Бақылау сұрақтары:

1. Ішкі контурлық суландыру сұлбасын атаңыз.

2. Орталық суландыру сұлбасын сипаттаңыз.

3. Мұнай орнында ұңғыма өнімін жинау мен дайындау сұлбасын сипаттап беріңіз.

4. Ішкі контурлы суландыру не үшін жүргізіледі?

5. Суландырудың түрлерін атаңыз.

№6 дәріс. Ұңғымалардың құрылысы және игерілуі туралы жалпы мәліметтер

Ұңғыманың басталатын жері сағасы, цилиндрлік беті – қабырғасы немесе оқпаны, ал түбі - кенжар деп аталады. Ұңғыма сағасынан оқпан осі бойынша кенжарға дейінгі қашықтық оның ұзындығы, ал өсінің проекциясы бойынша вертикальдағы қашықтығы - тереңдігі болады.

Ұңғымаларды вертикаль, көлбеу және горизонталь түрде бұрғылайды, ал олардың диаметрі сағасынан бастап аралықтан аралыққа қарай кішірейеді. Бастапқы диаметрі әдетте 900 мм аспаса, соңғы диаметрі 165 мм кем болмайды. Ұңғымалардың тереңдігі ондаған метрден мыңдаған метр аралығында өзгереді.

Ұңғымаларды кенжардың барлық ауданындағы (кернді алмай) немесе периферия бөлігіндегі таужыныстарды қопара (кернді алумен) тереңдетеді. Соңғы жағдайда ұңғыманың ортасында таужыныс бағанасы (керн) қалады, оны таужыныстардың өтілген қимасын зерделеу үшін кезеңімен жер бетіне көтереді.

Ұңғымаларды құрлықта және теңізде бұрғылау қондырғыларымен бұрғылайды. Теңізде бұрғылағанда бұрғылау қондырғылары эстакадада, жеке іргетаста немесе жүзетін бұрғылау платформаларында немесе кемелерде құрастырылады.

Ұңғыманы бұрғылау алаңын дайындау және бұрғылау жабдығын бөлшектеу, бұрғылау қондырғысын жаңа нүктеге тасымалдау, бұзылған жерді қайта қалпына келтіру жұмыстары кешенін ұңғыма құрылысы циклы деп аталады.

Ұңғыма құрылысы циклына кіретін жұмыстардың барлық түрлері мынадай кезеңдерге топтастырылады:

• бұрғылау жабдығын құрастыруға дайындық жұмыстары (бұрғылау алаңын тегістеу, келетін жолдарды жасау, су құбырын жүргізу, электр жән телефон желісін тарту);

• бұрғылау жабдығын құрастыру (іргетастарды қалау және оларға жабдық блоктарын орнату, жабдықты қосу, мұнараны және жабдықты жабу, ыдыстар мен тұрмыстық блоктарды орнату);

• ұңғыманы бұрғылауға дайындық жұмыстары (бағыттауышты орнату; тәлді жүйені жасақтау; шурфты бұрғылау және оған құбырды орнату; жұмыстарды орындау барысын жылдамдататын шағын механикаландыруды құрастыру және оны сынау; бұрғылау шлангасын вертлюгке және бағанаға қосу; машина кілттерін ілу; аспаптарды тексеру; мұнараны центрлеу; ротордың горизонтальдығын тексеру);

• ұңғыманы бұрғылау, оның қабырғасын шегендеу бағанасымен бекіту, қабаттарды бөлу;

• өнімді қабатты екінші рет ашу (қабаттың тізбекпен жабылуында), сынау, ұңғыманы игеру және іске қосу;

• бұрғылау жабдығын бөлшектеу;

• бұрғылау жабдығын жаңа нүктеге тасымалдау.

Жұмыстардың барлық түрлері қауіпсіздік ережелерін міндетті түрде орындаумен жүргізіледі.

Ұңғымаларды бұрғылау негізінен таужыныстарды механикалық қирату арқылы соққылы және айналмалы тәсілдермен жүргізіледі. Мұнай мен газға ұңғымаларды бұрғылау соққылы тәсілмен жүргізілмейді, сондықтан айналмалы бұрғылау туралы жалпы түсінік беріледі.

