Metode de forare a puțurilor pentru petrol și gaze. Informații generale despre forarea puțurilor de petrol și gaze. Institutul de Stat al Petrolului Almetyevsk

Este important de reținut că forarea petrolului și puţuri de gaze poate fi efectuat numai cu respectarea strictă a tuturor regulilor și cerințelor. Și acest lucru nu este deloc surprinzător, pentru că trebuie să lucrați cu material destul de periculos și sensibil, a cărui extragere necesită, în orice caz, o abordare competentă. Și pentru a înțelege toate aspectele lucrului cu acesta, este necesar în primul rând să luăm în considerare toate elementele de bază ale acestei probleme și componentele sale.

Astfel, un puț este o deschidere minieră care este creată fără a fi nevoie de acces uman și are o formă cilindrică - lungimea sa este de multe ori mai mare decât diametrul său. Începutul puțului se numește gura, suprafața coloanei cilindrice se numește trunchi sau perete, iar fundul obiectului se numește fund.

Lungimea obiectului este măsurată de la gură până la fund, în timp ce adâncimea este măsurată prin proiecția axei pe verticală. Diametrul inițial al unui astfel de obiect nu depășește maxim 900 mm, în timp ce diametrul final în cazuri rare se dovedește a fi mai mic de 165 mm - acesta este specificul procesului numit forarea puțurilor de petrol și gaz și caracteristicile sale.

Caracteristicile forării puțurilor de petrol și gaze

Cum se creează puțuri proces separat constă în principal din foraj, care, la rândul său, se bazează pe următoarele operații:

• Procesul de adâncire atunci când rocile sunt distruse de o unealtă de foraj,


• Scoaterea pietrei zdrobite dintr-o fântână,


• Consolidarea puțului cu coloane de tubaj pe măsură ce mina se adâncește,


• Efectuarea de lucrări geologice și geofizice pentru căutarea orizontului productiv,


• Cimentarea firului de producție.

Clasificarea sondelor de petrol și gaze

Se stie ca materialele necesare, care sunt planificate a fi exploatate, se pot afla la diferite adâncimi. Și, prin urmare, forarea poate fi efectuată și la adâncimi diferite și, în același timp, dacă vorbim de o adâncime de până la 1500 de metri, forarea este considerată mică, până la 4500 - medie, până la 6000 - adâncime.

Astăzi, puțurile de petrol și gaze sunt forate până la orizonturi ultra adânci, mai adânci de 6.000 de metri - în acest sens, fântâna Kola, a cărei adâncime este de 12.650 de metri, este foarte orientativă.

Dacă luăm în considerare metodele de foraj, concentrându-ne pe metoda de distrugere a rocii, atunci aici putem cita ca exemplu metode mecanice, de exemplu, cele rotative, care sunt implementate cu ajutorul unui burghiu electric și a motoarelor de foraj de tip șurub.

Există și metode de șoc. De asemenea, folosesc metode nemecanice, printre care se numără pulsul electric, exploziv, electric, hidraulic și altele. Toate acestea nu sunt utilizate pe scară largă.

Lucrări de foraj de petrol sau gaze

În versiunea clasică, atunci când forați pentru petrol sau gaze, burghiele sunt folosite pentru a distruge roca, iar fluxurile de fluid de foraj curăță constant fundul. În cazuri rare, pentru purjare se folosește un reactiv de lucru gazos.

Găurirea în orice caz se efectuează pe verticală, găurirea înclinată este utilizată numai atunci când este necesar, se folosește și găurirea în grup, direcțională, cu două țevi sau cu mai multe găuri.

Puțurile sunt adâncite cu sau fără eșantionarea miezului, prima opțiune este utilizată atunci când se lucrează de-a lungul periferiei, iar a doua - pe întreaga zonă. Dacă se ia un miez, acesta este examinat pentru straturile de rocă care au fost străbătute, ridicându-l periodic la suprafață.

Forajul pentru petrol și gaze se desfășoară astăzi atât pe uscat, cât și în larg, iar astfel de lucrări se desfășoară cu ajutorul instalațiilor speciale de foraj care asigură forarea rotativă folosind țevi de foraj specializate care sunt conectate prin conexiuni filetate de cuplare-blocare.

Uneori se folosesc și țevi flexibile continue, care sunt înfășurate pe tobe și pot avea o lungime de aproximativ 5 mii de metri sau mai mult.

Astfel, o astfel de muncă nu poate fi numită simplă - sunt foarte specifice și complexe și ar trebui să se pună un accent deosebit pe noile tehnologii, al căror studiu poate fi o sarcină dificilă chiar și pentru profesioniștii din această industrie.

Noi tehnologii pentru forarea sondelor de petrol și gaze la expoziție

Împărtășirea informațiilor și învățarea de lucruri noi poate asigura un progres optim și, prin urmare, această nevoie pur și simplu nu poate fi lăsată deoparte.

Dacă decideți să vă alăturați realizărilor moderne și să vă plonjați într-un mediu profesional, tocmai în acest scop se organizează evenimente profesionale, la care cu siguranță ar trebui să participați. Vorbim de expoziții care au loc anual la Targul Expocentre și reunesc în zilele vernisajului sute și mii de specialiști în acest domeniu.

La expoziția anuală „Neftegaz” puteți obține cu ușurință acces la noile dezvoltări, puteți studia tehnologii avansate (de exemplu, tehnologii pentru forarea puțurilor de petrol și gaze), puteți vedea echipamente moderne și, în același timp, puteți obține conexiuni utile în măsura în care este necesar, puteți găsi clienți și parteneri.

Oportunități ca acestea nu trebuie ratate, pentru că nu apar foarte des și, cu abordarea corectă, pot oferi progrese semnificative!

Citiți celelalte articole ale noastre.

Forajul este construcția unei mine direcționale de lucru cu diametru mic și adâncime mare. Capul sondei este situat pe suprafața pământului, iar fundul este în partea de jos. Astăzi, forarea puțurilor de petrol și gaze pentru extragerea mineralelor aferente este larg răspândită.

Obiectivele și scopurile forării pentru petrol și gaze

În zilele noastre, petrolul și gazele sunt extrase din puțuri. În ciuda numărului mare de moduri diferite de a face o fântână, acestea sunt încă în curs de dezvoltare, sunt dezvoltate noi metode menite să accelereze munca și să reducă costul acestora.

Procesul modern de foraj constă din următoarele etape:

• Scufundarea axului
• Izolarea formațiunii
• Dezvoltare și funcționare bine

Forarea sondelor este împărțită în două etape, care trebuie să aibă loc paralel una cu cealaltă: adâncirea feței și curățarea acesteia de roci distructive. Separarea rocilor se realizează, de asemenea, în două etape: instalarea țevilor de carcasă, îmbinarea lor și etanșarea.

În ciuda faptului că nimeni nu va fora acasă o sondă industrială pentru petrol și gaze, este interesant de știut cât costă o sondă de petrol și ce metode sunt cele mai răspândite.

Procesul de forare a puțurilor de petrol - video

Metode de bază de foraj

Astăzi se practică diverse moduri forarea sondelor de petrol, dar cele mai răspândite dintre ele sunt:

• Foraj rotativ cu cheson pentru put
• Foraj cu turbina
• Găurire cu șuruburi

Forarea rotativă a puțurilor de petrol este una dintre metodele populare. Burghia, care pătrunde adânc în rocile solului, se rotește împreună cu țevile de foraj. Cuplul unui astfel de sistem depinde în primul rând de rezistența rocilor care stau în cale.

Forajul de puțuri rotative își datorează popularitatea unor avantaje precum capacitatea de a rezista la diferențe mari de încărcare a burghiului, independența setărilor de factori străini și penetrarea mare într-o singură călătorie.

Forarea cu turbină a sondelor de petrol se realizează folosind o instalație în care bitul interacționează cu turbina turboforurului. Instalația este antrenată în rotație de un flux de lichid care circulă sub presiune ridicată printr-un sistem de statori și rotoare. Din acest motiv, se realizează și ridicarea și pomparea apei de puț.

Cuplul nu depinde de adâncimea puțului, proprietățile rocii, viteza de rotație și sarcina axială. În același timp, coeficientul de transmisie în timpul forării cu turbine este cu un ordin de mărime mai mare decât în ​​timpul forării rotative, dar costul muncii este mai mare datorită necesității de cantitati mari energie, este imposibil să reconfigurați rapid parametrii de instalare.

Forarea cu șuruburi a puțurilor de petrol și gaz constă în faptul că mecanismul principal de lucru constă dintr-un număr mare de mecanisme cu șuruburi, datorită cărora se realizează viteza optimă de rotație a bitului. În ciuda tuturor perspectivelor, această metodă nu a primit încă o distribuție adecvată, dar are un potențial enorm pentru aceasta.

Problema de preț

După ce ați aflat singur cum sunt forate puțurile de petrol, întrebarea despre cât trebuie să cheltuiți pentru a fora încă un metru de pâlnie devine probabil interesantă.

Astăzi, costul forării unui puț de petrol este foarte mare și depinde de un număr mare de factori:

• Adâncime bine
• Necesitatea achiziționării țevilor de tub din plastic pentru puțuri
• Condiții de mediu
• Stabiliți termene limită

Dacă vorbim despre cifre exacte, prețul unui puț cu o adâncime de 2000-3000 de metri va varia între 30 și 60 de milioane de ruble. Forajul de explorare va costa aproximativ 40-50% din costul de foraj.

Vladimir Homutko

Timp de citire: 5 minute

A A

Ce este un puț de petrol?

Este dificil să ne imaginăm viața modernă fără produse petroliere. Sunt obținute din petrol, care este extras prin operațiuni miniere speciale. Mulți dintre noi am auzit termenul „puț de petrol”, dar aproape toată lumea știe ce este cu adevărat. Să încercăm să ne dăm seama care este această structură și cum sunt.

O fântână este o deschidere de mină cilindrică al cărei diametru este de multe ori mai mic decât lungimea totală a puțului său (adâncime).

Pe lângă fântână, există și lucrări miniere, cum ar fi un puț și un puț. Cum diferă ele de definiția pe care o luăm în considerare? De fapt, este destul de simplu. O persoană poate intra într-o mină sau într-o fântână, dar nu într-o fântână. Astfel, definiție suplimentară Această structură este așa - o mină, a cărei dispoziție și formă exclud accesul omului la ea.

Partea superioară a unei astfel de lucrări se numește gura, iar partea inferioară se numește față. Pereții care coboară formează așa-numitul trunchi.

Toată lumea știe că puțurile se fac prin foraj. Cu toate acestea, a spune că sunt pur și simplu forate ar fi incorect. Aceste structuri de capital, complexe în structura lor, sunt mai degrabă construite în subteran și, prin urmare, sunt clasificate drept active fixe ale organizației, iar costurile forării și amenajării lor sunt investiții de capital.

