close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Шаблон презентации ОАО ВНИИСТ заголовки: вид шрифта

код для вставкиСкачать
ВНИИСТ
ВНИИСТ
Инжиниринговая нефтегазовая компания Всесоюзный научно-исследовательский институт
по строительству и эксплуатации трубопроводов, объектов ТЭК (ОАО ВНИИСТ)
Опыт технического нормирования
строительства переходов
магистральных трубопроводов
методом наклонно-направленного
бурения
Вице-президент – Директор департамента НИР и ОКР
ОАО ВНИИСТ, Доктор технических наук, чл-корр. РАЕН
Шарафутдинов Зариф Закиевич
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
I.
II.
III.
IV.
Строительство переходов магистральных нефтепроводов методом
направленного бурения и существующие представления о их
распределение по усложненности процесса строительства
Значительное влияние на успешность и скорость
строительства перехода оказывают горно-геологические и
технологические условия бурения. Исходя из затрат времени
на бурение в процессе строительства подводных переходов,
по степени сложности бурения, горно-геологические условия
можно разбить на следующие группы:
Отложения, представленные песками, пластичными и
твердыми глинистыми грунтами;
Отложения, представленные гравийно-галечниковыми
отложениями, а также глинами и суглинками с включениями
гравия, гальки, щебня, дресвы и т.п.;
Отложения, представленные текучими и текучепластичными
глинистыми грунтами;
Отложения, представленные чрезвычайно осложненными
горно-геологическими условиями. Они характеризуются
чередованием пород, имеющих значительные различия по
прочности, а также залеганием по стволу скважины
крупноразмерных галечников, валунов, карстовых и
сильнотрещиноватых пород, высокопрочных скальных пород.
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Категория
по
буримости
при ННБ
5
6
7
8
9
Классификация сложных условий строительства ПМН
специалистов PLS
ОДНОРОДНЫЕ ТОЛЩИ
и толщи
с крупноразмерными включениями
СЛОИСТЫЕ ТОЛЩИ
(мощность слоев не менее
0,2м)
СЛОЖНЫЕ УСЛОВИЯ
Ил плотный, песок крупный с дресвой, глина Переслаивание пород с
песчанистая, глина аргиллитовая, песчаник на различными
извест. и жел. цементе, алевролит, аргиллит, характеристиками
ангидрит весьма плотный, известняк, доломит (категории по буримости 2мергелистый, галечно-щебенистые грунты
5),
содержание
Песчаник
полевошпатовый,
аргиллит
слабо крупноразмерных
окремненный, известняк плотный доломитистый, включений менее 30%
доломит плотный, сланцы глинистые, гравийногалечниковый грунт с песчаным заполнителем
ВЕСЬМА СЛОЖНЫЕ УСЛОВИЯ
Аргиллит окремненный, песчаник кварцевый, Переслаивание пород с
доломит весьма плотный, известняк окварцованный, различными прочностными
галечник извест. и мет. пород («речник»), щебень характеристиками
(2-6
мелкий, гравийно-галечниковый грунт с песчаным категории по буримости),
заполнителем и единичными валунами
возможны
крупноразмерные
Аргиллит кремнистый, доломит окварцеванный, включения менее 30 %
известняк и доломит окремненные, гравийногалечниковый грунт с глинистым заполнителем и
единичными валунами (крупн. включ. менее 70%)
Известняк, доломит, песчаник, сланцы кремнистые;
известняк карстовый
ОАО ВНИИСТ
ВОДОНАСЫЩЕННЫЕ
ТОЛЩИ (плывуны)
возможны крупные
включения до 30%
ЗАКАРСТОВАННЫЕ
ТОЛЩИ
Плывун
не
напорный
(песок пылеватый, мелкий
средний,
крупный,
гравелистый)
Мел,
мергель,
гипс,
ангидрит, закарстованные и
трещиноватые с полостями
менее
Плывун напорный (песок
пылеватый,
мелкий,
средний,
крупный,
гравелистый)
Известняк,
доломит,
закарстованные,
трещиноватые с полостями
менее
Мел,
мергель,
гипс.
