Технология бурения нефтяных и газовых скважин модернизированными винтовыми забойными двигателями (научное обобщение, результаты исследований и внедрения)

Скачать 0.76 Mb.

Название	Технология бурения нефтяных и газовых скважин модернизированными винтовыми забойными двигателями (научное обобщение, результаты исследований и внедрения)
страница	6/6
Дата публикации	04.12.2014
Размер	0.76 Mb.
Тип	Автореферат

100-bal.ru > Физика > Автореферат

1 2 3 4 5 6

Результаты опытно-промышленного бурения скважин винтовыми двигателями Д1-195В, ДГР-178.6/7.57 и ДГР-178.7/8.37 подтвердили возможность увеличения моторесурса их работы с изношенными РО героторного механизма на 60-70 % с одновременным увеличением механической скорости на 20-23 %.

Внедрение методики определения фактической нагрузки на долото и оптимизации частоты вращения осуществлено на скв. 68, 173, 100.2, 108.4 Уренгойского и скв. 1024, 1053, 1077 Урненского месторождений.

Реализация предложенной методики на скважинах Урненского месторождения (скв. 1024) осуществлялась при бурении в интервалах с 2600 до 2700 м. Компоновка низа бурильной колонны включала: долото 215,9мм SBR 617 MWGF (Security DBS); КЛС 214,9; 6 ¾” SperryDrill (кинематичекое отношение ротор-статор 6:7 – число секций 5.0 (угол перекоса 1,5⁰); обратный клапан; стабилизатор AGS 203 мм; немагнитные УБТ с телесистемой MWD-650; ТБТ 127 мм – 70 м; Яс; ТБТ 127 мм - 70 м ; СБТ – 200 мм – остальное. Зенитный угол составлял 83 град. Перед бурением вышеуказанного интервала (согласно методике) производился запуск двигателя SperryDrill 171 без нагрузки (над забоем 1 м), расход поддерживался в пределах 32,5 м³/с, давление на манифольде – 18 МПа, момент на роторе составлял 14,0 кН∙м, частота вращения ротора 40 об/мин. Согласно показаниям станции ГТИ (Infodrill) осевая нагрузка (посадка инструмента) – 12 кН (1,2 тн). После создания нагрузки на долото 100 кН, давление на манифольде поднялось до 20 МПа, расход жидкости 35 м³/с, момент на роторе составил 18,0 кН∙м (рисунок 16).

Проведенными расчетами установлено, что дифференциальный момент (ΔМ= М_р.р_.- М_р.х_.) составил 4000 Нм, а фактическая нагрузка на долото – 69 кН (при этом, согласно станции ГТИ, показатель осевой нагрузки на долото составлял 100 кН).

Следовательно, потеря осевой нагрузки на долото из-за трения БК (усилия прижатия) о стенки скважины составила 31 кН. Приняли решение об увеличении частоты вращения БК (согласно зависимости частоты вращения БК от ∆М см. рисунок 14 б) с 40 до 80 об/мин. Фактическая нагрузка при этом увеличилась на 28 кН (97 кН), а механическая скорость бурения увеличилась на 33 %, с 18 до 24 м/ч.

Рисунок 16 – Показатели бурения скв. 1024 Урненского месторождения
Результаты бурения еще семи скважин Уренгойского и Урненского месторождений также показали, что ее применение позволяет увеличить механическую скорость углубления забоя от 12 до 18 %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

По результатам анализа исследований отечественного и зарубежного патентного фонда выявлены основные направления обеспечения работоспособности ВЗД с сохранением требуемых параметров режима бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, совершенствованием и разработкой методов оперативного управления и контроля параметров углубления забоя скважины двигателями с улучшенными техническими показателями.
Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность перераспределения радиальных гидравлических сил в паре ротор – статор, влияющих на основные технические характеристики ВЗД, его моторесурс, при изготовлении героторного механизма с ротором модульного исполнения. Модульное разделение ротора по окончанию его шагов, последующее их объединение и разворот осей на определенный угол позволяют снизить уровень крутильных колебаний двигателя, повысить запас его устойчивости и восстановить технические параметры РО изношенного героторного механизма, а также энергетические характеристики ВЗД на 18–25 %.
На основе результатов проведенных исследований предложено конструкторское решение (патент №2345208), позволяющее регулировать параметры (эксцентриситет, диаметральный натяг) в РО изменением векторов сил нагружения статора, влияющих на эксплуатационные характеристики ВЗД, без изменения геометрических параметров винтовых поверхностей героторного механизма.
Опытно-промысловые испытания разработанной конструкции двигателей с героторным механизмом модульного исполнения ротора Д1-195В, ДГР-178.6/7.57 и ДГР-178.7/8.37 при бурении скв. 20901 на Заполярном и скв. 902.1, скв. 966.1, скв. 966.2, скв. 24603 Ямбургском месторождениях подтвердили возможность увеличения моторесурса двигателя с изношенными РО на 60 – 70 %. Результаты внедрения являются основанием для дальнейшего использования героторных механизмов с роторами модульного исполнения в серийно выпускаемых ВЗД.