Construcția sondelor de petrol și gaze

Proiectarea sondei este selectată în etapa de proiectare și trebuie să îndeplinească următoarele cerințe:

• proiectul ar trebui să ofere acces liber la fundul instrumentelor geofizice și al echipamentelor de fund;
• designul trebuie să prevină prăbușirea pereților butoiului;
• de asemenea, trebuie să asigure o separare fiabilă a tuturor straturilor care pot fi traversate unele de altele și să împiedice curgerea fluidelor de la strat la strat;
• dacă este necesar, proiectarea acestei săpături ar trebui să permită sigilarea gurii sale dacă apare o astfel de nevoie.

Construcția și instalarea puțurilor de petrol și gaze se realizează după cum urmează:

1. Primul pas este să găuriți un arbore inițial cu diametru mare. Adâncimea sa este de aproximativ 30 de metri. Apoi, o țeavă metalică, care se numește direcție, este coborâtă în gaura forată, iar spațiul care o înconjoară este instalat cu țevi speciale de carcasă și cimentat. Scopul direcției este de a preveni eroziunea stratului superior de sol în timpul forajelor ulterioare.
2. Mai departe, la o adâncime de 500 până la 800 de metri, este forat un arbore cu diametru mai mic, în care este coborâtă o coloană de țevi, numită conductor. Spațiul dintre pereții țevii și stâncă este de asemenea umplut cu mortar de ciment până la toată adâncimea sa.
3. Numai după ce direcția și conductorul au fost aranjate, puțul este forat la adâncimea specificată de proiect, iar un șir de țevi cu un diametru și mai mic este coborât în ​​el. Această coloană se numește operațională. Dacă adâncimea de formare este mare, atunci este posibil să se utilizeze așa-numitele coloane de conducte intermediare. Întregul spațiu dintre sondă și roca înconjurătoare este umplut cu ciment.

Care este scopul principal al unui dirijor? Faptul este că la adâncimi de până la 500 de metri există o zonă activă de apă dulce, iar sub această adâncime (în funcție de regiunea de dezvoltare) începe o zonă cu schimburi dificile de apă, în care există multă apă sărată și alte fluide mobile (inclusiv gaze și ulei). Deci, sarcina principală a conductorului este protecția suplimentară care împiedică salinizarea apelor dulci de suprafață și nu permite substanțelor nocive care sunt concentrate în straturile inferioare să pătrundă în ele.

Ce tipuri de puțuri există?

În funcţie de condiţiile geologice în care se află câmpuri petroliere, forează diferite tipuri asemenea lucrari.

Principalele tipuri de puțuri:

• vertical;
• oblic directional;
• orizontală;
• cu mai multe butoaie sau cu mai multe orificii.

O fântână se numește verticală dacă unghiul de abatere al trunchiului său față de verticală nu este mai mare de cinci grade.

Dacă acest unghi este mai mare de cinci grade, atunci este deja un tip oblic-direcțional.

O fântână se numește orizontală dacă unghiul de abatere al trunchiului său față de verticală este de aproximativ 90 de grade. Cu toate acestea, această definiție are câteva nuanțe. Deoarece „liniile drepte” se găsesc rar în natura vie, iar straturile dezvoltate se află cel mai adesea cu o anumită pantă, atunci din punct de vedere practic, de regulă, nu are rost să forați puțuri strict orizontale.

Este mai ușor și mai eficient să direcționați țeava de-a lungul traiectoriei optime. Pe baza acesteia, putem defini tipul orizontal al unor astfel de lucrări ca un puț care are un puț prelungit, forat cât mai aproape de direcția formațiunii productive țintă, menținând în același timp azimutul optim.

Fântânile care au două sau mai multe trunchiuri se numesc multilaterale sau multilaterale. Diferența lor unul față de celălalt constă în locația punctului de ramificare, la care se îndepărtează altele suplimentare de la masa principală. Dacă acest punct este situat deasupra nivelului orizontului productiv, atunci acest tip de dezvoltare se numește multi-arbore. Dacă acest punct este situat în orizontul productiv, atunci acesta este un tip de puț multilateral.

Mai simplu spus, dacă trunchiul principal este forat până la formațiunea dezvoltată și ramuri suplimentare sunt forate în interiorul acestuia, atunci acesta este un tip multilateral (formația productivă este spartă la un moment dat). Toate celelalte lucrări cu mai mulți arbori sunt clasificate ca multi-baril (mai multe puncte de penetrare a formațiunii). De asemenea, acest tip de puțuri este tipic în cazurile în care straturile sunt situate la orizonturi diferite.

În plus, există și puțuri de grup. În acest caz, mai multe trunchiuri diverg în unghiuri diferite și la adâncimi diferite, iar gura lor sunt aproape una de alta (ca un tufiș plantat cu capul în jos).

Această clasificare prevede următoarele categorii de astfel de lucrări miniere:

Forajul de explorare se desfășoară în zone al căror conținut de petrol sau gaze a fost deja stabilit, pentru a clarifica volumele de zăcăminte de hidrocarburi descoperite și pentru a clarifica parametrii inițiali ai zăcământului, care sunt necesari la proiectarea unei metode de dezvoltare a unui zăcământ, prin urmare se acordă o atenţie deosebită explorării.

Forajul de producție creează următoarele tipuri de lucrări:

• principal (producție și injecție);
• rezervaţie;
• controla;
• evaluativ;
• duplicare;
• fântâni scop special(absorbant, aport de apă și așa mai departe).

Extragerea materiilor prime în sine se realizează prin lucrări miniere, care sunt pompare, gaz-lift și fântână.

Scopul puțurilor de injecție este de a influența formarea dezvoltată prin injectarea de abur, gaz sau apă în ea, precum și alte medii de lucru. Sunt intra-contur, peri-contur și contur.