ангидрит,
известняк,
доломит закарстованный и
трещиноватый
с
«открытыми»
полостями
более
ВНИИСТ
Влияние конструктивных параметров ПМН на условную
стоимость их строительства
Условная стоимость строительства ППМН, ед.
120
100
80
60
40
20
0
0
100
200
300
400
500
2
L*D, m
модель L*D для бурения
ОАО ВНИИСТ
600
700
800
Распределение времени и цикловой скорости строительства в
зависимости от конструктивных параметров ППМН
ВНИИСТ
0,45
0,40
Время бурения, ст-мес.
0,35
0,30
0,25
Ттехн пилотной скв., ст-мес
Ткомм, ст-мес
0,20
800
0,15
700
0,10
600
0,05
400
500
600
700
800
900
Длина перехода, м
1000
2
500
300
L*D, м
0,00
200
400
Время расширения, ст-мес.
300
1,2
200
1,0
100
0,8
0
Ттехн.расширения,ст-мес. 0,0
Ткомм. Расширения ст-мес.
0,6
0,3
0,4
0,2
0,0
0
200
400
600
800
L*D, м2
ОАО ВНИИСТ
0,5
0,8
1,0
1,3
Тц, ст-мес
1,5
1,8
2,0
2,3
2,5
Распределение ППМТ по трудности разработки методом
направленного бурения
ВНИИСТ
№ категории
сложности
1
2
3
Характеристика категорий по конструктивному параметру ППМТ, литологическому составу и
условиям бурения
Чередование по стволу скважины и однородное залегание монолитных пород 1-2 категории
прочности и песков
Однородное залегание и чередование по стволу скважины пород 1-2 категории прочности с
гравийно-галечниковыми или щебенистыми отложениями, содержащих песчаный или
глиносодержащий заполнитель более 40% с их мощностью по стволу скважины не более 100м.
Однородное залегание и чередование по стволу скважины монолитных пород 1-2 категории
прочности с гравийно-галечниковыми или щебенистыми отложениями, содержащих песчаный
или глиносодержащий заполнитель более 40% с их мощностью по стволу скважины более 100м.
4
Чередование по стволу скважины и однородное залегание закарстованных пород 3-4 категории
прочности с размером полостей не более 2м. Наличие высокопластичных монолитных грунтов
5
Чередование по стволу скважины и однородное залегание монолитных пород 3-4 категорий
прочности. Наличие гравийно-галечниковых и щебенистых отложений с содержанием песчаного
или глиносодержащего заполнителя менее 40%, с мощностью залегания по стволу скважины
более 100м.
6
7
8
Разновысотность точек входа и выхода более 20м. Чередование по стволу скважины пород с
разными категориями прочности (1-5 категория прочности)
Чередование по стволу скважины и однородное залегание пород 5-6 категории прочности. Наличие
карстовых полостей размером более 2м
Монолитные породы 1-2 категории прочности, содержащие высокопрочные включения в виде
валунника, валунов с размером не более 300мм. Допускается содержание валунов не более 20%
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
•
Прогнозирование времени строительства подводных
переходов
•
В строительстве подводного перехода при бурении,
расширении и калибровке следует выделить
следующие составляющие времени выполнения
указанных операций:
tмех - затраты времени на механическое бурение; tнав затраты времени на ориентирование ствола ППМТ; tбр
- затраты времени на приготовление бурового
раствора; tосл - затраты времени на ликвидацию
осложнений; tспо - затраты времени на осуществление
спускоподъемных операций. В связи с этим
различают:
tтехн - затраты времени на техническое осуществление
этапа строительства, ст-сутки.
tтехн = tмех + tнав + tбр ;
tкомм - коммерческое время выполнения того или иного
этапа строительства перехода, ст-сутки.
tкомм = tмех + tнав + tбр + tосл + tспо ;
•
•
tппМТ - время строительства перехода, ст-сутки
tппмт = ∑tкомм + tп + tмонт + tдемонт+tдемонт_палатки,
•
где tп – время переезда ~ 6,93 ст-сут. , tмонт – время
монтажа бурового комплекса ~ 7,73 ст-сут. tдемонт –
время демонтажа бурового комплекса ~ 4,50 ст-сут.
•
tдемонт_палатки – время на монтаж-демонтаж платочного
укрытия в зимнее время ~ 14 ст-сут
tкомм = tкоммбур + tкоммрасш + tкоммкалибр + tкоммпростаск.
•
•
•
•
•
•
•
•
Время tп, tмонт, tдемонт берется из средних
статистических величин времени, затрачиваемых
исполнителем на выполнение данных операций.
Коммерческое время строительства определяется по
статистическим оценкам затрат времени на
выполнение отдельных этапов строительства
подводного перехода.
Статистическая оценка затрат на коммерческое время
осуществляется на основании квалифицирования
строящегося подводного перехода к определенной
группе сложности и вычисления на этом основании
времени строительства.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Строительство подводных переходов
разбивается на три группы сложности. Они
включают в себя следующие составляющие.
Для бурения пилотной скважины:
tкоммбур = A*L + B, ст-сутки
где A и B - коэффициенты, зависящие от выбора
группы сложности условий в которых
осуществляется строительство пилотного ствола;
L - длина перехода.
tкоммрасш = С*Vппмт + D, ст-сутки
где С и D - коэффициенты, зависящие от выбора
группы сложности условий строительства
подводного перехода;
VппМТ - объем строящегося перехода.
Временные параметры для различных горногеологических условий строительства ППМТ
для бурения пилотной скважины
В = 30
ППМТ относящиеся к 1-3 группам
сложности
В = 45
ППМТ относящиеся к 4-5 группам
сложности
В = 150 ППМТ относящиеся к 6-8 группам
сложности
для расширения пилотного ствола
В = 50
ППМТ относящиеся к 1-3 группам
сложности
В = 166 ППМТ относящиеся к 4-5 группам
сложности
В = 300 ППМТ относящиеся к 6-8 группам
сложности
Коммерческое время протаскивания определяется
по формуле
tкоммпротаск = Е*Vппн + F, ст-сутки (станко-сутки)
где Е и F – коэффициенты.
Временные параметры для категорий сложности
горно-геологических условий строительства
ППМТ
Е = 0,02 F = 3
1-3 категория
F = 8,3
Е = 0,03
4-5 категория
F = 12
Е = 0,05
6-8 категория
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Выбор вооружения для долот и расширителей
Тип
долота
Горная порода
М
Мягкая
МЗ
Мягкая абразивная
МС
Мягкая с
пропластками
средней твердости
МСЗ
Смещение
осей цапф,
мм
3-10 в
зависимости
от диаметра
Скольжение
Вооружение
Большое
С большим шагом высокие
стальные зубья
»
Высокие вставные
твердосплавные зубья в виде
притупленного клина с
большим шагом
»
То же, что для типа М
Мягкая абразивная с
пропластками
средней твердости
»
То же, что для типа МЗ
С
Средней твердости
»
Стальные зубья средней
высоты со средним углом
заострения и средним шагом
СЗ
Абразивная средней
твердости
СТ
Средней твердости с
пропластками
твердой
Т
Твердая
ТЗ
Твердая
абразивная
ТК
Твердая с
пропластками
крепкой
ТКЗ
Твердая
абразивная с
пропластками
крепкой
4-7
2-5
Среднее
»
0,5-1,5
0,5-1,5
Вставные твердосплавные
зубья в виде притупленного
клина средней высоты и со
средним шагом
То же, что для типа С
Малое
Низкие, с большим углом
заострения, с малым шагом
стальные зубья
Малое
Низкие вставные твердосплавные зубья в виде
притупленного клина с
малым шагом
»
»
Стальные зубья,
аналогичные типу Т, и
вставные твердосплавные
зубья с полусферической
головкой
Стальные зубья,
аналогичные типу Т, и
вставные твердосплавные
зубья, аналогичные типу ТЗ
К
Крепкая
Очень
малое
Низкие с малым шагом
вставные твердосплавные
зубья с полусферической
головкой
ОК
Очень крепкая
То же
То же, что для типа К
Тип
воору
жени
я
ПРИ