Айналмалы бұрғылау кезінде таужынысты қирату бұрғы қашауына бір мезгілде жүктеменің және айналдыру моментінің әсері нәтижесінде болады. Жүктеменің әрекетімен қашау таужынысқа кіреді де, ал айналдыру моментінің әсерімен таужынысты опырады.

Айналмалы бұрғылаудың екі тәсілі бар: роторлық және кенжарлық қозғалтқыштармен.

Роторлық бұрғылауда (8-сурет) қуат қозғалтқыштардан 9 шығыр 8 арқылы мұнараның ортасында ұңғыма сағасының үстінде орналасқан арнайы айналмалы механизмге - роторға 16 беріледі. Ротор бұрғылау тізбегін және соған бұрап қосылған қашауды айналдырады. Бұрғылау тізбегі жетекші құбырдан 15 және оған арнайы жалғастырғыштың 6 көмегімен бұрап қосылған бұрғылау құбырларынан 5 тұрады.

Кенжарлық қозғалтқышпен бұрғылау кезінде қашау 1 білікке, ал бұрғылау тізбегі қозғалтқыштың 2 қорабына бұрап қосылған. Қозғалтқыштың жұмысы кезінде оның білігі қашаумен айналады, ал бұрғылау тізбегі болса әдетте ротормен айналмайды.

Демек, роторлық бұрғылау кезінде ротордың таужынысқа тереңдеуі айналатын бұрғылау тізбегінің ұңғыма осінің бойымен жылжитын, ал кенжарлық қозғалтқышпен бұрғылауда айналмайтын бұрғылау тізбегі кезінде болады. Айналмалы бұрғылаудың сипатты ерекшелігіне қашаудың кенжарда жұмыс істеуі барысында ұңғыманы сумен немесе арнайы дайындалған сұйықпен жуу жатады.

Осыны іске асыру үшін қозғалқыштармен 21 жұмысқа қосылатын екі бұрғылау сорғысы 20 (сирекірек бір немесе үш) мұнараның оң жағында орналасқан тікқұбырға 17, одан әрі жұмсақ бұрғылау құбыршегіне 14, вертлюгке 10 және бұрғылау тізбегіне құбыржол бойымен жуу сұйығын айдайды. Жуу сұйығы қашауға жетеді де, ондағы тесік және ұңғыма қабырғасы мен бұрғылау тізбегі арасындағы сақиналық кеңістік арқылы жер бетініе көтеріледі. Осында науашалық жүйеде және тазалау механизмдерінде жуу сұйығы бұрғыланған таужыныстан тазаланады, сонан соң бұрғылау сорғыларының 22 қабылдау ыдыстарына түседі де, ұңғымаға қайтадан құйылады.

Полиспастық жүйеге ілінген кронблоктан, тальді блоктан 12, ілмектен 1 және тальдік сымарқаннан 11 тұратын бұрғылау тізбегі ұңғыма тереңдеген сайын ұңғыма түбіне беріледі. Жетекші құбыр 15 роторға 16 барлық ұзындығымен кіргенде, шығырды қосады да бұрғылау тізбегін жетекші құбырдың ұзындығына көтереді және элеватордың немесе ротор үстеліндегі сыналардың көмегімен бұрғылау тізбегін іледі. Сонан соң вертлюгпен 10 қоса жетекші құбырды 15 бұрамалап алады да, оны алдын-ала орнатылған ұзындығы осы құбырға тең көлбеу ұңғымаға - шегендеу құбырына түсіреді. Осы ұңғыма алдын-ала мұнараның оң жағында, шамамен оның орталығынан аяғына дейінгі қашықтықтың ортасында бұрғыланады. Осыдан кейін бұрғылау тізбегін екі құбырды (жалғастырылған екі құбыр немесе бір құбыр) бұрамалау арқылы ұзартады. Одан әрі оны элеватордан немесе сыналардан алады да екі құбырдың ұзындығына сай ұңғымаға түсіреді. Содан кейін оны элеватордың немесе сыналардың көмегімен ротор үстеліне іледі, ұңғымадан жетекші құбырды вертлюгпен қоса көтерді де, бұрғылау тізбегіне бұрап қосады. Ең соңында бұрғылау тізбегін элеватордан немесе сыналардан босатып қашауды ұңғыма түбіне жеткізеді де, бұрғылауды жалғастырады.

