Особенности бурения скважин на море

ОСОБЕННОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН НА МОРЕ.

Разведка и разработка морских нефтяных и газовых месторождений отличается от подобных работ на суше. Большая сложность и специальные особенности проведения этих работ в море обусловливаются окружающей средой, инженерно-геологическими изысканиями, высочайшей ценой и уникальностью технических средств, неуввязками, вызван­ными необходимостью производства работ под водой, технологией и организацией строительства и эксплуатации объектов в море и т. п.

С повышением глубин моря резко увеличивается цена разработки месторождений. На глубине 30 м цена разработки втрое выше, чем на суше, на глубине шестьдесят м - в 6 раз и на глубине триста м - в двенадцать раз. В нашей стране освоение морских богатств было начато засыпкой Бибиэбатской бухты и следующим бурением с засыпанной местности. С 40-х гг. началось освоение моря с внедрением железных свай и оснований при глубине моря от четыре до 10 м.Скважина (нефтяная, газовая, аква и т. п.) - сооружение преиму­щественно круглого сечения, образуемое методом бурения и крепления и характеризуемое относительно малым размером площади поперечных сечений по сопоставлению с размером площади боковой поверхности и зара­нее данным положением в пространстве.Буровой инструмент - общее заглавие устройств и приспособлений, используемых при бурении скважин и ликвидации аварий, возникающих в скважинах.Ударный метод бурения - метод сооружения скважин методом разру­шения горных пород за счет ударов породоразрушающего инструмента по забою (дну) скважины.

В особенности большой скачок в освоении морских нефтяных и газовых месторождений произошел в области решения ряда технологических и технических задач в Северном море. Ускоренными темпами разви­ваются техника и разработка глубоководного бурения и добычи нефти и газа. Если в одна тыща девятьсот шестьдесят 5 г. рекордная глубина вод, на которой велось бурение, составляла 100 девяносто три м, то в одна тыща девятьсот 70 девять г.-1487 м, а следующие 10 лет-2086 м и поболее. Практически все эксплуатируемые морские месторождения разраба­тываются со стационарных платформ.Вращательный метод бурения-способ сооружения скважин методом разрушения горных пород за счет вращения прижатого к забою породоразрушающего инструмента (долото, коронка).Буровой раствор (промывочная жидкость) - технологическое наиме­нование сложной многокомпонентной дисперсной системы суспензионных и аэрированных жидкостей, используемых при промывке скважин в процессе бурения.Обсадные трубы-трубы, созданные для крепления скважин, также изоляции продуктивных горизонтов при эксплуатации нефтя­ного (газового) пласта (горизонта).

Подводное устьевое оборудование.

В практике бурения скважин на море обширно используются комп­лексы подводного устьевого оборудования, устанавливаемые на мор­ском деньке. Такое размещение позволяет самые большие смещения плав - средства от центра скважины, а установленное на морском деньке оборудо­вание меньше подвержено механическим повреждениям.

Комплекс подводного устьевого оборудования (ПУО) предназначен для последующего:

направления в скважину бурильного инструмента, обеспечения замк­нутой циркуляции бурового раствора, управления скважиной при буре­нии и др.;

наземного закрытия бурящейся скважины с целью предупреждения вероятного выброса из скважины при аварийных ситуациях либо при отсоединении буровой установки в случае огромных волнений моря.

Существует несколько конструкций ПУО, обеспечивающих бурение скважин на разных глубинах моря, начиная с 50 до одна тыща восемьсот м и поболее.

Недочет размещения ПУО на деньке моря - сложность управления эксплуатации и ремонта. На рис. 15.1 в качестве примера дана схема расположения подводного комплекса устьевого оборудования на полу - погружной плавучей буровой установке (ППБУ).Вибрационное сито (вибросито) - механизм для чистки бурового раствора (промывочной воды) от выбуренной породы и других механических .примесей.Хим реагенты - разные хим реагенты, предназна­ченные для регулирования параметров буровых смесей (промывочной воды).Ведущая бурильная труба обычно квадратного сечения, устанавли­вается наверху бурильной колонны и передает ей вращение от ротора.

