Пояснения к контрольной работе №1




МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

 

 

ПМ.01. Проведение буровых работ в соответствии с технологическим регламентом

по специальности 21.02.02 Бурение нефтяных и газовых скважин(базовой подготовки) (заочная форма обучения)

 

 

 

 

ОДОБРЕНО УТВЕРЖДАЮ
Цикловой комиссией Зам. директора по УР
нефтяных дисциплин _______ Л.С.Мавлявеева
Председатель ____ __________2014г.
_________А. Ю. Усманова  
____ __________2014г.  
   

Составитель:

Фазлыева Р. И., преподаватель ГАОУ СПО «Альметьевский политехнический техникум»

 

В предлагаемом пособии представлены методические указания по выполнению контрольных работ по ПМ.01. Проведение буровых работ в соответствии с технологическим регламентом. Методические указания по выполнению контрольных работ составлены в соответствии с рабочей программой профессионального модуля (базовой подготовки), утвержденной 05.09.2014г. и соответствуют требованиям федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования.

Пособие предназначено для студентов ССУЗ заочной формы обучения.

В электронном виде методические указания размещены на сайте техникума по адресу: almetpt.ru

 

Содержание

 

 

 

Введение……………………………………………..…………….............................4

Пояснения к контрольной работе №1……………………......................................5

Пояснения к контрольной работе №2......................................................................14

Список рекомендуемой литературы…………………….………………...............27

 

 


Введение

В соответствии с действующим учебным планом, при изучении данного модуля, каждый студент должен выполнять 3 домашние контрольные работы.

К выполнению домашней контрольной работы необходимо приступать только после изучения теоретического материала, согласно содержанию программы. При выполнении контрольной работы должны быть выполнены следующие условия: вариант контрольного задания определяется двумя последними цифрами шифра студента. Например: две последние цифры шифра 01 – вариант 1; 23 – вариант 23; 65 – вариант 5.

Контрольную работу следует выполнять в отдельной тетради. Ответы на теоретические вопросы и решение каждой задачи нужно начинать с новой страницы. Вопросы необходимо переписывать полностью. Ответы на них должны быть четкими и конкретными, содержать необходимые иллюстрации (схемы, графики, таблицы), ссылки на литературу. В конце контрольной работы дается список использованной литературы. После чего следует оставлять 1-2 страницы чистыми для написания рецензии.

Полностью выполненную работу студент должен сдать на заочное отделение для проверки.

Если работа не зачтена, то студент должен переделать ее и сдать на отделение повторно.

Зачтенная контрольная работа хранится у студента у студента и предъявляется на экзамене по данному предмету.

Если студент выполняет не свой вариант, работа возвращается без проверки.

По всем неясным вопросам, которые возникают в процессе изучения материала и выполнения контрольной работы, следует обратиться к преподавателю предметнику за консультацией.

Пояснения к контрольной работе №1

Теоретические вопросы

Таблица 1 – Номера вариантов и контрольных вопросов

Вариант Номера вопросов
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             

 

1. Понятие о скважине, ее элементы, классификация скважин по назначению.

2. Назначение, схема, устройство, принцип действия, основные параметры турбобуров.

3. Цели, сущность химической обработки буровых растворов. Классификация химических реагентов.

4. Контроль за положением ствола скважины в пространстве, применяемые приборы.

5. Схема, сущность технологии одноступенчатого цементирования.

6. Ловильный инструмент. Область применения.

7. Технологическая схема вращательного бурения.

8. Назначение, устройство, параметры вертлюгов.

9. Необходимость и сущность утяжеления буровых растворов. Характеристика утяжелителей, требования к ним.

10. Область применения наклонного бурения. Профили наклонных скважин.

11. Подготовительные работы перед цементированием. Оборудование, применяемое при цементировании.

12. Причины, предупреждение и ликвидация прихватов бурильной колонны.

13. Цикл строительства скважины.

14. Назначение, устройство, основные параметры вышек.

