Для буріння свердловин застосовують ударний і обертальний способи.

При ударному способі буріння породу в свердловині руйнують ударами внаслідок вертикального зворотно-поступального руху спеціального інструмента (плоского долота і ударної штанги). Такий спосіб буріння малопродуктивний і тепер мало застосовується.

При обертальному способі буріння породу в свердловині руйнують за допомогою доліт, які під час обертання сколюють або подрібнюють породу.

Бурять свердловини змонтованими на поверхні землі двигунами, що приводять у рух долото за допомогою бурильних труб (роторне буріння) або турбобуром чи електробуром, розміщеним у свердловині безпосередньо над долотом.

На рис. 11 показано загальний вигляд установки для буріння нафтових свердловин. Від насосної установки 6у свердловину подається глиняний розчин, який промиває її, видаляє подрібнену породу, просочує і закріплює глиною стінки свердловини, щоб запобігти викиданню газів. Несучі труби 2 і буровий інструмент приводяться в рух за допомогою двигуна 3. Підіймають і опускають труби за допомогою лебідки 5 і блоків, установлених на буровій вишці. Бурові труби мають зовнішній діа метр від 73 до 168 мм. Висота сучасної установки (вишки) досягає 54 м і більше. Такою буровою установкою можна пробурити за місяць нафтову свердловину глибиною до 5000 м.

Рис. 11. Загальний вигляд бурової установки для буріння нафтових свердловин:

1 — буровий інструмент (долото); 2 — бурові труби; 3 — двигун; 4 — каркас установки; 5 — лебідка для піднімання і опускання бурових труб; 6 — насосна установка, яка постачає глиняним розчином свердловину

Недоліком роторного обертального буріння є те, що обертають з поверхні землі колонки бурильних труб великої довжини, а це спричиняє швидке спрацювання труб. Тому почали застосовувати двигуни-турбобури і електробури, двигун яких установлюють у свердловині, що дає змогу прискорити і здешевити процес буріння. При такому бурінні бурильні труби не обертаються, а обертається тільки долото, закріплене безпосередньо на валу двигуна. Останнім часом замість двигуна застосовують гідравлічну турбіну, яка працює від струменя глинистого розчину або води, що подається по бурильних трубах у турбіну, щоб очистити свердловину від подрібненої породи.

Буріння похилих свердловин проводять турбінним способом. Його застосовують при розробці прибережних зон підводних нафтових родовищ (рис. 12) і родовищ, розміщених на різко пересіченому рельєфі, для буріння кількох свердловин з одного стовбура або однієї бурової.

Видобувають нафту з надр землі фонтанним способом або за допомогою механізмів (насосів та компресорів).

Фонтанна експлуатація свердловини — це видобування нафти з нафтового пласта за допомогою газів, розчинених у нафті, які перебувають під тиском від кількох десятків до кількох сотень атмосфер і здатні виштовхувати нафту по свердловині на поверхню землі.

Для відведення нафти в такій свердловині під її устям установлюють спеціальну арматуру, через яку нафта надходить у систему закритих трубопроводів і по них відводиться в ємності. Фонтанна експлуатація свердловини є найефективнішою і найпродуктивнішою.

Рис. 12. Напрямлене буріння з допомогою турбобура

Методом підвищення тиску нафтового пласта "оживляють" вироблені свердловини і провадять повторне видобування нафти. "Оживлення" свердловини дає змогу збільшувати видобування нафти без капітальних затрат на буріння нових свердловин і сприяє повнішому використанню покладів.

На поверхні землі нафта надходить у газовіддільник, а далі у відстійники для відокремлення від води і домішок.

З відстійників нафта надходить у сховища. Сучасні нафтосховища— це металеві або залізобетонні резервуари місткістю до 10— 12 тис. м³, з яких нафта по трубопроводах надходить до нафтопереробних заводів.

Способи добування, при яких нафта підіймається на земну поверхню за рахунок підведеної ззовні енергії, називають механізованими. Існують два різновиди механізованого способу експлуатації — компресорний і насосний.

При компресорному або газліфтному методі у свердловину компресором закачують газ, який змішується з нафтою. Щільність нафти знижується, забійний тиск стає нижчим за пластовий, що викликає рух рідини до поверхні землі. Іноді у свердловину подають газ під тиском з розташованих поблизу газових пластів (метод безкомпресорного газліфта). На деяких старих родовищах існують системи ерліфта, в котрих як. робочий агент використовують повітря. Недоліки цього методу — необхідність спалювання попутного нафтового газу, змішаного з повітрям, підвищена корозія трубопроводів. Газліфтний метод застосовується на родовищах Західного Сибіру, Туркменії, Західного Казахстану.

При насосному способі експлуатації на визначену глибину спускають насоси, які приводяться в дію за рахунок енергії, що передається різними способами. На більшості нафтодобувних підприємств світу набули поширення штангові насоси.

Для підйому нафти штанговими насосами (рис. 13) у свердловину опускають труби, всередині яких знаходяться циліндр і всмоктуючий клапан 1. У циліндрі перемішується вгору і вниз плунжер з нагнітальним клапаном 2. Під час руху плунжера вгору нагнітальний клапан закритий, бо на нього тисне рідина, що знаходиться в насосних трубах, а всмоктуючий клапан відкритий. При русі плунжера вниз нижній клапан закривається, а верхній нагнітальний клапан відкривається. Рідина з циліндра переходить у простір над плунжером. Поступово підіймаючись, нафта виходить на поверхню. Заворотно-поступальний рух передається плунжеру від балансира 6 верстатокачалки, з яким плунжер з'єднано системою сталевих насосних штанг. Продуктивність штангових глибинних насосів при глибині свердловини 200—400 м досягає 500 м³ на добу, а при глибині до 3200 м становить не більше 20 м³ на добу.

Рис. 13. Схема установки для добування нафти із застосуванням штангових глибинних насосів:

1 — всмоктуючий клапан; 2 — нагнітальний клапан; З— насосні штани; 4— трійник; 5— сальник; 6 — балансир; 7, 8 — кривошипно-шатунний механізм; 9— двигун

Існують також способи добування нафти із застосуванням безштангових насосів. У цих випадках до насоса підводять через стовбур свердловини електричну енергію (по спеціальному кабелю) або інший потік енергонесучої рідини (синтетичний газ, теплоносій). Найбільш поширені установки з відцентровими електронасосами (рис. 14). За їх допомогою видобувають близько 1/3 загальної кількості нафти. Установка із заглибним електронасосом складається із заглибного електродвигуна, багатоступінчатого насоса і кабельної лінії, які опускають за допомогою насосних труб у свердловину.

Рис. 14. Схема установки заглибинного відцентрового насоса:

1— електродвигун; 2 — протектор; З — сітчастий фільтр; 4 — заглибний насос; 5 — кабель; 6— напрямний ролик; 7 — кабельний барабан; 8— трансформатор; 9— станція керування

На землі встановлюють станцію керування і трансформатор.

На собівартість нафти впливають способи її видобутку. Видобута в Україні нафта має відносно високу собівартість, оскільки видобуток її найпрогресивнішим фонтанним способом майже припинився. Для підтримування високого пластового тиску практикують закачування у законтурні горизонти гарячої води, пари, хімічних реагентів, що дає можливість збільшити видобуток нафти до 60—70 %.

Вартість нафти у районах споживання значною мірою визначається витратами на транспортування її, що залежить від діаметра трубопроводу, вмісту в сирій нафті парафіну, потужності нафтоперекачувальних станцій. Останніми роками визначилась тенденція подорожчання нафти, що пов'язано з ускладненням умов видобутку та експлуатації більшості родовищ. Поряд з цим будівництво нафтопереробних підприємств у районах споживання нафти і нафтопродуктів має ряд переваг, оскільки різко зменшується перевезення нафтопродуктів незалежно від способу транспортування сирої нафти (зберігання сирої нафти обходиться дешевше), а споживання має можливість використовувати сиру нафту, що надходить з різних районів.

Дата добавления: 2015-11-16