Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Корпорация "Черрингтон" разработала рабочую колонну внеп1ней промывки, позволяюпдую бурить на больп1ие расстояния (более 1200 м) без применения промывочной колонны. Это хоропю характеризует буровую колонну.

Для преодоления проблем обвала стенок скважины разработана направляюпдая часть (первые 30 м буровой колонны) из высокопрочного антимагнитного сплава. Проблема вибрации, вызываемой турбобуром, была peniena путем замены его на гидравлическое долото, которое разрушает перед собой породу и обеспечивает продвижение рабочего инструмента вперед без врапдения. Кроме того, была изменена конфигурация и размепдение форсунок на долоте, что позволило достигнуть максимального разрушения пород с использованием минимального количества бурового раствора. Турбобуры по-прежнему применяются, но только в твердых породах, там, где грунты могут удерживать турбобуры большого диаметра, передаюпдие высокий крутяпдий момент, при собственной массе 450 кг.

Эта новая технология привела к новым достижениям, в том числе к тому, что наклонно-направленное бурение теперь может применяться в различных горных породах, таких, как гравий, пдебень, известняк и гранит твердостью до 150 ООО кг/см1

Процесс бурения установкой ННБ включает в себя четыре этапа (фото 9):

бурение пилотной скважины; расширение скважины вперед или назад; калибровка скважины; протаскивание дюкера ходом назад.

На первом этапе пробуривается пилотная, направляюпдая скважина, диаметр которой меньше диаметра дюкера.

Диаметр пилотной скважины не превышает 20 см. Бурение может производиться с использованием, например, струйной шарошки, которая с помопдью гидравлической энергии бурового раствора размывает породы. При пилотном бурении используются различные системы навигации, предназначенные для проведения скважины по заданной траектории от ее входа до выхода.

Второй этап - расширение скважины до необходимого размера. Диаметр скважины должен быть больше диаметра трубопровода на 30 - 50 %. При проходке не должно быть такой ситуации, когда диаметр пропускаемых по скважине каких-либо устройств равнялся бы диаметру скважины. Размер этих устройств должен быть значительно меньше диаме-

тра скважины. Расширение можно производить двумя способами:

1) расширение ходом вперед. При этом способе буровой расширитель проталкивается со стороны входа скважины к ее выходу с помопдью бурового става. Расширитель, разме-пденный на входной стороне, при своем врапдении режет породы, увеличивая диаметр скважины и перпендикулярность ее к плоскости забоя;

2) расширение ходом назад. При этом способе расширитель с помопдью буровой установки перемепдается от выхода к входу.

Третий этап бурения - калибровка. Как только скважина будет расширена до необходимого диаметра, барабанный расширитель, имеюпдий тот же диаметр, что и трубопровод, протаскивается по скважине. Скважина после этого будет, откалибрована и очипдена от любых помех, которые могут существовать внутри расширенной скважины. На обоих концах барабанного расширителя имеются резцы, позволяющие расширителю вырезать и удалять вывалы, которые могут затруднять перемещение барабанного расширителя по скважине.

Четвертый этап - протаскивание трубопровода. Головная часть протаскивателя подсоединяется к бурильным трубам, проходящим по скважине к буровой установке. Протаскива-тель имеет шарнирный соединитель, позволяющий головной части изгибаться так, чтобы трубопровод мог пройти в скважину. Кроме того, протаскиватель оснащен спереди режущей головкой, для того, чтобы при встрече с каким-нибудь препятствием внутри расширенной скважины бурильные трубы смогли быть приведены во вращение и режущая головка смогла бы удалить препятствие и открыть дорогу для протаскивания трубопровода по скважине.

Система проталкивания трубопровода состоит из цангового зажима, якорного устойства, системы поддержки трубопровода, системы полиспастов и лебедки. Размещается эта система на стороне выхода скважины и предназначена для облегчения работы буровой установки при проталкивании трубопровода по скважине. Система проталкивания может быть использована для разных диаметров труб.

В качестве буровой смеси, выносящей частицы разработанной породы в виде суспензии, используется бентонитовый раствор, который впоследствии может быть отфильтрован в системе регенерации. Бентонитовый раствор выполняет следующие функции:

размыв грунтов и удаление их из скважины;

охлаждение и смазку режущего инструмента;

укрепление стенок скважины на время производства работ;

снижение трения рабочего трубопровода о стенки скважины и при его протаскивании;

снижение риска возможного повреждения изоляционного покрытия на трубопроводе при его протаскивании.

Для приготовления бурового раствора применяется бентонит - каменная порода, состоящая из глинистых материалов. Для применения в ННБ необходима глина, имеющая пластинчатую, кристаллическую структуру. Такому условию наи-лучп1им образом отвечает натриевый монтмориллонит (бентонит) . Этот материал используют потому, что он обладает уникальной способностью впитывать воду, по массе превы-П1ающую его собственную в 5 раз, и разбухать, в 12 раз пре-вып1ая свой первоначальный объем. Для применения в бурении бентонит должен по своему качеству отвечать определенным требованиям, что достигается соответствующей обработкой и очисткой.

Для сохранения целостности скважины и улучп1ения скольжения при разбуривании и протаскивании необходимо выполнять три простых, но очень важных правила:

контроль используемой воды;

контроль вязкости;

контроль за потерей жидкости;

контроль вязкости бурового раствора.

Применяемая для приготовления бурового раствора вода должна иметь значение рН в пределах от 8,0 до 8,5.

На всех этапах ННБ необходимо поддерживать нужную вязкость для эффективного укрепления грунта и сохранения буровой скважины от разруп1ения.

Чрезмерная потеря воды из состава бурового раствора является причиной многих проблем буровых скважин. Чем Bbinie потеря воды, тем больше риск ослабить грунт, вплоть до его разрушения и образования пробки (закупоривания скважины).

Оптимальный результат использования бентонита в составе бурового раствора достигается при тщательном перемешивании с водой, которая имеет значение рН 8,0 - 8,5, низкое содержание кальция и температуру не ниже 4 С. Для достижения необходимых свойств используют карбонат кальция и полимерные добавки. Количество бурового раствора и полимерных добавок регулируется в зависимости от типа грунта и типа бурового оборудования.