Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

Таблица 8 – Нефтегазоводопроявления 3 страница

В области промывки скважины проводят следующие мероприятия:

-полный отказ от использования земляных амбаров и замена их металлическими резервуарами большой емкости;

-применение циркуляционной системы усовершенствованной конструкции с надежными закрытыми трубопроводами для перепуска бурового раствора;

- освоение на практике транспортирования бурового раствора со скважины на скважину для многократного его использования (в первую очередь это относится к растворам на нефтяной основе и эмульсионным);

-обработка и обезвреживание остатков бурового раствора и захоронение их в специально отведенных местах.

Для тех случаев, когда из-за больших расстояний транспортировка буровых растворов со скважины на скважину нерентабельна, разрабатываются иные способы. Например, в нефти был разработан метод распылительной сушки обработанных химическими реагентами глинистых растворов для получения вторичных глинопорошков. В нашей стране и за рубежом разрабатываются способы обработки оставшегося в отстойниках бурового раствора специальными активирующим и добавками, которые ускоряют процесс отвердения отходов буровых работ.

Процесс строительства скважин охватывает несколько этапов: подготовительные работы, бурение, крепление, освоение, заключительные работы, включающие ликвидацию шламовых амбаров и рекультивацию земель, нарушенных бурением. Для каждого этапа характерен свой комплекс работ, выполнение которого в обязательном порядке должно осуществляться в строгом соответствии с действующими законодательными актами и экологическими нормативами.

Основные преимущества этого способа состоят в относительно высокой производительности, компактности и простоте конструкции. Схема гидроциклонной установки, согласно которой БСВ собираются в емкости 1 объемом 2—3 м ^з представлена в таблице 13

 Таблица 13 - Состав природоохранных мероприятий

2.3 Расчет технологических процессов

2.3.1 Расчеты при вскрытии и испытании продуктивных пластов

Продуктивная толща залегает на глубине 2000 м и включает три проницаемость пропластка (мощность каждого 78м): первый и третий - нефтеносные, второй - водоносный. Общая мощность толщи - 80 м, пластовое давление Р_плр19+20МПа. Над продуктивной толщиной залегают аргиллиты мощностью 25 м, а выше - доломиты с прослоями водоносных песчаников - пластовое давление Р_пл2=22Мпа

Решение. Оценивая мощность продуктивного горизонта, число проницаемых пропластков, однородность насыщения, следует отметить, что требуется селективный отбор нефти, т.е. второй и пятый методы, которые отвечают этому требованию.

Определим коэффициенты аномальности по формуле:

gradp_r = ; gradp_r = ;                                     [3, стр. 23]             (40)

gradp_пор= ; gradp_гр= ;

gradp_погл = ;

k _a1=19,0÷20,0/(0,01∙2000)=0,95÷1,0

k _a2=22,0/(0,01∙2000)=1,1

Если использовать второй метод, то потребуется промывочная жидкость с плотностью

r₀=1,05∙1,1=1,15,

где k _р=1,05 рекомендуемое значение коэффициента резерва.

Гидростатическое давление на продуктоный пласт

р_гст=0,01∙1,15∙2000=23,0 Мпа.

Разность между гидростатическим давлением и пластовым в продуктивной зоне

р_гст-р_пл1=23,0-19,0=4,0 Мпа.

Если использовать раствор на водной основе, то возможно сильное загрязнение продуктивной толщи.

По пятому методу, относительная плотность промывочной жидкости

r₀=1,05∙1,0=1,05.

 Гидростатическое давление на продуктивный пласт

р_ст=0,01∙1,05∙2000=21,0 Мпа.

Тогда

р_ст-р_пл1=21,0-19,0=2,0

т.е. вдвое меньше, чем при использовать второго метода.

Таким образом, здесь предпочтительнее использовать пятый метод.

2.4. Оборудование, применяемое при данной технологии

С помощью центробежного насоса 2 эти воды направляются для очистки в гидроциклон 5. При этом твердые частицы по желобу 6 отводятся в контейнер, а очищенная жидкость вновь направляется в емкость 1. Давление на входе в гидроциклон регулируется задвижкой 3 и контролируется с помощью манометра 4. После рециркуляции в течении 10-15 мин с помощью задвижки 7 очищенная вода направляется для повторного использования. Очистка буровой сточной воды на основе глинистого раствора, утяжеленного баритом, в гидроциклоне диаметром 0,75 м показала, что эффективность очистки составляет 78-81 % при незначительных потерях (0,5-0,7 %) жидкой фазы через разгрузочное отверстие гидроциклона. Однако остаточное содержание твердой фазы в очищенной жидкости довольно высокое и составляет 4,4-10,2 г/л.

