika u moderni svijet teško je precijeniti. Gorivo se proizvodi od ulja (vidi) i sintetiziraju se ulja, gume. Naftno -kemijska industrija proizvodi plastiku za domaćinstvo, boje i deterdžente. Za zemlje izvoznice nafte i plina naknade za prodaju ugljikovodika u inozemstvu značajna su, a često i glavna metoda punjenja proračuna.
Istraživanje ležišta, ugradnja bušilica
Na predloženom mjestu ležišta minerala provodi se geološko istraživanje i određuje se mjesto za istraživački bunar. U radijusu od 50 metara od istraživačke bušotine, mjesto je izravnano i postavljena je naftna platforma. Promjer istraživačke bušotine je 70-150 mm. Tijekom procesa bušenja uzimaju se uzorci bušotine s različitih dubina za naknadna geološka istraživanja. Suvremeni kompleksi za geološka istraživanja omogućuju precizan odgovor na pitanje vrijedi li započeti proizvodnju energetskih izvora kroz ovu bušotinu u industrijskim razmjerima.
Kad je geološko istraživanje bušotina pokazalo obećanje industrijskog razvoja, počinje izgradnja bušotine. Prethodno očišćeno područje je betonirano i ograđeno, postavlja se grejder cesta (neasfaltirana cesta). Na stvorenom grade platformu, montiraju vitlo, pumpe blata, ugrađuju generator i sve ostalo. Sastavljena oprema se testira, postupno dovodeći do planiranih kapaciteta i puštajući u rad.
Najčešće korištena tehnologija mehaničko bušenje bušotina, koji se izvodi na rotacijski, udaraljkaški ili kombinirani način. Bušilica je pričvršćena na četvrtastu bušilicu i spušta se u bušotinu uz pomoć pokretnog sustava. Rotor smješten iznad ušća bušotine prenosi rotacijsko kretanje na bušilicu.
Kako se bušotina buši, bušilica raste. Istodobno s procesom bušenja proizvodne bušotine uz pomoć posebnih pumpi, vrši se i ispiranje bušotine. Za ispiranje bušotine iz čestica uništene stijene koristi se tekućina za ispiranje, koja može biti industrijska voda, vodena suspenzija, otopine gline ili otopine na bazi ugljikovodika. Nakon ispumpavanja tekućine za bušenje u posebne spremnike, ona se čisti i ponovno koristi. Osim što čiste donju rupu od sječe, tekućine za bušenje osiguravaju hlađenje bušilice, smanjuju trenje bušaće strune o stijenke bušotine i sprječavaju urušavanje.
U završnoj fazi bušenja proizvodna bušotina se cementira.
Postoje dvije metode cementiranja:
- Izravna metoda- otopina se upumpava u bušilicu i gura u prstenasti prostor.
- Obrnuta metoda- otopina se ispumpava u prstenasti prostor s površine.
Za bušenje bušotina koriste se brojni specijalizirani strojevi i mehanizmi. Na putu projektiranja dubine često postoje područja stijena s povećanom tvrdoćom. Da bi ih prošli, potrebno je dodatno opteretiti bušilicu, stoga se na proizvodnu opremu nameću prilično ozbiljni zahtjevi.
Oprema za opremu nije jeftina i dizajnirana je za dugotrajnu uporabu. Ako proizvodnja prestane zbog kvara bilo kojeg mehanizma, bit će potrebno pričekati zamjenu, što će ozbiljno smanjiti profitabilnost poduzeća. Oprema i mehanizmi za proizvodnju ugljikovodika moraju biti izrađeni od visokokvalitetnih materijala otpornih na trošenje.
Oprema platforme za bušenje može se podijeliti u tri dijela:
- Dio za bušenje- bušilica i bušilica.
- Odjeljak za napajanje- sustav rotora i priključaka, koji osiguravaju rotaciju bušilice i manipulacije.
- Pomoćni dio- generatori, pumpe, spremnici.
Neprekidni rad platforme za bušenje ovisi o ispravnom radu opreme i Održavanje mehanizmi u uvjetima koje propisuje proizvođač. Jednako je važno pravovremeno mijenjati potrošne dijelove, čak i ako izgled s njima je sve u redu. Bez poštivanja pravila rada nemoguće je jamčiti sigurnost osoblja platforme za bušenje, sprječavanje onečišćenja okoliša i neprekidnu proizvodnju nafte ili plina.
Metode bušenja proizvodnih bušotina
Metode bušenja bušotina podijeljene su ovisno o načinu utjecaja na stijenu.
Mehanički:
- Šok.
- Rotacijski.
- Kombinirano.
Nemehanički:
- Hidraulički lom.
- Izlaganje visokim temperaturama.
- Podrivanje.
Valja napomenuti da je glavna metoda bušenja rotacijska i rotacijsko-udaraljka, druge se metode rijetko koriste u praksi.
