🔍 Поиск готовых работ

🔍 Поиск работ

Аналитические исследования технологий бурения скважин с забойными двигателями

Работа №21821

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

горное дело

Объем работы72
Год сдачи2016
Стоимость4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
1391
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОБЗОР ТИПОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БУРЕНИЯ СКВАЖИН С ЗАБОЙНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ 6
1.1 Принцип действия и особенности основных видов забойных
двигателей 7
1.1.1 Винтовые забойные двигатели 7
1.1.2 Турбинные забойные двигатели 15
1.2 Перспективы развития отечественных забойных двигателей 19
1.2.1 Совершенствование рабочих органов ВЗД 19
1.2.2 Статоры с равномерной толщиной эластичной обкладки 21
1.2.3 Оптимизация геометрических и конструктивных параметров
рабочих органов 22
1.3 Совершенствование конструкции турбобуров 24
1.4 Применение забойных двигателей в сложных горно-геологических
условиях 28
2 НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ БУРЕНИЯ
СКВАЖИН В В СЛОЖНЫХ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВИНТОВЫХ ЗАБОЙНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 32
2.1 Наклонное и горизонтальное бурение 32
2.1.1 Наклонное бурение 32
2.1.2 Бурение горизонтальных скважин 36
2.1.3 Системы с управляемыми винтовыми забойными двигателями ... 40
2.2 Технологии бурения глубоких скважин гидравлическими забойными
двигателями в условиях соленосных отложений 49
2.3 Бурение скважин на месторождениях в условиях аномально низких
пластовых давлений и поглощения бурового раствора 57
2.3.1 Применение ВЗД при бурении в условиях АНПД и поглощения
бурового раствора с промывкой пеной 66
3 ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПО ПРОВЕДЕННЫМ
ИССЛЕДОВАНИЯМ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ: 71


Актуальность работы. В настоящее время в России необходимость освоения новых нефтегазовых регионов, расположенных в суровых климатических условиях на севера, на больших глубинах со сложными горно-геологическими условиями, в том числе на морском шельфе, ставит перед нефтегазовой отраслью задачу по увеличению эффективности процесса бурения и снижению затрат на строительство скважин.
В строительстве бурение производится для инженерно-геологических изысканий, закладки взрывчатых веществ при взрывных работах, для водоснабжения и водопонижения, установки столбов, дорожных знаков и надолб, устройства буронабивных свай и др. Особое место занимает строительство глубоких нефтяных и газовых скважин.
При бурении нефтяных и газовых скважин применяют гидравлические и электрические забойные двигатели, преобразующие соответственно гидравлическую энергию бурового раствора и электрическую энергию в механическую на выходном валу двигателя. Общепризнанно, что эффективный забойный двигатель, подобранный под буровое долото и пласт, обеспечивает лучшую скорость проходки, чем роторное бурение.
Отечественные забойные двигатели были изобретены более 50 лет назад и за это время прошли эволюционный путь развития, превратившись в эффективное техническое средство для бурения и ремонта нефтяных и газовых скважин. Однако в связи с появлением новых технологий (горизонтальное и многозабойное бурение, колтюбинг, бурение на депрессии, на обсадной колонне), породоразрушающего инструмента и бурового оборудования актуальными становятся разработки, направленные на дальнейшее совершенствование технологий бурения с забойными двигателями, их характеристик и способов управления.
Целью данной работы является анализ современного состояния конструкций и применения забойных двигателей при бурении глубоких нефтяных скважин, в том числе в особых условиях бурения.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- Изучить типы конструкций современных забойных двигателей и определить направления их совершенствования;
- Определить направления исследований по выбору оптимальных технических решений, компоновок бурильных колонн, технологических режимов бурения в условиях, применимых для Красноярского края и соседних регионов;
- Провести анализ литературных источников по технологиям бурения скважин с забойными двигателями в указанных выше условиях.
1. ОБЗОР ТИПОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БУРЕНИЯ СКВАЖИН С ЗАБОЙНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
Идея создания забойного привода долота для проходки скважин базировались прежде всего на возможности эффективного решения следующих задач:
- снижение аварийности с бурильными трубами за счет облегчения условий их работы;
- обеспечение роста показателей работы долот за счет улучшения использования мощности на разрушение породы.
В дальнейшем забойный привод оказался незаменимым инструментом для осуществления проходки искривленных участков, а также корректировки траектории движения забойной компоновки [1].
В технике бурения известны различные забойные двигатели. Между собой они отличаются как по характеру движения, сообщаемого долоту, так и по виду анергии (рабочего тела), подводимой к двигателю и преобразуемой в нем в механическую работу. В основном это гидравлические и электрические двигатели (электробуры) - погружные вращатели. В практике бурения неглубоких скважин достаточно широко применяются погружные машины ударного действия - пневмоударники и гидроударники.
В бурении на нефть и газ широкое применение нашли гидравлические забойные двигатели (ГЗД), приводящие долота во вращательное движение. С их помощью осуществляется порядка 85 % всей проходки глубоких скважин в России.
В настоящее время отечественными машиностроительными заводами выпускаются три вида гидравлических забойных двигателей:
- турбинные забойные двигатели (турбобуры) различного конструктивного исполнения;
- винтовые забойные двигатели;
- турбинно-винтовые забойные двигатели.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