   1                       ІІ       

                                              4                  5

                 1                            3              6

                                                2               ІІІ

1- задвижка, 2- очистка, 3-манометра, 4-задвижка, 5-желоб, 6-емкость,        7-выход

Рисунок 3 - Схема гидроциклонной установки для очистки буровых сточных вод     

 Примечание. БСВ  - буровые сточные воды; ОБР  - оборотный буровой растворВ гидроциклонах обеспечивается отделение минеральных частиц диаметром более 15-20 мкм. Следовательно, основная фракция взвешенных веществ (высокодисперсная и коллоидная) остается в сточной воде. Этот метод неэффективен и в отношении органических загрязнителей. По вопросу регенерации технических вод интерес представляет установка, разработанная в ЦНИЛ объединения. В ней использован метод химической коагуляции и покаскадного отстаивания. После очистки вода пригодна для использования в системе оборотного водоснабжения. Особенно важно соблюдать мероприятия по охране окружающей среды при строительстве скважин с морской стационарной платформы, где их проведение многократно усложняется в связи с ограниченностью производственного пространства. Проводимый строгий контроль за соблюдением всех требований позволяет значительно снизить вредные последствия буровых работ на осваиваемых территориях. Законодательством определены требования к предприятиям и персональная ответственность руководителей за их несоблюдение. Основным законодательным актом, определяющим в целом принципы охраны природной среды, является Конституция РФ. Ниже приводится неполный перечень основных законодательных актов, регламентирующих требования в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов, действующий на территории РФ с 01.08.92 г. Проводимый строгий контроль за соблюдением всех требований позволяет значительно снизить вредные последствия буровых работ на осваиваемых территориях. Ниже приводится неполный перечень основных законодательных актов, регламентирующих требования в области охраны природы и рационального использования природных ресурсов проводимый строгий контроль за соблюдением всех требований позволяет значительно снизить вредные последствия буровых работ на осваиваемых территориях законодательством определены требования к предприятиям и персональная.

2.5 Расчет оборудования

2.5.1 Выбор буровой установки (БУ), типа оснастки талевой системы и талевого каната

Методика расчета в [2, стр.293-294], [27, стр.24-27], справочные данные стр.47-56 [2]

Условные обозначения и данные к расчету:

Бурильные трубы, сталь Д                                                           ТБПК 127 Х9

Забойный двигатель                                                                      Д2-195

УБТ                                                                                                 178 Х 80

Длина УБТ, м                                                                         75

Конструкция скважины и толщина стенок ОК, мм 

кондуктор                                                                               9

техническая колонна                                                              8

эксплуатационная колонна                                                             6,5

r_б.р.-плотность бурового раствора, г/см³                                                               1,17                   

L- проектная глубина скважины по инструменту, м                      1130

Q_т.с.- вес талевой системы, МН                                                                                               0,1

Диаметр экспл.колонны, мм                                                           146

Решение

1) Определяем вес наиболее тяжелой колонны                  

Рассчитывается Q_эк = q_эк∙L, МН                                   [2, стр.293]             (41)

где Q_эк- вес эксплуатационной колонны , МН 

Qэк= q_н∙L_н, МН                                                           [2, стр.293]       (42)

Qэк=268∙1312 = 0,35МН

Q_к=q_к∙L_к, МН                                                                  [2, стр.293]          (43)

Q_к = 539∙245 = 0,13МН

Q_тк= q_тк∙L_тк, МН нет                                                      [2, стр.293]          (44)

где q_н, q_к, q_тк- вес 1 п.м труб, определены по табл.24, 111 [8]

Q_бк= Q_тбвк+ Q_т+ Q_убт= q_тбвк* L_тбвк+ Q_т+ q_убт∙ L_убт, МН       [2, стр.293]           (45)

Q_бк=310∙ (1314-75)+13500+1500∙75=0,39 МН

Определяем класс БУ по глубине бурения из табл. 142        [2, стр.290]           (46)

Определяем рабочую нагрузку для буровых установок этого класса         

Q_раб= (H_доп+ 10%∙ H_доп) ∙q_ср, МН                                  [2, стр.293]          (47)

