Нефть и наклонное бурение нефтяных скважин: буровые установки

• Основные направления развития и совершенствования
• DRILLING EQUIPMENTTHE MAIN DIRECTIONS OF DEVELOPMENT AND IMPROVEMENT
• V. EPSTEIN, LLC «Center of oil and gas research and technology»

Исследование посвящено современным тенденциям развития основных видов бурового оборудования для нефтегазовой отрасли.

Отмечены факторы, влияющие на процесс совершенствования оборудования. Отмечены наиболее интересные и перспективные новые технические решения в указанной области.

The study is devoted to the modern development trends of main types of drilling equipment for the oil and gas industry. The factors influencing the process of improving the equipment. Marked the most interesting and promising new technical solutions in this area.

В настоящее время ведущие мировые производители ставят перед собой задачу интеграции систем управления поверхностным и забойным оборудованием и создания общей системы управления буровой установкой, построенной на анализе параметров забойного процесса.

Новые технологии – путь к прогрессу

• Бурение наклонно-направленных скважин. • Горизонтальные скважины, в т.ч. с большим отходом по горизонтали. • Зарезка боковых стволов. • Многозабойное бурение. • Бурение с наклонным забуриванием.

• Бурение с управлением давления (бурение на равновесии или депрессии). • Бурение на обсадных трубах. • Бурение с одновременной обсадкой. • Бурение скважин малого диаметра. • Расширяемые обсадные трубы (бурение монодиаметром).

• Заканчивание горизонтальных скважин с применением многостадийного ГРП.

В диапазоне грузоподъемностей от 200 до 270 т мы практически

не встречаем установок легче 225 т. Это обусловлено внедрением новых технологий, в частности технологий горизонтального бурения и применением верхнего привода.

В целом можно наблюдать некоторое сжатие внутреннего рынка буровых установок, очевидно, связанное с кризисными явлениями на мировом нефтегазовом рынке.

Внедрение современных технологий бурения требует повышения управляемости буровых установок (БУ), поэтому в буровых парках год от года увеличивается количество буровых с регулируемым приводом. При этом регулируемый привод постоянного тока фактически уступил место частотно-регулируемому приводу AC переменного тока.

Выпуск буровых установок с приводом постоянного тока был прекращен уже около 10 лет назад. Управляемость буровых установок также зависит от достоверности и своевременности информации о текущем состоянии бурового процесса.

В настоящее время ведущие мировые производители ставят перед собой задачу интеграции систем управления поверхностным и забойным оборудованием и создания общей системы управления буровой установкой, построенной на анализе параметров забойного процесса.

Помимо развития технологий все большее влияние на используемое оборудование оказывает изменение условий бурения. Рост глубин бурения является объективным процессом, связанным с отработкой и истощением мелкозалегающих пластов и переходом на эксплуатацию все более глубоких горизонтов.

Постепенно в парках увеличивается доля машин грузоподъемностью 400 – 500 т.

Анализ затрат времени и средств на бурение показывает, что наибольшие резервы кроются в двух областях: • сокращении затрат времени на монтаж – демонтаж,

• сокращении затрат на строительство кустовых площадок.

В диапазоне грузоподъемностей от 200 до 270 т мы практически не встречаем установок легче 225 т. Это обусловлено внедрением новых технологий, в частности технологий горизонтального бурения, и применением верхнего привода, увеличивающего общую массу движущихся частей.

Достаточно стабильный объем закупок установок этого класса связан с необходимостью замены изношенного парка оборудования. Значительно увеличились в 2013 – 2015 гг.

, по сравнению с предыдущим периодом, закупки мобильных буровых установок, представленных в сегменте установок грузоподъемностью до 200 т. Это, очевидно, связано с активизацией работ на старых месторождениях с целью повышения эффективности их отработки.

В целом можно наблюдать некоторое сжатие внутреннего рынка буровых установок, очевидно, связанное с кризисными явлениями на мировом нефтегазовом рынке.

Дешевле, надежнее, технологичнее – значит, современнее

• сокращении затрат времени на монтаж – демонтаж. • сокращении затрат на строительство кустовых площадок.

Вопросы, связанные с сокращением монтажно-демонтажных работ, решаются путем внедрения следующих решений: • модульной компоновки буровых установок; • оптимизации массо-габаритных параметров; • быстроразъемных соединений; • бескранового (легкокранового) монтажа; • интегрированного оборудования (СВП); • самоподъемных оснований; • телескопических мачт. Уменьшение размеров кустовых площадок достигается за счет: • укороченного (многоэтажного) эшелона БУ; • многоэшелонной компоновки БУ; • применения разнонаправленных «шагающих» механизмов перемещения буровой установки.

Современные установки обязательно должны быть оснащены комфортабельной кабиной бурильщика, в которой должен поддерживаться оптимальный микроклимат, установлены удобные кресла, эргономичные пульты управления и панели контрольных приборов.

Сокращение простоев может быть достигнуто путем: повышения надежности и качества оборудования; модульной конструкции оборудования; упрощения механической части оборудования; резервирования наиболее ответственных узлов и систем.

