Установка для бурения скважины.

Существует несколько способов бурения, но промышленное применение нашло механическое бурение. Механическое бурение подразделяется на ударное и вращательное. В настоящее время ударный способ для бурения нефтяных и газовых скважин не применяется. В настоящее время скважины бурятся методом вращательного бурения. При вращательном бурении разрушение горной породы происходит за счет вращающегося долота. Под весом инструмента долото входит в породу и под влиянием крутящего момента разрушает породу. Крутящий момент передается на долото с помощью ротора, устанавливаемого на устье скважины, через колонну бурильных труб. Этот метод бурения называется роторным бурением. Если крутящий момент передается на долото от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового забойного двигателя), этот способ называют бурением забойным двигателем.

Турбобур – это гидравлическая турбина, приводимая во вращение с помощью нагнетаемой насосами в скважину промывочной жидкости.

Электробур представляет собой электродвигатель в герметичном исполнении, электрический ток подается к нему по кабелю с поверхности.

Бурение скважин ведется с помощью буровой установки (рис. 1).

Разрушение горных пород осуществляется с помощью долота (1), спускаемого на бурильных трубах (20) на забой. Вращательное движение долоту передается забойным двигателем (22) или ротором (13 ) через колонну бурильных труб ( роторное бурение ).

Ротор монтируется на устье скважины. Колонна бурильных труб состоит из ведущей трубы (11) квадратного сечения (в практике называется квадрат) и соединенных с ней переводником (19) бурильными трубами (20). Колонна бурильных труб проходит через ротор и подвешивается на крюке (9) оснастки буровой установки. Вращательное движение колонны бурильных труб с долотом осуществляют через ротор (рис.4).

Ротор представляет собой конический редуктор с цепным приводом от дизельного или электрического двигателя. Во внутренней полости станины (1) ротора установлен на подшипнике стол (2) с коническим зубчатым колесом, которое входит в зацепление с конической шестерней, насаженной на вал (6). На другой конец вала насажено цепное колесо (на рисунке не показано), через которое передается вращение столу от двигателя. Стол ротора имеет в центре отверстие, диаметр которого зависит от максимального размера долота пропускаемого через него при спуске или подъеме колонны бурильных труб. После спуска бурильных труб с долотом в отверстие стола ротора вставляют два вкладыша (4), а внутрь их два зажима (3), которые образуют отверстие квадратного сечения. В этом отверстии

находится ведущая труба тоже квадратного сечения. Она воспринимает вращающий момент от стола ротора и свободно перемещается вдоль оси ротора. Вращающийся стол ограждается кожухом (5).

Спускоподъемные операции и удержание на весу колонны бурильных труб осуществляется грузоподъемным механизмом. Грузоподъемный механизм состоит из буровой лебедки (4) (рис.1), электрического или дизельного двигателя (привода) (5), системы оснастки (7), талевого блока (8), кронблока (верхний блок), вертлюга (6) и крюка (9). Каркасом подъемника грузоподъемного механизма служит буровая вышка (12). Для уменьшения усилия на стальной канат (7) талевой системы применяется система полиспастов.

Полиспаст – это система подвижных и неподвижных блоков, через которые пропускают стальной канат. Один конец каната закрепляется на устье скважины неподвижно, а другой наматывается на барабан лебедки (ходовой канат). На верхней опорной части буровой вышки устанавливается блок из неподвижных роликов, который называют кронблоком (рис.2).

Подвижный блок называют талевым блоком (рис.3). Чаще всего кронблок состоит из шести роликов с желобами для стального каната, а талевый блок – из пяти роликов с желобами. В этом случае усилие на ходовом канате будет в десять раз меньше фактического веса поднимаемой колонны бурильных труб.

Рис. 3. Талевый блок: 1-траверса; 2- Рис.4. Ротор: 1-станина; 2-стол с укрепленным

шкивы; 3-ось; 4-предохранительные зубчатым венцом; 3-зажимы; 4-вкладыши; 5-

кожухи; 5-щеки; 6-серьга. кожух; 6-вал.

В процессе бурения необходимо вращать колонну бурильных труб с долотом и одновременно подавать в эти трубы буровой раствор для выноса разбуренной породы. С этой целью между крюком (9) и квадратом (11) монтируется вертлюг (6). Для выноса на поверхность разрушенной на забое скважины горной породы, охлаждения долота, приведения в действие забойных двигателей (турбобуров) в бурящейся скважине постоянно циркулирует глинистый раствор. Буровой глинистый раствор, приготовленный на поверхности, из емкости (18) забирается поршневым буровым насосом (16) с двигателем (17) и по нагнетательному трубопроводу (15) через гибкий шланг высокого давления (10) под давлением подается через вертлюг в бурильные трубы.

Вертлюг состоит из полого корпуса, внутри которого размещается

горизонтальная опорная площадка с упорным подшипником качения, на

который опирается вращающаяся часть – ротор, к которому присоединяется

с помощью резьбовых соединений колонна бурильных труб. В верхней части корпуса вертлюга через патрубок закачивается буровой раствор, который проходит через полый ротор в колонну бурильных труб.

Выйдя через отверстия долота, буровой раствор, смешиваясь с частицами разрушенной породы, поднимается по затрубному пространству скважины на поверхность, где по желобам (14) поступает в систему очистных сооружений. В системе очистных сооружений буровой раствор очищается от частиц горной породы, вновь поступает в приемную емкость(18),и процесс бурения продолжается. При турбинном способе бурения буровой раствор является рабочей жидкостью для привода гидравлического забойного двигателя – турбобура.