17.Понятие о конструкции скважин.

Пробурив неустойчивые, мягкие, трещиноватые и каверноз­ные породы, осложняющие процесс бурения (обычно 50 - 400м) перекрывают и изолируют эти горизонты, для чего в скважину спускают обсадную колонну, состоящую из свинченных сталь­ных труб, а ее затрубное пространство цементируют.

Первая обсадная колонна называется кондуктор.

После спуска кондуктора не всегда удается пробурить сква­жину до проектной глубины из-за прохождения новых ослож­няющих горизонтов или из-за необходимости перекрытия про­дуктивных пластов, не подлежащих эксплуатации данной сква­жиной.

В таких случаях возникает потребность в спуске и последующем цементировании второй обсадной колонны, на­зываемой промежуточной.

При дальнейшем углублении скважины вновь могут встре­титься горизонты, подлежащие изоляции. Тогда спускают и цементируют третью обсадную колонну, называемую второй промежуточной колонной.

В этом случае ранее спущенная об­садная колонна будет называться первой промежуточной колонной. В осложненных условиях бурения таких промежуточ­ных колонн может быть три и даже четыре.

Пробурив скважину до проектной глубины, спускают и цементируют эксплуатационную колонну, предназна­ченную для подъема нефти или газа от забоя к устью сква­жины или для нагнетания воды (газа) в продуктивный пласт в целях поддержания давления.

После спуска и цементирования эксплуатационной колонны проверяют качество цементного кольца, образовавшегося в затрубном пространстве, и все обсадные колонны на устье сква­жины обвязывают друг с другом, применяя специальное обо­рудование.

Расположение обсадных колонн с указанием их диаметров, глубины перехода с большего диаметра скважины на меньший, глубины спуска обсадных колонн и интервалов их цементиро­вания составляет понятие о конструкции скважины.

Скважина, кроме направления и кондуктора, спу­скают только эксплуатационную колонну, конструкцию назы­вают одноколонной.

Скважина, кроме направления и кондуктора, спускают промежуточные и эксплуатационные колонны, то конструкцию называют двухколонной (при одной промежуточной колонне) или трехколонной (при двух промежуточных колоннах).

18. Способы бурения нефтяных и газовых скважин

В деле упрощения и облегчения конструкций скважины по­ложительную роль сыграло внедрение вращательного способа бурения. Если при ударном способе бурения в скважину спускали большое число концентрически располагающихся обсадных колонн (иногда до 10—12), то вращательный способ бурения позволил ограничиться спуском только двух-четырех обсадных колонн. Объясня­ется это тем, что при ударном способе бу­рения, характеризующемся отсутствием выноса выбуренной породы промывочной жидкостью, обсадные колонны спускали в целях сохранения ствола скважины через каждые 50—150 м проходки. Вынос выбуренной породы на поверх­ность циркулирующим потоком промывоч­ной жидкости и создание давления столба жидкости на стенку скважины при вращательном бурении создали условия для увеличения интервала бурения без закрепления ствола скважины обсадной колонной.

После пуска скважины в эксплуатацию буровое и энерге­тическое оборудование демонтируют и перемещают на новую точку бурения.

Весь процесс бурения скважины руководит квалифици­рованный специалист — буровой мастер.

На буровой кругло­суточно работает буровая бригада, состоящая из сменяющих друг друга трех основных вахт смен и одной дополнительной вахты, подменяющей основные в выходные дни.

Каждая вахта смена состоит из 4 человек и более.

Способы бурения скважин классифицируются по характеру воздействия на горные породы: механическое, термическое, физико-химическое, электрическое и т. д.

В промышленном бурении применяют способы бурения, обеспечивающие механическое разрушение горной породы.

Другие же способы бурения пока еще не вышли из стадии экспериментальной раз­работки.

Способы бурения скважин, связанные с механическим воз­действием на горную породу, осуществляются либо с использо­ванием мускульной силы человека (ручное бурение), либо с применением двигателей (механическое бурение).

Ручное бурение применяют в основном при инженерно-геологических исследованиях и при решении проблем водо­снабжения, когда бурят скважины небольшого диаметра (100–200 мм) на незначительную глубину (до 20–30 м).

Наиболее распространены два вида механического бурения с использованием энергии двигателей – ударное и враща­тельное.

Ударный способ используют при проходке скважин для добычи воды, а также в угольной и горнорудной промышленности (вентиляционные стволы и т. д.).

Вращательное бурение - это разрушение породы в результате одновременного воздействия на долото нагрузки и крутящего момента. Под воздействием нагрузки долото внед­ряется в породу, а под влиянием крутящего момента скалы­вает, дробит и сверлят породу.

Существуют два способа бурения – роторный и с примене­нием забойных двигателей турбобура или электробура.

При роторном бурении (рис. 1) мощность от дви­гателей 11 передается через лебедку к ротору 4 – вращательному механизму, установленному над устьем скважины в центре вышки 19. Ротор вращает бурильную колонну с долотом 1. Бурильная колонна состоит из ведущей трубы 5 и привинчен­ных к ней с помощью переводника 3 бурильных труб 2.

При бурении с забойным двигателем долото 1 привинчено к валу, а бурильная колонна к корпусу двигателя 18. При работе двигателя вращаются его вал и долото, а бурильная колонна, как правило, ротором во вращение не при­водится.

Установка для бурения скважин роторным и турбинным способами