Шеген бағандар және оның технологиялық жарақтары

Шеген бағандар пісіру немесе бұранданың көмегімен өзара байланысқан болат құбырларлардан жасалады.

Шеген бағандар құбыр сыртындағы кеңістіктегі жуынды ерітінділерді және тау жыныстарын сыртқы қысыммен қысқанда, сыртқы және ішкі қысымдарды көтеруге жеткілікті мықты болуы керек, ал олардың жалғастырғыш қосындылары газ, мұнай, сулар өткізбейтін болуы қажет.

632-80 МЕСТ-ке сәйкес болат шеген жапсарсыз құбырлар мен жалғастырғыш

1.Кесте. Шеген құбырларға арналған болаттардың механикалық қасиеттері

Өзіндік қасиеті	С	Д	К	Е	Л	М	Р
Уақытша қарсылықтар,МПа Ағындылық шегі,МПа Ұзартылу қатынасы,%	550 320 14	650 380 12	700 500 10	750 550 10	800 650 10	900 750 10	1100 750 10

Құбырлар мен жалғастырғыш мықтылығы К тобындағылар және одан да жоғарылары термиялық немесе термомеханикалық өңдеуге пайдаланылуы тиіс. Фосфор немесе күкірт құрамдары бұл болаттарға 0,045%; ал мышьяк 0,5%-дан кем емес рұқсат етіледі.

Шеген құбырларды тұрақты қалыңдықтағы және сыртқы диаметрі тұрақты қабырғалардан дайындайды. Қабырға қалыңдығының үлкендігі ішкі диаметрдің кішіруімен сәйкес келеді. Құбырлар 9,5-тен 13метрге дейінгі ұзындықтармен түсіріледі. 632-80 МЕСТ құбырларды қалыпты және бұранда ұзындығының үлкеюімен, құбыр деп аталуын қарастырады.

Болат шеген құбырлар жалғастырушымен бағаналарға олардың бұралу көмегімен түсіріледі. Әрбір құбырға зауытта жалғастырғыш бұрамы станогының көмегімен жалғастырғышты бұрайды. Әрбір құбырдың соңында сыртқы, ал жалғастырғыш соңында ішкі бұрандасы болады. Жалғастырғыш бұрандасы мырышталған яки фосфатталған болуы тиіс. Құбыр соңын қосылыстың тұмшалануын қамтамасыз ететін шіруге қарсы маймен майлап жабады.

Құбырдың бос қалған соңына тасымалданатын және сақтайтын бұрандаларды бұзылу мен ластанудан сақтау үшін қорғаушы сақина салады,ал жалғастырғышқа қорғаушы емік салады.

632-80 МЕСТ-ке сәйкес, шеген құбырлар ішкі гидравликалық қысым p (МПа) сынамасына шыдауы керек. Формуласы:

p=2δR/D,

δ-қабырғаның номиналды қалыңдығы, мм; D – құбырдың номиналды сыртқы диаметрі, мм; R – рұқсат етілген күш, МПа.

Үшбұрышты пішінді бұрандасы бар құбырлардан басқа зауыттар шеген жалғастырғыш құбырларды ОТТМ және ОТТГ мен шеген жалғастырғышсыз трапеция пішінді бұрандасы бар ТБО құбырын шығарады.

Бұрыңғы кезде сондай - ақ пісірілген қосындылары бар шеген бағандар кең қолданылады. Осындай бағандарды қолдану өткізгіш терең ұңғымалардың жағдайын жақсартуға мүмкіндік береді, құбырлардың герметикалық қосылыстарын алуға, 1 м үңгідегі метал шығынын азайтуға және ұңғыма құрылымын жеңілдетуге мүмкіндік береді.

Пісірілген бағандар үшін негізінен мықтылығы жағынан Д тобына жататын құбырлар және Л және М тобына жататын 20 х Г2Б маркалы болаттан жасалған жақсы пісірілетін құбырлар пайдаланылады.

Шет елдерде шеген құбырларды көп жағдайда АМИ (Америка Мұнай Институты) стандартына сай дайындайды. Бұл стандарттар бұранда қосылыстардың бірнеше құрылымын қарастырады. Қарапайым бұранда қосылыстардың герметикалық қасиетін жоғарылату үшін фтор қатпарлардан дайындалған арнайы жыраға қоятын жалғастырғыштың бұранда бөлігі жолына тығыздаушы сақиналар қолданылады.

Технологиялық жарақ шеген бағандармен сапалы құламаны қамтамасыз ететін бағандарды жабдықтайтын белгілі жабдықтармен және технологияға сай әктелумен жүзеге асырылады.

Шеген бағандардың жарақтарына төсемдер, қақпақшалар, қондырғыш сақиналар, ортақтағыш, қырғыштар және айыру, ілмекке және секцияға арналған ілгіш құралдар, сатылы цементтеу, жалғастырғыштар жатады.

Төсем. Бағанды төсемдер құламаларда жарақаттардан қорғау үшін және ұңғыма оқпанына бағытталу мақсатында шеген бағанның түбін жабдықтауға арналған. Төсемді болатталған ұзындығы 0,8 м қабырға қалыңдығы 15-20 мм қалың қабырғалы келте құбырдан жасайды және бағытталған алюминий немесе тастекті шойыннан жасалған қондырмамен жабдықтайды. Қондырмада жуатын және цемент ерітінділері өтетін шөркелеу және бүйір тесіктері қарастырылған.

Кейінгі қақпақшалар.Келте құбырлы төсемнің үстіне кейінгі қақпақшаларды қондырады. Кейінгі қақпақша төменге түсірілген бағанның салмағын жеңілдетуге мүмкіндік береді, сондай – ақ бағанды төменге түсіргендегі жедел қысылу көрінетін ұңғымада ерітінді циркулярын құрады. Бұл кезде қатпардың гидрожарылысы мен тампонды ерітіндінің сіңірілуіне әкеліп соғатын тұрба артындағы кеңістікте қысым көтеріледі.

1 -сурет. Төсемдер: а-схемасы: 1-төсем; 2-бағыттауыш насадка; б-схемасы: 1-корпус; 2-бітегіш; 3-бағыттауыш насадка.