лебедки 5 для подъема и спуска многоканальных шлангов девять и коллек­торов одиннадцать дистанционного гидравлического управления;

основная электронная панель бурильщика три для управления ПУО и мини-панель 6, гидравлическая силовая установка семь с гидронасосами и пневмогидравлическими аккумами;

манифольд регулированием дросселирования и глушении сква­жины 17;

блок противовыбросового оборудования 18;

компенсатор вертикальных перемещений бурильной колонны, подвешенный на вышке;

натяжные устройства 19, поддерживающие направляющие канаты повсевременно натянутыми и компенсирующие перемещение платформы относительно подводного устьевого оборудования.

Рис. 15.1. Схема расположения двухблочного подводного комплекса устьевого оборудования на ППБУ.

Подводный комплекс состоит из водоотделяющей колонны (мор­ского стояка) 10, многоканальных шлангов 9, пятнадцать коллекторов 11, плашечных превенторов 12, опорно-направляющего основания 13, опор­ной плиты 14, направляющих канатов 16, верхней и нижней гидравли­ческих муфт, шарового соединения (углового компенсатора), телеви­зионной камеры телескопического компенсатора и других узлов.

§ 3. Некие особенности бурения морских нефтяных и газовых скважин.

Функции бурения в критериях моря и суши эквивалентны. Но имеются отличия, которые обхватывают в главном круг вопросов, связанных с конструкцией скважин в верхней (подводной) части, забуриванием ствола скважины, оборудованием противовыбросовыми уст­ройствами устья скважины и др.

Разработка бурения морских нефтяных и газовых скважин в основ­ном не отличается от бурения скважин на суше. Совместно с тем бурение скважин с буровых установок, находящихся на плаву (самоподъемные плавучие буровые установки, буровые суда, полупогружные плавучие буровые установки) во время проводки скважин, имеет некие особенности.

Буровое судно во время бурения перемещается относительно под­водного противовыбросового устьевого оборудования, расположенного над устьем бурящейся скважины и закрепленного на морском деньке. Для компенсации вертикальных перемещений бурильной колонны меж талевым блоком и крюком устанавливается особое устройство-компенсатор вертикальных перемещений. Горизонтальные перемещения судна компенсируются особым устройством - водоотделяющей колонной (стояком), устанавливаемым меж подводным противовыбросовым оборудованием и палубой установки.

Буровая вышка испытывает дополнительные динамические нагрузки, возникающие во время качки, как при бурении, так и при переходе с оконченной бурением скважины на новейшую точку.

Циркуляционная система промывки скважины, чистки и приготов­ления бурового раствора производится закрытой и замкнутой, потому что применение открытой желобной системы из-за качки затруднена.

При бурении морских нефтяных и газовых скважин, обычно, используют комплекс устройств для механизации и частичной авто­матизации спуско-подъемных операций. Особенность работы механиз­мов АСП на буровых установках, находящихся на плаву сначала связана с качкой плавучего бурового средства. Появляется необходи­мость в участии дополнительных устройств, а конкретно: компенсатор вертикальных перемещений, нижний захват, нижний магазин и другие механизмы.

Выполнение спуско-подъемных операций с применением устройств АСП при волнении моря, является сложным технологическим процес­сом. Совмещение операций свинчивания и развинчивания свеч с опе­рациями спуска и подъема бурильной колонны, просит от буровой вахты четкости и слаженности в работе.

§ 4. Сервис работ в море.

Шурф для ведущей трубы - неглубокая скважина, сооружаемая рядом с ротором и созданная для опускания ведущей трубы во время наращивания бурильных труб в периоды, когда не бурят.Шарошечное буровое долото - механизм, состоящий их сферических либо цилиндрических шарошек, смонтированных на подшипниках качения либо скольжения (либо их композиции) на цапфах секций бурового долота.Лопастное буровое долото - представляет собой корпус с присоеди­нительной резьбой, к которому привариваются три и поболее лопастей.Бурильные трубы - основная часть бурильной колонны.