Разработаны технические средства и усовершенствованы узлы ВЗД, обеспечивающие повышение энергетических характеристик, его надежность при бурении скважин в сложных геолого-технических условиях (патенты № 2345208; 2260106; 2334072; 2334071; 2341637; 2313648; 2361055).
Установлено основное условие стабильной работы системы «БК – ВЗД – долото, обеспечивающее безаварийное бурение наклонно направленных и горизонтальных скважин комбинированным способом, учитывающее силовое взаимодействие элементов системы и параметры механического бурения (нагрузка на долото, частота вращения бурильной колонны и вала ВЗД).
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена необходимость изменения методики оперативного управления режимами бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, введением этапа оперативной корректировки осевой нагрузки на долото, определяемой по моментно-силовым и частотным характеристикам бурильной колонны и ВЗД.
Разработана методика определения и контроля фактической осевой нагрузки на долото и частоты вращения бурильной колонны, которая позволяет увеличить эффективность углубления забоя, обеспечить устойчивость работы винтового забойного двигателя, что способствует безаварийному бурению наклонно направленных и горизонтальных скважин.
Технология бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, с использованием разработанной методики, успешно применена на семи скважинах Уренгойского и Урненского месторождений. Внедрение позволило сократить сроки строительства скважин в среднем на 4 суток из-за увеличения механической скорости бурения от 12 до18 %.
По результатам теоретических, экспериментальных и промысловых исследований разработаны и внедрены регламенты, рекомендации и программы по бурению скважин, техническому обслуживанию и ремонту ВЗД модульного исполнения, а также по использованию методики определения осевой нагрузки на долото и контроля параметров бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин в ООО «Газпром добыча Уренгой», ООО «Ямбурггаздобыча» и ОАО «ТНК- Уват».

Результаты, изложенные в диссертационной работе опубликованы в 52 научных работах, основные из которых:
Монографии
1. Овчинников В.П. Винтовые забойные двигатели для бурения скважин: Монография/ В.П. Овчинников, М.В. Двойников, Д.Р. Аминов, А.И. Шиверских. – Тюмень: ООО «Печатник», 2009. – 204 с.

2. Двойников М.В. Управление и контроль параметров бурения скважин винтовыми забойными двигателями: Монография / М.В. Двойников, В.П. Овчинников, А.В. Будько, П.В. Овчинников. – М.: ЗАО «Белогородская областная типография», 2009. – 136 с.

3. Двойников М.В. Совершенствование винтовых забойных двигателей для бурения скважин: Монография/ М.В. Двойников, В.П. Овчинников, А.В. Будько, П.В.Овчинников, А.И. Шиверских. – Тюмень: ООО «Печатник», 2010. – 141 с.
Учебное пособие
4. Овчинников В.П. Технологии и технологические средства бурения искривленных скважин: Учебное пособие. / В.П. Овчинников, М.В. Двойников, Г.Т. Герасимов и др. Тюмень: Изд-во Экспресс, 2008. – 156 с.
Статьи в научно-технических рецензируемых журналах
5. Овчинников В.П. Управление потоком бурового раствора в кольцевом пространстве скважины при вскрытии продуктивных пластов/ В.П. Овчинников, М.В. Двойников, А.В. Будько, С.В. Пролубщиков / / Бурение и нефть. – 2007. – № 07-08. – С. 46-47.

6. Двойников М.В. Совершенствование конструкции винтовых двигателей для бурения скважин / М.В. Двойников, В.П. Овчинников, А.В.Будько, С.В. Пролубщиков // Бурение и нефть. – 2007. – № 3. – С. 52 – 54.

