1) Концентраттан құйын шикізатын алу; 2) күйдіру мықтылығы.

Құйынды алу үшін шахтаға үш компонент қосылады: кенді концентрат; бетонит (саз балшықтың ерекше сорты, әктас бетонит және дымқыл құйындыларды жоғарылатушы және құрғаұқ түрде олардың беріктігі: шихтада ұстау жанында 0,5%) және әктаста (жанында 5%). Бетонит және ізбесті үлкен өлшемді концентратына дейін өлшеу.

Дайындалған шихтаны әбден араластырған соң барабанды немесе тарелкалы түрдегі грануметрге жіберіледі, 8,5 – 9,0% - ке дейін дымқылданған құйынды керекті өлшемін түрлендіреді.

Беріктігін сақтау үшін, доменді балқыту қанағаттанарлық; құйындылар 1300ºС – да 5 – 10 минут уақытында берік болу үшін күйдіріледі. Күйдіру процесінде құйындылар әктасты диссоциациясы жүреді, күкірттің үлкен көлемін бөліп тастау, жаңа минералдың түзілуі (силикаттар, фериттегі және т.б.).

Құйындылар күйдіру конвейрлері машинада іске асады, агломерацияға ұқсас, бірнеше сатының бірінен соң бірінің өтуі, әрбір сатының параметрлік температурасы мен уақыттың көрсеткішіне байланысты жүреді. Бұл үшін күйдіру машинасында бес зонаға бөлінеді: кептіру, қыздыру, күйдіру, рекуперация және суыту.

Құйындының дымқыл кептіруін газ селімен 500ºС температурада іске асады, олардың құлдырауына алып келмес үшін, қыздыру зонасы 1000ºС – ға дейін қыздыру үшін қолданылады және күйдіру зонасында құйынды максимум температураға дейін қызады 800 - 1000ºС – ға дейін және керекті температураға дейін жоғарғы қабатына қабатына өту арқылы қызады.

10-кесте

Металдардың хлоридтерінің балқу және қайнау температурасы

Хлорид	Температура		Хлорид		Температура			Хлорид		Температура
	балқу	қайнау			балқу	қайнау				балқу	қайнау
SiCl4	-67	58		NbCl5		205	248		PbCl2		501	950
GeCl4	-51	84		TaCl5		216	234		FeCl2		672	Возг
AsCl4	-18	130		SnCl2		247	652		UCl4		590	618
TiCl4	-23	136		FeCl3		304	319		NaCl		800	1465
VOCl4	127	Субл		ZnCl2		313	732		CaCl2		782	2027
AlCl4	180	Субл		CuCl		422	1366		MaCl2		718	1412
MoCl4	194	268		BeCl2		958	1560		BaCl2		958	1560

Температуралық дипазонға қарағанда кричлі процесс балқыту мен күйдіру арасында орынға ие болады. Ол пирометаллургияда пайдаланады. Сол процесте кен жартылай балқытылған, ілемді – тұтқырлы күйне айналған жағдайда кен өнеделеді. Кричлі процесте тотықсыздану мінезі болады. 700 – 1100⁰С температура аймағында (Fe, Ni, Cr) металдар тотықсызданады. Температура жоғарылауымен металлдардың тотықсызданған кішкентай бөлшектерінің коагуляциялау болады және бос жыныстар күйіп бір біріне жабысып ірі кесектерге айналады. Пештен алынған өнім – крица – металлдың енген дәнектері бар жартылай балқытылған түйірлер болып табылады. Осындай дәнектерді салқындатқаннан және ұсақтағаннан кейін магниттік сепарация арқылы металлды және қожды фазаларға бөледі. Металлургиялық тәжірибеде осындай процесс темір, темір-никельденген тотықты кендерді өңдеу үшін қолданылады.

Бақылау сұрақтары:

1. Кеннің металлургия өңдеудің технологиялық сұлбасы дегеніміз не?

2. Технологиялық сұлба қандай сатыларға бөлінеді?

3. Металлургияда негізгі операциялары қандай?

4. Кендерді дайындайтын операциялардың мақсаттары қандай?

5. Кесектенудің тәсілдері, олардың мақсаттары және ерекшеліктері қандай?

Мұнай және газ ұңғыларын бұрғылау. Ұңғы туралы түсінік. Ұңғының конструкциясы. Бұрғылау қондырғысы. Мұнай және газ ұңғыларының бұрғылау тәсілдері. Бұрғылау қашаулары.

Ұңғы дегеніміз жер қыртысында арнайы бұрғылау аспаптарының көмегімен қазылатын диаметрі терендігінен бірнеше кіші цилиндр пішінді тау – кен құрылыс орны.