Дробящеескалывающег
о, для
категорий
Режущескалывающег
о, для
категорий
Режущеистирающего,
для категорий
тверд
ости
абраз
ивнос
ти
тверд
ости
абраз
ивнос
ти
тверд
ости
абраз
ивнос
ти
М
2-3
2-3
1-2
1-2
1-2
1-2
МЗ
3-4
4-5
-
-
-
-
МС
3-4
3-4
2-3
1-2
3-4
1-2
МСЗ
4-5
5-6
-
-
4-5
2-3
С
3-4
-
4-5
2-3
СЗ
4-5
5-6
-
-
-
СТ
4
4-5
-
5-6
2-3
Т
5-6
4-5
6-7
3-4
ТЗ
6-7
5-6
-
-
-
ТК
5-6
5-6
-
-
-
ТКЗ
6-7
6-7
-
-
-
-
К
6-7
7-8
-
-
-
-
ОК
7-8
8-9
-
-
-
-
ОАО ВНИИСТ
-
-
ВНИИСТ
Расширители (ПРИ режуще-скалывающего действия)
В практике строительства
подводных переходов методом
направленного бурения для
расширения скважины до
требуемого диаметра,
применяются бочкообразные
расширители
– BARREL REAMER, и BARREL
REAMER, оснащенный
шарошечным вооружением
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Расширители (ПРИ режуще-скалывающего действия)
Лопастные или
пальцевые
расширители
– FLY CUTTER
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
РАСШИРИТЕЛИ С ВООРУЖЕНИЕМ ДРОБЯЩЕ-СКАЛЫВАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ
HOLE OPENER
Сарапульского долотного завода INROCK
недостаток: низкая степень перекрытия забоя
разрушающими элементами
ОАО ВНИИСТ
Особенности работы ПРИ на забое скважины
ВНИИСТ
1
C 
*
m
nД
m – число элементов, поражающих породу
на инструменте; z – число поражающих
секторов; е – число элементов,
поражающих породу в одном секторе; nД –
частота вращения породоразрушающего
инструмента; D – диаметр
породоразрушающего инструмента; d –
размер поражающего сектора
D
*
60
d
m  e* z
Время активного воздействия разрушающего элемента на породу, с
12
10
8
400мм
6
1000мм
Минимальное давление действует в центре, а максимальное
давление – на контуре контакта расширителя с забоем. В
результате этого тяговое давление на расширитель
осуществляет уплотнение грунта, что при одновременном его
насыщении буровым раствором, обладающего высокими
структурно-механическими свойствами, обеспечивает
значительное упрочнение несцементированных отложений на
стенке скважины. Подобный эффект расширяет
эффективность работы одноэтапных щитовых расширителей
Hole Opener в условиях залегания несцементированных
отложений.
1600мм
4
Распределение давления по радиусу
расширителя можно описать уравнением
2
0
0
50
100
150
Число поражающих элементов
200
250
где а – радиус расширителя; G – тяговое
усилие, действующее на расширитель; r –
полярный радиус.
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Основы выбора технологии расширения
V drill 
AV 
1
*
Механическая скорость бурения определяется
следующими факторами:
NZ
AV
где AV - энергоемкость разрушения породы;
NZ - мощность, передаваемая на забой;
FZ - площадь забоя;
Vdrill - механическая скорость бурения.
FZ
Энергоемкость разрушения пород AV является
показателем, характеризующим
эффективность реализации подведенной к
забою скважины энергии:
где A0 - работа долота за один оборот;
Rbit - радиус породоразрушающего
инструмента;
δ0 - интенсивность разрушения грунта
(породы) или проходка за один оборот долота.
A0
 * R bit *  0
2
A0  G  0  2 * M YD

N Z  N R  N PIPE  N T
В свою очередь работу долота за один оборот
А0 определяют как:
где G - нагрузка на инструмент;
MYD - удельный момент на
породоразрушающем инструменте
NR=M*n - мощность на приводе ротора;
NPIPE - мощность, передаваемая на
вращение бурильных труб;
NT - мощность, затрачиваемая на
преодоление сопротивлений трансмиссии,
равна 0,003*n1,5, n – частота вращения ротора.
ОАО ВНИИСТ
Выбор числа этапов расширения
ВНИИСТ
Выбор количества этапов расширения ствола скважины
подводного перехода и конечного диаметра расширителя для
различных величин площади забоя
0,35
Влияние величины площади забоя на возможное число этапов
расширения до диаметра 1700 мм
Диаметр дюкера, мм
250
16
530
720
720
820
820
1020
1020
1220
1220
12,0
Количество этапов
14
12
Число этапов, шт.
0,2
10
y = 2,84x -0,82
R 2 = 0,99
8
6
4
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
2
0,0
0
0
0,1
0,2
Площадь забоя, м 2
0,3
0,4
0,5
0,6
559
753
907
1 038
1 154
1 260
Диаметр расширителя, мм
ОАО ВНИИСТ
1 357
1 448
ВНИИСТ
Пример компоновки бурильного инструмента,
используемой при расширении скважины
Шпиндель
(6-5/8 FH)
Переводник с боковым
отверстием
(6-5/8 FH)
Бурильные трубы 168х9 (DS 65)
Разрушающая коронка
Оголовника Ф 816 мм
Невращающийся стабилизатор  800 мм (6-5/8
FH)
Барабанный.
Короткое УБТ 210 мм
(6-5/8 FH)
Двухниппельный
переводник
(6-5/8 FH)
Двухниппельный
переводник
(6-5/8 FH)
Бурильные трубы 168х9 (DS 65)
ОАО ВНИИСТ
Расширитель H.O. 54” Резьба 6 5/8 FH
Вертлюг
( 6-5/8 FH )
ВНИИСТ
Прогнозирование осложнений в процессе строительства
ППМН методом направленного бурения
ОАО ВНИИСТ
Осложнения при строительстве ППМН методом
направленного бурения
ВНИИСТ
Pcr_ B д а в л ение д л я т .В
Pго рн
Р скв
Pcr_ A д а в л ение д л я т .А
2 ,0 0
Pcr_ B д а в л ение д л я т .В
Pго рн
Pскв
1 ,6 0
1 ,0 0
МПа
0 ,5 0
0 ,0 0
0 ,0 0
0 ,5 0
3 1 ,1 0
6 3 ,8 0
9 2 ,0 0
1 6 8 ,0 0
2 3 8 ,0 0
3 2 9 ,7 0
4 2 4 ,5 0
4 9 7 ,7 0
5 5 4 ,0 0
1 ,0 0
1 ,5 0
Дл ина П П М Н
2 ,0 0
К р итич еское д ав л ение на стенке скв аж ины , М П а
1 ,5 0
1 ,4 0
1 ,2 0
1 ,0 0
0 ,8 0
0 ,6 0
0 ,4 0
0 ,2 0
0 ,0 0
0 ,2 0
0 ,0 0
2 0 ,0 0
5 6 ,0 0
8 7 ,0 0
1 2 4 ,0 0
1 9 6 ,0 0
2 8 7 ,0 0
3 5 0 ,0 0
4 0 8 ,0 0
4 5 9 ,0 0
0 ,4 0
Дл ина П П М Н
Pcr_ A д а в л ение д л я т .А
Pcr_ B д а в л ение д л я т .В
Pго рн
Расчетная устойчивость стенок
скважины в процессе ее расширения
через реку Уфа (ППМН УБКУА)
Р скв
0 ,4 5 0
0 ,4 0 0
Н апр я ж ения на стенке скв аж ины , П а
К р итич еско е д а в л ение на стенке скв а ж ины ,
Pcr_ A д а в л ение д л я т .А
0 ,3 5 0
0 ,3 0 0
Расчетная устойчивость стенок
скважины в процессе ее расширения
через реку Песь
0 ,2 5 0
0 ,2 0 0
0 ,1 5 0
0 ,1 0 0
Дл ина ст в о л а П П М Н , м
0 ,0 5 0
0 ,0 0 0
0 ,0 5 0
0 ,0 0
2 5 ,9 2
7 8 ,2 2
1 3 9 ,8 2
1 8 7 ,7 2
2 4 1 ,9 2
3 0 7 ,0 2
3 5 2 ,2 2
3 9 5 ,2 2
4 3 7 ,8 2
Расчетная устойчивость стенок
скважины в процессе ее расширения
через реку Которосль
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Укрепление стенок скважины при бурении в
несцементированных породах
1
Состояние песка после
фильтрации через него
бурового раствора,
обладающего величиной
предельного
динамического
напряжения сдвига менее
30Па
2
Состояние песка после
фильтрации через него
бурового раствора,
обладающего величиной
предельного
динамического
напряжения сдвига более
30Па
