Файл: Бурение нефтяных и газовых скважин учебное пособие.pdf

42 1
2 3
4 5
6 7
С
3 3
4-5 5
Средней твер- дости
Т
=3,7;
А
=4,4.
1.Переслаивание, чередование глин, песчаников, песков, алевролитов, реже аргиллитов, отдельных горизонтов конгломератов и прослоев мергелей.
2. Известняки и доломиты с прослоями глин и аргиллитов, ракушечные извест- няки, мел писчий рыхлый.
3.Каменная соль крупнокристаллическая с прослоями глин, ангидритов, доломи- тов, известняков.
СЗ
3 3
4-5 5
Абразивные средней твердо- сти
Т
=4,2;
А
=5,8 1. Переслаивание глин, с включением гипса и ангидрита, с песчаниками от мелко до крупнозернистых, аргиллита- ми, алевролитами, прослои конгломера- тов, глинистых сланцев, роговиков, мергелей, туффиты.
2. Известняки, иногда долотомизирован- ные, с прослоями глин, аргиллитов и песчаников.
СТ
3 3
4-5 5
Средней твер- дости с про- пластка- ми твердых
Т
=4,5;
А
=4,0 1. Известняки и доломиты неравномерно глинистые, участками окремнелые, доломиты часто известковистые.
2. Переслаивание глин алевролистых, алевролитов, песчаников, аргиллитов известковистых, ангидритов, гипсов, мергелей.
3. Соль каменная крупнокристалличе- ская с прослоями глин, мергелей, ангид- ритов, доломитов.
Т
0,5 1,0 1,0 1,5
Твердые
Т
=5,6;
А
=4,5
Известняки и доломиты с прослоями глин и включением ангидритов, гипсов и кремня.
ТЗ
0,5 1,0 1,0 1,5
Твердые абра- зивные
Т
=6,2;
А
=5,9 1. Известняки, участками окремнелые, доломитизированные.
2. Доломиты, участками окремнелые, с включениями гипса, прослои глин и мергелей.
3. Аргиллиты, иногда окрем-нелые, алевролиты и песчаники, кварцевые, глинистые сланцы, роговики, андезиты, андезито-базальты.
ТК
0,5 1,0 1,0 1,5
Твердые с пропластками крепких
Т
=5,9;
А
=4,9 1. Известняки и доломиты окремнелые, иногда с прослоями мергелей, горючих сланцев с включениями ангидрита и кремня.
2. Аргиллиты, алевролиты и песчаники кварцевые, с прослоями каменного угля.
ТКЗ
0,5 1,0 1,0 1,5
Твердые абра- зивные с про- пластками крепких
1. Известняки, участками окремнелые, иногда доломитизированные, трещино- ватые и кавернозные.
2. Доломиты, участками окремнелые, с
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

43
Т
=6,2;
А
=6,0 включениями гипса, прослоями глин и мергелей.
3. Аргиллиты, иногда окремнелые, алевролиты и песчаники, кварцевые, глинистые сланцы, роговики, андезиты, андезито-базальты.
К
0,5 1,0 1,0 1,5
Крепкие
Т
=7,3;
А
=7,8 1. Кварцитовидные песчаники с прожил- ками кварца.
2. Андезиты, андезито-базальты.
3. Песчаники кварцевые с прослоями аргиллитов, известняков.
4. Аргиллиты и алевролиты.
5. Известняки и доломиты окремнелые.
ОК
0,5 1,0 1,0 1,5
Очень крепкие
Т
=8;
А
=8 1. Кварцитовидные песчаники с прожил- ками кварца.
2.Андезиты, андезитобазальты.
3. Песчаники кварцевые с прослоями аргиллитов, известняков.
4. Аргиллиты и алевролиты.
5. Известняки и доломиты окремнелые.
Задания для работы на занятии
Для выделенных в геологическом разрезе характерных пачек пород рассчитать средневзвешенные значения категорий твердо- сти и абразивности и определить необходимый тип шарошечного долота.
Вопросы по лабораторной работе
1. Сформулируйте понятие «тип» шарошечного долота.
2. Каким классификационным характеристикам горных по- род должен соответствовать тип долота?
3. Принципы определения категории абразивности по мето- дике ВНИИБТ.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

