Тау жынысын талқандаушы аспап және оның классификациясы

Тау жынысын бұзушы аспаптар негізгі атқаратын міндеттеріне қарай үш торпқа бөлінеді:

1. ұңғыма түбін тұтастай бұрғылауға арналған қашаулар

2. ұңғыма түбін айналдыра бұрғылап, тау жынысының үлгісін, керн алу үшін қолданылатын бұрғы ұштары, коронкалар

3. арнайы аспаптар (найза тәрізді қашаулар, фрезерлер, калибраторлар, кеңейткіштер).

Бірінші және екінші топ қашаулары ұңғыма тереңдігін арттыруға арналған. Арнайы аспаптар бұрғыланған ұңғымада және шегендеу тізбегінде қосымша жұмыстар атқару үшін қажет. Қашаулар арналуына, құрылысына, түріне тәуелсіз шартты диметрленеді.

Жуу қондырғысы құрылымы мен жуу сұйықтығы ағынының гидравликалық қуатын пайдалану тәсіліне қарай қашаулар ағынды (гидромониторлы) және қарапайым болып бөлінеді. Гидромониторлы қашауларда жуу сұйықтығы ұңғыма түбін тазартады және тау жынысын жұмсартады, яғни гидромониторлық эффект алуға болады. Ал қарапайым қашауларда жуу сұйықтығы жуу саңылаулары арқылы өтіп, шарошкаларды (қалақшаларды) шайып, түпке жартылай жетеді.

Ұңғыма түбін тұтастай бұрғылауға арналған қалақшалы қашау

Қалақшалы қашаулар құрылымы және қатты қорытпалармен жасақталуына қарай түрпілі жұмсақ және қаттылығы орташа тау жыныстарын, цемент тығындарын, шегендеу тізбегінің төменгі бөлігіндегі метал бөлшектерді бұрғылауға және ұңғыма оқпанын кеңейтуге арналған.

Келесідей қалақшалы қашаулар қолданылады:

• екі қалақшалы 2Л диаметрі 76,0...165,1мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым;

• үш қалақшалы 3Л диаметрі 120,6...469,9мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым және гидромониторлы;

• үш қалақшалы қажап-кесуші 3ИР диаметрі 190,5...269,9мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым және гидромониторлы;

• алты қалақшалы қажап-кесуші 6ИР диаметрі 76,0...269,9мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым және гидромониторлы;

• П тәрізді диаметрі 98,4...444,5мм аралығындағы, жуу жүйесі қарапайым.

1 – сурет. Қалақшалы қашау

1 – тұрық, 2 - қалақша,

3 – пластина, 4 - штырь Қалақшалы қашаулардың төмендегідей түрлері (П тәріздестен басқа) шығарылады:

М – жұмсақ жыныстарды бұрғылау үшін

МС – жұмсақ және орташа жыныстарды бұрғылау үшін

МСЗ – жұмсақ түрпілі және орташа жыныстарды бұрғылау үшін

С – қаттылығы орташа жыныстарды бұрғылау үшін

П тәріздес қашаудың екі түрі шығарылады:

Ц - цемент тығындарын және шегендеу тізбегінің төменгі бөлігіндегі метал бөлшектерді бұрғылау үшін

Р – ұңғыма оқпанын кеңейту үшін.

Алты қалақшалы 6ИР қашаудың үш қалақшасының биіктігі қалыпты, ал үшеуінікі – қысқартылған болып келеді. Жуу қалақшалар арасында орналасқан үш канал арқылы жүзеге асады. Қалақшалы қашаулар гидравликалық түптік қозғалтқыштармен және элетробұрғымен қолданылмайды, себебі қашауды айналдыру үшін үлкен айналдыру моменті қажет.

Ұңғыма түбін тұтастай бұрғылауға арналған шарошкалы қашаулар

Мұнай, газ ұңғымаларын бұрғылауда негізінен шарошкалы қашаулар қолданылады. Олар шарошка санына қарай бір, екі, үш, төрт және көп шарошкалы болып бөлінеді. Негізінен үш шарошкалы қашаулар қолданылады. Жалпы шарошкалы қашаулар тау жыныстарының механикалық және түрпілік қасиеттеріне байланысты он үш түрге топталады.

МЕСТ 20692-75 «Шарошкалы қашаулар» бойынша шарошкалы қашаулар диаметрі 46...508мм-ге дейінгі өлшемде 39 түрі шығарылады. Жуу желісі мен үрлеу каналдарының құрылысы мен орналасуына қарай қашаулар келесідей жасалады: Ц – ортадан жуу; Г – бүйірден жуу; П – ортадан үрлеу; ПГ – бүйірден үрлеу. Шарошка тіректері дайындалады: В – тербеліс подшипнигі, Н – сырғанау подшипнигі. У - шарошка тіректері саңылаусыздандырылған.

2 – сурет. Бір шарошкалы қашау

1 – қалақ, 2 – шарошка,

3, 5 – шариктер, 4 – саусақ,

6 – қатты қорытпалы тіс

Қазіргі кезде шығарылатын бұрғы қашаулары шифрына мынадай мәліметтер жазылады:

1. Қашаудың шарошка саны (І, ІІ және ІІІ);

2. Қашау диаметрі;

3. Шарошка жасақтарының дайындалуы бойынша (М, МС, МСЗ, т.б.) қашау түрлері

4. Жуу немесе үрлеу каналдарының орналасуы бойынша қашау түрлері;

5. Шарошка тіректерінің конструкциялық ерекшеліктеріне қарай қашау түрлері.

Алмазды қашаулар және синтетикалық поликристалды алмазбен армирленген қашаулар

Алмазды қашаулар тік және көлбете-бағытталған ұңғымаларда құмтас, доломит, әктас қабаттарын бұрғылау барысында, шарошкалы қашауларды пайдалану тиімділігі күрт төмендейтіндіктен, қолданылады. Алмазды қашауларды дұрыс қолдану қамтамасыз етеді:

• бұрғылаудың жоғары рейстік жылдамдығын;

• көтеріп-түсіру операциясының санының азаюн;

• қаражатты үнемдеуді;

• тік ұңғыма бұрғылау кезінде қисаю шамасының төмендеуін.

Алмазды қашау қалақшалы қашау сияқты, өздігінен қозғалатын бөлшектері жоқ. Ол алмаз орналасатын қатты материалдан жасалған матрицадан және болат тұрықтан тұрады.

Алмазды қашаулар диаметрі 91,4...391,3мм аралығында екі модификацияда дайындалады:

• бір қабатты, алмаз түйіршіктері матрица берінде белгілі бір сұлбамен орналастырылады; түрлері – радиалды ДР, сатылы ДТ және шар тәрізді шығыңқысы бар сатылы ДК.

• импергнирленген, матрица материалы көлеміне ұсақ алмаз түйіршіктері біркелкі орналастырылған; түрі – шар тәрізді шығыңқысы бар ДИ.

Алмазды қашаулардың роторлықпен салыстырғанда түптік қозғалтқышпен бұрғылағанда қашаудың бірдеу өтімділігінде механикалық жылдамдығы жоғары болады. Алмазды қашаумен бұрғылау 200...250сағ үзіліссіз жүруі мүмкін. Алмазды қашаумен жарықшақты, кавернді, қаттылығы әртүрлі жыныстарды бұрғылауға болмайды. Ұңғыманы алмазды қашаумен бұрғылар алдында, ұңғыма оқпаны калибрленеді және түбі метал бөлшектерден тазартылады.

Алмазды қашауды бұрғылау жұмыстарында алмазды қашаудың диаметрі ұңғыма оқпаны диаметрінен кіші болған жағдайда ғана қолдануға рұқсат етіледі. Қашау алмаздың 40%-ынан айырылғанда, алмазды қашау тозған болып саналады.

Алмазды қашаулардың сәтті қолданылуы қатты қорытпалы қашаулардың конструкциясын ойлап шығаруға мүмкіндік берді. Осылайша ИСМ типті аса қатты материал славутичтен қашау жасалынды. Бұндай қашаулар 1967ж бастап қолданылды.

1977ж бастап мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау барысында шет елде стратапакс қашаулары кең қолданысқа ие болды. Стратапакс - синтетикалық поликристалды алмазбен армирленген қашау. Бұндай қашаулар жұмсақ және қаттылығы орташа тау жыныстарын бұрғылауға арналған. Бөл жағдайда механикалық бұрғылау жылдамдығы артады, энергетикалық шығын алмазды немесе үш шарошкалы қашаумен салыстырғанда төмен болады.

Колонкалық бұрғылау снарядтары және бұрғы ұштары

Барлық колонкалық бұрғылауға арналған снарядтар келесідей негізгі бөлшектерден тұрады:

• алынатын керн жанын бұрғылауға арналған бұрғы ұшы;

• сыртқы тұрық;

• кернді сақтауға және жоғарыға алып шығуға арналған ішкі колонкалық құбыр;

• керн ұстағыш;

Колонкалық бұрғылауға арналған снарядтар (керн қабылдағыштар) қолданылу принципіне қарай шешілмейтін (тұрақты) және шешілетін колонкалық құбыр болып бөлінеді.

Арнайы қашаулар

Кеңейткіштер ұңғыма оқпанының диаметрін кеңейту үшін және бұрғылау үрдісінде бұрғылау аспабын центрлеу үшін қолданылады.

Кеңейткіштер жұмысшы органдарының формасына (шарошкалы, қалақшалы), олардың бекітілуіне (қатты бекітілген, қозғалатын және жинақталатын), санына қарай классификацияланады.

Қазіргі таңда шарошкалы және қалақшалы кеңейткіштер қолданылады. Ең көп қолданылатыны – үш шарошкалы кеңейткіш. Шарошкалар бір-бірімен 120⁰ бұрыш жасап, тұрыққа орналасқан. Үш шарошкалы кеңейткіштер диаметрі 243, 269, 295, 346, 394 және 445мм болып шығарылады.

3 – сурет. Үш шарошкалы кеңейткіш

1 – тұрық, 2 – сақина, 3 – шпонка, 4 – шпилька, 5 – шарошка, 6 – шарошка осі, 7 – шайба, 8 – «рубашка»

Бұдан басқа төрт, алты қалақшалы, бір шарошкалы пилотты, қашау үстінде орналасатын штырлы кеңейткіштер бар.

Фрезді қашаулар абразитілігі төмен жыныстарды, цемент көпірлерін және ұңғымадағы металдарды бұрғылау үшін қолданцылады. Қатты қорытпадан жасалған спиральді фрезерлі қашаулар ДФТС түрінде шығарылады. Бұндай конструкциялы қашаулардың ерекшелігі - қатты қорытпалы пластинкалардың спираль орналасуы.

Ұңғыма түбі бүйірлік және орталық каналдар арқылы жуылады.

Бақылау сұрақтары

1. Қашаулар қалай топталады?

2. Қалақшалы қашаулар туралы не білесіз?

3. Шарошкалы қашаулардың қандай түрлері шығарылады? Тірек жүйелері туралы не білесіз?

4. Алмазды қашаулардың қандай түрлері бар?

5. Колонкалық бұрғылауға арналған снаряд қандай бөлшектерден тұрады?

Дәріс №10-13 Тақырыбы: Ұңғыманы жуу және жуу сұйықтары

Жалпы жағдайлар

Айналмалы бұрғылаудың ерекшелігі бұрғылау үрдісінде ұңғыманы жууды қолдану болып табылады. Бұрғылау ерітіндісі алдымен мынадай болуы тиіс:

- қашау астынан бұрғыланған жынысты (шламды) жою, бұрғылау тізбегі мен ұңғыма оқпаны арасындағы саңылаулар арқылы жоғары көтеру және жоғарыда оның (шламның) бөлінуін қамтамасыз етуі қажет;

- ерітінді айналысы тоқтаған кезде бұрғыланған жыныс бөлшектерін аспалы жағдайда ұстап тұруы қажет;

- қашауды суытып және ұңғыманың түп аймағында жыныстың бұзылуын жеңілдету қажет;

- су, мұнай, газ көріністерінің алдын алу үшін ұңғыма қабырғасына қысым туғызуы қажет;

- ұңғыма қабырғасына физика–химиялық әсер етіп, оның опырылуының алдын-алу қажет;

- гидравликалық түптік қозғалтқышқа энергияны беру;

- өнімді қабатты ашу кезінде және т.б. жағдайларда, оның өткізгіштігінің сақталуын қамтамасыз ету.

Геологиялық жағдайлар мен ұңғыма өтімділігінің техникалық ерекшеліктеріне байланысты бұрғылау ерітіндісінің құрамы мен сапасына қойылатын талаптар әртүрлі бұрғылау ерітіндісін қолдануды қажет етеді:

1. Су негізіндегі бұрғылау ерітіндісі (саз ерітіндісі, су, қатты фазасы аз концентрациялы бұрғылау ерітінділері — полимер–сазды және сазсыз және т.б.);

2. Сусыз негіздегі бұрғылау ерітіндісі (көмірсутек негізіндегі ерітінділер, түрленген эмульсиялар «майдағы су» сияқты, газсызданған мұнай және мұнай өнімдері);

3. газ тәрізді жұмысшы агенттер (ауа, табиғи және түтінді газдар, жанудың өнімдері);

4. Аэрацияланған бұрғылау ерітіндісі және көбіктер.

Бұрғылау ерітіндісінің түрі әрбір бұрғыланатын жердің тау жыныстарының геологиялық жағдайын мұқият, жанжақты зерттеу негізінде және ұңғыма өтімділігінің техникалық ерекшелігіне байланысты таңдалынады.