Ime: Tehnika i tehnologija za bušenje ulja i plinske bušotine
Format: PDF
Veličina: 14,1 Mb
Godina izdanja: 2003
Predgovor
DIO 1. TEHNOLOGIJA BUŠENJA ULJA I PLINOVA
Poglavlje 1. Osnove geologije polja nafte i plina
1.1. Sastav zemljine kore
1.2. Geokronologija stijena
1.3. Sedimentne stijene i oblici njihove pojave
1.4. Formiranje nalazišta nafte i plina
1.5. Fizikalna i kemijska svojstva nafte i plina
1.6. Traženje i istraživanje naftnih i plinskih polja
1.7. Izrada geološkog presjeka bušotine
1.8. Sastav i mineralizacija podzemnih voda
1.9. Testiranje bušotine
Poglavlje 2. Opći pojmovi izgradnje bušotine
2.1. Osnovni pojmovi i definicije
2.2. Geološka potkrijepljenost položaja i projektiranje bušotine kao inženjerske građevine
2.3. Ugradnja opreme za izgradnju bunara
2.4. Bušenje bušotine
2.5. Burgije
2.6. Bušilica
2.7. Bit pogon
2.8. Značajke bušenja bušotina u vodenim područjima
2.9. Izolacija kućišta bušotine i rezervoara
Poglavlje 3. Mehanička svojstva stijena
3.1. Opće odredbe
3.2. Mehanička i abrazivna svojstva stijena
3.3. Utjecaj svestranog tlaka, temperature i zasićenja vodom na neka svojstva stijena
Poglavlje 4. Bušilice
4.1. Bitovi s valjkastim konusom
4.2. Kinematika i dinamika valjkastih konusnih bitova
4.3. Dijamantna dlijeta
4.4. Dlijeta za oštrice
Poglavlje 5. Rad bušilice
5.1. Fizički model bušilice
5.2. Stabilnost bušilice
5.3. Naprezanja i opterećenja u cijevima za bušenje
Poglavlje 6. Ispiranje bušotine
6.1. Uvjeti i definicije
6.2. Funkcije procesa ispiranja
6.3. Zahtjevi za tekućine za bušenje
6.4. Tekućine za bušenje
6.5. Priprema i čišćenje tekućina za bušenje
6.6. Tehnologija kemijske obrade tekućine za bušenje
6.7. Hidraulički proračun ispiranja bušotine nekompresibilnom tekućinom
6.8. Metode zbrinjavanja otpadnih tekućina za bušenje i bušenja
6.9. Metode odlaganja otpadnih tekućina za bušenje i reznica
Poglavlje 7. Komplikacije tijekom bušenja, njihovo sprječavanje i suzbijanje
7.1. Klasifikacija komplikacija
7.3. Gubici tekućine u bušotinama
7.4. Prikazivanje plin-ulje-voda
7.5. Veze, zatezanje i sjedalo cijevi
Poglavlje 8. Načini bušenja
8.1. Uvodni pojmovi
8.2. Utjecaj različitih čimbenika na proces bušenja
8.3. Utjecaj diferencijalnih i tlačnih pritisaka na uništavanje stijena
8.4. Racionalni razvoj bitova
8.5. Dizajn režima bušenja
8.6. Čišćenje izbušene bušotine od reznica
Poglavlje 9. Bušenje usmjerenih i vodoravnih bušotina
9.1. Ciljevi i smjerovi usmjerenog bušenja bušotina
9.2. Osnove projektiranja usmjerenih bušotina
9.3. Čimbenici putanje u dnu rupe
9.4. Rupa sklopovi za usmjereno bušenje
9.5. Metode i uređaji za kontrolu putanje bušotine
9.6. Značajke bušenja i plovidbe vodoravnih bušotina
Poglavlje 10. Otvaranje i bušenje produktivnih slojeva
10.1. Bušenje rezervoara
10.2. Tehnološki čimbenici koji osiguravaju bušenje i otvaranje proizvodne formacije
10.3. Promjena propusnosti zone formiranja korita. Tekućine za bušenje dovršetka
10.4. Ispitivanje slojeva i ispitivanje bušotine tijekom bušenja
Poglavlje 11. Strukture bušotina. Filtri
11.1. Osnove projektiranja bušotine
11.2. Strukture dna bušotine
Poglavlje 12. Izolacija kućišta bušotine i rezervoara
12.1. Priprema bušotine
12.2. Tehnologija kućišta bušotina
12.3. Cementi i mortovi za naftne bušotine
12.4. Proračun cementiranja bušotine
Poglavlje 13. Ponovno otvaranje proizvodnih formacija, stimulacija nafte (plina) i