Cele de rezervă sunt necesare pentru dezvoltarea zonelor individuale și stagnante, precum și a zonelor de pinch-out care nu sunt incluse în conturul puțurilor principale.

Sunt necesare controale pentru a monitoriza poziția actuală a zonelor de contact ale resursei extrase și apa și alte modificări ale formațiunii în curs de dezvoltare. În plus, ajută la controlul presiunii în formațiunile productive.

Sunt necesari estimatori pentru o evaluare preliminară a domeniilor pregătite pentru dezvoltare. Ele ajută la determinarea limitelor și dimensiunilor rezervelor, precum și a altor parametri preliminari necesari.

Cele duplicate sunt folosite în timpul înlocuirii puțurilor fixe care sunt lichidate din cauza uzurii fizice sau a accidentelor.

Apa de proces este extrasă prin unele speciale, apa produsă este evacuată și lichidată cu ajutorul acestora. fântâni deschiseși așa mai departe

Procesul de forare a unei sonde de petrol, prin natura impactului acestuia asupra rocilor, este:

• mecanic;
• termic;
• fizico-chimic;
• electrice și așa mai departe.

Proiectare puț de petrol

Dezvoltarea industrială a zăcămintelor presupune utilizarea numai a metodelor mecanice, care utilizează diferite moduri de foraj. Toate celelalte metode de foraj sunt în dezvoltare experimentală.

Metodele mecanice de foraj sunt împărțite în rotative și percuție.

Metoda de impact este distrugerea mecanică a rocii, care este efectuată de o unealtă specială suspendată pe o frânghie - o daltă. Un astfel de complex de foraj include, de asemenea, un dispozitiv de blocare a cablului și o tijă de șoc. Acest dispozitiv este suspendat pe o frânghie, care este aruncată peste un bloc montat pe catargul de foraj. Mișcarea alternativă a bitului este asigurată de o instalație specială de foraj. Butoiul capătă o formă cilindrică datorită rotației bitului în timpul funcționării.

Fața este curățată de roca distrusă cu ajutorul unui baler, care seamănă cu o găleată lungă cu o supapă pe fund. Instrumentul este scos din butoi, dispozitivul de evacuare este coborât și supapa sa este deschisă în față. Găleata este umplută cu lichid cu bucăți de piatră, supapa se închide, iar boilerul plin se ridică la suprafață. Gata, poți continua forarea.

În Rusia, forajul cu șoc practic nu este utilizat în acest moment.

Metoda de rotație se bazează pe scufundarea bitului în masa de rocă prin aplicarea simultană a sarcinii verticale și a cuplului sculei. Sarcina verticală permite ca burghiul să fie introdus în rocă, iar apoi, folosind cuplul, burghiul se așează, uzează și zdrobește roca.

În conformitate cu metoda de amplasare a unității de alimentare, forarea rotativă este împărțită în foraj rotativ și foraj în fund. În primul caz, motorul stă la suprafață, iar cuplul este transmis în partea inferioară a șirurilor de țevi de foraj. În cel de-al doilea caz, motorul este plasat imediat în spatele burghiului, iar garnitura de foraj nu se rotește (se rotește doar burghiul).

Cea mai adâncă fântână din lume este Kola Superdeep Well (SG-3). Adâncimea sa este de 12.262 de metri. A fost forat în Regiunea Murmansk pentru a studia structura profundă a Pământului.

Subiect: Forarea sondelor de petrol și gaze.

Plan: 1. Informații generale despre operațiunile de petrol și gaze.

2. Metode de foraj puţuri.

3. Clasificarea sondelor.

1. Informații generale despre operațiunile de petrol și gaze.

Forarea puțurilor este procesul de construire a unei mine direcționale lungime mareși diametru mic (comparativ cu lungimea). Începutul unei fântâni de pe suprafața pământului se numește gura, fundul se numește fund. Acest proces - forajul - este comun în diverse sectoare ale economiei naționale.

Scopurile și obiectivele forajului

Petrolul și gazele sunt produse prin puțuri, ale căror principale procese de construcție sunt forarea și tubulatura. Este necesar să se realizeze construcția de înaltă calitate a puțurilor în volume din ce în ce mai mari, cu o reducere multiplă a timpului de instalare a acestora, precum și cu o reducere a forței de muncă și a intensității energiei și a costurilor de capital.

Forarea sondelor este singura metodă de dezvoltare eficientă, de creștere a producției și a rezervelor de petrol și gaze.

Ciclul de construcție a sondelor de petrol și gaze înainte de punerea lor în funcțiune constă din următoarele legături secvențiale:

scufundarea unei sonde, a cărei implementare este posibilă numai atunci când două tipuri de lucrări sunt efectuate în paralel - adâncirea suprafeței prin distrugerea locală a rocii și curățarea puțului de roca distrusă (forată);

izolarea straturilor, constând în lucrări succesive de două tipuri - asigurarea pereților butoiului cu țevi de carcasă conectate într-un șir de carcasă și etanșarea (cimentarea, astuparea) spațiului inelar;

dezvoltarea unui puț ca unități de producție.

2. Metode de foraj puţuri.

Metodele obișnuite de găurire rotativă - foraj rotativ, cu turbină și electrică - implică rotirea unui instrument de lucru care distruge roca - un pic. Roca distrusă este îndepărtată din puț prin foraj fluid, spumă sau gaz pompat în șirul țevii și ieșind prin inel.

