Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Спуско-подъемные операции при бурении глубоких скважин выполняются для смены изношенного долота и состарляют зна­чительную долю общей продолжительности всего цикла соору­жения скважины. С ростом глубины бурения, а также с повы­шением механической скорости удельный вес этих работ имеет тенденцию к возрастанию и может достигать 65%. Это объяс­няется заметным отставанием темпов технического прогресса в технологии смены долота по сравнению со всеми другими ви-

Таблица 8.12

Операции смены долота Подъем Спуск

Машинные операции

Подъем свечи из скважины

| Подъем порожнего элеватора

Машинно-ручные и ручные операции

SHAPE \* MERGEFORMAT

Посадка колонны на элеватор

Развинчивание резьбового соединения Установка свечи на подсвечник Спуск порожнего элеватора Перенос штропов на загруженный элеватор

Вывод свечи из-за пальца и с подсвеч­ника

Свинчивание свечи с колонной Спуск свечи в скважину Посадка колонны на элеватор Перенос штропов на свободный эле­ватор

дами работ. Эта технология требует производства множества операций (табл. 8.12), каждая из которых имеет ограниченные возможности сокращения длительности своего выполнения. Главный порок существующей технологии смены долота заклю­чается в необходимости расчленения бурильной колонны на от­дельные звенья, что обуславливает прерывистый характер про­изводственного процесса. Сокращение затрат времени на смену долота стало важнейшим резервом повышения производитель­ности глубокого бурения.

К настоящему времени определились следующие основные направления решения этой задачи

при сохранении существующей технологии смены долота:

1) сокращение числа рейсов на скважину за счет увеличе­ния проходки на долото;

2) сокращение времени каждого спуска и подъема за счет:

а) повышения мощности лебедки; б) увеличения длины буриль­ных свеч; в) снижения веса бурильных труб; г) механизации и автоматизации спуско-подъемных операций;

при переходе к непрерывной технологии спуско-подъема:

1) использование систем гидроподъема в подъемном меха­низме буровой вместо лебедки и талевой системы;

2) применение вставных долот и забойных буровых машин при сохранении жесткой колонны бурильных труб;

3) использование гибкой бурильной колонны или шлангока — беля вместо жестких труб.

При сохранении существующей технологии спуско-подъем­ных операций каждое из перечисленных мероприятий в отдель — ф ности приводит к сравнительно небольшому ускорению всего процесса (10—20 %), наибольший эффект достигается лишь при их совместном комплексном использовании. В современных ус­ловиях это реализуется в широком применении средств механи­зации и автоматизации спуско-подъемных операций в сочета­нии с увеличением продолжительности работы долота, мощно­сти лебедки и уменьшением массы бурильной колонны за счет применения легкосплавных труб.

Захват и подвешивание колонны труб при спуско-подъемных операциях осуществляются с помощью элеваторов, роторных клиньев и клиновых захватов. Для подвешивания бурильных труб путем подхватывания под выступ замка применяют кор­пусные (рис. 8.36, а) и створчатые элеваторы, а для спуска об­садных труб — плашечные элеваторы (рис. 8.36, б).

Подвешивание бурильной колонны в столе ротора в совре­менных буровых установках осуществляется с помощью пнев­матических клиновых захватов типа ПКР, встроенных в ротор (рис. 8.37), а в установках старых конструкций — с помощью клиньев, вставляемых в коническую расточку роторных вклады­шей вручную. При спуске обсадных колонн большого диаметра для этой цели применяют специальные клиновые захваты. Свин-

Рис. 8.36. Элеваторы: а — корпусной для бурильных труб: / — корпус; 2 — створка; 3 — защелка; 4 — пружипа; .5 — собачка; б — плашечный для обсадных труб: 1 — корпус; 2 — смен­ные плашки; 3 — кольцо; 4 — рычаг; 5 — ролики; 6 — палец; 7 — болт; 8 — гайка

снятой серьгой

чивание и развинчивание бурильных и обсадных труб, а также раскрепление резьбовых соединений на современных буровых установках выполняют с помощью автоматических ключей типа АКБ.(рис. 8.38, а) с пневматическим приводом, устанавливае­мых на полу буровой между лебедкой и ротором. При выходе автоматического ключа из строя эти операции осуществляются с помощью кругового и машинных ключей, пневмораскрепителя

Рис. 8.37. Пневматический клиновой захват, встроенный в ротор: / — траверса; 2 —клинья; 3 —рычаг; 4 — вкладыш; 5 — втулка; £ — стойка; 7 -* плаш­ки; в — кольцевая рама; 9 — ролик; /0 — подъемный рычаг; // — шток пневмоцилиндра; 12 — кронштейн станнны

и вспомогательной лебедки. Круговой ключ (рис. 8.38, б) при помощи зубчатого сектора 5 закрепляют на отвинчиваемой трубе, а конец намотанного на барабан ключа оцинкового ка­ната соединяют с барабаном вспомогательной лебедки. При включении лебедки происходит перемещение каната и развин­чивание резьбового соединения. Два машинных ключа (рис. 8.38, в) для раскрепления и докрепления резьбовых соединений под­вешиваются на канатах в горизонтальном положении на высоте 1,4—1,6 м от пола буровой. Левый (со стороны мостков) ключ закрепляется на муфте замка подвешенной в роторе бурильной колонны и фиксируется благодаря натягу каната, соединяющего конец ручки ключа с ногой вышки. Правый ключ закрепляется на ниппеле замка и приводится в действие с помощью пневма-

тического раскрепителя свечей ПРС (рис. 8.39), шток которого соединяется канатом с ручкой ключа. При подаче сжатого воз­духа в пневматический цилиндр 1 происходит перемещение пор­шня со штоком, что вызывает натяжение каната и поворот ключа.

Ведущую трубу в начале подъема отвинчивают от буриль­ной колонны и устанавливают в пробуренном недалеко от ро-

Рис. 8.40. Автозатаскиватель ведущей трубы:

1 — направляющая обойма; 2 — сбрасыватель; 3 — каиат; 4 — ролик; 5 — козырек шурфа

тора шурфе с помощью специального приспособления-автоза — таскивателя (рис. 8.40). К перекинутому через блок 4 канату 3, один конец которого крепится к полу буровой, присоединяется сбрасыватель 2 с направляющей обоймой 1. После отвинчива­ния ведущей трубы направляющая обойма надевается на зам­ковый конус. При спуске трубы ее конец, двигаясь по дуге ок­ружности, подходит к козырьку шурфа 5, и после удара сбра­сывателя о козырек освобожденная ведущая труба опускается в шурф.

Значительное сокращение затрат времени и физических уси­лий рабочих при проведении спуско-подъемных операций обес­печивает применение комплекса механизмов АСП, которым ос­нащаются все современные буровые установки при глубине

Рис. 8.41. Комплекс механизмов ЛС. П-3:

/ — панель управления АСП;2 — ключ АКБ-ЗМ; 3 — пневматический клино­вой захват ПКР; 4 — приспособление для подъема вертлюга; 5 — автомати­ческий элеватор; 6 — шалевый блок; 7 — механизм захвата свечей; 8 — центратор; 9 — магазин для размеще­ния свечей; 10 — кронблок; И — ка­натный шкив; 12 — механизм переноса свечи; 13 — укрытие верхней площад­ки; 14 — подсвечник; 18 — пульт уп­равления механизмами переноса и захвата свечей; 16 — поворотный элек­трокран; 17 — механизм подъема све­чи; 18—пульт управления ключами; /V — комаидо-аппарат; 20 ~ буровая лебедка; 21 — приспособление для смазки резьбы

скважин 3000 м и более. Оборудование., механизмы и приспо­собления, входящие в комплекс АСГ1, показаны на рис. 8.41. Благодаря наличию в комплексе специальной талевой системы и механизмов расстановки свечей операции подъема и спуска бурильной колонны удалось совместить во времени с опера­циями установки свечи па подсвечник и выноса ее ‘с подсвеч­ника, а операции спуска и подъема порожнего элеватора—с раз­винчиванием и свинчиванием резьбовых соединений. Комплекс АСП управляется вручную с трех пультов: пульта бур ил ь-

Рис. 8.42. Принципиальная схема установки для бурения на шлапгокабеле

2

щика—управление пневматическим клиновым захватом; пульта первого помощника бурильщика — управление автоматическим ключом АКБ; пульта второго помощника бурильщика — управ­ление механизмами расстановки свечей и другими. При этом присутствие рабочего на верховой площадке не требуется. Даль­нейшим шагом в совершенствовании технологии спуско-подъем — ных операций явилась разработка полностью автоматизирован­ной буровой установки Уралмаш 4000А с дискретным выполне­нием операций. Создание и освоение этих установок позволит в 1,4—1,5 раза повысить скорость бурения и в 2 раза сократить численность буровой бригады.

Еще более высокий рост показателей бурения может обес­печить переход к непрерывной технологии смены долота, что представляет собой кардинальное решение проблемы спуско­подъемных операций. Уралмашзаводом разработана буровая ус­тановка, в которой непрерывность снуско-нодъема обеспечива­ется попеременной работой двух групп гндрофицированных ме­ханизмов, заменяющих обычную талевую систему и лебедку с приводом.

Применение вставных инструментом представляет собой дру­гое направление перехода к непрерывной технологии смены до­лота, реализация которого не требует создания специальных бу­ровых установок.

В отличие от этого применение гибкой связи — для передачи мощности к долоту предполагает существенное изменение кон­структивной схемы буровой установки. В СССР в содружестве с Францией разрабатывается метод бурения забойными двига­телями на шлапгокабелс. Принципиальная схема буровой уста­новки, реализующей этот метод, показана на рис. 8.42. В ком­плект установки входят блок шлангоприемиика с барабаном 1 и приводом 2, блок подъемных механизмов с тяговым агрега­том 7, гусеничного типа, имеющим индивидуальный привод, ле­бедкой, талевой системой 8 и вышкой 6. Остальные блоки не от­личаются от обычных буровых установок. Промывочная жид­кость во время бурения, а при необходимости и в процессе спуско-подъемных операций подается через ввод 3 по шланго- кабелю 5 на забой скважины. По кабелю 4, вмонтированному в стенку шлангокабеля, обеспечивается подвод энергии к забой­ному двигателю, а также канал связи для контроля и управле­ния процессом бурения. На подъем шлангокабеля и долота с глубины 2000 м затрачивается 30 мин, с глубины 3000 м — 60 мин.

Комментарии запрещены.