razvoj bušotine
13.1. Perforacija metka
13.2. Kumulativna perforacija
13.3. Neuravnotežena perforacija
13.4. Perforacija tijekom represije
13.5. Posebna rješenja za bušenje bunara
13.6. Graničnici međuspremnika
13.7. Tehnologija punjenja bunara posebnom tekućinom
13.8. Indukcija dotoka zamjenom tekućine u proizvodnom kućištu
13.9. Ulazni poziv sa zračnim jastukom
13.10. Ulazni poziv pomoću startnih ventila
13.11. Ulazni poziv s mlaznim uređajima
13.12. Intervalno snižavanje razine tekućine u bušotini
13.13. Smanjenje razine tekućine u bušotini pištoljem (brisanje)
13.14. Doziranje dotoka iz rezervoara metodom aeracije
13.15. Smanjenje razine tekućine u bušotini u uvjetima abnormalno niskog tlaka u ležištu
13.16. Indukcija rezervoara pomoću dvofazne pjene
13.17. Tehnologija izazivanja priljeva iz formacije pjenom pomoću ejektora.
13.18. Indukcija rezervoara s kompletima alata za ispitivanje
13.19. Primjena plinovitih sredstava za razvoj bušotina. Završetak bušotine dušikom
DIO 2. TEHNIKA BUŠENJA ULJA I PLINA
Poglavlje 14. Bušilice
14.1. Zahtjevi za bušilice
14.2. Klasifikacija i karakteristike instalacija
14.3. Kompletne bušilice za proizvodno i dubinsko istraživanje.
14.4. Izbor vrste i glavnih parametara platforme za bušenje
14.5. Odabir sheme i rasporeda opreme za bušenje
14.6. Zahtjevi za kinematički dijagram platforme za bušenje
14.7. Bušilice proizvođača OJSC "Uralmagnzavod"
14.8. Bušilice proizvođača "Volgogradska oprema za bušenje"
Poglavlje 15. Pokretanje kompleksa
15.1. Postupak podizanja i spuštanja stupova. Složene funkcije
15.2. Kinematički dijagram kompleksa za SPO
15.3. Talon sustav
15.4. Odabir čeličnih užadi za sustave prianjanja
15.5. Krunski blokovi i putujući blokovi
15.6. Kuke za bušenje i blokovi kuka
15.7. Mehanizmi za hvatanje bušaćih postrojenja OJSC "Uralmagnzavod"
15.8. Mehanizmi kretanja VZBT bušilica
15.9. Kuke za bušenje
15.10. Drawworks
15.11. Kočioni sustavi za vuču
15.12. Volumen operacija okidanja
15.13. Kinematika dizalica
15.14. Dinamika podizanja
Poglavlje 16. Oprema za sustav ispiranja bunara
16.1. Pumpe za blato
16.2. Razdjelnik
16.3. Okretni
Poglavlje 17. Površinski cirkulacijski sustav
17.1. Parametri i potpunost cirkulacijskih sustava
17.2. Blokovi cirkulacijskog sustava
17.3. Miješalice
17.4. Oprema za čišćenje bušaćeg blata iz sječe
17.5. Otplinjači tekućine za bušenje
17.6. Postrojenje za obradu blata centrifuge
17.7. Usisni vodovi za pumpe za blato
Poglavlje 18. Alati za rezanje stijena: svrdla, glave za bušenje,
proširivači, kalibratori
18.1. Bitovi s valjkastim konusom
18.2. Dlijeta za oštrice
18.3. Glodalice
18.4. Dlijeta ISM
18.5. Dijamantna dlijeta
18.6. Bušilice s valjkastim konusom
18.7. Oštrice i glodalice od tvrdog metala za bušenje
18.8. Dijamantne bušilice i ISM bušilice
18.9. Alat za primanje jezgre
18.10. Produživači
18.11. Kalibratori-centralizatori
Poglavlje 19. Bušite cijevi. Dizajn bušilice
19.1. Kelly cijevi
19.2. Uzrujane bušaće cijevi i spojnice
19.3. Uzrujane brave za bušilice
19.4. Bušite cijevi sa zavarenim spojevima alata
19.5. Bušilice od lakih legura
19.6. Izbušite ogrlice
19.7. Subs nizovi bušilica
19.8. Generalni principi i metodologiju za proračun izgleda bušaćih cijevi u nizu
Poglavlje 20. Bit pogon: Rotori za bušenje, motori s rupama
20.1. Rotori za bušenje
20.2. Turbodrilice
20.3. Motori za bušotine
20.4. Turbopropelerski motori na rupi
20.5. Električne bušilice
Poglavlje 21. Oprema bušotina za bušotine
21.1. Glave stupaca
21.2 Oprema za sprječavanje pucanja
Poglavlje 22. Cijevi kućišta. Proračun žica kućišta
22.1. Cijevi kućišta i spojnice za njih
22.2. Proračun žica kućišta
Poglavlje 23. Pogonski pogon kompleksa za bušenje
23.1. Vrste pogona, njihove karakteristike
23.2. Izbor pogonskih motora s pogonom
23.3. Umjetne prilagodbe za pogone
23.4. Spojke
23.5. Lančani pogoni platformi za bušenje
23.6. Pogonski agregati i motori suvremenih bušilica
23.7. Raspored pogonskih sklopova i mjenjača
Poglavlje 24. Oprema za mehanizaciju i automatizaciju tehnologije
procesa
24.1. Automatizacija uvlačenja bitova
24.2. Automatizacija spuštanja i uspona (ASP)
24.3. Automatske stacionarne kliješta za bušenje
24.4. Pneumatski klinasti hvataljka
24.5. Pomoćno vitlo
Poglavlje 25. Oprema za bušenje naftnih i plinskih bušotina na moru
25.1. Značajke razvoja naftnih i plinskih polja na moru
25.2. Glavne vrste tehničkih sredstava za razvoj naftnih i plinskih polja na moru
25.3. Plutajuća oprema za bušenje (PBF)
25.4. Plutajuće platforme za podizanje (dizalice za podizanje)
25.5. Polupotopne plutajuće platforme (PPDR)
25.6. Plovila za bušenje (BS)
25.7. Bušilice za PBS
25.8. Oprema za podmorsko bušotinu
25.9. Sustavi za zadržavanje plutajuće opreme za bušenje na mjestu bušenja
25.10. Offshore fiksne platforme (SMP)
25.11. Zaštita okoliša pri bušenju na moru
SAVEZNA AGENCIJA ZA OBRAZOVANJE
GOUVPO "DRŽAVNI SVEUČILIŠTE UDMURTSK"
Odjel za ekonomiju, upravljanje naftnom i plinskom industrijom
Na temu "Bušenje naftnih i plinskih bušotina"
Voditelj Borkhovich S. Yu.
Pitanja za test
1. Metode bušenja bušotina
1.1 Udarno bušenje
1.2 Rotacijsko bušenje
2. Bušilica. Glavni elementi. Raspodjela opterećenja po duljini bušaćeg niza
2.2 Sastav svrdla
3. Namjena tekućina za bušenje. Tehnološki zahtjevi i ograničenja svojstava fluida za bušenje
3.1 Funkcije tekućine za bušenje
3.2 Zahtjevi za tekućine za bušenje
4. Čimbenici koji utječu na kvalitetu cementiranja bušotine
5. Vrste svrdla i njihova namjena
5.1 Vrste bitova za bušenje na čvrstu masu
5.2 Bitovi s valjcima
5.3 Dlijeta za oštrice
5.4 Glodalice
5.5 IMS bitova
Književnost
Pitanja za test
Metode bušenja bušotina
Bušilica. Glavni elementi. Raspodjela opterećenja po duljini bušaćeg niza
Namjena tekućina za bušenje. Tehnološki zahtjevi i ograničenja svojstava fluida za bušenje
Čimbenici koji utječu na kvalitetu cementiranja bušotine
Vrste svrdla i njihova namjena
1 . Metode bušenja bušotina
Postoji različiti putevi bušenje, ali je mehaničko bušenje postalo industrijalizirano. Dijeli se na udarne i rotacijske.
1.1 Udarno bušenje
Udarno bušenje alat za bušenje uključuje: dlijeto (1); udarne šipke (2); brava za uže (3); Na površinu je postavljen jarbol (12); blok (5); valjak za izvlačenje balansa (7); pomoćni valjak (8); bubanj stroja za bušenje (11); uže (4); zupčanici (10); klipnjača (9); okvir za ravnotežu (6). Prilikom okretanja zupčanika, kretanje, podizanje i spuštanje okvira za ravnotežu. Kad se okvir spusti, valjak za polijetanje podiže alat za bušenje iznad dna rupe. Kad se okvir podigne, uže se otpusti, dlijeto padne u dno, uništavajući time stijenu. Kako bi se spriječilo urušavanje zidova bušotine, kućište se spušta u nju. Ova metoda bušenja primjenjiva je na male dubine pri bušenju bunara za vodu. Trenutno se udarna metoda ne koristi za bušenje bušotina.
1.2 Rotacijsko bušenje
Rotacijsko bušenje. Bušotine nafte i plina buše se rotacijskim bušenjem. Kod takvog bušenja dolazi do uništavanja pare uslijed rotacije bita. Rotaciju bita omogućuje rotor smješten na ušću bušotine kroz niz bušaćih cijevi. To se naziva rotacijski način rada. Također, zakretni moment se ponekad stvara uz pomoć motora (turbodrilica, električna bušilica, motor za bušotine), tada se ta metoda naziva bušenje bušotine.