15. Приготовление буровых растворов. Оборудование для приготовления бурового раствора.

16. Ориентированный спуск инструмента в скважину.

17. Проверка качества цементирования.

18. Причины, предупреждение и ликвидация ГНВП.

19. Способы бурения. Сущность, преимущества и недостатки.

20. Трехшарошечные долота.

21. Причины, последствия и предупреждение самопроизвольного искривления ствола скважины.

22. Методы забойного ориентирования отклонителей.

23. Способы вскрытия продуктивных пластов.

24. Виды, причины и предупреждение аварий с обсадными трубами.

25. Выбор способа бурения.

26. Снаряды для колонкового бурения. Назначение и устройство.

27. Причины, признаки, предупреждение и ликвидация осложнений, вызывающих нарушение целостности стенок скважины.

28. Кустовое и многозабойное бурение.

29. Влияние бурового раствора на качество вскрытия продуктивного пластв.

30. Подготовка скважины к проведению геофизических работ.

31. Назначение и типы буровых установок (приводы буровых установок).

32. Технико-экономические показатели работы долот.

33. Причины, предупреждение, исследование и ликвидация поглощений бурового раствора.

34. Понятие о конструкции скважины. Выбор оптимальной конструкции скважины.

35. Цели и сущность опробования пластов в процессе бурения. Методы опробования пластов.

36. Методы освоения скважин.

37. Назначение, общее устройство и основные параметры буровых насосов.

38. Назначение, конструкции и типоразмеры бурильных труб.

39. Техника безопасности, охрана окружающей среды при ГНВП.

40. Понятие о режиме бурения и его параметрах. Разновидности режимов бурения.

41. Назначение, типы, основные характеристики обсадных труб.

42. Причины и классификация аварий.

43. Основные физико-механические свойства горных пород.

44. Назначение, конструкции и типоразмеры утяжеленных бурильных труб.

45. Требования и функции буровых растворов в процессе бурения.

46. Бурение скважин с промывкой забоя водой. Преимущества, недостатки и область применения.

47. Подготовка обсадных труб, скважины и бурового оборудования к спуску обсадной колонны.

48. Причины, предупреждение и ликвидация аварий с бурильными трубами.

49. Подготовительные работы к бурению скважины. Пусковая конференция.

50. Бурение скважин с продувкой воздухом или газом. Аэрированные буровые растворы, ПАВ.

51. Особенности разрушения горных пород на забое скважины.

52. Основные показатели свойств буровых растворов и методы их определения.

53. Технологическая оснастка обсадных колонн.

54. Причины, предупреждение и ликвидация аварий с долотами.

55. Назначение, элементы и типы оснастки талевой системы.

56. Лопастные долота.

57. Вспомогательные элементы бурильной колонны.

58. Растворы на углеводородной основе. Состав, свойства и область применения.

59. Спуск обсадных колонн в скважину.

60. Виды, причины, предупреждение и ликвидация аварий с долотами.

Задача 1

Провести расчет бурильной колонны на прочность. Исходные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Исходные данные.

Нормер варианта Глубина L, м Тип бурильных труб Диаметр бурильных труб, dб.т., мм Толщина стенки Δ, мм Нагрузка на долото Рдол, т Диаметр долота, Dд, мм Плотность бурового раствора, ρб.р., г/см3 Диа метр УБТС dубт, мм
    ТБПН       215,9 1, 1  
    ТБНК       215,9 1,11  
    ТБПН       215,9 1,12  
    ТБПН       215,9 1,13  
    ТБНК       215,9 1,14  
    ТБПН       215,9 1,15  
    ТБПН       215,9 1,16  
    ТБНК       215,9 1,17  
    ТБПН       215,9 1,18  
    ТБПН       215,9 1,19  
    ТБНК       215,9 1,2  
    ТБПН       215,9 1,21  
    ТБПН       215,9 1,22  
    ТБНК       215,9 1,23  
    ТБПН       215,9 1,01  
    ТБПН       215,9 1,02  
    ТБНК       215,9 1,03  
    ТБПН       215,9 1,04  
    ТБПН       215,9 1,05  
    ТБНК       215,9 1,06  
    ТБПН       215,9 1,1  
    ТБПН       215,9 1,2  
    ТБНК       215,9 1,12  
    ТБПН       215,9 1,13  
    ТБПН       215,9 1,14  
    ТБНК       215,9 1,15  
    ТБПН       215,9 1,16  
    ТБПН       215,9 1,17  
    ТБНК       215,9 1,18  
    ТБПН       215,9 1,19  

 

Пояснения к задаче 1.

