Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра экономической теории

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему “Способы бурения скважин. Причины и механизм самопроизвольного искривления скважин. Контроль пространственного положения скважин ”

(по предмету «Строительство нефтяных и газовых скважин»)

УФА -2009

Содержание:

1. Способы бурения скважин

1.1 Ударно-канатное бурение

1.2 Роторное бурение

1.3 Бурение скважин с забойными двигателями

1.3.1 Турбинное бурение

1.3.2 Бурение объемными винтовыми двигателями

1.3.3 Бурение электробуром

2. Причины и механизм самопроизвольного искривления скважин

2.1 Влияние геологических условий на искривление скважин

2.2 Влияние технических причин на искривление скважины

2.3 Влияние технологических факторов на искривление скважин

3. Контроль пространственного положения скважин

Список использованной литературы

1. Способы бурения скважин

1.1 Ударно-канатное бурение

Метод ударно-канатного бурения – один из самых освоенных в практике буровых работ. Изобретенный еще в Древнем Китае он до сих пор широко используется для самых разных грунтов: от рыхлых до монолитных скальных.

Ствол скважины создается периодическими ударами долота по забою под действием собственного веса и тяжелой ударной штанги. Приподнимание долота и ударной штанги, прикрепленных к инструментальному канату, осуществляется балансиром бурового станка. На рисунке 2.1 изображена схема ударно-канатного бурения. Кривошипно-шатунный механизм 10, 12 приводит в движение балансирную раму 13, при опускании которой оттяжной ролик 14 натягивает инструментальный канат 11 и поднимает долото 1 над забоем на 0,05 – 1,5 м. При подъеме балансирной рамы долото падает и разрушает породу. Лезвия долота имеют небольшую площадь контакта с забоем, что обеспечивает их значительное углубление при каждом ударе и разрушение даже очень твердых пород. Поражение всей поверхности забоя и получение цилиндрического ствола достигается принудительным поворачиванием инструмента после каждого удара с помощью канатного замка 6. После углубления всей площади забоя на достаточную величину на ту же величину удлиняется весь инструмент. Инструментальный канат 11 сматывается с инструментального барабана. Инструмент (буровой снаряд) канатного бурения кроме долота 1 ударной штанги 2 массой 1000-2000 кг, каната и канатного замка 6 для их соединения включает раздвижную штангу 5 (ясс, самопад) и расширитель 3.

Конструктивно яссы представляют собой трубу в трубе как два звена цепи, имеющие свободное перемещение в пределах определенной длины. В самопаде предусматривается устройство, обеспечивающее захват ударной штанги, долота на забое и сбрасывание их после окончания хода балансира вверх. При канатном бурении Яссы облегчают выбивание долота вверх при бурении в вязких породах.

Расширитель 3 обеспечивает увеличение диаметра скважины больше диаметра долота 1 и обсадной колонны 4, внутри которой он вместе со всем инструментом спускается. Поэтому расширитель при спуске и подъеме внутри обсадной колонны складывается, а в рабочее положение приводится при выходе из-под ее башмака (основания).

Для взвешивания шлама в процессе работы долота на забой подается вода, если она самопроизвольно не поступает из разбуриваемых или ранее вскрытых пластов. Очистка забоя от шлама осуществляется по мере его накопления периодически с помощью устройства, называемого желонкой 8. Желонка состоит из цилиндра и поршня, оборудованных обратными клапанами 7,9. Желонка спускается на относительно легком тартальном канате с высокоскоростного барабана (тартального). При достижении желонкой забоя поршень под действием собственного веса опускается вниз на дно колонки. При подъеме поршня его клапан закрывается, а клапан желонки остается открытым, обеспечивая поступление в желонку перемешанного с водой шлама. При отрыве желонки от забоя под действием собственного веса и веса шлама закрывается и нижний клапан. При ударном бурении скважина обычно е заполняется буровым раствором, поэтому для предотвращения обвалов спускается (ходовая) обсадная колонна, периодически продвигающаяся к забою по мере углубления скважины.

Обсадная колонна спускается со специального барабана. Наращивание ее осуществляется трубами с резьбовыми соединениями (редко на сварке). С увеличением выхода (расстояния) башмака опускаемой колонны из-под башмака предыдущей (ранее спущенной) затрудняется и наконец становится невозможным ее проталкивание к забою даже с помощью забивных снарядов. Тогда эта колонна оставляется в скважине в таком положении, чтобы ее башмак находился в устойчивых породах. Далее вновь опускается следующая (ходовая) обсадная колонна, которая так же продвигается к забою по мере углубления скважины. Поэтому число обсадных колонн при ударном бурении велико.

Для ударного бурения нефтяных скважин характерны следующие особенности. Способ разрушения горных пород периодическими ударами с частотой от 10-20 до 100-150 в минуту при длительности собственного удара всего в десятые и сотые доли секунды дает возможность сосредотачивать в контакте с породой большие мощности и разрушать практически любу по твердости породу из осадочного комплекса при малой мощности привода бурового станка. Однако вследствие низкой частоты ударов невелики и скорости проходки – не более нескольких метров в час.

Отсутствие буровых насосов, очистных устройств, непрерывной промывки скважин облегчает буровую установку, требует сравнительно небольшой мощности привода и расхода электроэнергии или топлива. Энергоемкость бурения невелика, однако скорости проходки понижаются еще больше вследствие периодичности очистки забоя и больших перерывов в работе долота.

Из-за отсутствия бурового раствора в скважине не создается противодавление на ее стенки и насыщающие пласты флюиды, что с одной стороны, улучшает качество вскрытия низконапорных пластов, исключает их загрязнение и пропуск при разведке, а с другой стороны, повышает опасность обвалообразований, вынуждает спускать большое число обсадных колонн, что соответственно требует больших затрат на строительство скважин. Отсутствие регулируемого противодавления в скважине практически исключает вскрытие высоконапорных нефтяных пластов из-за опасности выбросов, открытого фонтанирования и пожаров.

Попытки усовершенствовать ударное бурение за счет применения непрерывной циркуляции жидкости для очистки забоя приводили к существенному усложнению оборудования и удорожанию его эксплуатации, лишали ударное бурение и другого преимущества перед вращательным – более высокого качества вскрытия продуктивных нефтяных пластов, поэтому выпускаемые у нас станки ударно-канатного бурения для других отраслей промышленности не предусматривают непрерывную циркуляцию бурового раствора, имеют небольшую массу и предназначены для бурения на глубину менее сотни метров. В США есть опыт применения ударного бурения лишь для вскрытия нефтяных пластов, когда весь основной ствол бурится вращательным способом (комбинированное последовательное ударно-вращательное бурение).

Однако и для этих целей оно было заменено более эффективным вращательным бурением с аэрацией пеной или продувкой газообразными агентами, промывкой растворами на нефтяной основе. В Росси ударное бурение применяется ныне в других отраслях.