7. Овчинников В.П. Совершенствование технологии бурения скважин с горизонтальным окончанием на месторождениях севера Тюменской области / В.П. Овчинников, М.В. Двойников, А.Л. Каменский // Бурение и нефть.– 2006.– № 11. – С. 15 – 16.

8. Двойников М.В. Работа бурильной колонны при комбинированном способе бурения скважин с горизонтальным окончанием / М.В. Двойников. // Бурение и нефть. – 2008. – № 5. – С. 34-37.

9. Овчинников В.П. Совершенствование узлов винтовых забойных двигателей для бурения скважин / М.В. Двойников, В.П. Овчинников, А.В. Будько, С.В. Пролубщиков// Бурение и нефть. – 2007. – № 1. – С. 51 – 52.

10. Двойников М.В. Разработка малогабаритного винтового забойного двигателя для бурения скважин. / М.В. Двойников / / Известия вузов. Нефть и газ. – 2008. – № 1. С. 42 – 43.

11. Двойников М.В. Модернизация винтового двигателя для бурения скважин с высокими забойными температурами / М.В. Двойников / / Нефть и газ. – 2007. – № 11–12. – С. 12 – 15.

12. Двойников М.В. К вопросу продления срока службы винтовых забойных двигателей / М.В. Двойников, В.П. Овчинников, А.В. Будько, С.В. Пролубщиков / /Бурение и нефть. – 2007. – № 10. – С. 40-46.

13. Двойников М.В. Продление срока службы рабочих органов винтовых забойных двигателей / М.В. Двойников / /Известия вузов. Нефть и газ. – 2008. – № 4. С. 11 – 15.

14. Двойников М.В. Определение осевой нагрузки на долото при бурении скважин с горизонтальным окончанием / М.В.Двойников, В.П. Овчинников, А.В. Будько, С.В. Пролубщиков / / Бурение и нефть. – 2007. – № 5. – С. 18 – 20.

15. Двойников М.В. Определение фактической нагрузки на долото при бурении скважин с горизонтальным окончанием/ М.В. Двойников / / Известия вузов. Нефть и газ. – 2009. – № 2. – С. 19 – 28.

16. Двойников М.В. Совершенствование технологии бурения скважин с горизонтальным окончанием комбинированным способом/ М.В. Двойников / / Известия вузов. Нефть и газ. – 2009. – № 3. – С. 15 – 19.

17. Двойников М.В. Исследование износостойкости рабочих органов винтовых забойных двигателей / М.В. Двойников / / Бурение и нефть. – 2009. – № 6. – С. 34 – 37.

18. Двойников М.В. Исследования поперечных колебаний винтового забойного двигателя / М.В. Двойников / / Бурение и нефть. – 2010. – № 01. – С. 10-12.

19. Овчинников В.П. Результаты исследований в области разработки техники и технологии бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовыми забойными двигателями / В.П. Овчинников, А.В. Будько, П.В. Овчинников, С.В. Пролубщиков / / Научно-технический журнал «Наука и техника в газовой промышленности». – 2010. – №01. – С. 15 – 32.

20. Двойников М.В. Результаты опытно-промышленных испытаний винтового забойного двигателя модульного исполнения/ М.В. Двойников / / Известия вузов. Нефть и газ. – 2010. – № 4. – С. 21-26.
Патенты
21. Пат. 2334072 RU, Е 21 В4 / 02. Устройство для бурения скважин / М.В. Двойников, В.П. Овчинников. – № 2006140367/03; Заявлено 15.11.2006; Опубл. 20.09.2008, Бюл. №26.

22. Пат. 2334071 RU, Е 21 В4 / 02. Устройство для бурения скважин / М.В. Двойников, В.П. Овчинников, Н.Н. Закиров. – № 2006140343/03; Заявлено 15.11.2006; Опубл. 20.09.2008, Бюл. №26.

23. Пат. 2260106 RU, Е 21 В4 / 02. Устройство для бурения скважин / В.П.Овчинников, М.В. Двойников. – № 2004114359/03; Заявлено 11.05.2004; Опубл. 10.09.2005, Бюл. № 25.

24. Пат. 2313648 RU, Е 21 В4 / 02. Устройство для бурения скважин / В.П. Овчинников, М.В. Двойников, А.В. Будько, А.Л. Каменский. – № 2006116075/03; Заявлено 10.05.2006; Опубл. 27.12.2007, Бюл. №36.

