Технологија бушења нафтних и гасних бушотина

Дубоко бушење бунара

Бушење дубоке бушотине, а посебно ултра-дубоке, је сложен и скуп подухват. У светској пракси, дубоки бунари се буше веома моћним и скупим платформама носивости од 600-800 тона.

До сада је направљено свега неколико комада оваквих инсталација, мање од прстију на једној руци.

Наш пројекат укључује бушење дубоке бушотине користећи конвенционалну опрему за бушење.

При томе је очувана класична шема уништавања и уклањања стена на површину земље, али се користе нове технолошке методе, неки нови алати и, што је најважније, нови приступ проблему дубоког бушења.

Најважнији елемент у комплексу опреме су муљне пумпе, које терају бушаће (глине) исплаке под високим притиском да циркулишу низ бушаће цеви, а затим горе кроз прстенасти зазор између цевног низа и зидова бунара.

Енергија пумпи се претвара у користан рад турбобушилице, која ротира сврдло на дну, и обезбеђује подизање избушене стене на површину земље.

Раствор који излази из супердубоке бушотине Кола се чисти од камена и поново убризгава у бушаће цеви. Циркулација иде по затвореном циклусу.

Ако се нађете на платформи током подизања бушаће жице, видећете вертикалне редове „свећа“ унутар стуба – одвојене цеви на које је конопац подељен. Обично колону чине „свеће” висине 36 метара. Њихов пречник је око 15 центиметара.

Бит је истрошен - подижу цео низ, зашрафљују нову и спуштају „свеће“ у бунар обрнутим редоследом. Приликом бушења дубоких бунара, сврдло прави неколико стотина таквих путовања, а када вози ултра-дубоке - више од хиљаду!

Истовремено, потребно је одржавати вертикалност бушотине у оквиру одређених толеранција, благовремено фиксирати откривене стене обложним цевима, узимати узорке стена са дна - језгра, извршити комплекс геофизичких испитивања у бушотини. анкете и многе друге радове.

Опрема за бушење дубоког бунара је, у ствари, велико модерно постројење. Цео комплекс опреме намењен је бушењу уског цилиндричног пролаза дугог неколико километара у земљиној кори. Ово је само ињекција у утробу Земље. Али колико је то тешко урадити...

Обично се дубоки бунар почиње са сврдлом великог пречника. Бушење се врши све док се не појаве компликације у бушотини (прилив воде, нафте и гаса, наносе бушаћег муља, урушавање зидова), што онемогућава даље продубљивање бушотине.

Затим се посебне цеви спуштају у шахт, а простор између цеви и зидова бунара се попуњава цементним малтером.

Бушотина је сада оклопљена и бушење се може наставити (са сврдлима нешто мањег пречника) све док нове компликације не блокирају пут сврдла.

Затим се у бунар спушта још један низ цеви и цементира, мањег пречника од првог. Такве цеви се спуштају у бунар онолико колико има зона компликација.

Свака дубока рупа је као подземни телескоп, који је окренут од звезда. По броју корака (цеви) у овом телескопу суди се степен сложености и висока цена бушења.

Веома је тешко унапред одредити потребан број карика телескопа и однос њихових величина. Практично је немогуће предвидети на којој дубини ће се десити компликација која ће захтевати спуштање у бушотину чауре, следеће карике телескопа.

Подземље је веома променљиво: буквално суседни бунари могу се разликовати један од другог у погледу услова бушења.Или ћете изненада наићи на водоносни слој под притиском, од којег треба да се заштитите обложним цевима, затим ћете наићи на слој напукнутих стена, а бушаћа течност ће почети да тече дуж њих уместо да носи уништену стену навише, а онда одједном зидови бунара ће почети да се руше, онда ће се формирати пећине ...

Немогуће је предвидети све потешкоће на будућој подземној траси. Одлазећи на пут, астронаути вероватно знају више о својим рутама од бушача који нападају земаљска црева...

На крају крајева, није случајно да научници у лабораторијама многих земаља тренутно проучавају материјал језгра са Месеца допремљен совјетским и америчким авионима, али ни једна лабораторија у свету још увек нема узорке земаљских стена извађених са дубине од најмање 10 километара!

Предности рада ХДД опреме и технологије хоризонталног бушења

Производне и техничке карактеристике бушења

Захваљујући овој технологији, могуће је без проблема поставити цевовод чак иу најтежим случајевима и без израде ровова.

у плутајућим водама, стенама и другим сложеним земљиштима;
испод пољопривредних објеката, као и резервоара, јаруга и других природних објеката;
испод аутопутева, железничких колосека и писта, радни и нерадни;
са великом густином зграда у градовима, укључујући и велике: испод путева, тргова, као и трамвајских пруга;
у заштићеним подручјима где се налази цевоводни транспорт или далеководи;
на територији на којој се налази индустријско предузеће, укључујући и током текуће производње.

Ова технологија има много предности:
С обзиром да ова врста посла не захтева обуставу саобраћаја или блокаду транспортних праваца, то значајно скраћује време рада.

Смањење радног времена, захваљујући савременим технологијама бушења и коришћењу савремене опреме.

За извођење радова потребан је минималан број комада опреме и људи.

Минимални ризик од ванредног стања, гаранција да ће цевовод остати нетакнут.

Због аутономног рада комплекса за бушење, додатни извори енергије нису потребни.

Избегавање препрека - због флексибилности шипки за бушење, што је горе поменуто. Нема потребе за снижавањем нивоа подземних вода.

Финансијски и економски аспект бушења

Из претходно идентификованих предности технологије, следе следећи аспекти:
Укупни трошкови гасовода ће се смањити због брже изградње, као и минималног броја укључених радника и опреме.

Сва ХДД опрема је аутономна, што значи да нема потребе да трошите новац на енергетске ресурсе.

Ако се радови изводе у граду, нећете морати да трошите новац на обнављање путева, паркова итд., јер се гарантује да ће посао бити обављен ефикасно и тачно.

Употреба само висококвалитетне опреме и решења омогућава вам да смањите трошкове поправке и рада цевовода.

Социо-економски аспект

Радови који су у току практично немају утицаја на животну средину и становништво:
Нема штетног утицаја на животну средину.

Нема штете за пољопривреду.

Иако спровођење оваквих радова увек негативно утиче на становнике, овде је негативан утицај минимизиран.

Полагање комуникационих линија на традиционалан начин захтева употребу посебне опреме која уништава масу тла до нивоа полагања. Заузврат, хоризонтално усмерено бушење (ХДД) се фокусира на методу формирања канала или окна без рова у које се полаже цев или кабл. Наравно, инсталације које се користе у овом случају изводе технолошки сложеније радње и захтевају веће трошкове енергије. Међутим, постоје многе предности које оправдавају ХДД технику.Технологија бушења без стварања рова омогућава постављање комуникација у условима у којима није дозвољено уништавање површине тла. Ово је посебно тачно у урбаним срединама, али карактеристике ове методе бушења се ту не завршавају.

Хоризонтално усмерено бушење

Поред веће свестраности, ХДД има и друге предности у односу на полагање комуникација у рововима:

могућност бушења испод шума, акумулација, јаруга, путева итд.;
потребан је мањи број посебне опреме радне снаге за полагање комуникација;
период рада се смањује;
ризик од незгода је значајно смањен;
нема потребе за обнављањем оштећене инфраструктуре и изложене земљине површине;
пејзаж задржава свој првобитни изглед, рад не узрокује непријатности људима који живе у том подручју.

ХДД радови се изводе у неколико фаза:

Обука. Обухвата проучавање тла, комуникационих система и осталог на подручју где се планира бушење бунара.
Бушење пилот бунара. Користи се посебна глава за сечење камена.
Проширење пилот бунара. Кроз пилот рупу се провлачи ример, због чега се његов пречник повећава на потребну величину.
Полагање цевовода.
Испорука објекта. Укључује израду готове документације, у којој је тачно назначен положај цевовода.

Упркос значајним предностима, метода хоризонталног усмереног бушења се не може применити у неким случајевима:

монолитно земљиште или земљиште са великим бројем громада;
присуство препрека под земљом;
прелази на дубини до 1,5 м;
кратки прелази.

Ако ниједно од ових ограничења није присутно, ХДД се може извршити на овој локацији.

Ударно бушење са симултаним системом Симметрик

Специфични проблеми настају при бушењу у пластичној (глинастој) стени засићеној каменим материјалом пречника већег од 100 мм и при наношењу камених наслага.

Бушење пужом са накнадним чахуром у овим хоризонтима често не доноси жељени резултат и подложно је релативно високој опасности од незгоде.

Готово једини прикладан метод у овим условима је бушење чекићем уз истовремено наношење кућишта.

У технологији бушења је познато неколико сличних метода. Најчешћа је метода ексцентричне главе (нпр. Атлас Цопцо метода ОДЕКС).

Ексцентрик (резни елемент) главе се отвара (ставља у радни положај) на дну папуче цеви за сечење када се примени права ротација. Због тога пречник бушења постаје већи од спољашњег пречника кућишта. Приликом храњења, цев за кућиште без ротације је закопана заједно са бушаћом шипком. Проблеми могу настати приликом проласка слојева крупног шљунка, који спречавају ротацију и отварање ексцентричне главе. Због тога користимо још један такозвани "Симметрик-систем".

Слика 2: Глава дивертера за кућиште О 178

Овај систем ради са специјалном ципелом за сечење (немачки "Рингбохркроне"). Глава, причвршћена на доњи крај комплета цеви, има ротирајући прстен изграђен са зубима од тврде легуре (види слику 4).

Приликом уградње, глава чекића је фиксирана у посебном изрезу прстена за ципеле. Током процеса бушења, хоризонталне и вертикалне силе се преносе кроз ову везу и резна ципела производи повратне и кружне покрете са истом фреквенцијом као и чекић. Бит вири око 50 мм из ципеле цеви. Сходно томе, чекић буши и ципела за сечење проширује рупу до пречника кућишта.

Избушена стена кроз посебне канале у сврдлу улази у простор између бушаћих шипки и обложних цеви и избацује се на површину. Димензије специјалне цевне папуче и кућишта су сличне (ципела Ø 182 мм испод кућишта Ø 178 мм). Прелаз са ципеле на цев је направљен без избочина како би се олакшало демонтажу комплета за бушење.

Код облагања са Симметрик системом у сувом стеновитом слоју, могуће су компликације приликом извлачења кабла. Из тог разлога, силе подизања на обујмици за везивање су повећане на 150 кН за КБ 20/100 и КБКБ 30/150. За машине за бушење КБКБ 10 и КБКБ 13 (76 кН подизни прстен) нудимо додатну хидрауличну пресу од 150 кН.

Након достизања водоносног слоја, монтажа обложних цеви је лакша.

Нудимо стандардну верзију Симметрик система са 4" чекићем испод ? Кућиште од 178 мм. Да ли је могуће користити и цеви? 152,4 мм. СА ? 178 мм кућишта цеви, слободан пролаз резне главе је 141 мм (коначни пречник бушења је 135 мм), са ? 152,4 мм са цеви од 116 мм, респективно (пречник финалног бушења 115 мм).

Симметрик систем одговара и десном и левом кућишту са навојем јер се само ципела ротира.

Примена ове методе у модификованом облику је могућа и код бушења са испирањем. У овом случају, ротационо кретање на главу цеви се преноси преко адаптера од конусног наставка. Овај метод је у развоју.

Избацивање камена се дешава кроз горњи крај колоне омотача. Логично је да се, како би се обезбедила чистоћа на радном месту, овај млаз испирања мора исушити и преусмерити. У ту сврху се на ротатор монтира сукња од ПВЦ материјала (слика 3). Одмах зауставља проток на шипки за бушење. Камен (са или без испирања) се уклања или уклања директно из бунара. Моја фирма такође нуди систем преусмеравања за преусмеравање резница директно у контејнер.

Слика 3: "Сукња" на ротатору КБКБ 20

Предности и мане бушења са језгром

Позитивни аспекти процеса укључују:

Тачкасто дејство круне, која сече стену по свом полупречнику, за разлику од ротационог сврдла, уништава тло током проласка.
Метода високих перформанси.
Могућност проучавања подземне структуре тла у радном простору помоћу језгреног бушења.
Користећи ову методу, пролазе се уздигнути, мултилатерални, девијативни бунари; у било којим слојевима, укључујући базалт и гранит.
Брзина ротације бушилице је подесива: на меком тлу, прилично мали обртаји, тврде стене захтевају веће.
Релативно висока стопа продирања, што смањује цену објекта, уз смањени енергетски интензитет процеса.

Као и сваки други процес, бушење језгра има неке недостатке:

У оним процесима где се користи суспензија, постоји опасност од замуљавања водоносног слоја производима за прање.
Брзо хабање алата.
Суво бушење је прескупо.

Када радите са дубоким формацијама, ови фактори остају одлучујући. Цена опреме, заједно са ценом земљаних радова, је солидна цифра.

Процес језгреног бушења одвија се у неколико фаза, опрема је подложна редовном прегледу на оштећења и струготине.

Мајстори пролазе редовну обуку о безбедности, ова мера предострожности значајно смањује проценат оштећења

Повезани видео: Технологија бушења бунара

Избор питања

Михаил, Липецк — Које дискове за сечење метала треба користити?
Иван, Москва — Шта је ГОСТ за челични лим?
Максим, Твер — Који су најбољи регали за складиштење ваљаних металних производа?
Владимир, Новосибирск — Шта значи ултразвучна обрада метала без употребе абразивних супстанци?
Валериј, Москва — Како властитим рукама исковати нож из лежаја?
Станислав, Вороњеж — Која опрема се користи за производњу ваздушних канала од поцинкованог челика?

Технолошке карактеристике методе

Метода бушења са језгром има низ карактеристика:

Мајстори могу да обрађују чак и растресита тла, многе оштре круне омогућавају мајсторима да мењају слојеве стена било ког нивоа тврдоће.
Отвор радног бунара је лако поравнати ако је његов пречник у опсегу од 1 метар.
Чврста, најсавременија опрема за занатско бушење често је постављена на кривудавим теренима.
Цеви са језгром, дужине 0,4–6 метара, користе се и поново користе за своју намену.
С времена на време треба мењати бургију, постаје досадно.
Пре започињања следећег дијамантског језгра, дно бунара се третира бургијом да би се продужио животни век сврдла.
Платформа за опрему за бушење је дизајнирана да буде стриктно хоризонтална.

Опрема за језгро индустријско и истражно бушење се често поставља на шасије тешких возила МАЗ, КАМАЗ и Урал, тракторе или специјална возила гусеничара (теренска возила) у случају тешког терена.

Када је реч о водоснабдевању, постоји доста лаке мобилне опреме погодне за бушење бунара за воду.

Мобилна опрема за бушење бунара

Почињемо да бушимо важне фазе припреме

Хоризонтално бушење „уради сам“ подразумева прављење пункције помоћу професионалне опреме. Пре него што почнете да правите канал испод пута или железнице, требало би да се припремите за овај процес. Да бисте добили избушену рупу, потребно је изравнати платформу на којој ће бити постављена опрема.

Величина локације на којој ће бити постављена инсталација мора бити најмање 10к15 м. Локалитет се прави тачно на месту планираног рупа испод пута. Тек након што је припремљена локација потребне величине, могућ је транспорт одговарајуће опреме и апарата.

Претходно је потребно припремити и инсталацију која припрема раствор бентонита. Ово решење се меси посебним возилом, које се мора поставити поред механизма за бушење. Удаљеност између ових уређаја мора бити најмање 10 метара. За јачање зидова бунара, као и за уклањање земље из избушеног канала користи се раствор бентонита.

Припремни процес такође укључује следеће активности:

Уређење посебних јама на улазу и излазу канала. Вишак раствора ће се преселити у ове бунаре.
Утврдите присуство подземних комуналних услуга на које опрема за бушење не би требало да утиче.
Проучити природу тла, на основу чега ће се донети одлука о избору оптималне трасе за бушење.
Поставите комуникацију између предрадника и руковаоца опреме.

Како ће се одвијати сам процес зависи од фазе припреме, тако да овом догађају треба приступити посебно. Током бушења поштују се мере предострожности од којих зависи здравље и живот радника

Карактеристика методе

Језгро извучено на површину - цилиндрични стуб материјала, узима се за узорак и транспортује се на врх уз помоћ пужног подизача - може много рећи истраживачима подземља.

Формације су видљиве на пресеку, ниједна од постојећих метода бушења не може дати тако тачне показатеље.

На овај начин је избушена ултрадубока бушотина Кола. Достигнута је ознака од 12.262 хиљаде метара - јединствен резултат у истражном бушењу.

А основна метода је неопходна приликом бушења бунара за тражење воде, технологија даје поуздан резултат - 100%. Вреди разумети замршеност саме технологије, у алату за њену имплементацију, проучити све предности и недостатке.

Није тешко користити технологију језгра, стручњаци могу да раде са свим врстама стена, до дубине од хиљаду метара, када се делови слојева на одређеној фреквенцији износе на површину.

Концепт бунара

Према начину удара на стене разликују се механичко и немеханичко бушење. Код механичког бушења алат за бушење директно утиче на стену уништавајући је, а код немеханичког бушења до уништења долази без директног контакта са стеном од извора удара на њу. Немеханичке методе (хидрауличне, термичке, електрофизичке) су у развоју и тренутно се не користе за бушење нафтних и гасних бушотина.

Методе механичког бушења деле се на ударне и ротационе.

Током ударног бушења, уништавање стена врши се длетом окаченим на уже. Алат за бушење такође укључује ударну шипку и браву за ужад. Окачен је на конопац, који се баца преко блока постављеног на јарбол (није приказано конвенционално).

Тренутно се код нас код бушења нафтних и гасних бушотина не користи ударно бушење.

Бушотине нафте и гаса се граде методом ротационог бушења. Овом методом, стене се не дробе ударима, већ се уништавају ротирајућим битом, који је подвргнут аксијалном оптерећењу. Обртни моменат се преноси на сврдло или са површине са ротатора (ротора) преко бушаће колоне (ротационо бушење) или са дубинског мотора (турбобушилица, електрична бушилица, шраф мотор) инсталираног директно изнад сврдла.

Турбобушилица је хидраулична турбина коју покреће течност за бушење која се убризгава у бушотину. Електрична бушилица је електромотор отпоран на течност, који се напаја каблом са површине. Вијчани мотор је врста хидрауличне машине у рупи у којој се завојни механизам користи за претварање енергије тока течности за испирање у механичку енергију ротационог кретања.

Према природи разарања стена на дну, разликују се континуирано и језгро бушење. Уз континуирано бушење, уништавање стена се врши по целој површини лица. Језгром бушења предвиђено је уништавање стена само дуж прстена ради вађења језгра – цилиндричног узорка стена дуж целе или делом дужине бушотине. Уз помоћ узорковања језгра проучавају се својства, састав и структура стена, као и састав и својства течности која засићује стену.

Бунар је рудник кружног попречног пресека, избушен са површине земље или из подземног рада без људског приступа лицу под било којим углом у односу на хоризонт, чији је пречник много мањи од дубине. Бушење бунара се врши помоћу посебне опреме за бушење

Постоје вертикални, хоризонтални, коси бунари. Почетак бунара назива се његова уста, дно - дно, унутрашња бочна површина - зидови. Пречник бунара се креће од 25 мм до 3 м. Бунари могу имати бочне траке (БС), укључујући хоризонталне (БГС)

По намени се разликују бушотине: картографске, референтне, структурне, истражне, истражне, оперативне, геотехнолошке и инжењерске (рударске, вентилационе, дренажне, баражне, експлозивне и др.).

Гасна бушотина је бушотина која је избушена у гасоносни хоризонт и користи се за вађење гаса и гасног кондензата.

Нафтна бушотина је бушотина која се буши у нафтоносни хоризонт, или најчешће нафто-гасни, а користи се само за вађење нафте. Бунар се не може користити за производњу гаса - то је због изградње самог бунара, а што је најважније, специфичности припреме нафте за транспорт, гас се чисти и суши пре транспорта у складу са СНиП, ТУ и другим регулаторним документима.

Бушење у равнини

Бушење са испирањем почиње након што се обложне цеви утисну у стабилну стену (без пећина).За циркулацију протока испирања на бушаћим уређајима наше компаније, пумпе за испирање са хидрауличним погоном (Фирма: Спецк или Цапрари) се монтирају на КБКБ 20/100 са протоком од 720 л/мин и висином дизања од 83 метра (Спецк 50). /250), на КБКБ 30 /150 са 960 л/мин и 132 метра респективно (Цапрари МЕЦА 004/80).

За јединице КБКБ 10/2 и КБКБ 13 доступне су пумпе за испирање, за дубине до 50 или 100 метара, на посебној шасији са точковима. Ове пумпе покреће одвојени бензински или дизел мотор. Опрема укључује усисно црево "3" и црево за притисак "5".

Као течност за испирање може се користити и чиста вода и вода са додатним адитивима.

За додатну стабилизацију зидова бунара користе се адитиви. Као адитиви се користе анти-сол или бентонит. Наша компанија нуди како саме адитиве тако и уређаје за њихово мешање и пресовање (састоји се од 3 дела; димензије 1,5к1,2к0,6 м.) Вентури миксер погоњен пумпом за испирање са протоком од 500 л/мин.

Систем за испирање се састоји од 2 посуде за боље и брже таложење уклоњеног материјала у испирања. Непрекидни рад пумпе за испирање директно зависи од квалитета чишћења (слагања) течности за испирање. Проток за испирање улази у прву комору кроз одводно црево "5" и усисава се из 2. коморе помоћу црева "3". Обратите пажњу на усисну главу током рада. Не би требало да буде зачепљен јер ће то негативно утицати на рад пумпе за испирање.

Конусни или оштрица се користе као алат за бушење (резање) када се буши са испирањем. Приликом бушења конусним сврдлима, за оптималан притисак на резни алат, препоручује се употреба пондерисаних шипки.

Проток течности за испирање из бунара има брзину од 0,3-0,5 м/с.

Слика 4: Резање ципеле за цеви

Важно је темељно очистити бунар од стене на крају бушења сваке шипке. Да бисте то урадили, препоручује се подизање и спуштање комплета за бушење 2-3 пута на ходу довода

Уклањање камења се може контролисати помоћу неке врсте филтерског елемента. Тек након престанка уклањања камења, искључите ток испирања. Да бисте то урадили, није потребно искључити пумпу за испирање. Систем за испирање можете искључити само помоћу кугличног вентила на пумпи за испирање. Након монтирања следеће бушаће шипке, куглични вентил се отвара.

Приликом проласка кроз слојеве глине постоји опасност од бубрења глине под утицајем воде и сродних компликација при продубљивању геосонде. Да би се спречило отицање глине, препоручљиво је користити магнезијум хлорид као адитив. Ова со спречава да глина набубри. Поред тога, глинена стена се не изводи у облику суспензије, већ у облику малих комада, што поједностављује чишћење течности за прање.

У случају дугих пауза у раду, препоручује се испирање пумпе чистом водом. На негативним температурама обавезно испразните заосталу воду.

Опште информације о технологији

Техника бушења дуж хоризонталне линије састоји се у формирању бунара сечењем тла методом угаоног пункције. То јест, инсталација са радном главом се уводи у утробу земље на начин да површина испод које се планира да води комуникациони канал задржи свој интегритет. Традиционална метода и технологија хоризонталног бушења се спроводи помоћу алата за резање камена. Ово је са емитером и косом. Глава врши пилот бушење, а затим се кроз систем управљања главни део посла одвија уз промену параметара формирања бунара, у зависности од захтева пројекта.

Велики део посла се обавља пре почетка бушења. Специјалисти проучавају својства и квалитете тла, локацију функционалних комуникација итд. Сондирање земљишне масе уз регистрацију других подземних објеката је најважнија фаза припреме, након чега се може започети хоризонтално усмерено бушење. Технологије за праћење могућих укрштања траса постојеће комуникације са пројектним омогућавају не само да се реши питање приступа послу, већ и да се одреди оптимална тактика и путања изградње бунара.