Тозған қашауларды ауыстыру үшін ұңғымадан барлық бұрғылау тізбегін көтереді де, оны ескі қашауды жаңасымен ауыстырған соң қайтадан ұңғыма түбіне түсіреді. Түсіру-көтеру жұмыстарын жүргізуді полиспастық жүйенің көмегімен жасайды. Шығыр барабаны айналғанда тальдік сымарқан барабанға оралады немесе тарқылады да, тальдік блокты және ілмекті көтеруді немесе түсіруді қамтамасыз етеді. Ілмекке штроптың және элеватордың көмегімен көтерілетін немесе түсірілетін бұрғылау тізбегін іледі.

8-сурет. Айналма тәсілмен мұнай-газ ұңғымаларын бұрғылау қондырғысының сұлбасы

Бұрғылау тізбегін көтергенде мұнара биіктігі анықтайтын секцияларға (мұнара биіктігі 41 м болғанда шамамен 25 м) бұрап шығарады. Бұрап шығарылған секциялар, жалғастырылған құбырлар (свечалар) мұнара фонарындағы сөреге (подсвечникке) орналастырылады. Бұрғылау тізбегін ұңғымаға кері тәртіпте түсіреді.

Демек, ұңғыма кенжарындағы қашаудың жұмыс барысы тозған қашауды ауыстыру үшін бұрғылау тізбегін ұзартумен және түсіру-көтеру жұмыстарымен ғана үзіледі.

Қазіргі кезде кенжарлық қозғалтқыштардың үш түрі қолданылады – турбобұрғылағыш, винттік қозғалтқыш және электрбұрғылағыш.

Турбобұрғылағышпен немесе винттік қозғалтқышпен бұрғылағанда бұрғылау тізбегі бойымен төмен ағатын жуу сұйығы ағынының гидравликалық энергиясы қашаумен қосылған кенжарлық қозғалтқыштың білігінде механикалық энергияға түрленеді.

Электрбұрғылағышпен бұрғылағанда қозғалтқышқа энергия секциясы бұрғылау тізбегінің ішінде жинақталған ішексыммен (кабельмен) беріледі.

Ұңғыма қимасының жоғарғы учаскелері әдетте бұрғылау барысында циркуляцияланатын сұйық ағынымен жеңіл шайылатын түзілімдермен құрылады. Сондықтан ұңғыманы бұрғылау алдында орнықты таужыныстарына дейін (4-30 м) шурфты қазып, оның ішіне ұзыңдығы шурфтың тереңдігінен 1-2 м артық құбырды 7 немесе бірнеше жалғастырылған құбырларды түсіреді де, құбыр сыртындағы кеңістікті тастармен және цементтік ерітіндімен толтырады. Осының нәтижесінде ұңғыма сағасы сенімді бекітіледі.

Құбырдағы тесікке қысқа металл науашаны дәнекерлейді, бұрғылау барысында сол бойынша жуу сұйығы науашаға 18 бағытталады, сонан соң тазалау механизмдерінен өтіп бұрғылау сорғыларының қабылдау ыдысына түседі. Шурфта орнатылған құбырды (құбырлар тізбегін) 7 бағыттаушы деп атайды. Бағыттаушыны орнату және бұрғылау басталғанға дейінгі басқа да жұмыстар дайындалуға жатады. Осы жұмыстар орындалған соң бұрғылау қондырғысын эксплуатацияға қосу актісін жасайды да, ұңғыманы бұрғылауға кіріседі.

Орнықсыз, жұмсақ, жарықшақта және каверналы таужыныстарын бұрғылаған соң, бұрғылау процесін (әдетте 50-400 м) қиындататын осы горизонттарды жабады және оқшаулайды, осы мақсатпен ұңғымаға бұрап қосылған құбырлардан тұратын шегендеу бағанасын түсіреді де, құбыр сыртындағы кеңістікті 4 цементтейді. Бірінші шегендеу бағанасы кондуктор (сағалық құбыр) деп аталады.

Кондукторды түсірген соң бұрғылауды қиындататын жаңа қабаттарды өту және осы ұңғымамен өндірілмейтінөнімді қабаттарды жабу қажеттігі себебінен ұңғыманы жобадағы тереңдікке дейін барлық уақытта бұрғылаудың мүмкіндігі болмайды. Осындай жағдайларда ұңғымаға аралық деп аталатын екінші шегендеу бағанасын түсірудің және оны цементтеудің қажеттігі пайда болады.

Ұңғыманы одан әрі тереңдеткенде оқшаулауды қажет ететін горизонттар кездесуі мүмкін. Сонда ұңғымаға үшінші шегендеу құбырын түсіреді де цементтейді, оны екінші аралық бағана деп атайды. Бұрғылаудың өте қиын жағдайларында үш немесе төрт аралық бағаналар болуы мүмкін.

Ұңғыманы жобалық тереңдікке дейін бұрғылап болған соң, ұңғыма түбінен мұнай мен газды ұңғыма сағасына көтеруге арналған немесе өнімді қабаттағы қысымды ұстау мақсатымен ұңғымаға суды (газды, ауаны) айдау үшін эксплуатациялық бағананы түсіреді және цементтейді.

Ұңғыманы бекітудің негізгі мақсаттары төмендегідей:

• эксплуатациялық горизонттардан жер бетіне немесе қарсы бағытта сұйықты тасымалдау үшін ұзақ мерзімдегі, бекем және герметикалық каналды (арнаны) жасау;

• барлық өткізгіш горизонттардың бір-бірімен герметикалық ажыратылуы;

• беріктілігі жеткіліксіз таужыныстарынан құралған ұңғымалардың қабырғаларын бекіту;

• эксплуатациялық арнаны қабаттық сұйықтың жегісінен (коррозиясынан) қорғау.

Ұңғымаларды бекітудің және өткізгіш горизонттарды ажыратудың ең кең таралған әдістері арнайы құбырлардан құрастырылған шегендеу құбырлары деп аталатын бағаналарды түсіру және құбырлар бағанасы мен ұңғыма қабырғасы арасындағы кеңістікті цементтеу болып саналады. Қабаттық қысымның аномалиялық коэффициенті әртүрлі горизонттарды ажырату, сонымен қатар аномалиялық коэффициенті жоғары горизонттардан мұнай-газдың келуін жою үшін пакерлер де пайдаланылады.

Ұңғыма құрылмасы таужыныстарында бұрғыланған оқпанннан, бірнеше шегендеу бағанасынан және бағаналар мен оқпан қабырғасы арасындағы кеңістікті толық және ішінара толтыратын тампонаждық тастардан тұрады. Ұңғыма құрылмасын оған түсірілген шегендеу бағаналарының саны, олардың диаметрі және ұзындығы, әрбір бағана үшін оқпан диаметрі және цементтеу аралығының орындары сипаттайды.

Ұңғыма құрылмасы графикалық түрде беріледі: мұнда шегендеу құбырлары тұтас қалың сызықтармен көрсетілген; сызықтың жоғарғы шетіндегі сан бағананың сыртқы диаметрін мм-мен білдіреді; сызықтың төменгі жағындағы сан түсіру тереңдігі, м. Егер бағана тек қана ұңғыманың төменгі аралығын жауып жатса және сағасына дейін жетпесе, онда жоғарғы шетіндегі қалың сызықтағы сан бағананың жоғарғы қимасындағы тереңдігін білдіреді, м; бағананың диаметрін басқа бағаналардың жоғарғы дейгейіндегі санмен көрсетеді. Ұңғыманың тек төменгі учаскесін жауып жататын шегендеу бағаналарын жасырын деп атау қабылданған.

Эксплуатациялық бағананы түсірген және цементтеген соң барлық шегендеу құбырларын бір-бірімен арнайы жабдық арқылы қосылады. Содан соң эксплуатациялық бағанадағы өнімді қабат және цементтелген тас жағына бірнеше ондаған (кейде жүздеген) тесікті теседі, солар арқылы сынау, игеру және пайдалану барысында мұнай (газ) ұңғымаға түсетін болады.

Ұңғыманы игерудің мақсаты эксплуатациялық бағанадағы жуу сұйығының қысымы қабаттағы қысымнан аз болуында. Қысымның болған айырымы нәтижесінде мұнай қабаттан ұңғымаға түсе бастайды да, зерттеу жұмыстары кешені аяқталған соң ұңғыманы іске қосады.

Нег. 3[5–20]

Бақылау сұрақтары:

1. Ұңғыма құрылысыны циклын айтыңыз.

2. Айналма тәсілмен бұрғылауды сипаттаңыз.

3. Айналмалы бұрғылаудың қанша тәсілі бар?

4. Шегендеу бағанасын ұңғымаға түсірудің мақсаты неде?

5. Эксплуатациялық бағананы түсірудің мақсатын айтыңыз.

№7 дәріс. Мұнай-газ өндіретін аймақтағы геодезиялық тораптарды және түсіру негіздеуін дамыту

Мемлекеттік геодезиялық тораптар туралы түсінік. Пландық мемлекеттік геодезиялық тораптар бір бірінен өлшеу дәлдігі, тор пункттері арасындағы арақашықтық және жасалу ретінің өзгешелігімен 1,2,3 және 4 класты тораптарға бөлінеді.

Жер бетінде мемлекеттік геодезиялық тораптардың пункттері арнайы жерасты белгілерімен-центрлермен бекітіледі, сонымен бірге олардың сақталуына мүмкіндік туғызатын шаралары қарастырылады. Жерасты центрлерінің үстіне пункттер арасында бірін-бірі көруді қамтамасыз ететін сыртқы белгілер-пирамидалар, сигналдар орнатылады, олар жер бетінде жақсы бағдар болады.

Мемлекеттік нивелирлік торап І,ІІ,ІІІ және ІУ класты тораптарға бөлінеді. І және ІІ класты тораптар бірыңғай биіктік жүйесін құрудың негізі болады, ІІІ және ІУ кластар-топографиялық түсірулерді және әртүрлі мәселелерді шешуді қамтамасыз етеді. Тораптарды құру геометриялық нивелирлеумен орындалады.

Геодезиялық жиілету тораптары және түсіру тораптары. Геодезиялық жиілету тораптары кейбір жағдайларда, мемлекеттік геодезиялық торап пункттерінің жиілігі, мұнай және газ кенорындарын игеруді маркшейдерлік қамтамасыз етудің нақты мәселелерін шешуді қамтамасыз етпегенде құрылады.

Олар триангуляция әдісімен жетілдіретін 1 және 2 разрядты аналитикалық тораптарға және полигонометриялық әдісімен жетілдіретін полигонометриялық тораптарға бөлінеді. Биіктік жиілету тораптары – бұл геометриялық нивелирлеу әдісімен жасалатын техникалық нивелирлеудің тораптары.

Түсіру негіздері мемелекеттік геодезиялық тораптар, геодезиялық жиілету тораптары және техникаллық ниверлерлеу пункттерінен жетілдіреді. Түсіру тораптары трангуляциялық түсіру тораптарын құрумен, теодолиттік, тахеометрялық және мензулалық жүрістерді салумен, тура, кері және аралас қиылыстырулармен жасалады. Сонымен бірге нүктенің пландық және биіктік орны анықталады.

Пландық-биіктік түсіру тораптары пункттерін жер бетінде ұзақ уақыттық белгілермен бекітеді, тек әрбір планшетте 1:5000 масштабында түсіргенде 3 нүкте және 1:2 000 масштабында 2 нүкте болуы керек.

Түсіру негіздерін құру дәлдігін масштабтың дәлдігіне байланысты анықтайды, планда оның орташа мәнін 0,2мм- ге тең деп қабылдайды. Пландық негіздеу нүктелерінің орнының орташа қателігі, негізгі геодезиялық торларының жақын орналасқан пункттеріне байланстырып, ашық аудандарды топографиялық түсірулер пландарын жасау масштабында 0,1мм-ден аспауы керек және жабық (орманды) аудандарда – 0,15мм.

Түсіру тораптарын құру әдістері. Түсіру тораптары ашық жерлерде қарапайым тораптар- үшбұрыштар тізбегі түрінде микротриангуляциялық әдіспен жетілдіріледі, пункттер тура, кері немесе аралас қиыстырулар арқылы анықталады. Екіден көп анықталатын пункттерді қосатын микротриангуляция, кем дегенде екі негізгі қабырғаларға түйісуі керек (9-сурет).

Микротриангуляциялық пункттердің нүктелерінің биіктігі жер бедері 2 және 5 м, кейбір жағдайларда 1 м-ден кейін қиғанда түсіруді қамтамасыз ету үшін, тура және кері бағыттарда үш қыл жіп бойынша бір айналдыру тәсілімен немесе бір қыл жіп бойынша екі айналдыру тәсілімен анықталады. Станцияда нөл орнының және вертикаль бұрыштардың әртүрлі бағыттардан алынған ауытқулары ±45^// аспауы керек. Тура және кері өсімшелер арасындағы айырмашылық 100 м-ге 4 см-ден аспауы керек, ал жүріс бойынша рұқсат етілген қателік мына формуламен есептеледі

мұндағы S_м – жүріс қабырғасының ұзындығы; n – жүрістегі қабырға саны;

Қателік қабырғалар ұзындығына пропорциональ етіп бөлінеді.

9-сурет. Микротриангуляция сызбасы

М нүктесі егер тірек пункттерінің арасында тікелей байланыс болмаған жағдайда тура қиылыстырумен орындалуы мүмкін (10,б-сурет)

10–сурет. Теодолиттік жүрістерді құру сұлбасы.

а-тұйықталған емес; б-тұйықталған; в-бос тұйықталған; г-жүрістер жүйесі; д-аспалы;

Сырттағы М нүктесінің орнын теодолиттік жүрістің А және В пункттерінен қиылыстырулармен анықтауға болады, ол үшін ₁ мен ₂ бұрыштары өлшенеді. Дирекциондық бұрышы белгілі АЕ және ВГ жүріс қабырғаларының дирекциондық бұрышын біле отырып, АМ және ВМ қиылыстыру сызықтарының дирекциондық бұрышын табады.

_АМ = _АЕ - ₁; _ВМ =_BF -₂

М нүктесінің координаталарын мына формулалар арқылы есептейді.

Кері қиылыстыруда анықталатын М пунктінде (10,в- сурет) А, В және С тірек пункттарының арасындағы  және  өлшенеді. Тірек нүктелері А, В, С және М нүктелері бір шеңберде немесе оған жақын жерде орналаспауы керек. М нүктесінің координаталарын мына формулалар арқылы есептейді

тексеру үшін γ- бұрышын және координаталарды, басқа екі келесі бұрыштарды қолдана отырып, мысалы ά және γ – есептейміз.

Аралас қиылыстыру (10,г-сурет ) тура және кері қилыстырулардың элементтерінің жиынтығы болып есептеледі. АВМ үшбұрышында А және М нүктелерінде бұрыштар өлшенген, бұл В нүктесіндегі бұрышты есептеуге, содан кейін М нүктесінің координаталарын қиылыстыру формулаларымен есептеуге мүмкіндік береді. М нүктесінде АМС бұрышы өлшенген, бұл тексеру үшін кері қилыстырудың формулаларымен оның координаталарын есептеуге мүмкіндік береді.

Қиылыстыру арқылы алынған нүктенің биіктігін анықтау үшін өсімшені. тригонометриялык нивелирлеумен өлшейді және оларды мына формула бойынша есептейді

H = s tg  + i-v+ f ,

мұндағы - вертикаль бұрыш, i -аспап биіктігі, - дәлдеу биіктігі, ƒ- жердін қисықтығына және рефракция үшін түзету.

Вертикаль бұрыштарды үш айналдыру тәсілімен дөңгелектің екі жағдайында өлшейді. Вертикаль бұрыштардың және нөлдің орнының ауытқу шамалары ±15^// аспауы керек.

Геодезиялық түсіру тораптарын жабық аудандарда құрудың көп таралған тәсілі теодолиттік және тахеометриялық жүрістерді орындау болады.

1-разрядты теодолиттік жүрістері 1:2000 салыстырмалы қателікпен салынады, 2- разрядты теодолиттік жүрісте - 1:1000, тахеометриялық жүрістер- 1:500.

Нег. 1 [57-62]