Еще одной значительной статьей затрат времени и средств являются непроизводительные простои. Сокращение простоев может быть достигнуто путем: повышения надежности и качества оборудования; модульной конструкции оборудования; упрощения механической части оборудования; резервирования наиболее ответственных узлов и систем.

Логичным продолжением темы обеспечения безопасности и повышения эффективности бурового процесса является обеспечение высоких эргономических характеристик создаваемого вновь или модернизируемого оборудования.

Современные установки обязательно должны быть оснащены комфортабельной кабиной бурильщика, в которой должен поддерживаться оптимальный микроклимат, установлены удобные кресла, эргономичные пульты управления и панели контрольных приборов. Кабины оснащаются видеомониторами с изображением основных рабочих зон буровой установки.

Повышению безопасности и снижению трудоемкости бурового процесса способствует целая гамма технических средств: • Системы верхнего привода (мобильные и интегрированные). • Гидравлические буровые ключи и спайдеры. • Механизмы для установки превенторной сборки без использования традиционных талей.

• Система манипуляторов и средств механизации приемных мостков. • Механизация и автоматизация операций верхового рабочего. • Комплексная автоматизация спуско-подъемных операций (СПО). • Автоматизация оборудования циркуляционных систем.

1. В перспективе просматриваются достижение комплексной автоматизации основных производственных процессов и создание «беспилотных» буровых комплексов.
2. Ключ – Автоматизация
3. В перспективе просматриваются достижение комплексной автоматизации основных производственных процессов и создание «беспилотных» буровых комплексов.

• Продолжает свое развитие насосное оборудование. Для проведения глубокого гидроразрыва пластов при заканчивании скважин начали активно применяться многоплунжерные насосы
• Современный этап развития этого вида бурового оборудования заключается в распространении нового типа мачт – «прямоногих» мачт с открытой передней гранью и интегрированной системой силового верхнего привода. В этом случае конструкция мачты делится на две части – верхнюю прямолинейную коробчатую секцию небольшого поперечного сечения на боковых стержнях («ногах»), в которой смонтированы направляющие интегрированного
• Современный этап развития заключается в распространении нового типа мачт – «прямоногих» мачт с открытой передней гранью и интегрированной системой силового верхнего привода.

В некоторой степени с появлением нового типа буровых мачт связано внедрение нового типа механизмов для обеспечения возвратно-поступательных движений бурового снаряда. Речь идет об устройствах, позволяющих полностью заменить на современных буровых установках такой важный элемент, как буровая лебедка. Одним из основных типов

Одним из основных типов безлебедочных устройств являются реечные механизмы. В отличие от лебедок реечные механизмы позволяют создавать нагрузку не только при подъеме, но и при спуске инструмента или труб в скважину («силовой спуск»).

Вектор развития – импортозамещение и экономика проектов

В свою очередь, в связи с развитием процесса импортозамещения, российские предприятия интенсифицировали работу над отечественными аналогами систем, ранее практически в полном объеме импортировавшихся в страну.

Это касается прежде всего систем силового верхнего привода (СВП). Появились новые конструкции буровых ключей, выполненных по распространенной за рубежом схеме со статическим раскреплением и докреплением резьб гидравлическими механизмами.

Ведется работа над совершенствованием очистного оборудования циркуляционных систем.

В связи с развитием процесса импортозамещения, российские предприятия интенсифицировали работу над отечественными аналогами систем, ранее практически в полном объеме импортировавшихся в страну.

Постепенное истощение запасов традиционных месторождений будет толкать технологов и машиностроителей к созданию новой техники для экономически эффективного решения проблем освоения месторождений с трудноизвлекаемыми ресурсами.

Подводя итог обзору, можно отметить, что процесс развития бурового оборудования продолжается. При этом акценты в ощутимой степени смещаются в сторону автоматизации и «смартизации» основных производственных процессов.

С другой стороны, постепенное истощение запасов традиционных месторождений будет толкать технологов и машиностроителей к созданию новой техники для экономически эффективного решения проблем освоения месторождений с трудноизвлекаемыми ресурсами.

Источник: https://burneft.ru/archive/issues/2016-04/4

Уникальные технологии: бурение нефтяных и газовых скважин

ООО «УК «Татбурнефть» занимается строительством нефтяных и газовых скважин, а также осуществляет весь комплекс услуг, необходимых для бурения.

В настоящее время в состав ООО «УК «Татбурнефть» входят 4 управляемых предприятия:
— ООО «Бурение», состоящее из 6 цехов – Альметьевский, Азнакаевский, Елабужский, Нурлатский, Бавлинский и Лениногорский;
— НП ООО «Горизонт» — общество, созданное для технологического сопровождения бурения горизонтальных скважин;
— ООО «Татбурмонтаж», занимающееся подготовкой площадок бурения, перемещением, монтажом-демонтажом буровых установок;
— ООО «Татбуррастворы» — специализированное предприятие по сервису буровых растворов, которое занимается изготовлением буровых растворов в стационарных условиях и доставкой их до буровых, изготовлением буровых растворов в условиях буровой, инженерным сопровождением контроля параметров раствора в процессе строительства скважины.
Подобная структура предприятия позволяет оптимизировать производство, сократить сроки строительства скважин и улучшить качество работ.
За более чем полувековую историю предприятиями, входящими в состав компании ООО «УК «Татбурнефть», сдано в эксплуатацию более 45 тыс. скважин, пробурено свыше 70 млн м горных пород.
Ежегодно компания ООО «УК «Татбурнефть» бурит 600-700 тыс. м горных пород и сдает 400-500 скважин.
Основной заказчик – ОАО «Татнефть» (более 70% объема работ). ООО «УК «Татбурнефть» успешно сотрудничает также с малыми нефтяными компаниями России и зарубежья — «ТАТЭКС», «Троицкнефть», «Татнефтепром», «ТатОйлГаз», «Кара-Алтын», «Татнефть-Самара» и др.

ООО «УК «Татбурнефть» является членом Ассоциации буровых подрядчиков России, что позволяет предприятию успешно конкурировать на российском и зарубежном рынках нефтедобычи.

Специалисты компании ООО «УК «Татбурнефть» были в числе первых освоивших технологию горизонтального бурения. Первые 7 горизонтальных скважин были пробурены в 1976-78 гг.

ООО «УК «Татбурнефть» имеет все оборудование, необходимое для бурения горизонтальных скважин – навигационные системы, забойные двигатели с изменяемой геометрией, различные типы компоновок низа бурильной колонны.

Наличие собственной сервисной компании НП ООО «Горизонт», большой опыт бурения позволяют успешно проводить стволы в пластах небольшой мощности в коридоре +/- 1 м.

Оборудование
Для выполнения работ по строительству скважин компания ООО «УК «Татбурнефть» оснащена всем необходимым оборудованием.
В настоящее время компания насчитывает 48 буровых бригад, имеет 78 буровых установок грузоподъемностью от 50 до 175 т, включая мобильные установки, в том числе БУ-75, БУ-2000,БУ-2500, БУ-2900, БУ-1600, Бр-125, CABOT-900, CARDWELL, DREKO,KREMKO-100. Имеется буровая установка для наклонного бурения скважин на битумные отложения KREMKO К-2000 M.
Компания располагает оборудованием для бурения на депрессии. В ООО «УК «Татбурнефть» имеется 2 комплекса оборудования для реализации данной технологии.
Для навигационного сопровождения горизонтальных скважин компания использует телеметрические системы «Геолинк» с гидравлическим каналом связи. Оборудование позволяет оперативно управлять траекторией ствола скважины в процессе бурения, дает сведения о таких важных параметрах, как азимут, зенитный угол и положение отклонителя, таким образом обеспечивая нахождение ствола скважины в заданном коридоре. Компания оснащена 8 комплектами телесистем.
Бурение скважин осуществляется гидравлическими забойными двигателями, для обслуживания которых привлекаются сервисные организации, оснащенные современным оборудованием.

В ООО «УК «Татбурнефть» используется оборудование локального крепления скважин – оборудование для борьбы с зонами катастрофического поглощения промывочной жидкости. Специалисты компании внедрили разработанные технику и технологию, которые не имеют аналогов в мировой практике строительства скважин.

Зоны осложнения, возникающие в процессе бурения, изолируются специальными профильными перекрывателями, которые изготовлены из стальных обсадных труб. Перекрытие зон осложнения происходит локально, без цементирования. При этом сохраняется исходный диаметр скважины. Данная технология и оборудование запатентованы.

Получено 30 отечественных и 5 зарубежных патентов.

• Технологии
  Имеющееся оборудование и квалификация персонала позволяют компании ООО «УК «Татбурнефть» выполнять работы по бурению различных типов нефтяных и газовых скважин глубиной до 3000 м.
  Компания осуществляет:
  — бурение наклонно-направлен-ных скважин,
  — бурение скважин с горизонтальным участком ствола,
  — бурение многозабойных горизонтальных скважин,
  — бурение скважин со вскрытием продуктивных пластов в условиях депрессии,
• — бурение скважин на битумные отложения.

Буровики ООО «УК «Татбурнефть» славятся своим ноу-хау.

Существует признанное во всем мире правило: если битумы залегают на глубине менее 160 м, невозможно пробурить горизонтальную скважину с вертикальной буровой установки, необходима наклонная.

Однако татарстанские профессионалы опровергли этот закон на деле, пробурив подобную скважину по пласту на глубине 100 м с выходом на дневную поверхность.

Бурение наклонно-направленных скважин
Компания ООО «УК «Татбурнефть» почти все скважины бурит наклонно-направленным способом.

За последние годы, несмотря на возросшие требования к точности проводки стволов скважин, не отмечено случаев нарушений сетки разработки.

Бурение горизонтальных скважин и многозабойных горизонтальных скважин
Специалисты компании ООО «УК «Татбурнефть» были в числе первых освоивших технологию горизонтального бурения. Первые 7 горизонтальных скважин были пробурены в 1976-78 гг.
ООО «УК «Татбурнефть» имеет все оборудование, необходимое для бурения горизонтальных скважин – навигационные системы, забойные двигатели с изменяемой геометрией, различные типы компоновок низа бурильной колонны.
Наличие собственной сервисной компании НП ООО «Горизонт», большой опыт бурения позволяют успешно проводить стволы в пластах небольшой мощности в коридоре +/- 1 м.
Осуществлен полный переход на двухэтапный цикл строительства горизонтальных скважин с предварительным спуском обсадной колонны в подкровельную часть продуктивного пласта и последующим вскрытием коллекторов долотами малого диаметра, с применением легких полимерных, полисахаридных или малоглинистых полимерных растворов.
Накопленный потенциал и опыт позволили буровикам Татарстана перейти на качественно новый уровень бурения горизонтальных скважин, реализовать технологию бурения многозабойных горизонтальных скважин.
Это скважины, имеющие в продуктивной части основного ствола разветвления в виде 2 и более протяженных горизонтальных стволов.

В настоящее время на месторождениях ОАО «Татнефть» находятся в эксплуатации десятки подобных скважин. Пробурена уникальная четырехствольная горизонтальная скважина №8249 Г на турнейский горизонт.

Бурение скважин со вскрытием продуктивных пластов в условиях депрессии
ООО «УК «Татбурнефть» — одна из немногих российских компаний, которые владеют технологией бурения скважин со вскрытием продуктивных пластов в условиях депрессии.

Бурение на депрессии — технология, при которой давление в призабойной зоне поддерживается ниже, чем пластовое давление вскрываемого объекта.

Для вскрытия нефтяных пластов с пластовым давлением ниже гидростатического депрессия между забойным и пластовым давлением достигается искусственно, за счет аэрации нефти газовой смесью с повышенным содержанием азота, которая не образует с компонентами продуктивного пласта и нефтью взрывоопасных соединений.

Бурение на депрессии сопряжено с определенными как техническими, так и технологическими трудностями.

Очень важно поддержание отрицательного перепада давления на пласт на протяжении всего процесса бурения и заканчивания скважин, для этого необходимо специальное оборудование, уникальные технологии и опыт бурения подобных скважин.

Имеющееся оборудование позволяет ежегодно производить строительство более 20 скважин со вскрытием продуктивных пластов в условиях депрессии.

Бурение скважин на битумные отложения
ООО «УК «Татбурнефть» проводит опытно-промышленные работы по добыче битумов с 1970-х гг. В 2005 г. перед компанией «Татнефть» была поставлена задача: приступить к полномасштабной разработке залежей тяжелых высоковязкой и битумной нефти, запасы которых на месторождениях Татарстана составляют по разным оценкам от 1,5 до 7 млрд т.
Для реализации этого проекта требуются принципиально новые подходы к разбуриванию месторождений. Необходимо пробурить не одиночные скважины, а пары горизонтальных скважин. Сначала необходимо пробурить одну горизонтальную скважину – паронагнетательную. Затем пятью метрами ниже коллиниарно (то есть повторяя профиль первой скважины) бурится вторая скважина – добывающая. Сложность бурения скважин для добычи битумов заключается в том, что битуминозные пласты залегают всего в ста метрах от поверхности. Задача усложняется и тем, что необходимо пробурить не просто пару горизонтальных скважин, но и обеспечить выход стволов скважин на дневную поверхность.
Буровики ООО «УК «Татбурнефть» славятся своим ноу-хау. Существует признанное во всем мире правило: если битумы залегают на глубине менее 160 м, невозможно пробурить горизонтальную скважину с вертикальной буровой установки, необходима наклонная.

Однако татарстанские профессионалы опровергли этот закон на деле, пробурив подобную скважину по пласту на глубине 100 м с выходом на дневную поверхность.
Специалистами ООО «УК «Татбурнефть» совместно с научно–исследовательскими институтами был рассчитан и предложен к реализации проект строительства пары скважин с выходом на дневную поверхность с использованием отечественного бурового оборудования установка БУ-75.
Успешная реализация данного проекта открывает широкие перспективы в области разработки битумных месторождений.

Сочетание оптимальной структуры предприятия, системы управления проектами, владение передовыми технологиями и техникой, а также соединение производственного опыта и высокой квалификации персонала позволяют компании ООО «УК «Татбурнефть» обеспечить оказание профильных услуг на качественно новом уровне для нефтяного рынка России. 

Непревзойденный опыт
Бурение с выходом на поверхность на Ашальчинском месторождении

Сложность добычи природных битумов заключается в том, что они расположены близко к поверхности: на Ашальчинском месторождении они залегают всего в 100 м под землей. Казалось бы, пробурить скважину на 100 м проще, чем на 1000 однако это так, если скважина вертикальная.

Буровикам же предстояло бурить горизонтальную скважину. А чем выше горизонтальный участок скважины, тем больше должна быть интенсивность набора кривизны. И если в обычных наклонных и горизонтальных скважинах она составляет не более 2 градусов на 10 м, то в этом случае интенсивность набора кривизны должна быть 8 градусов на 10 м.

Только так буровики могли «вписаться в поворот» и построить горизонтальную скважину в битумном пласте, а не ниже его.
Первую сквозную скважину буровики построили за три месяца. Вторую – менее чем за месяц, хотя бурить ее, повторяя в точности профиль первой, куда как сложнее.

Пробурить ее нужно было так, чтобы она во всем повторяла профиль первой скважины и была точно на 5 м ниже.

Уникальность этих скважин состоит также в том, что они имеют два устья (вход и выход). До сих пор с вертикальной установки горизонтальные скважины с выходом на поверхность нигде в мире не бурились.

Республика Татарстан, г. Альметьевск, ул. М. Джалиля, д.51, тел. (8553) 45-66-29 приемная, факс (8553) 31-79-51, e-mail: tnbur@tatneft.ru

Источник: https://prominf.ru/article/unikalnye-tehnologii-burenie-neftyanyh-i-gazovyh-skvazhin-0

Буровая установка для бурения скважин на нефть и газ

Современные буровые установки для бурения на нефть и газ в России производят всего два предприятия – это «ВЗБТ» и «Уралмаш» (УЗТМ).

ОАО «Уралмаш» для работ по разведочному бурению предлагает несколько буровых установок с предельной глубиной бурения от 2,5 до 2,9 тыс.м. и грузоподъемностью до 175 т. Мобильные/передвижные установки перевозятся с помощью тягачей типа МАЗ-537 или КЗКТ-7428.

Одни из самых распространенных установок

• БУ-2500/160 ДП-БМ. Дизельный двигатель. Оснащается наклонной вышкой. Блочно-модульная конструкция.
• БУ-2900/175 ЭР-П. Электродвигатель с регулируемым приводом. Передвижная.
• БУ-2500/160 ДЭ-П. Дизель-электрический двигатель. Передвижная.

Для бурения эксплуатационных газовых и нефтяных скважин применяются блочно-модульные кустовые буровые установки с максимальной глубиной бурения до 4,5 тыс.м. и грузоподъемностью до 270 т.

• БУ-3900/225 ЭПК(ДЭП)-БМ
• БУ-4000/250 ЭПК(ДЭП)-БМ
• БУ-4500/270 ЭПК(ДЭП)-БМ

Они уже успешно работают на территориях Западной и Восточной Сибири, в Сургуте. Привод тиристорный. Способ бурения – турбинный или роторный. Питание к установкам подается от электросети переменного тока (ЭПК) или от дизель-электростанции (ДЭП) с мощностью от 1000 кВт. Температурный режим работы составляет от -45 до +40 С.

Все оборудование, как основное, так и вспомогательное, поставляется производителем в полной готовности и представляет собой модульную систему. Внутри самих буровых установок все предназначено для комфорта и удобства работы. Видеокамеры позволяют обслуживающему персоналу контролировать весь процесс бурения.

Для управления предусмотрены переключатели, удобные современные джойстики с пультами управления, а не классические и привычные для бурильщика рукоятки. Очистка бурового раствора осуществляется с помощью 4-х ступенчатых, экологически чистых циркуляционных систем.

В ее разработке участвовали специалисты нефтяных компаний, чтобы она максимально соответствовала их требованиям. Можно с уверенностью сказать, что российские буровые установки гораздо больше подходят к нашим условиям эксплуатации, нежели зарубежные аналоги.

Основные характеристики БУ-3900/225 ЭПК-БМ

• Допускаемая нагрузка на крюке: 2250 кН
• Условная глубина бурения: 3900 м.
• Высота основания (отметка пола буровой): 7,5 м.
• Тип привода: электрический, регулируемый, от постоянного тока
• Масса буровой установки: 1100 т.
• Вышка: А-образная, секционная
• Оснастка талевой системы: 5х6
• Полезная высота вышки: 45 м.
• Номинальная длина бурильной свечи: 24-25 м.
• Основание: блочно-модульное
• Расчетная мощность лебедки на входном валу: 750 кВт
• Вертлюг
• Статическая грузоподъемность вертлюга: 2500 кН
• Максимально-допустимое давление промывочной жидкости: 32 МПа
• Ротор: Р-700 с ПКР 560М
• Расчетная мощность привода ротора: 630 кВт
• Диаметр отверстия в столе ротора: 700 мм
• Допускаемая статическая нагрузка: 2500 кН
• Насос: ВНБТ-950
• Мощность насоса: 950 кВт
• Максимальная подача: 46 л/с
• Максимальное давление: 32 МПа
• Циркуляционная система*
• Общий полезный объем циркуляционной системы: 168 куб.м.
• Количество ступеней очистки: 4

Классификация буровых установок

Разведочное и эксплуатационное бурение на нефть и на газ в нашей стране в более чем половине случаев осуществляется с помощью буровых установок с дизельным приводом. Все это потому, что работы ведутся в тех районах, где электричества отсутствует в радиусе нескольких сотен километров.

Дизельный приводы постоянно совершенствуются, растет их мощность и техническая составляющая. Но кроме основного бурового инструмента, энергии требуют и обслуживающее освещение, и такие агрегаты как компрессоры, центробежные насосы. Для этих целей каждая буровая установка комплектуется дизельной электростанцией на 100-200 кВт мощности.

Обслуживают их специалисты по дизельный двигателям и электрики.

ЭПК установки, т.е. те, что питаются от электросети, имеет  ряд преимуществ перед дизельными аналогами. В первую очередь – это масса, которая на 20% меньше. Во-вторых – их обслуживание проще и экономически более выгодно. В-третьих – скорость бурения, она зачастую выше благодаря более высокому КПД у электродвигателей.

А так же в их конструкции заметно меньше деталей, узлов и агрегатов, которые имеют свойство быстро изнашиваться в тяжелых условиях работы (в которых обычно и работает большинство наших буровых установок). Но по большому счету, отличие установок с электроприводом от дизельных заключается лишь в самом приводе и все.

Конструкция типовой А-образной буровой установки для бурения скважин на нефть и газ

Для того, чтобы перемещать вычешно-лебедочный блок со всем оборудованием и бурильными трубами в пределах куста, все установки кустового бурения оборудуются специальным механизмом, который двигает всю эту махину по рельсам. Тот же механизм отвечает за горизонтальное выравнивание собственно в процессе самого бурения.

Что касается выбора класса буровой установки, при разработке газового или нефтяного месторождения, то тут основными показателями являются сама конструкция скважины и глубина бурения по проекту.

Буровые вышки делятся на два типа: башенные и А-образные. Для прямого, визуального контроля за процессом бурения в середине любой вышки устанавливается специальный балкон. В нем дежурит один из помощников бурильщика. Кронблок монтируется на верхней площадке вышки, соединяясь талевым канатом с талевым блоком.

Современные А-образные вышки оснащаются АСП механизмом (Автомат Спуска Подъема труб). А основания вышки могут быть разными, но к ним предъявляются несколько важных требований: прочность/устойчивость, надежность при многократных транспортировках, монтажепригодность.

Основным механизмом любой буровой установки для бурения скважин на нефть и газ является буровая лебедка. Она занимается подъемом и спуском бурильных и обсадных труб и передачей вращения ротору. Место монтажа самого ротора это центр буровой площадки.

Ротор передает вращение бурильной колонне при роторном типе бурения.  Так же ротор удерживает на весу всю колонну бурильных и обсадных труб.

А с помощью карданной передачи или с какого либо другого индивидуального привода уже ротор приводится в движение через ту самую буровую лебедку.

Буровой раствор, под большим давлением, подается в бурильную колонну с помощью вертлюга. Его подвешивают на прочный крюк и соединяют с гибким буровым рукавом, который в свою очередь подсоединен к стояку. Вообще вертлюг можно назвать промежуточным звеном между этим самым буровым рукавом, талевым блоком и буровой колонной.

Источник: https://miniteh.com/articles/Obzory/Burovaya-ustanovka-dlya-bureniya-skvazhin-na-neft-i-gaz

Роторное бурение нефтяных скважин

Бурение на большие глубины, где есть залежи углеводородов, выполняют буровыми станками. Они различаются грузоподъемностью. Например, БУ-80, БУ-125.

Иногда указывают условную глубину бурения и грузоподъемность: БУ-3200/200 — ЭУК- 3МА2 – установка на электроприводе для кустового бурения. Глубина 3200, грузоподъемность 200 т.

Эти установки вне зависимости от способа бурения оборудованы ротором.

Многие технологические операции выполняются вращением бурильной колонны. Ротор передает вращение бурильным трубам, которые на конце имеют породоразрушающий инструмент – долото. На схеме показана буровая установка и оборудование для роторного бурения.

Насос подает буровой раствор по манифольду (нагнетательные трубы), который через грязевый шланг, вертлюг и квадрат попадает в бурильную колонну и через долото на забой. Далее раствор подхватывает выбуренную породу и выносит ее на устье скважины, а затем в очистной блок.

Выбуренная порода попадает на вибросита, где происходит первичная очистка от крупного шлама, затем раствор очищается гидроциклонными установками, центрифугой и вновь, уже очищенный от мелких абразивных частиц (ил, песок), попадает к насосу. Цикл повторяется пока идет бурение или промывка скважины. Особые требования к КНБК (конструкция низа бурильной колонны).

Низ колонны состоит (снизу-вверх):

• долото;
• переводник;
• КЛС (калибратор спирального или шарошечного типа);
• УБТ (утяжеленные бурильные трубы);
•  переводник;
•  бурильные трубы;
•  квадрат.

Конструкция ротора, позволяет передать вращение бурильной колонне. Вот его устройство:

Буровой ротор входит в комплектацию бурового станка. Его назначение:

• передача вращения бурильной колонне;
• удержание подвешенной части колонны бурильных труб на элеваторе или клиньях;
• выполнение СПО (спускоподъемные операции).

Особенности роторного бурения

В корпусе ротора размещены валы, зубчатый конический венец со звездочкой, подшипники. Привод ротора через карданный вал или цепную передачу от редуктора силового блока. Отличаются роторы по грузоподъемности и проходному отверстию. Предусмотрены роторные вкладыши под ведущую трубу (квадрат).

С ростом глубины скважины возрастает давление в нагнетательной линии буровых насосов. Если сюда еще добавить давление для работы забойных двигателей, то насос будет работать под повышенной нагрузкой, что может привести к его поломке.

Роторное бурение имеет ряд преимуществ перед забойными двигателями:

• снижение гидравлических потерь;
• снижение рабочего давления;
• увеличение расхода раствора, необходимого для промывки скважины;
• передача вращения долоту с заданной частотой;
• применение бурового раствора повышенной плотности (когда необходимо вскрывать горизонты с высоким пластовым давлением).

