Реферат на тему Породоразрушающий инструмент для отбора керна

Содержание:

1.   Введение. 2

2.   Классификация инструментов для отбора керна. 3

3.   Снаряды для колонкового бурения. 7

4.   Буровые долота специального назначения. 13

5.   Керноприемный инструмент. 18

6.   Расширители. 21

7.   Заключение. 22

8.   Список литературы.. 23

Введение:

Породоразрушающий
инструмент предназначен для передачи энергии горной породе с целью ее
разрушения. Эффективность разрушения породы зависит от ее механических свойств
и характера воздействия породоразрушающего инструмента.

При бурении нефтяных и
газовых скважин используются следующие виды породоразрушающего инструмента:
буровые долота для бурения скважины сплошным забоем; бурильные головки для
бурения скважин кольцевым забоем; расширители для расширения ствола скважины;
калибраторы, стабилизаторы, центраторы для выравнивания стенок скважины и
центрирования бурильной колонны [1].

Стойкость долота
определяется временем, в течение которого долото изнашивается до предельного
состояния, когда его дальнейшее применение недопустимо или нецелесообразно.
Стойкость долота измеряется в часах и зависит от таких же факторов, как износ.
На износ и, следовательно, на стойкость долота наибольшее влияние оказывают
частота вращения долота, осевая нагрузка, подача и качество промывочного
раствора, определяющие режим бурения в заданных геологотехнических условиях.
Важные показания работы долота – проходка на долото и механическая скорость
бурения. Увелечение проходки на долото способствует уменьшению объема
спуско-подъемных операций за период бурения скважины. При повышении механической
скорости бурения сокращается занятость буровых насосов, вертлюга и ротора в
строительстве скважины. В результате этого снижаются энеггетические затраты и
расход быстроизнашиваемых узлов и деталей подъемного механизма и оборудования
циркуляционной системы буровых комплексов [2,3].

Заключение:

Породоразрушающий инструмент, предназначенный для бурения с отбором
керна. Породоразрушающий инструмент выполняет основную роль в процессе
образования ствола скважины в массиве горной породы. При вращательном способе
бурения буровое долото разрушает породу с помощью зубьев, твердосплавных штырей
или лопастей, выполненных на рабочей поверхности инструмента, которые при
вращательном движении поражают различные участки забоя и обеспечивают
углубление скважины. Ввиду многообразия способов бурения и физико-механических
свойств горных пород породоразрушающие инструменты изготавливаются различных
типов по действию и конструктивному исполнению.

Породоразрушающие инструменты в процессе вращательного бурения
могут оказывать различное воздействие на горную породу. При трении по горной
породе изнашивается, в результате чего меняется форма и размеры вооружения
породоразрушающихся коронок и долот. При износе, сопровождающемся изменением
геометрии вооружения, снижается механическая скорость бурения. Породоразрушающий инструмент, применяемый
для бурения глубоких нефтяных и газовых скважин, работает в сложных условиях,
характеризующихся высокими температурами (600-900 С) и нагрузками (100-200
кгс/мм. кв.) в зоне контакта породоразрушающих элементов с породой. Поэтому
материалы, применяемые для изготовления породоразрушающего инструмента, должны
обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью.

Фрагмент текста работы:

1. Классификация
инструментов для отбора керна По
характеру разрушения горных пород на забое различа­ют сплошное и колонковое
бурение. При сплошном бурении разрушение пород производится по всей площади
забоя. Колонко­вое бурение предусматривает разрушение пород с целью извлечения
керна — цилиндрического образца горных пород на всей или на части длины
скважины. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных
пород, а также состав и свойства насыщающего породу флюида. Колонковое
бурение имеет целью получение из скважины образцов горных пород (керн). Керн
формируется на забое скважины в процессе ее углубления с помощью
породоразрушающего инструмента, который разрушает горную породу лишь по
кольцевому забою и оставляет в центре нетронутый целик породы (колонку). При
этом должно обеспечиваться не только эффективное разрушение породы на забое, но
и сохранность керна при его формировании и поступлении в керноприемную трубу.
Отбор керна возможен при всех способах бурения. Применяют коронки и бурильные
головки. Буровая коронка представляет собой кольцо с присоединительной резьбой,
у которого резцы располагаются на нижнем торце и боковых поверхностях. В
глубоком бурении они практически не используются. При
бурении скважин на нефть и газ используют колонковые наборы, состоящие из
бурильной головки, корпуса и керноприемной трубы. Бурильная головка, разрушая
породу по периферии забоя, оставляет в забое колонку породы (керн), поступающую
по мере углубления скважины в керноприемную трубу. Корпус колонкового набора
служит для соединения бурильной головки с бурильной колонной, размещения
керноприемной трубы и защиты ее от механических повреждений, а также для
пропуска ПЖ между ним и керноприемной трубой. Керноприемная труба предназначена
для приема керна, сохранения его во время бурения и при подъеме на поверхность.
Для выполнения этих функций в нижней части керноприемной трубы размещены
кернорватели и кернодержатели, а вверху — шаровой клапан для пропуска
вытесняемой из керноприемной трубы жидкости по мере заполнения ее керном.
Керноприемная труба в корпусе колонкового набора может быть вращающейся и
невращающейся, со съемной и несъемной [1,4]. Главная
задача при разработке технологии бурения с от­бором керна — обеспечение
высокого качества кернового материала, извлекаемого из скважины.
Высококачественный керн должен давать полное представление о горных породах,
слагающих опробуемый интервал, доставлять достоверную информацию о строении
породы-коллектора, его насыщении и составе пластового флюида. Поскольку
технология бурения с отбором керна подробно рассматривается в курсе колонкового
бурения, здесь остано­вимся в основном на рассмотрении инструментов, применяе­мых
д\я получения керна при бурении нефтяных и газовых скважин. По
классификациям (С.А. Волков, С.С. Сулакшин, И.И. Барабашкин и др.), изучаемым в
курсе колонкового бурения, все горные породы по трудности получения керна
подразделены на несколько категорий. В основу деления горных пород по­ложены
такие признаки, как прочность и стабильность внут­ренних связей в горной
породе, степень ее нарушенности, ус­тойчивость горной породы против вибраций и
эрозионного действия промывочной жидкости, растворимость горной по­роды.
Отнесение горной породы к той или иной категории позволяет   правильно  
выбрать способ получения керна, тип колонкового инструмента и наиболее
подходящий технологи­ческий режим. Разнообразие
геологических условий, в которых прихо­дится отбирать керн, обусловило большое
количество разно­видностей колонкового инструмента. По схеме и способу со­здания
циркуляции промывочного агента все их можно под­разделить на два класса и в
каждом классе выделить несколь­ко разновидностей по принципиальной
конструктивной схе­ме и способу подъема керна на поверхность. Чем труднее
удержать, сохранить керновый материал при его вы­буривании и подъеме на
поверхность, тем тщательнее нужно разрабатывать технологию бурения и сложнее
конструкции применяемого колонкового инструмента. Если из монолит­ных
устойчивых пород высокий процент выноса керна полу­чают с использованием
одинарного колонкового снаряда, то трещиноватые, дробленые породы-коллекторы и
рыхлые по­роды требуют использования двойных колонковых снарядов с вращающейся
или невращающейся керноприемной трубой. По
ГОСТ 21949 — 76 "Устройства керноприемные" предус­мотрен выпуск
керноириемных устройств двух типов в зави­симости от способа бурения: для
роторного бурения — тип Р, для бурения с забойным двигателем — тип Т. В
роторном бурении уже в течение длительного времени используют колонковый снаряд
"Недра" конструкции ВНИ-ИБТ, известный под шифром КД11 М-164/80
[ранее обозна­чался КД11М-190/80). Он имеет внутреннюю керноириемную трубу на
жесткой подвеске, изолирующую керн от потока промывочной жидкости. На базе
этого снаряда разработаны модификации СКУ1-122/52, СКУ-138/67, СКУ1-203/100,
при­чем они могут иметь как жесткую, так и подвижную подвес­ку внутренней
керноириемной трубы. Для бурения в разрезе, представленном слабосвязанными,
пластичными и пучащими породами, во ВНИИБТ разработана серия керноприемных
устройств под названием "Силур" с уменьшенным наружным диаметром
корпуса. Эта серия включает типоразмеры СКУ-146/80, СКУ-122/67 и СКУ-114/52. Во
ВНИИБТ длительное время ведутся работы по увеличению диаметра отбираемого керна
при сохранении наружного габарита корпуса. В ре­зультате этих работ положено
начало новой серии колонко­вых устройств под названием "Кембрий". Из
этой серии в ограниченном количестве производится керноприемное уст­ройство под
шифром СКУ1-172/100, имеющее керноприемную трубу на свободной подвеске.
Основные данные по уст­ройствам серий "Недра", "Силур" и
"Кембрий" приведены табл. в 6.4. В очень рыхлых, рассыпающихся сильнотрещиноватых породах
можно применять двойной колонковый снаряд с эластичной оболочкой. Ее
изготавливают из стойкой резины или иного эластичного материала. В
первоначальном состоя­нии эластичная оболочка в один или несколько слоев