Рекомендации к выполнению отдельных разделов проекта

Министерство образования российской федерации

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсового проекта по курсу

"Технология бурения глубоких скважин"

для студентов специальности 0908

 

 

Тюмень, 2003

Утверждено редакционно-издательским советом

Тюменского индустриального института имени Ленинского комсомола

 

Составитель: к.т.н., доцент кафедры бурения Кулябин Г.А.

 

 

Ó Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2003

Общие положения

1.1. Цели курсового проектирования:

- углубление и закрепление знаний, полученных студентами после слушания лекций, прохождения практических и лабораторных занятий и производственной практики;

- выбор и отработка методик расчетов, связанных с углублением скважин;

- закрепление навыков самостоятельной работы с технической литературой по специальности;

- выявление индивидуальных интересов и творческих способностей студента;

- подготовка к дипломному проектированию.

Каждый студент получает задание на курсовое проектирование перед первой производственной практикой. Одновременно с прохождением этой практики студент обязан собрать на месте практики всю информацию и материалы для квалифицированного решения поставленной задачи, руководствуясь методическими указаниями и консультациями руководителей практики и проекта. Систематические консультации в течение семестра позволяют выполнить проект на достаточно высоком уровне и представить его к защите в установленный срок.

При выполнении проекта студенту представляется возможность проявить свои творческие способности - разработать новые технологические решения и практические мероприятия по внедрение новой техники и технологии бурения.

1.2. Рекомендуемый объем и план выполнения проекта.

1.2.1. Курсовой проект должен состоять из расчетно-пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка включает следующие разделы: введение, геологическую часть, техническую часть. Объем записки составляет 50-55 страниц рукописного текста. Примерное соотношение отдельных разделов от общего объема записки: введение 1...2%, геологическая часть - 10…12%, техническая часть - 86...89%.

1.2.2. Рекомендуемое содержание проекта (образец оглавления или содержания):

 

 

Оглавление

		стр.
Введение............................................……………………………………………
1.	Геологическая часть..............................……………………………………
2.	Техническая часть................................…………………………………….
	2.1. Анализ состояния техники и технологии бурения скважин на месторождении....................………………………………………………..
	2.2. Выявление вида и зон осложнений...........…………………………...
	2.3. Конструкция скважин.........................………………………………...
	2.4. Тип и свойства продавочной жидкости........………………………...
	2.5 Анализ физико-механических свойств горных пород разреза ……...
	2.6. Разделение геологического разреза скважины на интервалы по буримости..................……………………………………………………….
	2.7. Выбор типа долота и его промывочного узла....……………………..
	2.8. Выбор способа бурения.......................………………………………..
	2.9. Обоснование компоновки бурильной колонны....…………………...
	2.10. Проектирование режима бурения...............…………………………
	2.10.1. Расчет осевой нагрузки на долото..........………………………….
	2.10.2. Расчет максимальной величины давления на выкиде бурового насоса....................…………………………………………………………...
	2.10.3. Проектирование расхода промывочной жидкости ………………
	2.10.4. Расчет частоты вращения долота..........…………………………...
	2.11. Расчет гидродинамической мощности буровых насосов, их типа и количества, корректировка расхода промывочной жидкости..................
	2.l2. Выбор забойного двигателя...................……………………………..
	2.13. Расчет диаметра насадок долот...............……………………………
	2.14. Расчет бурильной колонны на прочность.......……………………...
	2.15.Проектирование профиля скважин..............…………………………
	2.16.Выбор буровой установки.....................……………………………...
	2.17.Мероприятия по технике безопасности при углублении скважины и СПО и по охране природы....……………………………………………
Литература………………………………………………………………………..

 

1.2.3. Примечания к плану.

Рекомендуемый план выполнения проекта может быть откорректирован руководителем проектирования совместно со студентом.

