WIERTNICTO OD

WYKŁAD 15

Metoda wierceń obrotowa normalno-średnicowa typu Rotary jest to metoda stołowa wierceń. Przewód wiertniczy wprawiany jest w ruch obrotowy za pomocą stołu obrotowego wiertniczego.

Metoda wierceń obrotowa normalno-średnicowa typu Rotary stosowana jest przy poszukiwaniu złóż ropy naftowej i gazu ziemnego otworami głębokimi nawet powyżej 7000 m,

Przewód wiertniczy - składa się z graniatki , rur płuczkowych i obciążników przykręconych do dolnej części kolumny rur płuczkowych, przy czym do dolnego obciążnika przykręcony jest świder. Przewód wiertniczy jest zawieszony razem z głowicą na haku wiertniczym który wisi na wielokrążku ruchomym w wieży wiertniczej. Dla uniknięcia ‘udarów’ płuczki zamontowane są odpowiednie kompensatory. Płuczka usuwa zwierciny z dna otworu i wynosi je na powierzchnię przestrzenią pierścieniową zawartą między ścianą otworu a przewodem wiertniczym. Jest to normalny, tzw. prawy, obieg płuczki.

Wiertnia do wiercenia stołowego typu Rotary składa się z:

But kolumny rur jest to część grubościennej rury o maksymalnej długości 800 mm. Aby uzyskać możliwość szybkiego zapuszczania kolumny rur okładzinowych w otworach głębokich i sprawnego jej zacementowania, dolna część kolumny rur okładzinowych powinna być zaopatrzona w but, pierścień oporowy dla dolnego klocka, zawór zwrotny oraz prowadnik umieszczony w bucie rur.

WYKŁAD 16

Skład osobowy wiertni:

  1. Kierownik wiertni – odpowiedzialny za realizację i wykonanie otworu;

  2. Wiertacz – prowadzi i odpowiada za całość czynności na swojej zmianie;

  3. Czterej pomocnicy wiertacza:

  1. Technik płuczkowy: podlega bezpośrednio kierownikowi wiertni, odpowiedzialny za właściwą konstrukcję stosowanej płuczki, prowadzi obserwację objawów zmian płuczki, ewentualnych śladów ropy lub gazu ziemnego.

Kolaudacja wiertni jest czynnością komisyjną przed uruchomieniem urządzenia rozpoczynającą się od sprawdzenia stanu dokumentów, które powinny być w kancelarii kierownika otworu.

Sprawdza się komisyjnie:

WYKŁAD 17

Sam proces wiercenia obejmuje następujące czynności:

Podstawową czynnością jest wiercenie otworu i przygotowanie go do eksploatacji, pozostałe czynności mają charakter pomocniczy.

Rury okładzinowe są to rury stalowe zapuszczane do otworu wiertniczego, mające na celu:

Wyróżnia się następujące kolumny rur okładzinowych:

SIŁY DZIAŁAJĄCE NA KOLUMNĘ RUR W OTWORZE

PROJEKT KONSTRUKCJI OTWORU

W związku z tym, w zależności od geologicznych warunków i przeznaczenia otworu, od metody i technologii wiercenia w celu rozwiązania postawionego zadania, należy zaprojektować konstrukcję otworu. Przez konstrukcję otworu należy rozumieć podziemną obudowę stałą lub tymczasową, umożliwiającą dowiercenie otworu do żądanej głębokości przy określonych warunkach geologicznych i hydrogeologicznych. Podstawowym elementem konstrukcyjnym otworu są rury okładzinowe.

SCHEMAT ORUROWANIA

Przy doborze schematu orurowania należy przestrzegać:

  1. racjonalnych prześwitów pomiędzy ścianą otworu a zewnętrzną ścianą rur okładzinowych lub filtrowych oraz pomiędzy poszczególnymi wewnętrznymi średnicami kolumn rur okładzinowych a świdrami zapuszczanymi do otworu przez te kolumny rur,

  2. długości wyjścia kolumny rur, tzn. odległości pomiędzy głębokościami zapuszczania sąsiednich kolumn rur.

KONSTRUKCJIA OTWORU

konstrukcję otworu należy rozumieć podziemną obudowę stałą lub tymczasową, umożliwiającą dowiercenie otworu do żądanej głębokości przy określonych warunkach geologicznych i hydrogeologicznych.

5 RODZADJÓW KOLUMN RUR OKŁADZINOWYCH

  1. wstępna (wierzchnia),

  2. prowadnikowa (konduktor),

  3. techniczna (pośrednia),

  4. eksploatacyjna,

  5. tracona.

Kolumna wstępna umożliwia uzyskanie krążenia płuczki w otworze oraz zabezpiecza stabilność ściany u wylotu otworu po przewierceniu skał słabo zwięzłych występujących w pobliżu powierzchni terenu.

Głębokość zapuszczania kolumny wstępnej zależy od warunków geologicznych i wynosi od kilku do kilkudziesięciu metrów.

Kolumna prowadnikowa (konduktor) jest stosowana dla:

  1. ochrony przed utratą stateczności ściany otworu w wyniku obsypywania i kawernowania słabo zwięzłych skał zalegających na niewielkich głębokościach;

  2. zabezpieczenia krążenia płuczki w otworze;

  3. izolacji warstw wodonośnych o niekorzystnych parametrach hydrochemicznych;

  4. założenia uzbrojenia wylotu otworu (więźba rurowa, głowica eksploatacyjna).

Kolumna techniczna (pośrednia) służy do orurowania otworu w strefach, w których wystąpiły komplikacje wiercenia związane z:

  1. zmianą właściwości i parametrów reologicznych płuczki oraz trudnością ich kontrolowania;

  2. trudnością wiercenia otworu wskutek przychwyceń przewodu spowodowanych zmniejszeniem średnicy otworu przez plastyczne i pęczniejące skały oraz tworzenie się obwałów i kawern;

  3. ucieczkami płuczki;

  4. koniecznością izolacji warstw wodonośnych o niekorzystnych parametrach hydrochemicznych.

Kolumna eksploatacyjna przeznaczona jest do oddzielenia warstwy wodonośnej od pozostałych przewierconych warstw, jej uszczelnienia i eksploatacji wody.

Może ona być postawiona nad stropem warstwy wodonośnej, w jej środku lub poniżej.

W płytkich otworach kolumna ta jest kolumną filtrową.

Kolumna tracona w otworach hydrogeologicznych stosowana jest jako kolumna końcowa.

W większości otworów hydrogeologicznych jest to kolumna filtrowa podwieszana powyżej buta poprzedniej kolumny rur lub postawiona na dnie otworu.

WYKŁAD 18

Najważniejszym elementem w osiąganiu celu wiercenia hydrogeologicznego jest otwór wiertniczy wykonany od powierzchni do warstwy wodonośnej.

Otwór taki powinien mieć odpowiednią konstrukcję, która pozwala na pobór wody z tej warstwy.

Otwór taki potocznie nazywa się otworem studziennym.

Głębokości otworów hydrogeologicznych określone są głębokością zalegania warstwy wodonośnej.

WYKŁAD 20

Cementowanie otworów (cementacja otworów) wiertniczych jest to metoda stabilizacji rur okładzinowych i uszczelniania otworu wiertniczego.

Cementowanie otworów wiertniczych to sposób na:

Cement Wiertniczy

Cementy stosowane w zabiegach cementowania otworów są to specjalne, wysokogatunkowe cementy, które spełniają szczególne wymagania.

Cementy budowlane nie nadają się do cementacji otworów wiertniczych.

Podstawowym gatunkiem cementu stosowanym w wiertnictwie jest cement portlandzki.

Wymagane właściwości cementów wiertniczych są następujące:

Zestaw do cementacji otworów wiertniczych składa się z

części otworowej i części powierzchniowej.

Wyposażenie kolumny rur do cementacji jest następujące (4 elementy):

  1. głowica cementacyjna;

  2. zawór zwrotny w kadłubie buta cementacyjnego. Zawór zwrotny zapobiega powrotowi zaczynu cementowego do rur. Zawór ten służy, jako oparcie dla klocków cementacyjnych. Stosowane są zawory zwrotne konwencjonalne i zawory zwrotne różnicowe. Zawór zwrotny różnicowy pozwala płuczce wchodzić w rury w czasie zapuszczania ich do otworu (działa siła wyporu).

  3. centralizatory – ustawiają rury centrycznie w otworze;

  4. skrobaki iłu – oczyszczają ściany otworu z osadu iłowego (dla lepszej cementacji).

Na powierzchni zestaw do cementacji to (5 elementów):

  1. pompa do cementu;

  2. pompa wodna;

  3. mieszalnik;

  4. zbiornik na zaczyn cementowy;

  5. komplet rurociągów.

Ogólnie można wyróżnić kilka metod cementowania:

Metody zamykania horyzontów ciekłych lub gazowych:

Cementowanie otworu wiertniczego metodą jednego lub dwóch korków (klocków)

Po odpowiednich pomiarach, przygotowaniu otworu i kolumny rur okładzinowych przeznaczonych do zacementowania oraz obliczeniu potrzebnej ilości zaczynu cementowego do cementowania itp., zaopatruje się rury okładzinowe w głowicę do cementowania.

Cementowanie otworu wiertniczego przy użyciu rurek o małej średnicy

Cementowanie otworu wiertniczego metodą z zastosowaniem rurek o małej średnicy polega na wtłaczaniu zaczynu cementowego do otworu przez kolumnę rur o małej średnicy.

Cementowanie z manszetem

Cementowanie z manszetem stosowane jest wtedy, gdy zachodzi potrzeba zabezpieczenia pokładu roponośnego, siarkonośnego czy gazowego przed zacementowaniem, a kolumna rur okładzinowych zamykająca wodę ma służyć jednocześnie jako kolumna eksploatacyjna.

Cementowanie dwustopniowe

Cementowanie dwustopniowe stosuje się przy zamykaniu horyzontów w głębokich otworach, gdy wtłaczanie zaczynu cementowego wymaga długiego czasu i wysokiego ciśnienia tłoczenia pomp, zwłaszcza przy wierceniach eksploatacyjnych ropy naftowej i gazu ziemnego.

Metoda ta polega na tym, że wprowadza się zaczyn cementu do przestrzeni między kolumną rur a ścianą otworu nie w jednym miejscu, lecz na kilku poziomach.

Na złe zacementowanie kolumny rur okładzinowych wpływa:

Te dwa przypadki powodują powstanie płaszcza cementowego o nierównej grubości, a nawet jego brak z każdej strony kolumny.

Kolumna rur okładzinowych do cementowania uzbrojona jest w prowadniki które powinny zapewnić centryczne ustawienie rur w otworze. Ten warunek jest niezbędny dla prawidłowego wykonania zabiegu cementowania. Prowadniki należy umieszczać w odstępach określonych na podstawie danych z pomiaru średnicy i odchylenia otworu wiertniczego od pionu.

WYKŁAD 21

Otwory wielkośrednicowe to otwory o średnicy większej niż 500 mm.

Wiercenia wielkośrednicowe są przydatne w następujących dziedzinach:

Metoda zamrażania polega na utworzeniu wokół szybu obszaru zamrożonego górotworu przez serię otworów normalno-średnicowych, równoległych w odstępie około 1 m, w których zawiesza się przewody zamrażające. Przewody zamrażające są zbudowane z dwóch rur koncentrycznych (część zewnętrzna zamknięta), gdzie przepływa zaczyn nie zamarzający, utrzymywany w niskiej temperaturze (od –15 ºC do –20 ºC) dzięki wymiennikowi zamrażającemu na powierzchni

Metoda obrotowa z prawym obiegiem płuczki

Metoda obrotowa z prawym obiegiem płuczki znalazła zastosowanie tylko przy wierceniu otworów wielkośrednicowych o średnicach do około 1,2 m.

Według tej metody otwory wiercone są przeważnie wielostopniowo z kolejnymi poszerzeniami.

Najpierw wykonuje się otwór prowadnikowy (pilotowy), najczęściej o średnicy 0,438; 0,56 lub 0,66 m, do projektowanej głębokości, a następnie poszerza się go poszerzaczami do wymaganej średnicy.

Metoda obrotowa z odwrotnym obiegiem płuczki

Metoda obrotowa z odwrotnym obiegiem płuczki wiertniczej znalazła szerokie zastosowanie zwłaszcza w hydrogeologii i górnictwie. Umożliwia ona szybkie wiercenie otworów wielkośrednicowych. Metoda ta umożliwia wykonywanie otworów w luźnych piaskach, żwirach, glinach, iłach, iłołupkach, marglach, wapieniach, piaskowcach i innych skałach osadowych.

Odwrotny obieg płuczki najczęściej wywoływany jest:

W skład kołnierzowego przewodu wiertniczego wchodzą następujące elementy:

Kołnierze przyspawane są obustronnie do wszystkich elementów przewodu wiertniczego z wyjątkiem świdra, do którego przyspawany jest jeden kołnierz od góry.

Kołnierze dzieli się ze względu na:

  1. usytuowanie:

Świdry gryzowe

Do wiercenia wielkośrednicowych otworów stosowane są również świdry gryzowe. Są one o bardzo różnych konstrukcjach przeznaczonych do bezstopniowego, jak również do jedno- lub wielostopniowego zwiercania całej powierzchni dna otworu.

Świdry gryzowe do zwiercania pełnej powierzchni dna otworu składają się z kadłuba, do którego przymocowane są od dołu wymienne gryzy, a od góry kołnierz do połączenia z obciążnikami.

WYKŁAD 22

Otwory kierunkowe do eksploatacji siarki wykonuje się metodą otworową w celu zwiększenia efektywności uzysku siarki ze złoża.

Jednym z przykładów jest otwór wielodenny, który składa się z otworu głównego (pionowego) i z otworów bocznych (kierunkowych)

przegubowy przewód wiertniczy o długości około 50 mb, umożliwiający regulowanie intensywności krzywienia od co najmniej 1,5º/m wzwyż,

Kliny odchylające

Kliny odchylające służą do uzyskania odchylenia otworu od pionu. W zależności od konstrukcji kliny odchylające można podzielić na kliny zamknięte i kliny otwarte. Różnica pomiędzy nimi polega na tym, że kliny zamknięte mają górną część zakończoną mufą umożliwiającą wyciąganie tych klinów na powierzchnię.

Ze względu na częstotliwość używania klinów odchylających można je podzielić na kliny stałe i kliny wyciągalne (odchylacze).

Kliny odchylające stałe

Zamocowanie klinów w otworze pionowym można uzyskać na naturalnym lub sztucznym dnie, przy czym klin odchylający może być umieszczony na dnie otworu pionowego lub powyżej dna otworu.

Przegubowy przewód wiertniczy

Do wiercenia kierunkowego o małym promieniu odchylenia stosowany jest specjalny przegubowy przewód wiertniczy. Przegubowy przewód wiertniczy jest złożony z oddzielnych ogniw, wewnątrz których jest przepuszczony przewód gumowy wysokociśnieniowy do przepływu tłoczonej płuczki wiertniczej.

Zastosowanie tego rodzaju przewodów w połączeniu z urządzeniami odchylającymi różnego typu pozwala na wiercenie w żądanym kierunku i przy żądanym kącie odchylenia.

Rdzeniowanie integralne otworów kierunkowych

W otworach kierunkowych zazwyczaj długość odwiercanego rdzenia jest ograniczona, a otrzymuje się go w postaci krótkich kawałków zwykle pokruszonych.

Aby wyeliminować tą wadę, wprowadzono tzw. rdzeniowanie integralne, czyli otrzymywanie rdzenia równego długości rdzeniówki.

WYKŁAD 23

Wypadek wiertniczy jest to takie uszkodzenie maszyny, urządzenia lub przyrządów i narzędzi, które powoduje nieprzewidzianą przerwę w wierceniu.

Przez awarię należy rozumieć uszkodzenie maszyny lub urządzenia, które spowodowało przerwę w pracach wiertniczych.

Wszystkie możliwe roboty ratunkowe, a także narzędzia ratunkowe przy metodach wierceń zarówno obrotowych, jak i udarowych mogą być podzielone na następujące grupy:

  1. wypadki z przewodem wiertniczym (żerdzi, lin, rur płuczkowych);

  2. wypadki z przyrządem wiertniczym;

  3. wypadki spowodowane pozostawieniem niewielkich przedmiotów na spodzie otworu;

  4. wypadki z rurami okładzinowymi.

Prace ratunkowe i wybór narzędzi ratunkowych można ogólnie podzielić na:

Narzędzia ratunkowe można zatem podzielić na (5 rodzajów):

  1. narzędzia pomocnicze, spełniające tylko funkcję dla prac pośrednich, jak na przykład: łączniki bezpieczeństwa, odciskacze, narzędzia zwrotne, nożyce ratunkowe;

  2. narzędzia chwytające, których zadaniem jest uchwycenie i wyciągnięcie przewodu wiertniczego, narzędzia wiertniczego lub jego części. Do tego rodzaju narzędzi ratunkowych można zaliczyć: korony ratunkowe, raki do rur, gwintowniki, tuty, kleszcze, haki do liny, grabki itd.;

  3. narzędzia skierowujące, których zadaniem jest ustawienie urwanych rur w środku otworu po to, aby na przykład zapuścić koronę ratunkową w celu ich wyciągnięcia z otworu.

  4. narzędzia wymijające, przeznaczone do omijania lub zwiercania urwanych części przewodu lub narzędzia czy rdzeniówki. Do nich należą kliny odchylające, żeracze itp.;

  5. narzędzia ratunkowe tnące, przeznaczone do cięcia rur okładzinowych oraz płuczkowych czy liny przy wierceniu udarowym linowym. Do tych narzędzi należą różnego rodzaju noże tnące

Przy wierceniu udarowym, do najbardziej typowych wypadków wiertniczych nalezą:

Do wyprostowania położenia przedmiotu w otworze używane są różne haki prostujące (narzędzia skierowujące):

Hak dłubak jest używany do przerabiania zasypu dookoła pozostawionego w otworze przedmiotu w celu uchwycenia go narzędziem chwytającym. Górna część haka jest okrągła, zakończona czopem, a dolna zakończona jest ostrzem nazwanym wąsem lub przechodzi w łopatę (hak bez wąsa)

Narzędzia (przyrządy) chwytające zapuszcza się na przyrządzie ratunkowym.

Przyrząd ratunkowy składa się z narzędzia instrumentacyjnego, nożyc instrumentacyjnych o długim (do 1000 mm) skoku (nie zawsze) i obciążnika łączonego z rurami płuczkowymi przez łącznik lub niekiedy pasterki do połączenia z liną.

Stąd przy wierceniu udarowym można czasami przyrząd ratunkowy zapuszczać na linie, ale pewniej jest, gdy stosuje się przewód sztywny (rury, żerdzie).

Jego połączenie gwintowe jest lewe, zwłaszcza wtedy, gdy zachodzi potrzeba odkręcenia części pozostawionego przedmiotu w otworze.

Do uchwycenia pozostawionego przedmiotu o kształcie cylindrycznym, jak świdry (ich czopy), obciążniki, rury, pasterki służą korony ratunkowe.

W zależności od budowy korona ratunkowa może być

Do chwytania i wyciągania przedmiotów zaklinowanych, wciętych lub zasypanych używa się koron z klinami. Korony z klinami mogą być nieodpinalne lub odpinalne.

Do uchwycenia urwanego przewodu z rur poza koroną ratunkową można użyć gwintownika lub tuty. Gwintownik ma kształt zwężającego się ku dołowi stożka

Grabki instrumentacyjne obrotowe

Grabki obrotowe są zbudowane inaczej niż grabki udarowe.

Służą one również do chwytania świdrów, rolek, krótkich kawałków ułamanych narzędzi, klinów itp. i mają zastosowanie częściej przy wierceniu obrotowym z płuczką.

Do wyrównywania średnicy zgniecionych rur okładzinowych używa się kolejno serii gruszek o coraz większych średnicach

W wypadku urwania się lub odkręcenia i odpadnięcia kilku rur okładzinowych można je wydobyć z otworu na powierzchnię przy użyciu raka. Rak składa się ze stożkowatego buraka , zębatych szczęk do uchwycenia rur, łap do podwieszenia tych szczęk i trzonu. Stosowane są raki odpinalne i raki rozkręcalne.

Rak odpinalny ma tę zaletę, że po uchwyceniu szczękami rury i niemożności jej wyciągnięcia można szczęki raka zwolnić (odpiąć) z uchwytu i wyciągnąć rak na powierzchnię. Przy uchwyceniu rur okładzinowych rakiem rozkręcalnym i niemożności ich wyciągnięcia można szczęki raka zwolnić z uchwytu przez rozkręcenie.

Do uchwycenia liny urwanej przy wierceniu linowym służą haki po linę. Haki po linę mogą być pojedyncze, podwójne lub potrójne. Do pochwycenia urwanej liny w rurach okładzinowych używa się haka pojedynczego. Hak pojedynczy wykonany jest z kwadratowego stalowego pręta o grubości 30 – 40 mm, długości 1,5 – 2 m.Z boku pręt ten ma odkute zęby zagięte do góry w odstępach 20 – 30 cm. W części górnej pod wieńcem znajduje się tarcza (4) o średnicy 6 – 8 mm mniejszej od wewnętrznej średnicy rur okładzinowych. Ma to na celu uniemożliwienie przedostania się liny ponad hak i ewentualnego zaklinowania haka w rurach okładzinowych.

Obecność płuczki wiertniczej utrudnia jednak dobrą widoczność obrazu zagwożdżonego otworu.

Odciskacz stosowany przy wierceniach obrotowych z płuczką ma odpowiedni kanał do przedostawania się przezeń płuczki przy jego zapuszczaniu i wyciąganiu.

Są dwa typy odciskaczy: zwykły i ołowiany.

Od góry odciskacz jest zakończony czopem lub mufą do połączenia z rurami płuczkowymi.

W odciskaczu zwykłym w środku jego kadłuba znajduje się drewniany klocek, a poniżej niego masa plastyczna, przez którą przechodzi kanał. Odciskacz ołowiany natomiast ma na stalowym trzonie masę ołowianą.

Podobnie jak przy wierceniu udarowym, przy wierceniach obrotowych z płuczką przy chwytaniu urwanych rur płuczkowych albo przedmiotów małych wymiarów można stosować tutę.

Stosowane są tuty z prowadnikiem i tuty bez prowadnika. Zewnętrzny kształt korpusu tuty jest cylindryczny, lekko stożkowaty ku górze. U góry korpus ten jest zakończony wewnętrznym gwintem (mufa), odpowiadającym wymiarem gwintowi rur płuczkowych, na których zapuszcza się tutę do zagwożdżonego otworu.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
kompendium na egzamin od Bialego, geologia, II rok, wiertnictwo
cygan,wiertnictwo, Podział kolumn rur w zależności od ich przeznaczenia
od Elwiry, prawo gospodarcze 03
Uzależnienie od alkoholu typologia przyczyny
Najbardziej charakterystyczne odchylenia od stanu prawidłowego w badaniu
od relatywizmu do prawdy
ASD od z Sawanta II Wykład17 6
Uzależnienie od tytoniu a POChP
Wykład 2 od profesora Biniaka
uzaleznienie od mediow
od 33 do 46
Organizacja działu handlu zagranicznego w zależności od grup
Od bakelitu
ubezpieczenie maszyn od awarii
Od Marty2

więcej podobnych podstron