Ұңғынын басталатын жері сағасы, цилиндрлі беті қабырғасы немесе оқпаны, ең төменгі шеті түбі деп аталады, сағасынан түбіне дейінгі оқпан бойынша ара қашықтық ұңғы ұзындығы, ал ұңғы өзі проекциясының тіке аралығы терендігі деп аталады.

Ұңғырларды тіке және көнбеу бұрғылайды. Олардың диаметрі аралықтан аралыққа кішірейіп отырады.

Мұнай және газ ұңғырларының бастапқы диаметрі 900 мм-ден аспаса, ал сонғының диаметрі 165 мм-ден кем болмайды.

Ұңғырларды тау жыныстарынын тұтастай (кернсіз) немесе оның шет жағын ғана талқандау (керналу) арқылы терідетеді.

Ұңғының құрлысы былай көрсетілген: төменгі жағы – түп (6,8), ол мұнай не газ шығатын жектердің тұсында болады, ал жоғарғы жағы – саға (1). Бұйыр қабырғасының – оқпан (5) дейді.

Ұңғының ішіне мұнай мен газ құйылу үшін, қабаттағы қысым - - (9) түп жағындағы (6) қысымнан көп болу керек, яғни > . Ұңғынын бұйыр қабырғалары (5) пайдалану кезінде құлап қалмауы үшін темір құбырлармен бекітеміз (4). Оны тізбектелген шеген құбыр дейді онын диаметрі жоғарыдан төмен қарай азая береді .

Ең жоғарғы шеген құбырды (2) бағыттаушы шахталы құбыр дейді. Оның терендігі – 5-10 м, диаметрі – 200-500 мм. Негізгі міндеті – жердің жоғарғы жағындағы топырақты бекіту және аз балшық ерітіндсінің айналымын қамтамасыз ету. Оның ішінен, жоғары су қабаттарынын ағымынан сақтау мақсатымен сағалық құбыр (3) кондуктор жібереді.

Терендігі жоғарғы су қабаттардың орналасуына байланысты 40 м- ден 400 м.-ге дейін жетеді. Кондуктордың ішінен ұңғының терендігіне және қазу (бұрғылау) қабаттарының орналасу ерекшеліктеріне байланысты бір немесе екі қосымша шеген құбырларын жібереді. Егер де кондуктордан кейін қанша тізбекті құбырлар жіберсе, сонша тізбекті құбырлар деп аталады. Ең сонында пайдалану (өндіру) құбырын - (4) жібереді. Әлбетте, оның диаметрі – 146, 168 мм, терендігі – 4500-5000 м. шамасында болады.

Мұнай және газ ұңғырларын бұрғылау. Бұрғылау қондырғысы. Мұнай және газ ұңғырларын бұрғылау тәсілдері. Бұрғылау қашаулары. Бұрғылау тәсілдерін пайдалана отырып ұңғыны бұрғылау кезінде аспаптардың тау жыныстарына тегізетін әсеріне қарай механикалық, термиялық физико-химиялық, электр жалындық деп бөлуге болады.

Механикалық бұрғылау тәсілінде тау жыныстарын бұзу қол күшін немесе қозғалтқыштарды қолдану арқылы іске асырылады.

Механикалық бұрғылау тәсілі соққылау және айналдыру тәсілдерімен іске асырылады.

Соққылама бұрғылау тәслі 70 жылдан астам уақыттан бері мұнай-газ өнеркәсіп саласында қолданылмайды. Дегенмен пайдалы қазбаларды барлау инженерлік – геологиялық іздеу жұмыстарында қолдау тауып жұр.

Айналмалы бұрғылау тәсілі. Мұнай, газ ұңғырларын бұрғылауда қолданылады. Бұл тәсіл бойынша ұңғы оқпаны үздіксіз айналатын қашаумен бұрғыланады. Тау жыныстарының ұсақталған бөлшектері жер бетіне жуу сұйығының ағынымен көтеріледі. Айналмалы бұрғылау тәсілінің өзі роторлық және түптік қозғалтқыштармен бұрғылау тәсілдері болып бөлінеді.

Роторлық бұрғылау тәсілінде қозғалтқыш жер бетінде орналасады, қашау бұрғылау тізбегі арқылы айналдырылады,

Түптік қозғалтқыштармен (гидравликалық турбобұрғы немесе электробұрғы) бұрғылау тәсілінде қозғалтқыш тікелей қашаудан жоғары орналастырылады.

Енді мұнай және газ ұңғырларын айналмалы бұрғылау тәсіліндегі жұмысына тоқталық.

Роторлық бұрғылау тәсілінде 9 қозғалтқыштың қуаты шығыр 8 арқылы ұңғының сағасында қондырылған мұнарының ортасында орналасқан арнайы айналмалы механизімін – роторға 16 беріледі. Ол қашау бір жалғанған бұрғыдау тізбегін айналдырады. Бұрғылау тізбегі жетек құбырдан 15 және оған арнайы аударғыш (переводник) 6 арқылы бұралған бұрғылау құбырларынан 5 тұрады.

Түптік қозғалтқышпен бұрғылау тәсілінде қашау бір түптік қозғалтқыштың ішіндегі билігіне бұралады, ал бұрғылау тізбегі қозғалтқыштын копусына 2 жалғанған. Қозғалтқышты жұмысқа қосқанда онын білегі оған жалғанған қашаумен бірге айналады. Бірақ, бұрғылау тізбегі ротормен бірге айналмайды.

Яғни, роторлы бұрғылау тәсілінде қашаудың жыныс ішіне енуі ұңғының өс бойымен бұрғылау тізбегінің айналып қозғалуынан болады, ал түптік қозғалтқышпен бұрғылағанда – бұрғылау тізбегі айналмайды. Айналмалы бұрғылаудың өзіндік ерекшелігінің бірі – қашаудың түпте барлық жұмыс жасаған уақытында ұңғыны сумен немесе арнайы дайындалған сұйықпен жуу болады.

Ол үшін қозғалтқыш 21 арқылы жұмысқа қосылатын екі (кейде бір немесе үш) бұрғылау сораптары 20 көмегімен құбыр 19 бойынша бағана құбырға 17 жуу сұйығы айдалынады. Бағана мұнараның оң бұрышында жапсырылған. Одан әрі иілмелі шланг 14 арқылы ұршыққа (ветрлюг) 10 түсіп, бұрғылау тізбегі арқылы түптегі қашауға қарай бағытталады. Жуу сұйығы қашауға жетіп,оңдағы тесіктер арқылы қысыммен ұңғы оқпаны мен бұрғылау тізбегі арасындағы кеңістікпен,бұрғыланған жыныстарды бірге алып сағаға көтеріледі. Мұнда науа жүйесінде 18 және тазарту механизмдерінде жуу сұйықтары бұрғыланған жыныстардан тазартылып, одан кейін бұрғылау сораптарының қабылдау ыдыстарына 22 барып, қайтадан ұңғыға айналады.

Ұңғыны терендеткен сайын, бұрғылау тізбегі, кронблоктан, тәл блогынан 12, ілмектен 10, және тәл арқанынан 11, тұратын полистпаст жүйесіне іліп қойған түрінде ұңғыға түсіріледі. Жетек құбыр 15 ротор 16 ішіне түгел өне бойымен кіргенде, шығырды (лебедка) 8 жұмысқа қосып бұрғылау тізбегін жетек құбырдың 15 ұзындығындай қылып көтеріп, элеватор немесе ротор столындағы ұстауыш көмегімен іліп қояды. Одан кейін жетек құбырды 15 ұршықпен 10 қоса бұрап алып, оны алдын ала көлбей қазып дайындап қойған шурфқа (оның терендігі жетек құбырдың ұзындығымен бірдей) түсірілген шеген құбырға отырғызады. Бұрғылау құбырдың екі жалғанған құбырдың бұрап ұзартада, оны элеватордан немесе ұстағыштан босатады. Бұдан кейін ол екі жалғанған құбырының ұзындығына ұңғыға түсіріліп (шығыр көмегімен), элеватор немесе ұстағыш көмегімен ротор столына ілінеді. Жетек құбырды ұршықпен бірге шурфтан көтереді, бұрғылау тізбегіне оны бұрап, бұрғылау тізбегін элеватордан немесе ұстағыштан босатады. Содан кейін қашауды ұңғы түбіне жеткізіп бұрғылауды жалғастырады.

Екеу немесе үш қосақтап қосқан бұрғылау құбырларын свеча дейді. Ор бұрғылау құбырының ұзындығы 12,5 м.) свечаның ұзындығы 225 немесе 37,5 м. болады. Ол бұрғылау мұнарасының биіктігіне байланысты (мұнара биіктігі 41 м, болса, свеча ұзындығы 25 м., биіктік 53 м. болса свеча – 37,5 м.). тозған қашауды ауыстыру үшін,барлық жіберген құбырлар тізбегін сағаға көтеріп, жаңа қашауға ауыстырғаннан кейін қайтадан ұңғыға жібереді. Түсіру-көтеру жұмыстарын полиспаст жуйесі арқылы іске асыруға болады. Шығырдың 8 барабаны айналғанда тәл арқаны 11, барабанға оралып немесе тарқалып тұрады.

