Файл: Учебное пособие по курсу Технология бурения разведочных скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые. (Первая часть). Ученое пособие. М. изд. Рггру, 2007.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 3350
Скачиваний: 23
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Основные размеры шарошечных долот для сплошного бурения
Основные параметры лопастных долот
Типоразмеры алмазных долот и долот, оснащенных синтетическими алмазами
Основная характеристика установок эксплуатационного и
Основные параметры буровых установок для сверхглубокого бурения
Основные параметры буровых насосов
Техническая характеристика роторов
Комплектность основных технических средств циркуляционных систем буровых установок
Основные технические характеристики превенторов
Размеры, масса и жесткость стальных бурильных труб
Алмазные долота. Эти долота изготавливаются диаметрами от 91,4 до 391,3 мм следующих модификаций: однослойные с размещением зерен алмазов в поверхностном слое матрицы по определенной схеме: радиальные –ДР; ступенчатые –ДТ ; ступенчатые с торовидными выступами –ДК; лопастные- ДЛ; с синтетическими алмазами –С. Пример обозначения: ДКС-139,7 С – однослойное алмазное долото ступенчатое с торовидными выступами с синтетическими алмазами диаметром 139,7 мм для бурения пород средней крепости; импрегнированные – И с равномерным перемешиванием алмазов в объеме матричного материала: с шаровидными выступами- ДИ; лопастные –ДЛИ. Пример обозначения: ДЛИ-187,3 С – импрегнированное алмазное долото диаметром 187,3 мм для бурения пород средней крепости.Специальные долота. Долота для специальных целей предназначены для работ в пробуренной скважине и обсадной колонне (зарезные, расширители, фрезерные и др.).Бурильные головки:Бурильные головки предназначены для бурения с отбором керна и выпускаются трех типов: лопастные, шарошечные и алмазные для керноприемных устройств без съемного керноприемника (К) и со съемным керноприемником (КС).Лопастные бурильные головки преднзначены для бурения мягких пород (М), мягких и средней твердости (МС).Шарошечные бурильные головки – для бурения пород мягких с прослоями средней твердости, абразивных (МСЗ); средней твердости, абразивных (СЗ); средней твердости с прослоями твердых (СТ); для твердых абразивных (ТЗ); для твердых с прослоями крепких абразивных (ТКЗ).Пример обозначения: КС-212,7/60 СТ – бурильная головка для съемного керноприемника диаметром 212,7 мм, диаметр керна 60 мм для бурения пород средней крепости с прослоями твердых пород.Алмазные бурильные головки – выпускаются:однослойные с выступами радиальными (КР) и торцевыми (КТ);импрегнированные (КИ).Пример обозначения: КТ-138,1/52 С – однослойная алмазная бурильная головка с торцевыми выступами диаметром 138,1 мм, диаметр керна 52 мм для бурения пород средней крепости.Выбор рациональных типов шарошечных долот.Единым комплексным критерием оценки эффективности работы шарошечных долот является величина эксплуатационных затрат на 1 м проходки, определяемая по формуле
,где -стоимость долота, руб; - нормативные затраты на СПО, отнесенные к рейсу, ч; - нормативное время затрат на подготовительно-заключительные операции, отнесенные к рейсу, ч; - стоимость часа работы буровой установки, руб./ч; - проходка на долото, м; - средняя механическая скорость проходки, м/ч.Выбор рациональных типов долот осуществляется по «Обобщенной классификационной таблице соответствия типов шарошечных долот свойствам горных пород» (ОКТ) (рис 1.1) или по «Классификационной таблице парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот» (КТС) (рис 1.2).Структура таблицы ОКТ (рис 1.1) разработана таким образом, что гистограммам процентного содержания в пачках разных по твердости и абразивности горных пород классификационно поставлены в соответствие определенные типы шарошечных долот, наилучшим образом (по минимуму эксплуатационных затрат на проходку 1 м скважины) обеспечивающие соответствие типов долот свойствам пород. Выбор рационального типа долота осуществляется путем сравнения гистограмм, полученных при построении МКР, с типовыми гистограммами в таблице ОКТ. Например, если при построении МКР получены гистограммы, в наибольшей степени по форме и абсолютным значениям содержания пород с различными категориями твердости, абразивности соответствующие типовым гистограммам в таблице ОКТ, расположенным во второй строчке сверху, то для такой пачки рациональным будет долото типа МЗГ.В случае, если гистограммы, полученные в МКР значительно отличаются от типовых в таблице ОКТ, то необходимо выбор рационального типа долота производить по таблице КТС. Например, после расчета по формулам (1.1) и (1.2) получили средневзвешенные значения категории твердости и абразивности соответственно
, . Рис.1.1. Обобщенная классификационная таблица соответствия типов шарошечных долот свойствам горных пород. Наносим точку по этим значениям на поле КТС (точка F). Видно, что точка F располагается на наиболее близком расстоянии к табличной точке, соответствующей долоту типа СТ. Следовательно, для бурения в пачке пород с такими значениями классификационных характеристик рациональным является долото типа СТ. В этом случае при бурении долотом этого типа в породах рассматриваемой пачки будут обеспечены минимальные эксплуатационные затраты на 1 м бурения скважины.
Рис.1.2. Классификационная таблица парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот.Пример 1.1. В соответствии с геологическими данными и данными по категориям твердости и абразивности, а также с учетом зон осложнений и водонефтегазопроявлений (табл.1.14.) разделим весь геологический разрез на пачки пород, сходные приближенно по твердости и абразивности, а затем подберем необходимые для бурения в каждой из этих пачек пород долота.В нашем случае геологический разрез разделим на пять пачек пород.Номер пачки .......... I II III IV VИнтервал, м .......... 0-280 280-1120 1120-1550 1550-2730 2730-3460Р е ш е н и е: Подставляя данные из таблицы 1.14 и используя формулы (1.1) и (1.2), получаем:I пачка состоит из одного пласта ; ;II пачка состоит из трех пластов (2, 3 и 4): ,Таблица 1.15
III пачка состоит из двух пластов (5 и 6): ; ;IV пачка состоит из двух пластов (7 и 8): ; ;V пачка состоит из трех пластов (9, 10 и 11):
; .Результаты расчетов сведем в табл. 1.15.Исходя из рассчитанных и и используя классификационную таблицу парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот (см. рис.1.2) и данные таблицы 1.15, произведем выбор долот для каждой пачки. Ножка циркуля устанавливается на пересечении значений и . Увеличивая радиус, проводим дуги, пока не пересечем ближайшую эталонную точку искомого типоразмера долота.Так, для I пачки расчетная точка близко расположена к эталонной, соответствующей долоту типа СТ. Таким образом, для бурения пачки пород с заданными значениями классификационных характеристик рациональным является долото типа СТ. Для II пачки- долото типа М, для III пачки- Т, для IV пачки- М и, наконец, для V пачки - долото типа Т.После выбора и проектирования конструкции скважины следует подобрать по табл. 1.5-1.9 типоразмер долота.Необходимо отметить, что не всегда выбранный тип долота может соответствовать проектному диаметру бурения по конструкции скважины. Это относится и к наиболее востребуемым трехшарошечным долотам по ГОСТ 20 692-75, ТУ 26-02-874-80 малых диаметров от 98,4 до 161 мм и больших диаметров 320, 444,5 и 490 мм.В этом случае выбор типоразмера осуществляется по имеющимся в соответвующих ГОСТах, придерживаясь принципа усиления вооружения шарошек, по сравнению с заранее определенным, и уделяя особое внимание наличию абразивности горных пород пачки.2. Проектирование конструкции скважины.2.1. Общие положения.Обоснование и расчет конструкции скважины составляет один из основных разделов технического проекта на строительство скважины.Конструкцию скважины разрабатывают и уточняют в соответствии с конкретными геологическими условиями бурения в заданном районе. Она должна обеспечить выполнение поставленной задачи, т.е. достижение проектной глубины, вскрытие нефтегазоносной залежи и проведение всего намеченного комплекса исследований и работ в скважине, включая ее использование в системе разработки месторождения.
,где -стоимость долота, руб; - нормативные затраты на СПО, отнесенные к рейсу, ч; - нормативное время затрат на подготовительно-заключительные операции, отнесенные к рейсу, ч; - стоимость часа работы буровой установки, руб./ч; - проходка на долото, м; - средняя механическая скорость проходки, м/ч.Выбор рациональных типов долот осуществляется по «Обобщенной классификационной таблице соответствия типов шарошечных долот свойствам горных пород» (ОКТ) (рис 1.1) или по «Классификационной таблице парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот» (КТС) (рис 1.2).Структура таблицы ОКТ (рис 1.1) разработана таким образом, что гистограммам процентного содержания в пачках разных по твердости и абразивности горных пород классификационно поставлены в соответствие определенные типы шарошечных долот, наилучшим образом (по минимуму эксплуатационных затрат на проходку 1 м скважины) обеспечивающие соответствие типов долот свойствам пород. Выбор рационального типа долота осуществляется путем сравнения гистограмм, полученных при построении МКР, с типовыми гистограммами в таблице ОКТ. Например, если при построении МКР получены гистограммы, в наибольшей степени по форме и абсолютным значениям содержания пород с различными категориями твердости, абразивности соответствующие типовым гистограммам в таблице ОКТ, расположенным во второй строчке сверху, то для такой пачки рациональным будет долото типа МЗГ.В случае, если гистограммы, полученные в МКР значительно отличаются от типовых в таблице ОКТ, то необходимо выбор рационального типа долота производить по таблице КТС. Например, после расчета по формулам (1.1) и (1.2) получили средневзвешенные значения категории твердости и абразивности соответственно
, . Рис.1.1. Обобщенная классификационная таблица соответствия типов шарошечных долот свойствам горных пород. Наносим точку по этим значениям на поле КТС (точка F). Видно, что точка F располагается на наиболее близком расстоянии к табличной точке, соответствующей долоту типа СТ. Следовательно, для бурения в пачке пород с такими значениями классификационных характеристик рациональным является долото типа СТ. В этом случае при бурении долотом этого типа в породах рассматриваемой пачки будут обеспечены минимальные эксплуатационные затраты на 1 м бурения скважины.
Рис.1.2. Классификационная таблица парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот.Пример 1.1. В соответствии с геологическими данными и данными по категориям твердости и абразивности, а также с учетом зон осложнений и водонефтегазопроявлений (табл.1.14.) разделим весь геологический разрез на пачки пород, сходные приближенно по твердости и абразивности, а затем подберем необходимые для бурения в каждой из этих пачек пород долота.В нашем случае геологический разрез разделим на пять пачек пород.Номер пачки .......... I II III IV VИнтервал, м .......... 0-280 280-1120 1120-1550 1550-2730 2730-3460Р е ш е н и е: Подставляя данные из таблицы 1.14 и используя формулы (1.1) и (1.2), получаем:I пачка состоит из одного пласта ; ;II пачка состоит из трех пластов (2, 3 и 4): ,Таблица 1.15
| Номер пачки | Интервал, м | Средневзвешенная категория | ||
| От | до | твердости  | абразивности  | |
| I II III IV V | 0 280 1120 1550 2730 | 280 1120 1550 2730 3460 | 5 1,36 6 2 6,7 | 1 2,64 2 2 2,25 |
; .Результаты расчетов сведем в табл. 1.15.Исходя из рассчитанных и и используя классификационную таблицу парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот (см. рис.1.2) и данные таблицы 1.15, произведем выбор долот для каждой пачки. Ножка циркуля устанавливается на пересечении значений и . Увеличивая радиус, проводим дуги, пока не пересечем ближайшую эталонную точку искомого типоразмера долота.Так, для I пачки расчетная точка близко расположена к эталонной, соответствующей долоту типа СТ. Таким образом, для бурения пачки пород с заданными значениями классификационных характеристик рациональным является долото типа СТ. Для II пачки- долото типа М, для III пачки- Т, для IV пачки- М и, наконец, для V пачки - долото типа Т.После выбора и проектирования конструкции скважины следует подобрать по табл. 1.5-1.9 типоразмер долота.Необходимо отметить, что не всегда выбранный тип долота может соответствовать проектному диаметру бурения по конструкции скважины. Это относится и к наиболее востребуемым трехшарошечным долотам по ГОСТ 20 692-75, ТУ 26-02-874-80 малых диаметров от 98,4 до 161 мм и больших диаметров 320, 444,5 и 490 мм.В этом случае выбор типоразмера осуществляется по имеющимся в соответвующих ГОСТах, придерживаясь принципа усиления вооружения шарошек, по сравнению с заранее определенным, и уделяя особое внимание наличию абразивности горных пород пачки.2. Проектирование конструкции скважины.2.1. Общие положения.Обоснование и расчет конструкции скважины составляет один из основных разделов технического проекта на строительство скважины.Конструкцию скважины разрабатывают и уточняют в соответствии с конкретными геологическими условиями бурения в заданном районе. Она должна обеспечить выполнение поставленной задачи, т.е. достижение проектной глубины, вскрытие нефтегазоносной залежи и проведение всего намеченного комплекса исследований и работ в скважине, включая ее использование в системе разработки месторождения.