При бурении ротором необходимо увеличить жесткость низа бурильной колонны за счет установки УБТ.

Расчет УБТ сводится к их определению диаметра и длины.

Диаметр определяют исходя из условий обеспечения наибольшей жесткости сечения в данных условиях бурения, а длину – исходя из нагрузки на долото.

Для выбора и расчета бурильного инструмента необходимы следующие данные:

- осевая нагрузка на долото для различных типов долот (Рд);

- плотность бурового раствора (ρб.р.);

- длина скважины (L);

- диаметр эксплуатационной колонны (Dэ.к.);

- диаметр бурильных труб (Dб.т.).

 

Определяем необходимую длину УБТ , м

, (1)

где - нагрузка на долото, кH (1 кг = 10 Н);

- вес 1 метра УБТ, кг/м (см. Приложение табл. 3 или Калинин стр. 233, табл. 8.10);

- плотность бурового раствора, г/см3;

- плотность металла труб, =7,85г/см3.

Проверим верхнюю часть бурильной колонны на прочность. Здесь действуют наибольшие растягивающие усилия и напряжения кручения.

Условие прочности для верхней части бурильной колонны с учетом установки УБТ, записывается так:

(2)

где (3)

где - растягивающая нагрузка, при которой напряжение в теле трубы достигает предела текучести, МПа (см. Приложение табл. 4 или Элияшевский, стр. 47).

- коэффициент запаса прочности бурильных труб – 1,15

Определим наибольшие напряжения растяжения , МПа

(4)

где Q – вес на крюке, МН;

F – площадь поперечного сечения бурильных труб, см2;

КП – коэффициент прихватов – 1,25.

- вес 1 метра бурильных труб, г/см3 (Элияшевский, стр. 47).

где dн– наружний диаметр бурильных труб, см;

dвн– внутренний диаметр бурильных труб, см.

Определим напряжение кручения: , МПа

где - скорость вращения стола ротора на определенной скорости – 65 об/мин;

- полярный момент сопротивления бурильных труб вращения, см2;

- коэффициент динамичности – 1,8.

N – общая мощность, кВт.

где - мощность, затрачиваемая на разрушение горной породы долотом, кВт;

- мощность, затрачиваемая на холостое вращение бурильной колонны, кВт.

где к – коэффициент крепости пород – 5,56.

Полученные значения подставляем в формулу и проверяем, соблюдается ли условие прочности в верхней части бурильной колонны.

Проверяем нижнюю часть бурильной колонны на прочность

(12)

(13)

где σ1 – общее напряжение, МПа;

σсж – напряжение сжатия, МПа;

σизг – напряжение изгиба, МПа.

где - возможная стрела прогиба бурильного замка, см;

I – экваториальный момент инерции площади поперечного сечения тела трубы, см4 (Элияшевский, стр. 50-54).

-осевой момент сопротивления вращению высаженного конца бурильных труб, см3;

- длина полуволны, возникающая в нижней части бурильной колонны от действия центробежных сил и нагрузки на долото, см.

где dд – диаметр долота, см;

dз – диаметр замка, см(Элияшевский, стр. 50-54).

где - угловая скорость бурильной колонны.

(18)

Определим напряжение кручения , МПа

где - мощность, затрачиваемая на разрушение горной породы долотом, кВт;

- мощность, затрачиваемая на холостое вращение бурильной колонны, кВт.

Полученные значения подставляем в формулу и проверяем, соблюдается ли условие прочности в нижней части бурильной колонны.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ.

 

Таблица 3. Основные размеры и масса УБТ (Калинин стр. 233, табл. 8.10)

Шифр Наружный диаметр, мм Внутренний диаметр, мм Длина, м Масса 1 м трубы, кг/м   Резьба
УБТ-95 УБТ-108 УБТ-146 УБТ-178 УБТ-203 УБТ-219 УБТ-245 УБТС2-120 УБТС2-133 УБТС2-146 УБТС2-178 УБТС2-203 УБТС2-229 УБТС2-254 УБТС2-254 УБТС2-273 УБТС2-273     6; 8 6; 8 6; 8 8; 12 8; 12   З-77 З-88 З-121 З-147 З-171 З-171 З-201 З-101 З-108 З-121 З-147 З-161 З-171 З-201 З-201 З-201 З-201
Примечания. 1. УБТ (горячекатаные) поставляются без проточки под элеватор, УБТС – с проточкой под элеватор. 2. УБТ изготавливаются из стали групп прочности Д и К, УБТС – из стали 40ХН2МА или 38ХН3МФА.

 

Таблица 4 - Группы прочности стальных бурильных труб.

 

Группа прочности стали Д К Е Л М Р Т
Предел текучести, МПа              
Временное сопротивление, МПа              

Контрольная работа №2

Задача 2

Выберите конструкцию вертикальной нефтяной скважины: количество, глубины спуска, диаметры обсадных колонн, диаметры долот, высоту подъема цементного раствора за колоннами. Исходные данные приведены в таблице 5.

 

Задача 3

По исходным данным и результатам решения задачи 1 и 2 произведите расчет одноступенчатого цементирования эксплуатационной колонны.

Дополнительные данные: водоцементное отношение m=0,5; плотность сухого цемента ρсух.ц.=3,15 г/м3; высота цементного стакана h=20 м; средняя толщина стенки эксплуатационной колонны Δ=8 мм; коэффициент кавернозности скважины k=1,16.

При решении задач измерения величин принимаются в Международной системе (СИ).

 


Варианты Диаметр эксплуатационной колонны dэ.к. Глубина скважины, м Характеристика зон совместимых условий бурения Плотность бурового раствора
Зона 1 Зона 2 Зона 3
Интервал H1, м Минимальное пластовое давление Рпл, МПа Минимальное давление гидроразрыва Ргр, МПа Интервал H1, м Минимальное пластовое давление Рпл, МПа Минимальное давление гидроразрыва Ргр, МПа Интервал H1, м Минимальное пластовое давление Рпл, МПа Минимальное давление гидроразрыва Ргр, МПа
                        1,11
      0..300 3,1 4,5 300..1800 22,8 26,8       1,12
      0..400 4,2   400..1200 12,6   1200..2450 30,2 35,4 1,13
      0..350 3,7 4,8 350..1900 22,4 27,3       1,14
      0..450 4,6 7,2 450..1300   17,7 1300..2500 28,9 32,4 1,15
      0..400 4,3 5,5 400..2000 23,1 28,4       1,16
      0..500 5,9 7,5 500..1400 16,8 20,8 1400..2550 31,8 36,4 1,17
      0..450 5,2 7,6 450..2050 25,6 28,7       1,18
      0..550 6,2 8,1 550..1450 18,2 21,2 1450..2600 33,5 37,1 1,19
      0..500 5,3 7,5 500..2100 24,6 30,8       1,2
      0..600 6,9   600..1500 18,3 22,3 1500..2650 33,8 38,4 1,11
      0..270 2,8 3,5 270..1800   26,8       1,12
      0..370 3,8   370..1200 12,6   1200..2450 27,2 30,4 1,13
      0..170 1,7 2,7 170..1900 22,4 25,3       1,14
      0..470 5,0 6,8 470..1300   16,7 1300..2500 27,9 31,4 1,15
      0..420 4,2 5,5 420..2000 22,1 27,4       1,16
      0..520 5,9 7,5 520..1420 14,8 20,8 1420..2550 26,5   1,17
      0..400 4,2 7,6 400..2050 22,6 25,7       1,18
      0..500 5,0 8,1 500..1400 15,2 19,2 1400..2600 29,6 34,1 1,19
      0..300 2.9 5,5 300..2100 23,6 29,8       1,2
      0..200 2,0 4,1 200..1500 15,3 20,3 1500..2400 27,8 31,4 1,11
      0..150 1,6 2,8 150..1600 18,6 21,8       1,12
      0..300 4,7   300..1200 13,6   1200..2200 26,2   1,13
      0..250 2,5 4,8 250..1800 19,4 26,3       1,14
      0..450 5,3 7,2 450..1300 13,7 17,7 1300..2450 26,5 31,4 1,15
      0..400 4,6 5,5 400..2100 24,1 28,4       1,16
      0..500 5,9 7,5 500..1400 15,8 19,8 1400..2700 31,8 36,4 1,17
      0..450 4,7 6,6 450..2050   28,7       1,18
      0..550 6,2 8,1 550..1450 16,2 21,2 1450..2600   37,1 1,19
      0..500 5,2 7,5 500..2100 24,6 30,8       1,2
      0..600 6,9   600..1500   22,3 1500..2650   38,4 1,1

