PDC брылау ашаулары

PDC Бұрғылау қашаулары

Қашау - ұңғыма забойында оның eнyi кезінде тау жыныстарын механикалық бұзуға арналған бұрғылау құрал-сайманы. Жыныстарға әсер ету сипаты бойынша қашауларды төмендегідей жіктеуге болады:

1. Kәciп-опыратын қашау - қалақшалық қашаулар (13-сурет), қаттылығы үлкен емес, жемірлігі аз тұтқыр және пластикалық жыныстарды (тұтқыр саздар, беріктiгi аз сазды тақтатастар және т.б.) бұрғылауға арналған.

2. Ұсатып-опыратын қашау – шар қашаулар, орташа қаттылықтағы, қатты, мықты, өте мықты жемірліксіз және жемірлігі аз жыныстарды бұрғылауға арналған.

3. Keciп – қажайтын қашаулар – алмастық және қатты қорытпалы жыныс бұзушы қосымшалары бар қашаулар. Олар орташа қаттылықтағы жыныстарды, сонымен қатар жоғары пластикалық тұтқырлығы аз жыныстардың орташа қаттылықтағы, тіпті жемірлігі аз қатты жыныстармен кезектесіп келетіп жыныстарды бұрғылауға арналған:

Бұрғылау қашаулары тағайындалуы бойынша үш түрге бөлінеді:

1) тау жыныстарын тұтас забойымен бұзатын қашаулар;

2) тау жыныстарын сақиналық забойымен бұзатын қашаулар (ұстынды қашау);

3) арнайы тағайындалған қашаулар.

Тұтас және ұстындық бұрғылайтын қашаулар ұңғыманы тереңдетуге арналған, ал арнайы қашаулар бұрғыланған ұңғымадағы (ұңғыманың оқпанын кеңейту және тегістеу) және айналдыра түсірілген мұнаралардағы (цементтік тасты бұрғылау) жұмыстарға арналған.

Тұтас бұрғылау үшін де, ұстындык бұрғылау үшін де жоғарыда көрсетілген принциптердің кез келгені бойынша тау жыныстарын бұзуға мүмкіншілік беретіп қашаулар жасалынған. Бұл дәл берілген тау жынысының физика-химиялық қасиеттеріне сәйкес қашау типін таңдауды жеңілдетеді. Диаметрлері 46 мм-ден 580 мм-ге дейін қашаулар шығарылады. Бұрғылау кезінде барлау, кейде пайдалану ұңғымасынан да периодты түрде, стратиграфиялық қиманы жасау, тесіп өткен тау жынысының литологиялың сипаттамаларын зерделеу, жыныстар кеуектеріндегі мұнай мен газдың мөлшерін білу жөне т.б. үшін, бұзылмаған тұтастар (жынысөзектер) түрінде жыныстар алынып отырады. Жынысөзекті бетке шығару үшін ұстындың қашаулар қолданылады, Мұндай қашаулар бұрғылау басынан және бұрғылау басының корпусына бұранда көмегімен қосылған бағаналық жиынтықтан тұрады.

Жынысөзек алу арқылы жүретін бұрғылау кезінде жыныстардың қасиеттеріне байланысты шар тәрізді, алмасты және құрышқорытпалы бұрғылау бастары қолданылады. Бұрғылау басына шарлар, бұрғылау кезінде ұңғыма забойы ортасында жыныстар бұзылмай, жыныс-өзек (2) түзілуіне мүмкіншілік жасайтындай етіп бекі-тіледі. Түрлі жыныстарда жынысөзек алатын бұрғылауға арналған төрт, алтышарлы жөне тіпті сегізшарлы бұрғы-лау бастары болады. Алмасты жөне ңұрышқорытпалы бұрғылау бастарындағы жыныс бұзушы элементтердің орналасуы да тау жыныстарын ұңғыма забойының тек шет жақтарында бұзуға мүмкіншілік береді. Түзілетін тау жынысының ұстыны ұңғыма тереңдегенде ұстындық жиынтықңа келеді, ол корпустан және ұстындық құбырдан (топырақ тасығыштан) тұрады. Ұстындық жиынтық корпусы бұрғылау басын бұрғылау бағанасына қосу, топырақ тасығышты орналастыру және оны механикалық заңымданудан сақтау үшін, сонымен қатар жуғыш сұйықтықтың және топырақ тасығыштың арасынан өткізу үшін қажет.

Топырақ тасығыш жынысөзекті қабылдау, бұрғылау кезінде оны сақтау үшін және оны беткі қабатқа шығару кезінде пайдаланылады. Бұл қызметтерді орындау үшін топырақ тасығыштың төменгі бөлігіне жыныс-өзекті жұлғыштар мен жынысөзекті ұстағыштар, ал жоғарғы жағына — топырақ тасығыш жынысөзекпен толған кезде, одан шығатын сұйыңтықты өзінен өткізіп отыратын — шарлы клапан орнатылады. Топырақ тасығышты ұстындық жиынтық корпусына және бұрғылау басына орнатудың тәсіліне қарай ұстындың қашаулардың топырақ тасығышы алынатын және топырақ тасығышы алынбайтын түрлері болады. Топырақ тасығышы алынатын ұстындық қашаулар бұрғылау бағанасын көтермей-ақ, топырақ тасығышты жынысөзекпен бірге көтеруге мүмкіндік береді. Ол үшін бұрғылау бағанасына арқан арқылы ұстағыш түсіреді, оның көмегімен ұстындық жиынтықтан топырақ тасығышты шығарып, оны беткі қабатқа көтереді. Содан соң, осы ұстағышты пайдаланып, бос топырақ тасығышты ұстындық жиынтық корпусына түсіреді және орнатады жөне жынысөзек алу арқылы жүретін бұрғылауды жалғастырады. Топырақ тасығышы алынатын ұстындық қашауларды турбиндік бұрғылау кезінде, ал топырақ тасығышы алынбайтындар — роторлық бұрғылау кезінде пайдаланылады.

Бұрғылау бағанасы.  Бұрғылау бағанасы (16-сурет) қашауды (забойлық қозғалтқыш пен қашауды) жер бетілік жабдықтармен (тік люгпен) жалғастырады жөне ол жетекші құбырдан (4), бұрғылау құбырларынан (8) жөне ауырландырылған бұрғылау құбырларынан (АБҚ) (13) тұрады. Бұрғылау бағанасының жоғарғы бөлігі жетекші құбырдан (4) тұрады, ол тік люгке (1) жетекпгі құбырдың жоғарғы ауыстырғышы (3) және тік люг ауыстырғышы (2) арқылы байланыстырылады. Жетекші құбыр бірінші бұрғылау құбырына (8) жетекші құбырдың төменгі ауыстырғышы (5), қорғаушы ауыстырғыш (6) және бұрғылау құлпының (7) жалғастырғышы арқылы байланыстырылады. Бұрғылау құбырлары (8) екі бөлшектен бұрғылау құлпының жалғастырғышы (7) және бұрғылау құлпының ниппелдері (9) тұратын бұрғылау құлпының көмегімен немесе байланыстырғыш жалғастырғыш (10) көмегімен бұралады. АБҚ (12) жөне (13) қандай да бір байланыстырғыш элемент-терді қолданбай-ақ, тікелей бұралып жалғанады. Жоғарғы АБҚ бұрғылау құбырына ауыстырғыш (11) көмегімен, ал төменгі АБҚ (13) қашауға (роторлық бұрғылау кезінде) немесе қашаумен бірге забойлық қозғалтқышқа (турбиндік бұрғылау және электрбұрғымен бұрғылау кезінде) ауыстырғыш (14) көмегімен жалғанады.

Бұрғылау бағанасы айналуды роторлық бұрғылау кезінде роторға беруге және жуғыш сұйықтықты турбобұрғыға (турбиндік бұрғылау кезінде), қашауға және ұңғыма забойына (барлық бұрғылау төсілдерінде) беруге; ток өткізгіштің жеке секцияларын жөндеуге (электр-бұрғымен бұрғылау кезінде); забойға жүктеме жасауға; қашауды, турбобұрғыны, электрбұрғыны көтеру және түсіру үшін; қосалқы жұмыстарды жүргізуге (ұңғыманы қайта қазу, кеңейту және жуу, қаттарды сынау және т.б.) арналған.

Бұрғылау бағанасының роторлық тәсіл кезіндегі жөне забойлық қозғалтқышпен бұрғылау тәсілі кезіндегі жұмыс істеу жағдайлары әр түрлі. Роторлық тәсілде ротордан айналуды қашауға жөне забойға жүктеме беретін бұрғылау бағанасына бірқатар жүктемелер түседі. Бұрғылау бағанасы ұңғыманың забойына жанаспаған жағдайда айналмайды, ол созылымдық әсерде болады да, вертлюгте максимумға жетеді. Ұңғыманы бұрғылау үдерісінде бұрғылау бағанасының жоғарғы бөлігі созылады да,оның забойға тиетін төменгі жағы қысылады. Сонымен, бұрғылау бағанасы бұрғылау кезінде созатын жөне қысатын күш-тердің әсеріне ұшырайды да, ендеше созу және қысу кернеулерін сезінеді.

Айналу моментін ротордан қашауға беру кезінде созу және қысу кернеулерінен басқа бұрғылау бағанасында айналдыру кернеуі болады; сондай-ақ орталықтан тепкіш күштің әсерінен майыстырушы кернеуі де болады, оның әсері ұңғыманың сағасынан забойына қарай артады. Бұрғылау бағанасына айтылған күштердің бөрінің бірден өсер етуі оның жұмыс істеу жағдайын роторлық бұрғылау төсі -16-сурет. Бұрғылау кезінде күрделендіреді. Нәти-бағанасы жесінде бұрғылау құбырында, бұрғылау құлпында және бұрғылау бағанасының басқа элементтерінде апаттар жиі болып тұрады.

 

 

Жалғамалы бұрандама

Забой профилі

 

13-сурет. Екі қалақшалы қашау а) ә) б)

14-сурет. Үш шарлы қашаулар:

а - сына тәрізді айналмалы жонылған тістері бар орташа қаттылықтағы (С типті) жыныстарға арналған; ә - сына тәрізді жыныс бұзатын беті бар шар денесіне қатты қорытпалы тістер тығыз бекітілген ұңғымаға ауа үрлеу кезіндегі қатты жемірлікті жыныстарға (ТЗП типті) арналған; б - шар денесіне қаттықорытпалы тістері престеліп бекітілген сфералық жыныс бұзатын беті бар қатты жыныстарға (К типті) арналған

 Бұрғылау кезінде барлау, кейде пайдалану ұңғымасынан да периодты түрде, стратиграфиялық қиманы жасау, тесіп өткен тау жынысының литологиялық сипаттамаларын зерделеу, жыныстар кеуектеріндегі мұнай мен газдың мөлшерін білу және т.б. үшін, бұзылмаған тұтастар (жынысөзектер) түрінде жыныстар алынып отырады.

Жынысөзекті бетке шығару үшін ұстындық қашаулар қолданылады. Мұндай қашаулар бұрғылау басынан (1) және бұрғылау басының корпусына бұранда көмегімен қосылған бағаналық жиынтықтан тұрады (15-сурет).

Жынысөзек алу арқылы жүретіп бұрғылау кезінде жыныстардың қасиеттеріне байланысты шар тәрізді, алмасты және құрышқорытпалы бұрғылау бастары қолданылады. Бұрғылау басына шарлар, бұрғылау кезінде ұңғыма забойы ортасында жыныстар бұзылмай, жынысөзек (2) түзілуіне мүмкіншілік жасайтындай етіп бекітіледі. Түрлі жыныстарда жынысөзек алатын бұрғылауға арналған төрт, алтышарлы және тіпті сегізшарлы бұрғылау бастары болады. Алмасты және құрышқорытпалы бұрғылау бастарындағы жыныс бұзушы элементтердің орналасуы да тау жыныстарын ұңғыма забойының тек шет жақтарында бұзуға мүмкіншілік береді.

Түзілетіп тау жынысының ұстыны ұңғыма тереңдегенде ұстындық жиынтыққа келеді, ол корпустан (4) және үстындық құбырдан (топырақ тасығыштан) (3) тұрады.

Ұстындың жиынтық корпусы бұрғылау басын бұрғылау бағанасына қосу, топырақ тасығышты орналастыру және оны механикалық зақымданудан сақтау үшін, сонымен қатар жуғыш сұйықтықтың және топырақ тасығыштың арасынан өткізу үшін қажет.

Топырақ тасығыш жынысөзекті қабылдау, бұрғылау кезінде оны сақтау үшін және оны беткі қабатқа шығару кезінде пайдаланылады. Бұл қызметтерді орындау үшін топырақ тасығыштың төменгі бөлігіне жыныс-өзекті жұлғыштар мен жынысөзекті ұстағыштар, ал жоғарғы жағына - топырақ тасығыш жынысөзекпен толған кезде, одан шығатын сұйықтықты өзінен өткізіп отыратын - шарлы клапан (5) орнатылады.

Топырақ тасығышты ұстындық жиынтық корпусына және бұрғылау басына орнатудың тәсіліне қарай ұстындық қашаулардың топырақ тасығышы алынатын және топырақ тасығышы алынбайтын түрлері болады.

15-сурет. Ұстындық қашау құрылғысының сызбасы:

1 - бұрғылау басы; 2 - жынысөзек; 3 - топырақ тасығыш; 4 - ұстындың жиынтық корпусы; 5 - шарлы клапан

Топырақ тасығышы алынатын ұстындық қашаулар бұрғылау бағанасын көтермей-ақ, топырақ тасығышты жынысөзекпен бірге көтеруге мүмкіндік береді. Ол үшін бұрғылау бағанасына арқан арқылы ұстағыш түсіреді, оның көмегімен ұстындық жиынтықтан топырақ тасығышты шығарып, оны беткі қабатқа көтереді. Содан соң, осы ұстағышты пайдаланып, бос топырақ тасығышты ұстындың жиынтық корпусына түсіреді және орнатады және жынысөзек алу арқылы жүретіп бұрғылауды жалғастырады.

Топырақ тасығышы алынатын ұстындық қашауларды турбиндік бұрғылау кезінде, ал топырақ тасығышы алынбайтындар - роторлық бұрғылау кезінде пайдаланылады.

«ЖігерМұнайСервис» кәсіпорыны мұнай өнеркәсібі жабдықтарының бөлшектерін шығару, соның ішінде PDC қашаулары мен бұрғы колонналарының төменгі жақтарын үйлестіру тәсілінің қосалқы бөлшектерін, сондай-ақ алғашқы қазақстандық бұрғылау қондырғысын жасақтау бойынша жобаларды жүзеге асырды. PDC бұрғылау қашаулары мұнай және газ ұңғымаларына арналған. PDC қашаулары жоғары сапалы болаттан жасалады және алмас поликристаллдық кескіштермен бекітіледі. Тозуға төзгіштігі жоғары және басқа қашаулармен салыстырғанда ұңғылау жылдамдығы 2-3 есеге артық, сонымен қатар әлдеқайда үнемдірек болып келеді. Қашау өндірісінің ерекшелігі - күрделі геометриялық фигураларды сандық бағдарламалық жасақтамасы бар, дәлдігі жоғары деңгейдегі 5-координаттық жоңғыш-өңдеуші орталықта дайындауы болып табылады.

Зауытта қолданылатын жабдықтың қашаудың кез келген құрылымына бейімделуі аталған өндірісте қашаулардың әр түрлі үлгілерін пайдалануға жол береді. Бұрғылау тереңдігі 7 мың метрге дейін жететін бұрғы қондырғысын жасақтау британдық Discovery компаниясымен бірлесе отырып, батыстың озық технологияларын қолдану арқылы жүзеге асырылды. Компания ISO 9001:2008, ISO 29001:2007, OH SAS 18001-2007 стандарттарына сай. Өндірілетін өнім сапасы API, DS-1 және т.б. стандарттардың талаптарын қатаң сақтаумен қаматамасыз етіледі. Кәсіпорынды аралау барысында төмендегідей сұрақтарға түсіндірме берілді: «Интернет-дүкен» ақпараттық жүйесінің қызметтері, нормативтік құжаттарды өзектендіру, Қазастан Республикасындағы каталогтандыру жүйесінің жүргізілуі, өндірістің метариалдық-техникалық базасы мен ғылыми-техникалық жағдайын Кедендік Одақтың техникалық регламенттеріне енгізуге дайындығы, 2016-2017 жж. арналған мемлекеттік стандарттау Жоспарын қалыптастыру тәртібі, үкіметтік емес стандарттардың жасақталуы мен қолданылуы.

Пайдаланылған әдебиеттер

https://www.memst.kz

http://studopedia.org