Курсовая с практикой на тему В качестве темы любое оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин, но с одним условием- надо скинуть руководство по эксплуатации этого оборудования

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 3

1 Многофункциональная
система работы с обсадными трубами. 4

1.1 Патентный
обзор. 4

1.2 Система
спуска обсадных колонн (ССОК) 9

1.3 Бурение
на обсадной колонне. 16

1.4 Процедуры перед началом эксплуатации. 22

2 Анализ
современных направлений совершенствования технологии и техники крепления
скважин. 26

2.1 Цементирования
обсадных колонн с одновременным вращением. 26

2.2 Совершенствование
элементов технологической оснастки. 31

2.3 Расчет натяжения эксплуатационной
колонны.. 36

2.4 Расчет цементирования
эксплуатационной колонны.. 39

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 43

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ   44

Введение:

В последнее время
увеличиваются объемы горизонтального бурения для добычи нефти и газа на суше и
на шельфе России. При этом наблюдается повышение сложности горно-геологических
и технико-технологических условий строительства и эксплуатации скважин. Это
отражается в повышении сложности профилей (траекторий) стволов скважин,
увеличении пространственной интенсивности искривления, увеличении отходов от
устья (отклонение от вертикали), а также зачастую в необходимости строительства
скважин в условиях геологической несовместимости, в том числе из-за выработки
ряда месторождений. Все эти факторы отрицательно влияют в том числе и на качество
условий разобщения и крепления пластов и, соответственно, требуют постоянного
поиска новых и совершенствования известных технических и технологических
решений в области крепления скважин.

На сегодняшний
день практически все легкодоступные месторождения нефти и газа в России уже
разработаны. Современные реалии диктуют необходимость поиска, разработки и
применения новых технологий, способствующих снижению денежных и временных
издержек на всех этапах строительства скважины. В частности, на стадии
крепления.

Этап крепления
скважины является одним из самых важных. К спуску колонны и цементированию
приковано особое внимание из-за высокой вероятности возникновения осложнений и
аварий. От эффективности и качества выполнения данного этапа зависит дальнейшее
время эксплуатации скважин.

Заключение:

Для успешного
спуска эксплуатационных обсадных колонн на плановые глубины, а также для
качественного цементирования скважин требуется привлечение самых современных
разработок в этой области. В данной работе расмотрен новейшие технические
решения для спуска обсадных колонн и для повышения качества цементирования
методом вращения обсадных колонн при промывках перед цементированием и
непосредственно во время цементирования.

ССОК заменяет ряд
стандартного наземного оборудования и служит для спуска обсадных колонн,
докрепления резьб обсадных труб при спуске, для вращения колонны
с расхаживанием и без расхаживания, с циркуляцией и без циркуляции, а также для
бурения скважин на обсадной колонне.

Повышение качества крепления скважин достигается за счет
вращения обсадной колонны, которое способствует замещению тампонажным раствором
бурового раствора. Однако из-за роста момента вращения на обсадную колонну
необходимо искать путь снижения нагрузки на обсадную колонну при ее вращении,
чтобы сохранить целостность резьбовых соединений. Обратное цементирование
является перспективным направлением достижения цели – повышения качества крепи
со снижением нагрузки на резьбовые соединения при вращении.

Фрагмент текста работы:

1 Многофункциональная
система работы с обсадными трубами

1.1 Патентный
обзор

Способ цементирования
хвостовика в скважине и устройство для его осуществления (RU 2595122 C1, опубл.
20.08.2016), включающий присоединение хвостовика с нижним башмаком, отцепным
устройством через установочную муфту к нижнему концу транспортировочной колонны
труб, спуск в скважину хвостовика на заданную глубину, закачку в
транспортировочную колонну труб расчетного объема тампонажного раствора, пуск с
устья скважины вслед за последней порцией цементного раствора пробки и продавку
ее продавочной жидкостью до фиксации ее в седле сердечника блока конических
манжет, создание избыточного давления, под действием которого срезаются штифты,
и пробку в компоновке с блоком конических манжет под действием повышенного
давления перемещают вниз до стоп-кольца, в котором посадочный конус кольца
плотно садиться в седло стоп-кольца, при этом тампонажный раствор из полости
хвостовика полностью поступает в заколонное пространство, а обратный клапан
предотвращает вход раствора в полость хвостовика из заколонного пространства,
повышают давление до расчетного для разрушения диафрагмы с открытием отверстий,
через которые промывочной жидкостью отмывают излишки раствора созданием прямой
циркуляции, отсоединяют от корпуса установочную муфту с транспортировочной
колонной труб, которые поднимают на поверхность. При этом срезные элементы —
штифты, удерживающие седло, позволяющие тем самым обсадной колонне быть в
зацеплении с транспортировочной колонной, расположены с отсутствием возможности
доступа к ним после выполнения сборки, тем самым, исключая возможность
определение качества, правильность сборки и гарантии соответствия устройства
заявленному давлению отсоединения. Также исключается возможность оперативной
настройки устройства на необходимое давление в не заводских условиях, для
применения на конкретной скважине. Также к недостаткам прототипа можно отнести
отсутствие возможности осуществления выборочного по зоне цементирования
потайной обсадной колонны с вращением, а также отсутствие сварочных соединений,
требующих увеличения времени сборки и контроля качества исполнения, в случаях
повышенных требований касающиеся герметичности имеющих место при цементировании
колонн.

Предложенный способ
крепления Антиповом С.П.[16] (патент RU2745147C1) потайной обсадной колонны
ствола до забоя с вращением и цементированием зоны выше продуктивного пласта
позволяет устранить вышеуказанные недостатки аналогов, связанные с качеством
цементного камня в достаточной мере обеспечивающего изоляцию не цементируемого
участка крепи ствола, являющегося продуктивным пластом, и обеспечит совместно с
дальнейшими мероприятиями по освоению скважины добычу нефти и сохранение дебита
в запланированных объемах.

Технический результат
заявленной группы изобретений заключается в достижении качественного замещения
бурового раствора тампонажным раствором (становящимся цементным камнем в
результате протекающих в ней химических реакций) в наклонно направленных и
горизонтальных стволах (в том числе с восходящим углом), с максимальным
сохранением качества подготовки и ее характеристик, замеренных на устье перед
закачиванием, и как следствие являющееся фактом устойчивости, герметичности и
долговечности установившейся структуры искусственного сооружения из цементного
камня являющегося элементом крепи скважины, с начала эксплуатации при условиях
постоянных повышенных температур и до окончания плановой выработки
продуктивного пласта, а также достижение возможности вращения колонны при
проведении спуско-подьемных операций с целью ликвидации возможных осложнений в
процессе транспортировки потайной обсадной колонны до запланированного забоя
связанные с геометрической нестабильностью ствола скважины вызванные различными
факторами, связанными с качеством очистки промывочной жидкости (бурового
раствора), физическими свойствами пород и гидравлическими свойствами пластов
пересекающие ствол скважины. Вращение транспортируемой колонны при проведении
спускоподъемных операций также может позволить исключить осложнения, связанные
с экстремальной искривленностью ствола, так как вращение уменьшает коэффициент
трения при поступательном движении, возникающем при контакте поверхностей
транспортируемой колонны и стенки ствола скважины, предпочтительность
уменьшения которого обусловлена возможным возникновением «баклинг эффекта».