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Обвалы неустойчивых гравийно-галечниковых и песчаных
отложений при реализации многоступенчатого расширения
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Разрушение глины в среде бурового раствора
1
Размокание образца
глины в составе
бурового раствора
2
Объемное разрушение
глины в среде бурового
раствора
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Проектирование реологических параметров для промывки
ствола скважины
Пр ед ел ь н о е д и н ами ческ о е н ап р я жен и е сд в и г а, Па
60
Горно-геологические
условия
строительства
50
40
Ил,
глинистые
отложения, песок
Высокопластичные
глинистые отложения
Гравийногалечниковые,
щебенистые отложения
30
20
10
Скальные
породы,
невысокой прочности
0
0
0, 2
0, 4
0, 6
0, 8
1
1, 2
Р асхо д р еаг ен т а-ст р укт ур о о б р азо в ат ел я , %
Прочные
порода
250
скальная
1-2
10-20
20-30
1-2
10
10-15
1-5
10
Не
целесообразно
3-5
10-20
20-30
3-5
10-30
20-30
100
90
200
80
τ_1700
τ_1800
τ_2000
τ_2200
τ_2600
150
100
50
Скоростной напор, Па
Динамическое напряжение сдвига, Па
Допустимое содержание шлама в объеме
бурового раствора, %
Пилотная
Одноэтапное Многоэтапное
скважина
расширение
расширение
70
60
τ_15
τ_20
τ_25
τ_30
50
40
30
20
10
0
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
Размер частиц шлама, м
0,07
0,08
0,09
0,10
0
0
200
400
600
800
1000
1200
Диаметр скважины, мм
ОАО ВНИИСТ
1400
1600
1800
Особенности промывки скважины при многоэтапном и
одноэтапном методе расширения ПМН
ВНИИСТ
1800
200
1600
180
160
1200
1000
одноэтапное расширение
многоэтапное расширение
800
600
Перепад давления, МПа
Подача насоса, л/мин
1400
400
140
120
перепад давления для разрушения
породы
перепад давления для очистки забоя
100
80
60
40
200
20
0
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
0
5
10
15
20
25
30
35
Прочность породы по штампу, МПа
20
45
18
40
16
14
12
Vмех_Q=15л/с
Vмех_Q=20л/с
Vмех_Q=25л/с
Vмех_Q=30л/с
10
8
6
4
2
Подача бурового раствора, куб. м/мин
Допустимая величина механической скорости
бурения, м/час
Диаметр ПРИ, м
35
30
y = 5,91e1,20x
25
20
15
10
5
0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
0
Диаметр скважины, мм
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Диаметр расширителя, м
ОАО ВНИИСТ
1,2
1,4
1,6
1,8
Расчет объема промывки скважины при
строительстве ПМН
ВНИИСТ
V бр  Q * T
Q  Q бур   * Q в озв рат  Q погл
V БР  0 , 785 * d C * L * K V * C * (1  K ПОГЛ )
2
2
Vб.р. - необходимый объем промывочной жидкости;
d - диаметр скважины; L - длина скважины; kкав коэффициент кавернозности по диаметру скважины
(kкав=1,1-1,3, в зависимости от свойств породы);
С - технологический коэффициент промывки (С=3-10, в
зависимости от подачи насосов, механической
скорости бурения скорости бурения; фракционного
состава шлама и т. д.); kпогл - коэффициент
поглощения (kпогл=0,2-0,8, в зависимости от свойств
породы, этапа строительства подводного перехода и
геолого-технических условий бурения,
конструкционных особенностей породоразрушающего
инструмента и т.д.).
