Разработка наддолотного устройства для совершенствования очистки призабойной зоны скважины

• Автор: Зайнагалина, Ляйсан Зульфаровна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 101 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ОЧИСТКИ СТВОЛА И ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ ОТ ШЛАМА

1.1 Области применения и специфика горизонтального бурения

1.2 Техника для очистки скважины

1.2.1 Вибрационные устройства

1.2.2 Технические средства для интенсификации очистки скважины от шлама со шнеком

1.2.3 Струйные насосы

1.2.4 Уменьшение гидравлического сопротивления

1.2.5 Шламоулавители

1.2.6 Специальные долота
1.2.7 Очистка горизонтальных стволов скважин с использованием системы поперечных сопел
1.2.8 Наддолотпое устройство с отверстиями направленными I? сторону устья скважины
1.3 Обзор технологий для повышения эффективности очистки горизонтальных скважин от выбуренной породы
Выводы по первой главе и задачи диссертационной работы
2 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ НАДДОЛОТНОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ШЛАМА
2.1 Условия выноса шлама из горизонтального участка скважины.
2.2 Конструкция наддолотного измельчителя шлама
2.3 Определение закона движения барабана относительно вращающегося вала
2.4 Частные случаи закона относительных крутильных колебаний барабана
2.5 Определения закона (уравнения) вращения вала

2.6 Решение уравнения
2.7 Влияние подвижных элементов на неравномерность колебаний барабана наддолотного измельчителя шлама
Выводы по второй главе
3 СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ МОДЕЛИ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НАДДОЛОТНОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ШЛАМА
3.1 Описание стенда
3.2 Планирование и методика проведения эксперимента
3.3 Полученные результаты
Выводы по третьей главе
4 ПРОМЫСЛОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ
4.1 Назначение и цели промысловых испытаний
4.2 Опытная конструкция наддолотного измельчителя шлама
4.3 Определение конструкторско-геометрических параметров устройства
4.3.1 Определение размеров рабочих каналов и отверстий барабана наддолотного измельчителя шлама
4.3.2 Техническая характеристика наддолотного измельчшеля шлама
4.4 Бурение скважины
4.4.1 Результаты испытания на скв. №27В/180
Выводы по четвертой главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А. Патент на изобретение РФ
Приложение Б. Справка о внедрении в учебный процесс
Приложение В. Графики замеров виброскорости
Приложение Г. Акт о результатах промыслового испытания
наддолотного измельчителя шлама

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Энергетическая стратегия России предусматривает ежегодное увеличение добычи нефти. Исходя из намечаемых объемов добычи, стратегия развития сырьевой базы ТЭК определяет ожидаемый прирост запасов нефти в период до 2020 г. в 7,5-10 млрд.т.
Повышение добычи нефти и газа неразрывно связано с повышением технико-экономических показателей процесса бурения скважин. Сроки строительства скважин возможно сократить за счет увеличения скоростей бурения путем применения новых типов породоразрушающего инструмента, новых типов промывочных жидкостей, оборудования циркуляционной системы: буровых насосов, оборудования для приготовления и очистки промывочной жидкости, а также за счет обоснованного улучшения эксплуатации оборудования. Существенным резервом в повышении эффективности буровых работ является совершенствование техники и технологии бурения на основе внедрения эффективного оборудования для очистки забоя скважин от шлама. Степень совершенства промывки скважины и оборудования для се осуществления в значительной мере влияет на успешную, безаварийную проводку скважин. Качество очистки забоя скважины от шлама влияет па механическую скорость бурения, качество ствола скважины, проходку и стойкость долота, турбобура, элементов компоновки бурильного инструмента.
Для повышения эффективности очистки забоя и ствола скважины от выбуренной породы применяют различные устройства, встроенные в долото: шаровые, балапсирные, акустические вибраторы, струйные насосы. Применяют различные наддолотные устройства, позволяющие улучшить очистку забоя: переводник, оснащенный шнеком; вибраторы; струйные насосы различной конструкции. Эти устройства улучшают очистку забоя от шлама до определенной степени, по не обеспечивают- вынос крупных, твердых частиц шлама, допускают повторное дробление шлама, образование шламовых дюн при горизонтальном
движение с переводником и осевые движения относительно переводника. Барабан в верхней чаети имеет крышку 6, которая соединяется с барабаном 1 при помощи резьбового соединения. Барабан 1 и крышка 6 установлены на переводнике 2 при помощи гаек 7 и 8. Крышка в свою очередь снабжена отверстиями 9 и радиальными каналами 15, 16. На крышке установлены упоры 10 и 11 и упор 12 на переводнике 2, при помощи этих упоров
устанавливаются пружины 13 и 14, связывающие переводник 2 с барабаном 1. Барабан снабжен отражателем 17 и отверстиями 18 и 19. Переводник 2 в нпжнеи и верхней части имеет присоединительные резьбы 20, 21.
Устройство устанавливается при вращательном бурении (роторным способом, забойными двигателями) над долотом. При бурении скважины переводник 2 вращается, приводит в действие шпек 3 и ротор 4. Вращающийся переводник 2 и барабан, соединенные пружинами 13 и 14 образуют колебательную систему. Промывочная жидкость со шламом шпек направляет во внутреннюю полость устройства. Жидкость со шламом шнек направляет в осевом направлении и радиальном направлении, при этом шлам за счет ударов частично измельчается, мелкие частицы просеиваются через сетку (отверстия сетки 2-3 мм), крупные частицы попадают в ротор отбрасываются радиально па отражатель, происходит дальнейшее измельчение шлама. Окончательное измельчение происходит при попадании крупных частиц в каналы 16 и дроблении их торцом ротора. Очистке раствора способствуют крутильные колебания барабана (сетки), которые происходят под действием силы инерции барабана, жидкости отбрасываемой ротором на эксцентричный отражатель и сил пружин