Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / РЕФЕРАТ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Современные конструкции бурильных головок для отбора керна. Области их применения. Основы технологии отбора керна при бурении скважин.

irina_k200 190 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 19 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 28.09.2020
Объём бурения с отбором керна составляет примерно 4 – 5 % от общей проходки в разведочном бурении и 0,5 – 1 % в эксплуатационном. Несмотря на большие возможности геофизических методов исследования земных недр, только полноценные образцы керна позволяют достоверно установить состав, физико-механические свойства и возраст пород, аргументировано подтвердить запасы нефти и газа, составить обоснованные проекты на бурение скважин и разработку месторождений в целом. Классификация бурильных головок по классам по типу вооружения выделяет три группы инструмента: шарошечные, алмазные и долота PDC. В данной работе рассмотрены типы и разновидности бурильных головок и области их применения.
Введение

Основным этапом разведки месторождений большинства полезных ископаемых является бурение скважины. Операция бурения неотъемлемо связана с изучением геологического разреза скважины. Одним из способов такого изучения является отбор керна. Керн – цилиндрические образцы горных пород. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных пород, а также состав и свойства насыщающего породу флюида. Анализ керна позволяет определить его нефтегазоносность. Однако по всей длине скважины керн отбирается лишь в исключительных случаях. Поэтому после завершения бурения обязательной процедурой является исследование скважины геофизическими методами.
Содержание

Введение 3 1.Конструкции бурильных головок для отбора керна. Области их применения.4 1.1 Шарошечные бурильные головки 4 1.2 Алмазные бурильные головки. 5 1.3 Бурильные головки PDC 6 2. Основы технологии отбора керна при бурении скважин.8 2.1. Отбор ориентированного керна 10 2.2 Отбор герметизированного керна, герметизация керна 10 2.3. Укладка и документация керна 11 Заключение 13 Приложение 14 Список использованной литературы 19
Список литературы

1. Балаба В.И., Бикбулатов И.К. Буровой породоразрушающий инструмент. Учебное пособие для вузов-М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина 2013г. 2. Волик Д.А. Буровые породоразрушающие инструменты. Учебное пособие РГУ нефти и газа им. И.М Губкина. М. 2014 г. 3. Каталог «Породоразрушающий инструмент PDC». НПП «Буринтех» [Электронный ресурс] https://www.gubkin.ru/personal_sites/balabavi/metodicheskie/Burinteh%20katalog.pdf 4. Лекция Отбор и документация керна. [Электронный ресурс] https://refdb.ru/look/2426790.html
Отрывок из работы

1. Конструкции бурильных головок для отбора керна. Области их применения. 1.1 Шарошечные бурильные головки Отечественной промышленностью шарошечные бурильные головки изготавливаются, в основном, четырех типов - МСЗ, СЗ, СТ и ТКЗ, где: МСЗ- для отбора керна мягких малообразивных пород с пропластками пород средней твердости; СЗ - для отбора керна пород средней твердости; СТ – для отбора керна пород средней твердости с пропластками твердых пород; ТКЗ – для отбора керна твердых абразивных с прослоями крепких пород. (Таблицы 1 и 2) Шарошечные бурильные головки выполняются с одной, тремя, четырьмя, пятью, шестью, восемью и более рабочими органами. Шарошки в бурильной головке могут быть: - коническими; - одно - двух - или - трехконусными; - в виде усеченного конуса; - цилиндрическими; - цилиндроконическими; - сферическими; - чечевицеобразными. Число и конструкция подшипников в опоре каждой шарошки мо¬гут быть также различными в зависимости, главным образом, от формы исполнения, габаритных размеров шарошки и бурильной головки. Бурильные головки типа МС3. Бурильные головки типа МС3 (серии К) для керноприемных устройств без съемного керноприемника предназначены для отбора керна в мягких малоабразивных породах с пропластками пород средней твердости при роторном бурении нефтяных и газовых скважин. Общий вид бурголовки типа МС3 приведен на рис. 1 Частота вращения бурголовок типа МСЗ в процессе бурения составляет 60-90 об/мин. Конструкция бурголовок типа МС3 позволяет заменять изношенные шарошки, оси и шайбы, и многократно использовать корпус. Бурильные головки типа ТК3. Бурильные головки типа ТК3 (серий К и КС) дробящего действия, предназначены для отбора керна в твердых абразивных породах с пропластками крепких пород при низкооборотном бурении нефтяных и газовых скважин. Общий вид бурголовки типа ТК3 приведен на рис. 2. Бурильные головки состоят из внутренней 2 и наружных 4 секций с цапфами под шарошки 3 и накладок 1 на каждую внутреннюю шарошку. Сваркой между собой совместно с резьбовой приставкой достигается необходимая монолитность и прочность бурголовок и обеспечивается безконсольное крепление шарошек. Опоры шарошек представляют собой подшипники скольжения с наплавкой твердым сплавом. Частота вращения бурголовок типа ТКЗ в процессе бурения составляет 60-120 об/мин. Бурильные головки типа С3. Бурильные головки типа СЗ режуще-дробящего действия с преобладанием резания, предназначены для отбора керна в малоабразивных породах средней твердости при низкооборотном бурении нефтяных и газовых скважин. Общий вид бурголовки типа С3 приведен на рис. 3. Бурильные головки типа СЗ - трехшарошечные. Они состоят из основания корпуса 2 с цапфами, на которых устанавливаются шарошки 3 и муфты с присоединительной резьбой 1. Опоры шарошек представлены двумя шариковыми подшипниками, из которых один - замковый. Частота вращения бурголовки типа СЗ в процессе бурения составляет 60-120 об/мин, при этом промывка забоя скважины осуществляется через три отверстия, расположенные между шарошками. 1.2 Алмазные бурильные головки. Отечественной промышленностью алмазные бурильные головки изготавливаются, в основном, по ГОСТ 26474-85 пяти типов - М, МС, С, СТ и Т, где: М - для бурения мягких пород; МС - для бурения мягких пород с пропластками пород средней твердости; С - для бурения пород средней твердости; СТ - для бурения пород средней твердости с пропластками твердых; Т - для бурения твердых пород. Эксплуатация алмазных и твердосплавных бурильных головок в режиме резания дает увеличение механической скорости в породах средней твердости и более мягких в 1,1 - 1,6 раза и процент выноса керна во всех случаях на 10 - 15% (в абсолютных цифрах) по сравнению с шарошечными бурильными головками. По износостойкости каждая алмазная или твердосплавная бурильная головка заменяет от 6 до 20 шарошечных. Причем максимальное превышение относится к более мягким породам, минимальное - к более твердым. Типы: • Алмазные бурильные головки типа КАП, оснащенные алмазно - твердосплавными пластинами (АТП).Общий вид бурголовки КАП 214,3/80МС приведен на рис. 4. • Алмазные бурильные головки типа КСС, оснащенные синтетическими алмазами в виде трехгранных призм (ПСТА). • Алмазные бурильные головки, оснащенные синтетическими алмазами в виде цилиндров или их частей (СВС-П). • Алмазные бурильные головки, оснащенные природными алмазами. • Алмазные бурильные головки типа РСА и 6Л-РСА, оснащенные алмазно-твердосплавными пластинами. • Головки бурильные твердосплавные типа РСТ. • Головки бурильные твердосплавные типа М (серии К). Головки бурильные твердосплавные типа М для керноприемных устройств без съемного керноприемника предназначены для отбора керна в мягких малоабразивных породах при проводке нефтяных и газовых скважин. Эти бурильные головки режущего действия (рис.5) состоят из остова корпуса 1 и муфты 4 с присоединительной резьбой, сваренных между собой. Остов корпуса имеет три ступенчатые лопасти 3, оснащенные твердосплавными зубками 2. Для промывки забоя в бурголовках в проемах между лопостями выполнены отверстия. Частота вращения бурголовок типа М составляет 60-90 об/мин. Бурильные головки второго класса с синтетическими алмаза¬ми изготовляют двух разновидностей: однослойными и импрегнированными ступенчатыми. Все они выпускались только одного типа «С» и одной модифика¬ции «3». Однослойные ступенчатые бурильные головки изготовлялись в двух моделях: • KTC I88/80 C3 • KTC 2I2/80 C3. Импрегнированные (рис.6) - в трех моделях: • КТСИ 138/52 СЗ, • KTCM I88/8 C3 • КТСИ 212/80 СЗ. Алмазные бурильные головки изготовлялись в соответствии с отраслевым стандартом ОСТ 39.026-76. Буриль¬ные головки для колонковых снарядов со съемным керноприемником изготовляются с ниппельной наружной присое¬динительной резьбой, а бурильные головки для колонковых снарядов с не съемным керноприемником - с муфтовой внутренней резьбой. Алмазные бурильные головки рекомендуется применять при бурении с отбором керна на больших глубинах в породах средней твердости и твердых. Нежелательно их использование в трещиноватых породах. Алмазные бурильные головки, как и алмазные долота, не предназначены для бурения высоко-абразивных и очень твердых горных пород. Алмазные бурильные головки обеспечивают большие проходки за рейс. При правильном использовании они работают спокойно, вибрации, если и возникают, то имеют ограниченную амплитуду и поэтому не оказывают отрицательного влияния на сохранность керна. 1.3 Бурильные головки PDC Общий вид бурильных головок PDC представлен на рис.7 и 8. Бурильные головки, как и буровые долота имеют стальной корпус с присоединительной резьбой и рабочие органы в виде лопастей оснащённые резцами из поликристаллических синтетических алмазов. Бурильные головки могут быть цельнометаллические стальные и матричного типа, аналогично буровым долотам. Технология изготовления бурильных головок PDC аналогична технологии изготовления буровых долот. Бурильные головки PDC применяют для бурения с отбором керна в породах от мягких до средней твёрдости. Условное обозначение бурильных головок с резцами PDC, выпускаемых ООО НПП «Буринтех» Бурильные головки, оснащенные термостойкими алмазными вставками (TSP) (рис.9) предназначены для отбора керна в абразивных твердых породах с пропластками крепких пород VI-IX категории твердости. Отличаются повышенной стойкостью вооружения. Корпус бурголовки изготовлен из спеченного твердого сплава (матричный), позволяющего кратно повысить эрозионную стойкость корпуса. Бурильные головки, импрегнированные алмазами (рис. 10) предназначены для отбора керна в абразивных породах крепких и очень крепких пород VIII–X категории твердости. Отличаются повышенной стойкостью вооружения. Корпус бурголовки изготовлен из спеченного твердого сплава (матричный), позволяющего кратно повысить эрозионную стойкость корпуса. 2. Основы технологии отбора керна при бурении скважин. Планирование отбора керна осуществляется геологическими службами предприятий, отбор керна производят буровые бригады в строгом соответствии с геолого-техническим нарядом на бурение скважины. Отбор керна регламентируется в зависимости от степени изученности территории глубинным бурением и назначения скважин. В параметрическиех скважинах, которые бурятся для изучения глубинного геологического строения, для определения нефтегазоносности районов возможного нефтегазонакопления и выявления наиболее перспективных участков, керн отбирается равномерно по разрезу в наиболее важных для изучения геологического строения района интервалах. На новых месторождениях в малоизученных районах с неустановленной промышленной нефтегазоносностью при бурении первой скважины рекомендуется производить сплошной отбор керна равномерно по всему стволу, во второй и третьей – отбор керна ограничивается и приурочивается к определенным стратиграфическим и литологическим границам или перспективным и промышленным интервалам. В последующих поисковых и разведочных скважинах отбор керна производится лишь в пределах нефтегазоносных горизонтов. На месторождениях, где верхняя часть разреза изучена, а нижняя еще подлежит исследованию, в изученном интервале нужно отбирать керн лишь в контактах свит (а также в зонах наличия маркирующих прослоев) или же применять каротаж (электрический и радиоактивный), а в неизученном интервале – производить сплошной отбор керна и другие указанные выше исследования. На новых площадях в нефтегазоносных районах в первых двух-трех поисковых скважинах рекомендуется брать керн в пределах маркирующих и продуктивных горизонтов, а в последующих поисковых и разведочных скважинах отбор керна производится лишь в пределах продуктивных горизонтов. В оценочных скважинах, которые бурятся на вновь вводимых в разработку залежах и на длительно разрабатываемых месторождениях нефти с целью определения величины нефтенасыщения и оценки остаточных запасов, производится сплошной отбор керна по всей мощности продуктивного пласта. В эксплуатационных скважинах керн для контроля за проходкой скважины, как правило, не отбирается, и все наблюдения базируются на данных каротажа и косвенных исследованиях. В этом случае керн берут лишь в продуктивном горизонте для его детального изучения, а также в маркирующих горизонтах и характерных контактах свит на тех участках расположения скважин, где тектоника и строение залежи требуют уточнения. При бурении нагнетательных скважин также рекомендуется отбирать керн в интервалах залегания продуктивных пластов. Детальные сведения о характере коллекторских свойств пласта в значительной степени помогут освоению нагнетательных скважин и регулированию процесса заводнения. Для получения керна в скважину на бурильных трубах опускают керноотборный снаряд. Снизу к нему присоединяют породоразрушающий инструмент. Для предотвращения изгиба и повышения сохранности керна корпус керноотборного снаряда, передающий нагрузку и вращение породоразрушающему инструменту выполняется жестким толстостенным со стабилизаторами. Различают керноотборный снаряд со съемными и стационарными керноприемниками. Керноотборный снаряд обычно состоит из нескольких секций длиной 7–8 м, что позволяет отбирать керн значительной длины (за рейс до 13–14 м). В зависимости от типа снаряда получают керн разного диаметра и длины. Диаметр отбираемого керна 40–120 мм. При бурении на нефть и газ используются роторные керноотборные снаряды типа «Недра» (для скважин диаметром 130–300 мм), турбинные керноотборные снаряды (для скважин диаметром 130–220 мм), а также снаряды серии КИМ. Последние обеспечивают отбор керна повышенной информативности: керн извлекается без техногенных деформаций с сохраненной структурой и текстурой, с максимально возможным сохранением пластового флюидонасыщения. Разрушенная по кольцевому затрубному или внутреннему пространству порода выносится на поверхность промывочной жидкостью или сжатым воздухом (газом), нагнетаемым в скважину буровым насосом или компрессором, а керн входит в колонковую трубу. Периодически (через 0,5–6 м и более) керн заклинивают, отрывают от забоя, поднимают на поверхность вместе с колонковым снарядом и извлекают из колонковой трубы. Извлечение керна из бурового снаряда осуществляется работниками буровой бригады в присутствии геолога. Применяют почти непрерывную транспортировку керна по внутренней полости колонны труб на поверхность; при этом керн извлекается аккуратно, без нарушения его ориентации с обязательной фиксацией глубины отбора керна в скважине. Первичная раскладка керна осуществляется прямо на буровой. Керн очищают ветошью, бумагой или отмывают от бурового раствора в емкости с водой, затем укладывают в специальные керноприемные ящики или на землю в строгой последовательности с его извлечением из колонковой трубы. Интервалы, из которых поднят керн, разделяют деревянными брусьями, досками и т.д. Одновременно подписывают (на разделителях или на этикетках) глубину отбора, проходку и выход керна. Мелкие кусочки и обломки керна, последовательность которых невозможно установить, помещают в мешочки или заворачивают в плотную бумагу и укладывают в ящики в той же последовательности, что и керн. Если в назначенном интервале керн не отбирался, в ящик укладывают этикетку с указанием, в каком интервале глубин вынос керна отсутствовал. К сохранности и качеству керна предъявляются требования, обеспечивающие достоверность сведений о составе и строении вскрытых скважиной горных пород и полезных ископаемых. Контроль и наблюдение за условиями и качеством керна осуществляются представителями технологической и геологической службы предприятий. Сохранность керна оценивается его линейным или объемным выходом – процентным отношением суммарной длины (или фактической массы) поднятого керна к длине пробуренного интервала (или расчетной массе для пробуренного интервала) скважины. Выход керна регламентируется инструкциями. Доля керна при сплошном отборе в общем информационном обеспечении геологоразведочных работ может достигать 70–80 %. При бурении снарядами серии КИМ выход керна составляет 90 % и более (из неконсолидированных пород не менее 75 %). Стопроцентный выход керна позволяет с полной достоверностью изучать горные породы, пересечённые буровой скважиной, и определять запасы полезного ископаемого. К специальным методам извлечения керна относятся отбор ориентированного керна и герметизация керна. 2.1. Отбор ориентированного керна Отбор ориентированного керна позволяет уточнить геологическую модель залежи, определить потенциальную нефтедобычу, режим разработки месторождения и др., так как дает точную геологическую информацию: об углах падения пластов, о направлениях их простирания, о пространственном распределении характеристик коллекторов, о тенденциях изменения пористости и проницаемости. Ориентация керна достигается при помощи специального чертящего башмака, расположенного ниже кернорвателя, который выполняет на керне три насечки. Одна насечка служит для идентификации, две других расположены от нее под углом 135° по окружности поперечного сечения керна. Пространственная ориентация поднятого на поверхность керна осуществляется по результатам его палеомагнитного анализа и определения положения насечек, нанесенных на керн, относительно сторон света (направления север–юг). 2.2 Отбор герметизированного керна, герметизация керна Отбор герметизированного керна продиктован необходимостью прямого определения по керну пластовых значений нефте- и газонасыщения и установления фазового состава флюидов. Информативность герметизированного керна выше керна, отобранного без герметизации, так как кроме сохранения остаточного водонасыщения в герметизированном керне возможно сохранение нефте- и газонасыщения, а также и температуры при термостатировании керноприемника, благодаря чему обеспечивается возможность: прямого определения по керну пластовых и текущих значений нефте- и газонасыщения; сохранения фазового состава флюидов, что особенно важно при отборе керна из газогидратных залежей. Отбор герметизированного керна осуществляется герметическими керноотборными снарядами. Они обеспечивают (после отделения керна от забоя) герметичное перекрытие керноприемника в нижней и верхней частях. При этом исключается гидродинамическое сообщение полости керноприемника, заполненного керном, со скважиной и сохраняется забойное давление. При отборе герметизированного керна выполняются следующие операции: • бурение с отбором керна герметическим керноотборным снарядом, оснащенным аппаратурно-измерительным комплексом записи термобарических параметров в полости керноприемника; • контроль герметичности керноприемника снаряда на поверхности; • ступенчатая дегазация керноприемника с замером расхода и отбором проб газа для его последующего анализа; • разгерметизация керноприемника и извлечение керна; • считывание данных аппаратурно-измерительного комплекса, их компьютерная обработка и интерпретация; • обработка, экспресс-анализ керна, препарирование и консервация образцов. При отборе герметизированного керна используют специальные пластиковые тубы. Консервация углеводородов в образцах керна может быть проведена также после подъема его на поверхность. Она проводится в целях сохранения остаточных флюидов для последующего определения нефтенасыщенности. Консервация осуществляется в отдельных образцах керна, отобранного из интервалов с признаками углеводородов. Наиболее простой и распространенный способ консервации керна – герметизация в расплавленном парафине (парафинизация керна). Сразу после извлечения керна из керноприемника и раскладки его на буровой керн с помощью ткани, увлажненной в дизельном топливе, быстро очищают от бурового раствора и упаковывают в полиэтилен. На поверхность полиэтилена крепится этикетка с указанием площади, номера и интервала отбора керна, места взятия образца керна. Подготовленный таким образом образец обтягивается марлей, перевязывается шпагатом и для равномерного покрытия несколько раз погружается в расплавленный парафин, температура которого 70–90° С.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Реферат, Технологические машины и оборудование, 15 страниц
150 руб.
Реферат, Технологические машины и оборудование, 19 страниц
190 руб.
Реферат, Технологические машины и оборудование, 21 страница
210 руб.
Реферат, Технологические машины и оборудование, 20 страниц
200 руб.
Реферат, Технологические машины и оборудование, 20 страниц
150 руб.
Реферат, Технологические машины и оборудование, 12 страниц
300 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg