4. Способы бурения нефтяных и газовых скважин.

По способу воздействия на горные породы различают механическое и немеханическое бурение.

При механическом бурении буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая ее, а при немеханическом разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника воздействия на нее.

Немеханические способы (гидравлический, термический, электрофизический) находятся в стадии разработки и для бурения нефтяных и газовых скважин в настоящее время не применяются.

Промышленное применение находят только способы механического бурения — ударное и вращательное.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СПОСОБОВ: - вращательное бурение; - ударное бурение.

• КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ВРАЩАТЕЛЬНЫХ СПОСОБОВ

• - роторное бурение(5%);

• - бурение забойными двигателями.

 

• КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАБОЙНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ:

• - гидравлические забойные двигатели (ГЗД) (95%);

• - электрические забойные двигатели (электробуры).

• КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЗАБОЙНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (ГЗД):

• - турбобуры(те же 5%);

• - винтовые забойные двигатели.

Ударное бурение скважин

Из всех разновидностей ударного способа наибольшее распространение получило ударно-канатное бурение.

При ударном бурении скважина, как правило, не заполнена жидкостью. Поэтому, во избежание обрушения породы с ее стенок, в скважину спускают обсадную колонну, состоящую из металлических обсадных труб, соединенных друг с другом с помощью резьбы или сварки. По мере углубления скважины обсадную колону продвигают к забою и периодически удлиняют (наращивают).

В настоящее время ударный способ не применяется при строительстве нефтяных и газовых скважин.

Вращательное бурение скважин

При вращательном бурении разрушение породы происходит в результате одновременного воздействия на долото осевой нагрузки и крутящего момента. Под действием осевой нагрузки долото внедряется в горную породу, а под влиянием крутящего момента скалывает ее.

При вращательных способах бурения углубление долота в породу происходит при движении вдоль оси скважины вращающейся бурильной колонны, а при бурении с забойными двигателями - не вращающейся бурильной колонны. Характерной особенностью вращательного бурения является одновременная промывка скважины.

Основные виды вращательного бурения:

• роторный способ (бурение ротором или верхним силовым приводом - ВСП);

• турбинный способ (бурение турбобурами);

• бурение винтовыми забойными двигателями;

• бурение электробурами.

При роторном бурении мощность от двигателей буровой установки через трансмиссию передается ротору. Ротор вращает бурильную колонну с укрепленным на ее конце долотом. При использовании ВСП бурильную колонну вращает силовой вертлюг. Бурильная колонна состоит из ведущей трубы и привинченных к ней с бурильных труб.

При бурении с забойным двигателем долото привинчено

к валу, а бурильная колонна — к корпусу забойного двигателя (ЗД).

При работе ЗД вращается его вал с долотом, а бурильная колонна воспринимает реактивный момент на корпусе ЗД.

В настоящее время применяют три вида забойных двигателей:

• турбобур;

• винтовой двигатель:

• электробур.

Турбобур и винтовой двигатель являются разновидностями гидравлических забойных двигателей, наиболее широко применяемых при бурении и капитальном ремонте нефтегазовых скважин.

При бурении с гидравлическим забойным двигателем (ГЗД) гидравлическая энергия потока бурового раствора, двигающегося от бурового насоса по бурильной колонне, преобразуется в механическую энергию вращения вала ГЗД, с которым соединено долото.

При бурении с электробуром электрическая энергия передается по кабелю, смонтированному внутри бурильной колонны и преобразуется электродвигателем в механическую энергию вращения вала электробура, которая непосредственно передается долоту.