в бурении свеча что такое
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Бурильная свеча
Бурильная свеча 6, освободившаяся от элеватора, оказывается ограниченной со всех четырех сторон и направляется толкателем в кассету на скошенной стороне рамки. Кассета расположена на несколько сантиметров ниже толкателя на одном с ним поясе. [1]
Бурильные свечи соединяются между собой замками, которые развинчиваются при спуско-подъемных операциях. Замки для бурильных труб ( рис. 4.5 в) состоят из двух деталей: ниппеля 4 и муфты 5, соединяемых между собой крупной конической резьбой. С противоположных концов ниппеля и муфты имеется внутренняя резьба для навинчивания на концы смежных свечей. [6]
Длина бурильной свечи для всех типоразмеров бурильных труб ССК не должна превышать 13 5 м; она может быть увеличена до 18 м при наличии в вышке ( мачте) дополнительной опоры на высоте, равной половине длины свечи. [7]
Возможность применения бурильных свеч длиной 50 м и выше связана с применением специальных устройств ( дополнительных опор) для их установки. [9]
Во время подъема бурильные свечи устанавливают за палец в той же последовательности, в какой они были в скважине. При наращивании колонны в процессе бурения на вновь опускаемых трубах набивают метки и отклонитель ориентируют так же, как указывалось выше. Угол закручивания бурильной колонны со зависит от реактивного момента забойного двигателя и длины бурильной колонны. [11]
Запрещается подавать руками бурильные свечи с подсвечника к устью скважины и обратно. При отсутствии механизма для установки бурильных свечей на подсвечник и перемещения их к ротору указанные операции должны производиться с помощью отводного крючка. [13]
Рассмотрим влияние длины бурильной свечи на общую продолжительность спуско-подъемных операций, при условии достижения наименьшего машинного времени и при различных условиях бурения скважин. [14]
Во время перемещения бурильной свечи от ротора до места ее установки на подсвечник АУС и обратно запрещается находиться рабочим на пути движения свечи. [15]
Бурильная свеча
Использование бурильной свечи направлено, прежде всего, на сокращение времени, затрачиваемого на проведение операций по спуску и подъему бурового оборудования в скважину. Кроме того, снижение количества действий по свинчиванию и развинчиванию бурильных труб, обеспечиваемое в результате использования данной конструкции, позволяет уменьшить износ механизмов, которые осуществляют эту работу.
Бурильная свеча представляет собой не отдельный инструмент, а, скорее, подход к использованию бурильных труб в ходе проведения буровых работ. Суть этого подхода состоит в том, что несколько бурильных труб соединяются между собой при помощи замков, состоящих из ниппеля и муфты с конической внутренней резьбой, и не развинчиваются в ходе работ, а остаются единым конструкционным элементом. Количество бурильных труб, объединенных в бурильную свечу, как правило, может составлять от 2 до 4 штук.
В связи с тем, что бурильная свеча в несколько раз превышает длину бурильной трубы, эти конструкции нашли свое применение в тесной связи с буровыми вышками. Длина бурильной свечи рассчитывается на основе показателя высоты вышки, которая в свою очередь определяется глубиной скважины. Традиционно бурильная свеча из бурильных труб ССК (снаряд со съемным керноприемником) любого размера не превышает по длине 13,5 метров. Также возможно увеличение длины бурильной свечи до 20-36 метров в случае, если на буровой вышке есть добавочное опорное устройство на высоте примерно ½ от высоты бурильной свечи, находящейся в вертикальном положении. Существуют прецеденты использования и значительно более длинных бурильных свечей – от 50 метров и более, однако ля реализации подобного подхода требуется наличие дополнительных опор и специального оборудования для их монтажа.
Длина бурильной свечи напрямую коррелирует с количеством спускоподъемных операций. Чем длиннее сама свеча, тем меньше операций придется совершить в рамках проведения работ.
При использовании бурильной свечи необходимо применение такого вспомогательного устройства как подсвечник. Он представляет собой площадку, на которую устанавливается буровая свеча после ее подъема из скважины. Основной задачей этого инструмента является предотвращение повреждения бурильных труб, входящих в состав колонны, и увеличение срока их службы, поскольку при установке бурильной свечи без использования подобного устройства весь вес конструкции приходится на торец нижней трубы, что может привести к его деформации.
Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:
Схема установки для бурения глубоких скважин
Размер пола буровой должен позволять разместить в его центре ротор и подсвечники, которых, как правило, два, расположенных по обе стороны ротора.
Рис. 3.Схема установки для бурения
глубоких скважин
С глубиной возрастает вес бурового инструмента, поэтому для более эффективного использования мощности лебедки изготавливаются многоскоростными (4-6 скоростей). При оснастке талевым канатом предусматривается использование от двух до шести шкивов талевого блока и от трех до семи шкивов кронблока (такие оснастки называются 2´3, 3´4, 4´5, 5´6, 6´7). По мере возрастания веса на крюке оснастка может меняться в сторону увеличения количества используемых шкивов.
Грузоподъемность вышек в зависимости от максимального веса бурильной или обсадной колонны (та, которая тяжелее) различна. Для бурения скважины глубиной 3200 м грузоподъемность вышки должна быть 2000 кН (200тс).
Ротор используется для СПО как опора для удержания бурильной колонны в клиновых захватах или для удержания на элеваторах и для вращения ее (бурение и проворот). При бурении наклонно-направленных скважин ротором осуществляется и проворот бурильной колонны с целью ее ориентации.
Перед подъемом бурильной колонны скважину необходимо промыть до выравнивания плотности бурового раствора с целью удаления из скважины шлама и газа.
Если промывку не делать, то вполне возможно осложнение в виде образования сальников, выброса, обвала.
Далее отвинчивается ведущая труба вместе с вертлюгом и с помощью автозатаскивателя подводят ее к шурфу и с помощью талевой системы спускают эту сборку в шурф. Шурф представляет собой обсаженную скважину глубиной 18-25 м, которая располагается справа от ротора на расстоянии 1,5-2 м и несколько наклонена к оси скважины. На время СПО и наращивания бурильной колонны рабочую трубу (квадрат) и вертлюг (в сборе) спускают в этот шурф.
После спуска ведущей трубы с вертлюгом в шурф, от сборки вертлюга отсоединяют крюк, а на штропы подвешивают элеватор. Элеватор закрывают под муфтой замка верхней трубы. С помощью лебедки начинается подъем подвешенной на клиньях бурильной колонны на длину свечи так, что после подвешивания БК на клиньях очередное муфтовое соединение оказалось на высоте специального ключа (АКБ) для развинчивания труб, а под муфту разместился бы элеватор для очередного подъема.
Клинья поднимаются и опускаются с помощью пневматических домкратов с пульта бурильщика. Поднятую свечу отвинчивают с помощью пневмораскрепителей, пневматических или электрических ключей, реже машинными ключами. Отвинченная свеча под действием пружины крюка приподнимается над ниппелем нижней трубы и с помощью приспособлений (крючок) помбур отводит ее и ставит на подсвечник.
Второй помощник бурильщика (верховой) находится в это время на верхней площадке (на палатях) на уровне верхних концов свечей, стоящих на подсвечнике. Он освобождает свечу от элеватора и заводит ее верхний конец за палец (консольная балка), закрепленный за вышку.
Бурильщик опускает свободный элеватор для захвата бурильной колонны и все повторяется в изложенном порядке.
С целью облегчения труда для осуществления СПО разработаны и применяются различные устройства. В нашей стране широкое применение нашла автоматизированная установка АСП, с помощью которой совмещаются во времени операции спуско-подъема колонны бурильных труб и незагруженного элеватора с операциями установки свечи на подсвечник и выноса ее с подсвечника, отвинчивания и свинчивания.
Наращивание бурильной колонны можно выполнять по-разному. Можно пробурить дополнительный шурф для бурильной трубы. Перед тем, как нарастить колонну, с мостков поднимают одну БТ и спускают ее во второй шурф. Из первого шурфа поднимают квадрат с вертлюгом. Наращивают и начинают бурить. По мере углубления на длину рабочей трубы, ее с вертлюгом отвинчивают, спускают в первый шурф, из второго шурфа поднимают одиночку БТ, наращивают, спускают, извлекают из первого шурфа рабочую трубу с вертлюгом, наращивают и продолжают бурить.
Другой вариант предусматривает подъем рабочей трубы, отвинчивание, спуск ее в сборке с вертлюгом в шурф, подъем с мостков одиночной БТ с помощью кермака, навинчивание ее на бурильную колонну, которая висит на элеваторе или пневмоклиньях; колонна спускается, из шурфа извлекается рабочая труба с вертлюгом, наращивается и продолжается процесс бурения. (Существуют и другие варианты).
Перед началом бурения в любом варианте наращивания или после смены долота производится промывка забоя скважины.
После цементирования колонну проверяют на герметичность созданием давления внутри колонны (опрессовка) или снижением уровня жидкости в колонне.
Эксплуатационная колонна после опрессовки перфорируется напротив продуктивного пласта (простреливаются или просверливаются отверстия), а на устье устанавливается эксплуатационная арматура. После этого скважина осваивается и вводится в эксплуатацию.
Преимущества вращательного бурения по сравнению с другими видами заключается в том, что при таком бурении производится непрерывное разрушение породы с удалением шлама непрерывной циркуляцией промывочной жидкости. На долото передается значительно больше мощности.
К преимуществам метода можно отнести универсальность, возможность вскрытия пластов с низким и высоким пластовым давлением за счет использования различных промывочных жидкостей и газов, возможность преодоления осложнений (обвалов, поглощений, выбросов, фонтанирования) и многое другое.
Бурильная свеча
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Республик (6!) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 07.08.78 (2! ) 265882! 22 03 (Ы) М. Кл.а с присоединением заявки №вЂ”
Гооударстеениый комитет (23) Приоритет—
Опубликовано 23.!0.8l. Бюллетень №39
А. В. Волков, Ю. В. Грачев, С. М. Данелянц, С I Е
Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловтек. труб,(7!) Заявитель (54) БУРИЛЬНАЯ СВЕЧА
Изобретение относится к устройствам бурильных свечей, составленных из бурильных труб с вмонтированной в них индуктивно-проводной линией связи, и может быть использовано в металлургии и нефтяной промышленности при изготовлении бурильт ных труб, а также при их использовании в бурении глубоких или наклонных скважин, где достоверная информация параметра бурения имеет первостепенное значение.
Недостаток этих конструкций заключает= ся в высокой вероятности повреждения кон. тактов в процессе соединительных операций, электрической утечке в условиях высоких гидродинамических давлений, а также в вы. соких требованиях к чистоте контактов в момент их сборки, что требует специальных мер в условиях бурения.
Известна бурильная свеча, содержащая, по крайней мере две трубы с проволочным каналом связи, отбортованным по внутренней поверхности трубы, и замковыми соединениями, имеющими на заплечиках замков торцовые канавки для размещения проводников, выполненных в виде контактных колец (21.
Недостаток этой системы заключается в высокой вероятности повреждения контактов
s процессе соединительных операций. Кроме того, поскольку контактные кольца находятся под действием гидродинамического затрубного давления, а проводник, подходящий к ним, — под действием внутритрубтв ного давления, превышающего первое на величину рабочего давления, т. е. проходной участок проводника связи находится под динамическим перепадом давления,возмож-, но нарушение изоляции проводника или его обрыв, а следовательно, нарушение связи.
Цель изобретения — повышение надежйости электрической связи между отдельны- ми трубами и свечами, а также сокращение времени на соединительные операции.
Указанная цель достигается тем, что бурильная свеча снабжена электрически связанными с проводниками катушками индуктивности, размещенными в торцовых канав874957 ках на заплечиках замков труб, находящихся по концам свечи, а проводники в торцовых канавках на заплечиках замков остальных труб, свечи уложены петлями или в виде спирали, поперечный размер которых меньше шага резьбы замка.
Кроме того, катушки индуктивности заключены в кольцевой экран П-образной формы, выполненный из магнитно-мягкого материала, с целью надежности и упрощения отбортовки проводника, на наружной поверхности труб выполнен паз, расширяющийся к оси труб, причем, с целью повышения несущей способности труб, в месте размещения паза на внутренней поверхности труб выполнен прилив.
На фиг. 1 представлена бурильная свеча, общий вид в разрезе; на фиг. 2 — вид
В.на фиг. t; на фиг. 3 — вид Г на фиг. 1; на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 5— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 6 — узел II на фиг. 5; на фиг. 7 — узел 111 на фиг. 1; на фиг. 8 — разрез Б-Б на фиг. 7.
Бурильная свеча, составленная, по меньшей мере, из 2-х труб 1, имеет на верхнем конце муфту 2 с торцовой канавкой 3, в которой в кольцевом экране 4 П-образной формы выполненном из магнитно-мягкого мате- 25 риала с изоляционным слоем 5 размещена катушка 6 индуктивности, которая электрически соединена с изолированным проводником 7, пропущенным через сквозной канал 8 муфты и уложенным в паз 9 в теле трубы, выполненным расширяющимся к оси трубы упрочненной приливом 10. Ниппель
11 и муфта 12, расположенные в средней части свечи, также имеют сквозные каналы
13 и 14 соответственно, и торцовые канавки
15, в которые укладываются петлями или в j5 аиде спиралей, поперечный размер которых меньше шага резьбы замка, соединительные проводники 16 и их соединение 17. Буровая свеча на нижнем конце имеет ниппель 8 с торцовой канавкой 19 с вмонтированной
В нее катушкой. индуктивности, аналогич- 4В
INoA катушке на верхнем конце свечи.
Бурильная свеча, кроме своей основной функции (механическая и гидравлическая силовая передача с поверхности на забой) содержит в своем устройстве канал связи 4> и служит для передачи информации,с одного конца бурильной колонны на другой ее конец, При этом операции, связанные со свинчиванием — развинчиванием свечей не вызывают дополнительных работ. Что же касается соединений между отдельными тру- о бами в свече, то операция по соединению, изоляции и укладке в торцовый паз проводников осуществляется один раз на буровой точке.
Полезный сигнал забойных датчиков с помощью автономного источника питания и преобразованный в кодированное сообщение поступает на выход забойного контейнера, представляющего собой индуктивность, которая согласуется как электрически, так и по геометрии с индуктивностьк> 6, размещенной на нижнем конце трубы l в торцовой канавке 19.
Индуцированный ток сигнала поступает из катушки 6 в двухпроводную систему, одна линия которой — металл бурильных труб, а другая линия — провод 7, проложенный в сквозном канале в теле ниппеля 18 и далее в пазу 9 трубы 1.
Далее сигнал проходит по проводнику, размещенному в канале 14 муфты 12, где в торцовой канавке 16 соединяется с проводником следующей трубы. Соединение проводов может быть выполнено неразъемным, например пайкой. При этом необходимо выполнить следующие условия:
a) в начале концы проводников должны быть закручены в спираль, виток к витку н уложены в паз; б) во время свинчивания труб следует оставить зазор не менее, чем диаметр спирали проводника (например 4 мм); в) по меткам на ниппеле и фуфте нужно рассчитать, с какой стороны лучше разместить соединение (спирали могут либо растягиваться, либо сжиматься при довинчивании и докреплении замкового соединения).
В соседней трубе сигнал проходит по проводнику, уложенному в пазах трубы и замков аналогичным образом. Выход сигнала осуществляется через катушку 6 индуктивности на верхнем конце свечи. В каждой последующей свече сигнал передается аналогично до устья скважины, где принимается входным (тоже индуктивным) устройством на ведущей трубе, а затем по проводной линии связи через катушку, проходной коллектор в вертлиге к усилительным и преобразовательным устройств м.
Для того, чтобы снизить потери энергии сигнала на нагрев и гистерезис в теле замка катушки индуктивности экранируются магнитно-мягким материалом, например пермаллоем, при этом форма экрана соответствует форме канавки на заплечике замка, т.е. он выполнен кольцом, имеющем П-образное сечение, открытое в сторону парной катушки индуктивности. Такая форма выполнения экрана является наиболее рациональной для предлагаемой конструкции бурильной свечи.
Поперечный размер соединительных проводников,. размещенных в торцовых канавках на концах труб вцутри свечи, выбран исходя из следующих соображений.
Особенностью соединения проводников внутри свечи является то, что его выполняют в процессе свинчивания труб, для чего между заплечиками замков оставляют зазор достаточный для проталкивания в их канавки самого соединения и концов проводников, свернутых в спираль, а затем производят докрепление реэьбового соединения, следя за тем, чтобы проводник не закусило в за- зоре. Поскольку при этом докреплении вращать соединяемые трубь(больше, чем на один оборот, нельзя по причине нахлестки проводников друг на друга, то максимальный зазор между заплечиками замков не должен превышать шага резьбы.
ЭВМ; оперативное управление процессом эабуривания; получение каротажных данных непосредственно в процессе вскрытия пластов; натурные исследования забойных механизмов и машин; повышение надежности электрической связи между отдельными трубами и свечами по бурильной колонне.
1. Бурильная свеча, содержащая, по крайней мере, две трубы с проволочным каналом связи и замковыми соединениями, имеющими на эаплечиках замков торцовые канавки для размещения проводников, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности электрической связи между отГ
d дельными трубами и свечами, а также сокращения времени на соединительные операции, она снабжена электрически связанными с проводниками катушками индуктивности, размещенными в торцовых канавках на заплечиках замков труб, находящихся llo концам свечи,.а проводники в торцовых канавках на заплечиках замков остальных труб свечи уложены петлями или в виде спирали, поперечный размер которых меньше шага резьбы замка.
2. Свеча по п. 1, отличающаяся тем, что катушки индуктивности заключены в кольцевой экран П-образной. формы, выполненной из магнитно-мягкого материала.
4. Свеча по п. 3, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности В труб, в месте размещения паза иа внутренней поверхности труб выполнен прилив.
Источники информации, принятые во внимайие при экспертизе
l. Патент США № 3518609; кл. 339 — 16, опублик. 1970.
2. Денисон Е. Б. Телеметрическая система фирмы «Шелл».— «Кефть и гаэ», 1977, № 6, с. 63.
Составитель В. Родина
ВНИИПИ Государственного комитета СССР
Филиал ППП «Патентэ, г. Ужгород; ул. Проектная, 4
Спуск бурильных свечей в скважину
При подъеме порожнего элеватора второй помощник бурильщика наблюдает за его движением вверх и состоянием талевой системы. После прохождения талевым блоком нижней плоскости люльки он с помощью отводного крючка подтягивает очередную свечу в проход между люлькой и пальцем. Запрещается вывод свечи из-за пальца при движении талевого блока.
При нахождении порожнего элеватора на уровне люльки дает бурильщику сигнал «Стоп» (теми же средствами сигнализации, что и при подъеме бурильного инструмента) с таким расчетом, чтобы элеватор остановился на расстоянии 0,5–0,8 м выше перил люльки. После полной остановки талевой системы, взявшись одной рукой за тело трубы, а другой за штроп, направляет свечу и элеватор (рис. 18), рывком закрывает его створку и, убедившись в фиксации замка, дает условный сигнал бурильщику на подъем свечь с подсвечника.
При подъеме свечи с подсвечника, взявшись обеими руками за свободный конец пенькового каната, постепенно удлиняет петлю, выводит свечу к центру скважины, удерживая ее от раскачивания. При подводе ключа АКБ или ПБК отпускает свободный конец пенькового каната, снимает канат со свечи и укладывает его на перила люльки. Во время свинчивания и закрепления резьбового соединения наблюдает за состоянием элеватора, надетого на свечу.
Рисунок 17 – Захват свечи пеньковым канатом
При спуске бурильной свечи второй помощник бурильщика подготавливает очередную свечу. Для этого он берет отводной крючок и, когда талевый блок пройдет мимо пальцев, обеими руками крючком захватывает очередную свечу и подтягивает ее к краю шарнирной головки пальца. Затем снимает крючок со свечи и вешает его на перила у входа в люльку.
При посадке бурильной свечи па элеватор или клинья ПКР берет свободный конец пенькового каната, накидывает его на очередную свечу, заводит узел на свободном конце пенькового каната в автосбрасыватель люльки ПЛ (или в вилку стационарной люльки). Дальнейший спуск бурильных свечей осуществляется так же, как спуск первой свечи.