Бурильная колонна (Рис.7) соединяет долото (забойный двигатель и долото) с назем-ным оборудованием (вертлюгом) и состоит из ведущей трубы 4, бурильных труб 8 и утяж-еленных бурильных труб (УБТ) 13. Верхняя часть бурильной колонны, представленная ве-дущей трубой 4, присоединяется к вертлюгу при помощи верхнего переводника 3 ведущей трубы и переводника вертлюга 2. Ведущая труба присоединяется к первой бурильной трубе 8 с помощью нижнего переводника 5 ведущей трубы, предохранительного переводника 6 и муфты бурильного замка 7. Бурильные трубы 8 свинчиваются при помощи бурильных зам-ков, состоящих из двух деталей (муфты бурильного замка 7 и ниппеля бурильного замка 9), или при помощи соединительных муфт 10. УБТ 12 и 13 непосредственно свинчиваются без применения каких-либо соединительных элементов. Верхняя УБТ присоединяется к буриль-ной трубе с помощью переводника 11, а нижняя УБТ 13 с помощью переводника 14 присое-диняется к долоту (при роторном бурении) или забойному двигателю с долотом (при тур-бинном бурении и при бурении с электробуром).
Бурильная колонна применяются для передачи вращения долоту при роторном буре-нии, подачи промывочной жидкости к турбобуру при турбинном бурении, создания нагруз-
ки на долото, подачи бурового раствора на забой скважины для охлаждения долота, для по-дъема на поверхность разрушенной горной породы, подъема и спуска долота, турбобура, электробура, грунтоноски и т.д.
Ведущая труба состоит из квадратной толстостенной штанги с прошитым или просве-рленным каналом, верхнего переводника ведущей трубы для соединения с вертлюгом и ни-жнего переводника ведущей трубы. Вращающий момент от ротора передается ведущей бу-рильной трубе (бурильной колонне) через вкладыши, вставляемые в ротор.
Бурильные трубы выпускаются следующих конструкций: а) с высаженными внутрь концами (рис.7, а); б) с высаженными наружу концами (рис.7, б); в) с приваренными сое-динительными концами.
 |
а б
Рис. 7. Бурильная колонна:
1-верхний переводник ведущей трубы; 2-переводник вертлюга; 3-переводник; 4-ведущая труба; 5-ниж-ний переводник ведущей трубы; 6-предохранительный переводник; 7-муфта бурильного замка; 8-бурильные трубы; 9-ниппель бурильного замка; 10-соединительные муфты; 11-переводник; 12, 13-утяжеленные буриль-ые трубы; 14-переводник.
Для соединения бурильных труб применяют различные замки (ЗШ, ЗН, ЗУ). Примене-ние бурильных замков для соединения бурильных труб не только ускоряет спускоподъ-емные операции, но и предотвращает преждевременный износ бурильных труб: при нали-чии замкового соединения ключами захватываются не бурильные трубы, а ниппель и муфта замка.
Утяжеленные бурильные трубы устанавливаются над долотом (турбобуром, электро-буром) в целях увеличения жесткости нижней части бурильной колонны. Применение УБТ позволяет создавать нагрузку на забой коротким комплектом соединенных между собой толстостенных труб, что улучшает условия работы бурильной колонны.
Изготовляются УБТ двух типов: гладкие по всей длине и с конусной проточкой для лучшего захвата их клиньями во время спуска и подъема бурильной колонны. Комплект утяжеленных труб имеет одну наддолотную трубу, имеющую на обоих концах внутреннюю замковую резьбу, и несколько промежуточных труб, снабженных на верхнем конце внут-ренней, а на нижнем - наружной замковой резьбой.
Переводники служат для соединения элементов бурильной колонны, имеющих раз-личные типы и размеры резьб.
Увеличение глубин скважин заставило изыскивать пути уменьшения веса бурильной колонны. Стальные бурильные трубы стали заменять бурильными трубами из алюминиевых сплавов.
КОНСТРУКЦИЯ СУВАЖИНЫ.
Скважина – это горная выработка (вертикальная или наклонная) круглого сечения,
глубиной от нескольких метров до нескольких километров, различного диаметра, сооружа-
емая в толще земной коры. Верхняя часть скважины называется устьем, нижняя – забоем, а
боковая поверхность – стволом скважины. Расстояние от устья скважины до забоя по оси
ствола скважины называется длиной скважины. Проекция длины на вертикальную ось на-
зывается глубиной скважины.
Скважины бывают нефтяные, газовые, газоконденсатные, нагнетательные, наблюда-
тельные, оценочные и т.д. Конструкция скважин должна отвечать следующим требовани-
ям:
1. Обеспечивать механическую устойчивость стенок ствола скважины и надежное ра-
зобщение всех (нефть, газ, вода) пластов друг от друга, свободный доступ к забою скважин
спускаемого оборудования, недопущение обрушения горных пород в стволе скважины.
2. Эффективную и надежную связь забоя скважины с продуктивным пластом.
3. Возможность герметизации устья скважины и обеспечение направления извлекае-мой продукции в систему сбора, подготовки и транспорта нефти и газа или нагнетания в пласт агента воздействия.
4. Возможность проведения в скважинах исследовательских работ, а также различных
геолого-технических и ремонтно-профилактических работ.
Устойчивость стенок ствола скважины и разобщение пластов друг от друга достигается
за счет бурения и спуска в скважину нескольких труб, называемых обсадными. Вначале сква-
жина бурится на глубину 50-100 метров, в нее спускается стальная труба d = 500 мм и более -направление. Пространство между наружной стенкой трубы и стенкой скважины заполняет-
ся специальным тампонажным цементным раствором под давлением с целью недопущения обвала верхних пород и перетоков между верхними пластами. Затем скважина бурится мень-
   |
|
шим диаметром долота на глубину 500-600 м, в нее спускается труба диаметром 249 - 273
мм и цементируется, как и направление, до устья. Эта колонна труб называется кондуктором и предназначена для предотвращения размыва верхних пластов, а также для создания канала для бурового глинистого раствора. После этого скважина бурится до прое-
ктного забоя. В нее спускается эксплуатационная колонна (стальная труба диаметром 146 -168 мм), а пространство между трубой и породой под давлением заполняется цементным ра-
створом до устья.Объем цементного раствора и давление его закачки определяется расчетом.
После затвердения цементного раствора (обычно 48 часов) в межтрубном пространстве меж-
ду наружной стенкой трубы и породой образуется цементный камень, который разобщает
пласты между собой.
В зависимости от характеристики залежи, ее пластового давления, геологического
разреза и др. конструкция скважин может быть одноколонной или многоколонной (двух или трех). Последняя колонна называется эксплуатационной.
После завершения бурения, спуска эксплуатационной колонны, ее цементации в
скважине в интервале нефтяного или газового пласта делаются сквозные отверстия через стальную трубу и цементный камень с помощью специальных перфораторов. После этого
скважина осваивается и вводится в эксплуатацию.
Скважина может быть с закрытым или открытым забоем. Открытый забой исполь-
зуется, когда продуктивный пласт сложен из плотных пород – карбонатных, известковых
или плотных песчаников. При открытом забое скважина бурится до кровли продуктивного
пласта, спускается эксплуатационная колонна и цементируется. Затем долотом меньшнго
диаметра через эксплуатационную колонну вскрывают продуктивный пласт. При этом не
требуется перфорация, т.к продуктивный пласт не перекрывается металлической трубой.
Если продуктивный пласт состоит из неустойчивых и слабосцементированных пес-
чаников или известняков, то забой скважины оборудуется закрытым. При этом скважина
бурится до проектной глубины (ниже на 15-20 м подошвы продуктивного пласта создается
зумпф), в нее спускается эксплуатационная колонна, которая цементируется, а затем дела-
ется перфорация продуктивных участков пласта для сообщения пласта с забоем скважины.
Если пласт представлен слабосцементированными песчаниками или алевролитами,
то продуктивный пласт можно вскрывать при открытом забое с последующим спуском филь-
тра-хвостовика. Фильтр представляется в виде отверстий в эксплуатационной колонне в ин-
тервале продуктивного пласта. В зависимости от назначения скважины бывают: опорные,
параметрические, поисковые, разведочные, эксплуатационные, нагнетательные, контрольные
(наблюдательные) и оценочные.