?

Log in

No account? Create an account

Entries by category: история

принципы горизонтального бурения
irishkov
irishkov
Немного истории
Первые попытки горизонтального бурения были предприняты в 1929 году в городе Тексон, США и в 1937 году на месторождении Ярега, СССР. Потом была война и все занимались атомной бомбой, поэтому бурили в основном вертикальные скважины, не особо беспокоясь о эффективности добычи, благо жирно-девственных резервуаров хватало с избытком. В 50-х годах СССР совсем забросил горизонтальное бурение, предпочтя эффективность разработки резервуаров их экстенсивному освоению. В США же, жадные до денег капиталисты в 80-х годах первыми призадумались об истощении своих резервуаров и начали активно развивать технологии горизонтального бурения. К 90-м годам подтянулись технологии и начался настоящий бум. Уже в 1998 году количество горизонтальных скважин пробуренных только в США достигло трёх тысяч, что было на порядок больше их общего числа за всю историю к тому времени. В России, к сожалению, в 90-х годах царил период первоначального накопления капитала. Но даже и в новом веке мы не всегда можем совладать со сложной техникой.




Как бурятся наклонные и горизонтальные скважины
В отличие от вертикального бурения, где бур вращается вместе с буровой колонной, приводимой в движение буровой установкой на поверхности, при управляемом наклонном бурении вращается только сам бур. Колонна труб при существенных углах отклонения скважины вращаться не может из-за возникающих паразитных сил и моментов, которые не только затрудняют бурение, но и могут повредить саму колонну.

Чем вращается бур
Как ни странно, но во вращение бур приводится посредством "mud motor". Могу ошибаться насчёт "гостированого" названия, поэтому переведу как двигатель, приводимый в движение циркулирующим буровым раствором. Собственно принцип действия уже на половину понятен из перевода. Вторая половина станет ясна, если посмотреть на картинку ниже. Жидкость обтекает синусоидально закрученный рабочий вал, расположенный в статоре специальной формы. По сути, это так называемый PCP – progressive-cavity-pump или шнековый винтовой насос. Преимущество такого типа двигателя перед лопастным в гораздо большем моменте, передаваемом на вал. А момент при бурении должен быть очень большим.






Как отклоняется бур
Системы направленного бурения подразделяются по способу приложения силы на системы "бокового приложения силы" или "push-the-bit" и "осевого приложения силы" или "point-the-bit".

В "push-the-bit" системах, отклонение задаётся путём приложения силы к боковой поверхности скважины через подвижные рёбра/подушки, расположенные в специальной секции колонны. Выдвижение рёбер осуществляется посредством гидравлической системы. Форма самой колонны при этом остаётся вертикальной. Результирующая боковая сила и сила веса буровой колонны отклоняет бур в нужном направлении.

В "осевых" или "point-the-bit" системах на бур действует лишь сила веса буровой колонны. Желаемое направление, при этом, задаётся изменением оси вращения бура относительно буровой колонны. Этого можно достичь посредством искривления самой колонны или путём управляемого отклонения оси вращения бура относительно корпуса колонны, при помощи внутренних эксцентрических механизмов. Результирующая сила будет направлена в сторону желаемого бурения.

Как контролировать отклонение бура
Когда бурились разгрузочные скважины во время аварии в мексиканском заливе 2010 года, надо было попасть с боковой стороны в точку ствола злополучной скважины Macondo, расположенной на глубине более трёх километров от дна моря (до самого дна было полтора километра). Не слабая задачка, не правда-ли?

В начале статьи я упоминал о технологиях, разработанных в 80-х годах, которые позволили начать горизонтальное бурение. На мой взгляд, ключевой технологией в направленном бурении является технология передачи данных на поверхность, называемая MWD или "measurement while drilling" (измерения в процессе бурения). Наиболее надёжным и эффективным способом является передача закодированного сигнала путём создания высокочастотных пульсаций давления в потоке циркулирующего в колонне бурового раствора. Если в буровом растворе мало пузырьков газа, то затухание сигнала будет не столь большим, и сигнал можно будет зафиксировать в нескольких километрах на поверхности земли.

Проблема с передачей данных на поверхность решена. Теперь осталось навесить на сборку необходимые датчики ускорения, положения в пространстве и магнитного поля и можно бурить! Современные методы позволяют определить положения бура с точностью менее метра при удалении от точки начала бурения порядка одного километра.

Где купить
Соответствующими технологиями в основном обладают такие крупные сервисные компании как подразделение INTEQ компании Baker Hughes, компания Schlumberger, подразделение Sperry Drilling Services компании Halliburton и компания Weatherford. Операторы, как правило, предпочитают приобретать весьма недешёвые услуги у них, компенсируя немалые расходы, маржой в цене нефти. В итоге получается дешевле чем тянуть собственные научные и инженерно-производственные подразделения.

Если надумаете пробурить горизонтальную скважину под соседский дачный участок, обращайтесь, я с удовольствием подскажу у какой фирмы заказать работу.


Права на данную статью принадлежат её автору, Сергею Иришкову, копирайт 2011.
Перепечатка статьи частично или целиком возможно только после получения согласия автора
.