Су негізіндегі бұрғылау ерітінділері

Су негізіндегі бұрғылау ерітінділерінің ішінде сазды ерітінділер кең қолданылады. Сазды ерітінді — саз, су және бұрғыланған жыныс бөлшектерінен тұратын коллоидты – суспензиялы жүйе. Сазды ерітіндінің табиғатын және қасиетін жақсы түсіну үшін қатты заттармен сұйықтықтар қоспасы туралы қарастырайық. Түрлі заттарды сумен араластырғанда келесідей қоспалар алуға болады:

• шынайы ерітінділер — бір текті және мөлдір ерітінділер, ұзақ сақталу кезінде өзгермейді;

• коллоидты ерітінділер — лайлы ерітінділер, сақтау кезінде бірте–бірте ұйымаға айналады;

• суспензия — қатты заттар мен судың лайлы қоспасы, қатты денелердің тұнба түзуінен өте тез айырылады.

Шынайы ерітіндінің бөлшектері бөлек молекуладан тұрады, коллоидты ерітінділер бөлшектері көптеген ондықтар және жүздеген молекулалардан тұрады.

Коллоидты ерітіндідегі қатты бөлшектер келесідей көлемде болады: 0,000001-ден 0,0001мм-ге дейін; ал суспензияда олардың көлемі 0,0001…1 мм.

Сазды ерітінділер сумен араласқан саз бөлшектерінен тұрады. Ерітіндідегі саз бөлшектерінің өлшемі үлкен суспензия бөлшектерінен коллоидтық бөлшектерге дейін болады. Сазды ерітінділер коллоидты және одан да үлкен суспензия құрайтын бөлшектердің қоспасынан тұратындықтан, оны коллоидты – суспензиялы жүйе деп атайды. Бұл ерітінділерде коллоидты бөлшектер аз болса да, ол коллоидты секілді. Сазды ерітінді бөлшектерін гидратты қабықша қорғайтындықтан және ол бөлшектердің теріс электрлік заряды болғандықтан, тұрақты болады.

Саздар және сазды материалдар. Су негізіндегі бұрғылау ерітіндісінде құрылым және қабықша құрайтын компонент - саз. Сумен жуғанда иілгіштік кабілеті артатын, яғни берілген форманы сақтайтын тау жыныстарын саздар деп атайды. Саздардың көптеген түрлері бар. Олардың химиялық құрамы әртүрлі, бірақ жалпы кремнийдің (SiО₂) және алюминийдің (Al₂O₃) оксидтерінен, сонымен қатар аз мөлшерде судан тұрады. Саздың құрамын шартты түрде келесідей жазады: nSiO₂AL₂O₃, мұндағы n–негізгі қосылыстар мөлшерінің қатынасын көрсететін коэффициент.

Бұрғылау ерітінділерін дайындайтын саздар үш түрге бөлінеді:

1. көп бөлігі монтмориллонит тобының минералдарнан тұрады бентонитті саздар;

2. құрамында барлық минералдар тобы және топырақ бөлшектерінін қоспасы бар саздар;

3. палыгорскитті саздар.

Бұл сазды материалдардың айырмашылықтары сумен әрекеттескенде байқалады, ол сазды минерал – монтмориллониттің физика–химиялық қасиетімен түсіндіріледі. Ол суда ісініп, ұсақ бөлшектерге бұзылады (диспергирленеді), сондықтан құрамында әртүрлі минералдар қоспасынан және косындыларынан тұратын саздарға қарағанда, бентонитті саздардан жасалатын ерітінділер тұтқырлы болып келеді.

Уақытқа, химиялық қоспаларға және механиқалық әсерге байланысты сазды ерітінді қасиеттерінің өзгеруі. Сазды ерітінділер уақыт өте ескіреді. Жаңа дайындалған сазды ерітінді қасиеттері мен дайындалғанына біршама уақыт болған ерітінді қасиеттері арасында өте көп айырмашылықтар бар. Жаңа ерітіндінің ескі (ұсталған) ерітіндіге қарағанда тұтқырлығы және ығысу кернеуі аз, ал тұнбасы көп болады. Сазды ерітіндіні қыздырғанда, оның ескіру процессі тез жүреді. Әртүрлі химиялық реагенттердің көмегімен өңдеу бұрғылау ерітіндісінің қасиеттерін қадағалау әдістерінің негізі болып табылады. Сазды ерітіндіні физика–химиялық өңдеу келесідей мақсаттарда жасалады: ( Н.И. Шацов бойынша ):

• қатты фазалардың дисперстік дәрежесін арттыру арқылы төменгі сапалы ерітіндінің саздану қабілетін күшейту;

• сузілу көрсеткішін және сазды қабықшаның қалыңдығын азайту;

• статикалық ығысу кернеуін реттеу;

• бұрғылау үрдісінде талқандалған жыныс бөлшектерімен қанығуы әсірінен болатын ерітіндінің тұтқырлығы артуын болдырмау;

• мұнайлы және газды қабаттарды саздамайтын ерітінді алу;

• ерітіндіні жоғары температураға төзімді ету;

• жуу суйықтығының жұтылуын болдырмау немесе оны азайту және басқа да қиындықтардың алдын–алу;

• жоғары концентрациялы тұзы бар су ағыны болған кезде немесе тұзды–сазды қабаттарды бұрғылаған жағдайларда ерітіндінің саздық қабілетін сақтау;

• ерітіндінің қозғалғыштығын сақтай отырып, оның тығыздығын 2500кг/м³–қа дейін ауырлату мүмкін болу.

Сазды ерітінділерге қосылатын реагенттердің барлығы құрылымдық–тұтқырлық қасиеттеріне әсер етуіне және су бергіштігіне байланысты үш топқа бөлінеді:

1.Реагент—тұрақтандырғыш (пептизатор). Бұл топтың өкілдері: лигносульфонды қышқылдың сілтілі тұзы, гуминді қышқылдың сілтілі тұзы, сонымен қатар нафтен және сульфанафтенді қышқылдардың сабындары. Бұл заттар белгілі концентрацияда саз бөлшектерін тұрақтандырады. Осы реагенттер әсәрінен сазды ерітіндінің су беріштігі төмендейді, статикалық ығысу кениеуін біршама азайтады.

2.Құрылымның құрылуына әсер ететін реагенттер (құрылым құрғыштар). Ола - кальцийленген сода, кейбір фосфаттар, натрий силикаты (сұйық әйнек) және улы натрии. Бұл реагенттердің аз концентрацияда болуы ерітінді тұтқырлығын және сазды ерітіндінің субергіштігін азайтады. Бұл жағдай реагентті аз мөлшерде қосқанда ғана болады (0,1…0,2%). Реагентті шамадан тыс қосқанда коагуляция басталып, ерітіндінің ұйиды.

3.Реагент—коагулятор. Бұл топқа нейтральды немесе қышқылды тұздар немесе қышқылдар (натрий, кальций, магний және т.б. сульфаттары) жатады. Осы заттардың көп концентрациясы сазды ерітіндісінің сапасын төмендетеді.

