2 Дәріс. Ұңғыларды бұрғылау үрдісіндегі негізгі жұмыс операциялары
Ұңғыларды бұрғылау көтеріп – түсіру операцияларын жасау, апаттарды жоюмен байланысты жуу сұйықтарын тұндыру, бұрғылау жабдықтарын жөндеу және т.б. сияқты жұмыстармен бірге жүреді. Бұл жұмыстардың барлығы қосымша жұмыстарға жатады.
Негізгі жұмыс операцияларына ұңғыны тереңдету мақсатында ұңғының өзінде орындалатын операциялар жатқызылады. Оларға келесілер жатады:
- ұңғы түбінде тау жыныстарын талқандау;
- ұңғы түбін талқандалу өнімдерінен тазарту және оларды жер бетіне шығару;
- ұңғы қабырғаларын бекіту.
Ұңғы түбінде тау жыныстарын талқандау
Қазіргі кезде, жалпы алғанда, тау жыныстары әртүрлі тәсілдермен талқандалады. Тау жыныстарын талқандаудың барлық тәсілдерін екі үлкен топтарға бөлуге болады: химиялық және физикалық.
Тау жыныстарын талқандаудың химиялық тәсіліне еру және жану жатады.
Кейбір тау жыныстары сумен әрекеттескенде ериді (мысалы, тас тұзы мен су немесе уранды жер асты сілтілендіргенде уран рудасын күкірт қышқылында ерітеді, содан соң бұл сұйықтықты сумен бірге ұңғыдан сорып алады).
Кейбір тау жыныстары тотығу-тотықсыздану реакциясының көмегімен талқандалады (бұл реакцияға жану жатады). Мысалы тас және қоңыр көмір, торф, жанғыш тақтатастар және т.б. сол сияқты тау жыныстар оттың әсерінен жанады және талқандалады.
Тау жыныстарын талқандаудың химиялық тәсілдері ұңғыларды бұрғылауда қолданылмайтыны туралы атап кеткен жөн.
Тау жыныстарын талқандаудың физикалық тәсілдеріне механикалық, гидравликалық, вакуумдық, электрлік және қосаралас тәсілдер жатқызылады. Ұңғы түбінде тау жыныстарын талқандау мақсатында жоғарыда атап кеткен тәсілдердің ішінде негізінен механикалық тәсіл қолданылады. Бұл жерде тазалағыш агент ретінде жуу сұйығын пайдаланған кезде үлкен жылдамдықпен және үлкен қысыммен ағатын арынның әсерінен тау жыныстары талқандалуы мүмкін, яғни талқандаудың механикалық және гидравликалық тәсілдері қосаралас пайдаланылады деген сөз.
Тау жыныстарын талқандаудың механикалық тәсілі айналма, соққылама, айналсоқ, дірілдеме болып бөлінеді.
Тау жыныстарын талқандаудың айналма тәсілінде талқандау кесу есебінен жүреді. Остік күштің әсерінен кескіш тау жынысына енеді және айналудың көмегімен кесіледі.
Соққылама әдісінде жыныс талқандаушы аспап белгілі бір биіктіктен бірнеше мәрте лақтырылады және соның әсерінен тау жыныстарының мыжылуы, сығылуы, сынуы және опырылуы болады.
Айналсоқ тәсіл – алдыңғы екі талқандау тәсілінің қосарлануы. Бұл тау жыныстарын талқандаудың ең тиімді тәсілі, өйткені талқандау тау жыныстарын кесу, опыру, сыну және сығу арқылы жүреді.
Бұрғылаудың дірілдеме тәсілінде талқандау тау жыныыстарының (құм, құмайттар және т.с.с. тау жыныстары) бөлшектері арасындағы байланыс күшін бұзу есебінен жүзеге асады.
Тау жыныстарын талқандау түрлері
Тау жыныстарын талқандау үшін жыныс талқандаушы аспаптың кескішіне остік күш беріледі, соның көмегімен кескіш тау жынысына енеді. Остік күштің шамасына байланысты тау жыныстарын талқандаудың үш түрін бөледі: беттік, қажу және көлемдік.
Тау жыныстарының беттік талқандалуы келесі шарт орындалғанда болады
,
(1.1)
где
-
остік күш шамасы, Н;
-
кескіштің тау жынысымен
түйісу ауданы, мм2
- осы остік күш болғандағы
пайда болатын кернеу, Па;
-
тау жыныстарының қаттылығы,
П.
Қажу сипатындағы талқандау кескіштің тау жынысына толассыз әсер ету есебінен жүзеге асады, ол келесі шарт орындалғанда болады:
(1.2)
Талқандаудың ең тиімді түрі тау жынысында остік күштің әсерінен болатын кернеулер тау жыныстарының қаттылығынан артық болған жағдайда болады яғни
(1.3)
Егер бұрғылаудың механикалық жылдамдығының остік күштің шамасына тәуелділігі графигін қарастырсақ, онда оның түрі келесідей болады (4- сурет)
4-сурет. Механикалық жылдамдықтың остік күштің шамасына тәуелділігінің графигі |
I сатыда остік күш өскен сайын механикалық жылдамдық та өседі, бірақ оның шамасы шамалы. Бұл жерде беттік талқандалу жүреді. Остік күшті ары қарай өсірсек қажу сипатындағы талқандалу жүреді (II саты) . Көлемдік талқандалуда механикалық жылдамдық максимал мәнге жетеді (III саты) және остік күшті әрі қарай өсіру механикалық жылдамдықты өсірмейді, бұл кескіштің тау жынысына толық енгенін немесе аспаптың сынғанын білдіреді (IV саты) |
Ұңғыларды бұрғылау үрдісінде тау жыныстарының көлемдік талқандалуын қамтамасыз етуге тырысу қажет, өйткені бұл жағдайда бұрғылаудың максимал жылдамдығына қол жеткіземіз.