Известен способ установки
хвостовика обсадной колонны в скважине (Патент СССР, N 1813171, кл. E 21 B
43/10, 1993) включающий спуск хвостовика в скважину, установку верхней части
хвостовика в нижнем конце предыдущей обсадной колонны, промывку скважины. Перед
спуском хвостовика в скважину одну из труб в верхней части обсадной колонны
профилируют с образованием на ней по меньшей мере двух диаметрально
противоположных продольных гофр. После спуска хвостовика и промывки скважины
создают избыточное давление во внутренней полости хвостовика, выправляют
спрофилированную трубу до плотного прижатия ее стенок к стенкам нижнего конца
труб предыдущей обсадной колонны.[14]

К существенным
недостаткам этого способа относятся сложность и аварийноопасность производства
работ по развальцовыванию профильных труб после цементирования хвостовика. Это
сбрасывание шара, опрессовка колонны для выправления и прижатия профильных труб
к стенкам предыдущей обсадной колонны, выправление их развальцевателем. Так
из-за преждевременной посадки шара в шаровой клапан цементный раствор за
хвостовиком не поднимется на расчетную высоту, а часть его объема останется в
бурильных трубах. При опрессовке колонны для выправления и прижатия поверхности
профильных труб к стенкам труб предыдущей обсадной колонны возможны их
механические нарушения, нарушающие герметичность крепи. В случаях отказа в
работе развальцевателя профильных труб подвеска хвостовика может оказаться
неустойчивой, что полностью исключит возможность надежного и герметичного
привальцовывания ее к стенкам предыдущей обсадной колонны.

Наиболее близким по сути
и достигаемому техническому эффекту является способ подвешивания хвостовика
обсадной колонны на колонной подвеске (а.с. СССР 1409750 кл. E 21 B 33/14,
1998), включающий спуск хвостовика с подвеской как элемент обсадной колонны и
установку в заданном интервале необсаженного или обсаженного ствола скважины,
цементирование хвостовика, отворот бурильных труб, промывку на поверхность
остатков цементного раствора и подъем колонны бурильных труб из скважины.
Ожидание твердения цементного раствора (ОЗЦ).

Известен буровой башмак
(патент US № 7096982 В2, Е21В 10/20, опубл. 29.08.2006 г.), включающий
цилиндрический корпус с установленным в нем узлом из разбуриваемого металла,
такого как алюминий, и резьбовой конец для присоединения к колонне обсадных
труб. Инструмент включает лопасти с резцами PDC для разрушения горной породы,
внутренние полости и каналы для подачи промывочной жидкости к забою, медные,
керамические или твердосплавные насадки, установленные на выходе из этих
каналов. В одном из конструктивных исполнений на башмаке внутренняя выдвигаемая
разбуриваемая часть представляет узел, состоящий из сердечника и седла, через
который осуществляется промывка и который является толкательным элементом в
процессе раскрытия лопастей по мере достижения проектного забоя, после чего
башмак разбуривается стандартным PDC долотом.[15]

Также известен долото для
бурения на обсадной колонне (патент РФ № 156923, МПК Е21В 10/64, опубл.
20.11.2015 г., бюл. № 32), включающее корпус с отверстиями и раздвижные лопасти
с резцами PDC для разрушения горной породы, разбуриваемый узел, состоящий из
седла и сердечника с отверстиями, на которых установлены насадки. Разбуриваемый
узел выполнен из полимерного материала. В качестве полимерного материала
используют полиамид.

Недостатками этих
устройств являются:

— после бурения
необходимого интервала и активации долота с раздвижением лопастей происходит
отрыв лопастей от корпуса и при дальнейшем углублении скважины из-под этого
долота постоянные зацепы компоновки за лопасти приводят к аварийной ситуации,
связанной с заклиниванием компоновки;

— высокие крутящие
моменты, возникающие при бурении этим долотом, приводят к нарушению резьбового
соединения обсадной колонны, которое не предназначено для восприятия таких
нагрузок и, как следствие, обсадная колонна становится не герметичной.

Технической задачей
предлагаемого устройства является создание такой конструкции долота для
бурения, которая позволяет бурить на обсадной колонне с допустимым крутящим
моментом без нарушения резьбы и потери герметичности, а после его разбуривания
обеспечить дальнейшее углубление скважины необходимого диаметра без затяжек и
посадок бурильного инструмента.