- По цифрам, указывающим страницы параграфов в образце оглавления, нетрудно определить примерный объем соответствующего параграфа (раздела). Соответствующая подготовка позволяет сократить объем записки до 45 страниц.

- "Оглавление" располагают после названия, a "Содержание" - после списка литературы.

1.3. Выполнение и оформление проекта.

1.3.1. Курсовой проект должен состоять из расчетно-пояснительной записки и графической части. Текст записки ведется от 1 лица множественного числа с соблюдением всех правил русского языка и норм ЕСКД. При написании записки разрешается пользоваться только общепринятыми сокращениями.

Первый лист пояснительной записки, начальные листы разделов (глав) и геолого-технический наряд (ГТН) должны содержать основную надпись (штамп) по норме 2 ГОСТ 2.104-68.

Пояснительная записка к курсовому проекту должна быть написана черными, синими или фиолетовыми чернилами на одной стороне листа стандартного формата. Изложение пояснительной записки должно быть кратким, но исчерпывающим. Так в пояснительной записке не должно быть описаний общеизвестных положений, определений (например, не надо писать для чего служит УБТ, что такое турбобур или реактивный момент и т.п.) не приводятся также общеизвестные справочные характеристики оборудования, если они не применяются для анализа, сравнения и др.

1.3.2. При выполнении п.п.2.6, 2.7. и 2.10 - 2.13 в первую очередь необходимо выбрать методику или метод проектирования раздела или параметра.

При расчетах в тексте сначала кратко ставится цель определения параметра или комплекса параметров делается ссылка, на литературный источник, из которого взята методика расчетов, приводится формула в символах, затем расшифровываются символы и одновременно (по возможности) принимаются величины промежуточных параметров. Если необходимо, то производятся промежуточные расчеты (со ссылкой на первоисточник). Когда определены числовые значения параметров в формулах, приводят числовой расчет без промежуточных вычислений.

Все исходные величины в расчетных формулах должны быть обоснованы путем обработки соответствующего материала, а также изучения литературы или известных рекомендаций (в последнем случае необходима ссылка на литературу) Если выбор или расчет величины произведен в другом разделе, то следует сделать ссылку на этот раздел. При использовании одной и той же формулы в разных разделах не следует ее повторно записывать в общем виде. Достаточно указать страницу, где она записана впервые, или ее порядковый номер. Порядковый номер формулы записывается в круглых скобках у правого края листа: между формулой и ее номером может стоять только размерность.

Если какая-либо формула используется несколько раз, достаточно произвести подстановку числовых значений только одни раз, затем пояснив, что вычисления производятся аналогично, приводя исходные данные к последующим расчетам и результаты этих расчетов (обычно в виде таблиц).

При этом следует помнить, что каждый раздел должен начинаться с текста, и по мере необходимости сопровождаться таблицами, рисунками и расчетами, которые в проекте производятся с применением системы СИ.

1.3.3. Примеры оформления текста, рисунков, таблиц и литературы.

1.3.3.1. Текст с формулой для расчета:

"2.9.2. Определяем массу одноразмерной бурильной колонны из труб диаметром 127 мм с толщиной стенки 9 мм":

(2.1)

где: Q - масса бурильной колонны, кг;

q - масса одного метра бурильных труб, кг/м;

l- длина колонны, м.

Если какая-либо величина, входящая в формулы, известна, то расшифровка буквенных величин производится следующим образом:

, (2.1)

где: Q - масса бурильной колонны, кг;

q = 30 кг/м - масса одного метра бурильных труб [15];

l = 2000 м - длина колонны.

После расшифровки в формулу вместе букв подставляют числовые значения без указания размерности. Размерность пишется только после результатов вычисления. Ранее расшифрованные величины повторно не расшифровываются, поэтому нельзя обозначать одну и ту же величину по-разному.

Записывая формулу или числовую величину, либо приводя какое-либо положение, заимствованное из литературного источника, необходимо в квадратных скобках указать его порядковый номер в списке литература. Например "согласно рекомендациям работы [24]", что соответствует работе, приведенной в списке литературы:

24. Потапов В.Ф., Матвеева А.М., Маханько В.Д. и др. Проектирование режимов турбинного бурения. - M.: Недра, 1974.- 240с.

Ссылки на литературные источники делаются и в тех случаях, когда из них взяты схемы, рисунки, рецептуры, рекомендации и др. Причем описок литературы в основной составляют согласно последовательности упоминания источника в тексте записки. В список литературы включаются учебники, справочники, монографии, статьи, отчеты, каталоги, ГОСТы, нормали, инструкции, а также учебные пособия, курсы лекций, методические разработки и указания институтов. Основной литературой принято считать первые 4 источника, остальные - в качестве дополнительной.

1.3.3.2. Если раздел состоит из нескольких глав, то порядок обозначения рисунков, таблиц, формул должен быть следующим:

- 2. Техническая часть;

- 2.3. Выбор конструкции скважины;

- Рис.2.4.; таблица 2.5, для формул - (2.6), где 2 - номер раздела (главы), цифры 4; 5; б - порядковые номера рисунков, таблиц, формул.

Все рисунки (схемы, графики, фотографии и т.д.) должны иметь подрисуночную надпись, а таблицы пронумерованы и озаглавлены, например:

 

Рис.2.5. Схема турбобура:

1 - статор турбобура; 2 - ротор;

3, 4 - радиальные и осевая опоры, соответственно.

Таблица 2.4.

Характеристики УБТС-2 для принятой компоновки бурильной колонны

Диаметр, мм	Масса 1м гладкой трубы, кг	Длина, м	Предел текучести, МПа
наружный	внутренний
		156,0 214,6

 

1.3.3.3. Рисунки в проекте (по тексту) рекомендуется выполнять на стандартной бумаге, кальке или на миллиметровой бумаге тушью или пастой. Демонстрационные рисунки, схемы, чертежи могут выполняться в карандаше, черной тушью или с раскраской узлов, деталей и др. ГТН выполняется по стандартной форме [1] на листе ватмана формата 24 карандашом или тушью (при включении ГТН в записку - на кальке или плотной бумаге). Форму ГТН можно брать согласно приложению 3.

1.3.4. Анализ технологических процессов, обработку промысловых материалов следует проводить по возможности в краткой форме, но корректно, со ссылкой на метод обработки или на первоисточник.

При выполнении проекта обязательна творческая работа с литературными источниками, с лекционным материалом, с промысловыми данными, с методическими разработками при обязательном контакте с руководителем проектирования. Причем до 40...60% времени может быть затрачено на разделы 2.1, 2.5, 2.7, 2,10, 2.11 и 2.13 рекомендуемого плана выполнения проекта. Для случая бурения с гидравлическими забойными двигателями рекомендуется разработка [2], а при электробурении - работы [3, 4].

Перед выполнением данного проекта студенту необходимо оценить возможности использования для проекта собранной на практике промысловой информации и необходимый объем проработки литературных источников и совместно с руководителем проектирования принять рабочий план выполнения проекта.

1.3.5. Задание по курсовому проектированию подшивается между титульным листом и оглавлением.

Пояснительная записка должна быть заключена в обложку из картона или ватмана и прочно сшита нитками или скрепками. Титульный лист выполняется тушью печатным шрифтом. Форма титульного листа приведена в приложения 1.

Курсовой проект сдается на проверку переписанный начисто. Все замечания руководителя, сделанные в тексте пояснительной записки, исправляются студентом на оборотной стороне листа.

1.4. Порядок защиты курсового проекта.

Защита курсового проекта производятся перед комиссией, созданной кафедрой. В комиссии участвует 2-3 преподавателя кафедры с участием руководителя проекта и в присутствии всех желающих студентов,

Защита курсового проекта состоит в кратком докладе (5…10 минут) студента и в ответах на заданные ему вопросы. В докладе студент сообщает, какая задача била поставлена при проектировании, дает обоснование принятых методов решения и приводит полученные результаты отдельно по каждому расчету. Вопросы студенту могут задаваться не только членами комиссии, но и присутствующими студентами. Проект с учетом качества его выполнения, доклада и ответов на вопросы оценивается дифференцированной оценкой.

Рекомендации к выполнению отдельных разделов проекта

2.1. Введение.

Во введении коротко освещаются задачи буровых организаций в увеличении добычи нефти и газа в районе бурения (например, в Тюменской области), освещаются пути повышения эффективности буровых работ, приводятся следующие сведения:

- область (край, республика)..............………….…...

- месторождение (или площадь).......……………….

- организация, осуществляющая бурение...….......…

- назначение скважины........…………....................…

- проектный горизонт.........……………..................…

Здесь также ставятся основные задачи и цель выполнения курсового проекта.

2.2. Геологическая часть.

Материалы собираются на практике в основном в геологическом отделе предприятия. В проекте коротко освещаются вопросы нефтегазоносности, водоносности, тектоники, осложнений и более подробно - вопросы литологии. После текста общего плана материал лучше оформить в виде таблиц (например, согласно приложения 2), предварительно указав источник информации.

В этом разделе можно решить вопрос о возможных и фактических осложнениях в скважине в процессе ер углубления.

2.3. В разделе "Анализ состояния техники и технологии бурения скважин в районе строительства скважин" приводятся метод анализа и результаты анализа промысловой информации о работе наземного и скважинного оборудования для углубления скважин, об эффективных параметрах режима бурения, компоновке бурильного инструмента и технологии проводки скважины в заданном направлении, позволяющих повысить проходку на долото и механическую скорость проходки.

2.4. Выявление зон (интервалов) осложнений в скважине. Здесь представляется материал результатов обработки промысловых данных.

2.5. Конструкция скважины. Конструкция в основном принимается по промысловым данным. Возможно уточнение диаметров долот для бурения скважины под каждую обсадную колонну. Поясняется необходимость в принятой конструкции скважины [5, стр.90-927].

2.6. Тип и свойства проявочной жидкости. Тип и параметры промывочной жидкости принимаются по данным, привезенным студентом из района практики (можно привлечь результаты выполнения курсовой работы по курсу "Промывочные жидкости"). Материал можно представить в виде таблиц и коротко пояснить необходимость принятых величин параметров промывочной жидкости.

2.7. Анализ физико-механических свойств горных пород разреза. При анализе физико-механических свойств горных пород в первую очередь необходимо определить твердость пород по штампу (Р_ш), категории их твердости и абразивности, подготовить данные к разделению геологического разреза скважин на интервалы условно одинаковой буримости, к определению времени контакта (t_к) вооружения долота с забоем необходимого для объемного разрушения пород. Для анализа следует использовать материалы, приведенные в "геологической части" проекта и работ [1; 2; 6. табл. 10.1, 12.6].

2.8. Разделение разреза скважины на интервалы по буримости. Разделение геологического разреза, скважины на интервалы условно одинаковой буримости пород можно провести с использованием известных (но обоснованных) рекомендаций (например, по данным работы [7]) или самостоятельно по твердости пород с уточнением с помощью известных рекомендаций. После разделения разреза на интервалы по буримости необходимо определить средне - взвешенные по интервалам величины Р_ш, t_к и категории твердости (К_т) и абразивности (Ка) пород. Необходимо отметить, что от точности определения Р_ш, t_к, К_т и К_а- зависит качество режима бурения скважин, запроектированного в записке. Для разделения разреза на интервалы можно использовать метод приведенный в указаниях [8].

2.9. Выбор долот и типа их промывочных узлов.