44
Лабораторная работа 6
ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ
Цель: ознакомиться с основными элементами бурильной ко- лонны.
Знания и умения: применять профессиональную терминоло- гию в области бурения, разработки месторождения, эксплуатации скважин, транспорта нефти и газа; анализировать отечественную и зарубежную научно-техническую информацию по направлению исследований в области нефтегазового дела
Формируемые компетенции:
ПК-2 – выбирать технические средства для решения общепро- фессиональных задач и осуществлять контроль за их применением.
Актуальность темы: основным назначением бурильной ко- лонны является обеспечение гидравлической и механической свя- зи работающего на забое долота и ствола скважины с поверхност- ным механическим и гидравлическим оборудованием. Одновре- менно бурильная колонна служит инструментом для доставки на глубину буровых и колонковых долот, различных исследователь- ских приборов и устройств, снарядов и аварийно-ликвидационных приспособлений.

45
- обеспечение подъема керна на дневную поверхность и спуска различных приборов и инструментов в скважину;
- выполнение аварийных работ в скважинах.
Основные элементы БК: ведущие трубы, БТ, бурильные зам- ки, переводники, центраторы БК и утяжелители БТ.
Ведущие бурильные трубы
На верхнем конце бурильной колонны расположена ведущая труба, предназначенная для передачи вращения от привода через ротор бурового станка бурильной колонне. Ведущая труба, как правило, имеет форму квадратного (К), иногда шестигранного се- чения (Ш).
Ведущая труба также предотвращает реверсивное вращение бурильной колонны от действия реактивного момента забойного двигателя.
Конструктивно ВБТ выполняются в двух вариантах сборными и цельными. Сборные трубы включают в себя собственно трубу, верх- ний переводник для соединения ведущей трубы с вертлюгом и ниж- ний переводник для присоединения к БК. Верхний конец трубы име- ет левую замковую резьбу, а нижний правую замковую резьбу. Кон- струкция цельных ведущих труб исключает резьбовые соединения в местах присоединения верхнего и нижнего переводников.
Ведущие трубы сборной конструкции изготовляются разме- рами 65×65 мм, 80×80 мм, 112×112, 140×140 и 155×155 мм.
Ведущие трубы (горячекатаные) изготовляются из стали групп прочности Д и К, переводники – из стали марки 40ХН.
Бурильные трубы с высаженными концами и муфты к ним
Для увеличения толщины стенок и прочности бурильных труб в нарезанной части концы их высаживаются внутрь или наружу (ГОСТ
631–75). Бурильные трубы соединяются в колонну с помощью зам- ков. На конец трубы навинчивается на резьбе треугольного профиля муфтовая или ниппельная часть замка. С целью упрочнения и исклю- чения возможности усталостного разрушения трубы по трубной резьбе применяются бурильные трубы с высаженными внутрь и наружу концами и коническими стабилизирующими поясками.
В практике бурения их называют соответственно труба ВК и НК.
Трубы всех типов изготовляются длиной: 6 и 8 м при услов- ном диаметре труб 60–102 мм; 11,5 м – при условном диаметре труб 114–168 мм с толщиной стенки 7–11 мм. Для изготовления
БТ и соединительных муфт к ним применяется сталь групп проч-
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

