Файл: білас Саынов атындаы араанды техникалы университеті орауа жіберілді па каф мегерушісі.docx

1 Бұрғылау технологиялық процесін сипаттау

1.1 Бұрғалу ұңғымалары және оның элементтері
Бұрғылау ұңғымасы деп тереңдігімен салыстырғанда салыстырмалы түрде кішкентай диаметрмен сипатталатын , жер қыртысындағы цилиндрлік тау-кен өндірісін айтамыз.

Бұрғылау ұңғымасының негізгі элементтері (сурет. 1.1)

1-ұңғыма сағасы – ұңғыманың жер бетін, акватория түбін немесе жер асты жағдайында бұрғылау кезінде жұмыс істейтін шахта элементтерін кесіп өтетін орны.

8-ұңғыманың кенжары- бұрғылау кезінде ұңғыманы тереңдету түбі; ол өзегі 7 немесе тұтас 8 бар сақиналы 6 болуы мүмкін.

9-ұңғыма қабырғалары - бұрғылау ұңғымасының бүйір беті.

2,5-ұңғыма оқпаны - ұңғыма қабырғаларымен шектелген кеңістік. Тұрақсыз тау жыныстарында ұңғыманың қабырғалары қаптама бағандарымен бекітіледі, ал ұңғы оқпандары тарылады.

4-ұңғыма осі – ұңғыманы тереңдету кезінде қозғалатын кенжар орталығының нүктелерінің геометриялық орны, яғни бұрғылау ұңғымасының көлденең қималарының орталықтарын байланыстыратын ойдан шығарылған сызық.


Сурет 1.1 – Ұңғыманың элементтері

1 - ұңғыма сағасы; 2 - құбырлармен отырғызылған ұңғыма оқпаны; 3 - қоршау бағаналары; 4 - ұңғыма осі; 5 - құбырлармен қапталмаған ұңғыма оқпаны; 6 - сақиналы түбі; 7 - керн; 8 – тұтас түбі; 9 - ұңғыма қабырғалары; , , - әр түрлі аралықтағы ұңғыма оқпанының диаметрлері; , , , - шегендеу бағаналарының диаметрлері,тиісінше сыртқы және ішкі; - керндиаметрі; ,

---

- құбырлармен бекітілген ұңғыма аралықтарының тереңдігі; - ұңғыма тереңдігі
Сондай-ақ, "ұңғыманың құрылысы" деген ұғым бар.Ұңғыманың конструкциясы оның сипаттамасын білдіреді, ол диаметрдің ( , , ) тереңдігімен өзгеруін, сондай-ақ қаптама тізбегінің 3 диаметрінің ( , ) және ұзындығының ( , ) өзгеруін анықтайды (1.1-суретін қараңыз).

Құбырлармен 5 бекітілмеген ұңғыма оқпанын және 2 құбырмен бекітілген ұңғыма оқпаны ажыратылады.

Әр бекітуден кейін келесі ұңғыманың диаметрі азаяды.

Әрбір қаптама тізбегі ұңғыма сағасынан жоғары шығып тұрады, бірақ оны түсіріп, шөгуге болады. Қажет болса, ұңғыманың қабырғалары мен қаптама құбырлары арасындағы кеңістік цемент ерітіндісімен толтырылады.

1.2 Бұрғау ұңғымаларының жіктелуі
Кен орындарын аймақтық зерттеу, іздеу, барлау және игеру мақсатында бұрғыланған барлық ұңғымалар келесі категориялар мен топтарға бөлінеді.

Геологиялық барлау ұңғымалары тірек, параметрлік, құрылымдық – карталау, іздеу және барлау ұңғымаларына бөлінеді.

Тірек ұңғымалары геологиялық барлау жұмыстарының неғұрлым перспективалы бағыттарын таңдау үшін ірі геоструктуралық элементтердің (аймақтардың) геологиялық құрылымын және гидрогеологиялық жағдайларын зерттеу үшін бұрғыланады.

Параметрлік ұңғымалар геофизикалық қасиеттердің параметрлерін және тау жыныстарының табиғи орналасу жағдайында температурасын өлшеу, егжей-тегжейлі геологиялық барлау жұмыстары үшін перспективалы аудандарды зерттеу және анықтау үшін бұрғыланады.

Құрылымдық-карталау ұңғымалары геологиялық құрылымдарды, жыныс қабаттарының жату элементтерін анықтау және зерттеу үшін, геологиялық және геофизикалық түсірілімдердің деректерін бақылау және нақтылау үшін бұрғыланады.

Іздеу ұңғымалары пайдалы қазбалардың жаңа кен орындарын ашу үшін бұрғыланады.

---

Барлау ұңғымалары контурлау және пайдалы қазбалар қорын анықтау, тау-кен жағдайларын белгілеу және оны пайдалану әдісін таңдау үшін бұрғыланады.

Пайдалану ұңғымалары мұнай мен газды, құрамында бром, йод және басқа да компоненттер тұздары бар тұздықтарды өндіру үшін, көмірді жерасты газдандыру, күкірт пен озокеритті балқыту, темірді, марганецті, фосфориттерді, мыс пен уран тұздарын шаймалау, сынапты айдау, күкіртті жерасты жағу, көмір мен фосфаттардың ұңғымалық гидроқоспасын пайдалану үшін бұрғыланады.Өндірілген пайдалы қазбаларға сәйкес пайдалану ұңғымалары мұнай, газ, гидрогеологиялық, геотехнологиялық, гидротермалдық болып бөлінеді.

Техникалық ұңғымалар әртүрлі инженерлік мәселелерді шешу үшін бұрғыланады.
1.3 Ұңғаны бұрғылау процесінің мәні және сұлбасы
"Бұрғылау" және "ұңғыманың құрылысы"ұғымдарын ажырата білу қажет. Бұрғылау дегеніміз нәтижесінде бұрғылау ұңғымасы жасалатын операциялардың жиынтығы болып табылады:

• 
  кенжардағы тау жынысының бұзылуы;
  
• 
  бұзылған жынысты (шламды) кенжардан бетіне шығару;
  
• 
  ұңғыманың қабырғаларын тұрақсыз (құлататын) жыныстарда бекіту.
  

Тау жынысын механикалық, электрлік, термиялық (жылу), жарылғыш, химиялық және басқа әдістермен жоюға болады.

Бұрғылау әдетте әртүрлі тау жыныстарын бұзатын құралдармен механикалық түрде жүзеге асырылады. Бұл кезде статикалық және динамикалық жүктемелердің әсерінен тау жыныстарын кесетін құрал жыныстарды ұсақтайды, кеседі, жоңқалайды, үгітеді, нығыздайды. Zzzzz суретте көрсетілгендей, тау жынысының бұзылуы бүкіл кен орнында немесе сақинада пайда болуы мүмкін.

Жойылған тау жыныстарының бөлшектерін жоюдың келесі әдістері бар:

• 
  гидравликалық, онда бұзылу өнімдері жуу сұйықтығының ағынымен шығарылады (су, саз ерітіндісі, мұнай, полимерлер және т. б. негізіндегі арнайы жуу сұйықтықтары);
  
• 
  пневматикалық, онда бұзылған өнімдер сығылған ауа немесе газ ағынымен шығарылады;
  
• 
  механикалық, бұрғылау әдісімен анықталатын бұрғылау немесе арнайы құралмен (бұрғылау әйнегі, қасық немесе спиральды бұрғылау, бұрғы, желонка) жүзеге асырылады;
  
• 
  аралас, жоғарыда аталған екі немесе үш әдісті бір уақытта немесе ретімен қолданады.
  

Тереңдету процесінде тұрақсыз жыныстардағы ұңғыманың қабырғалары көбінесе тұтқыр жуу сұйықтықтарымен (саз, полимер және т. б.), сондай-ақ цемент пен цемент бар материалдармен, синтетикалық шайырлармен, мұздатумен және т. б. бекітіледі. Ұңғымаларды ұзақ уақытқа бекіту үшін негізінен болат корпустар қолданылады, бірақ тот баспайтын болаттан, шойыннан, асбоцементтен, пластмассадан және басқа материалдардан жасалған құбырларды қолдануға болады.

---

Ұңғыманың құрылысы деп оны дайындау, бұрғылау және тұрақты күйде ұстау, оған қажетті зерттеулер жүргізу, жою немесе оны пайдалануға беру бойынша жұмыстар жиынтығы түсіндіріледі.

Бұрғылаудан басқа ұңғыманың құрылысы мынадай жұмыс түрлерін орындауды көздейді: бұрғылау қондырғысын монтаждау; ұңғымада сынау және зерттеу - каротаж; сұйықтықтың қисаюы мен деңгейін өлшеу, су сынамаларын алу, дебитті айдау арқылы анықтау және т. б.; су тұтқыш және сіңіргіш қабаттарды ажырату және оқшаулау мақсатында ұңғыманы тампондау; гидрогеологиялық ұңғымада сүзгі мен су көтергішті орнату алдын алу және жою (жою тампондау); бұрғылау қондырғысын бөлшектеу және топырақты рекультивациялау жөніндегі жұмыстар. Аталған жұмыс түрлерін бұрғылау, монтаждау, каротаждау, гидрогеологиялық және басқа бригадалар орындайды.


1.4 Бұрғылау әдістерінің жіктелуі
Ұңғымаларды бұрғылау физикалық табиғаты бойынша түбегейлі ерекшеленетін әдістермен жүзеге асырылуы мүмкін: механикалық, физикалық және химиялық.

Негізінен механикалық бұрғылау қолданылады, ол жойылатын жынысқа әсер ету әдісіне байланысты айналмалы, соққы және соққы айналмалы болып бөлінеді (1.2-сурет)

Ең көп таралған айналмалы бұрғылау, онда тау жынысын бұзатын құрал арнайы механизмнен - ротатордың немесе ротордың шпиндельінен - бұрғылау құбырларының бағанынан немесе кенжар қозғалтқышынан (гидравликалық немесе электрлік) айналады. Осыған байланысты шпиндельді, роторлы, кенжар қозғалтқыштарымен бұрғылау ерекшеленеді – турбобурлар мен электрбурлар.

Көрсетілген әдістермен бұрғылау кезінде кез-келген қаттылықты кенжардың бүкіл ауданы бойынша немесе сақина бойымен жоюға болады, ұңғыманың ортасында бұзылмаған тау бағанасы-өзек пайда болады. Түйнексіз деп аталатын бірінші әдіс пайдалану және техникалық ұңғымаларды бұрғылау кезінде кеңінен қолданылады. Екінші әдіс бағаналы деп аталады және пайдалы қазбалар кен орындарын іздеу және барлау кезінде қолданылады.
С
урет 1.2 – Ұңғымаларды бұрғылаудың механикалық тәсілдерін жіктеу

Ұңғыманың түбінен бетіне көтеру әдісіне байланысты алынбалы кернеулі қабылдағыштары мен негізгі гидравликалық көлігі бар бағаналы бұрғылау ерекшеленеді. Бірінші жағдайда, өзек бұрғылау құбырларының тегіс ұңғылы бағанының ішіндегі жұқа болат арқанға кернеулі қабылдағышта көтеріледі, ал екінші жағдайда ол екі жақты құбырды ішкі құбырда жуу сұйықтығының ағынымен тасымалданады. Айналмалы бұрғылау жуумен немесе үрлеп тазартумен жүргізіледі .

---

Жұмсақ тау жыныстарындағы таяз ұңғымаларды бұрғылау кезінде айналмалы бұрғы және баяу айналмалы бұрғылау қолданылады.

Соққы бұрғылау кез-келген қатты жыныстарда үлкен диаметрлі гидрогеологиялық және әртүрлі мақсаттағы техникалық ұңғымаларды барлау кезінде қолданылады (күшті жыныстарда ол аз өнімді). Бұл әдістің мәні мынада: кескіші бар ауыр соққы снарядты мезгіл-мезгіл арқанға кішкене биіктіктен түбіне лақтырады, тау жынысын атып тастайды. Әр соққыдан кейін снаряд арқанды босату арқылы белгілі бір бұрышқа бұрылады. Жойылған тұқымды алып тастау желонкалармен жүзеге асырылады. Кейбір елдерде, соның ішінде АҚШ-та мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау кезінде қолданылатын соққы әдісі ұзақ уақыт бойы Ресейдің мұнай кен орындарында қолданылмайды.

Тұрақты осьтік жүктеме астында айналатын айналмалы бұрғылау кезінде кез-келген түрдегі тау жынысын бұзатын құрал жиі соққы береді. Күшті тұқымдар тиімдірек жойылады. Соққы-айналмалы әдіспен бұрғылау үшін арнайы кенжарлық механизмдер қолданылады: су балғалары, пневматикалық соққылар, магнитострикторлар және кенжарлық вибраторлар.

Вибраторлық әдіс жұмсақ жыныстарда таяз ұңғымаларды бұрғылау кезінде қолданылады.

Бұрғылау кезінде тау жыныстарын бұзудың физикалық әдістерінің ішінде термиялық, термомеханикалық, электротермиялық және гидравликалық әдістер іс жүзінде қолданылады.

Тау жыныстарын бұзудың басқа әдістері эксперимент кезеңінен шықпады.
1.5 Бұрғылау процесінің негізгі техникалық және технологиялық түсініктері
Бұрғылау құралы туралы түсінік. Ұңғымаларды бұрғылауға арналған құралды бұрғылау құралы деп атайды. Бұрғылау аспабы мақсаты бойынша технологиялық, қосалқы, авариялық және арнайы болып бөлінеді. Технологиялық құрал ұңғымаларды бұрғылау кезінде тікелей қолданылады: тау жынысын бұзатын құрал (тәждер, биттер, кеңейткіштер), кернеушілер, бағаналы құбырлар мен қосылыстар, UBT, желонкалар, соққы шыбықтары, бұрандалар, жетекші бұрғылау құбырлары. Белгілі бір ретпен қосылған технологиялық құрал жиынтығы бұрғылау снаряды деп аталады. Бұрғылау әдісіне қарай баған, соққы, вибраторлық және басқа бұрғылау снарядтары бөлінеді. Мысалы, бағаналы бұрғылау кезінде бұрғылау снарядының құрамына бағаналы жиынтық, бұрғылау бағанасы, жетекші құбыр кіреді.

Көмекші құрал ұңғыманың қабырғаларын бекітуге және технологиялық құралға қызмет көрсетуге арналған. Қосалқы құрал-саймандарға шегендеу құбырлары мен қосқыштар, қамыттар, элеватор кілттері, астарлық ашалар және т. б. жатады.

---