Q бур  Q 1   * Q бл _ бр
Т  Т бур  Т осл
Q  Q бур  Q погл  Q в озв рат  Q бур 1  K погл   Q в озв рат 
или
Q  Q 1 1  K погл   Q в озв рат
Q1, Qбур, Qбл_бр, Qвозврат, Qпогл – соответственно
подача бурового раствора, необходимая для
поддержания проектной величины механической
скорости бурения, производительность блока по
приготовлению бурового раствора,
производительность блока по регенерации
бурового раствора, интенсивность поглощения
бурового раствора в процессе бурения, м3/ч υ –
количество блоков по приготовлению или
регенерации бурового раствора; Tбур, Tосл, Т –
затраты времени на механическое бурение,
ликвидацию осложнений, время
производительного использования бурового
раствора, ч.
Кпогл=Vпогл/Vбр – коэффициент потери циркуляции.
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Q1 
Расчет промывки скважины в практических условиях
Fz * V м ех
1 K
*
 П   *  БРС
 БРС   БР
ρП, ρБРС, ρБР – соответственно
плотности разбуриваемой
породы, бурового раствора,
выходящего из скважины,
закачиваемого в скважину; α –
степень выноса шлама
разбуренной породы из
скважины
ОАО ВНИИСТ
ил, песок, глина
Кпогл=0,5
Гравий
Кпогл=0,8
мягкая скальная порода
Кпогл=0,2
твердая скальная порода
Кпогл=0,2
ВНИИСТ
ВНИИСТ
Основные пути снижения объема бурового раствора,
используемого при строительстве ППМН методом
направленного бурения
Снижение объема бурового раствора,
потребляемого при бурении скважины
ППМН в горно-геологических условиях,
характеризующихся
Залеганием песков, монолитных
грунтов
с диаметром трубопровода
до 1220 мм и длины до 800 м
Снижение
реологических параметров
бурового раствора
Применение многоступенчатой
технологии расширение.
Совершенствование конструкций
породоразрушающего инструмента
Применение
дополнительных
мощностей
по очистке бурового
раствора
Строительство
дополнительной пилотной
скважины,
использование полевого
трубопровода
ОАО ВНИИСТ
Залеганием гравийно-галечниковых
отложений, щебенистых грунтов,
наличием валунов и др.
Отсутствует инженернотехническая целесообразность
Расчет протаскивания и балластировки трубопровода для
выбора Буровой установки (Gt=2..3*Gtr)
ВНИИСТ
Балластировка трубопровода
Зависимость усилия протягивания от
объема воды
600
400
350
300
400
Объем воды, м3
Усилия протягивания, кН
500
300
200
250
200
150
100
100
50
0
0
100
200
300
400
500
600
расстояние от точки входа, м
V=10 м3
V=20 м3
V=50 м3
V=60 м3
V=90 м3
V=0 м3
V=40 м3
V=80 м3
Зависимость усилия протягивания от
объема балластировки
2500
Усилие протягивания, кН
2000
1500
1000
500
0
0
100
200
300
400
500
600
Расстояние от входа в скважину до головной части нефтепровода, м
V=0
V=80 м3
V=180 м3
V=350 м3
V=30 м3
V=120 м3
V=250 м3
V=378 м3
0
450
V=30 м3
V=70 м3
V=50 м3
V=150 м3
V=300 м3
425
375
325
275
250
150
Расстояние от входа в скважину до головной части
трубопровода, м
25
1. Усилия протягивания
трубопровода по скважине при
различных объемах его
балластировки водой;
2. Усилия протягивания
трубопровода по скважине при
различных объемах
балластировки;
3. Оптимальный график заполнения
трубопровода водой при его
протаскивании в скважину
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Принципиальная схема переработки отработанного
бурового раствора
Разделение
бурового раствора
на дисперсионную
среду и
дисперсную фазу
Вода
Дисперсная фаза,
т.е. твердая фаза,
включающая
глину и
выбуренный грунт
Очистка воды,
Контроль качества
Размещение на
полигоне
С передачей
другим
организациям
Захоронение в
амбарах
Использование
воды
при
гидроиспытаниях
ОАО ВНИИСТ
Использование
в дорожном
строительстве
при производстве
строительных
Материалов и др.