46 ности Д, К, Е, Л, М, Р и Т. В поставляемой партии допускается до
25 % труб длиной 8 м и до 8 % – длиной 6 м. Длина трубы опреде- ляется расстоянием между ее торцами, а при наличии навинченной муфты – расстоянием от свободного торца муфты до последнего витка резьбы другого конца трубы.
Примеры условного обозначения:
Труба Н-127х9-Д ГОСТ 631–75.
Труба ВК-114х9-Д ГОСТ 631–75.
Для труб и муфт с левой резьбой в условном обозначении по- сле слов «труба» или «муфта» ставится буква Л.
Замки для бурильных труб с высаженными концами
Замки для бурильных труб служат для соединения в колонны бурильных труб. Замок состоит из двух деталей – ниппеля с наружной конической замковой резьбой и муфты с внутренней.
Пример условного обозначения замков с нормальным проход- ным отверстием и наружным диаметром 108 мм с правой (ЗН-108) и левой (ЗН-108Л) резьбой. Замки изготовляются из стали марки
40ХН.
Таблица 8
Типы бурильных замков
Обозначение типов
Наименование
Область применения
ЗН
Замок с нормальным проходным отверстием
Для соединения труб с выса- женными внутрь концами
ЗШ
Замок с широким про- ходным отверстием
Для соединения труб с выса- женными внутрь и наружу кон- цами
ЗУ
Замок с увеличенным проходным отверстием
ЗШК
Замок с широким про- ходным отверстием с конической расточкой
Для соединения труб с выса- женными внутрь концами с коническими стабилизирую- щими поясками
ЗУК
Замок с увеличенным проходным отверстием с конической расточкой
Для соединения труб с выса- женными внутрь и наружу кон- цами с коническими стабили- зирующими поясками
Бурильные трубы с приваренными замками
Изготавливаются с 3 типами высаженных концов:
ПВ – с внутренней высадкой;
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

47
ПН – с наружней высадкой;
ПК – с комбинированной высадкой.
Наружная поверхность высаженных концов труб перед при- варкой должна подвергаться обработке.
Трубы и замки после приварки должны быть соосны; смеще- ние осей трубы и замка в плоскости сварного стыка не должно превышать 1,2 мм, перекос осей не должен превышать 3,0 мм на
1 м длины.
Предусмотрено 3 группы длин:
1. Трубы диаметром до 73 мм включительно длиной 5,9–6,3м;
2. Трубы всех диаметров длиной 8,0–8,6м;
3. Трубы всех диаметров длиной 11,9–12,5м.
Пример условного обозначения: Труба ПВ 114х9 Д 2.
Легкосплавные бурильные трубы
В настоящее время широкое распространение получило буре- ние с помощью легкосплавных бурильных труб (ЛБТ).
Конструктивно ЛБТ подразделяют по форме сечения трубы на
2 группы:
ТБ – с внутренними концевыми утолщениями;
ТБП – с внутренними концевыми утолщениями и протектор- ным утолщением.
ЛБТ выпускаются длиной 4,5–12 м, с наружным диаметром
54–170 мм и толщиной стенки основного сечения 7,5–17 мм. ЛБТ с протекторным утолщением поставляются длиной 12 м всех диа- метров. Отклонения по длине +150 мм, –200 мм.
ЛБТ комплектуются облегченными бурильными замками се- рии ЗЛ, которые имеют уменьшенный наружный диаметр, увели- ченное проходное сечение и укороченную замковую резьбу. За счет этого примерно на 40 % снизилась металлоемкость замка и повысились технико-экономические показатели его производства.
ЛБТ изготовляются из алюминиевого сплава Д16 методом го- рячего прессования.
Утяжеленные бурильные трубы
УБТ устанавливают непосредственно над долотом или забойным двигателем и служат для создания заданной осевой нагрузки на долото и обеспечения жесткости и устойчивости нижней части БК.
Утяжеленные бурильные сбалансированные трубы УБТС-2 изготовляются из хромоникельмолибденовых сталей и подверга- ются термообработке только по концам на длине 0,8-1,2 м. Концы
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

48 труб под термообработку нагревают с помощью специальных ин- дукторов. Канал в УБТ получают сверлением, а механическая об- работка обеспечивает необходимую балансировку труб. Условное обозначение: УБТС-2-178/3-147 (труба с наружным диаметром 178 мм и резьбой 3-147). Длина труб 6,0 м.
УБТС-2 изготовляют диаметрами 120, 133, 146, 178, 203 и
229, 154, 273 и 299 мм.
По термообработке УБТ бывают следующих типов:
А – гладкие без проточек;
Б – с проточками под элеватор и клиновой захват;
Л – с проточкой под элеватор;
Д/1 – квадратного сечения с наплавкой твердым сплавом;
Е – со спиральными канавками;
ЕН – со спиральными канавками и проточками под элеватор и клиновой захват;
ЕЛ – со спиральными канавками и проточкой под элеватор.
УБТ со спиральными канавками применяются при бурении глубоких скважин для снижения вероятности прихвата инструмен- та за счет уменьшения площади контакта колонны УБТ со стенка- ми скважин. Спиральные канавки нарезаются по всей длине УБТ, за исключением ниппельных и муфтовых концов трубы. УБТ квадратного сечения применяются для стабилизации долота при бурении пород, способствующих искривлению ствола скважины.
Переводники предназначены для соединения между собой ча- стей бурильной колонны и присоединения ее к вертлюгу, забой- ному двигателю, долоту и т. д. Для бурильных колонн изготовля- ют переводники следующих типов: П – переходные, М – муфто- вые, Н – ниппельные.
Калибраторы предназначены для калибровки по диаметру ствола скважины и улучшения работы долота. Устанавливаются непосредственно над долотом.
Центраторы предназначены для центрирования БК в месте их установки.
Расширители предназначены для расширения ствола скважины.
Вопросы по лабораторной работе
1. Бурильная колонна и ее назначение.
2. Основные элементы бурильной колонны.
3. Типы утяжеленных бурильных труб.
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

49
Лабораторная работа 7
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ, УСЛОВНОЙ ВЯЗКОСТИ
И ФИЛЬТРАЦИИ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
Цель: изучение метода определения плотности промывочной жидкости с помощью ареометра АГ–3ПП, метода определения условной вязкости промывочной жидкости с помощью вискози- метра СПВ–5, изучение метода определения фильтрации промы- вочной жидкости на приборе ВМ–6.
Знания и умения: определять плотность промывочной жид- кости с помощью ареометра АГ–3ПП, условную вязкость промы- вочной жидкости с помощью вискозиметра СПВ–5, определять фильтрацию промывочной жидкости на приборе ВМ–6.
Формируемые компетенции:
ПК-2 – выбирать технические средства для решения общепро- фессиональных задач и осуществлять контроль за их применением.
Актуальность темы: несмотря на накопленный опыт буре- ния скважин в различных горно-геологических условиях, затраты времени на борьбу с осложнениями при проводке скважин до сих пор значительны. Во многом это связано с усложнением условий бурения, увеличением объѐмов бурения пологих и горизонтальных скважин, особенно на выработанных месторождениях
Теоретическая часть
Плотностью промывочной жидкости называется масса едини- цы объема. Плотность зависит от вещественного состава промы- вочной жидкости и плотности ее составляющих компонентов.
Замер плотности растворов производится с помощью рычаж- ных весов, ареометров и полуавтоматического плотномера. На промыслах для определения плотности промывочной жидкости чаще используют ареометр АГ–3ПП, поэтому в данной лаборатор- ной работе рассмотрим определение плотности промывочной жидкости с помощью ареометра АГ–3ПП.
Прибор для измерения плотности ареометр АГ–ЗПП (рис. 10) состоит из мерного стакана 5, который крепится к поплавку 4 при помощи штифтов. На стержне 3 имеется две шкалы: основная 1, по которой определяется плотность раствора, и поправочная для определения поправки прибора. Основная шкала делится на две части: левая служит для измерения плотности от 0,8 до 1,7 г/см
3
,
Copyright ООО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»