Foraj rotativ

În găurirea rotativă, burghiul se rotește împreună cu întreaga garnitură de foraj; rotația este transmisă printr-o țeavă de lucru de la un rotor conectat la centrala electrică printr-un sistem de transmisie. Greutatea pe burghie este creată de o parte din greutatea țevilor de foraj.

În forajul rotativ, cuplul maxim al coardei depinde de rezistența rocii la rotația bitului, de rezistența la frecare a șnurului și de fluidul rotativ pe peretele sondei, precum și de efectul inerțial al vibrațiilor elastice de torsiune. .

În practica mondială de foraj, metoda rotativă este cea mai comună: aproape 100% din volumul lucrărilor de foraj din SUA și Canada se realizează folosind această metodă. În ultimii ani, a existat o tendință de creștere a volumului de foraj rotativ în Rusia, chiar și în regiunile de est. Principalele avantaje ale găuririi rotative față de găurirea cu turbină sunt independența de reglare a parametrilor modului de găurire, capacitatea de a declanșa scăderi mari de presiune la bit, o creștere semnificativă a pătrunderii pe deplasare a bitului datorită frecvențelor mai mici ale rotației sale etc.

Foraj cu turbina

În forajul cu turbină, bitul este conectat la arborele turbinei turboforurului, care este antrenat în rotație de mișcarea fluidului sub presiune printr-un sistem de rotoare și statori. Sarcina este creată de o parte din greutatea țevilor de foraj.

Cel mai mare cuplu se datorează rezistenței rocii la rotația bitului. Cuplul maxim, determinat de calculul turbinei (valoarea cuplului de frânare a acesteia), nu depinde de adâncimea sondei, viteza de rotație a bitului, sarcina axială asupra acesteia și proprietățile mecanice ale rocilor. fiind forat. Coeficientul de transfer de putere de la sursa de energie la unealta distructivă în forajul cu turbină este mai mare decât în ​​forajul rotativ.

Cu toate acestea, în timpul forării cu turbine, este imposibil să se regleze independent parametrii modului de foraj și, în același timp, costurile cu energie pe 1 m de penetrare, costurile de amortizare a burghiilor turbo și întreținerea atelierelor pentru repararea acestora sunt mari. .

Metoda de foraj cu turbine a devenit larg răspândită în Rusia datorită muncii VNIIBT.

Găurire cu motoare cu șurub (de deplasare).

Părțile de lucru ale motoarelor sunt create pe baza unui mecanism cu șuruburi cu pornire multiplă, ceea ce face posibilă obținerea vitezei de rotație necesare cu un cuplu crescut în comparație cu turboforatoarele.

Motorul de fund este format din două secțiuni - motor și ax.

Corpurile de lucru ale secțiunii motorului sunt statorul și rotorul, care sunt un mecanism șurub. Această secțiune include și o îmbinare dublă. Statorul este conectat la șirul țevii de foraj folosind un sub. Cuplul este transmis de la rotor la arborele de ieșire al arborelui printr-o conexiune cu două îmbinări.

Secțiunea axului este proiectată pentru a transmite sarcina axială pe față, pentru a absorbi sarcina hidraulică care acționează asupra rotorului motorului și pentru a etanșa partea inferioară a arborelui, ceea ce ajută la crearea unei diferențe de presiune.

La motoarele cu șurub, cuplul depinde de căderea de presiune pe motor. Pe măsură ce arborele este încărcat, cuplul dezvoltat de motor crește, iar căderea de presiune în motor crește și ea. Caracteristica de performanță motorul cu șurub cu cerințele pentru găurirea eficientă a biților face posibilă obținerea unui motor cu o viteză de rotație a arborelui de ieșire în intervalul 80-120 rpm cu cuplu crescut. Această caracteristică a motoarelor cu șurub (de deplasare) le face promițătoare pentru implementare în practica de foraj.

Foraj electric

Când utilizați burghie electrice, rotația burghiului este efectuată de un motor electric (trifazat) de curent alternativ. Energia este furnizată de la suprafață printr-un cablu situat în interiorul garniturii de foraj. Fluidul de foraj circulă în același mod ca și în cazul metodei de foraj rotativ. Cablul este introdus în șirul de țevi printr-un colector de curent situat deasupra pivotului. Burghiul electric este atașat la capătul inferior al garniturii de foraj, iar burghiul este atașat la axul burghiului electric. Avantajul unui motor electric față de unul hidraulic este că viteza de rotație a burghiului electric, cuplul și alți parametri nu depind de cantitatea de fluid furnizată, de proprietățile sale fizice și de adâncimea sondei și de capacitatea de a controla procesul de funcționarea motorului de la suprafață. Dezavantajele includ dificultatea de a furniza energie motorului electric, în special la presiune mare, și necesitatea de a etanșa motorul electric de fluidul de foraj.

Direcții promițătoareîn dezvoltarea metodelor de foraj în practica mondială

În practica internă și străină se desfășoară activități de cercetare și dezvoltare

lucrează în domeniul creării de noi metode, tehnologii și echipamente de foraj.

Acestea includ adâncirea în roci cu ajutorul exploziilor, distrugerea rocilor cu ajutorul ultrasunetelor, eroziunea, utilizarea unui laser, vibrații etc.

Unele dintre aceste metode au fost dezvoltate și sunt utilizate, deși într-o mică măsură, adesea în stadiul experimental.

Hidromecanic metoda distrugerii rocii la adâncirea puţurilor este din ce în ce mai utilizată în experimente şi condiţiile de teren. S.S. Shavlovsky a efectuat o clasificare a jeturilor de apă care pot fi utilizate la forarea puțurilor. Baza clasificării este presiunea dezvoltată, lungimea de lucru a jeturilor și gradul impactului acestora asupra rocilor de compoziție, cimentare și rezistență diferite, în funcție de diametrul duzei, presiunea inițială a jetului și debitul de apă. Utilizarea jeturilor de apă permite, în comparație cu metodele mecanice, creșterea indicatorilor tehnici și economici ai forării unui puț.

La cel de-al VII-lea Simpozion Internațional (Canada, 1984) au fost prezentate rezultatele lucrărilor privind utilizarea jeturilor de apă în foraj. Capacitățile sale sunt asociate cu alimentarea continuă, pulsativă sau intermitentă a fluidului, prezența sau absența materialului abraziv și caracteristicile tehnice și tehnologice ale metodei.

Eroziv găurirea asigură viteze de adâncire de 4-20 de ori mai mari decât la găurirea rotativă (în condiții similare). Acest lucru se explică, în primul rând, printr-o creștere semnificativă a puterii furnizate feței în comparație cu alte metode.

Esența sa constă în faptul că un material abraziv - împușcătura de oțel - este furnizat unui burghiu special conceput împreună cu fluidul de foraj. Dimensiunea granulelor este de 0,42 - 0,48 mm, concentrația în soluție este de 6%. Prin duzele de bit, această soluție cu împușcătură este furnizată pe față cu viteză mare și fața este distrusă. Două filtre sunt instalate în serie în garnitura de foraj, concepute pentru a îndepărta și a reține particulele a căror dimensiune nu le permite să treacă prin duzele bitului.

Un filtru este deasupra bitului, al doilea este sub conducta principală, unde poate fi efectuată curățarea. Prelucrarea chimică a fluidului de foraj împușcat este mai dificilă decât prelucrarea fluidului de foraj convențional, mai ales când temperaturi ridicate.

Particularitatea este că este necesar să se mențină împușcătura suspendată în soluție și apoi să se genereze acest material abraziv.

După curățarea prealabilă a fluidului de foraj de gaz și butași folosind hidrocicloni, împușcătura este colectată și depozitată în stare umedă. Apoi soluția este trecută prin hidrocicloni fini și un degazator, iar proprietățile pierdute sunt restabilite prin tratament chimic. O parte din fluidul de foraj este amestecată cu împușcătură și introdusă în puț, pe parcurs amestecându-se cu fluidul de foraj obișnuit (în raportul calculat).

Lasere- generatoarele cuantice optice sunt una dintre realizările remarcabile ale științei și tehnologiei. Au găsit aplicare largăîn multe domenii ale științei și tehnologiei.

Conform datelor străine, în prezent este posibil să se organizeze producția de lasere cu gaz continuu cu o putere de ieșire de 100 kW și mai mare. Eficiența laserelor cu gaz poate ajunge la 20 - 60%. Puterea mare a laserelor, cu condiția să se obțină densități de radiație extrem de mari, este suficientă pentru a topi și evapora orice materiale, inclusiv roci. De asemenea, stânca se crăpă și se desprinde.

Densitatea minimă de putere a radiației laser suficientă pentru a distruge rocile prin topire a fost stabilită experimental: pentru gresii, siltstone și argile este de aproximativ 1,2-1,5 kW/cm 2 . Densitatea de putere a distrugerii efective a rocilor saturate cu ulei din cauza proceselor termice de ardere a uleiului, în special atunci când aerul sau oxigenul este suflat în zona de distrugere, este mai mică și se ridică la 0,7 - 0,9 kW/cm2.

Se estimează că pentru o sondă cu o adâncime de 2000 m și un diametru de 20 cm trebuie cheltuite aproximativ 30 de milioane de kW de energie de radiație laser. Forarea puțurilor de o asemenea adâncime nu este încă competitivă în comparație cu metodele tradiționale de foraj mecanic. Cu toate acestea, există premise teoretice pentru creșterea eficienței laserelor: cu o eficiență de 60%, costurile cu energia și costurile vor fi reduse semnificativ, iar competitivitatea acestuia va crește. Când se folosește un laser în cazul forajului puțurilor cu adâncimea de 100 - 200 m, costul lucrării este relativ scăzut. Dar, în toate cazurile, în timpul forării cu laser, forma secțiunii transversale poate fi programată, iar peretele forajului va fi format din rocă topită și va fi o masă sticloasă, ceea ce face posibilă creșterea coeficientului de deplasare a noroiului de foraj prin ciment. . În unele cazuri, este evident posibil să se facă fără asigurarea puțurilor.

Companiile străine oferă mai multe modele cu laser. Acestea se bazează pe un laser puternic găzduit într-o carcasă etanșă care poate rezista la presiune ridicată. Rezistența la temperatură nu a fost încă studiată. Conform acestor modele, radiația laser este transmisă feței printr-o fibră conducătoare de lumină. Pe măsură ce roca este distrusă (topită), burghiul cu laser este alimentat; poate fi echipat cu un vibrator instalat în carcasă. Când proiectilul este presat în roca topită, pereții puțului se pot compacta.

Japonia a început să producă lasere cu dioxid de carbon, care, atunci când sunt utilizate în foraj, vor crește semnificativ (de până la 10 ori) rata de penetrare.

Secțiunea transversală a puțului atunci când se formează un trunchi folosind această metodă poate avea o formă arbitrară. Folosind un program dezvoltat, computerul setează de la distanță modul de scanare al fasciculului laser, ceea ce vă permite să programați dimensiunea și forma sondei.

Lucrările termice cu laser sunt posibile în viitor în lucrările de perforare. Perforarea cu laser va asigura controlul asupra procesului de distrugere a carcasei, a pietrei de ciment și a rocii și poate facilita, de asemenea, pătrunderea canalelor la o adâncime semnificativă, ceea ce va crește cu siguranță gradul de perfecțiune al pătrunderii formațiunii. Cu toate acestea, topirea rocilor, care este recomandabilă la adâncirea unui puț, este inacceptabilă aici, ceea ce trebuie luat în considerare atunci când se utilizează această metodă în viitor.

În lucrările casnice există propuneri pentru realizarea de instalații cu plasmă laser pentru forarea termică a puțurilor. Cu toate acestea, transportul plasmei la fundul puțului este încă dificil, deși cercetările sunt în curs de desfășurare cu privire la posibilitatea dezvoltării ghidurilor de lumină („țevi de fibre”).

Una dintre cele mai interesante metode de influențare a rocilor, care au criteriul „universalității”, este metoda de topire a acestora folosind contactul direct cu un vârf refractar - un penetrator. Progresele semnificative în crearea materialelor rezistente la căldură au făcut posibilă mutarea problemei topirii rocilor în domeniul designului real. Deja la o temperatură de aproximativ 1200-1300 °C, metoda de topire funcționează

în special în soluri afânate, nisipuri și gresii, bazalt și alte roci cristaline de subsol. În rocile sedimentare, forarea rocilor argiloase și carbonatice necesită aparent temperaturi mai ridicate.

Metoda de foraj prin fuziune face posibilă obținerea unei cruste vitroceramice destul de groasă, cu pereți interiori netezi pe pereții puțului. Metoda are un coeficient ridicat de energie de intrare în rocă - până la 80-90%. În acest caz, problema îndepărtării topiturii de pe față poate fi rezolvată, cel puțin în principiu. Ieșind prin canalele de evacuare sau pur și simplu curgând în jurul unui penetrator neted, topitura se solidifică și formează șlam, a cărei dimensiune și formă pot fi controlate. Butașii sunt transportați de un fluid care circulă deasupra garniturii de foraj și îi răcește vârful.

Primele proiecte și mostre de foraje termice au apărut în anii 60, iar cea mai activă teorie și practică a topirii rocilor a început să se dezvolte la mijlocul anilor 70. Eficiența procesului de topire este determinată în principal de temperatura suprafeței penetratorului și de proprietățile fizice ale rocilor și depinde puțin de proprietățile mecanice și de rezistență. Această împrejurare determină o anumită universalitate a metodei de topire în sensul aplicabilității acesteia pentru scufundarea diferitelor roci. Intervalul de temperatură de topire al acestor diferite sisteme poliminerale multicomponente se încadrează în general în intervalul 1200-1500 °C la presiunea atmosferică. Spre deosebire de metoda mecanică de distrugere a rocilor prin topire, odată cu creșterea adâncimii și temperaturii rocilor subiacente, eficiența acesteia crește.

După cum sa menționat deja, în paralel cu pătrunderea, pereții puțului sunt asigurați și izolați ca urmare a creării unui strat inelar sticlos impenetrabil. Nu este încă clar dacă va avea loc uzura stratului de suprafață al penetratorului, care sunt mecanismul și intensitatea acestuia. Este posibil ca forarea prin fuziune, deși la o viteză redusă, să poată fi efectuată continuu în intervalul determinat de proiectarea sondei. Acest design în sine, datorită fixării continue a pereților, poate fi simplificat semnificativ, chiar și în condiții geologice dificile.

Se pot imagina proceduri tehnologice asociate doar cu fixarea și izolarea pereților în serie cu găurirea unui puț folosind găurirea mecanică convențională. Aceste proceduri se pot aplica numai în

intervale care prezintă pericol din cauza posibilității diverselor complicații.

Din punct de vedere al implementării tehnice, este necesar să se asigure un conductor de curent la elementele de injecție ale penetratorului, similar celui utilizat în forajul electric.

3. Clasificarea sondelor

Puțurile pot fi clasificate în funcție de scopul lor, profilul trunchiului și filtrului, gradul de perfecțiune și designul filtrului, numărul de coloane de tubaj, amplasarea pe suprafața pământului etc.

Sondele se disting prin scop: de referință, parametrice, structural-căutare, explorare, petrol, gaz, geotermal, artezian, injecție, observație, special.

După profilul sondei și filtrului, există: verticală, înclinată, direcțională, orizontală.

Puțurile se disting după gradul de perfecțiune: super-perfect, perfect, imperfect în ceea ce privește gradul de deschidere a straturilor productive, imperfect în ceea ce privește natura deschiderii straturilor productive.

Pe baza designului filtrului, puțurile se clasifică în: nesusținute, susținute de o carcasă de producție, susținute de o fantă de inserție sau de filtru cu plasă, susținute de un filtru de pietriș-nisip.

Pe baza numărului de coloane din puț, se disting sondele: cu o singură coloană (doar coloana de producție), cu mai multe coloane (două, trei, p-coloană).

Sondele sunt clasificate în funcție de locația lor pe suprafața pământului: onshore, offshore și offshore.

Scopul sondelor de prospectare structurală este de a stabili (clarifica) tectonica, stratigrafia, litologia secțiunii de rocă și evaluarea posibilelor orizonturi productive.

Sondele de explorare sunt folosite pentru a identifica formațiunile productive, precum și pentru a delimita zăcămintele dezvoltate de petrol și gaze.

Extractive (exploatare) sunt destinate extragerii petrolului si gazelor din intestinele pamantului. În această categorie sunt incluse și puțurile de injecție, de evaluare, de observare și piezometrice.