ВНИИСТ
Способы переработки отработанного бурового
раствора
Отработанный
буровой
раствор
Разделение бурового
раствора
на дисперсионную среду
и дисперсную фазу,
т.е. на воду и твердую
часть раствора
Быстрая переработка
4-х ступенчатая очистка
с
использованием блока
FCU
SWACO, Derrik, BRANT
и мн. др.
Медленная переработка
За счет реализации
явления синерезиса
и естественного отвода
воды
ОАО ВНИИСТ
Принципиальная схема размещения оборудования для
переработки отработанного бурового раствора
ВНИИСТ
2
Enviro Unit
2
3
Схема обвязки
блока флокуляции
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Линия от устья скважины
Вибросита
Пескоотделитель
Циркуляционная система
Питающий насос
Центрифуга
Энвайро юнит
Жилой отсек
Смешивающая емкость
Хранение полимера
Кислотная емкость
Коагулянт
Приемная емкость
Чистая вода
6
Раствор
Выход центрифуги
Чистая вода
Грязная вода
Кислота
Коагулянт
Шлам
4
4
8
4
9
10
11
7
12
13
14
16
15
Приемная емкость:
Грязная вода
Хранение чистой воды
16
Хранение грязной воды
14
5
15
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Переработка отработанного бурового раствора за счет
естественного выдерживания
Порядок производства
работ
1.
Устройство площадки
100*100 м вне
водоохранной зоны
2.
Устройство
противофильтрационно
го экрана в основании
площадки
3.
Устройство дренажной
системы
4.
Монтаж резервуара для
сбора дренажных вод
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Распределение объема составляющих отработанного бурового
раствора при различных способах его переработки
на примере р. Белая ППМН Салават- Орск Ду 530 мм; Ld=421 м
Проектные оценки объемов бурового
раствора для переработки
Без
перераб
отки
Общий объем используемого бурового
раствора, м3
3930
3930
3930
Объем поглощенного бурового раствора,
м3
1500
1500
1500
Вывоз и утилизация раствора,
остающегося по завершении работ
для определения размера платы за
размещение, м3
2423
0
0
Вывоз шлама для размещения на
полигоне для определения размера
платы за размещение, м3
283
673
700-1300
1750
1100-1700
14 суток
6-12 мес.
Утилизация воды, м3
Проектное время переработки отработанного
бурового раствора
ОАО ВНИИСТ
Переработка
бурового
раствора с
использованием
FCU
Отстой бурового
раствора на
специальных
площадях
ВНИИСТ
Сравнительная стоимость затрат на размещение отходов бурения при различных
методах переработки бурового раствора на примере объекта «Замена ППМН
Салават-Орск на 45 км через р. Белая (резервная нитка), Ду530 мм»
Метод переработки
бурового раствора
Объем
продук
та,
м3
Стоимость
работ
за 1 м3, руб.
Затраты
на
размещен
ие
отходов,
тыс. руб.
Традиционный
2423
1675
4059,00 4059,00
1467 (ам-я )
1127,27 4681,81
673
1752
(аренда)
1127,27 5057,00
700
583
1172,50 2585,11
1300
583
2177,50 3590,11
4-х ступенчатая
переработка раствора с
использованием блока
FCU
Отстой бурового
раствора на
специальных площадях
ОАО ВНИИСТ
Общие
затраты
за размещение
отхода и
переработки
раствора,
тыс. руб.
ВНИИСТ
Сравнение методов строительства ПМТ
ОАО ВНИИСТ
ВНИИСТ
Контактная информация
Открытое акционерное общество
«Инжиниринговая нефтегазовая компания –
Всесоюзный научно-исследовательский институт
по строительству и эксплуатации трубопроводов,
объектов ТЭК» (ОАО ВНИИСТ)
Адрес: 105187, г. Москва, Окружной проезд, д. 19
Тел./факс: (495) 366-53-69 / (495) 366-62-01
E-mail: main_box@vniist.ru
www.vniist.ru
ОАО ВНИИСТ
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
65
Размер файла
13 155 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа