Д К Е Л М Р Т

Легкосплавные (алюминиевые) бурильные трубы ЛБТ (АБТ) сборной конструкции применяют при бурении с использованием гидравлических забойных двигателей.

ЛБТ изготавливают из дюрали (сплав Al – Cu – Mg).

Преимущества ЛБТ:

Ø низкая плотность и масса погонного метра;

Ø высокая прочность;

Ø диамагнитность.

Недостатки ЛБТ:

Ø снижение прочности при t > 150 ⁰ C;

Ø нельзя эксплуатировать в агрессивной щелочной или кислотной среде.

Ø Утяжеленные бурильные трубы УБТ.

Ø Применяются для увеличения массы (веса) и жесткости бурильной колонны.

Ø Типы УБТ:

Ø - горячекатанные УБТ;

Ø - сбалансированные (УБТС)

Ø Горячекатанные УБТ используются преимущественно при бурении с гидравлическими забойными двигателями. Имеют недостаточную прочность, особенно в резьбовых соединениях.

Ø Сбалансированные УБТ используют преимущественно при роторном способе бурения. УБТС изготовляют из сталей марки 38ХН3МФА и 40ХН2МА.

25. Условия работы бурильной колонны в скважине при разных способах бурения.

При роторном бурении БК, передающая вращение от ротора к долоту и нагрузку на долото, испытывает действие ряда сил. Верхняя часть БК под действием сил собственного веса и перепада давления в промывочных отверстиях долота находится в растянутом, а нижняя, воспринимающая реакцию забоя в сжатом состоянии. Следовательно, в БК имеется сечение, в котором отсутствуют осевые растягивающие и сжимающие силы. Выше этого сечения действуют напряжения растяжения, возрастающие к вертлюгу, а ниже него – напряжения сжатия, увеличивающиеся к долоту.

Передаваемый БК вращающий момент приводит к возникновению в ней напряжений кручения, а вращение колонны с определенной частотой порождает центробежные силы и, следовательно, изгибающие напряжения. Первые уменьшаются от вертлюга к долоту, а вторые имеют максимальное значение в нижней части БК. Одновременное действие на БК перечисленных выше сил осложняет условия ее работы при роторном способе бурения.

При бурении с забойными двигателями БК не вращается и испытывает в основном в растянутой и сжатой частях колонны соответственно напряжения растяжения и сжатия.

Изгибающие нагрузки, возникающие при потере сжатой частью прямолинейной формы невелики. Незначителен и реактивный момент забойного двигателя, и поэтому касательные напряжения, действующие на БК в направлении к вертлюгу, не достигают опасных значений.

Аварии при роторном бурении происходят, в основном, из-за поломок БК по причине усталостного износа резьб, сварочного шва, материала трубной части и присоединительных элементов. Аварии при бурении с забойными двигателями происходят, в основном, из-за прихватов, неподвижно лежащей на стенке скважины БК, и размыва резьбовых соединений и стенок труб.

26. Особенности компоновки нижней части бурильной колонны (КНБК) при бурении вертикальных скважин.

Предупреждение самопроизвольного искривления скважин

Ø Увеличение жесткости компоновки низа бурильной колонны (КНБК).

Ø Установка 2 – 3 полноразмерных центраторов (для центрирования нижнего направляющего участка бурильной колонны в стволе скважины и предупреждения его самопроизвольного искривления).

Ø Снижение осевой нагрузки на долото.

Ø Периодическое вращение бурильной колонны.

Ø Использование КНБК, основанных на эффекте маятника или отвеса.

Ø Применение метода пилотной проводки скважины.

Ø Применение реактивно-турбинных буров РТБ

Ø Применение турбинно-роторного способа бурения.

27. Особенности компоновки нижней части бурильной колонны (КНБК) при бурении наклонных скважин.

1 – калибратор
2 – секция забойного двигателя

3 – дополнительный опорный элемент

4 – искривленный переводник

5 – телеметрическая система

6 – переводник для ввода геофизического кабеля в БК

28. Основные физико-механические свойства горных пород.

Основные физико-механические свойства горных пород, влияющие на процесс бурения:

Ø упругость;

Ø пластичность;

Ø прочность (твердость);

Ø абразивность;

Ø сплошность.

Упругость - способность горных породизменять форму и объем под влиянием силовых воздействий и полностью восстанавливать первоначальное состояние после устранения воздействий.

Пластичность - способность горных породизменять форму и объем под влиянием силовых воздействий и сохранять остаточные деформации после устранения воздействий.

Прочность – способность горной породы сопротивляться механическому разрушению.

Твердость – способность породы сопротивляться внедрению в нее постороннего тела.

Абразивность – способность горной породы изнашивать контактирующий с ней породоразрушающий инструмент в процессе их взаимодействия.

Сплошность характеризует структурное состояние горных пород, которое зависит от внутриструктурных нарушений (трещин, пор, поверхностей рыхлого контакта зерен и т. д.).

Анизотропность горных пород – неравнозначность их механических свойств в разных направлениях.

29. Механизм разрушения горной породы при вдавливании индентора.

В соответствии с первым механизмом разрушения при некоторой нагрузке на штамп в первой экстремальной зоне образуется кольцевая трещина, уходящая вглубь в виде конуса. Жесткость штампа значительно выше жесткости горной породы, а поэтому поперечная деформация породы, прилегающей к штампу, незначи- тельна. Следовательно, возможны некоторое раскрытие трещины и отсутствие давления на стенку трещины со стороны конуса. С увеличением нагрузки увеличивается глубина развития трещины. По мере удаления от поверхности влияние штампа на поперечную деформацию конуса уменьшается, и на некоторой глубине раскрытие трещины оказывается невозможным. При дальнейшем нагружении штампа поперечная деформация конуса будет ограничиваться окружающей его породой и, следовательно, будет увеличиваться давление со стороны конуса на окружающую породу (матрицу), которое стремится сдвинуть или оторвать матрицу. Известно, что сопротивление горных пород сдвигу и тем более отрыву весьма мало. При достижении некоторого критического давления со стороны конуса в матрице возникает боковая трещина отрыва-сдвига, и верхняя часть окружающей конус породы скалывается с образованием лунки. Отрыв матрицы сопровождается снижением бокового давления на конус и его разрушением. Штамп скачком по- гружается на значительную глубину.

30. Гидравлические забойные двигатели. Принцип работы, конструктивная схема, классификация.

Гидравлический забойный двигатель (ГЗД) – это механизм, в котором энергия потока промывочной жидкости преобразуется в механическую энергию вращения вала.

ГЗД предназначен для вращения бурового долота при бурении или ремонте нефтегазовой скважины.

31. Турбобуры. Назначение и область применения.

Турбобур — это гидравлическая забойная ма­шина, в которой для преобразования гидравлической энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вра­щательного движения использована многоступенчатая осевая турбина

Объемный двигатель представляет собой раз­новидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования гидравлической энергии потока промывоч­ной жидкости в механическую энергию вращательного дви­жения использован героторный винтовой механизм (отсюда второе название двигателей этого типа — "винтовой").

Винтовой двигатель включает 2 секции: двигательную и шпиндельную. Основная часть двигательной сек­ции - пара статор и ротор. Статор изготовлен нанесением специальной резины на внутреннюю поверхность стального корпуса. Внутренняя по­верхность статора имеет вид многозаходной винтовой по­верхности. Ротор изготовляют из стали в виде многозаходного винта. Количество винтовых линий ротора на одну меньше, чем у статора. Наружную по­верхность ротора покрывают износостойким металлом (хро­мируют).

. ОСНОВНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ

Режим M n P N η

Тормозной M_T 0 P_T 0 0

Экстремальный max

Оптимальный max

Холостой 0 n_x P_x 0 0

- ВИНТОВОГО ДВИГАТЕЛЯ.

Крутящий момент, Н.м (кгс.м) M

Частота вращения, с^-1 (об/мин) n

Перепад давления, МПа (кгс/см²) P

Мощность, кВт (л.с.) N

Коэф. полезного действия (КПД),% η

Расход бур. раствора, м³/с (л/с) Q

Плотность бур. раствора, кг/м³(г/см³) ρ

32. Винтовой забойный двигатель.

ВИНТОВОЙ ЗАБОЙНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — гидравлический забойный двигатель объёмного типа, рабочие органы которого выполнены по схеме планетарного механизма, приводимого в действие за счёт энергии промывочной жидкости.

Ротор (однозаходный или многозаходный винт с числом заходов, на единицу меньшим, чем у винта статора) расположен внутри статора. Под давлением промывочной жидкости ротор, обкатываясь по внутренней поверхности статора, совершает планетарное движение, которое через универсальные шарниры передаётся валу шпинделя, вращающему породоразрушающий инструмент. Диаметр винтового забойного двигателя 54-195 мм, частота вращения около 2-6 с-1, вращающий момент 80-5000 Нм, перепад давления 4-6 МПа, расход промывочной жидкости 0,0015-0,036 м3/с и более. Наиболее эффективны винтовые забойные двигатели при проходке глубинных интервалов.

33. 4

34. 4

35. 4

36. 4

37. Причины искривления скважин.

Искривление скважин бывает:

Естественное -непреднамеренное искривление по различным причинам.

Искусственное -специальное искривление с помощью различных технологических и технических приемов.

Причины естественного искривления скважин:

38. Вертикальные скважины. Способы предупреждения их искривлений.

Вертикальной считается скважина, у которой устье и центр круга допуска лежат на вертикальной прямой, являющейся проектным профилем скважины, а отклонение ствола от вертикали не превышает радиус круга допуска.

Проводка строго вертикальных скважин представляет собой довольно сложный процесс, т.к. при бурении часто возникает самопроизвольное искривление ствола, которое затрудняет проводку и последующую эксплуатацию скважины, а также приводит к увеличению стоимости бурения. Наиболее важное значение обеспечение вертикальности ствола имеет для глубоких и сверхглубоких скважин.

Дата добавления: 2015-08-10