Бұрғылау қашаулары. Қашау – бұрғылау үрдесінде ұңғы түбіндегі тау жыныстарын механикалық бұзуға арналған бұрғылау аспабы.

Тау жынысына әсер ететін сипатына байланысты қашауларды былай таптастырады.

1) Кәсіп – жаратын қашаулар – аздап қаттылау және кішкене абразивті тұтқыр және пластикалы жыныстарды бұрғылауға арналған қалақты (лопасты) қашаулар.

2) Жарып – сындыратын қашаулар - орташа қатты, катты және өте қатты тау жыныстарын бұрғылауға арналған шарошкалық қашауулар.

3) Кәсіп – уатушы қашаулар – жыныстарды бұзатын алмасты және қатты қорытпалы (қатты сплавты) вставкалары бар қашаулар. Олар орташа қатты және тұтқыры аз жоғары пластикалы жыныстарын бұрғылауға арналған.

Тау жыныстарын бұзушы аспаптар (қашаулар) негізгі атқаратын міндеттеріне қарай үш топқа бөлінеді:

1) Ұңғы түбін тұтастай бұрғылауға арналған қашаулар;

2) Ұңғы түбін айналдыра бұрғылап, тау жыныстары үлгісін (керн) алу үшін қолданылатын қашаулар, колонқалық қашаулары;

3) Арнайы тағайындалған қашаулар.

Тұтас және колонкалық бұрғылауға арналған қашаулар ұңғыны терендету үшін тағайындалған, ал арнайы тағайындалған қашаулар – бұрғыланған ұңғыда және шеген тізбегінде жұмыс істеу үшін.

Қашаулар диаметрлері 46 мм ден 580 мм дейн өзгереді.

Бақылау сұрақтары:

1. Ұңғы дегеніміз не?

2. Керн дегеніміз не?

3. Мұнай өндірісінде қандай бұрғылау тәсілі қолданбайды және не үшін?

4. Шеген құбырлары не үшін керек?

5. Ұңғы конструкциясы дегеніміз не?

6. Айналмалы бұрғылаудың соққыламаға қарағанда артықшылығы не де?

7. Қашаулардың түрлері?

8. Жуу сұйықтары не үшін тағайындалған?

9. Роторлық бұрғылаудың түптік қозғалтқышпен бұрғылаудан қандай айырмашылығы бар?

Ұңғыларды аяқтау. Өнімді қабатты бұрғылау және зерттеу. Ұңғы түп бөлігінің конструкциясын тандау. Ұңғы сағасын жабдықтау. Пайдалану тізбегін қабатпен қатынастыру. Қабаттан мұнай мен газдың құйылуын шақыпу.

Ұңғыны бұрғылау және оны пайдалануға өткізу аралығында бірқатар жұмыстар жүргізіледі. Олар:

1) өнімді қабатты бұрғылау;

2) өнімді қабатты зерттеу;

3) ұңғы түбіндегі бөлігінің конструкциясын тандап алу;

4) ұңғы сағасы жабдықтау;

5) пайдалану тізбегін өнімді қабатпен қатынастыра (перфорация);

6) өнімді қабаттан мұнай немесе газды шақыру және ұңғыны пайдалануға өткізу.

Бұл аталған жұмыстардың дұрыс орындалуына ұңғы шығымы, оның тиімділігін, сонымен қатар пайдалану барысындағы жөндеу аралық кезеңмен тікелей байланысты.

Өнімді қабатты бұрғылау. Ұңғыны игеру және пайдалану барысында жаңа жағдай тұрғызу үшін бұрғылау кезінде мұнай қабаттарының коллекторлық қасиеттерін мүмкіндігінше бұзбауға тырысу қажет. Сонда ғана өнімді қабаттар бұрғылаудан кейін табиғи күйінде қалып, одан мұнайгаз өнімдерін мүмкіндігінше көп алуға болады. Өнімді қабаттарды ашар алдында оның колекторлық қасиеттерін бұзу себептері мұқият анықталуы тиіс.

Қабат өнімділігін төмендету себептері көп және олар жеткілікті анықтала қойған жоқ. Солардың бірі қабатқа бөтен сұйықтар мен бұрғыланған тау жыныстары бөлшектерінің енуі.

Ұңғыны бұрғылау барысында жуу сұйығы ұңғы ішіндегі гидростатикалық қысым қабат қысымынан жоғары болатындай етіп алынады.су негізді жуу сұйықтары қолданган жағдайларда,су қабатқа сүзіліп өтеді.Сүзіліп өтетін судың көлемі жуу сұйығының су беру қасиетіне,қабаттың жарықшақтылық дәрежесіне және гидростатикалық қысым мен қабат қысымдарының айырмашылығына байланысты.

Судың ұңғы түбінің өткізгіштігіне және ұңғыны меңгеру үрдісіне зиянды әсері көптеген зерттеулер арқылы анықталған.

Судың өтуі арқылы ұңғы түбінің өтлізгіштік қасиетінің төмендеу себептері бірнеше.Солардың бірі қабат қуысындағы капиллярлық қысымның әсері.Ол сүзіліп өткен су әсерінен байқалады.Лаплас заңы бойынша капиллярлық қысым беттік тарау күшіне тура пропорционалды және капилляр радиусына кері пропорционалды.

Қабаттан суды ығыстырып шығару барысында қабат қысымынан төмен қысым қажет.Бірақ қысым айырмашылығын жасағаннан кейін бірінші судан кең кеуек арналары босайды да,ал тар кеуектерде су қалып қояды.Мұнай кедергісі аз арналарды таңдап,судан босаган кең кеуек арналары бойынша қозғалады да,ал тар арналар мұнай ағып өту үшін жабық қалады.Ұңғы төңірегінде қабат арналары арқылы мұнайдың өтуіне кедергі болатын өзінше су кедергісі пайда болады.

Ұңғы түбінің өткізгіштігінің төмендеу себебептерінің келесі түрі қабатқа су ену салдарынан өнімді қабаттардағы сазбалшық бөлшектерінің ісінуі.

Қабат өткізгішінің үшінші төмендеу себебі қабатқа жуу сұйығының сүзіліп өту салдарынан шөгінділердің пайда болуы.Бұл,қабат суларымен сүзіліп өткен судағы ергіш тұздардын өзара әрекеттері салдарынан болады.Шөгінділер өнімді қабаттардағы кеуектерді бітеп,оның коллекторлық қасиетін нашарлатады.

Өнімді қабатты коллекторлық қасиетін төмендетуші себептердің барлығын түзету мүмкін емес.Бірақ олардың қабатқа кері әсерін төменгі шараларды қолдану арқылы азайтуға болады:

1. Өнімді қабатты бұрғылау кезінде қабатқа кері қысымды мүмкіндігінше азайту қажет.

2. Өнімді қабатты бұрғылау,зерттеу,пайдалану тізбегін түсіру,цементтеу алдын-ала жасалған жоспар бойынша тез жүргізілуі қажет.

3. Өнімді қабаттарды ашуда су бергіштігі төмен жоғары сапалы сазбалшық ертінділерді немесе көмірсутек негізді жуу сұйықтарды қолдану қажет.

Өнімді қабатты зерттеу. Өнімді қабаттардың коллекторлық қасиеті, орналасу жағдайы, пайдалану сапасы кешен зерттеу жұмыстарын жүргізгеннен кейін анықталуы мүмкін.

Пайдалану ұңғылардың өнімді қабатт арын бұрғылауда, шламды зерттеу және кейбір геофизикалық зерттеулерінің нәтижилерін қолдану жеткілікті.

Барлау ұңғыларда өнімді қабат жетік зерттеледі, сондықтанда жүргізілетін зерттеу жұмыстары көп.

Барлау ұңғыларында өнімді қабат тек колонкалық қашаулармен бұрғыланады. Алынған керн материалдары бойынша қабаттың орналасу жағдайы, оның литологиялық және физикалық сипаттамалары туралы толық мәліметтер алуға болады.

Өнімді бұрғыланып болғаннан кейін ұңғыда толық геофизикалық зерттеу жұмыстары жүргізіледі. Дегенмен, өнімді қабаттарды геологилық және геофизикалық зерттеу әдістері пайдалану объектілердің өндірістік маңызын анықтауға мүмкіндік бермейді, өйткені ол кезде қабаттың мұнай бергіштігі жөнінде толық мәліметтер болмайды. Тек арнайы сынауыш аспаптар көмегімен жүргізілетін сынау аралықтарын тандап алуға мүмкіндік береді.

Ұңғы түбінің конструкциясын тандап алу – қабаттың литологиялық физикалық қасиеттеріне, орналасу орнына, өнімді қабаттан жоғары немесе төмен сулы қабаттардың орналасуына басқада көптеген факторларға байланысты іске асырылады. Бұрғылау практикасында ұңғы түбінің төмендегіндей конструкциялары қолданылады.