Пояснения к задаче 2

Для выбора числа обсадных колонн используется совмещенный график изменения пластового, давления гидроразрыва пород и гидростатического давления столба промывочной жидкости, построенный на основании исходных данных в координатах глубина – эквивалент градиента давления. Под эквивалентом градиента давления понимается плотность жидкости, столб которой в скважине на глубине определения создает давление, равное пластовому или давлению гидроразрыва.

Для решения задачи совмещенный график давления строить не следует, так как в условии задачи уже даны интервалы зон совместимых условий бурения.

Количество зон равно количеству зон совместимых условий бурения.

Глубина спуска обсадных колонн принимается на 10-20 м выше окончания зоны совместимых условий.

По техническим правилам ведения работ при строительстве скважин и требованиям охраны недр и окружающей среды подъем цемента за колонной осуществляется до устья.

Выбор диаметров обсадных колонн и диаметров долот осуществляется снизу вверх, начиная с эксплуатационной колонны. Диаметр эксплуатационной колонны зависит от способа заканчивания скважины, условий ее эксплуатации и задается заказчиком на буровые работы.

Рассчитываем эквивалент градиента пластового давления

где Рпл – пластовое давление данного интервала, МПа;

Н – глубина (интервал), м.

Рассчитываем эквивалент градиента давлений гидроразрыва пласта

Определим диаметр долота для бурения под выбранную обсадную колонну , мм

[мм] (3)

где Dкол.по муфте – диаметр колонны по муфте, мм (таблица 8);

Δ – зазор между долотами стенкой скважины, мм (таблица 6).

Величина зазора Δ зависит от диаметра и типа соединений обсадных труб и профиля скважины, сложности геологических условий, гидродинамических давлений при бурении и креплении, интервала выхода из под башмака предыдущей колоны (таблица 6).

Таблица 6 - Зазор между обсадной колонной и стенкой скважины.

Диаметр обсадной трубы, мм Зазор, мм
114-127 7-10
140-168 10-15
178-194 15-20
219-245 20-25
273-299 25-35
324-351 30-40
> 377 40-50

 

По ГОСТ 20692-75 принимают ближайший диаметр долота Dэ.к. (таблица 7).

Таблица 7 – Размеры долот

Номинальный диаметр долота, мм Высота долота, мм Номинальный диаметр долота, мм Высота долота, мм
46,0   200,0  
59,0   212,7  
76,0   215,9  
93,0   222,3  
97,0   242,9  
98,4   244,5  
112,0   250,8  
118,0   269,9  
120,6   295,3  
132,0   304,8  
139,7   311,1  
146,0   320,0  
151,0   349,2  
161,0   374,6  
165,1   393,7  
171,4   444,5  
187,3      
190,5      

 

Диаметры промежуточных обсадных колонн, кондуктора и направления Добс.к.выбираются в соответствии с величиной кольцевого зазора между обсадной колонной и спускаемым долотом.

Диаметр обсадной колонны выбирают по ГОСТ 632-80 (таблица 8).

Таблица 8 – Размеры труб с номинальной длиной резьбы

Условный диаметр трубы Труба Муфта
Наружный диаметр D Толщина стенки s Внутренний диаметр d Масса 1 м, кг Наружный диаметр D н Длина L м Масса, кг
  114,3 5,2 103,9 14,0 127,0 (133,0)   3,7 (5,2)
5,7 102,9 15,2
6,4 101,5 16,9
7,4 99,5 19,4
8,6 97,1 22,3
  127,0 5,6 115,8 16,7 141,3 (146,0)   4,6 (6,3)
6,4 114,2 19,1
7,5 112,0 22,1
9,2 108,6 26,7
  139,7 6,2 127,3 20,4 153,7 (159,0)   5,2 (7,0)
7,0 125,7 22,9
7,7 124,3 25,1
9,2 121,3 29,5
10,5 118,7 33,6
  146,1 6,5 133,1 22,3 166,0   8,0
7,0 132,1 24,0
7,7 130,7 26,2
8,5 129,1 28,8
9,5 127,1 32,0
10,7 124,7 35,7
  168,3 7,3 153,7 29,0 187,7   9,1
8,0 152,3 31,6
8,9 160,5 35,1
10,6 147,1 41,2
12,1 144,1 46,5
  177,8 5,9 166,0 24,9 194,5 (198,0)   8,3 (10,0)
6,9 164,0 29,1
8,1 161,6 33,7
9,2 159,4 38,2
10,4 157,0 42,8
11,5 154,8 47,2
12,7 152,4 51,5
  193,7 7,6 178,5 35,0 215,9   12,2
8,3 177,1 38,1
9,5 174,7 13,3
10,9 171,9 49,2
12,7 168,3 56,7
  219,1 6,7 205,7 35,1 244,5   16,2
7,7 203,7 40,2
8,9 201,3 46,3
10,2 198,7 52,3
11,4 196,3 58,5
12,7 193,7 64,6
  190,7 71,5
  244,5 7,9 228,7 46,2 269,9   17,9
8,9 226,7 51,9
10,0 224,5 58,0
11,1 222,3 63,6
12,0 220,5 68,7
13,8 216,9 78,7
  273,1 7,1 258,9 46,5 298,5   20,7
8,9 295,3 57,9
10,2 252,7 65,9
11,4 250,3 73,7
12,6 247,9 80,8
13,8 245,5 88,5
15,1 242,9 96,1
16,5 240,1 104,5
  298,5 8,5 281,5 60,5 323,9   22,5
9,5 279,5 67,9
11,1   78,3
12,4 273,7 87,6
14,8 268,9 103,5
  323,9 8,5 306,9 66,1 351,0   23,4
9,5 304,9 73,6
11,0 301,9 84,8
12,4 299,1 95,2
14,0 295,9 106,9
  339,7 8,4 322,9 68,5 305,1   25,5
9,7 320,3 78,6
10,9 317,9 88,6
12,2 315,3 98,5
13,1 313,5 105,2
14,0 311,7 112,2
15,4 308,9 123,5
  351,0 9,0 333,0 75,9 376,0   29,0
10,0 331,0 81,1
11,0 329,0 92,2
12,0 327,0 100,3
  377,0 9,0 359,0 81,7 402,0   31,0
10,0 357,0 90,5
11,0 355,0 99,3
12,0 363,0 108,0
  406,4 9,5 387,4 93,2 431,8   35,9
11,1 384,2 108,3
12,6 381,2 122,1
16,7 373,0 160,1
  426,0 10,0 406,0 102,7 451,0   37,5
11,0 404,0 112,6
12,0  


Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: