Классификация и характеристики способов бурения нефтегазовых скважин
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; — бурение забойными двигателями.
КЛАССИФИКАЦИЯ ЗАБОЙНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ:
— гидравлические забойные двигатели (ГЗД); — электрические забойные двигатели (электробуры).
КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЗАБОЙНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (ГЗД):
— турбобуры; — 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 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:
Ø турбобур;
Ø винтовой двигатель:
Ø 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.