8 Дәріс. Кернсіз (роторлы) бұрғылау тәсілі

Роторлы бұрғылау – айналма бұрғылау тәсілілінің бір түрі. Ол сұйық және газ тәріздес падалы қазбаларды іздеуде, барлауда және пайдалануда, сонымен қатар тиянақты барлау сатысындағы қатты пайдалы қазбаларының кен орындарын барлау кезінде кең қолданылып жүр.

Р оторлы бұрғылау тәсілінің атауы механизмнің атауынан шыққан. Ротордың көмегімен жетекші құбыр (квадрат) арқылы бұрғылау құбырларының тізбегіне айналу моменті беріледі.

12 Сур. Роторлық бұрғылау аспабын жабдықтау сұлбасы

Бұрғылау аспабының құрамына (12 сур.) қашау деп аталатын жынысталқандағыш аспап 1, ауырлатылған бұрғылау құбырлары 2, бұрғылау құбырларының тізбегі 3 және жетекші құбыр 4 енеді.

Кернсіз бұрғылау үшін арналған қашаулар.тау жыныстарын талқандау сипатына қарай қашаулар қалақшалы, алмас және ИСМ типті қашаулар болып бөлінеді. Қалақшалы қашаулар тау жынысын кесіп және жарып талқандайды. Олар жұмсақ және кей кездері бұрғыланғыштық категориялары I-IV тау жыныстарын бұрғылауға арналған. Келесі типтердегі қашаулар шығарылады: қарапайым жуғыш диаметрлері 76 мм-ден 161 мм-ге дейінгі екі қалақшалы, қарапайым және гидромониторлы жуғыш диаметрлері 118 мм-ден 445 мм-ге дейінгі ЗЛ және ЗЛГ үш қалақшалы, диаметрлері 76 мм-ден 269 мм-ге дейінгі ИР және ИРГ типті көп қалақшалы. Қашау корпусына оның шифры жазылады. Мысалы, ЗАГ-295 келесідей оқылады: ЗЛ- үш қалақшалы, Г –гидромонитор сұғындамалары бар, 295 – қашау диаметрі, мм.

Шарошкалық қашаулар ұңғыларды бұрғылауда ең кең тараған. Олар барлық беріктіктегі тау жыныстарын, әсіресе бұрғыланғыштық категориялары V-Х тау жыныстарын бұрғылауда қолданылады.

Шарошкалы қашаулардың классификациясы: шарошкалар саны жағынан олар бір, екі, үш және көп шарошкалы, корпусының конструкциясы бойынша А тобы және Б тобы болып бөлінеді. А тобының қашауларында корпус пісірілген, ал Б тобы тұтас құйылған, жұмыс істеу принципі бойынша шарошкалы қашаулар ұсату әсерлі қашаулар және ұсату-жару әсерлі қашаулар болып бөлінеді. Ұсатқыш қашау шарошкаларының өстері қашаудың бойлық өсіне бағытталған, ұсату-жару әсерлі қашау шарошкаларының өстері қашаудың бойлық өсіне қатысты қиғаш орналасқан (13сур).

13 Сур. Шарошкалардың орналасу сұлбалары:

а) ұсату әсерлі; б) ұсату-жару әсерлі.

Ұсату әсерлі қашаулар негізінен қатты және берік тау жыныстарын бұрғылауда қолданылады. Тау жынысын талқандау талқандалу ойықтарын жасай отырып шарошка тістерінің ұңғы түбін ұру есебінен болады.

Көршілес ойықтардың арасындағы жыныстар өздігінен жарылады, ал жұмсақ тау жыныстарын бұрғылығанда ойықтар арасында жарылу болмайды, бірақ олардың талқандалуы

шарошка өстерін қашаудың бойлық өсіне қиғаш қылып шарошкалардың ұңғы түбімен сырғуы есебінен болады.

Бұрғыланатын тау жыныстарының қаттылығына байланысты шарошкалыы қашаулар 13 түрге бөлінеді: М, МЗ, МС, МСЗ, С, СЗ, Т, ТЗ, ТК, ТКЗ, К, КЗМ, ОК. Мұндағы М- жұмсақ, С- орта, Т- қатты тау жыныстарын бұрғылауға арналған қашауларды білдіреді.

Қашаудың типі әдетте қашау шифрінде көрсетіледі.Мысалы 1в – 295с былац түсіндіріледі.1 – бірінші модификация, в – Верхнесергинск қашау зауыты, 265 – қашау диаметрі (мм – мен) с – қашау типі (қаттылығы орташа тау жыныстарын бұрғылау үшін) қашау шифрінде қосымша ГНУ немесе ГАУ белгілері болуы мүмкін ол гермитизацияланған май жүйесі тіректерін білдіреді.

Шарошкага қашаулар диаметрі мына стандартты өлшемдерге сай шығарылады: (мм –мен) 93, 98, 112, 132, 140, 151, 190, 214, 243, 269, 295, 320, 349, 445, 490.

Алмас қашаулар V – XI категориясы қаттылықты терең (2500 – 3000м жоғары) ұңғыларды бұрғылауға арналған. Мұндай жағдайда алмас қашауларды қолдану – жоғары рейстік бұрғылану жылдамдығын қамтамасыз етеді.(200 – 250 рейстік жұмысқа дейін).

Алмас қашау алмас матрицалар дәнекерленген тұрқыдан тұрады. Тұрқыда жуу сұйығы өтетін жүйе бар.

Бұрғылаудың роторлық түрінде бұрғылау ілмектік жағдайда яғни құрылғыға ауырлатылған бұрғы құрылғыларын АБҚ жалғайды.

АБҚ – ң негізгі қызметі – тау жыныстарын тиімді түрде талқандауға қажетті өстік әсер етуді қамтамасыз ету. Қажетті өстік салмақ АБҚ – ның ұзындығына байланысты есептелінеді:

(17)

L_АҚБ – Ауырлатылған бұрғы құбырының қажетті ұзындығы, м.

Р_ОС – қажетті өстік салмақ, даН

R – қосымша керілу әсерінен АБҚ ұзындығы ұлғаятын коэффицент

(R=1,3 ÷ 1,4)

g – түсу үдеуі, м / с (g = 9,81)

q – 1пм. АБҚ салмағы. кг

Р_Ж және Р_м – құбыр материалы мен жуу сұйығының салыстырмасы тығыздығы (болат үшін Р_м = 7850 кг) м³, су үшін Р_ж =1150÷1200 кг/м³

кестеде көрсетілген:

АБҚ диаметрі, мм	73	89	114	141	168
1пм.салмағы,кг	49,9	68,0	98,0	145,0	192,0

АБҚ – рын қолдану – құбырлардың өз салмағынан спираль тәрізді бұралып сынып қимасын қамтамасыз етеді.

Сонымен қатар АБҚ – ды пайдалану ұңғының қисаюының алдын алады.

Бұрғы құбырлары колонканың бұрғылау кезінде де пайдаланылады.

Роторлық әдісте қолданылатын бұрғы құбырларының ұштары сыртқы және ішке қараған етіп шығарылады.

Бұрғы құбырларының ішкі диаметрі 60, 73, 89, 102, 140 мм және құбыр қалыңдығы 7 - ден 12 мм – ге дейін. Құбыр шығаруға болаттың тобы аққыштық шегі 380 МПа – кем емес Д, К, Е, Л, М, Р, Т типті түрлері қолданады. Пайдаланылатын құбыр ұзындықтары 6,8 және 11,5м.

Көтеріп – түсіру операцияларын жеңілдету үшін бұрғы колоннасында бұралып алынбайтын бөліктер жасалады. Бұралып алынбайтын бөліктер муфта мен бұралып свеча деп аталынады.

Свеча ұзындығы бұрғы мұнарасы биіктігінен 25 - 30% кіші болады.

Жетікші құбыр – бұрғы қондырғысының роторынан айналу моментін қабылдайтын бұрғылау колонкасының жоғары жағында орналасқан технологиялық элементі. Жетекші құбырлар төртбұрышты, алты бұрышты және крест түрінде шығарылады. Ол төрт бұрышта құбырдан, вертлюг – сальникпен солға бұралып байланысатын жоғарғы аудармалап бұрғы құбырымен байланысатын жоғарғы аудармалап бұрғы құбырымен байланысатын оң бұрандасы төменгі аудармадан тұрады. Төртбұрышты жетекші құбырлар төртбұрыш беттері:

65*65, 80*80, 115*115, 140*140, 155*155.

Жетекші құбырдың ұзындығы жалпы 10 ÷ 14,5м.

Бұрғылау тәртібін анықтау.Роторлық бұрғылау тәртібі колонкасын бұрғылау тәртібімен бірдей: осьтік салмақ, айнау жиілігін және жуу сұйығының шығыны.

Құраны толық анықталмаған тау жынысын бұрғылау қашауға түсетін салмақ мына формула бойынша анықталады:

Р_ос=Р_о * Д

Мұндағы:

Р_ос – қажетті осьтік салмақ, кн

Р_о – қашаудың 1 см диаметріне түсетін қажет салмақ, кн

Д – қашау диаметрі, см

Қажетті салмақ тау жынысының қаттылығы мен қашау типіне байланысты.

Қашау типі	Тау жынысының қаттылық тобы
	жұмсақ	орташа	қатты	берік	өте берік
	Тау жынысының бұрғыланғыштық категориясы
	I - II	III - IV	V - VII	IX - X	X - XII
қалақашалы	1 – 4	-	-	-	-
шарошкалы	2 - 5	3 - 8	7 – 10	8 – 15	9 - 20
алмасты	-	-	2 – 4	4 - 6	-

Бұрғылау аспабының айналу жиілігі мына формуламен анықталады.

Мұндағы:

V_{окр –} қашаудың ұсынылатын қажетті жылдамдығы, м/с (V_окр =0,4÷ 0,8 м/с)

Д – қашау диаметрі, м.

Жуу сұйығының шығыны мына формула бойынша анықталады:

Q=П/4 (Д² * d² )* V_BN

Мұндағы Д – ұңғыма диаметрі, дм.

d – бұрғы құбырларының сыртқы диаметрі, дм.

(V_BN =4 – 12 дм/с)