В настоящее время чаще используют комбинированные способы бурения: роторный и забойными двигателями.

При бурении наклонно-направленных участков (кустовое бурение) используют забойные двигатели (отклонители), вскрытие пластов с АВПД (аномально высокие пластовые давления) выполняют роторным бурением.

Так, один из лидеров в области бурения нефтяных скважин “Нафтагаз”  в своей практике использует при разведочном бурении роторный способ, а при наклонно-направленном бурении — турбинно-роторный.

Например, чтобы сделать осевую нагрузку 10 т потребуется 15 т УБТ. 1 м погонный УБТ-203 весит 213 кг, надо в КНБК взять 75 метров. Жесткая КНБК и установленные калибраторы позволяют бурить вертикальные скважины с минимальным отклонением от оси.

Чрезмерное искривление скважины приведет к осложнениям, вплоть до поломки бурильных труб.

Источник: https://startng.ru/rotornoe-burenie-neftyanyh-skvazhin/

Развитие наклонного бурения скважин на нефть и газ — Энциклопедия по экономике

Развитие наклонного бурения скважин на нефть и газ

Развитие наклонного бурения скважин на нефть и газ
 [c.

12]

Широкое применение наклонного и кустового методов бурения скважин в комплексе с другими технико-технологическими и организационно-хозяйственными мероприятиями сыграло большую роль в обеспечении высоких темпов развития нефтяной и газовой промышленности нашей страны, занявшей в 1975 г. первое место в мире по добыче нефти.
 [c.5]

Из приведенного, возможно неполного, перечня положительных и отрицательных сторон разбуривания месторождений нефти и газа кустами скважин следует, что народнохозяйственная значимость первой группы факторов весомо преобладает над факторами второй группы, влияние которых с развитием техники и технологии бурения и эксплуатации скважин может быть сведено к минимуму. Поэтому в настоящее время разработка всех морских и труднодоступных на суше месторождений нефти и газа осуществляется путем строительства куста из вертикальных и наклонных скважин. Объем бурения скважин кустами на месторождениях Западной Сибири и Каспийского моря достигает до 85—95% по числу законченных эксплуатационных скважин. Благодаря строительству скважин кустами стало возможным за короткий промежуток вре-
 [c.78]

Развитие техники и технологии бурения наклонных скважин позволили из года в год увеличивать горизонтальное смещение забоев скважин, решать более сложные проблемы разведки и разработки морских и труднодоступных на суше месторождений нефти и газа.
 [c.16]

Велики перспективы дальнейшего развития наклонного бурения скважин кустами в Западной Сибири. В текущем пятилетии —наменено..продолжить формирование крупнейшего территориально-производственного комплекса — главной базы страны по добыче нефти и газа. В 1980 г. добыча нефти здесь должна быть доведена до 300—310 млн. т, а газа до 125—155 млрд. м3.
 [c.12]

В ближайшие годы объем наклонного бурения скважин еще больше увеличится. Это вытекает из плана развития нефтяной и газовой промышленности страны в текущем пятилетии.

В нем предусматривается ускорить выявление и разведку новых месторождений нефти, природного газа и конденсата прежде всего в Среднем Приобье и на севере Тюменской области, в Восточной Сибири, Якутской АССР и Коми АССР, в Архангельской области, Средней Азии и Казахской ССР (Прикаспийская впадина) обеспечить подготовку дополнительных. разведанных запасов нефти и газа в районах разрабатываемых месторождений в европей-
 [c.5]

Экономический эффект при наклонном бурении и разбуривании месторождений нефти и газа кустами скважин достигается за счет сокращения затрат времени и средств на строительство искусственных площадок — отдельных морских оснований, приэста-кадных площадок, намывных дамб, ледовых и лежнево-сланевых площадок под кусты скважин и подъездов к ним подготовительные работы к строительству и бурению скважин строительство и разборку наземных сооружений, монтаж и демонтаж бурового оборудования, а также благодаря ускорению оборачиваемости и лучшему использованию буровых установок. Кроме того, наклонное бурение в определенной степени компенсирует отставание техники и темпов- строительства искусственных площадок под буровые от запросов развития нефтяной и газовой промышленности и позволяет значительно ускорить разведку и разработку отдельных участков месторождений нефти и газа, которые в данных условиях не могут быть освоены обычным вертикальным бурением из-за отсутствия указанных площадок.
 [c.4]

На сегодняшний день одним из основных приоритетных направлений развития техники и технологии бурения является проводка скважин с горизонтальным окончанием ствола (в дальнейшем — горизонтальных).

Преимущества последних перед другими видами скважин (вертикальными, наклонно направленными) очевидны, так как такие скважины позволяют вскрыть продуктивный пласт по его простиранию и, вследствии этого, кратно повысить эбъем извлекаемого углеводородного сырья (нефти, газа).

Что же касается зарубежных аналогов, то их стоимость настолько велика, что делает в принципе неэффективным проводку горизонтальных скважин при помощи телесистем импортного производства. Так, например, по данным фирмы «5 perry sun» стоимость проката телесистемы в сутки составляет 6 тыс. дол.

, а продажная цена телесистемы с электромагнитным каналом связи доходит до 990 тыс. дол. Имеющиеся отечественные телесистемы, как уже отмечалось выше, в своем большинстве являются опытными одиночными образцами (например, разработки ВНИИнефть, ВНИИГИС, Уфимского авиационного института и др.

), что не может гарантировать их надежную работу и обеспечить необходимый объем горизонтального бурения на предприятии «Кубаньгазпром». В 1995 г. пробурено свыше 10 горизонтальных скважин только на Кущевском ПХГ, не считая горизонтальных и наклонно направленных скважин на других площадях (общий объем бурения на Кущевском ПХГ составляет более 100 скважин).
 [c.163]

Много лет буржуазная печать распускала слухи о некой безнадежной отсталости советской нефтедобывающей техники. Но с тех пор, как СССР в 1974 г.

обогнал по добыче нефти крупнейшую нефтедобывающую державу мира — Соединенные Штаты Америки — и с каждым годом еще больше утверждает свое первенство в этой области, разглагольствования о технической отсталости советской нефтяной промышленности как-то вышли из моды.

Теперь и буржуазная печать вынуждена время от времени признавать приоритет стран социализма по ряду направлений развития нефтяной промышленности.

Так, английская газета Файнэншл тайме , отмечая растущий интерес западных деловых кругов к советскому нефтедобывающему оборудованию, в частности турбобурам, 10 ноября 1976 г.

писала Советская тур-босистема может бурить скважины в некоторых геологических структурах в пять раз быстрее, чем обычная роторная система, используемая почти на всех буровых работах за пределами СССР. Способность турбобуров делать и вертикальные и наклонные скважины дает им решительное преимущество при надводном бурении в таких районах, как Северное море. Их можно использовать для бурения нескольких скважин с одной платформы советские буровики просверливают с одной площадки в болотах и торфяниках до 30 скважин .
 [c.29]

Во-первых, научно-технический прогресс не самоцель, а средство более полного удовлетворения потребностей социалистического общества с наименьпшми затратами. Экономика направляет развитие техники по пути наибольшей экономичности.

В таких условиях залежи нефти остаются недоступными для вертикальных скважин или могут быть разбурены при больших капитальных вложениях.
 [c.68]

Источник: https://economy-ru.info/info/99277/

Х. Рабиа. Технология бурения нефтяных скважин

Для второго цикла циркуляции закачивается необходимое количество раствора глушения и давление на стояке изменяется от начального значения (4,83 МПа) до 3,72 МПа, когда раствор глушения заполняет бурильные трубы (3,72 МПа — это давление циркуляции во время закачивания раствора глушения, как определено в примере 132)

Из примера 13.3 следует, что при использовании метода бурильщика требуется два рабочих графика — один для легкого бурового раствора и один для раствора глушения.

Читателю рекомендуется решить пример 13.2, применяя метод бурильщика.

Список литературы

1. APIRP 53. Recomended Practices ior Blowout Prevention Equipment System.— API Production Department, 1978.

2. Ferti W. H. Abnormal Formation Pressures.— Elsevier, Amsterdam, 1976.

3. Kendal H. A. (1977—78). Fundamentals of pressure control. Petroleum Engineer International, 6 part series, 1977, October, November, December and 1978, January, February, March.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………	…… 5
Предисловие	…… 6
Глава 1. Нефтяная скважина. Краткое описание	…… 9
Состав буровой установки	…… 9
Бурение скважины	…… 16
Список литературы	…… 27
Глава 2. Расчет бурильной колонны	…… 28
Ведущая труба	…… 28
Бурильные трубы	…… 31
Утяжеленные бурильные трубы	….. 54
Элементы бурильной колонны	…… 57
Расчет бурильной колонны	…… 61
Примеры расчета	…… 66
Удлинение бурильной колонны	….. 70
Удлинение за счет собственного веса	….. 71
Критическая частота вращения ротора	….. 72
Задачи	….. 74
Список литературы	….. 75
Глава 3. Спуско- подъемные операции	….. 76
Буровая лебедка	….. 76
Талевая система	….. 83
Механизм крепления неподвижной струны талевого каната и индикатор веса	….. 85
Талевые канаты	….. 86
Буровая вышка	….. 98
Задачи	….. 100
Список литературы	….. 100
Глава 4. Долота для роторного бурения	….. 101
Шарошечные долота	….. 101
Классификация буровых долот	….. 110
Поликристаллические долота с алмазными вставками	….. 111
Алмазные долота	….. 118
Выбор долота	….. 120
Список литературы	….. 125
Глава 5. Основы течения жидкости	….. 126
Течение жидкостей	….. 126
Вязкость	….. 126
Типы потоков	….. 128
Критерии типов потока	….. 129
Типы жидкостей	….. 130
Вискозиметры	…. 132
Вывод уравнений для ламинарного потока	….. 133
Турбуленгный поток	…. 145
Потюк через насадки долота	….. 146
Задача	….. 148
Список литературы	….. 148
Глава 6. Технология приготовления буровых растворов ….	… 149

Источник: http://www.xn--90a0afegck.xn--p1ai/load/burovoe_oborudovanie/literatura/kh_rabia_tekhnologija_burenija_neftjanykh_skvazhin/4-1-0-143