Методы бурения нефтяных и газовых скважин

Скважина представляет собой вертикальную или наклонную горную выработку круглого сечения, сооружение которой происходит  без доступа внутрь выработки  человека. Длина такой выработки в разы больше её диаметра.

Как бурят нефтяные скважины

Основными элементами любой скважины являются:

  • устье (самая верхняя часть);
  • ствол (промежуточная часть);
  • забой (самая нижняя часть, находящаяся в продуктивном пласте).

Расстояние между устьем и забоем по оси ствола выработки называется  длиной скважины, а это же расстояние, но взятое по вертикальной проекции оси называется её глубиной.

Бурение нефтяных и газовых скважин

Буровая вышка

Иными словами, длина и глубина вертикальной скважины совпадают, а наклонной – нет.

Бурение нефтяных и газовых скважин, как правило. происходит с постепенным уменьшением диаметра ствола после того, как пробурили определенный участок. Начальный диаметр такой выработки, как правило, не более 900 миллиметров, а диаметр в области забоя – от 75 миллиметров и более.

Процесс углубления такой горной выработки представляет собой  разрушение пород либо по всей  площади забоя (так называемое сплошное бурение), либо по его периферии (колонковое). Во втором случае в  стволе выработки остается кусочек породы цилиндрической формы, называемый  керном. Керны периодически извлекают из скважины для изучения состава пройденных породы. Специальность человека, который занимается бурением, называется бурильщик.

Методы проведения буровых работ

Многих из вас интересует вопрос:  «Как бурят скважины?»

Способы углубления горных выработок  по критерию характера воздействия на проходимые  породы делятся на:

  • механические;
  • термические;
  • физико-химические;
  • электрические и так далее.

При промышленном освоении месторождений применяются только механические способы. Все прочие перечисленные методики находятся на стадии экспериментальной проверки эффективности.

Механические методы бывают вращательными и ударными.

Ударный способ  подразумевает механическое разрушение  породы с помощью подвешенного на канате специального инструмента, который называется долото. Помимо этого, в состав такого бурильного устройства входят  канатный замок и ударная штанга. Устройство подвешивают на перекинутом через блок, который ставится на мачте,   канате, а возвратно-поступательное движение этому инструменту  придает специальный  буровой станок.

По мере увеличения глубины ствола канат постепенно удлиняют. Цилиндрическая форма ствола формируется путем  поворота долота в процессе работы.

Чтобы очищать забой от пробуренной породы, инструмент необходимо периодически поднимать на поверхность. Вместо него опускается специальное приспособление, называемое  желонкой. Она похожа на длинное ведро, на дне оборудованное  клапаном.

Желонка погружается в жидкость (либо пластовую, либо подаваемую с поверхности) и клапан открывается. В «ведро» поступает смесь жидкости и кусочков разрушенной породы, после чего все это удаляется на поверхность  (стоит желонку приподнять, как клапан тут же закрывается). После окончания очистки забоя в ствол снова опускают буровой инструмент, и процесс повторяется снова и снова.

Чтобы стенки выработки не обвалились, в нее опускают специальную трубу, называемую обсадной. Из таких труб по мере углубления горной выработки формируют целую трубную колонну.

Бурение нефтяных и газовых скважин

Долото для бурение скважин

В России на сегодняшний момент  ударный способ на практике не используется.

Вращательный метод   подразумевает углубление инструмента  в толщу пород за счет одновременного воздействия на долото крутящего момента и вертикальной нагрузки. Вертикальная нагрузка погружает долото в разбуриваемую породу,  а  крутящий момент позволяет инструменту  скалывать, истирать и дробить горную породу.

В зависимости от того, где расположен двигатель установки,  вращательное бурение делится на роторное (двигатель находится на поверхности и вращает долото посредством трубной колонны, составляемой из специальных  бурильных труб) и забойное (двигатель располагается в забое и ставится непосредственно над долотом).

При роторном способе  двигатель вращает ротор, который, в свою очередь, вращает бурильную колонну, на конце которой крепится  долото. При забойном способе двигатель  вращает само долото, а колонна бурильных труб и корпус самого двигателя остаются неподвижными.

Для вращательного метода бурения характерной особенностью является использование постоянной  промывки ствола либо водой, либо  специально приготовленными буровыми растворами жидкостью. С этой целью применяются специальные буровые насосы, работу которых обеспечивают двигатели разного типа. Именно эти насосные установки  нагнетают промывочный жидкости через трубопровод стояк,  который монтируется, как правило,   в правом углу буровой вышки. Далее, посредством  гибкого  бурового шланга и  вертлюга жидкость подается непосредственно в саму  бурильную колонну.

Бурение нефтяных и газовых скважин

Доходя до уровня долота, эта промывочная жидкость через отверстия, которые есть в этом инструменте, попадает в породу, а затем по кольцевому свободному пространству, которое остается между стенкой ствола скважины и колонной бурильных труб. поднимается наверх, вымывая куски разбуренной породы. Далее при помощи системы желобов и специальных очистительных устройств эта жидкость очищается от  выбуренной породы, после чего попадает в ёмкость, расположенную на буровом насосе. После этого её можно использовать повторно.

Оцените статью: 1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Наверх!