Pompele de injecție sunt necesare pentru injectarea de apă, gaz sau abur în rezervor pentru a menține presiunea rezervorului sau pentru a trata zona din apropierea sondei. Aceste măsuri vizează prelungirea perioadei de producție de petrol în curgere sau creșterea eficienței producției.

Scopul puțurilor de evaluare este de a determina saturația inițială apă-ulei și saturația reziduală de petrol a formațiunii și de a efectua alte studii.

Fântânile de monitorizare și observare servesc la monitorizarea obiectului de dezvoltare, la studiul naturii mișcării fluidelor de formare și a modificărilor saturației de motorină a formațiunii.

Se forează puțuri de referință pentru a studia structura geologică regiuni mari pentru a stabili modelele generale de apariție a rocilor și a identifica posibilitățile de formare a zăcămintelor de petrol și gaze în aceste roci.

Întrebări de securitate:

1. Cum sunt clasificate puțurile?

2. Care sunt metodele cunoscute de forare puţuri?

3. Ce este găurirea cu laser? ?

Literatură

1. Bagramov R.A. Mașini de găurit și complexe: Manual. pentru universități. - M.: Nedra, 1988. - 501 p.

2. Basarygin Yu.M., Bulatov A.I., Proselkov Yu.M. Completare bine: manual. beneficiu pentru

universități - M: Nedra-Business Center SRL, 2000. - 670 p.

3. Basarygin Yu.M., Bulatov A.I., Proselkov Yu.M. Complicații și accidente în timpul forajelor petroliere

şi puţuri de gaze: Proc. pentru universități. - M.: Nedra-Business Center SRL, 2000. -679 p.

4. Basarygin Yu.M., Bulatov A.I., Proselkov Yu.M. Tehnologia de foraj de petrol și gaze

puţuri: Proc. pentru universități. - M.: Nedra-Business Center SRL, 2001. - 679 p.

5. Boldenko D.F., Boldenko F.D., Gnoevykh A.N. Motoare cu șuruburi de fund. - M.: Nedra,

Civilizația noastră a atins astăzi o înflorire fără precedent a științei și tehnologiei, în urma căreia avem șansa de a ne bucura de toate beneficiile ei. Cu toate acestea, acest lucru ar fi imposibil fără extragerea celui mai important lucru - forarea sondelor de petrol și gaze astăzi este cea mai importantă lucrare, care se desfășoară la scară globală pentru a reface resursele cheltuite pentru dezvoltarea de noi tehnologii.

Astăzi, explorarea geologică este supusă unor cerințe destul de ridicate cu privire la acuratețea determinării locațiilor de petrol și gaze, precum și la calcularea volumului estimat al acestora. Acest lucru se datorează, în primul rând, suficient cu mare cheltuială pentru instalarea de echipamente de înaltă tehnologie, unde forarea directă a puțurilor de petrol și gaze este destul de costisitoare. La urma urmei, la efectuarea acestei lucrări, există întotdeauna un risc mare ca calculele să fie eronate, drept urmare investitorul în compania industrială poate suferi pierderi semnificative.

Există mai multe modalități de a efectua operațiuni de foraj, dar cea mai optimă și rațională este cea care este folosită și în explorarea geologică a mineralelor. Este, de asemenea, utilizat pe scară largă în studii hidrogeologice, studii de cartografiere structurală a zăcămintelor de gaze și petrol. Datorită operațiunilor de foraj, se creează și mine de explorare și gropi de testare, datorită cărora din măruntaiele pământului pot fi extrase soluri de diferite orizonturi pentru a determina originea și posibilitatea utilizării în scopuri practice.

Forarea sondelor de petrol și gaze începe cu pregătirea locului corespunzător, precum și cu formarea de drumuri de acces convenabile. La instalarea unei stații de foraj în larg, există o tehnologie specială prin care se construiește o stație plutitoare, montată direct deasupra unui câmp de gaz sau petrol, după care, cu ajutorul unor elemente de fixare speciale, se instalează la locul potrivit și incepe sa functioneze. Dacă depozitele sunt situate pe o suprafață dură, atunci după prima etapă și îngroparea recipientelor pentru fluidul de spălare, acestea încep să colecteze direct instalația de petrol sau gaz.

Diagrama schematică Instalația de foraj include următoarele componente:

Direct turnul;

Clădire de foraj;

Mecanism de foraj;

Motor puternic cu ardere internă.

Tehnologia pentru forarea sondelor de petrol și gaze este următoarea schemă de lucru: în funcție de roca solului, coloana de foraj, axul și burghiul sunt setate la viteza de rotație corespunzătoare și o anumită sarcină axială. Rotindu-se și pătrunzând treptat în sol, coroana forează un fund inelar și formează un miez, care, la rândul său, umple țeava de miez. Folosind lichide speciale de spălat sau apă tehnică, este ulterior spălat și adus la suprafață. Toate forările de puțuri de petrol și gaze reprezintă un ciclu de lucru clar organizat, în care sistemele interacționează în mod clar între ele.

Este dificil să supraestimezi importanța globală industria petrolului și gazelor, deoarece fără materii prime de bază dezvoltarea ingineriei mecanice, industria chimică și metalurgia ar fi pur și simplu imposibilă. În condițiile epuizării treptate a câmpurilor existente, forarea puțurilor de petrol în locuri noi este foarte problemă de actualitate. Puteti fi siguri ca in urmatoarele decenii vom asista la aparitia unei noi game de platforme mari de foraj care va continua sa ofere civilizație modernă petrol și gaze.