Как видно из анализа литературных источников, проблематика эффективного использования забойных двигателей в исследованиях поднимается многими авторами. Активно рассматриваются такие вопросы, как:
- совершенствование конструкции забойных двигателей;
- совершенствование компоновок низа бурильных колонн с
применением гидравлических забойных двигателей;
- бурение скважин в породном массиве с определенными
геологическими характеристиками;
- обеспечение безотказной и эффективной работы забойных двигателей в режиме промывки различными буровыми растворами;
- увеличение безремонтного пробега двигателей за счет внедрения комплекса мер;
- совершенствование методов контроля режима работы винтового двигателя в забойных условиях;
- разработка автоматизированных систем управления процессом бурения.
В результате анализа установлено, что не существует универсальных технических решений по обеспечению безаварийного бурения глубоких нефтяных скважин. На выбор влияет совокупность технических, технологических и геологических факторов. Техническая характеристика бурового навигационного комплекса, включающего породоразрушающий инструмент, винтовой забойный двигатель-отклонитель, телесистему и технологическую оснастку, должна соответствовать проектной технологии бурения скважины и обеспечивать точное выполнение проектного профиля при высоких технико-экономических показателях.
Например, нефтедобывающие компании все чаще обращаются к сложным траекториям скважин для вскрытия удаленных объектов, пересечения трещин, преодоления ступенчатых сбросов и проникновения вглубь пласта. Хотя такие скважины бурить намного сложнее, эффективность извлечения в них зачастую выше благодаря увеличению площади контакта ствола скважины с продуктивным пластом.
В результате анализа существующих технологий направленного бурения установлено, что повышение точности выполнения проектного профиля ствола скважины при минимальном количестве рейсов, возможно с использованием комбинированного способа бурения двигателем- отклонителем, основанного на сочетании режима «скольжения» и режима «вращения» бурильной колонны. Данный способ позволяет в определенных пределах осуществлять управление траекторией бурения направленной скважины с возможностью реализации искривленных и прямолинейных участков её профиля.
Перспективным решением при бурении в условиях соленосных отложений является использование турбинно-винтовых двигателей, сочетающих в себе достоинства турбобуров и винтовых забойных двигателей. С использованием ТВД возможно осуществлять бурение в режиме, близком к роторному, обеспечивая при этом частоту вращения долота от 90 мин-1 (с одной турбинной секцией) до 240 мин-1 (с двумя турбинными секциями). В целом, использование ТВД при строительстве скважин позволяет обеспечить: применение высокопроизводительных шарошечных долот; повышение стойкости работы шарошечных долот; увеличение осевой нагрузки; корректировку траектории ствола скважины в заданном интервале за один рейс; общее сокращение затрат времени в цикле строительства скважины.
Технология бурения на пенах применима при бурении геологоразведочных скважин в условиях многолетнемёрзлых пород и зонах с аномально низким пластовым давлением. В сочетании с винтовыми забойными двигателями, такая тактика бурения позволяет, наряду с увеличением механической скорости бурения, достичь снижения операционных затрат при максимальном сохранении свойств продуктивного пласта.