25. Пат. 2329368 RU, Е 21 В4 / 02. Устройство для бурения скважин / М.В. Двойников, В.П. Овчинников, В.М. Гребенщиков. – № 2007100857/03; Заявлено 09.012007; Опубл. 20.07.2008, Бюл. №20.

26. Пат. 2341637 RU, Е 21 В4 / 02. Малогабаритный винтовой забойный двигатель/ М.В. Двойников, В.П. Овчинников, В.А. Каплун. – № 2007100856/03; Заявлено 09.01.2007; Опубл. 20.12.2008, Бюл. №35.

27. Пат. 2345208 RU, Е 21 В4 / 02. Героторная машина / М.В. Двойников. – № 2007122175/03; Заявлено 13.06.2007; Опубл. 27.01.2009, Бюл. №3 (патент на полезную модель 70292 RU. №2007127200/22 /Героторная машина. М.В. Двойников. Заявлено 10.07.2007; Опубл. 20.01.2008, Бюл. № 2).

28. Пат. 2361055 RU, Е 21 В4 / 06. Способ определения фактической осевой нагрузки на долото/ М.В. Двойников. – № 2007122176/03; Заявлено 18.06.2007; Опубл. 10.07.2009, Бюл. №19.

Соискатель М.В. Двойников

Подписано к печати Бум. писч №

Заказ № Усл. изд. л. 3,3

Формат 60×84

Усл. печ. л. 3,3

Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 100 экз.

_________________________________________________________

Издательство ООО «Печатник»

624026, Тюмень, ул. Республики, 148 1/2,

тел. (3452) 321-386

1 2 3 4 5 6

Похожие:

	Технология бурения нефтяных и газовых скважин модернизированными... Работа выполнена в Научно-исследовательском и проектном институте технологий строительства скважин (нипи тсс) при Государственном...		“ Бурение скважин с винтовыми забойными двигателями” Автоматизированные системы управления режимом бурения скважин забойными двигателями. 7
	Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников... Бурение нефтяных и газовых скважин" (регистрационный номер 12-0907-Б), утвержденными 16. 05. 2002, ис примерной программой дисциплины...		Методические указания для выполнения самостоятельных работ По Профессиональному модулю пм 01 «Проведение буровых работ в соответствии с технологическим регламентом» мдк 01. 01 «Технология бурения нефтяных и газовых скважин»для...
	Рабочая программа учебной дисциплины история развития бурения нефтяных и газовых скважин Ос спгги) для направления подготовки: 131000 «Нефтегазовое дело» по профилю «Бурение нефтяных и газовых скважин» первого уровня высшего...		Рабочая программа учебной дисциплины бурение нефтяных и газовых скважин скважин Учебная дисциплина "Бурение нефтяных и газовых скважин" — обязательная дисциплина федеральных государственных образовательных стандартов...
	Методические указания по прохождению первой учебной практики для... Одним из важных этапов в подготовке специалистов специальности 090800 «Бурение нефтяных и газовых скважин» является учебная практика...		Реферат: «Информатизация и компьютеризация в бурении нефтяных и газовых... Реферат: «Информатизация и компьютеризация в бурении нефтяных и газовых скважин» фтпу 1-21/1
	Техническое задание читать в следующей редакции Изменения закупочной документацию на проведение запроса предложений на право заключения договоров на поставку и шеф-монтаж буровых...		Компьютеризация 3d отображений нефтяных пластов (тема реферата) Кафедры бурение нефтяных и газовых скважин (бнгс); транспорт и хранение нефти и газа (тхнг)
	Методические указания для выполнения самостоятельных работ По учебной дисциплине Методические указания и задания для студентов по выполнению самостоятельных работ по дисциплине «Бурение нефтяных и газовых скважин»для...		«Контроль скважины. Управление скважиной при газонефтепроявлениях... Учебный курс предназначен для обучения специалистов по теме «Контроль скважины. Управление скважиной при газонефтепроявлениях с правом...
	Основная образовательная программа высшего профессионального образования направление подготовки «Методология ремонтно-изоляционных работ и восстановление нефтяных и газовых скважин»		Институт химии нефти Исследование порошкообразного кислотного состава "Нетрол" в качестве реагента для кислотных обработок призабойных зон нефтяных и...
	130203. 65 Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых,... Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых, специализация «Технология бурения геологоразведочных скважин», форма...		Компьютеризация процессов проектирования, обустройства и разработки... Кафедры бурение нефтяных и газовых скважин (бнгс); транспорт и хранение нефти и газа (тхнг)

Школьные материалы