Режимы бурения

1. Режимы бурения. Оптимизация режима бурения.

РЕЖИМ БУРЕНИЯ (англ.drilling technique) - определенное сочетание параметров бурения, влияющих на показатели породоразрушающего инструмента (долото, коронки) и на эффективность процесса бурения, которые могут измеряться оператором (бурильщиком) с пульта управления.

К параметрам режима бурения  относятся:

• осевая нагрузка на долото или коронку (кН);
• частота вращения снаряда (с-1); 
• расход очистного агента (дм3/с) и его физико-химические и технологические свойства;
• гидравлическая мощность струй бурового раствора, вытекающих из насадок долота (кВт).

При ударно-канатном бурении  к режиму бурения относятся: частота ударов, высота сбрасываемого инструмента и его масса.

РЕЖИМ БУРЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫЙ (англ. optimum drilling technique) - режим, обеспечивающий получение наилучших технико-экономических показателей бурения с учетом конкретных геолого-технических и организационных условий и оптимального сочетания значений параметров режима бурения.

РЕЖИМ БУРЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫЙ - режим бурения, возможный в данных геолого-технических условиях с учётом возможностей имеющегося оборудования и инструмента.

РЕЖИМ БУРЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫЙ - режим бурения, задаваемый для получения определённых качественных показателей бурения или решения специальных задач, например, при приработке новой буровой коронки или при искусственном искривлении скважины, форсированный режим бурения.

 

 

3. Комплексы цементирования скважин

Цементировочный комплекс (установка насосная передвижная) УНБС2-600х70.

Установка предназначена  для нагнетания тампонажных растворов и технологических неагрессивных жидкостей в нефтяные и газовые скважины при цементировании, гидропескоструйной перфорации; промывки песчаных пробок; проведения промывочно-продавочных работ при освоении и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин.

Комплекс цементирования скважин КЦС-40

Комплекс используется в  нефтяной и газовой промышленности для строительства и ремонта  скважин различного назначения, приготовления тампонажных растворов и нагнетания различных неагрессивных сред при цементировании, гидропескоструйной перфорации, промывки песчаных пробок и других промывочно-продавочных работах.

Комплекс цементирования скважин КЦС – 32

Комплекс предназначен для  использования при строительстве  скважин различного назначения и  в частности при цементировании обсадных колонн.

 

Установки насосные

Насосные установки предназначены  для нагнетания различных жидких сред при цементировании скважин  в процессе бурения и капитального ремонта, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах.

Установка насосная передвижная  УНБ-160х32

Установка насосная нефтепромысловая УНБ-160х32 (на санях)

Установка насосная передвижная  УНБ-160х40

Установка насосная универсальная  УНУ-160х40

Установка двухнасосная передвижная УНП2-320х40

Модернизированный блок манифольда

Блок манифольда предназначен для обвязки насосных установок с устьем скважин при цементировании и гидравлическом разрыве пластов в процессе бурения и капитального ремонта.

МБМ-70

МБМ-32

Установка осреднительная передвижная

Установка предназначена  для гомогенизации тампонажных (цементных) растворов и других песчано-жидкостных смесей. Однородность раствора по всему объему емкости поддерживается за счет непрерывного вращения мешалок, смонтированных внутри емкости, и рециркуляции раствора центробежным насосом.

УОП-20

Агрегат насосный кислотный

Агрегат насосный кислотный  предназначен для нагнетания смеси  кислот, применяемых при солянокислых обработках призабойной зоны скважин.

АНК-40/50

Установка паровая передвижная

Установка предназначена  для депарафинизации призабойной зоны скважин, трубопроводов, резервуаров, арматуры и другого нефтепромыслового оборудования насыщенным паром высокого давления до 9,81 МПа, для выполнения операций по обогреву и мойке и других работ насыщенным паром низкого давления.

ППУА 1800/100

Установка для ремонтно-изоляционных работ УРИР-40

Установка для ремонтно-изоляционных работ УРИР-40 предназначена для  приготовления и нагнетания тампонажных растворов и других технологических жидкостей при проведении ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах.

Станция СКУПЦ-К

Станция предназначена для  управления процессом цементирования в реальном времени с предотвращением  гидроразрывов и неподъемов тампонажного раствора в затрубном пространстве, гидроударов при посадке продавочной пробки на упорное кольцо, слежения за приготовлением тампонажного раствора при использовании осреднительной емкости.

Насосы цементировочные

Насос двухпоршневой, горизонтальный, двухстороннего действия, приводная часть насоса представляет собой глобоидный редуктор с кривошипно-шатунным механизмом.

Насос поршневой 9ТМ

Насос трехплунжерный, горизонтальный, одностороннего действия, предназначен для подачи жидких сред при цементировании, гидропескоструйной перфорации, промывке песчаных пробок, освоении и при других промывочно-продавочных работах.

Насос плунжерный НТП-727А, Б

 

 

 

 

 
Приготовление, утяжеление и обработка буровых растворов, а также их очистка от выбуренной породы — важный процесс при бурении скважины. От качества бурового раствора в значительной мере зависит успех проводки скважины.

Приготовление буровых растворов  может осуществляться в механических мешалках и гидравлических смесителях.

В настоящее время в  отечественной практике для приготовления  буровых растворов широко применяются порошкообразные материалы. Для приготовления буровых растворов из этих материалов используют следующее оборудование: блок приготовления раствора (БПР), выносной гидроэжекторный смеситель, гидравлический диспергатор, емкости ЦС, механические и гидравлические перемешиватели, поршневой насос.

При обработке глинистых  растворов химическими реагентами, особенно содержащими щелочи и кислоты, рабочие должны работать в резиновых перчатках, очках, фартуках и сапогах, чтобы брызги щелочи и кислоты не повредили лицо, руки и одежду.

В механических глиномешалках  можно приготовить растворы из сырых  глин, глинобрикетов и глинопорошков.

Более эффективны, чем глиномешалки, фрезерно-струйные мельницы ФСМ-3 и  ФСМ-7.

Фрезерно-струйная мельница может быть использована не только для приготовления растворов, но и для утяжеления бурового раствора, а также для добавки в него глины и глино-порошка. В этом случае в ФСМ вместо воды подается буровой раствор. Техническая характеристика ФСМ приведена ниже.

Очистка промывочной жидкости от обломков выбуренной породы (шлама). Буровой раствор, выходящий на поверхность из скважины, может быть вновь использован, но для этого он должен быть очищен от обломков выбуренной породы (шлама).

Поступающие в буровой  раствор частицы выбуренной породы оказывают вредное влияние на его основные технологические свойства. Кроме того, наличие в растворе абразивных частиц существенно снижает показатели работы долот, гидравлических забойных двигателей, буровых насосов и другого оборудования. В связи с этим очистке буровых растворов должно уделяться особое внимание.

Для очистки бурового раствора от шлама используется комплекс различных  механических устройств: вибрационные сита, гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители), сепараторы, центрифуги. В составе циркуляционной системы все эти механические устройства должны устанавливаться в строгой последовательности. При этом схема прохождения бурового раствора должна соответствовать следующей технологической цепочке: скважина — газовый сепаратор — блок грубой очистки от шлама (вибросита) дегазатор — блок тонкой очистки от шлама (песко- и илоотделители, сепаратор) — блок регулирования содержания и состава твердой фазы (центрифуга, гидроциклонный глиноотделитель) — буровые насосы — скважина.

При отсутствии газа в буровом  растворе исключают ступени дегазации; при использовании неутяжеленного раствора, как правило, не применяют сепараторы, глиноотделители и центрифуги; при очистке утяжеленного бурового раствора обычно исключают гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители). Таким образом, выбор оборудования и технологии очистки бурового раствора от шлама должен основываться на конкретных условиях бурения.

Для очистки буровых растворов, как обязательная, принята трехступенчатая  система.

Технология очистки не утяжеленного бурового раствора по этой системе представляет собой ряд  последовательных операций, включающих грубую очистку на вибросите и тонкую очистку — пескоотделение и илоотделение — на гидроциклонах шламоотделителях. Буровой раствор после выхода из скважины 1 подвергается на первой ступени грубой очистке на вибросите 2 и собирается в емкости 10. Из емкости центробежным насосом 3 раствор подается в батарею гидроциклонов пескоотделителя 4, где из раствора удаляются частицы песка. Очищенный от песка раствор поступает через верхний слив в емкость 9, а песок сбрасывается в шламовый амбар. Из емкости 9 центробежным насосом 5 раствор подается для окончательной очистки в батарею гидроциклонов илоотделителя 6. После отделения частиц ила очищенный раствор направляется в приемную емкость 8 бурового насоса 7, а ил сбрасывается в шламовый амбар.

Остановимся на описании основных механизмов, применяющихся при очистке  бурового раствора от шлама.

Вибросита. Очистка бурового раствора от шлама с помощью вибрационных сит — механический процесс, в  котором частицы отделяются с  помощью просеивающего устройства.

Главные факторы, определяющие глубину очистки и пропускную способность вибросита, — размер ячеек сетки и просеивающая поверхность. Основные элементы вибросита: основание 1, поддон для сбора очищенного раствора 7, приемник с распределителем потока 2, вибрирующая рама 5 с сеткой 4, вибратор 3, амортизаторы 6. Вибрирующие рамы располагают как в горизонтальной, так и в наклонной плоскости, а их движение может быть возвратно-поступательным по прямой, эллипсообразным, круговым и комбинированным.

В практике отечественного бурения используют одноярусные  сдвоенные вибросита СВ-2 и СВ-2Б, одноярусные двухсеточные вибросита ВС-1.

Вибросито СВ-2 в состоянии  пропустить до 60 л/с бурового раствора при сетке с размером ячейки 1Х5 мм. Рабочая часть сетки имеет длину 1,2 м и ширину 0,9 м. Сетка имеет частоту колебаний 1600 или 2000 в 1 мин. Наклон сетки к горизонту 12—18°. Вибрационное сито СВ-25—модернизированный вариант сита СВ-2.

 

Вибросито ВС-1 оснащено двумя  заделанными в кассеты сетками. Используются сетки с размером ячейки 0,16х0,16; 0,2х0,2; 0,25х0,25; 0,4х0,4 и 0,9х0,9. Первая сетка устанавливается горизонтально, а вторая — с наклоном около 5° к горизонту. Траектория колебаний сеток эллиптическая. Наибольшая двойная амплитуда 8 мм, частота колебаний ИЗО и 1040 в 1 мин. Рабочая поверхность сетки 2,7 м2. Вибросито ВС-1 способно пропустить через сетку с ячейкой 0,16х0,16 до 10 л/с бурового раствора. При использовании сетки 0,9х0,9 пропускная способность вибросита превышает 100 л/с.

Совершенно условно гидроциклонные шламоотделители делят на песко- и илоотделители. Пескоотделители — это объединенная единым подающим и сливным манифольдом батарея гидроциклонов диаметром 150 мм и более. Илоотделителями называют аналогичные устройства, составленные из гидроциклонов диаметром 100 мм и менее. Число гидроциклонов в батареях песко- и илоотделителя разное. Так, в пескоотделителе 2ПГК четыре параллельно работающих гидроцикона диаметром 150 мм, а илоотделители включают в себя 12—16 гидроциклонов диаметрами 75 или 100 мм.

Дегазация промывочных жидкостей. Газирование бурового раствора препятствует ведению нормального процесса бурения. Во-первых, вследствие снижения эффективной гидравлической мощности уменьшается механическая скорость проходки, во-вторых, возникают осыпи и проявления пластовой жидкости и газа в результате снижения эффективной плотности бурового раствора, т. е. гидравлического давления на пласты, в-третьих, возникает опасность взрыва или отравления ядовитыми пластовыми газами (например сероводородом). Пузырьки газа препятствуют удалению шлама из раствора, поэтому оборудование для очистки от шлама работает неэффективно.

Газ в буровом растворе может находиться в свободном, жидком и растворенном состояниях. Свободный газ легко удаляется из бурового раствора в поверхностной циркуляционной системе путем перемешивания в желобах, на виброситах, в емкостях. При устойчивом газировании свободный газ из бурового раствора удаляют с помощью газового сепаратора.

Очищенный от свободного газа буровой раствор обычно поступает  на вибросито. Однако при наличии в буровом растворе жидкости токсичного газа, например сероводорода, поток из сепаратора по закрытому трубопроводу сразу подается на дегазатор для очистки от газа. Только после окончательной дегазации буровой раствор очищают от шлама. Наибольшее распространение в отечественной практике получили вакуумные дегазаторы. Они представляют собой двухкамерную герметичную емкость, вакуум в которой создается насосом. Камеры включаются в работу поочередно при помощи золотникового устройства. Производительность дегазатора при использовании глинистого раствора достигает 45 л/с; остаточное газосодержание в буровом растворе после обработки не превышает 2%.

Регенерация утяжелителей. Утяжелители - дорогие и дефицитные материалы, поэтому их экономное  и повторное использование - весьма важная задача работников бурения.

Существуют следующие  способы повторного использования  утяжеленного раствора.

1. При близком расположении  бурящихся скважин утяжеленный  раствор перекачивают из одной  буровой в другую по трубопроводу.

2. При отсутствии трубопровода  утяжеленный раствор из буровой  в буровую перевозится в автоцистернах.