Выбор типа долот следует начинать с рекомендаций ВНИИБГ [1, 9], учитывающих твердость и абразивность горных пород. Затем на основании обработки данных о работе долот на данной площади с использованием рекомендаций, полученных при испытании новых долот, выбрать наиболее эффективные долота для бурения скважины в каждом интервале условно одинаковой буримости. В качестве базовых скважин желательно выбирать опорно-технологические или такие, на которых проводились исследования по режиму бурения, по испытанию долот и т.д.

Оценить эффективность работы долота для каждого рейса следует по критерию минимума стоимости метра проходки (h_д)

, (2.1)

где: Т_б - время механического бурения за рейс, ч;

Т_сп - время спуско-подъемных операций и наращивания, усредненное для данного интервала по буримости, ч.

Его берут из суточных рапортов и индикаторных диаграмм как среднее арифметическое или расчитывают по нормам [10] для средней глубины характерного интервала по буримости;

Т_п - продолжительность подготовительно-заключительных работ отнесенных на один рейс, ч (берется из тех же источников, что и Т_сп);

С_в - сметная стоимость одного часа работы установки по затратам, зависящим от времени, скорректированная по фактической коммерческой скорости руб./м;

С_д - стоимость долота с районной надбавкой, руб. (С_в и С_д необходимо взять в плановом отделе УБР или НРЭ).

Окончательный выбор типоразмеров долот для разбуривания каждого интервала бурения делают на основании результатов анализа их работы в конкретных условиях. При прогнозировании работы долот возможный технологический эффект можно оценивать по данным, полученным из опыта бурения в других районах со сходными теологическими условиями.

Ввиду громоздкости работ по сбору и обработке промысловых данных по отработке долот с целью выбора эффективного типа долота для бурения скважин в интервалах одинаковой буримости пород в данном курсовом проекте допускается выбор типа долота согласно классификационным таблицам соответствия (КТС) типа шарошечных долот свойствам горных пород [1, табл.8]. Для этого достаточно на эталонной таблице отложить найденные выше для определенного интервала бурения значения К_т, и К_а и найти требуемый тип долота, а затем уточнить модель долота на основе анализа промысловых данных раздела 2.1 рекомендуемого плана к выполнение проекту. Тип долота можно выбрать, используя обобщенные КТС [1, табл.7]. В этом случае необходимо строить фактические гистограммы процентного содержания пород с различными значениями К_т и К_а и,. сравнивая их (гистограммы) с эталонными, находить требуемый тип долота.

Тип промывочного узла долот выбирают по промысловым материалами, информации литературных источников [11, 12, 13] и др. Наиболее эффективно применять центральные насадки, насадки с вибрирующей струей, выходящей из насадок, две боковые насадки, приближенные к забою при отсутствии третьего бокового промывочного узла (для свободного выхода шлама из - под долота).

При этом стенки скважины не будут разрушаться от воздействия встречных: потоков жидкости, движущейся на забой и с забоя [11].

2.10. Выбор способа бурения.

При курсовом проектировании целесообразно выбрать способ бурения согласно рекомендаций работы [2], т.е. выявить условия способствующие эффективному применению одного из способов вращательного бурения, определить частоты вращения долота (n), обеспечивающие необходимые величины (t_к) в каждом интервале одинаковой буримости (n_t).

Если тип долота обоснован до выбора способа бурения, то при выборе способа бурения можно ориентироваться на частоты вращения долота рекомендованные ВНИИБТ на основания обобщения промысловой и литературной информации (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Тип долота	Рекомендуемый диапазон изменения частоты вращения долота, об/мин,
Алмазные, ИСМ Шарошечные, М Шарошечные, МС Шарошечные, С, СТ Шарошечные, Т Шарошечные, К	500 -600 250 - 400 150 - 300 100 - 200 менее 150 менее 100

 

Если имеется фактический материал по применению разных способов бурения на месторождении для которого выполняется курсовой проект, то можно запроектировать способ бурения по стоимости 1 метра бурения.

В том случае, когда в разных интервалах разреза скважины оказываются эффективными разные способы бурения, следует учесть затраты, связанные с заменой способов в интервалах и принять ограничения в чередовании способов в течение бурения одной скважины.

2.11. Обоснование компоновки и расчет бурильной колонны. С учетом конструкции скважин на данной площади (месторождении) выбирается компоновка бурильной колонны (длина, диаметр и толщина стенки стальных бурильных труб; длина, диаметр и толщина стенки легкосплавных бурильных тpy6; диаметр утяжеленных бурильных труб; наличие и количество стабилизаторов, калибраторов, их диаметры и т.д.). Обосновывается или рассчитывается длина утяжеленных бурильных труб, а также производится расчет бурильной колонны на прочность с учетом способа бурения, запланированного в проекте.

При турбинном бурении длина УБТ определяется согласно известной методике или по формуле:

, (2.1)

где: С₁ - скорость распространения звука в материале труб, можно принять С₁ = 5100 м/с;

Т_д - период продольных зубцовых вибраций долота [2, 14], с;

L_т, l_п - соответственно, длина турбобура и расстояние от забоя до осевой опоры турбобура, м.

При роторном способе l_у рассчитывается согласно [16]. Для бурения с забойными двигателями в данном проекте в первую очередь производится статический расчет на допускаемые напряжения [15, 16]. По согласованию с руководителем может производиться расчет на допускаемую глубину спуска бурильной колонны или расчет на устойчивость нижней части колонны. При роторном бурении скважин производится статический расчет колонны и дополнительно - расчет колонны на выносливость (для нижней части колонны обязательно, для верхней - по согласованию с руководителем по курсовому проектированию).

2.12. Определение осевой нагрузки на долото.

Величину осевой нагрузки на долото (G) в первую очередь определяют из условия объемного разрушения пород на забое скважины, для чего следует использовать твердость Р_ш [2, 6]. Далее, в зависимости от условий бурения, можно рассчитывать нагрузку для обеспечения максимальной проходки на долото (G_h), но при этом необходима дополнительная информация о свойствах пород [4], т.е. необходима обработка промысловых данных с целью получения коэффициентов А, х, у зависимости V_м = А×G^х×n^у (здесь: V_м - механическая скорость проходки; А, х, у - коэффициенты, учитывающие свойства горных пород, n - частота вращения долота).

При роторном бурения используют [4] эмпирическую зависимость для расчета n или G (при одном известном параметре).

, (2.2)

где: D - диаметр долота, м;

G - кН;

n - об/мин.

2.13. Расчет максимальной величины давления на выкиде бурового насоса.

Для расчета максимального давления на выкиде насосов (Р_max) при буренки с забойными двигателями следует применить метод, приведенный в работе [2], а затем откорректировать Р_max по промысловой информации, в связи с недостаточной работоспособностью некоторого устьевого оборудования и малой наработкой на отказ узлов гидравлической части отечественных буровых насосов. Кроме того при роторном бурении Р_max в значительной степени определяется возможностью использования гидравлической мощности для улучшения очистки забоя скважины струями жидкости, выходящей из насадок долот. Так как для количественной оценки такого эффекта расчетов пока нет, то Р_max оценивают еще по промысловым наблюдениям.

2.14. Проектирование расхода промывочной жидкости.

В первую очередь определяется расход Q =Q_min, обеспечивающий хорошую очистку забоя и скважины от выбуренной породы (по методике работы [17]). Затем определяется технологически - необходимая величина Q =Q_т [2, 18], после чего производятся расчеты Q для проверки специфических yсловий проводки скважин в конкретном районе. Проверяются расчетные Q из условий недопущения: сальникообразования в отдельных интервалах бурения [17], вторичного перемалывания шлама набегающей шарошкой [4] и др. Ограничивают величину Q при отборе керна, вносят коррективы при осложнениях в скважине, например [19, стр.99] и т.д.

