бурение лаба 4

ЮРГТУ(НПИ)

Кафедра

Основы бурения глубоких скважин.

Изучение бескернового(роторного) бурения.

Лабораторная работа №4

Цель работы: изучить общие сведения о глубоком вращательном бурении, изучить устройство, применение и назначение станков роторного типа.

Пояснение к работе.

Общие сведения.

Глубокое вращательное бурение применяется при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, для соору­жения скважин с целью водоснабжения, добычи рассолов и ми­неральных вод, а также при изучении, строения земной коры с помощью опорных структурных скважин.

Различают две разновидности глубокого вращательного бу­рения:

1) роторное, при котором колонна бурильных труб с до­лотом на нижнем конце приводится во вращение ротором, уста­новленным над устьем скважины;

2) с применением забойных двигателей, установленных в скважине непосредственно над до­лотом. Забойные двигатели могут быть гидравлические (турбобуры) и электрические (электробуры).

Роторное бурение - разновидность вращательного бурения. Оно широко применяется для проходки скважин при поисках, разведке и эксплуатации жидких и газообразных полезных ископаемых. Началь­ные диаметры скважин при роторном бурении достигают 700 мм и более, а глубины превышают 10 000 м.

Схема установки глубокого вращательного бурения показана на рис.2.1.

Сущность роторного бурения аналогична бурению колонко­вым способом.

Как при турбинном бурении, так и при бурении электробу­ром долото приводится во вращение непосредственно от вала забойного двигателя. Колонна же бурильных труб не вращается и не испытывает динамических нагрузок, возникающих при пе­редаче через нее мощности долоту, что имеет место при ротор­ном бурении.

Начальные диаметры скважин роторным и турбинным спо­собами достигают 700 мм, а глубина — 9—10 км.

Буровой инструмент.

Снаряд для роторного бурения собирается из породоразрушающего инструмента, УБТ, колонны бурильных труб с муфтово-замковыми соединениями, ведущей (квадратной в сечении) трубы и вертлюга.

В качестве породоразрушающих инструментов применяются буровые долота, которые по характеру воздействия на породу подразделяются на режуще-скалывающие (лопастные), дробяще-скалывающие (шарошечные) и истирающие-режущие (ал­мазные) .

Лопастные долота используются только при роторном буре­нии мягких пород, обладающих высокой пластичностью. Они в свою очередь подразделяются на пикообразные, двух-, трех-, шестилопастные и ступенчатые.

-пикообразные долота типов ПЦ и ПР (с централь­ной и радиальной промывкой) применяются при бурении в мяг­ких породах, представленных мергелями, глинами, глинистыми сланцами без включения каких-либо твердых пропластков и валунно-галечниковых отложений .

-двухлопастные долота типа 2Л предназначены для бурения мягких пород с пропластками пород средней твердости при использовании легкого оборудования.

-трехлопастные долота типа ЗЛ и ЗЛГ используют при бурении в породах средней твердости с пропластками мяг­ких пород.

-шестилопастные долота типов ИР и ИРГ предна­значены для бурения в твердых породах с пропластками пород средней твердости и мягких.

-ступенчатые гидромониторные трехлопаст­ные долота типа ДСГ-ЗЛР предназначены для бурения скважин в породах средней твердости с пропластками твердых пород.

При роторном и турбинном бурении нефтяных и газовых скважин, а также скважин на воду наиболее широко применяются шарошечные долота. Кроме долот типов М, С,Т и К, пред­назначенных для бурения соответственно мягких, средней твер­дости, твердых и весьма твердых пород, выпускаются долота ти­пов МС, СТ, ТК, которые используют для бурения перемежаю­щихся пород различной твердости, а также долота типов МЗ, МСЗ, ТЗ, СЗ и ТКЗ, предназначенные для бурения в абразив­ных породах соответствующей основному шифру твердости и от­личающиеся тем, что в их шарошки запрессованы твердосплав­ные зубки с клиновидной рабочей частью вместо фрезерованных зубьев

По числу шарошек различают одно-, двух- трех- четырех- и многошарошечные долота.

Работоспособность шарошечных долот существенно зависит от надежности опор шарошек, которыми могут быть подшипники качения и скольжения в различных сочетаниях.

Алмазные долота при турбинном и роторном бурении реко­мендуется применять на глубинах более 3000 м. Выпускаются алмазные долота диаметром 91,4; 106,4; 119; 130,4; 138,1; 141,3; 144,4; 147,6; 149,4; 157,1; 163,5; 169,8; 185,7; 188,9; 195,3; 198,4; 211,1; 214,3; 220,7; 227; 242,1; 248,4; 267,5; 292,9 мм со спираль­ной, радиальной и ступенчатой формами рабочей поверхности.

Бурильные трубы изготовляются из стали групп прочности Д, Е, К, Л, М. При диаметре труб 60,3; 73; 89; 101,6; 114,3; 127; 139,7 мм толщина их стенок от 7 до 11 мм. Длина труб, 11,5 м. На концах бурильные трубы имеют наружную правую резьбу (8 ниток на 25,4 мм) с конусностью 1 : 16.

Трубы соединяются в свечи муфтами, а свечи между собой — замками.

Буровые установки.

Установки для бурения глубоких разведочных и эксплуата­ционных скважин состоят из следующих основных узлов (рис. 91): ротора 6, лебедки 7, насосов 12, силового привода (дизеля) 9, компрессора 14 и буровой вышки 2 с талевой си­стемой.

Ротор предназначен для передачи вращения долоту через бурильную колонну в процессе бурения. При СПО на роторе с помощью элеватора или

клинового захвата подвешиваются бурильные трубы.

Лебедка служит для выполнения СПО с бурильными и об­садными трубами и для удержания бурильной колонны на весу при бурении.

Буровые насосы, применяемые для нагнетания промывочной жидкости в скважину, обеспечивают подачу ее до (4—5) *10^-2 м³/с и могут развивать давление до 20—40 МПа. В комплект буровой уста­новки обычно входят два насоса.

Буровые вышки при бурении глубоких скважин применя­ются башенные и А-образные. Высота вышек 29—53 м, грузоподъемность 700— 3000 кН.

Компрессоры вырабатывают сжатый воздух, используемый для привода систем управления механизмами установки, вспомо­гательных принадлежностей и инструмента.

Привод механизмов буровой установки в зависимости от рода применяемых двигателей подразделяется на дизельный, электрический и дизель-электрический.

Вывод: в ходе лабораторной работы я изучила общие сведения о глубоком вращательном бурении, изучила устройство, применение и назначение станков роторного типа.

Работу выполнил:

Работу проверил: