Процесс бурения

Национальный исследовательский Томский политехнический университет Инженерная школа природных ресурсов Для студент ов направления: « Технология ст роит ельст ва скваж ин» нефт яны х и газовы х Строительство скважин в осложненных условиях Курс лекций Автор: Епихин А.В. ст. преп. ИШПР Томск-2020 г. Чем мы бурим? Чем мы бурим? Буровое оборудование комплекс машиностроительной продукции, которая используется при бурении скважин. Какое оно бы вает ? Буровое оборудование комплекс машиностроительной продукции, которая используется при бурении скважин. Чем мы бурим? По локации Наземное Подземное Буровое оборудование комплекс машиностроительной продукции, которая используется при бурении скважин. Чем мы бурим? По назначению Буровое Цементировочное Аварийное Буровое оборудование комплекс машиностроительной продукции, которая используется при бурении скважин. О чем сегодня поговорим? О чем сегодня поговорим? Подземное буровое оборудование Подземное буровое оборудование Бурение Цементирование Ликвидация аварий Подземное буровое оборудование Бурение Бурильные трубы Цементирование Ликвидация аварий Бурильны е т рубы : -Подача раствора к КНБК -Передача вращения долоту -Создание нагрузки на долото -Соединение КНБК и буровой установки КНБК КНБК: -Разрушение ГП -Привод долота -Контроль бурения -Управление бурением -Создание осевой нагрузки -Предупреждение аварий КНБК Породоразрушающий инструмент Используется для разрушения горной технологической оснастки в скважине. породы, цементного камня, КНБК Породоразрушающий инструмент Формирование сплошного забоя скважины. Буровые долота Используется для разрушения горной технологической оснастки в скважине. породы, цементного камня, КНБК Породоразрушающий инструмент Буровые долота Шарошечные Лопастные Алмазные Используется для разрушения горной технологической оснастки в скважине. породы, цементного камня, КНБК Породоразрушающий инструмент Буровые долота Шарошечные Лопастные Алмазные КНБК Породоразрушающий инструмент Буровые долота Шарошечные Лопастные Алмазные КНБК Породоразрушающий инструмент Бурильные головки Формирование кольцевого забоя. Отбор керна. КНБК Породоразрушающий инструмент Бурильные головки Шарошечные Лопастные Алмазные Формирование кольцевого забоя. Отбор керна. КНБК Породоразрушающий инструмент Бурильные головки Шарошечные Лопастные Алмазные Формирование кольцевого забоя. Отбор керна. КНБК Породоразрушающий инструмент Бурильные головки Шарошечные Лопастные Алмазные Формирование кольцевого забоя. Отбор керна. КНБК Долото Забой Бурильная головка КНБК Породоразрушающий инструмент Расширители Расширение ствола скважины. КНБК Породоразрушающий инструмент Расширители Шарошечные Лопастные Основной разрушающий элемент вращающихся шарошках. - вооружение на КНБК Породоразрушающий инструмент Расширители Шарошечные Лопастные Основной разрушающий элемент лопастях на корпусе расширителя. - вооружение на КНБК Породоразрушающий инструмент Расширители Шарошечные Лопастные Эксцентричные Раздвижные Постоянного диаметра Позволяют локально расширять ствол скважины за счет эксцентриситета при вращении (несоосность конструкции). КНБК Породоразрушающий инструмент Расширители Шарошечные Лопастные Эксцентричные Раздвижные Постоянного диаметра Позволяют локально расширять ствол скважины за выдвигающихся породоразрушающих элементов под действием гидравлических сил потока бурового раствора. КНБК Породоразрушающий инструмент Расширители Шарошечные Лопастные Эксцентричные Раздвижные Постоянного диаметра Имеют фиксированный диаметр при любых условиях работы. Устанавливаются обычно за пилотным долотом для расширения ствола скважины до требуемого номинала. КНБК Расширител ь Эксцентрично е долото Долото Забой Бурильная головка КНБК Опорно-центрирующий инструмент Используется для центрирования и придания жесткости нижней части колонны. КНБК Опорно-центрирующий инструмент Калибраторы Калибровка стенок скважины, поддержание диаметра. КНБК Опорно-центрирующий инструмент Калибровка стенок скважины, поддержание диаметра. Калибраторы Шарошечные Лопастные С прямыми лопастями Со спиральными лопастями Для поддержания диаметра используется вооружение, установленное на вращающихся шарошках. КНБК Опорно-центрирующий инструмент Калибровка стенок скважины, поддержание диаметра. Калибраторы Шарошечные Лопастные С прямыми лопастями Со спиральными лопастями Для поддержания диаметра используется вооружение, установленное на неподвижно закрепленных лопастях. КНБК Опорно-центрирующий инструмент Калибровка стенок скважины, поддержание диаметра. Калибраторы Шарошечные Лопастные С прямыми лопастями Со спиральными лопастями Параллельные лопасти, расположенные вдоль корпуса калибратора. КНБК Опорно-центрирующий инструмент Калибровка стенок скважины, поддержание диаметра. Калибраторы Шарошечные Лопастные С прямыми лопастями Со спиральными лопастями Спиральные лопасти, расположенные вдоль корпуса калибратора. Используются для турбулизации потока раствора в кольцевом пространстве, уменьшения количества застойных зон и снижения вероятности образования сальников. КНБК Расширител ь Эксцентрично е долото Калибратор Долото Забой Бурильная головка КНБК Керноотборный снаряд Отбор керна Керноприемник Используется для размещения керна транспортировки его на поверхность. и КНБК Керноотборный снаряд Отбор керна Керноприемник Съемная грунтоноска Керноприемную трубу можно поднять поверхность внутри бурильных труб. на КНБК Керноотборный снаряд Отбор керна Керноприемник Съемная грунтоноска Несъемная грунтоноска Подъем керноприемной трубы идет вместе со всем инструментом. КНБК Керноотборный снаряд Отбор керна Керноприемник Съемная грунтоноска Несъемная грунтоноска С изоляцией керна Имеются особенности позволяющие сохранять естественные свойства керна. КНБК Керноотборный снаряд Отбор керна Керноприемник Съемная грунтоноска Несъемная грунтоноска С изоляцией керна Без изоляции керна Керн омывается буровым раствором. КНБК Керноотборный снаряд Отбор керна Керноприемник Съемная грунтоноска Несъемная грунтоноска С изоляцией керна Без изоляции керна Кернорватель Отвыв керна для подъема на поверхность. КНБК Керноотборный снаряд Отбор керна Керноприемник Съемная грунтоноска Несъемная грунтоноска С изоляцией керна Без изоляции керна Кернорватель Цанговый Отрыв керна за счет сил сжатия и трения. КНБК Керноотборный снаряд Отбор керна Керноприемник Съемная грунтоноска Несъемная грунтоноска С изоляцией керна Без изоляции керна Кернорватель Цанговый Рычажковый Отрыв керна за счет внедрения лепестков в него. КНБК Керноотборный снаряд Керноприемник Съемная грунтоноска Несъемная грунтоноска С изоляцией керна Без изоляции керна Кернорватель Цанговый Рычажковый Комбинированный Отбор керна КНБК Расширител ь Эксцентрично е долото Калибратор Долото Забой Керноотборный снаряд Бурильная головка КНБК Забойный двигатель Используется для создания и передачи вращательного или ударного момента породоразрушающему инструменту. КНБК Забойный двигатель Использование принципа турбины для вращения Турбобур Используется для создания и передачи вращательного или ударного момента породоразрушающему инструменту. КНБК Забойный двигатель Использование вращения принципа винта Архимеда для ВЗД Используется для создания и передачи вращательного или ударного момента породоразрушающему инструменту. КНБК З Д Эксцентрично е долото З Д З Д З Д Расширител ь Калибратор Долото Забой З Д Керноотборный снаряд Бурильная головка КНБК Опорно-центрирующий инструмент Центраторы Центрирование КНБК и нижней части бурильной колонны. Устанавливаются обычно между забойным двигателем и телесистемой или на забойный двигатель. Используется для центрирования и придания жесткости нижней части колонны. КНБК Опорно-центрирующий инструмент Центраторы Центрирование КНБК и нижней части бурильной колонны. Устанавливаются обычно между забойным двигателем и телесистемой или на забойный двигатель. Лопастные С прямыми лопастями Со спиральными лопастями Параллельные лопасти, расположенные вдоль корпуса калибратора. КНБК Опорно-центрирующий инструмент Центраторы Центрирование КНБК и нижней части бурильной колонны. Устанавливаются обычно между забойным двигателем и телесистемой или на забойный двигатель. Лопастные С прямыми лопастями Со спиральными лопастями Спиральные лопасти, расположенные вдоль корпуса калибратора. Используются для турбулизации потока раствора в кольцевом пространстве, уменьшения количества застойных зон и снижения вероятности образования сальников. Эксцентрично е долото З Д Расширител ь Калибратор Долото Забой З Д Центрато р З Д Центрато р Центрато р З Д Центрато р Центрато р КНБК З Д Керноотборный снаряд Бурильная головка КНБК Телеметрическая система Используется для сбора информации о процессе бурения на забое и передачи ее на устье. КНБК Телеметрическая система Измерения в процессе бурения (параметры режима бурения, вибрации, .нагрузки, параметры траектории ствола скважины). MWD LWD Используется для сбора информации о процессе бурения на забое и передачи ее на устье. КНБК Телеметрическая система Каротаж в процессе бурения (данные о геологическом разрезе и свойствах горных пород). MWD LWD Используется для сбора информации о процессе бурения на забое и передачи ее на устье. КНБК Эксцентрично е долото З Д Расширител ь Калибратор Долото Забой З Д Центрато р З Д ТМ С Центрато р Центрато р З Д ТМ С Центрато р Центрато р ТМ С З Д Керноотборный снаряд Бурильная головка КНБК Технологическая оснастка обратный клапан Предотвращение ГНВП по колонне труб, защита от зашламования колонны. КНБК Технологическая оснастка обратный клапан переливной клапан Опорожнение и заполнения бурильной колонны в процессе спускоподъемных операций. КНБК Технологическая оснастка обратный клапан переливной клапан фильтр Очистка бурового раствора от механических примесей при закачивании в бурильную колонну. З Д ПК ОК Эксцентрично е долото ПК ОК Расширител ь ПК ОК З Д ПК ОК Калибратор Долото Забой Ф Ф ТМ С Центрато р ТМ С Центрато р ТМ С ПК ОК Центрато р З Д Ф Центрато р Ф ПК ОК Ф Центрато р КНБК ПК ОК З Д ПК ОК З Д ПК ОК Керноотборный снаряд Бурильная головка КНБК Роторная управляемая система Система для контроля и управления процессом направленного бурения. КНБК Роторная управляемая система Push-the-bit Point-the-bit Искривление за счет выдвижения башмаков из корпуса РУС. КНБК Роторная управляемая система Push-the-bit Point-the-bit Искривление за счет изгиба гибкого вала РУС. ПК ОК Эксцентрично е долото Расширител ь З Д ПК ОК Калибратор Долото Забой ТМ С ПК ОК З Д ПК ОК ТМ С ПК ОК Ф РУ С З Д ПК ОК Ф Центрато р ТМ С Центрато р ТМ С ПК ОК Центрато р З Д Ф Центрато р Ф ПК ОК Ф Центрато р КНБК З Д ПК ОК Керноотборный снаряд Бурильная головка КНБК Бурильные трубы Создание осевой нагрузки на долото и поддержание жесткости к КНБК. Утяжеленные бурильные трубы Толстостенные бурильные трубы КНБК Бурильные трубы Создание осевой нагрузки на долото и поддержание жесткости к КНБК. Меньшая вероятность прихватов. Утяжеленные бурильные трубы Толстостенные бурильные трубы УБТ/ ТБТ З Д ПК ОК ПК ОК УБТ/ ТБТ Эксцентрично е долото ПК ОК З Д ПК ОК Расширител ь Центрато р УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ ПК ОК З Д УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ ПК ОК Калибратор Долото Забой ПК ОК З Д З Д УБТ/ ТБТ Центрато р ТМ С УБТ/ ТБТ Ф Ф ПК ОК УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ ТМ С ТМ С ТМ С УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ Ф Центрато р УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ Ф РУ С Ф Центрато р Центрато р КНБК ПК ОК Керноотборный снаряд Бурильная головка КНБК Технологическая оснастка Соединение элементов бурильной колонны с разными типоразмерами резьб. обратный клапан переливной клапан фильтр переводник ниппельный муфтовый переходный УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ КНБК Ф Ф Эксцентрично е долото Долото Забой Центрато р ПК ОК З Д ПК ОК УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ З Д УБТ/ ТБТ Калибратор ТМ С ПК ОК РУ С Расширител ь З Д ТМ С Центрато р ПК ОК ПК ОК УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ ПК ОК З Д УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ Центрато р УБТ/ ТБТ З Д ПК ОК УБТ/ ТБТ Центрато р Ф ПК ОК ТМ С ТМ С Центрато р УБТ/ ТБТ Переводники ставятся между любыми элементами бурильной колонны и Ф Ф КНБК, если у них не совпадают резьбы по типоразмеру. ПК ОК Керноотборный снаряд Бурильная головка КНБК Технологическая оснастка обратный клапан переливной клапан фильтр переводник ясс Ликвидация прихватов в процессе бурения. УБТ/ ТБТ З Д ПК ОК ПК ОК УБТ/ ТБТ Эксцентрично е долото ПК ОК З Д ПК ОК Расширител ь Центрато р УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ ПК ОК З Д УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ ПК ОК Калибратор Долото Забой ПК ОК З Д З Д УБТ/ ТБТ Центрато р ТМ С УБТ/ ТБТ Ф Ф ПК ОК УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ ТМ С ТМ С ТМ С УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ Ф Центрато р УБТ/ ТБТ УБТ/ ТБТ Ф РУ С Ф Центрато р Центрато р КНБК Ясс ПК ОК Керноотборный снаряд Бурильная головка Бурильны е т рубы Бурильная колонна Используется для соединения устья и забоя скважины, для передачи потока бурового раствора к забою скважины, для создания осевой нагрузки на долото, для проведения измерений в стволе скважины. Бурильны е т рубы Бурильная колонна Снижение суммарного веса бурильной колонны и нагрузки на буровую вышку. Утяжеленные бурильные трубы Толстостенные бурильные трубы Легкосплавные бурильные трубы Стальные бурильные трубы Ведущие бурильные трубы Бурильны е т рубы Бурильная колонна Соединительный элемент между забойной частью компоновки и устьем. Утяжеленные бурильные трубы Толстостенные бурильные трубы Легкосплавные бурильные трубы Стальные бурильные трубы Ведущие бурильные трубы Бурильны е т рубы Бурильная колонна Передача вращательного бурильной колонне. Утяжеленные бурильные трубы Толстостенные бурильные трубы Легкосплавные бурильные трубы Стальные бурильные трубы Ведущие бурильные трубы момента от ротора к Бурильны е т рубы Бурильная колонна замок замок Тело трубы Тело трубы Однотрубка – 9 м замок замок замок Тело трубы замок Свеча -27 м Используется для соединения устья и забоя скважины, для передачи потока бурового раствора к забою скважины, для создания осевой нагрузки на долото, для проведения измерений в стволе скважины. ЛБТ ЛБТ СБТ СБТ КНБК ЛБТ ЛБТ ЛБТ ЛБТ С СВП СБТ СБТ СБТ СБТ ВБТ ВБТ ВБТ БК Без СВП БК Опорно-центрирующий инструмент Центрирование бурильной колонны. Устанавливаются в нижние секции бурильной колонны. Отличаются увеличенной длинной – 8-12 м. Стабилизаторы Используется для центрирования и придания жесткости нижней части колонны. БК Опорно-центрирующий инструмент Центрирование бурильной колонны. Устанавливаются в нижние секции бурильной колонны. Отличаются увеличенной длинной – 8-12 м. Стабилизаторы Лопастные С прямыми лопастями Со спиральными лопастями Параллельные лопасти, расположенные вдоль корпуса калибратора. БК Опорно-центрирующий инструмент Центрирование бурильной колонны. Устанавливаются в нижние секции бурильной колонны. Отличаются увеличенной длинной – 8-12 м. Стабилизаторы Лопастные С прямыми лопастями Со спиральными лопастями Спиральные лопасти, расположенные вдоль корпуса калибратора. Используются для турбулизации потока раствора в кольцевом пространстве, уменьшения количества застойных зон и снижения вероятности образования сальников. БК Технологическая оснастка обратный клапан переливной клапан фильтр ясс переводник шаровый кран Перекрытие трубного недопущения ГНВП. канала на устье с целью БК ВБТ СБТ ЛБТ ЛБТ ЛБТ СБТ СБТ СБТ СБТ ВБТ ВБТ СБТ ЛБТ С СВП ЛБТ Стабилизаторы ставятся в разрыв бурильной колонны. Без СВП ЛБТ КШ КНБК БК Прочее Демпферы Акселераторы Осцилляторы Гашение вибраций в процессе бурения. БК Прочее Демпферы Акселераторы Осцилляторы Увеличение силы удара ясса.. БК Прочее Демпферы Акселераторы Осцилляторы Передача осевой нагрузки с целью гашения колебания воды. Подземное буровое оборудование Бурение Цементирование Ликвидация аварий Цемент ировочное оборудование Устьевое оборудование Закачка в скважину технологических жидкостей при цементировании. Цементировочная головка Колонная головка Цемент ировочное оборудование Устьевое оборудование Соединительный элемент между обсадной трубой и ПВО, цементировочной головкой и т.п. Цементировочная головка Колонная головка Цемент ировочное оборудование Устье Цементировочная головка Колонная головка Цемент ировочное оборудование Обсадная колонна Основной элемент обсадной колонны. Обсадные трубы Подвески хвостовика Профильные перекрыватели Цемент ировочное оборудование Обсадная колонна Элемент для размещения подвесной обсадной колонны (хвостовика) в предыдущей колонне. Обсадные трубы Подвески хвостовика Профильные перекрыватели Цемент ировочное оборудование Обсадная колонна Тип обсадной колонны для локального перекрытия зон осложнений. Обсадные трубы Подвески хвостовика Профильные перекрыватели Цемент ировочное оборудование Устье Цементировочная головка Обсадная колонна Колонная головка Цемент ировочное оборудование Технологическая оснастка Башмак ЦКОД Продавочная пробка Центратор Турбулизатор Скребок Муфта ступенчатого цементирования Обеспечение безопасности и эффективности процесса цементирования. Цемент ировочное оборудование Технологическая оснастка Башмак ЦКОД Продавочная пробка Центратор Турбулизатор Скребок Муфта ступенчатого цементирования Защита от смятия колонны при спуске. Цемент ировочное оборудование Устье Цементировочная головка Обсадная колонна Колонная головка Башмак Цемент ировочное оборудование Технологическая оснастка Башмак ЦКОД Продавочная пробка Центратор Турбулизатор Скребок Муфта ступенчатого цементирования Недопущение обратного течения жидкостей, защита от ГНВП. технологических Цемент ировочное оборудование Устье Цементировочная головка Обсадная колонна Колонная головка ЦКОД Башмак Цемент ировочное оборудование Технологическая оснастка Башмак ЦКОД Продавочная пробка Центратор Турбулизатор Скребок Муфта ступенчатого цементирования Разделение технологических жидкостей цементировании. Перемещается внутри колонны. при Цемент ировочное оборудование Устье Цементировочная головка Колонная головка Обсадная колонна Пробка ЦКОД Башмак Цемент ировочное оборудование Технологическая оснастка Башмак ЦКОД Продавочная пробка Центратор Турбулизатор Скребок Муфта ступенчатого цементирования Центровка обсадной колонны в скважине для лучшего заполнения кольцевого пространства цементом. Устанавливается поверх колонны. Цемент ировочное оборудование Устье Цементировочная головка Колонная головка Обсадная колонна Пробка Центраторы ЦКОД Башмак Цемент ировочное оборудование Технологическая оснастка Башмак ЦКОД Продавочная пробка Центратор Турбулизатор Скребок Муфта ступенчатого цементирования Турбулизация потока цементного раствора для его лучшего распределения в кольцевом пространстве. Устанавливается поверх колонны. Цемент ировочное оборудование Устье Цементировочная головка Колонная головка Обсадная колонна Пробка Турбулизато р Центраторы ЦКОД Башмак Цемент ировочное оборудование Технологическая оснастка Башмак ЦКОД Продавочная пробка Центратор Турбулизатор Скребок Муфта ступенчатого цементирования Очищение стенок скважины для лучшего адгезии цемента. Устанавливается поверх колонны. Цемент ировочное оборудование Устье Цементировочная головка Колонная головка Пробка Обсадная колонна Скребок Турбулизато р Центраторы ЦКОД Башмак Цемент ировочное оборудование Технологическая оснастка Башмак ЦКОД Продавочная пробка Центратор Турбулизатор Скребок Муфта ступенчатого цементирования Цементирование скважины в несколько Устанавливается в промежутки колонны. этапов. Цемент ировочное оборудование Устье Цементировочная головка Колонная головка Пробка МСЦ Обсадная колонна Скребок Турбулизато р Центраторы ЦКОД Башмак Подземное буровое оборудование Бурение Цементирование Ликвидация аварий Аварийное оборудование Ловильный инструмент Метчик Ликвидационный инструмент Колокол Вспомогательный инструмент Магнитный ловитель Овершот Труболовка Оборудование для захвата обозванного оборудования в скважине за внутреннюю часть методом нарезания резьбы. Аварийное оборудование Ловильный инструмент Метчик Ликвидационный инструмент Колокол Вспомогательный инструмент Магнитный ловитель Овершот Труболовка Оборудование для захвата обозванного оборудования в скважине за наружную часть методом нарезания резьбы. Аварийное оборудование Ловильный инструмент Метчик Ликвидационный инструмент Колокол Магнитный ловитель Вспомогательный инструмент Овершот Труболовка Оборудование для извлечения мелких элементов скважины, обладающих ферримагнитными свойствами. из Аварийное оборудование Ловильный инструмент Метчик Ликвидационный инструмент Колокол Вспомогательный инструмент Магнитный ловитель Овершот Труболовка Оборудование для захвата обозванного оборудования в скважине за наружную часть захватным механизмом. Аварийное оборудование Ловильный инструмент Метчик Ликвидационный инструмент Колокол Вспомогательный инструмент Магнитный ловитель Овершот Труболовка Оборудование для захвата обозванного оборудования в скважине за внутреннюю часть захватным механизмом. Аварийное оборудование Ловильный инструмент Фрезер Ликвидационный инструмент Труборез Вспомогательный инструмент Торпеда Оборудование для разрушения металлических элементов в скважине. Аварийное оборудование Ловильный инструмент Ликвидационный инструмент Вспомогательный инструмент Оборудование для отрезания застрявших труб в скважине при невозможности их извлечения. Фрезер Труборез Торпеда Аварийное оборудование Ловильный инструмент Фрезер Ликвидационный инструмент Труборез Вспомогательный инструмент Оборудование для отстрела застрявших труб в скважине при невозможности их извлечения. Торпеда Аварийное оборудование Ловильный инструмент Печать Ликвидационный инструмент Скрепер Вспомогательный инструмент Разъединительный переводник Аварийное оборудование Ловильный инструмент Печать Ликвидационный инструмент Скрепер Вспомогательный инструмент Оборудование для очистки внутренней поверхности обсадных колонн. Разъединительный переводник Аварийное оборудование Ловильный инструмент Печать Ликвидационный инструмент Скрепер Вспомогательный инструмент Разъединительный переводник Оборудование для отсоединения аварийного оборудования в случае невозможности извлечения его из скважины. Спасибо за внимание!!!