Turbodrilica Je li hidraulična turbina pokrenuta u rotaciju pomoću tekućine za bušenje koja se upumpava u bušotinu.
Električna bušilica- je elektromotor, električna struja mu se dovodi s kabela s površine. Bušotine se buše pomoću bušilice.
1-dlijeto; 2 - nadzemna bušilica za velika opterećenja; 3,8 - pod; 4 - centralizator; 5 - podloška rukava; 6.7 - cijevi za bušenje velikih težina; 9 - sigurnosni prsten; 10 - cijevi za bušenje; 11 - sigurnosna podmornica; 12.23 - potporne šipke, donja i gornja; 13 - vodeća cijev; 14 - reduktor; 15 - vitlo; 16 - okretna podloga; 17 - kuka; 18 - krunski blok; 19 - toranj; 20 - putujući blok; 21 - okretni; 22 - crijevo; 24 - usponski vod; 25 - rotor; 26 - separator mulja; 27 - pumpa za blato
Uništavanje se vrši uz pomoć bita, koja se vodi po bušaćim cijevima, do dna. Rotacijsko gibanje osigurava motor s bušotine kroz bušilicu. Nakon što se bušilice malo spuste, u provrt rotora umetnute su dvije košuljice, a u njih dvije stezaljke koje tvore četvrtastu rupu. U ovoj rupi nalazi se i vodeća cijev, također kvadratnog presjeka. Prima zakretni moment sa stola rotora i slobodno se kreće po osi rotora. Sve operacije trčanja i držanje svrdla na težini izvode se mehanizmom za podizanje.
2 Bušilica. Glavni elementi. Raspodjela opterećenja po duljini bušaćeg niza
2.1 Namjena svrdla
Bušaća nit je veza između opreme za bušenje koja se nalazi na dnevnoj površini i alata za bušenje (svrdlo, ispitivač formacije, alat za ribolov itd.) Koji se trenutno koristi za izvođenje bilo koje tehnološke operacije u bušotini.
Funkcije koje vrši bušaća struna određene su radom koji se izvodi u bušotini. Glavni su sljedeći.
Tijekom mehaničkog bušenja, bušilica:
· Je li kanal za opskrbu donje jame energijom potrebnom za rotaciju bita: mehanički - tijekom rotacijskog bušenja; hidraulički - pri bušenju s hidrauličnim motorima za bušotine (turbodrilica, motor za vijke na rupi); električni - pri bušenju električnim bušilicama (kroz kabel koji se nalazi unutar cijevi);
· Opaža i prenosi na stijenke bušotine (na maloj dubini bušotine i do rotora) reaktivni moment pri bušenju motorima sa bušotine;
· Je li kanal za kružnu cirkulaciju radnog sredstva (tekućina, smjesa plin-tekućina, plin); obično se radni agens pomiče dolje do donje rupe duž prostora u cijevi, hvata uništenu stijenu (usjeci), a zatim se pomiče prema prstenu do ušća bušotine (izravno ispiranje);
· Služi za stvaranje (težinom donjeg dijela žice) ili prijenos (kada je alat prisiljen) aksijalnog opterećenja na bitu, istovremeno preuzimajući dinamička opterećenja s radnog bita, djelomično prigušujući i reflektirajući ih natrag na malo i djelomično ih pustiti da idu više;
· Može poslužiti kao komunikacijski kanal za primanje informacija iz donje rupe ili prijenos upravljačkog djelovanja na alat za bušenje.
· Tijekom operacija okidanja, svrdlo se koristi za spuštanje i podizanje bitova, motora za bušotinu, raznih sklopova za bušotine;
· Za prolaz rudarskih instrumenata;
Za razvoj bušotine, izvođenje srednjeg ispiranja
svrha uklanjanja čepova za mulj itd.
Prilikom uklanjanja komplikacija i nesreća, kao i provođenja istraživanja u bušotini i ispitivanja formacija, bušaća struna služi:
· Za ispumpavanje i upuhivanje materijala za zatvaranje u formaciju;
· Za pokretanje i ugradnju pakera u svrhu provođenja hidrodinamičkih studija formacija povlačenjem ili ubrizgavanjem tekućine;
Za spuštanje i postavljanje preklapanja radi izolacije apsorpcijskih zona,
· Jačanje zona urušavanja ili klizišta, postavljanje cementnih mostova itd .;
· Za spuštanje ribolovnog alata i rad s njim.
Pri bušenju jezgrom (uzorak stijene) s uklonjivom jezgrom cijev za bušenje služi kao kanal kroz koji se jezgra cijevi spušta i podiže.
2.2 Sastav svrdla
Bušilica (s izuzetkom nedavnih kontinuiranih cijevi) sastoji se od bušilica koje koriste navojni spoj. Spajanje cijevi međusobno se obično izvodi pomoću posebnih spojnih elemenata - bušilica, iako se mogu koristiti i bušilice bez alata. Prilikom podizanja svrdla (radi zamjene istrošenog bita ili prilikom izvođenja drugih tehnoloških operacija) bušilica se svaki put rastavlja na kraće karike, pri čemu se potonja ugrađuje unutar tornja na posebnu platformu - svijećnjak ili (u rijetkim slučajevima) na stalcima izvan tornja za bušenje, a kada se spusti nizbrdo, opet se okuplja u dugačku kolonu.
Bilo bi nezgodno i neracionalno sastavljati i rastavljati bušilicu s njenim rastavljanjem na zasebne (pojedinačne) cijevi. Stoga se pojedinačne cijevi prethodno (pri izgradnji alata) sastavljaju u takozvane bušaće čepove, koji se ubuduće ne rastavljaju (dok se bušenje vrši ovim bušaćim nizom).
Čep duljine 24-26 m (na dubini bušenja od 5000 m i više, čepovi za bušenje duljine 36-38 m mogu se koristiti s bušilicom visine 53-64 m) od dvije, tri ili četiri cijevi kada se koriste cijevi duljine 12, 8 i m. U potonjem slučaju, radi praktičnosti, dvije 6-metarske cijevi su prethodno spojene pomoću spojnice u dvije cijev (koljeno), koja se ne može dalje rastavljati.