Qраб = (2000+0,10*2000)∙310 =0,68 МН    

где q_ср- вес 1 п.м. Бурильных труб из табл. 24                  

 H_доп- условная глубина бурения

 Q_раб> Q_б.к., МН 0,68 МН больше 0,45МН                   [2, стр.290]     (48)

3) По табл.142 [ 8, стр.290] для установки класса БУ - 2000 допускаемая нагрузка в процессе проводки и крепления скважины составляет 1,2 МН

4)Определяем max нагрузку от веса БК с учетом расхаживания

Q_max= 1,25* Q_б.к. ∙ (1- r_б.р./ r_м)                                       [2, стр.293]          (49)

Qmax= 1,25∙0,52∙ (1-1,17/7,850) = 0,4МН

Q_max= 0,48МН< [Qдоп] = 1,2  что достаточно

5) Определяем максимальную нагрузку от веса самой тяжелой обсадной колонны с учетом расхаживания

Q_max= 1,15∙ Qэк=1,15∙0,37= 0,42МН

Q_max= 0,48 МН< [Q_доп]=1,2 МН

6) Выбираем конкретную буровую установку по табл. 143 [2,стр.291] учитывая конкретные словия и обеспеченность данного УБР установками соответствующего класса. - Уралмаш 2000 ЭУ

7) Определяем тип оснастки, для этого рассчитываем число рабочих струн в оснастке

n раб = Q_max+Q_т.с./ P_{доп. ход}                                                                        [2, стр.293]           (50)

где Qтс - вес талевой системы, 0,1 МН

n раб=(0,35+0,1)/0,273 = 1,64

Рдоп/ход = 0,273 МН [1, табл.1.4]

где Р_{доп. ход}- допустимое напряжение ходового конца каната для лебедки У2- 5-5

Принимаем число рабочих струн …                             nрс =8

Оснастка талевой системы ….                                         4х5

8) Выбираем диаметр талевого каната Dтк                    32 мм

Согласно технической характеристики выбранной БУ из табл. 143 [8]

9) Определяем длину талевого каната

L_к= h_в∙ (n_рс+2)+p ∙D_бар∙ (l_бар/d_тк), м                               [2, стр.293]            (51)

Lк = 45∙ (8+2)+3,14∙ (0,8∙ (1,03/0,032) =450,0 м

где h_в- высота вышки из табл.144 [8]

D_бар- диаметр барабана лебедки, м                                                       0,8

l_бар- длина барабана, м                                                                       1,03

n_рс- число рабочих струн                                                                       8

10) Определяем тип каната:

 фактическое натяжение ходового конца каната

Р_{фак. х.к.}=( Q_max+Q_тс)/(n рс ∙ h_тс)                                       [2, стр.293]          (52)

Рфак. х.к.= (0,4+0,1)/(8∙0,85) = 0,85 МН

     где h_тс - КПД талевой системы h_тс = 0,85

11) Определяем необходимое разрывное давление каната

P_{разр. факт}= Р_{фак. х.к}∙k = 0,85∙9,5 = 0,23  МН что достаточно.     [2, стр.293]            (53)

где k- коэффициент запаса прочности для грузовых канатов 3 – 4

Согласно табл.1,7 [1] подходит талевый канат ЛК-РО-6х31 линейного касания диаметром 32 мм для которого Р доп.р=0,43 МН при расчетном пределе прочности проволок 1666 МН/м² с металлическим сердечником.

12) Согласно табл.1.7 [1] выбираем талевый канат, для которого Р_{доп.разр}=0,5³ МН при расчетном пределе прочности проволок необходимо соблюдение условия Р_{доп.разр}> P_{факт.разр}

Рдоп.р=0,5³= Рфак.р = 0,23, что достаточно.

Итоги расчета

Параметры БУ

Условная глубина бурения, м                                                            2000

Допустимая нагрузка на крюке, МН                                                   1,2

Оснастка талевой системы                                                                  4х5

Диаметр талевого каната, мм                                                              32

Число рабочих струн                                                                             8

Тип талевого каната                                                               ЛК-РО-6х31

3 Раздел проектирования средств автоматизации в бурении

3.1Приборы для измерения параметров бурового раствора

Вискозиметр ВВ-1. Предназначен для определения условной вязкости буровых растворов т.е. времени истечения из стандартной воронки определенного объема бурового раствора. В состав вискозиметра ВВ-1 входят: воронка, мерная кружка, сетка.

Основные технические характеристики это постоянная вискозиметра (время истечения 500 см воды при температуре  (20±5)°С погрешность постоянной вискозиметра, с±0,5; объем воронки вискозиметра, см 700; объем мерной кружки, см 500.

При проведении работ с вискозиметром нужно промыть водой воронку вискозиметра и мерную кружку, закрыть отверстие трубки пальцем правой руки и налить ковшом в воронку через сетку испытуемый раствор до перелива; подставить мерную кружку под трубку вискозиметра убрав палец, открыть отверстие трубки, одновременно включив левой рукой секундомер;  в момент заполнения кружки раствором до краев остановить секундомер, закрыть отвер­стие трубки пальцем и прочесть показания секундомера;  после каждого измере­ния кружку мыть. При вращении одного из тел (двух относительно друг друга) возникает момент сопротивления деформации жидкости. Существуют два основ­ных метода измерения: измерение момента сопротивления деформации при заданной скорости вращения и измерение. При вращении одного из возникает момент сопротивления деформации жидкости. При измерении водоотдачи раствора одновременно определяют толщину образующейся на фильтре глинистой корки.

Принцип действия основан на подсчёте времени протекания заданного объёма жидкости через узкое отверстие или трубку, при заданной разнице давлений. Чаще  всего жидкость из резервуара вытекает под действием собственного веса, в таком случае вязкость пропорциональна разнице давлений.

1- воронка,2-вертикальная трубка;3-мерная кружка;4-сетка.

Рисунок 4- Визкозиметр-BB1

Принцип действия основан на подсчёте времени протекания заданного объёма жидкости через узкое отверстие или трубку, при заданной разнице давлений. Чаще всего жидкость из резервуара вытекает под действием собственного веса, в таком случае вязкость пропорциональна разнице давлений между жидкостью, вытекающей из капилляра и жидкостью на том же уровне, вытекающей из очень толстой трубки. Если течение жидкости в приборе осуществляется только под действием тяжести (например, в вискозиметре то при работе капиллярного вискозиметра определяется кинематическая (не динамическая) вязкость. С помощью капиллярного вискозиметра измеряются вязкости от 10 мкПа∙с(газы) до 10 кПа∙с. Используют вискозиметры. Различают вискозиметры с подвешенным уровнем.

Вискозиметры одни из самых распространенных ввиду простоты и удобства работы. Предназначены для измерения кинематической вязкости прозрачных жидкостей или непрозрачных жидкостей. Как правило размеры и константы вискозиметров прямого и обратного тока совпадают.

Измеряют динамическую вязкость. Одно или два коаксиально (соосно) расположенных тела вращения (цилиндры, диск, конус, полусфера). Пространство между ними заполняют исследуемым веществом. При вращении одного из тел (двух относительно друг друга) возникает момент сопротивления деформации жидкости. Существуют два основных метода измерения: измерение момента сопротивления деформации при заданной скорости вращения и измерение скорости вращения тела от приложенного фиксированного крутящего момента. Основная масса приборов использует первый метод. Только ротационные вискозиметры позволяют измерить истинную или абсолютную вязкость, как ньютоновских, так и неньютоновских (структурированных или реологических) сред. Диапазон измеряемой вязкости обычно простирается от 1 мПа·с до сотен тысяч Па·с. Такой широкий диапазон измерений достижим как за счёт изменения скорости вращения шпинделя от 0,01 оборота в минуту до 1500, так и использования шпинделей разных размеров для разных диапазонов вязкости.

Определение вязкости капиллярными В. основано на законе и состоит в измерении времени протекания известного количества (объёма) жидкости или газа через узкие трубки круглого сечения (капилляры) при заданном перепаде давления. Капиллярными В. измеряют вязкость от10^-5н∙сек/м² (газы) до(консистентные смазки). Относительная погрешность образцовых капиллярных В.±0,1-0,3%,  рабочих приборов ±0,5-2,5%. Показано устройство различных типов стеклянных В. В капиллярных В. указанных типов течение жидкости происходит под действием силы тяжести (в начальный момент уровень жидкости в одном колене В. выше, чем в другом). Время опорожнения измерительного резервуара определяют как промежуток между моментами прохождения уровня жидкости мимо меток на верхних и нижних концах резервуара. В капиллярных автоматических В. (непрерывного действия) жидкость поступает в капилляр от насоса постоянной производительности. Перепад давления на капилляре,