Әрекет ұстанымы бойынша кейінгі қақпақшалар үш негізгі топқа бөлінеді: бағанарты кеңістіктен бағанға сұйықтық орналасуды араластырмау; сұйықтықтың кейінгі циркулярын араластырмайтын, бірақ, қақпақшаға белгілі мөлшердегі қысым түскенде өздігінен сұйықтықпен толтырылатын шеген қақапақша; өздігінен толтырылатын және кейінгі циркулярмен өздігінен жуылатын шеген қақпақша. Тиектік элементке тәуелдігіне байланысты бірінші топтың қақпақшалары тарелке тәрізді және шар тәрізді болып келеді. Шар тәрізді кейінгі қақпақшалар герметикалық болады. ЦКОД түріндегі дроссельді қақпақша дроссельдің саңылауы арқылы бағанның ерітіндімен өздігінен толтырылуын қамтамасыз етеді.

«Стоп» тірек шығыршығы.Кейінгі қақпақшадан 10-20 м қашықтықта шеген құбырлардың түйіс бетіне цементті тығын орналастыру үшін және ол процесстің аяқталғандығы туралы дәл мәлімет жеткізіліп отырылуы үшін тірек шығыршығы орнатылады. Тірек шығыршықты сыртқы диаметрінен 50-60мм кіші етіп ортасындағы саңылауы 15-20мм болатын шайба үлгісінде жасалынады. Тірек шығыршық болмаған жағдайда орнына шар тәрізді кейінгі қақпақшаны пайдалануға болады.

Орталықтандырғыш. Орталықтандырғышты қатпардың сапалы қалыптасуы үшін ұңғымаға шеген қақпақшаны орналастыру үшін пайдаланады. Орталықтандырғыштың екі түрі – серіппелі ағытылмалы және қатты ағытылмайтын. Серіппелі фонарларда орталықтандырғыш элементі серіппе – доғалар болса, қаттысында – әртүрлі қималармен қыр болып табылады. Серіппелі орталықтандырғаштың сыртқы диаметрі ұңғыма диаметрін 50-55мм жоғарылату керек. Орталықтандырғыштардың ара – қашықтығы өнімді қатпардың қасиеті және ұңғыма бағанасының қисаюына тәуелді болып, 10-15м құрайды.

Қырғыштар. Қырғыштар шеген қақпақшада цементтеу үрдісінде шеген қақапақшаны пайдалану үшін үңғыма қабырғаларындағы сазды қабаттарды бұзу үшін және цементті тасты бекемдету үшін орналастырады. Қырғыштың белгілі екі түрі – радиалды және еспелі: біріншісі құбырдың периметрін қамтиды, екіншісі оларды түзе келе құбыр бойымен құрылады.

Турбулизаторлар. Турбулизаторлар шеген қақапақшаға үңғыманы цементтегенде құбырлары кеңістікте басталушы тампонды ерітінділер ағысын құйындату үшін орналастырылады. Әдетте трубулизаторларды бұрғы ерітіндісін тұрып қалған аймақтан алып тастауға мүмкіндік беретін ұңғыма бағанының кең аймақты шекарасына қарсы орналастырылады. Трубулизаторлар бір бірінен 3м қашықтықтан кем емес орналастырылуы керек. Құрастырылған трубулизаторлар металлдан жасалған күректермен немесе резеңкелі күректермен жұмыс жасайды.

Т рубулизаторларға, әдетте, күрек 35° бұрышында орналастырылады.

2-сурет. Металды күрек турбулизаторы: 1-корпус; 2-күрек; 3-витой клин; 4-құбыр.

Дәріс № 22-25 Тақырыбы: Ұңғыманы цементтеу

«Ұңғыманы бекіту» түсінігі шеген құбырларды цементтеу және түсіру сияқты жұмыстарды қамтиды.Цементтелген ерітінділермен құбыр аралық кеңістіктерді жабу үрдісі цементтеу үрдісі деп аталады.Бұл үрдіс – бұрғылау циклының соңғы жұмысы және ұңғыманы жарақтандырудың маңызды сатысы.Қатпарлардың бірігу мүмкіншілігі, тасымалдаушы ұңғыманың жалғасуы және барлық тұрғылықты жердің бүтіндей қазылуы әктеудің сапасына байланысты.

Ұңғыманы бекіту және цементтеу: 1). Тасымалдаушы көкжиектен сұйықтарды тасымалдау үшін жоғарыға немесе қарама-қарсы бағытталған сенімді және ұзақ мерзімді арна үшін жүргізіледі; 2).Тұрақсыз түрлерді бекіту; 3). Су, газ көріністерінің алдын-алу және жасырын қатпарларды бір-бірінен оқшаулау сондай-ақ, газ немесе сұйықтықты бір көкжиектен келесісіне өткізу; 4). Шеген құбырлардың бағандарын шіру мен жаншылудан сақтау; 5). Керек жағдайда кез-келген қашықтықта шеген құбырлардың бағандарын түптерінен бекіту.

Тұрғылықты жерді бұрғылағандағы ашылған көкжиектер жатыс жағдайлармен, литологиялық құрамдарымен, өткізгіштігімен, сіңірілу дәрежесімен және т.б. қасиеттерімен ерекшеленеді. Бұл жағдайлардың көптүрлілігі әртүрлі цементтеудің пайда болуына әкеп соқты. Олардың барлығы біріншілік және екіншілік болып бөлінуі мүмкін. Біріншілік бұрғылаудан соң бірден жүргізіледі; ал екіншілік біріншіліктен соң жүргізіледі.

Казіргі кезде біріншілік цементтеу бір және екі сатылы, секциялық, манжеттік сондай-ақ, қайталамалы цементтеуді қолдануы, қысымды, ілмекті цементтеуді қолдануы әбден мүмкін.

Цементтеу бойынша барлық жұмыстар бір мақсатпен жүзеге асырылады: қоршаған ортадан өндіргіш көкжиектерді оқшаулау және ұңғыма түбіне мұнай мен газдың максималды өткізгіштігін қамтамасыз ету.

Цементтеудің біріншілік әдістері

Тікелей бір сатылы цементтеу

Бұл әдіс бойынша цементтеу мынадай жағдайларда жүзеге асырылады: ұңғымада қауіптіліктер болғанда, жабынды қатпарлар ерітіндіні сіңірмеген жағдайда және цемент ерітіндісімен жабылған ұңғыма қатарының биіктігі бір жақты цементтеуге мүмкіндік береді.

Шеген бағандардың ұңғымасын жоғарғы жалғастырғыштың жуатын басына бекіткен күйі төмен жібергеннен кейін бұрғылау қондырғысының сорғышпен байлап, ұңғыманы жууға кіріседі. Егер ұңғыманы жууға 30 минут кетеді деп есептелсе, жуғыш орнына цементтеу қондырғысының басы жіберіледі. Қарсы жағдайда ұзақ жууда көтергіштер бөлініп кетуі мүмкін және цементтеуші бас істен шығуы ғажап емес.

3 - сурет: 1-цементтеуші головка; 2-төменгі пробка; 3-центратор; 4-іліктіру мұнарасы; 5-кейнгі қақпақ; 6-төсем мұнарасы; 7-жоғарғы пробка; 8-цемент еріткіш.

Ұңғыманы жуу кезінде цементтеуші топтар цементтеу жұмысына дайындық жүргізеді: цемент араластырушы машиналарды іске қосады, цемент агрегаттарын біріктіреді, араластырғыш сұйықтарды, цементтеуді бекітуге арналған суды дайындайды.

Ұңғыманы жуу аяқталарда жууғыштың басын цементтеушімен алмастырады және оларды агрегаттарға біріктіреді. Цемент ерітіндісін бағанға айдаудың алдында төменгі тығынды түсіреді және бір уақытта цемент ерітіндісін дайындау үшін цемент араластырғыш машинаны және ұңғымаға дайындалған ерітінді айдау үшін цемент агрегаттарының айдағышын іске қосады.

Ұңғымаға цемент ерітіндісін айдағаннан кейін цементтелген жоғарғы тығынды лақтырып, араластырғыш сұйықты айдауға кіріседі. Бағанда цемент ерітіндісі бұрғылау ерітінідісінен айыратын, ластанудың алдын-алатын екі тығын арасында қозғалып, берілетін сұйықтың көлемі қатаң бақыланады.

Цемент ерітіндісін ығыстыратын төменгі тығын сақинаға салынып, одан кейін сұйықтың қысымымен тығын диафрагмасы қысылады және цемент ерітіндісі бағаннан тығында пайда болған тесік арқылы және баған төсемі құбыр аралық кеңістікке түседі. Бағаннан шыққан бірінші цемент ерітіндісінің өнімдері біртіндеп балшықты ерітіндімен араласады. Бұл қоспа бағанның артқы жағында ең жоғарысында тұрады және қатпарлардың бірігуіне, бағандардың сапалы беріктігіне айтарлықтай әсер етпейді.

Ұңғымаға айдайтын араластырғыш ерітіндіге 1-2 м³ қалғанда айдау жиілігі төмендейді. Бір-екі агрегатпен цемент сорушы төменгі режимді жұмыстар жоғарғы тығыннан төменгі тығынға дейінгі процесті жүргізеді.

Тығын табылған сәт «стоп» тоқтау сәті деп аталады, ол жоғары қысыммен сипатталады. Тығын табылғандағы қысым әдетте жұмыс қысымынан 5-10% -дан аспауы тиіс.

Жоғарғы тығынды орнату - цементтеу процесінің маңызды сәттерінің бірі. Сондықтан да сұйықтың соңғы өнімдерін араластыруда аса сақтықты сақтау керек, бағандардың айырылуының алдын алу мақсатында жоғарғы қысымдағы араластыруды тоқтату керек.

Цементтеу аяқталарда, бағанға нөлге дейін қысым жібереді және бағандардағы цемент ерітіндісі қатайғанша тыныш қояды.

Қазіргі кезде тікелей бір сатылы цементтеуді жүргізу кезінде өкінішке орай, цемент тығынды пайдаланады. Төменгі тығындарды пайдаланудан бас тарту бұрғылаумен бірге бұрғылаудың жоғарғы интервалын бекіту барысында теріс әсер ететін цемент ерітіндісінің қоспасының көлемінің үлкеюіне әкеледі және цемент ерітіндісін жаншитын процесс көп жағдайларда жоғарғы қысымдарда жүргізіледі.

Тікелей бір сатылы цементтеу ұзақ уақыт бойына бекітудің негізгі технологиялық тәсілдеріне және ұңғыманы цементтеуге қалдырылды. Бір жағынан ұңғыма тереңдігінің күрт өсуі, температура мен қысымның артуы, гидрожарылыс түрлерінің бейім және тұрақты кезектесуі, бекітудің жаңа тәсілдерін өңдеудің, ұңғыманы цементтеу шеген құлама бағандардың технологиясының өзгерісіне әкелді.

Сатылы цементтеу

Тәжірибеде сатылы цементтеу мынадай жағдайларда қолданылады: 1). Тампонажды ерітінді бір сатыға да талап етілген биіктікке көтеріле алмайды (геологиялық, техникалық және т.б. себептерге байланысты); 2).Тампонажды ерітіндіні көтеру аумағында ерітіндіні ұстайтын мерзімге көрнекті әсер ететін күрт өзгермелі температуралы қатпарлар болады; 3). Қауіптіліксіз цементтеуді жүргізу тампонажды ерітіндісіз қамтамасыз етіледі; 4). Бұрғылауға бір мезетте цементтеу құрылғыларын бірге әкелуге болмайды (цемент араластырғыш машиналар,агрегаттар) ; 5). Тампонажды материалдардың керекті мөлшерлері болмайды; 6). Бағандарды цементтеу процесінің екінші сатысында уақыты келе айыруды жүргізу керек.

Екі сатылы цементтеу үрдісі арнайы жалғастырғышты пайдаланып, екі сатыда жүргізіледі: бастапқыда бағанның төменгі бөлігі, содан кейін жоғарғы бөлігі цементтеледі.

Екі сатылы цементтеу мына тәртіп бойынша жүзеге асырылады. Таңдаулы тереңдікке шеген бағандарды түсіргенде 7 корпустан тұратын,12 тасымалдаушы, 1 жоғарғы, 2 төменгі шеген бағандармен байланысқан құюшы жалғастырғышты қондырады.Корпус іші төменгі болат циллиндр 9 құрыш ершік,10төменгі және жоғарғы тығындарға арналған болат циллиндрлар,3 жоғарғы тығынға 6 құрыш ершік орналастырылады .

А йналымды жалғастырғыш арқылы қалыпқа келтіру үшін оның корпусына екі араластырғыш 8 тесік және үшін бұрандалы төрт тесікті 5 тоқтатқыш шегелендірілген.

Корпустың іші 4 тоқтатқыш сақинаға арналған циллиндрлі шығарғыштан,құлама кезінде жоғарғы қозғалыстан жоғарғы циллиндрді ұстап тұрушы және бұрғылаушы,сорғыш – тегістегіш құбырларды көтергіштен жасалған. Циллиндрдің сыртқы төбесінде қалың резеңкенің астында циллиндрлі шығарғыш 11 және бөгегішке арналған түп бар. Циллиндрдің шөркелеуінде және төменгі жеткізгіште корпус ішіндегі циллиндр бұрылыстарына мүмкіндік бермейтін шығыңқы түп болады.

4-сурет

Жалғастырғыш жинақтамасына екі тығын кіреді: тқменгі және жоғарғы. Бұл тығындардың қалыңдату үшін резеңке манжеттер 13 және 15 сонымен бірге ұяшыққа саларда тығындарды бұзылудан қорғайтын резеңке сақиналары 14 және 16 бар.

Ұңғымаға түсер алдында жоғарын тексереді және циллиндрлерді қалыңдату үшін, бұранданың қосылыстарының герметикалық қасиетін анықтайтын сұйықтармен нығыздайды.

Аралас жалғастырғышпен цементтеу екі тәсілмен жүзеге асырылады. Бастапқыда бағанға цемент ерітіндісінің бірінші үлесін айдайды. Бұл ерітінді біріншіден, нығыздаушы сұйықтың бірінші үлесін қысады. Цемент ерітіндісін қайта айдауынан құтылу үшін және цементтеу қалыбының биіктігінің төсем бағанының кезекті бұрғылауда 40-50 метрге жоғарылату керек.Бағандарда цементті қалыптардаң керекті биіктігіне қол жеткізу үшін цементтеудің бірінші берілетін сұйықтың көлемін мұқият қадағалап отыру керек.

Араластырғыш сұйықтың бірінші үлесін айдау соңында бағанға төменгі тығынды түсіріп, араластырғыш сұйықтың екінші үлесін айдайды.Араластырғыш сұйықтың екінші үлесінің орнына бірден екінші сатыға арналған цемент ерітіндісін айдауға болады. Мұндай жағдайда цементтеу үздіксіз болады.

Жалғастырғышқа жеткен тығын төменгі ұяшыққа тығыз орналасып, 2-3 МПа артық қысымда төменге қарай қозғалып, құйғыш саңылауды ашатын саңылауды ашатын ішкі төменгі циллиндрдің бөгегіш бұрандасын кеседі. Соның арқасында айдауыштың қысымы төмендейді және баған төсемдері арқылы ерітінді айналымы тоқтап, жалғастырғыш тесігі арқылы енгізіледі. Осымен ұңғыманы цементтеудің бірінші сатысы аяқталады.

5-сурет. Екінші сатылы цементтеу схемасы

Екінші сатылы цементттеу бірер уақыт өткен соң немесе бірінші сатылы цементтеу аяқталған соң да жүргізілуі мүмкін. Мұндай жағдайда егер екінші сатылы цементтеу уақыты үзілмей жүргізілу жоспарланса, бірінші сатылы цементтеу аяқталысымен бірден келесі дайындыққа көшеді: агрегат сыйымдылығын сумен, араластырғыш сұйықтықпен толтырады және араластырғыш машинаны қондырады.

Осылардан кейін бағанға цемент ерітіндісінің жоғарғы екінші үлесін айдайды және жоғарғы тығынды қойып, қалыпты цементтеудегі тәрізді жұмысты одан әрі жүргізеді.

Жалғастырғышқа жеткен тығын жоғарғы ұяшыққа орналасады. Жоғарғы циллиндрдің бөгегіш бұрандасы артық қысымының әсерінен кесіліп, төменгі қалыпқа ауысқан ол жалғастырғыш саңылауын жабады. Осы сәтте айдауыштағы қысым күрт жоғарылайды. Көлемі мәресіне жеткен соң цементтеу аяқталады.

Саңылау жабындысының герметикалық қасиеті цементтеу басындағы көтергіштің ашылуымен тексеріледі. Көтергіш арқылы сұйықтың кейінгі қозғалысының болмауы жалғастырғыш саңылауының герметикалық жабылғанын көрсетеді. Осымен бағанда цемент қалыбы қалмайды.

Араластырушы жалғастырғыштарды қолдануда баған төменін ереже бойынша, жалғастырғышта араластырушы саңылау арқылы бағандарды жууда цемент ерітіндісінің түсуіне жағдай жасайтын екі кейінгі қақпақшалармен жабдықтайды. Төменгі және жоғарғы жалғастырғыштар ұңғымаға бір-бірден серіппелі фонарьды орталықтандыру үшін 2-3 м қашықтықта қондырылады. Бағанның төсеміндегі тіреуіш сақиналарды орнатпайды.

Егер баған сыртындағы цемент ерітіндісін жоғарғы биіктікке көтерсе, онда жалғастырғышты көтерудің жобалы биіктігінің интервал ортасына орнатады. Егер екі өндіруші көкжиекті оқшауласа, онда жалғастырғышты жоғарғы көкжиектен 10-30 м төменге орнатады.

Екі сатылы цементтеудің барлық жағдайында жалғастырғышты балшықтарға немесе өзге де өткізгіштігі төмен түрлерге қарсы орнату ұсынылады.

Секциямен түсірілетін бағандарды және ілмектерді цементтеу.

Ұңғымаларды шеген бағандар-ілмектермен бекіту бірінші кеңес одағында Кубанда жүзеге асырылды. Бұған дейін ілмектер тек ғана ұңғылау аяқталарда соңғы баған ретінде пайдаланылып келген.

Бұл әдіс ұңғылау құрылымын жеңілдетуге, металл мен үлкен тереңдіктегі минимальды уақыт шығынының күшейген жиілігін жабуға мықтылығы жағынан төмен шеген құбырларды пайдалануға мүмкіндік береді.

Ұңғыманы ілмектермен және секциялармен түсірілген бағандармен бекітуде және цементтеуде ортақ көптеген ұқсастықтар бар. Бағандардың ілмекті және төменгі секцияларын айырғыш немесе көтергіш қондырғыларды қолданып ұңғыма құбырларына түсіреді. Нақты жағдайларда бір-бірінен көтергіштігі жағынан ерекшелігі бар, қозғалыс механизмі принципі бойынша және құрылымдық ерекшелігі бар айырғыш немесе көтергіш қондырғылардың нақты бір типін таңдайды.

Айырғыштар жұдырықшалы, құлыпты, штривті деп бөлінетін бұрандалы және бұрандасыз болады.Ұңғыманы ілмектермен бекітудегі жетістік қауіпсіз түсіруді қамтамасыз ететін және шеген бағандардан ұңғыма құбырларды бөлетін айырғыштардың типін таңдаумен анықталады.

Шеген бағандардың секциясының өз салмағының өзгерісін болдырмау үшін немесе жүктемеден кейінгі ілмектерді түпке жіберу үшін және бағанға қажетті тұрақтылық беру мақсатында бұрғылау құбырларының бағандарын біріктіруде айналдыру күштемесінің алдын алу үшін ілген дұрыс деп саналады. Аспа құрылғылар сына,салмақты және цементті тастарға жіктеледі.

Ілмектерді цементтеу айырғыш цементті тығын тәрізді, онсыз да жүзеге асырылуы мүмкін.

Ілмектерді цементтеу процесінің цементтелмеген тығынын қарастырайық. Шеген бағандардың соңғы құбырларына бағандарды түсіргеннен кейін арнайы конструкциясы бойынша жалғастырғышты жаңартады.

6-сурет

Жалғастырғыш конструкциясы қажет жағдайда ілмектерді шеген құбырлардан сағасына дейін биіктетуге көмектеседі. Одан әрі шеген бағандарды түбіне шейін бұрғылау құралдарымен босатады. Бірінші секцияның жоғарғы бөлігінде бір-бірінен және арнайы жалғастырғыштан 6-8 м қашықтықта екі орталықтандырушы серіппе фонарьларды орнатады.

Цементтеу үрдісін ұңғылау құралы, жүргізуші құбыр арқылы, цементтеуші бас сияқты цементтеу агрегаттары қосылатын шлангы ұршығы арқылы жүргізуге болады.Иіргіш ұршыққа қосылған бұрғылау шлангысының орнына жоғарғы қысымды ысырмаларды қондырылады.

Ең алдымен бұрғылау бағандарының ұзындығын өзінің ұзындығының 2/3 етіп,цементтеу процесінде бастапқы құбырды ұңғымаға кіретіндей етіп есептейді. Келесі жағдайда шеген құбырларды 3-4 метрге түсіргенде және бастапқы құбырларды цементтегеннен кейін қарастырады.

Цементті ерітіндіні айдағаннан кейін қысымның төмендеуімен ығыстырғыш сұйықтың есептелген мөлшерін кейінгі қақпақшалар жұмысының сенімділігін тексереді, сонан соң бұрғылау құбырларына диаметрі 75 мм болатын болат шарлар лақтырылады.

Бір цементтеуші агрегатпен бұрғылау құбырларында соның әсерінен бүрлі шеге кесілетін 4-6 МПа қысым пайда болады және қалыңдатылған сақиналары бар қақпақшаның ершігі қатты сақинаның төменгі қалыбын алмастырады. Бұл агрегат айдағышындағы төменгі қысыммен анықталады. Қақпақшалар ершігін төменгі қалыпқа ауыстырғанда тесіктен жоғары көтерілген цемент ерітіндісі жуылатын саңылау ашылады. Ұңғымадан цемент ерітіндісінің қалдығын алып тастағанда соңғы рет оңға айналдыра отырып ілмекті және бұрғылау құбырларын бөледі.

7-сурет. Айырушы тығын ілмектерді цементтеу схемасы

Жалғағыш пен бұрғылау бағанының қақпақша ершігімен, шармен бірікеннен кейін оларды жоғарыға аударып, ұңғыманы ОЗЦ-ға қалдырады.

Айырушы тығынсыз ілмектерді цементтеу процесінде цемент қалыбының биіктігін есептеу қиынға соғары сөзсіз,кей жағдайда ол 100 м тіпті одан да көп болуы мүмкін.

Қазіргі кезде айырғыш тығындармен ілмекті цементтеу технологиясы ойлап табылды. Тығын екі бөліктен тұрады:төменгі және жоғарғы бөліктер, төменгі бөлік арнайы келте құбырдың ілмегінде сұққыш көмегімен ілінеді, ал тығынның жоғарғы бөлігі бағанда бұрғылау құбырлары арқылы қозғалады. Тығынның жоғарғы бөлігі төменгі саңылауды бітеп тастаса 3,5-4 МПа болатын артық қысым пайда болып, сұққыштар кесіліп қалады. Тығынның екі бөлігі де шеген бағанда бұрғылау ерітіндісін цемент ерітіндісінен бөле бірге қозғалады және берілу процесінің соңын стоп-сақинаға қондыру сәтінде тіркеуге мүмкіндік береді.

Авариялық сынаның көмегімен роторлы цементтеу аяқталарда бұрғылау құралдарын біріктіреді.

Айырушы цементтеуші тығындар цемент және бұрғылау ерітінділердің араласуын болдырмауға, бағанның ішкі қабырғаларын цемент ерітіндісінен тазалауға, цементтеу процесі аяқталар сәтін анықтау үшін қызмет етеді.

Тығындар мағынасына қарай төменгі және жоғарғы болып бөлінеді. Төменгі тығынды тікелей шеген бағанға тампонажды ерітіндіні айдамастан бұрын енгізеді, ал жоғарғысын айдағаннан кейін енгізеді. Төменгі тығынның оңай бұзылатын диафрагмамен жабылған орталық, ал жоғарғы тығынның тұйық тесігі болады.

Қазіргі кезде құрыш немесе алюминий цилиндрлі тірегі бар жоғарғы өздігінен қалыңданатын ПВЦ типіндегі резеңке тығындар, сондай-ақ металл тығырыққа бағытталған толық резеңкелі тығындар көпке белгілі.

ПВЦ тығынының анықталған параметрлері

Тығындар шарт белгісі	Диаметр,мм		Тығындардың биіктігі,мм	Тығындар салмағы,г
	Ішкі шеген бағандар	Тығындар
ПВЦ 140-168 ПВЦ 178-194 ПВЦ 219-245 ПВЦ 273-299 ПВЦ 324-340	140, 146, 168 178, 194 219, 245 273, 299 324, 340	158 185 235 290 328	205 225 290 350 390	5 8 18 28 37

Айырғыш тығындарға нақты бір талаптар қойылады. Тығынның мықтылығы оны түбіне дейін тасымалдау үрдісінде де, стоп-сақинаға қондыру сәтінде де бұзылмауы тиіс. Олан басқа да тығын дайындалған материал жақсы бұрғылануы керек.

8-сурет. СП-типті айырушы цементтеуші тығындар

Шеген бағандардың секциясын және ілмектерін цементтеуге СП типіндегі жоғарғы екі секциялы екі бөліктен тұратын:төменгі, шеген бағандарда кесілген сұққыш ілуші немесе арнайы қатпарда, жоғарғы бұрғылау бағанына айдаушы тығындарды пайдаланады.

Төменгі тығынның жоғарғы тығынға арналған қондырғыш ершік пен өтпелі саңылауы болады. Жоғарғы тығын резеңкемен толықтай толтырылған және шөркелеу шайбасы бар ПВЦ типті тығынға мәлім. Цементтеу процесінде бұрңылау бағанынан өтетін,араластырушы сұйықтан тампонажды ерітіндіні бөлетін жоғарғы тығын бұрғылау бағанынан шығар сәтте төменгі өлшеуіш тығынмен әсерлесетін, сұққыштарды артық қысым есебінен кесіп, өзіндегі өтпелі тесіктерді жауып тастайды. Одан әрі бір буын құрайтын екі тығын да шеген бағанда тампонажды ерітінді мен араластырғыш сұйықты біріктіреді.

СП типіндегі негізгі техникалық берілген тығындар кестеде көрсетілген.

Екі сатылы цементтеуде айдау процесінде цемент және бұрғылау ерітіндісін тек айырып ғана қоймай сонымен қатар, арнайы жалғастырғышта қапталдағы саңылаулардың ашылып жабылуына жағдай жасайтын арнайы айырғыш тығындар қолданылады.

Екі сатылы цементтеуде бір немесе екі айырғыш тығындар қолданылуы мүмкін.

Дәріс № 22-25 Тақырыбы: Ұңғыманы цементтеу

Ұңғыманы бекіту өнімді қабаттарды бір-бірінен оқшаулау үшін және шегендеу құбырларын минералды сулардың тоттандырғыш әсерінен қорғау үшін жүргізіледі. Сондықтан ұңғымаға түсірілген шегендеу құбырлары ұңғыма мен шегендеу құбырлары арасындағы сақиналы кеңістікке тампонажды материал құю арқылы цементтелуі керек.

Ұңғыманы цементтеудің бірнеше тәсілі белгілі: бірсатылы, екісатылы цементтеу, кері цементтеу, манжеталы цементтеу, құйыршықты цементтеу, қысыммен цементтеу. Мұнай-газ қабаттарының жатуына, олардың қаныққандылығына, литологиялық құрамына, өткізгіштігіне қарай цементтеу тәсілі таңдалынып алынады.

Бірсатылы цементтеу – ең көп қолданылатын цементтеу тәсілі. Ұңғыма жуылып болған соң, шегендеу тізбегі түсіріледі. Шегендеу тізбегінің басына цементтеуші жабдық жалғанады. әуелі шегендеуші құбырдың ішіне аралық сұйықтық айдалып, бірінші төменгі айырғыш тығын жіберіледі. Алдын ала дайындалған белгілі көлемдегі цемент ерітіндісімен төменгі тығын төмен қарай ығыстырылады.

Цемент ерітіндісі айдалып болған соң екінші жоғарғы тығын жіберіледі. Сонда шегендеуге қажетті цемент ерітіндісі екі тығын арасына құйылады. Жоғарғы тығын үстінен басу ерітіндісі айдалады. Қысыммен жоғарғы тығын төмен жылжыған кезде екі тығын арасындағы цемент ерітіндісі төмен сығылып, төменгі тығындағы саңылауды ашады. Саңылау арқылы цемент ерітіндісі ұңғыма түбіне өтеді. Аралық ерітінді оны құбырсырты кеңістігіне ысырып шығарады. Осы кезде ұңғыма қабырғасы мен шегендеу тізбегі арасындағы бұрғылау ерітіндісі жер бетіне шығып, оның орнына цемент ерітіндісі толып, уақыт өте келе қатады.

а ә б в

17 – сурет. Бірсатылы цементтеу тәсілінің сатылары

а – төменгі тығынды түсіру, ә - цементті құю және жоғарғы тығынды жіберу, б – цементті басып ығыстыру, в – цементті құбырсырты кеңістігіне ығыстыру; 1 – цемент ерітіндісі

Екісатылы цементтеу тәсілін келесі жағдайларда қолдану ұсынылады:

1. техникалық себептерге байланысты цемент ерітіндісін қажетті биіктікке көтеру мүмкін болмаса;

2. ұңғыма түбінің температурасы жоғары болса;

3. құбырсырты кеңістігін біртұтас емес, бөлектеп (экономикалық тиімділік үшін) цементтеу қажет болса;

Ұңғыманы екісатылы цементтеу жұмыстарын жүргізу үшін шегендеу тізбегінде белгілі бір биіктікте арнайы құю муфтасы орнатылады. Муфта өткізгіштігі төмен тау жыныстары тұсына, ұңғыманың диаметрі тұрақты тұсқа орналастырылады. Төменгі аралықты цементтеу үшін бірсатылы цементтеу тәсілі қолданылады. Бұл жердегі негізгі айырмашылық аралық сұйықтық пен цемент ерітіндісінің көлемі тек қана төменгі аралықты бекітуге есептеледі. Бұған қосымша, төменгі және жоғарғы сығу тығындары арнайы құю муфтасының «көзін» ашып жібермейтіндей болуы керек. Төменгі аралық цементтеліп болған соң, жоғарғы арлық цементтеледі. Ол үшін төменгі аралық цементтелгеннен кейін құбыр ішіне пластмассадан жасалған шар жіберіледі: ол төменгі аралықты жауып, құю муфтасындағы саңылауды ашады; осы саңылау арқылы цемент ерітіндісі жоғарғы аралыққа өтеді.

Кері цементтеу тәсілінде шегендеуші құбыр ұңғымаға кері клапансыз түсіріледі. Оның төменгі жағында тек қана бағыттаушы башмак болады. Бұл жағдайда ұңғыма қабырғасы мен шегендеуші құбыр арасындағы сақиналы кеңістік цементтеуші сораппен жалғанады. Ұңғыма кері әдіспен жуылып, цемент ерітіндісі де сақиналы кеңістік арқылы құйылады. Цемент ерітіндісі башмакқа жеткенше қысыммен бастырылады. Цемент ерітіндісінің ұңғыма түбіне жеткендігін манометр көрсеткіші арқылы білуге болады (қысым күрт өзгереді).

Цемент ерітіндісін дайындау үшін тампонажды материалдар қолданылады. Бұл сумен араласқан кезде суспензия түзіп, кейіннен қатты тасқа айналатын материал. Тампонаждық цементтің бірнеше түрі бар:

• портландцемент;

• доменді шлак;

• құм-әктас қоспасы;

• басқа да материалдар (белитті, т.б.).

ұңғыманы цементтеу үшін тек алғашқы екі түрі – портландцемент, доменді шлак – қолданылады.

Цемент ерітіндісіне келесідей талаптар қойылады:

• ерітіндінің жылжымалылығы ерітіндіні ұңғымаға сораппен айдауға мүмкін болатындай және ол цементтеу үрдісі аяқталғанға дейін сақталатындай болуы тиіс;

• ерітіндінің құрылым түзуі, яғни шегендеу тізбегі сыртына айдалғаннан кейін ерітінді тез қоюланып, қатуы тиіс;

• цемент ерітіндісі қоюлануы кезінде және қатып, тасқа айналған кезде су, мұнай немесе газды өткізбейтіндей болуы тиіс;

• қатқан цемент тасы коррозияға және температура ауытқуына төзімді болуы тиіс.

Цемент ерітіндісінің негізгі қасиеттеріне су-цемент қатынасы, субергіштігі, тығыздығы, жылжымалылығы, бірігу уақыты, қоюлану уақыты, седиментациялық тұрақтылығы, құрылымдық тұтқырлығы, механикалық беріктігі, көлемдік өзгеруі, коррозияға төзімділігі, т.б..

Тампонажды портландцемент «салқын» және «ыстық» ұңғымаларға арналған болып бөлінеді. Сондай-ақ жеңілдетілген, ауырлатылған, термотөзімді және төмен гигроскопиялық цемент түрлері бар.

Бақылау сұрақтары

1. Ұңғыманы цементтеудің қандай тәсідері бар?

2. Бірсатылы цементтеу үрдісі қалай жүреді?

3. Қандай жағдайда екісатылы цементтеу тәсілі қолданылады?

4. Тампонажды материал дегеніміз не? Оның қандай түрлері бар?

5. Цемент ерітіндісінің негізгі қасиеттерін атаңыз.

Дәріс №26-28 тақырыбы: Өнімді қабатты сынау

Өнімді қабат бұрғыланып болған соң ұңғымада геофизикалық зерттеу жұмыстары жүргізіледі. Алайда өнімді қабатты геологиялық және гаофизикалық зерттеу әдістері пайдаланатын аймақтың өндірістік маңыздылығын анықтауға мүмкіндік бермейді, себебі олар қабаттың мұнайбергіштігі туралы толық мәлімет бере алмайды, тек қана үлгі алу және сыналу аралығының таңдалу себебін негіздеуге қажетті мәлімет береді. Сынауға арналған арнайы механизмдер қабат сынағыштар деп аталады.

Қабаттан үлгі алуға қабаттан мұнай ағынын шақыру, қабат сұйықтығының сынамасын алу, қабаттың қаныққандығын анықтау және дебитін мақсатымен жүргізілетін жұмыстар жиынтығы жатады.

Қабатты сынауға қабаттан мұнай ағынын шақыру, қабат сұйықтығы мен газдың сынамасын алу, қабаттың мұнай-гадылығын анықтау, қабаттың негізгі гидродинамикалық параметрлерін (қабаттық қысым, сұйықөткізгіштік, өнімділік коэффициенті, т.б.) анықтауды қамтамасыз ететін жұмыстар жиынтығы жатады. Қабатты сынау ұңғыманы бұрғылау үрдісінде және бұрғылау жұмысы аяқталып, пайдалану тізбегі түсірілгеннен кейін де жүргізіледі. Ұңғыманы сынау қабаттың кәсіпшілік мұнайгаздылығын орнату, оның өнімдік мінездемесін бағалау, мұнай-газ қорын есептеуге қажетті мәліметтер алу және кен орнын игерудің жобасын құру мақсатында жүргізіледі.

Ұңғыма бұрғылау үрдісінде қолданылатын қабатсынағыштардың үш түрі бар: ұңғымаға бұрғылау тізбегімен түсірілетін, кабельмен түсірілетін және бұрғылау тізбегі ішіне түсірілетін. Ең көп қолданылатыны – бұрғылау тізбегімен түсірілетін құбырлық қабатсынағыштар. Ағындылыққа құбырлық қабатсынағышпен сынау түпке тірек түсіріп және түсірмей жүргізіледі. Сондай-ақ аймақты селективті (бөлек-бөлек) сынауға болады.

Өнімді қабатты сынау (үлгі алу) жұмыстары нұсқауға сәйкес жүргізілуі керек. Әр сыналатын аралыққа жүргізілетін жұмыс жобасы жасалады. Жобада ұңғыма бойынша негізгі мәліметтер (тереңдік, соңғы тізбек диаметрі мен оны түсіру тереңдігі, қабатқа түсірілетін депрессия көлемі, оның әрекет ету уақыты, т.б.) келтіріледі, сонымен қатар ұңғымаға түсірілетін сынау жабдығының түрі мен жинақталуы көрсетіледі. Бұрғылау үрдісіндегі сынау (үлгі алу) жұмыстарын бұрғылау кәсіпорнының тапсырысы бойынша, қоршаған ортаны қорғау шараларын сақтай отырып, геофизикалық ұйымдар немесе мамандандырылған қызмет көрсету орталығымен жүргізілуі керек.

Бақылау сұрақтары

5. Ұңғыманы аяқтаудың және өнімді қабатты ашудың қандай тәсілдері бар?

6. Қабаттан үлгі алуға қандай жұмыстар жатады?

7. Өнімді қабат бұрғылау үрдісінде қалай сыналады?

8. Өнімді қабатты ашу технологиясының сапасы дегеніміз не?

Дәріс №29,30 тақырыбы: Ұңғыманы күрделі жөндеуді ұйымдастыру және экономикасы

Мұнай газды өндіру калькуляциясы мен ұңғыманы күрделі жөндеудегі шығындары

Ұңғыманы күрделі жөндеудегі шығындары:

1) ұңғыманы күрделі жөндеудегі дайындық жұмыстары;

2) құралдарды монтаждау және демонтаждау;

3) ұңғыманы күрделі жөндеу;

- материалдар;

- зейнетақы қорына аударыммен бірге жұмысшылардың негізгі жалақысы;

- ұңғыманы күрделі жөндеу құралы - жабдықтары мен құралдарын пайдалану бойынша шығындар;

- көлік шығындары;

- энегетикалық шығындар;

- қосымша өндірістік қызметтер және басқа да шыңғындар.

4) ұңғымаларды өнімділікке зерттеу;

5) өнеркәсіптік - геофизикалық жұмыстар;

6) накладнойлық шығындар.

мұнай мен газды өндіруге шығындар:

1) мұнайды алу бойынша энергияға шығындар;

2) қабатқа жасанды әсер ету бойынша шығындар;

3) зейнетақы қорына аударыммен бірге өндірістік персоналдардың жалақысы;

4) ұңғымалар амортизациясы;

5) мұнай мен газды жинау және тасымалдау бойынша шығындар;

6) мұнайды, газды тасымалдау бойынша шығындары;

7) өндірісті дайындауға және игеруге шығындар;

8) құрал-жабдықтарды ұстап тұруға және пайдалануға шығындар; 9) жалпы өндірістік шығындар;

10) басқа да өндірістік жұмыстарына аудырымдар;

11) өндірістік емес шығындар.

Қалған қызметкерлердің еңбекке төлемінің құрылымы төмендегідей жалақы-негізгі жалақы (оклад)+ ынталандырушы үстемелер (екеуі өзіндік құн есебінде төленеді) +мұнайгаз кәсіпорынның қызмет нәтижелері бойынша сыйақы (пайда есебінен төленеді)

Вахталық әдіспен жұмыс жасайтын қызметкерлерге мұнайгаз кәсіпорыны вахта кезінде жұмыс өндірісі орындарына келген әрбір календарлық күн үшін, сонымен қатар вахталық орындағы жұмыс орнына жолдағы нақты күндер үшен жалақы төлейді.

Жалпы жұмысшылардың еңбек төлемдерінің формалары төмендегідей.

1) кесімді;

Еңбек кесімді түрде төленетінгі жұсысшының жалақы мөлшері онымен өндірілген өнім санына және оның бірлігіне бекітілген кесімді тәуелді.

З_сд=Р_сдQ

Р_сд- кесімді бағалау;

Q -өндірілген өнім көлемі.

Кесімді бағалау- бұл өнім бірлігін өндіруге жұмысшының еңбегіне төлем деңгейі.

Р_сд = С_т/Н_выр немесе Р_сд=С_т*Н_вр

С_т- жұмысшының сағаттық тариф ставкасы;

Н_выр- 1 сағ. өнім шығару нормасы;

Н_вр - өнім бірлігін өндіруге уақыт нормасы, сағат.

2) мерзімдік;

Бұл жалақы формасы нақты орындалған уақытта жұмысшының бірлігіне сәйкес келетін тарифтік ставка немесе оклад боынша еңбек төлемін қарастырады.

З_мерз=С_т*В_н немесе З_мерз=М₀*В_н/В_м

В_н - нақты орындалған уақыт,сағат

М₀ - жұмысшының айлық оклады,тңг

В_м - айдағы жұмыс сағатының саны

Әрбір жұмысшы тәжірибе жүзінде қолына есептелген жалақыдан аз жалақы алады.Бухалтеоия есептелген жалақыдан ұстап қалады.Ұсталымдардың жалпы сомасы жұмысшыға төленуі тиіс жалақының 50 пайызынан аспауы қажет.Жалақыдан мүмкін ұсталымдардың түрлері:

- жинақтаушы зейнетақы қорларына міндетті зейнетақы аударымдары;

- ерікті зейнетақы қорларына ерікті зейнетақы аударымдары;

- жеке тұлғадан табыс салығы;

- балаларға және асырауындағы жандарға аоименттер;

- суданы жабуға ұсталымдар;

- кәсіподақ салымдары;

- несиеге мүлік алғанына қарызды жабу;

- ұйым жұмысшысымен келтірілген материалдық шығынды өтеу;

- қайырымдық көмек түріндегі аударымдар;

- коммуналдық қызметтерге төлем;

- банктік шоттарға және депозиттерге аударымдар;

- өнімнің ақаулығына.

Әдебиеттер тізімі:

Негізгі

1.Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. М.,1986г.

2. Низова С.А. Химические реагенты и промывочные жидкости для наклонно-направленных и горизонтальных скважин. – М., РГУ им. И.М. Губкина - УИЦ.

3. Иогансен К. В. Спутник буровика, М. 1986 г.

4. Справочник инженера по бурению, т. 1 и 2. Москва, 1985 г.

5.Оганов А.С. и др. Многозабойное бурение скважин – развития, проблемы и успехи. – М., ОАО «ВНИИОЭНГ» 2001.- 4-31 бет

6.Алдамжаров Н.Н. «Құрлықта және теңізде бұрғылаудың жаңа әдістері». Актөбе, 2010.174- бет

7. Нұрсұлтанов Ғ.М. «Мұнай және газды өндіріп, өңдеу». - Алматы «Өлке» 2000. -511 бет

Қосымша әдебиет

1. Балицкий В.П., Надирадзе И.А., Храброва О.Ю. Расчеты на ЭВМ при бурении глубоких скважин. Часть I. Учебное пособие. - М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1999. – 109 бет.

2.Инстукция по тренажеру – имитатору АМТ-221-БУР. – С-Петербург. 2001. – 82 бет.