Kao dio svrdla neposredno iznad svrdla ili iznad motora za bušotinu, uvijek su predviđene bušilice za teške uvjete rada (ovratnici) koje, s višestrukom težinom i krutošću u usporedbi s konvencionalnim bušilicama, omogućuju stvaranje potrebnog opterećenja na zagrijati i osigurati dovoljnu krutost dna alata tijekom izbjegavanja izvijanja i nekontrolirane zakrivljenosti bušotine. Ogrlice za bušenje također se koriste za kontrolu vibracija dna svrdla u kombinaciji s ostalim elementima.
Bušaći niz obično uključuje centralizatore, kalibratore, stabilizatore, filtere, često metalne zamke, povratne ventile, ponekad posebne mehanizme i uređaje poput ekspandera, zamašnjaka, mehanizama za uvlačenje u bušotinu, valovode, rezonatore, uzdužne i torzijske prigušivače vibracija, prstenove gaznog sloja odgovarajuću namjenu.
Za kontroliranu zakrivljenost bušotine u određenom smjeru ili, naprotiv, za ravnanje već zakrivljene bušotine, skretači su uključeni u bušotinu, a za održavanje pravolinijskog smjera bušotine potrebni su posebni, često prilično složeni aranžmani donjeg dijela svrdla.
Bušenje bušotina je složen tehnološki proces uvođenja jake bušotine u zemljinu površinu, koji se sastoji od niza operacija:
- uvođenje (produbljivanje) bušotina slojevitim uništavanjem stijenskih formacija posebnim moćnim alatom za bušenje;
- uklanjanje izbušene stijene iz bušotine;
- jačanje bušotine takozvanim omotačima;
- istraživanje stijena primjenom brojnih geoloških i geofizičkih mjera, određivanje tijeka i smjera bušenja;
- Spuštanje na unaprijed određenu dubinu i učvršćivanje (cementiranje) završnog stupa.
Prvi put u svijetu bušenje naftne bušotine izvedeno je sredinom 19. stoljeća, nedaleko od grada Bakua, dubina prve naftne bušotine bila je 21 metar
Stručnjaci razlikuju četiri vrste bušenja bušotina, ovisno o njihovoj dubini: plitka (do 1,5 km), srednja (do 4,5 km), duboka (do 6 km) i superduboka (preko 6 km).
Zanimljiva činjenica: superduboke bušotine Kola smatraju se najdubljom naftnom bušotinom na svijetu, čija je dubina oko 12,26 km. Do danas se bušotina ne koristi.
Postoje dva načina bušenja prema vrsti uništenja stijena:
- mehanički (rotacijski, udarni);
- nemehanički (toplinski, eksplozivni, hidraulični, električni impuls)
Mehanička metoda je najčešća u našoj zemlji, tvrtke za bušenje koriste samo nju, točnije, isključivo rotacijsku metodu.... Tijekom bušenja stijena se uništava snažnim komadima, dno se oslobađa iz izbušene stijene kontinuiranim cirkulacijskim tokovima bušaćeg mulja, ponekad se za ispiranje koristi plinovito sredstvo. Valja napomenuti da se sve bušotine buše strogo okomito. No ako se ipak pojavi potreba, koristi se i usmjereno bušenje..
Rabljene bušilice i oprema
Bušenje se vrši pomoću posebnih bušilica, profesionalnih alata za bušenje i složene opreme... Bušilica je cijeli kompleks specijalizirane opreme za tlo koja se koristi za stvaranje bušotina i održavanje samog procesa bušenja. Platforma se sastoji od: naftne platforme, opreme za operacije isključenja, zemaljske opreme, strukture na moru, pogona za pogon, sustava za opskrbu tekućinom za bušenje... Uspjeh tehnološkog procesa uvelike ovisi o kvaliteti tekućine za bušenje, koja se priprema na bazi vode ili ulja.
Danas u svijetu, a posebno u Rusiji, postoji nekoliko velikih tvornica koje se bave proizvodnjom opreme za bušenje.... Među kojima:
Azneftekhimmash OJSC (Azerbajdžan), Udruženje za proizvodnju tvornica alatnih strojeva u Lugansku (Ukrajina), ALTAIGEOMASH LLC (Rusija), Tvornica opreme za bušenje (Volgograd, Rusija).
Video
Tema: Bušenje naftnih i plinskih bušotina.
Plan: 1. Opće informacije o operacijama nafte i plina.
2. Metode bušenja bušotina.
3. Klasifikacija bušotina.
1. Opći podaci o radu nafte i plina.
Bušenje bušotina je proces izgradnje usmjerenih rudarskih radova velike duljine i malog (u usporedbi s duljinom) promjera. Početak bušotine na površini zemlje naziva se ušće bušotine, dno se naziva donja rupa. Ovaj proces - bušenje - raširen je u raznim sektorima nacionalne ekonomije.
Ciljevi i ciljevi bušenja
Nafta i plin se proizvode pomoću bušotina čiji su glavni građevinski procesi bušenje i oblaganje. Potrebno je izvesti visokokvalitetnu izgradnju bušotina u sve većim količinama s višestrukim smanjenjem vremena njihovog bušenja, kao i sa smanjenjem intenziteta rada i energije te kapitalnih troškova.
Bušenje bušotina jedina je metoda učinkovitog razvoja, inkrementalne proizvodnje i rezervi nafte i plina.
Ciklus izgradnje naftnih i plinskih bušotina prije puštanja u rad sastoji se od sljedećih uzastopnih veza:
bušenje bušotine čija je provedba moguća samo pri izvođenju paralelnih radova dviju vrsta - produbljivanje dna lokalnim uništavanjem stijene i čišćenjem bušotine od uništene (izbušene) stijene;
razdvajanje slojeva, koji se sastoji od uzastopnih radova dvije vrste - pričvršćivanje stijenki bušotine cijevnim omotačima spojenim na kućište i brtvljenje (cementiranje, začepljenje) prstenastog prostora;
razvoj bušotine i proizvodnog pogona.
2. Metode bušenja bušotina.
Uobičajene metode rotacijskog bušenja - rotacijsko, turbinsko i električno bušenje - uključuju rotaciju radnog alata koji uništava stijenu - bit. Uništena stijena uklanja se iz bušotine ispumpavanjem u cijevni niz i izlaskom kroz prstenastu tekućinu za bušenje, pjenom ili plinom.
Rotacijsko bušenje
Kod rotacijskog bušenja bit se okreće cijelom bušilicom; rotacija se prenosi kroz radnu cijev s rotora spojenog na elektrana prijenosni sustav. Težina na svrdlu generira se dijelom težine bušaće cijevi.
Kod rotacijskog bušenja najveći zakretni moment strune ovisi o otporu stijene na rotaciju bita, o otpornosti trenja stupa i rotirajuće tekućine o stijenku bušotine, kao i o inercijskom učinku elastičnih torzijskih vibracija.
U svjetskoj praksi bušenja najraširenija je rotacijska metoda: gotovo 100% volumena bušenja u SAD -u i Kanadi obavlja se tom metodom. V. posljednjih godina postojala je tendencija povećanja volumena rotacijskog bušenja u Rusiji, čak i u istočnim regijama. Glavne prednosti rotacijskog bušenja u odnosu na turbinsko bušenje su neovisnost regulacije parametara načina bušenja, mogućnost pokretanja velikih padova tlaka na bušilici, značajno povećanje prodora po okidanju bit zbog nižih rotacijskih frekvencija itd.
Bušenje turbina
Kod turbinskog bušenja bit je spojen na turbinsko vratilo turbo bušilice, koje se postavlja u rotaciju kretanjem fluida pod pritiskom kroz sustav rotora i statora. Opterećenje nastaje dijelom težine bušaće cijevi.
Najveći okretni moment nastaje zbog otpora stijene na rotaciju bita. Najveći zakretni moment određen konstrukcijom turbine (vrijednost njezinog kočnog zakretnog momenta) ne ovisi o dubini bušotine, brzini vrtnje bita, aksijalnom opterećenju na nju i mehaničkim svojstvima stijena koje se buše. Koeficijent prijenosa snage od izvora energije do destruktivnog alata u turbinskom bušenju veći je nego u rotacijskom bušenju.
Međutim, tijekom turbinskog bušenja nemoguće je neovisno regulirati parametre načina bušenja, a istovremeno su potrošnja energije po 1 m prodora, troškovi amortizacije turbodrilja i održavanje radionica za njihov popravak visoko.
Metoda turbinskog bušenja postala je široko rasprostranjena u Rusiji zahvaljujući radu VNIIBT -a.
Bušenje vijčanim motorima (pozitivnog pomaka)
Radna tijela motora izrađena su na temelju vijčanog mehanizma s više navoja, što omogućuje dobivanje potrebne brzine vrtnje s povećanim zakretnim momentom u odnosu na turbodrilice.
Rupa se sastoji od dva dijela - motora i vretena.
Radna tijela odjeljka motora su stator i rotor koji su vijčani mehanizam. Ovaj odjeljak također uključuje dvokretni zglob. Stator je spojen na bušilicu pomoću podmetača. Zakretni moment prenosi se s rotora na izlazno vratilo vretena pomoću dvostrukog zgloba.
Vreteno je predviđeno za prijenos aksijalnog opterećenja na donju rupu, za apsorbiranje hidrauličkog opterećenja koje djeluje na rotor motora i za brtvljenje donjeg dijela osovine, što pridonosi stvaranju pada tlaka.
U vijčanim motorima okretni moment ovisi o padu tlaka na motoru. S opterećenjem osovine povećava se okretni moment koji razvija motor, a povećava se i pad tlaka u motoru. Karakteristika izvedbe vijčani motor sa zahtjevima učinkovitog rada bitova omogućuje vam da dobijete motor s brzinom izlaznog vratila u rasponu od 80-120 o / min s povećanim zakretnim momentom. Navedena značajka vijčanih motora (s pozitivnim pomakom) čini ih obećavajućima za primjenu u praksi bušenja.
Bušenje električnom bušilicom
Prilikom korištenja električnih bušilica, rotacija bita vrši se električnim (trofaznim) izmjeničnim motorom. Energija joj se opskrbljuje s površine putem kabela koji se nalazi unutar bušaće cijevi. Tekućina za bušenje cirkulira na isti način kao i kod rotacijskog bušenja. Kabel se ubacuje u cijev kroz pantograf koji se nalazi iznad okretnice. Električna bušilica pričvršćena je na donji kraj bušilice, a bit je pričvršćen na osovinu električne bušilice. Prednost električni motor prije hidrauličkog je da brzina vrtnje, okretni moment i drugi parametri električne bušilice ne ovise o količini isporučene tekućine, njezinim fizičkim svojstvima i dubini bušotine te o mogućnosti upravljanja radom motora s površine . Nedostaci uključuju poteškoće u opskrbi električnim motorom energije, osobito pri povišenom tlaku, te potrebu brtvljenja elektromotora od tekućine za bušenje.
Obećavajući pravci u razvoju metoda bušenja u svjetskoj praksi
U domaćoj i inozemnoj praksi provode se istraživanja i razvoj.
rad na području stvaranja novih metoda, tehnologija, opreme za bušenje.
To uključuje produbljivanje stijena eksplozijama, uništavanje stijena ultrazvukom, eroziju, korištenje lasera, vibracije itd.
Neke od ovih metoda razvijene su i primjenjuju se, iako u neznatnoj količini, često u eksperimentalnoj fazi.
Hidromehanički metoda uništavanja stijena pri produbljivanju bušotina sve se više koristi u pokusnim i terenski uvjeti... S.S. Shavlovsky je proveo klasifikaciju vodenih mlazova koji se mogu koristiti pri bušenju bušotina. Temelj klasifikacije je razvijeni tlak, radna duljina mlaznica i stupanj njihova utjecaja na stijene različitog sastava, cementacije i čvrstoće, ovisno o promjeru mlaznice, početnom tlaku mlaza i brzini protoka od vode. Korištenje mlazova vode omogućuje, u usporedbi s mehaničkim metodama, povećanje tehničkih i ekonomskih pokazatelja bušenja bušotine.
Na VII međunarodnom simpoziju (Kanada, 1984.) predstavljeni su rezultati rada na korištenju mlazova vode u bušenju. Njegove su sposobnosti povezane s kontinuiranom, pulsirajućom ili isprekidanom opskrbom tekućinom, prisutnošću ili odsutnošću abrazivnog materijala te tehničkim i tehnološkim značajkama metode.
Erozivno bušenje omogućuje brzine produbljivanja 4-20 puta veće od rotacijskog bušenja (pod sličnim uvjetima). To je prije svega posljedica značajnog povećanja napajanja do dna u usporedbi s drugim metodama.
Njegova suština leži u činjenici da se abrazivni materijal - čelična sačma - dovodi u svrdlo posebnog dizajna zajedno s tekućinom za bušenje. Veličina granula je 0,42 - 0,48 mm, koncentracija u otopini je 6%. Kroz mlaznice za bitove, ovo rješenje sa sačmom se velikom brzinom dovodi u rupu i rupa se uništava. U bušilicu su uzastopno ugrađena dva filtra, osmišljena tako da izbacuju i zadržavaju čestice čija im veličina ne dopušta prolaz kroz mlaznice za nastavak.
Jedan filter je iznad bita, a jedan ispod kelija gdje se može obaviti čišćenje. Kemijska obrada bušaćeg mulja sa sačmaricom teža je od obrade konvencionalnog blata, osobito pri povišenim temperaturama.
Posebnost je u tome što je potrebno držati mlaz u otopini u suspenziji, a zatim generirati ovaj abrazivni materijal.
Nakon prethodnog čišćenja tekućine za bušenje od plina i usjeka pomoću hidrociklona, snimak se uzima i drži u vlažnom stanju. Zatim se otopina propušta kroz fine hidrociklone i otplinjač, a njezini izgubljeni učinci obnavljaju se kemijskom obradom. Dio tekućine za bušenje pomiješa se s mlazom i dovede u bušotinu, na putu miješanja s uobičajenom tekućinom za bušenje (u izračunatom omjeru).
Laseri- kvantni generatori optičkog raspona - jedno od izuzetnih dostignuća znanosti i tehnologije. Pronašli su široku primjenu u mnogim poljima znanosti i tehnologije.
Prema stranim podacima, trenutno je moguće organizirati proizvodnju kontinuiranih plinskih lasera izlazne snage 100 kW i više. Učinkovitost (učinkovitost) plinskih lasera može doseći 20 - 60%. Velika snaga lasera, pod uvjetom da se postignu iznimno velike gustoće zračenja, dovoljna je za taljenje i isparavanje bilo kojeg materijala, uključujući stijene. Istodobno, stijena također puca i ljušti se.
Eksperimentalno je utvrđena minimalna gustoća snage laserskog zračenja, dovoljna za uništavanje stijena otapanjem: za pješčenjake, muljeve i gline ona iznosi približno 1,2-1,5 kW / cm 2. Gustoća snage učinkovitog uništavanja stijena zasićenih uljem uslijed toplinskih procesa izgaranja ulja, osobito pri upuhivanju zraka ili kisika u zonu uništenja, niža je i iznosi 0,7 - 0,9 kW / cm 2.
Procjenjuje se da je za bušotinu dubine 2000 m i promjera 20 cm potrebno utrošiti oko 30 milijuna kW energije laserskog zračenja. Bušenje takve dubine još nije konkurentno u usporedbi s tradicionalnim metodama mehaničkog bušenja. Međutim, postoje teoretski preduvjeti za povećanje učinkovitosti lasera: s učinkovitošću jednakom 60%, troškovi energije i troškova značajno će se smanjiti, a konkurentnost će se povećati. Pri korištenju lasera u slučaju bušenja bušotina dubine 100-200 m, troškovi rada su relativno niski. No u svim slučajevima, tijekom laserskog bušenja, oblik poprečnog presjeka može se programirati, a stijenka bušotine bit će oblikovana od taline stijene i bit će staklasta masa, što omogućuje povećanje koeficijenta pomaka bušaćeg mulja cementom. U nekim je slučajevima očito moguće bez kućišta bušotine.
Strane tvrtke nude nekoliko dizajna lasera. Temelje se na snažnom laseru smještenom u zapečaćenom kućištu koje može izdržati visoki tlak. Otpornost na temperature još nije razrađena. Za te se strukture lasersko zračenje prenosi do rupe kroz svjetlovodna vlakna. Kako se stijena uništava (topi), laserska bušilica se dovodi dolje; može se opremiti vibratorom ugrađenim u kućište. Kad se ljuska utisne u rastaljenu stijenu, stijenke bušotine mogu se zbiti.
U Japanu je započela proizvodnja plinskih lasera s ugljikovim dioksidom, koji će, kada se koriste u bušenju, značajno (do 10 puta) povećati brzinu prodiranja.
Presjek bušotine tijekom formiranja bušotine ovom metodom može imati proizvoljan oblik. Računalo, prema razvijenom programu, daljinski postavlja način skeniranja laserske zrake, što omogućuje programiranje veličine i oblika bušotine.
Izvođenje laserskih toplinskih radova moguće je u budućnosti kod perforiranja. Laserska perforacija osigurat će kontrolu procesa uništavanja omotača, cementnog kamena i stijena, a također može olakšati prodor kanala na znatnu dubinu, što će nesumnjivo povećati stupanj savršenstva prodora slojeva. Međutim, fuzija stijena, koja se preporučuje pri produbljivanju bušotine, ovdje je neprihvatljiva, što bi trebalo uzeti u obzir pri budućoj uporabi ove metode.
U domaćim radovima postoje prijedlozi za stvaranje laserskih plazma instalacija za toplinsko bušenje bušotina. Međutim, transport plazme na dno bušotine i dalje je težak, iako su u tijeku istraživanja kako bi se istražila mogućnost razvoja svjetlosnih vodiča ("cijevi za usmjeravanje svjetla").
Jedna od najzanimljivijih metoda utjecaja na stijene, koja ima kriterij "univerzalnosti", je metoda taljenja istih izravnim dodirom s vatrostalnim vrhom - penetratorom. Značajan napredak u stvaranju termički stabilnih materijala omogućio je premještanje pitanja taljenja stijena na područje stvarnog dizajna. Već pri temperaturi od oko 1200-1300 ° C metoda taljenja je izvediva
Nalazi se u rastresitom tlu, pijesku i pješčenjacima, bazaltima i drugim stijenama kristalnog podruma. U stijenama sedimentnog kompleksa bušenje glinenih i karbonatnih stijena zahtijeva, očito, višu temperaturu.
Metoda fuzijskog bušenja omogućuje da se na stijenkama bušotine dobije dovoljno debela sitall kora sa glatkim unutarnjim stijenkama. Metoda ima visoki koeficijent unosa energije u stijenu - do 80-90%. U ovom slučaju, problem uklanjanja taline iz jame može se riješiti, barem u načelu. Izlazeći kroz izlazne kanale ili jednostavno tečući oko glatkog penetratora, talina se, skrućujući, stvara mulj čija se veličina i oblik mogu kontrolirati. Reznice nosi tekućina koja cirkulira iznad bušilice i hladi vrh bušilice.
Prvi projekti i uzorci toplinskih bušilica pojavili su se 60 -ih godina, a teorija i praksa taljenja stijena počeli su se najaktivnije razvijati od sredine 70 -ih. Učinkovitost procesa taljenja uglavnom je određena temperaturom površine penetratora i fizikalnim svojstvima stijena i malo ovisi o mehaničkim svojstvima i svojstvima čvrstoće. Ova okolnost određuje određenu univerzalnost metode taljenja u smislu njezine primjenjivosti za pogon različitih stijena. Raspon temperature taljenja ovih različitih polimineralnih višekomponentnih sustava općenito spada u raspon od 1200-1500 ° C pri atmosferskom tlaku. Za razliku od mehaničke metode uništavanja stijena otapanjem, povećanjem dubine i temperature podzemnih stijena povećava se njezina učinkovitost.
Kao što je već spomenuto, paralelno s prodorom, kućište i izolacija stijenki bušotine provode se kao rezultat stvaranja nepropusnog staklastog prstenastog sloja. Još nije jasno hoće li se površinski sloj penetratora istrošiti, koji je njegov mehanizam i intenzitet. Moguće je da se fuzijsko bušenje, iako pri maloj brzini, može provoditi kontinuirano unutar intervala određenog projektom bušotine. Isti dizajn, zbog kontinuiranog pričvršćivanja zidova, može se uvelike pojednostaviti, čak i u teškim geološkim uvjetima.
Moguće je zamisliti tehnološke postupke povezane samo s pričvršćivanjem i izolacijom zidova u nizu s bušenjem bušotine uobičajenom metodom mehaničkog bušenja. Ovi se postupci mogu primijeniti samo na informacije
terval, koji su opasni zbog mogućnosti raznih komplikacija.
Sa stajališta tehničke implementacije, potrebno je osigurati vodič do ubrizgavajućih elemenata penetratora sličnih onima koji se koriste pri električnom bušenju.
3. Klasifikacija bušotina
Bušotine se mogu klasificirati prema funkciji, profilu bušotine i sita, savršenstvu i dizajnu filtera, broju žica kućišta, položaju na površini zemlje itd.
Bušotine se razlikuju prema namjeni: referentna, parametarska, strukturna istraživanja, istraživanja, nafta, plin, geotermalna, arteška, injektiranje, promatranje, posebna.
Prema profilu bušotine i filtera, bušotine su: okomite, nagnute, usmjereno usmjerene, vodoravne.
Prema stupnju savršenstva razlikuju se bušotine: supersavršene, savršene, nesavršene po stupnju otvaranja produktivnih slojeva, nesavršene po prirodi otvaranja produktivnih slojeva.
Prema izvedbi filtera, bušotine se razvrstavaju u: labave, učvršćene proizvodnim kućištem, učvršćene pomoću utičnog ili mrežastog filtera, učvršćene filterom od šljunka i pijeska.
Prema broju stupaca u bušotini razlikuju se bušotine: jedno-stupac (samo proizvodno kućište), više stupca (dvo-, tro-, n-stupac).
Po svom položaju na površini zemlje razlikuju se bušotine: smještene na kopnu, na moru, na moru.
Svrha strukturnih istražnih bušotina je uspostaviti (razjasniti) tektoniku, stratigrafiju, litologiju stijenskog dijela, procijeniti moguće produktivne horizonte.
Istražne bušotine koriste se za identifikaciju produktivnih formacija, kao i za ocrtavanje razvijenih naftnih i plinskih polja.
Ekstraktivni (operativni) namijenjeni su za vađenje nafte i plina iz zemljine unutrašnjosti. Ova kategorija također uključuje injekcijske, ocjenjivačke, promatračke i piezometrijske bušotine.
Ubrizgavanje je potrebno za ubrizgavanje vode, plina ili pare u rezervoar radi održavanja tlaka u ležištu ili tretiranja donje zone. Ove mjere imaju za cilj produljenje razdoblja protočne metode proizvodnje nafte ili povećanje učinkovitosti proizvodnje.
Svrha ocjenjivačkih bušotina je utvrditi početnu zasićenost vode i ulja i zaostalu nasićenost nafte u sloju te provesti druga istraživanja.
Kontrolne i promatračke bušotine koriste se za praćenje razvojnog cilja, proučavanje prirode kretanja fluida u sloju i promjena zasićenosti sloja plinom i uljem.
Referentne bušotine se buše za proučavanje geološke strukture velikih regija kako bi se ustanovili opći obrasci naslaga stijena i identificirale mogućnosti stvaranja naftnih i plinskih naslaga u tim stijenama.
1. Kako se klasificiraju bušotine?
2. Koje su metode bušenja bušotina poznate?
3. Što je lasersko bušenje? ?
Književnost
1. Bagramov R.A. Bušilice i kompleksi: Udžbenik. za sveučilišta. - M.: Nedra, 1988. - 501 str.
2. Basarygin Yu.M., Bulatov A.I., Proselkov Yu.M. Dovršeci bušotine: Udžbenik. priručnik za
sveučilišta. - M: LLC "Nedra -Poslovni centar", 2000. - 670 str.
3. Basarygin Yu.M., Bulatov A.I., Proselkov Yu.M. Komplikacije i nesreće tijekom bušenja nafte
i plinski bunari: Udžbenik. za sveučilišta. -M.: LLC "Nedra -Poslovni centar", 2000. -679 str.
4. Basarygin Yu.M., Bulatov A.I., Proselkov Yu.M. Tehnologija bušenja nafte i plina
bunari: Udžbenik. za sveučilišta. - M.: LLC "Nedra -Poslovni centar", 2001. - 679 str.
5. Boldenko DF, Boldenko FD, Gnoyevykh A.N. Motori za bušotine. - M .: Nedra,