1. Гусман М.Т., Балденко Д.Ф., Кочнев А.М., Никомаров С.С. Забойные винтовые двигатели для бурения скважин. М.: Недра, 1981. 231 с.
2. Baldenko D.F., Korortaev Y.A., Baldenko F.D. Russuan multilobe PDMs compete against rotary, turbodrills // Oil &Gas Journal. 2001. Apr., 2. P. 53 - 56.
3. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые гидравлические машины. Том 2. Винтовые забойные двигатели. М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2007. 470 с.
4. Веревкин А.В., Молодило В.И. О повышении эффективности бурения нефтяных и газовых скважин гидравлическими забойными двигателями // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2013. - №1. - С. 16-19.
5. Буровые комплексы. Современные технологии и оборудование. Объединенные машиностроительные заводы группа Уралмаш-Ижора. Екатеринбург: 2002. - 577 с.
6. Хлебников Д.А., Мялицын Н.Ю.. Соболев А.В. Краткий обзор особенностей современных ГЗД производства ООО «ВНИИБТ - Буровой инструмент» // Нефтегазовая Вертикаль. - 2014. - № 10. - С. 22-23.
7. Лягов А.В. Динамические компоновки для бурения с забойными двигателями [Электронный ресурс] : автореф. дис. ... докт. тех. наук : 05.02.13 / Лягов Александр Васильевич. - Уфа, 2005. - 47 с. - Режим доступа: http: //ogbus .ru/authors/Lyagov/Lyagov_2 .pdf
8. Осипов Д.А. Винтовые забойные двигатели повышенной надежности производства ОАО "КУНГУРСКИЙ МАШЗАВОД" // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. - 2007. - №2. - С. 16-17.
9. Заливин В.Г., Суренков А.А. Современное состояние и перспективы развития отечественных винтовых забойных двигателей // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. - 2014. - № 2 (45). - С. 52-63.
10. Бурение структурно-поисковых скважин. Пупшев А.В. - М.: «Недра», 1971. - 392 с.
11. Лесецкий В.А., Ильский А.Л. Буровые машины и механизмы: Учебник для техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп.— М.: Недра, 1980. - 391 с.
12. Музапаров М.Ж. Направленное бурение. Том 3. Безориентированная технология. Бурение винтовыми забойными двигателями.- Алматы. 2005 - 204с.
13. Кейн, С. А. Современные технические средства управления траекторией наклонно направленных скважин [Текст] : учеб. пособие / С. А. Кейн. - Ухта: УГТУ, 2014. - 119 с.
14. Полей Н.Л. Концептуальные разработки для интенсификации бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин // Наука в нефтяной и газовой промышленности. - 2010. - № 3. - С. 19-21.
15. Торре Э.Ф., Годвин Н., Мантл К., Наганатан С., Хокис Р. и др. Гибридная роторная управляемая система бурения — сочетание лучшего. // Нефтегазовое обозрение. - зима 2011—2012. - Т.23. - №4. - С. 50-62.
16. Повалихин А.С. Направленное бурение наклонных и горизонтальных скважин роторным способом // Инженер-нефтяник. - 2007. - №2. - С. 30-32.
17. Ганцгорн А.М., Фаршатов Р.Р. Анализ состояния технологий и технических средств для зарезки и бурения боковых стволов // Нефтегазовое дел». - 2015. - №5. - С. 1-19.
18. Молодило В.И. Особенности управления процессом бурения скважин с использованием винтовых забойных двигателей // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. - 2009. - № 1. - С. 27-31.
19. Прохоренко В.В. Рациональные схемы КНБК с двигателем-отклонителем для комбинированного способа бурения направленных скважин // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. - 2007. - №3. - С.28-31.
20. Абнян Х.Л. Турбобуры для наклонного бурения и пути их модернизации // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2010. - №7. - С. 19-20.
21. Калинин А, Г., Григорян Н. А., Султанов Б.З. Бурение наклонных скважин: Справочник / Под ред. А. Г. Калинина. - М.: Недра, 1990.— 348 с.
22. Пушмин П.С. Некоторые особенности процесса углубки забоя наклонно-направленных скважин в упруго-хрупких горных породах // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. - 2015. - №4. - С. 98-101.
23. Мурадов А.В. Опыт бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин с большим отходов от вертикали за рубежом // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. - 2010. - №1 - С. 37-45.
24. Асадчев А.С. Особенности и пути совершенствования технологии бурения открытых окончаний боковых стволов на нефтяных месторождениях Припятского прогиба. // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2009. - №8. - С. 10-14.
25. Асадчев А.С. Разработка технологии бурения глубоких скважин гидравлическими забойными двигателями в условиях соленосных отложений [Электронный ресурс] : дисс. ... канд. тех. наук. : 25.00.15 / Асадчев Анатолий Семенович. - Москва, 2012. - 253 с. - Режим доступа: https://dvs.rsl.ru/.
26. Алмамедов Я.Л., Фадеев М.В. Геологические осложнения при бурении геологоразведочных скважин в Волого-Ахтубинском междуречье // Геология, география и глобальная энергия. - 2012. - № 4 (47). - С. 41-46.
27. Симонянц С.Л., Мнацаканов И.В. Технологические особенности современного турбоалмазного бурения // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2012. - №10. - С. 4-6.
28. Симонянц С.Л., Мнацаканов И.В. Применение импрегнированных алмазных долот с тубробурами повышенной мощности // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. - 2011. - №1. - С. 7-9.
29. Асадчев А.С. Промысловые испытания турбовинтовых забойных двигателей при бурении глубоких скважин на нефтяных месторождениях Припятского прогиба // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2009. - №8. - С. 3-6.
30. Симонянц С.Л, Призенцов А.И., Порошин Д.В., Архипенко В.В., Асадчев
А.С., Мартиросян А.А., Литвяк В.А. Результаты промысловых испытаний турбобура повышенной мощности в РУП «Производственное объединение «БЕЛОРУСНЕФТЬ» // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. - 2010. - №2. - С. 18-20.
31. Кашапов М.А. Технология бурения скважин с применением пен // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - 2009. - №11. - С. 30-33.
32. Кашапов М.А. Технология бурения нефтяных и газовых скважин модернизированными винтовыми забойными двигателями [Электронный ресурс] : дисс. ... канд. тех. наук : 25.00.15 / Кашапов Марат Алямович. - Ставрополь, 2010. - 163 с. - Режим доступа: https://dvs.rsl.ru/.
33. Заливин В.Г. Технология бурения на саморазрушающихся пенах // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. - 2014. - №1(44). - С. 51-54.
34. Яковлев А.А., Турицына М.В., Кузнецов А.С. Исследование влияния различных реагентов на разрушение пен и предупреждение пенообразования у буровых растворов // Вестник ПНИПУ. Серия «Геология. Нефтегазовое и горное дело». - 2015. - №15. - С. 48-56.
35. Атласов Р.А., Скрябин Р.М., Туги Э.Р., Николаева М.В., Иванов А.Г., Бердыев С.С. Пути совершенствования строительства скважин в многолетнемерзлых породах // Наука и образование. - 2015. - №3 - (79). - С. 54-58.
36. Аксельрод С.М. Современные тенденции в геолого-технологических исследованиях, проводимых в процессе бурения скважин (по материалам зарубежной литературы) // Каротажник. - 2015. - №6 (252). - С. 77-110.
37. Бузанов К.В., Синебрюхов Г.Г. Разработка технологии борьбы с катастрофическими поглощениями при бурении под кондуктор на Дулисьминском нефтегазоконденсатном месторождении на основе применения газообразного промывочного реагента. // Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных ископаемых. - 2014. - №1. - С. 95¬98.
38. Гапонцев С.В. Бурение зон поглощений аэрированной промывочной жидкостью. // Материалы научной сессии ученых Альметьевского государственного нефтяного института. - 2010. - Т.1. - С. 59-61.
39. Заливин В.Г. Анализ теоретических представлений о механизме устойчивости пен, применяемых в процессе бурения и сооружения скважин // Вестник Иркутского государственного университета. - 2007. - № 1-1 (29). - С. 79-85.
40. Заливин В.Г. Разработка принципиальной технологической схемы получения гранулированного композита саморазрушающейся пены // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. - 2016. - № 1(54). - С. 80-89.
41. Козлов А.В. Исследование и расчет температурного режима скважины при бурении в мерзлых породах с промывкой пеной [Электронный ресурс] : автореф. дис. ... канд. тех. наук : 05.15.14 / Козлов Александр Викторович. - Санкт-Петербург, 1996. - 23 с. - Режим доступа: https://dvs.rsl.ru/.
42. Лоскутов Ю.Н. Исследование технологических свойств и области применения пены при бурении скважин [Электронный ресурс] : автореф. дис. ... канд. тех. наук : 05.15.14 / Лоскутов Юрий Николаевич. - Санкт-Петербург, 1996. - 23 с. - Режим доступа: https://dvs.rsl.ru/.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.