2.15. Расчет гидравлической мощности буровых насосов, их типа и количества.

При известных Р_max и Q гидравлическую мощность насосов (N_г) определяют как N_г = Р_max×Q. Выбирают лучшую марку бурового насоса (на основе промысловой или литературной информации) и определяют по N_г (или по Р_max и Q_max) количество насосов для успешной проводки скважины, диаметры цилиндровых втулок и поршней насосов. По характеристике насосов окончательно корректируют рабочие Р_max и Q для каждого характерного интервала условно одинаковой буримости пород (этот этап осуществляется и при современных насосах с регулируемой подачей промывочной жидкости). При проектировании Q следует учитывать возможность снижения [20, 23] фактических Q =Q_ф при увеличении фактического давления на выкиде насосов, а также снижения Q при нетехнологичном расположении всаса насоса или снижения Q в зависимости от свойств промывочной жидкости.

2.16. Расчет диаметра насадок долот.

Обосновать диаметр насадок долота (d_н) можно, как и любой параметр, методом статистической обработки промысловых данных о применяемых d_н, или методом, когда задается скорость истечения жидкости (V_н) из насадок [17, 22]. Первому методу присущ недостаток общий для статистических методов: обрабатывается информация за проведший период. Кроме того, для накопления достоверной информации необходим длительный период времени, поскольку число вариаций с изменением различного оборудования в бурении почти бесконечно. Для эффективной реализации идеи выбора d_н при втором методе в настоящее время нет возможности подвести к забою достаточную гидравлическую мощность для разрушения пород струей жидкости [12, 23]. Наиболее технологичен метод определения d_н предложенный в работах [2, 21], где перепаду давления в долоте, отводится роль одного из эффективных регуляторов гидравлической осевой нагрузки навал ГЗД и на долото.

2.17. Выбор забойного двигателя. Модель забойного двигателя выбирают несколькими способами. Один из способов [4, 24] предусматривает выбор турбобура по постоянным для данного типа двигателя коэффициентам (С_м - по моменту, С_р - по перепаду). Так как С_м и С_р берутся для известной модели, то этот метод пригоден по сути для обоснования числа ступеней известной заранее модели турбины (с помощью номограмм [24]). Можно выбирать [5] турбобур по НТС - диаграмме ("насос - турбобур - скважина"), где фактически зашифрован метод выбора турбобура по его потребляемой мощности (N_т^*). Очевидно, что N_т^* далеко не полностью характеризует эффективность затрат энергии на разрушение пород в конкретных условиях, а следовательно и эффективность выбранного турбобура. Из вышесказанного ясно, что эти способы не сформировались как методы проектирования ГЗД.

2.17.1. В этой связи рекомендуется [2] выбирать турбобур (и практически любой забойный двигатель) согласно следующей методике.

2.17.2. Расчитывают n = n_t [2, 25], уточняют n_t-применительно к предполагаемому типу ГЗД (проектируют коэффициенты, учитывающие влияние воздействия породы на характер изменения n двигателя, динамическую нагрузку на корпус ГЗД). Используя данные о величинах статической части G (G_c) и об удельном моменте на долоте (М_у), расчитывают вращательный момент на долоте и находят необходимую величину оптимального вращательного момента на валу турбобура (М_в)

, (2.3)

где: М_о, М_п - момент на трение долота о жидкость и стенки скважины, а также в осевой опоре ГЗД.

При заданном Q, с привлечением справочных данных о характеристике турбобуров (ГЗД) и формул для пересчета этих характеристик, находят наилучшие модели ГЗД с эффективными n_р и М_в [26, 27, 28]. Затем определяют КПД (h_т) турбобура и коэффициент передачи мощности (Км) на забой [2] и окончательно выбирают модель ГЗД с учетом лучших h_т и К_м. Достоинство этого (и по существу единственного самостоятельного и обоснованного) метода заключается в его простоте и универсальности, а также в.четкой взаимосвязи цели и средства достижения цели (углубление забоя в данных породах с использованием экономичного агрегата - ГЗД).

2.18. Проектирование профиля и расчеты, связанные с проводкой скважины в заданном направлении.

При выборе типа профиля учитывают глубину скважины, величины отхода забоя по горизонтали, количество продуктивных пластов и влияние самопроизвольного искривления ствола скважины на различных глубинах. При этом руководствуются указаниями работ [29, 30]. При этом следует учитывать, что: а) смещение забоя скважины от вертикали (больше или меньше 300 м) не является единственной предпосылкой для обоснования 3-х или 4-х интервального профиля; б) допустимые радиусы искривления оси скважин расчитывают в том случае, если это необходимо.

Далее выбираются и уточняются типоразмеры забойных двигателей для бурения на каждом участке профиля; выбираются (а иногда рассчитываются элементы компоновок) компоновка низа бурильной колонны для тех же участков скважины; указываются методы и оборудование для контроля положения ствола скважины в пространстве, способы исправления отклонений от проектного профиля по зенитному углу и азимуту.

Если скважина вертикальная, то в этом разделе разрабатываются мероприятия, обеспечивающие качественную проводку такой скважины.

2.19. Выбор буровой установки.

Выбор буровой установки определенного класса производится в зависимости от глубины бурения [31]. Расчетами можно проверить ее по грузоподъемности. Все характеристики БУ приводить в проекте не надо, но можно привести схему расположения основного оборудования или схему какого-либо отдельного оборудования (по необходимости).

2.20. Аварий и осложнения.

В пояснительной записке следует описать аварии и осложнения, имевшие место на буровых, на которых работал практикант; предложить способы предупреждения и ликвидации их [32]. В крайнем случае описать аварии, произошедшие на разбуриваемой площади за определенный период и также предложить мероприятия по предупреждению и их ликвидации, Текст из монографии переписывать нельзя.

2.21. Техника безопасности и охрана труда.

Здесь следует кратко изложить основные правила безопасности ведения работ в процессе углубления скважины и мероприятия, проводимые на предприятии по охране груда работников.

2.22. Охрана недр и окружающей среды в процессе бурения скважины.

В этом разделе кратко освещаются работы, проводимые на предприятии (УБР, НРЭ или объединения) по охране недр и окружающей среды.

 

Приложение 1

Министерство образования российской федерации

государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

 

Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин

 

" (оценка) " "К защите"

(дата)

Руководитель (подпись)

(подпись) ________

"____" _________ 200___ г.

 

 

Курсовой проект на тему

_________________________________________

_________________________________________

_________________________________________

по дисциплине "Технология бурения глубоких скважин"

 

 

Пояснительная записка

 

(фамилия и инициалы) (подпись, дата)

(учен. звание, уч. степень, фамилия и инициалы), (подпись, дата)

Руководитель проекта Студент гр.

____________________________ ______________________

____________________________ ______________________

 

Тюмень, 2003г.

Приложение 2.

Описание геологического разреза площади

Группа (эра)	Система (период)	Ярус	Мощность, м	Литологический состав пород	Состав пластового флюида	Пластовое давление, МПа	Давление гидроразрыва, МПа	Угол падения пластов, град	Осложнения
Кайнозойская	Четвертичная	верхний   средний   нижний		Отложения представлены алювиально-делювиальными наносами, бурыми суглинками, галечниками и песчаниками.   В основном песчано-алевролитовые разновидности пород с прослоями глин. В нижней части горизонта - песчаники с прослоями мергелей   Представлен рыхлыми песками, алевролитам и серыми песчаниками. В нижней части - плотные глины с отдельными прослойками мергелей.   Сложен темно-серыми глинами, встречаются тонкие прослои песчаников и серых мергелей
Неогеновая	Сармат

Поделиться: