Отчет по практике бурильные установки

 

 

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Иркутский Государственный Технический Университет

Кафедра нефтегазового дела

 

 

 

 

 

 

ОТЧЕТ

по учебной буровой практике

 

 

 

 

Выполнил: Студент гр. НБ-08-2

Матсафаров С.З.

Принял: Фигурак А.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск 2010 г.

 

Содержание

 

Бурильные колонны, бурильные трубы и их соединения, типы переводников

Обсадные колонны, обсадные трубы и их соединения. Элементы технологической оснастки

Методика спуска обсадных колонн, технология цементирования

Материалы для приготовления буровых и тампонажных растворов

Рецептура буровых и тампонажных растворов, их основные параметры, приборы контроля параметров

Основы вскрытия и испытания продуктивных пластов

Контрольно-измерительные приборы и аппаратуры

Профилактика и ремонт бурового оборудования

Список используемой литературы

 

Бурильные колонны, бурильные трубы и их соединения, типы переводников

 

Для проводки скважины необходимо иметь, кроме буровой установки или ремонтно-бурового агрегата, набор бурового инструмента. К этому инструменту относятся бурильные трубы с соединительными элементами, переводники, породоразрушающий буровой инструмент (бурильные долота, бурильные головки), забойные двигатели, из которых формируется бурильная колонна. В соответствии с ГОСТ 631-75 выпускаются стальные бурильные трубы различных групп прочности (Д, К, Е, Л, М, Р, Т) с изменением предела текучести от 380 до 1000 МПа и временного сопротивления разрыва от 650 до 1100 МПа.

Трубы диаметром 60-102 мм имеют длину 6, 8 и 11,5 м; трубы. В диаметром 114-168 мм - 11,5 м.

Выпускаются следующие виды бурильных труб:

трубы бурильные с высаженными внутрь концами (ТБВ);

трубы бурильные с высаженными наружу концами (ТБН);

трубы бурильные с приваренными замками (ТБПВ, ТБПН, ТБПК);

трубы бурильные с высаженными внутрь концами и стабилизирующими поясками (ТБВК);

трубы бурильные с высаженными наружу концами и стабилизирующими поясками (ТБНК);

легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ), которые называют также алюминиевыми бурильными трубами (АБТ);

импортные бурильные трубы.

Исходя из условий работы бурильной колонны рекомендуется: для бурения неглубоких вертикальных скважин роторным способом использовать бурильные трубы типа ТБВ, ТБН, ТБВК, ТБГТВ и ТБПК;

для бурения глубоких скважин в осложненных условиях - трубы типа ТБВК, ТБНК, ТБПВ, ТБПН и ТБПК; для бурения вертикальных скважин с использованием забойных двигателей - трубы типа ТБН, ТБНК, ТБПВ и ТБПК; для бурения наклонно направленных скважин с использованием забойных двигателей - трубы типа ТБНК, ТБПВ и ТБПК.

Легкосплавные бурильные трубы по своим механическим свойствам несколько уступают стальным бурильным трубам группы прочности Д, но обладают и рядом преимуществ. Предельные глубины спуска бурильных колонн, составленных из ЛБТ (АБТ), значительно превышают предельные глубины спуска стальных бурильных колонн. ЛБТ (АБТ) диамагнитны, что позволяет замерять зенитные и азимутальные углы скважины без подъема колонны. За счет меньшей шероховатости внутренней поверхности труб гидравлические сопротивления в ЛБТ (АБТ) примерно на 20% ниже по сравнению со стальными бурильными трубами аналогичного сечения.

Однако ЛБТ (АБТ) имеют и недостатки. Нельзя эксплуатировать бурильные колонны, включающие ЛБТ (АБТ), при температурах выше 150°С, а также при наличии в скважине бурового раствора с рН > 10 недопустима установка кислотных ванн.

Легкосплавные бурильные трубы рекомендуется применять при бурении скважин с использованием забойных двигателей.

Кроме перечисленных бурильных труб, вверху бурильной колонны имеется ведущая труба, присоединяемая к стволу вертлюга. Ведущая труба имеет квадратное сечение, поэтому ее часто называют квадратом. Она состоит из квадратной (или шестиугольной) толстостенной штанги с внутренним каналом, верхнего переводника для соединения с вертлюгом и нижнего переводника. Для предохранения резьбы нижнего переводника от износа при частых свинчиваниях и развинчиваниях во время наращивания бурильной колонны на него навинчивается предохранительный переводник.

При спуско-подъемных операциях отвинчивают или свинчивают сразу несколько труб. Комплект таких труб называется свечой. Свеча имеет разную длину в зависимости от высоты вышки.

Бурильные трубы бывают обычной и повышенной (П) точности изготовления.

Примеры обозначения бурильных труб и муфт к ним.1-й тал. Труба В-114Х9-Д ГОСТ 631-75. Труба ВП-114Х9-Д ГОСТ 631-75. Муфта В-114-Д ГОСТ 631-75.2-й тип. Труба Н-114Х9-Д ГОСТ 631-75. Труба НП-114Х9-Д ГОСТ 631-75. Муфта Н-114-Д ГОСТ 631-75.3-й тип. Труба ВК-Н4Х9-Д ГОСТ 631-75.4-й тип. Труба НК-П4Х9-Д ГОСТ 631-75.

В трубах 1 и 2-го типов резьба обычная трубная, которая характеризуется треугольным профилем, углом при вершине 60°, шагом 3,175 мм, конусностью 1: 16, числом ниток на длине 25,4 мм - 8.

В трубах 3 и 4-го типов резьба трапецеидальная, которая имеет профиль трапеции с размером верхнего основания 1,99 мм и нижнего 2,18 мм, угол при вершине 30°, шаг резьбы 5,08 мм, конусность 1: 32, число ниток на длине 25,4 мм - 5.

Химический состав сталей, из которых изготовляют бурильные трубы группы Д, в ГОСТ 631-63 не регламентирован; указывается лишь содержание вредных примесей - серы и фосфора (не более 0,045% каждого).

Трубы группы прочности К и выше изготавливают из легированных сталей с последующей термообработкой (нормализация, нормализация с отпуском) или из углеродистых сталей с последующей закалкой и отпуском. Каждая поставляемая партия труб должна сопровождаться сертификатом, удостоверяющим соответствие труб требованиям стандарта.

Заводы-изготовители бурильных труб: Первоуральский новотрубный завод, Никопольский завод стальных труб, Синарский трубный завод, Таганрогский металлургический завод и другие.

Соединение бурильных труб с высаженными концами производится с помощью соединительных муфт или с помощью бурильных замков.

Резьба муфт оцинкована или фосфотирована. При свинчивании труб с муфтами их резьбу покрывают специальной смазкой, обеспечивающей герметичность соединения и предохраняющей резьбу от задиров и коррозии.

Муфты для труб условным диаметром 114 мм и менее поставляют из стали следующей группы прочности с более высокими механическими свойствами. Допускается поставка этих труб и муфт из стали одной группы прочности. Трубы диаметром свыше 114 мм и муфты к ним поставляются одной группы прочности. Для предохранения резьбы труб и муфт от повреждений применяют специальные кольца и ниппеля.

Бурильный замок по ГОСТ 631-63 состоит из двух деталей - ниппеля и муфты, соединяемых конической замковой резьбой (рис. 1)

Замки изготовляют по ГОСТ 5280-58, который предусматривает соединения трех типов, отличающиеся между собой гидравлическими и прочностными характеристиками:

 

Рис 1. Замковое соединение бурильных труб: слева - ниппель; справа - муфта

ЗН - замок с нормальным проходным отверстием;

ЗШ - замок с широким проходным отверстием;

ЗУ - замок с увеличенным проходным отверстием.

 

Замки могут быть изготовлены из стали, отличающейся по химическому составу и механическим свойствам от стали бурильных труб.

Примеры условных обозначений замков: А. Замок правый (с правой резьбой):

Замок ЗН-108 ГОСТ 5286 - 58;

Замок ЗШ-118 ГОСТ 5286-58;

Замок ЗУ-155 ГОСТ 5286-53.Б. Замок левый (с левой резьбой):

Замок ЗН-108Л ГОСТ 5286-58;

Замок ЗШ-118Л ГОСТ 5280-58;

Замок ЗУ-155Л ГОСТ 5280-58.

На ниппель и муфту каждого замка на поясках для маркировки наносят товарный знак предприятия-поставщика, типоразмер замка, дату выпуска, номер стандарта.

На замках с левой резьбой протачивается второй (меньшей ширины) поясок. Каждая партия замков сопровождается сертификатом, удостоверяющим соответствие качества замков требованиям стандартов.

 

Обсадные колонны, обсадные трубы и их соединения. Элементы технологической оснастки

 

Для крепления нефтегазовых скважин используют обсадные трубы. Отечественная промышленность выпускает 5 типов обсадных труб, которые отличаются типом резьбового соединения и производятся в соответствии с ГОСТ 632-80 "Трубы обсадные и муфты к ним":

трубы муфтового соединения с резьбой треугольного профиля, в том числе с удлиненной (обозначаются "удл");

трубы муфтового соединения с резьбой трапецеидального профиля ОТТМ;

трубы муфтового соединения с резьбой трапецеидального профиля повышенной герметичности ОТТГ;

трубы обсадные безмуфтовые (раструбные) с резьбой трапецеидального профиля повышенной герметичности ТБО;

трубы обсадные безмуфтовые (гладкие) с резьбой трапецеидального профиля ОПм.

Эти трубы выпускаются, как и бурильные трубы, из стали семи групп прочности (Д, К, Е, Л, М, Р, Т) в двух исполнениях:

А - повышенной точности и качества;

В - обычное.

По условному диаметру имеется 19 типоразмеров этих обсадных труб: 114,127, 140,146,168,178, 194, 219,245,273,299, 324, 340, 351, 377, 406, 426, 473 и 508 мм. Трубы выпускают длиной от 5 до 13 метров с различной толщиной стенки, регламентируемой ГОСТ 632-80.

Для крепления нефтегазовых скважин используют также стальные трубы, выпускаемые в соответствии со стандартами американского нефтяного института. Это трубы "Батресс" с трапецеидальным типом резьбы муфтового соединения и "Экстрем-Лайн" безмуфтовые раструбные с резьбой трапецеидального профиля.

На каждой обсадной трубе на расстоянии 0,4-0,6 м от конца, свободного от муфты, выбивают клеймом:

условный диаметр, мм;

порядковый номер в партии;

группу прочности металла;

длину резьбы, удя;

толщину стенки, мм:

товарный знак завода изготовителя:

месяц и год выпуска.

Маркировка дублируется светлой краской по телу трубы.

При освоении и эксплуатации скважины применяют насосно-компрессорные трубы и насосные штанги.

Насосно-компрессорные трубы изготовляют по ГОСТ 633-63 Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним". Трубы выпускают двух типов: с гладкими концами и с высаженными наружу концами. Различие между ними заключается в соотношении прочности тела трубы и резьбового соединения. На рисунке 2 приведены разрезы соединительных элементов этих труб.

Гладкие трубы НКТ выпускают диаметрами 48,3; 60,3; 73,0; 88,9; 101,6; 114,3 с толщиной стенок 4,0; 5,0; 5,5; 7,0; 6,5; 7,0, соответственно. НКТ с высаженными наружу концами имеют диаметры 33,4; 42,2; 48,3; 60,3; 73,0; 88, 9; 101,6; 114,3 с соответствующей им толщиной стенок 3,5; 3,5; 4,0; 5,0; 5,5; 7,0; 6,5; 8,0; 6,5; 7,0.

По длине трубы поставляют:

а) нормальной длины трех групп: I группа - от 5, 5 до 8 м;

П группа - свыше 8 до 8,5 м;

III группа - свыше 8,5 до 10 м; количество труб каждой труппы

устанавливается соглашением сторон;

б) мерной длины - длины и допускаемые по ним отклонения устанавливают соглашением сторон.

Трубы и муфты к ним изготавливают из сталей групп прочности

 

Рис.2. Элементы резьбового соединения НКТ

 

Д, К, Е, Л и М. Трубы и муфты к ним изготавливают из материал одной группы прочности. Трубы гладкие и муфты к ним из стал групп прочности К, Е, Л и М и трубы с высаженными концами стали всех групп прочности для снятия остаточных внутренних напряжений подвергаются термической обработке.

Насосные штанги предназначены для передачи движения от поверхностного привода к скважинному насосу. Это стальные стержни круглого сечения, на концах которых высажены утолщенные головки. Головки имеют резьбу и участок с квадратным сечением для захвата ключом (рис.59).

В соответствии с ГОСТ 13877-80 штанги выпускаются длиной 8 метров. По заказу потребителя допускается изготовление штанг длиной 7,5 м. Кроме того, в комплект колонны штанг входят штанги укороченной длины - 1; 1,2; 1,5; 2; 3 м. Штанги соединяются между собой соединительными муфтами, штанги разного диаметра - переводными муфтами. Выпускаются муфты с лысками под ключ и без лысок. Сальниковый шток, совершающий возвратно-поступательное движение через сальниковое уплотнение на устье скважины, в отличие от обычных штанг, изготавливается без головок, на концах он также имеет стандартную резьбу. Для изготовления штанг используют различные стали, в том числе коррозионно-стойкие.

Важнейшим элементом спуско-подъемного комплекса является талевая система. Она предназначена для спуска и подъема бурильной колонны и колонны НКТ, для спуска обсадной колонны, поддержания бурильной колонны на весу во время бурения скважины и ее промывки, подачи бурильной колонны по мере углубления долота в породу. Талевая система состоит из неподвижного кронблока, подвижных талевого блока и крюка (крюкоблока), талевого каната, соединяющего неподвижные и подвижные блоки кронблока и талевого блока, бурового крюка и штропов, с помощью которых на крюке подвешивается груз. На стационарных и некоторых

предвижных буровых установках неподвижный конец талевого каната специальным устройством (механизмом крепления неподвижного конца талевого блока) крепится к основанию вышечного блока, а ходовой конец присоединяется к барабану лебедки. Механизм крепления неподвижного конца талевого каната закрепляется на основании. Он имеет барабан, на который укладывается несколько витков каната, идущего от бухты. Этот барабан дает возможность по мере износа каната перепускать его новые отрезки с бухты в талевую систему. При работе талевой системы барабан стопорится. У передвижных буровых установок, на подъемных и ремонтно-буровых агрегатах неподвижный конец талевой системы крепится к силовой раме транспортного средства.

Подвешенный к крюку груз Р распределяется между п струнами талевого каната, создавая натяжение в них, равное Р/п. Для увеличения грузоподъемности талевой системы увеличивают число работающих струн талевого каната, что снижает скорость подъема груза. В зависимости от условий бурения и класса буровой установки применяют оснастку талевой системы 3x4, 4x5, 5x6, 6x7, 7x8 (первая цифра означает число работающих роликов талевого блока, а вторая - кронблока). На подъемных агрегатах малой грузоподъемности может использоваться оснастка 1x2 и 2x3. На рисунке 22 приведена наиболее распространенная схема крестовой оснастки талевой системы, при которой ось кронблока должна быть параллельна оси барабана лебедки, а ось талевого блока при этом расположится перпендикулярно к оси кронблока. Крестовая оснастка обеспечивает стабилизирующий момент на талевый блок, который быстро гасит его колебания в горизонтальной плоскости.