снабжение стационарных платформ и особых плавсредств необ­ходимыми материалами и инструментами на всех шагах освоения месторождения;

чистку акваторий морей от загрязнения;

работы по борьбе с трагедиями и пожарами, которые могут появиться на объектах морского месторождения.

Типы плавучих средств обслуживания включают последующее:

плавучие краны и крановые суда с набором соответственного комплекса сваебойного оборудования и оборудования для производства погрузочно-разгрузочных работ;

суда снабжения обыденного типа, в том числе с ледовым подкрепле­нием;

морские буксиры; транспортные баржи; трубоукладочные баржи;

суда по борьбе с пожаром, суда по чистке акваторий от загрязнения;

другие плавсредства обслуживания (пассажирские суда по доставке обслуживающего персонала, эвакуации персонала в случае аварий);

вертолеты обслуживания объектов в море.

Разведка и разработка морских нефтяных и газовых месторождений отличаются от подобных работ на суше большой ценой и сложностью. Комплекс технических средств для освоения морских неф­тяных и газовых месторождений состоит из огромного количества типов и видов уникальных и дорогостоящих гидротехнических сооружений (стационарных платформ, буровых судов и т. д.), бурового и нефтепромыслового оборудования, систем связи, навигации и охраны среды.

При бурении с передвижных плавучих средств обширно используются комплексы подводного устьевого оборудования. Этот комплекс пред­назначен для направления в скважину бурильного инструмента и обеспе­чения замкнутой циркуляции бурового раствора.

Разработка бурения морских нефтяных и газовых скважин в основ­ном не отличается от бурения скважин на суше. Вкупе с тем самоплаву­чая буровая установка, буровое судно либо полупогружная плавучая буровая установка во время бурения передвигаются относительно под­водного устьевого оборудования, Для компенсации вертикальных пере­мещений употребляется компенсатор вертикальных перемещений. Гори­зонтальные перемещения компенсируются водоотделяющей колонной (стояком). Циркуляционная система должна быть закрытой и замкнутой.

При бурении морских нефтяных и газовых скважин обширно исполь­зуют комплекс устройств для автоматизации спуско-подъемных опе­раций.

Для обслуживания работ в море используют плавучие средства - различного предназначения (плавучие краны, морские буксиры и т. п.).

1. Назовите главные виды гидротехнических сооружений применяемых для бурения морских нефтяных и газовых скважин.

2. Поведайте об особенностях технологии бурения скважин на море.

3. Зачем применяется подводное устьевое оборудование? Поведайте из чего состоит ПУО.

4. С какими неуввязками приходится сталкиваться при разведке и разработке морских нефтяных и газовых месторождений?

Ознакомившись к учебником, читатель мог убедиться, что бурение нефтяной либо газовой скважины является сложным процессом. Так же, как в любом другом Производстве, он может быть удачно осуществлен только при неотклонимом соблюдении ряда правил и положений. Какие же это правила и положения, гарантирующие фуррор бурения скважины? Таких правил и положений довольно много и они все изложены в учебнике, но посреди этого обилия есть главные (их всего семь), которые следует уяснить и непременно делать. Их выполнение гарантирует фуррор.

1-ое правило. Все члены буровой бригады, в особенности бурильщики, должны отлично знать геолого-технический наряд (ГТН), особенности бурения в данном районе, геологический разрез скважины. Повышенное внимание должно быть обращено на интервалы вероятных осложнений. При подходе к этим интервалам должны быть приняты нужные меры, дозволяющие преодолеть их с меньшими потерями.

2-ое правило. Коллектив буровой бригады, в особенности его основ­ного звена-вахты, должен быть дружным и спаянным. Члены вахты должны быть совместимыми вместе. Если в состав вахты попадается человек, по любым причинам не совместимый с осталь­ными членами вахты, его лучше перевести в другую вахту, бригаду. Процесс бурения не всегда размеренный и безопасный, вероятны экстре­мальные ситуации (трагедии, газовые выбросы, пожары и т.д.), при которых от буровой бригады (вахты) требуется мастерство, хладно­кровие, мужество и самоотверженность. В этих критериях взаимоотноше­ния меж членами бригады (вахты) могут играть решающую роль.

Третье правило. Все члены буровой бригады (вахты), в особенности бурильщики, должны быть специалистами собственного дела. Профессионализм в бурении достигается неизменными тренировками и увеличением собственной квалификации.

4-ое правило. Процесс бурения в значимой мере консерва­тивен, он состоит из ряда операций, часто циклических, которые непременно необходимо создавать в определенном порядке. Отступление от этого правила почти всегда приводит к осложнениям, либо трагедиям. Тут буровую вахту можно сопоставить с экипажем самолета. Тут также мельчайшее отступление от правил, неважно какая само­деятельность приводит к катастрофе.

5-ое правило. Неотклонимая дисциплина во всем в процессе строи­тельства скважины. Мельчайшая расхлябанность, возникновение на работе в нетрезвом состоянии либо после бурно проведенного денька намедни чревато суровыми последствиями. Утрата либо притупление внимательности очень нередко приводит к злосчастным случаям, в том числе и со смертельным финалом.

Члены буровой бригады, работая на буровой, всегда должны быть бдительными, мельчайшее отступление от принятых норм не должно оставаться незамеченным.

Шестое правило. Соблюдение правил техники безопасности. Каждый член буровой бригады должен уметь оказать первую мед помощь пострадавшему.

Каждый член буровой бригады (вахты) должен твердо знать свои обязанности при газовом выбросе, пожаре и других экстремальных ситуациях. Задачка бурового мастера - повсевременно проводить учения и довести деяния членов буровой бригады в этих ситуациях до полного автоматизма.

Седьмое правило. Каждый член буровой бригады (вахты) должен делать только то, что ему предписано должностной аннотацией. Все другое должно производиться только по распоряжению бурового мастера (бурильщика).

Изучая реальный учебник читатель столкнулся с целым рядом понятий (определений), встречающихся только при производстве бурения скважин. Таких понятий не так много, но их нужно знать, а самое главное осознавать их смысл. Ниже приводятся некие их этих определений.

Бурение - процесс образования горной выработки в большей степени круглого сечения методом разрушения горных пород, приемущественно, буровым инвентарем (пореже тепловым, гидроэрозионным, взрыв­ным и другими методами) с удалением товаров разрушения.

Заместо устаревшего и малоэффективного бурения со сварных оснований введены в работу стационарные платформы для бурения при глубине воды более 100 м. Обширно употребляются плавучие буровые установки и особые буровые суда различного водоизмещения. Невзирая на все это следует признать, что наша страна в освоении шельфа, бурении на акваториях окружающих океанов и морей серьезно отстает от ряда забугорных государств.

Рекордная глубина установки платформы составляет триста тринадцать м. В 1970-1980 гг. в Северном море установ­лены железобетонные платформы гравитационного типа, удерживаемые на деньке моря за счет большой своей массы.Комплекс технических средств для освоения морских нефтяных и га­зовых месторождений состоит из огромного числа типов и видов уни­кальных и дорогостоящих гидротехнических сооружений, геологораз­ведочного, бурового и нефтепромыслового оборудования, систем связи, навигации и охраны среды.§ 2.

Обсадная колонна - колонна, состоящая из обсадных труб методом поочередного их свинчивания (время от времени сваривания).

Затрубное место - в процессе бурения это место меж­ду стенами скважины (обсадной колонной) и внешними стенами колонны бурильных труб.

Разведочное бурение-бурение скважин с целью разведки нефтяных (газовых) месторождений. Заходит в комплекс работ, позволяющего оценить промышленное значение нефтяного (газового) месторождения, выявленного на поисковом шаге, и приготовить его к разработке.

Эксплуатационное бурение бурение скважин с целью разработки :нефтяного (газового) месторождения.

Турбобур - забойный гидравлический движок, созданный для бурения скважин в разных геологических критериях.

Турбинный метод бурения - бурение скважин с помощью турбо­буров.

Электробур- буровая машина, приводимая в действие электронной энергией и сообщающая вращательное движение породоразрушающему инструменту.

Цементирование (тампонирование) скважины - закачка цементного раствора в кольцевое место меж стенами скважины и обсад­ной колонны.

Бурильная колонна - ступенчатый полый вал, соединяющий буровое долото (породоразрушающий инструмент) с наземным оборудованием (буровой установкой) при бурении скважины.

Бурильная свеча - часть бурильной колонны, неразъемная во время спуско-подъемных операций; состоит из 2-ух, 3-х либо 4 буриль­ных труб, свинченных меж собой.

Буровая установка - комплекс машин и устройств, созданных для бурения и крепления скважин.

Буровая вышка - сооружение, устанавливаемое над буровой скважиной для спуска и подъема бурового инструмента, забойных движков, обсадных труб.

Буровая лебедка механизм, созданный для спуска и подъема колонны бурильных труб, подачи бурового долота на забой скважины, спуска обсадных труб, передачи мощности на ротор.

Талевая (полиспастовая) система буровых установок - ряд устройств (кронблок, талевой блок, крюк либо крюкоблок), модифицирующих вращательное движение барабана лебедки в поступательное (вертикаль­ное) перемещение крюка.

Ротор механизм, созданный для передачи вращения колонне бурильных труб в процессе бурения, поддержания ее на весу при спуско-подъемных операциях и вспомогательных работах.

Вертлюг - механизм, обеспечивающий вращение бурильной колонны, подвешенной на крюке, и подачу через нее промывочной воды. Буровой насос-гидравлическая машина для нагнетания промывочной воды в буровую скважину.

Буровая платформа - установка для бурения на акваториях с целью разведки либо эксплуатации минеральных ресурсов под дном моря.

Силовой привод бурения установки - комплекс машин и устройств, созданных для преобразования электронной энергии либо энер­гии горючего в механическую энергию.

На палубе ППБУ-8 повсевременно смонтировано последующее:натяжные устройства один с направляющими роликами. 2, поддерживающие водоотделяющий стояк в повсевременно натянутом состоянии и компенсирующие перемещения ППБУ относительно стояка, соединен­ного нижним концом с противовыбросовым оборудованием (ПО);лебедки четыре с приводом для намотки и хранения многоканальных шлангов дистанционного управления ПО;

Для обслуживания работ в море в процессе строительства и эксплуа­тации объектов нефтяных и газовых месторождений используют плаву­чие средства различного предназначения. Эти работы включают последующее:перевозку опорных блоков и модулей верхнего строения морских стационарных платформ и установку их на месте эксплуатации;установку подводных трубопроводов;

Бурильные трубы изготавливают бесшовными, из углеродистых либо легированных сталей.

Бурильные замки (замки для бурильных труб) - соединительный эле­мент бурильных труб для свинчивания их в колонну. Бурильный замок состоит из ниппеля и муфты фиксируемых на концах бурильной трубы.

Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) -предназначены для сотворения нагрузки на породоразрушающий инструмент и роста жесткости нижней части бурильной колонны.

Индикатор веса - устройство, с помощью которого в процессе бурения определяется осевая нагрузка на долото. Этим устройством определяется также нагрузка, действующая на крюк талевой системы.

Мы привели только главные определения, обширно применяемые при бурении нефтяных и газовых скважин, Спец хоть какого уровня, занимающийся бурением нефтяных и газовых скважин, должен свободно обладать этой терминологией.

Вот уже полтора столетия население земли занимается бурением сква­жин на нефть и газ. За этот период была достигнута наибольшая глубина скважины двенадцать тыщ м (Русская Федерация, Кольская сверхглу­бокая скважина). Это свидельствует об большущих технических труд­ностях, с которыми приходится сталкиваться по мере углубления в земные недра. Та техника и разработка бурения, с которой познакомился читатель в реальном учебнике, позволяет добиться 15000-16000-метровую глубину. Мы возлагаем надежды, что это будет изготовлено уже в текущем столетии.