Сазды ерітіндінің қасиеттерін анықтау. Сазды ерітіндінің сапасын келесі шамалар анықтайды:

1. Тығыздық ρ –сазды ерітіндінің массасының оның көлеміне қатынасы, кг/м³. Тығыздық мүмкін (ρ_каж) және шынайы (ρ) болып екіге бөлінеді. Біріншісі газ тәрізді фазасы бар ерітіндіні, екіншісі газ фазасы жоқ ерітіндіні сипаттайды.

2. Шартты тұтқырлық βу, сазды ерітіндінің белгілі көлемінің стандартты май құйғыштан өту уақытымен анықталады. Шартты тұтқырлық ағыстың гидравликалық кедергісін сипаттайды, яғни бұрғылау ерітіндісінің қозғалғыштығын.

3. Құрылымдық (пластикалық) тұтқырлық η –сазды ерітінідідегі қатты және сұйық фазалар бөлшектері арасындағы шиеленіскен үйкеліс күші, Па*с.

4. Қалыпты температурадағы сүзгі көрсеткіші (субергіштік) Ф, шектелген ауданды (см³) қағаз сүзгі арқылы сүзгілінген бұрғылау ерітіндінің уақыт бойынша көлемімен анықталады. Сүзгі көрсеткіші сазды ерітіндінің ұңғыма оқпанының қабырғалары арқылы сүзілу қабілетін сипаттайды.

5. Процесс барысында пайда болатын сазды қабықша К, мм.

6. Статикалық ығысу кернеуі (СЫК) Ө, Па.

7. Динамикалық ығысу кернеуі τ_о.

8. Басқа қатты қоспалар концентрациясы (шартты түрде құм алынады) С_n, сазды ерітіндінің ластану дәрежесін көрсетеді.

9. Сазды ерітіндінің құрамында суда ыдырамайтын жыныстардың бөлшектері болуы, С_о.п –жуылған құм, %.

10. Тұрақтылық S_o, г/см³ және седиментация S, %. So –белгілі уақыт тұрған сазды ерітіндінің төменгі және жоғарғы бөріктерінің тығыздықтарының айырмасымен анықталатын шама. Ерітіндінің өз тығыздығын сақтап тұру қабілетін сипаттайды. S –белгілі бір уақыт ішінде сазды ерітіндінің гравитациялық бөліну нәтижесінде бөлінген дисперстік фазалар мөлшерімен анықталатын шама. Седиментация көрсеткіші сазды ерітіндінің тұрақтылығын сипаттайды.

11. Газ концентрациясы С_о, сазды ерітіндінің бірлік көлеміндегі газдың көлемімен анықталады, %. Сазды ерітіндінің газсыздану немесе көпіршіктену дәрежесін сипаттайды.

12. Қатты фазалардың концентрациясы С_т, сазды ерітіндідегі қатты заттар мөлшерінің ерітіндінің жалпы көлеміне қатынасымен анықталады, %.

13. Сутектік көрсеткіш рН, сазды ерітіндінің шартты бірліктегі сілтілікті немесе қышқылдықты сипаттайды.

14. Сазды ерітіндінің майлау қабілеті.

15. Меншікті электрлік кедергі ρ_о, Ом*м.

16. Коллоидты бөлшектер концентрациясы Ск, өлшемі 2 мкм-ден аспайтын бөлшектер мөлшерінің сазды ерітіндінің жалпы мөлшеріне қатынасымен анықталады, %. Бұрғылау ерітіндісінің қасиетіне көп ықпал ететін қатты фазалардың активті құраушысын сипаттайды.

17. Температура t, ˚С.

Бұрғылау ерітіндінің тығыздығы зертханалық жағдайда пикномер және рычагты таразы –плотномерлер көмегімен анықталады, ал бұрғылау зертханаларында арнайы ареометрмен (АГ-3ПП және т.б.) өлшенеді.

Шартты тұтқырлық стандартты далалық вискозиметрмен (ВП) (вискозиметр полевой) анықталады. Сазды ерітіндінң вискозиметр арқылы ағу уақыты ерітіндінің тұтқырлығын сипаттайды. Ерітінді неғұрлым тұтқырлы болса, онда оның ағуына соғұрлым көп уақыт қажет.

Құрылымдық тұтқырлық стационарлы зертханаларда ротационды вискозиметр көмегімен анықталады.

Бұрғылау ерітіндісінің сүзілу көрсеткіші өнеркәсіп жағдайында сүзілу процесі кезінде ерітінді сынамасы көлемінің азаюын өлшеу әдісі бойынша ВМ-6 аспабымен анықталады.

Қабықша қалыңдығы екі түрлі әдіспен өлшенеді. Аспаптан сазды қабықшасы бар субергіштікті анықтауға арналған сүзгіні алып, әйнек пластинкаға орнатылып, қабықша қалыңдығы сызғышпен өлшенеді. Бұл әдіс далалық жағдайда қолданылады. Тұрақты зертхана жағдайында жуу сұйықтығының қабықша қалыңдығы Вик аспабымен анықталады.

Статикалық ығысу кернеуі СНС-2 аспабының көмегімен анықталады.

Динамикалық ығысу кернеуі ротационды визкозиметрмен анықталады.

Қатты заттар концентрациясы екі түрлі тұндырғыш көмегімен анықталады: метал (ОМ-2) және шыны (Лысенко мензуркасы).

Тұрақтылық 2 әдіспен анықталады. Бірінші жағдайда 24 сағаттан кейін сыйымдылығы 100 см³ цилиндрде судың сазды ерітіндіден бөлінген көлемі анықталады. Бұл әдіс тәжиребеде тәуліктік тұну деп аталады. Екінші жағдайда сыйымдылығы 500 см³ арнайы цилиндрдің жоғарғы және төменгі жартысына құйылған сазды ерітінді тығыздықтарының айырмасымен анықталады. Егер бұл айырма 0,02 – ден аспаса, ерітінді тұрақты деп саналады; ауырлатылған ерітіндіде бұл көрсеткіш 0,06 –дан жоғары болмауы керек.

Сазды ерітіндінің седиментация көрсеткіші келесі формуламен анықталады:

S=100 –V_c

мұндағы, 100 - өлшеуіш цилиндрдің сыйымдылығы ;

V_c – тәуліктік тұнбадан кейін ерітіндінің бөліну деңгейінің жағдайы, см³.

Жуу сұйықтығының газ концентрациясы ВГ -1М және ПРГ -1 аспаптары көмегімен анықталады.

Сазды ерітіндінің тағы бір сипаттамасы олардағы сутектік иондардың концентрациясы болып табылады. 1 литр суда 22˚С –де сутегінің 10^ˉ7 иондары бар; егер ерітіндінің дисперсті ортасы қышқыл болса, онда сутек иондарының концентрациясы 10^ˉ7 г-ион/л –ден көп болады; егер дисперсті орта сілтілі болса, сутек иондарының концентрациясы бұл шамадан аз болады.

Қатты фаза концентрациясы С_т, меншікті электр кедергісі ρ_о, коллоидты бөлшектердің концентрациясы С_к және т.б. сазды ерітіндінің параметрлері тұрақты зетрхана жағдайында анықталады.

Мұнай негізіндегі бұрғылау ерітінділері

Ерітінділердің бұл түріне дисперстік ортасы мұнай өнімдері (шикі мұнай, дизельді отын), ал дисперстік фазасы битумдер, органофильдік саздар, толтырғыштар ( ауырлатқыш, бор, асбест, қатты дисперстік материалдар және т.б.) болып саналатын үш фазалық жүйе, сонымен қатар әртүрлі минерализациядағы эмульгирленген су жатады. Мұнай негізіндегі ерітінділерге құрамындағы су мөлшері 5-10 % құрайтын мұнай ерітінділері, сондай-ақ судын концентрациясы 95 %-ға жететін эмульсия да жатады.

Мұнай негізіндегі ерітінділер қабат өнімділігін төмендетпейді, сулы ортада тұрақсыз, ісінетін немесе үлкейетін жыныстарды бұрғылауға мүмкіндік береді, тығын түзілуіне жол бермейді, көтеріп-түсіру операцияларын жеңілдетіп, апаттар болу қауіпін төмендетеді және майлау қасиетіне ие. Бұл жүйелердің электр өткізгіштік қасиеті жоқ және олар аспапты коррозиядан сақтайды. Мұнай негізіндегі ерітінділердің кемшіліктеріне мыналар жатады :

- стандартты электрлік каротажды жүргізу мүмкіндігінің болмауы ;

- құрылымды-реологиялық қасиеттерді реттеудің қиындылығы ;

• тұтқырлы және тиксотропты қасиеттердің температурадан және қысымнан тәуелділігі, ал ол түп жағдайындағы қажетті құрылымның қалыпты ұстап тұруды қиындатады ;

• су немесе басқа да ластандыратын қосылыстардың түскен кезде қасиеттерді ұстап тұрудың қиыншылығы ;

• ерітіндімен әрекеттесетін резеңке бөлшектерге кері әсері ;

• дайындау қиындылығы;

Эмульсиялық ерітінділер Эмульсия - бұл судағы ұсақ «май» тамшыларынан немесе «майдағы» ұсақ су тамшыларынан тұратын екі фазалы жүйе. Мұндағы « майдың » орнына кезкелген органикалық затты, соның ішінде мұнай және оның өнімдерін алуға болады.

Егер де тек қана су мен май араласатын болса, онда араластыру кезінде тамшылар бір-біріне қосылып, біріге бастайды, ал арластыру тоқтаған кезде бөлек-бөлек қабаттарға бөлінеді. Осы жағдайды болдырмау үшін «май» мен судың қосылысына эмульгатор деп аталатын үшінші затты аз мөлшерде қосу керек. Қарапайым саз ерітінділерінен эмульсиялы саз ерітінділері мұнай немесе мұнай қалдықтары тамшысының болуымен ерекшеленеді.

Эмульсиялық саз ерітіндісін әртүрлі саз ерітіндісінен дайындауға болады. Эмульгатор ретінде крахмал, натриилі карбоксиметилцеллюлоза, бентонит, лигнит, натрий, калий және алюминий тұздары қолданылады.

Мұнайлы ерітінділер. Қиындатылған жағдайларда бұрғылау үшін, негізінен өнімді қабаттарды ашу үшін дисперстік орта су емес, мұнай өнімдері болып табылатын жуу сұйықтығы қолданылады. Бұрғылауда мұнайлы ерітінділердің екі түрі қолданылады:

1. Қышқылданған парафиннің натрийлі сабынымен тұрақтандырылған дизельді отын негізіндегі. Бұндай ерітіндінің құрамына: 10 - 20% битум; 1,5 - 3 % қышқылданған парафиннің натрийлі сабыны; 0,7 - 1,5 % улы натра; 1,5 % су; қалғаны мұнайлы негіз (дизельді отын немесе дизельді дистиллят).

2. Қышқылданған петролатумның натрийлі сабынымен тұрақтандырылған дистиллятты мұнай өнімдері негізіндегі. Бұл ерітіндінің құрамына: 2 - 5 % қышқылданған петролатумның натрийлі сабыны; 15 - 25% қышқылданған битум; ал қалған өнімдер алдыңғы типтегі ерітіндідегі сияқты мөлшерде алынады.

Мұнай негізіндегі ерітіңділердің тығыздықтары кең диапазонда өзгеруі мүмкін. Әдетте, ауырлатылмаған ерітіндінің тығыздығы 900 кг/м³, ал ауырлатылған ерітіндінің тығыздығы 2200 – 2500 кг/м³-ке дейін жетеді.

Бұрғылау ерітіндісін дайындау және тазалау құрылғысы

Бұрғылау ерітіндісін дайындау, ауырлату және өңдеу, сондай-ақ бұрғыланған тау жыныстарынан тазалау ұңғыма бұрғылаудағы маңызды үрдіс. Ұңғыма өтімділігінің сәтті болуы, бұрғылау ерітіндісінің сапасына байланысты.

Бұрғылау ерітіндісін дайындау. Бұл үрдіс механикалық (сазараластырғыш) мен гидравликалық арластырғыштар арқылы жүзеге асырылады. Бұрғылау ерітіндісін дайындау үшін ұнтақ материалдар кеңінен пайдаланылады және мынадай құрылғылар қолданылады: ерітінді дайындау блогы (БПР), гидроэжекторлы араластырғыш, гидравликалық диспергатор, цемент араластырғыш сыйымдылықтар (ЦС), механикалық пен гидравликалық араластырғыштар, поршенді сорап.

Бұрғылау ерітіндісін тазалау. Ұңғымадан жер бетіне көтерілген жуу сұйықтығын тау жыныстарынан (шлам) тазартып, қайтадын пайдалануға болады. Бұрғылау ерітіндісін шламнан тазалау үшін әртүрлі механикалық қондырғылардың жиынтығы қолданылады: дірілдеткіш торлар, гидроциклонды шлам айырғыштар (құм және лай айырғыштар), сепараторлар және центрифугалар. Циркуляциялық жүйеде бұл қондырғылар қатаң тәртіп бойынша орналастырылады: ұңғыма – газ сепараторы – дірілдеткіш тор – дегазатор – құм және лай айырғыш, сепаратор – центрифуга, гидроциклонды саз айырғыш – бұрғылау сораптар – ұңғыма. Бұрғылау ерітіндісінің құрамында газ болмаса, газсыздану (дегазация) сатысы; ерітінді ауырлатылмаса, сепараторлар, саз айырғыштар және центрифугалар; ауырлатылған ерітінді ауырлатылған болса, гидроциклонды шлам айырғыштар қолданылмайды.

4 – сурет. Дірілдеткіш тор ВС-1

1 – дірілдеткіш, 2 – қабылдауыш,

3 – негід, 4 – поддон, 5 – амортизатор,

6 – дірілдеуіш рама,7 - тор

5 – сурет. Гидроциклон

1 – шығару патрубогы, 2 – тангенциалды патрубок,

3 – кіру саңылауы, 4 – гидроциклон, 5 – шығару саңылауы

Бақылау сұрақтары

1. Жуу сұйықтығы қандай қызмет атқарады?

2. Жуу сұйықтығының қандай түрлері болады?

3. Саз ерітіндісін дайындау үшін қандай маретиалдар қолданылады?

4. Саз ерітіндісінің қандай қасиеттерін білесіз?

5. Олар немен өлшенеді?

6. Ерітіндіні өңдеуге арналған қандай қоспалар бар?

7. Мұнай негізді жуу ерітіндісі туралы не білесіз?

8. Бұрғылау ерітіндісі қалай дайындалады?

9. Бұрғылау ерітіндісі қалай тазартылады?

10. Жуу сұйықтығы қалай таңдалып алынады?

Дәріс №8,9 Тақырыбы: Тау жыныстарын талқандау. Бұрғылау режимі

Бұрғылау режимі және оның параметрлері

Ұңғымаларды бұрғылаған кезде тау жыныстарының нәтижелі бұрғылануы төмендегі факторлар жинағының әсеріне байланысты болады: бұрғылау қашауына түсірілетін өстік салмақ G, бұрғылау қашауының айналу жиілігі n, бұрғылау сұйықтығының тұтыну мөлшері Q және оның сапасы (тығыздығы, тұтқырлығы, су бергіштігі). Осы аталған параметрлердің бұрғылау қашауының жұмыс көрсеткіштеріне ықпалын бұрғылау режимі деп атаймыз. Бұрғылау режимінің параметрлері – қашауға түсетін өстік салмақ, қашаудың айналу жиілігі, жуу сұйықтығының тұтыну мөлшері. Бұл параметрлер мәндері бұрғылау барысында белгілі жағдайға байланысты бұрғышы пультінен реттелініп, өзгертіліп отырылады. Бұрғылаудың техника-экономикалық көрсеткіштерін жақсартатын бұрғылау режимін оатимальді бұрғылау режимі деп атаймыз.

Механикалық бұрғылау тәсілінде ұңғыма түбіндегі тау жынысының салмақ түсірілмей бұрғылануы мүмкін емес. Өстік салмақ артқан сайын бұрғылау жылдамдығы да арта түседі. Ұңғыма тереңдеген сайын тау жынысының қаттылығы да артады. Демек, тау жынысын бұзуға қажетті остік салмақты түсіру де қиындай түседі. Қашауға түсірілетін өстік салмақ бұрғылау барысында салмақ индикаторының (ГИВ-6) көмегімен қадағаланады.

Механикалық бұрғылау жылдамдығын ұңғыма түбінде қашаудың бір айналысы кезіндегі тереңдеу шамасы мен уақыт бірлігі ішіндегі айналысының жалпы санының көбейтіндісі деп қарастыруға болады. Қашаудың айналыс жиілігі өзгерген сайын шарошкалық қашау тістерінің ұңғыма түбін уату жиілігі де өзгереді. Қашаудың айналыс жиілігінің өсуі механикалық бұрғылау жылдамдығына тікелей әсер етеді. Ол белгілі бір шамаға жеткеннен кейін әрі қарай механикалық бұрғылау жылдамдығы азая бастайды. Тау жынысының әр тобына белгілі бір айналыс жиілігі сай келеді.

Механикалық бұрғылау жылдамдығының қашауға түсірілетін өстік салмақ пен қашаудың айналыс жиілігіне қатысты өсуі тек ұңғыма түбі бұрғыланған тау жыныстары бөлшектерінен толық тазартылған жағдайларда ғана байқалады. Ұңғыма түбі жетілікті тазартылмаған жағдайда өстік салмақ өскенмен, механикалық бұрғылау жылдамдығының қарқыны төмендейді, себебі қашауға жеткізілетін энергияның едәуір бөлігі ұңғыма түбінен көтерілмеген тау жынысы бөлшектерін қайта уатуға жұмсалады.

Бұрғылау тәсілін таңдау

Мұнай газ ұңғмаларын бұрғылау дың үш тәсілі кең тараған: роторлық, гидравликалық түптік қозғалтқышпен және электробұрғымен бұрғылау. Алғашқы екі тәсіл негізгі болып саналады.

Бұрғылау тәсілінің тиімділігін анықтау үшін 1м бұрғыланғыштықты алады. Бұрғылау тәсілін қашаудың оптимальді айналу жиілігіне байланысты да таңдауға болады.

Ресей Федерациясында, басқа елдермен салыстырғанда, бұрғылаудың негізгі көлемі турбобұрғы көмегімен (80...85%) жүзеге асырылады. АҚШ-та негізінен роторлық тәсіл қолданылады, ал егер түптік қозғалтқыш қолдану керек болса, винттік түптік қозғалтқыш қолданылады.

Роторлық тәсілмен бұрғылау ерекшеліктері

Ротормен бұрғылау тәсілінің негізгі ерекшелігі бұрғылау режимі параметрлерінің әрқайсысын өз алдына өзгерту мүмкіндігінде және бұл жағдайда қалған параметрлер өзгермейді. Сондықтан роторлық бұрғылаудың оптимальді режимі әр параметрдің тиімді мәнімен сипатталады. Тау жынысының тиімді талқандалу дәрежесіне әсер етуші параметр өстік салмақ болып саналады. Оның мәні тау жынысының қаттылығы мен бұрғы қашауы тістерінің ұңғыма түбімен түйісу ауданына байланысты болады.

Қашау түрі нормативті құжаттарға сәйкес таңдалып алынады. ГНУ және ГАУ сериялы қашаулармен бұрғылау режимі таңдалғанда мыналар есте болуы керек: қашауға түсірілетін өстік салмақтың максималды мәніне қашаудың айналу жиілігінің минималды мәні сәйкес келеді және керісінше; тұтқырлы саз, сондай-ақ әлсіз цементтелген абразивтілігі төмен құм-саз, құм жыныстарын қашаудың айналу жиілігін максималды мәнге жуықтатып, өстік салмақты азайтып бұрғылаған жөн; құм және басқа да абразивті, сондай-ақ жарықшақты жыныстарды қашау шарошкаларының тіректері мен қалақшалар тозуын болдырмас үшін айналу жиілігін төмендету керек.

Көп жағдайда, әсіресе, жұмсақ, абразивсіз жыныстарды бұрғылағанда, қашаудың жұмыс көрсеткішінің жақсаруы ауналу жиілігін 140...200айн/мин өсіргеннен болады.

Қашауға түсірілетін нақты өстік жүктеме айналу жиілігі жоғары болғанда бұрғылау тізбегінің ұңғыма қабырғасына үйкелуінен салмақ индикаторындағыға қарағанда айтарлықтай аз болады.

Қашауға түсірілетін остік салмақ тізбек айналып және айналмай тұрған кездегі салмақ индикаторы көрсеткіштерінің айырмашылығын ескеріп, ретке келтіру керек. Роторлық бұрғылау тәсілінде қашауға өстік салмақ тек АБҚ-ның салмағымен түсіріледі, сондықтан АБҚ секциясының ұзындығы есептелінеді.

Қатты қорытпамен жабдықталған және саңылаусыздандырылған тірегі бар қашаулармен бұрғылау барысында қашауды бірқалыпты түсірмеу және айналдырмау, күрт тежеу және тоқтату, соққылау, діріл дәрежесінің жоғары болуы қашаудың қатты қорытпадан жасалған тістері мен тіректерінің істен шығуына әкеледі. Діріл дәрежесі артқан жағдайда, өстік салмақты немесе айналу жиілігін азайту керек.

Ротор жетегінің қуатын тиімді пайдалану үшін ұңғыма түбін бұрғыланған тау жынысы бөлшектерінен толық тазарту қажет. Оны төмендегі шарттар орындалған жағдайда іске асыруға болады:

• ұңғыма түбіне қажетті гидравликалық қуат жеткізу;

• сол қуатты гидромониторлық қашауда іске асыру;

• ұңғыма түбіне түсірілетін қысым мен қабат қысымдары айырмасын мүмкіндігінше төмендету.

Ұңғыма түбін ауа немесе газ арқылы тазалап бұрғылаған кезде ротордың айналу жылдамдығы қаттылығы орташа, қатты және берік жыныстар үшін 100...200айн/мин, ал жұмсақ және борпылдақ жыныстар үшін 200...300айн/мин-нен аспауы керек.

Турбобұрғымен бұрғылау ерекшеліктері

Турбобұрғы дегеніміз әртүрлі геологиялық жағдайларда ұңғыма бұрғылауға арналған гидравликалық түптік қозғалтқыш. Турбобұрғыда қысыммен қозғалатын бұрғылау ерітіндісінің гидравликалық энергиясы қашаумен байланысқан айналмалы біліктің механикалық энергиясына айналады.

Турбобұрғының негізгі бөлігі – турбина, ол жүздеген бірдей сатылардан тұрады. Өз кезегінде турбинаның әр сатысы екі бөліктен тұрады: турбобұрғының білігімен жалғанған, айналмалы бөлік – ротор, турбобұрғының тұрқына бекітілген қозғалмайтын бөлік – статор. Статор мен ротор арасында ротордың еркін айналысын қамтамасыз ететін саңылау бар.

7 - сурет. Турбина

1 – статор, 2 – ротор қалақшалары, 3 – статор қалақшалары, 4 - статор дөңгелегі, 5 – ротор дөңгелегі, 6 – ротор сақинасы

Турбобұрғымен бұрғылау тәсілінде бұрғылау режимінің параметрлері бір-біріне тікелей тәуелді. Жуу сұйықтығының тұрақты тұтыну мөлшерінде өстік салмақ өскен жағдайда турбобұрғы білігінің айналу жиілігі төмендейді. Тұрақты өстік салмақта жуу сұйықтығының тұтыну мөлшері өссе, айналу жиілігі де жоғарылайды. Жуу сұйықтығының тұтыну мөлшері мен өстік салмақтың тұрақты мәнінде тау жынысының механикалық қасиеттерінің өзгеруі салдарынан айналу жиілігі де өзгереді.

Қашауға түсірілетін өстік салмақ бұрғыланатын жыныстың қаттылығына байланысты анықталады: қатты жыныстарды бұрғылау барысында бұрғышы жұмыстың тиімділігін арттыру үшін салмақты арттырады, ал жұмсақ жыныстарда керісінше азайтады. Осындай жағдайларда, бұрғышыға тәуелсіз қашаудың айналу жиілігі біріншіде азайып, екіншісінде көбейеді. Яғни өстік салмақ пен айналу жиілігі бір-біріне кері пропорционал.

Электробұрғымен бұрғылау ерекшеліктері

Электробұрғының айналу жиілігі электробұрғы мен редуктор түрлерін таңдап алу кезіндегі бұрғылау режимін жобалау барысында анықталады. Электробұрғымен бұрғылау тәжірибелері айналу жиілігін екі-төрт еседей төмендететін бір немесе екі редукторлық ендірмелерді қолдану тиімділігін анықтады. 1000-2500м тереңдікте қаттылығы орташа тау жыныстарын бұрғылауда электробұрғының айналу жиілігін 4 есе төмендету тиімді. Бұл жағдайда өстік салмақ 20-30% - дай, қашау өтімділігі 1,5 еседей өсіп, механикалық бұрғылау жылдамдығы 10-30% - ға төмендейді. Бұрғылау қондырғыларының басында тоқ жиілігін түрлендіруші болса, онда айналу жиілігін тоқ жиілігінің өзгеруіне пропорционал өзгертуге болады. Тоқ жиілігі азайған кезде қозғалтқыш қуаты төмендейді, ал біліктегі айналу мөменті өзгеріссіз қалады да қашауға түсірілетін өстік салмақты өзгертуге болмайды. Өстік салмақ айналу моменті сияқты электроқозғалтқыштың артық салмақ қабылдау қабілетінің мүмкін мәніне тең қысқа уақытқа өседі.

Жуу сұйықтығының тұтыну мөлшері бұрғылау режимінің басқа параметрлерінен тәуелсіз анықталады.

Айнымалы тоқ жиілігі 50 Гц болғанда электробұрғы білігінің айналу жиілігі 600-750 айн/мин аралығында өзгереді. Іс жүзінде электробұрғы білігінің айналу жиілігін редуктор қолданып, тоқ жиілігін 25-35 Гц-ке дейін төмендету арқылы азайтуға болады.

Винтті түптік қозғалтқышпен бұрғылау ерекшеліктері

Винтті түптік қозғалтқыш сипаттамасы өте жоғары, сондықтан да қашауға түсірілетін өстік салмақ және айналу моменті өскенде, қозғалтқыштағы қысым кедергісі бірден жоғары дәрежеде өссе, айналу жиілігі аздап қана төмендейді. Максималды қуатқа сәйкес келетін өстік салмақ өскенде, айналу жиілігі күрт төмендеп, қозғалтқыш тоқтайды. Өстік салмақ нөлден шекті максималды мәніне дейін өскендегі қысым кедергісінің өсімі 3-4МПа болады. Мұны бұрғылау процесін бақылауда қолдануға болады. Винтті түптік қозғалтқышпен айналу жиілігі 100-250 айн/мин болғанда бұрғылауға болады. Мұндай айналу жиілігімен бұрғылауда, турбобұрғылық бұрғылауға қарағанда, шарошкалық қашау тістерінің беріктігі жоғары болуы тиіс. Турбобұрғымен бұрғылауға қарағанда тіректерінің беріктігі жоғары болады және қашаудың жұмыс істеу уақыты ұзарып, қашау өтімділігі жоғарылайды, механикалық бұрғылау жылдамдығы төмендейді. Айналу моменті, қысым кедергісі және айналу жиілігі жуу сұйықтығының тұтыну мөлшеріне пропорционалды өссе, қуат екі есеге жақын дәрежеде өседі, бірақ жуу сұйықтығының тұтыну мөлшерінің артуы механикалық бұрғылау жылдамдығын төмендетуі мүмкін.

Бақылау сұрақтары

1. Бұрғылау режимі дегенді қалай түсінесіз?

2. Бұрғылау режимінің параметрлері қашаудың жұмыс көрсеткішіне қалай әсер етеді?

3. Ротормен бұрғылаудың қандай ерекшелігі бар?

4. Турбобұрғымен бұрғылаудың қандай ерекшелігі бар?

5. Турбина дегеніміз не?

6. Электробұрғымен бұрғылаудың ерекшелігі неде?

7. Винтті түптік қозғалтқышпен бұрғылаудың ерекшелігі неде?

Дәріс №14-17 Тақырыбы: Ұңғыманың бұрғылау бағыттын реттеу

Ұңғыма оқпанының өздігінен қисаю себептері

Бұрғылау үрдісінде ұңғыма оқпаны келесідей ауытқуы мүмкін: тік, көлбеу, бір жазықтықта қисайған, кеңістікте қисайған (8 - сурет).

8 – сурет. Ұңғыма оқпанының бағытталуы

а – тік, ә - көлбеу, б – бір жазықтықта қисайған,

в – кеңістікте қисайған

а ә б в

Бірінші жағдайда ұңғыма тік, ауытқу бұрышының шамасы 2-3⁰, қалғандарында көлбеу, ауытқу бұрышының шамасы 60-90⁰, болады.

Ұңғымалар тік және көлбеу етіп бұрғыланады. Біріншісінде ұңғыма қисаюының алдын алу жұмыстары жүргізілсе, екіншісінде ұңғыма оқпанын өсінен әдейі қисайту жұмыстары атқарылады.

Бұрғылау үрдісінде ұңғыма оқпаны әртүрлі себептерге байланысты қисаяды. Қисаю геологиялық және техника-технологиялық жағдайларға байланысты болады. Геологиялық жағдайларға тау жыныстарының көлбеу орналасуы, қаттылығы әртүрлі жыныстардың кезектесіп орналасуы, жарықшақтығы, каверна болуы, жыныстың әр тектілігі жатады. Техника-технологиялық себептерге тау жынысын талқандаушы аспаптар мен бұрғылау тізбегі төменгі бөлігінің жинақтарының тиімсіз конструкциясын қолдану, бұрғылау аспаптары элементтерін бір-бірімен қисық жалғау, т.б. жатады. Ротор столының горизонталь болмауы және мұнараның центрге сәйкестендірілмеуі бұрғылау кезеңінің басында ұңғыма оқпанының тік бағыттан ауытқуына әкеледі.

Ұңғыма оқпанының қисаюы екі элементпен сипатталады: қисаю бұрышы – зениттік бұрыш α , ұңғыма өсінің тіктен ауытқуын көрсетеді; азимуттық бұрыш φ.

Ұңғыма оқпаны өздігінен қисайған жағдайда:

• ұңғыма түбі орналасатын жобалық тор бұзылады. Бұл қабаттың мұнай беру коэффициентін, жалпы дебитін төмендетеді, әрі қосымша ұңғымаларды бұрғылауға мәжбүр етеді.;

• шегендеу тізбектерін түсіру қиындайды, цементтеу сапасы төмендейді;

• қабаттардан мұнай өндіру мүмкіндігі қиындайды;

• ұңғыма оқпаны ұзарады;

• бұрғылау тізбегін айналдыруға қуат көп жұмсалады;

• бұрғылау барысында болған апаттарды жою қиындайды;

• бұрғылау тізбегінің қисайған жерге тиюі салдарынан қашауға түсірілетін өстік салмақты қадағалау қиындайды.

Ұңғыма оқпаны қисаюының алдын алу

Ұңғыма оқпаны қисаюының негізгі себебі бұрғылау құбырлары тізбегінің төменгі бөлігінің майысуы салдарынан қашаудың ұңғыма түбіне қатысты ауытқуы. Ұңғыма оқпанын қисаюдан сақтандыру үшін бұрғылау тізбегінің төменгі бөлігінің майысу жағдайларын болдырмау, қашауды центрлеу және тізбектің төменгі бөлігінің қаттылығын өсіру қажет.

Ұңғыма оқпанын қисаюдан сақтау тәсілдерінің кеңінен тараған түрлері:

• бұрғылау тізбегінің төменгі бөлігін ұңғыма ішінде центрлеу;

• бұрғылау тізбегінің төменгі бөлігінің қаттылығын арттыру;

• бұрғылау тізбегінің төменгі бөлігіне созу күштерін түсіру;

• салмақ тиімділігін пайдалану;

• қашауға түсірілетін өстік салмақты реттеу.

Бұрғылау тізбегінің төменгі бөлігі (КНБК) АБҚ, центратор, калибратор, моховик, кеңейткіштерден тұрады.

9 – сурет. Ұңғыма оқпаны қисаюының алдын алу үшін бұрғылау тізбегінің төменгі бөлігінің жинақталуы

Көлбейте бағытталған ұңғымаларды бұрғылау

Көлбейте бағытталған ұңғымалар жол қатынасы қиын акваториялар мен теңіз, мұхит шельфтерінде, ескі кен орындарын қайта игеруде, жер қойнауын қорғау сияқты мәселелерді шешуде қолданылады; өнімді қабатқа белгілі бір бұрышпен немесе бағытпен кіру мақсатында, сонымен қатар мұнай-газ фонтандарын сөндіру мақсатымен бұрғыланады.

Көлбейте бағыттап бұрғылау жұмыстарында ұңғыма профилін дұрыс таңдап алу мәні өте зор. Дұрыс таңдалынып алынған профиль ауытқытқыштармен атқарылатын жұмыс көлемін мүмкіндігінше азайтуға жағдай жасайды. Профиль ұңғыманы терең штангілі-сораптық тәсілмен пайдалануға мүмкіндік беретіндей болып қабылдануы тиіс. Бұрғылау практикасында көлбейте бағытталған келесі профильдер қолданылады.

10 – сурет. Көлбеу ұңғымалардың профильдері

1 – тік аралық, 2 – қисықтық арту аралығы,

3 – қисық түзу, 4 – қисықтық азаю аралығы,

5 – тік аралық

а

ә б в

Көлбейте бағытталған ұңғымалар профилін есептеу келесі мәліметтер бойынша жүргізіледі:

• геологиялық қима;

• ұңғыма тереңдігі;

• ұңғыма түбінің қажетті ауытқу мәні;

• қисаю азимуты.

Ұңғыма профилі техникалық орындалуы және экономикалық жағынан тиімді болуы тиіс.