Назаначение и классификация породоразрушающего инструмента

Классификация породоразрушающего инструмента

Существует большое количество категорий долот, которые отличаются способами применения и функциональностью.

Инструменты классифицируются по свойствам материала, форме, составу компонентов, расположением отдельных частей касательно оси, интенсивностью выброса породы при работе и другим критериям.

Исходя из классификации, можно выделить три типа инструмента:

1. Приспособления для работы сплошного типа, которые используются для увеличения глубины ствола. Разрушение пластов производится в одной плоскости либо постепенно.

2. Головки, предназначающиеся для углубления, которые работают по контуру забойной зоны.

3. Специальные долота, используемые в готовых скважинах.

По типу материала, из которого может изготавливаться породоразрушающий инструмент, он делится на следующие типы:

· Оборудование из стали.

· Твердосплавные устройства.

· Алмазно-твердосплавное оборудование.

· Алмазное оборудование.

Также буровые устройства классифицируются по конструкции промывочных приборов и мощности растворной струи. Всего существуют два типа таких долот – стандартные и струйные. Первый тип отличается тем, что раствор, создаваемый для бурения, вытекает через специальные промывочные отверстия, которые расположены в середине инструмента. Оттуда раствор течет на лопасти, и в забой попадает только небольшой процент жидкости. Что касается струйных долот, то в них жидкость попадает в забой через отверстия сбоку, благодаря чему раствор также разрушает породу.

Еще один признак классификации долот – степень воздействия на пласт, вызывающего разрушение породы, когда вращается бур. Можно выделить следующие типы породоразрушающего инструмента:

· Дробящие приспособления.

· Шарошечные устройства с функцией дробления и скола.

· Лопастные.

· Фрезерные.

· Истирающие с функцией резки.

· Истирающие с функцией разрезания и алмазной обработкой.

Исходя из этого разделения, можно сказать, что породоразрушающий инструмент следует подбирать в соответствии конкретных условий в каждом случае, беря во внимание геологический состав пластов, тип работы и другие факторы.

Типы породоразрушающего инструмента

Шарошечный породоразрушающий инструмент. Он представляет собой одну из самых популярных разновидностей, и он позволяет создать ствол скважины посредством дробления либо дробления со скалыванием элементов горной породы. Такой инструмент может применяться на породах с разной твердостью почти без ограничений.

Конструктивно шарошечное долото состоит из оси, сваренных друг с другом секций, вращающихся шарошек с зубцами. Шарошки, которые имеют форму конуса, разбивают породу в ходе бурения. При вращении долота инструмент ввинчивается в верхнюю грунтовую часть, из-за чего куски породы, отделяемые от общего пласта, дробятся на более мелкие.

Более эффективным представляется породоразрушающий инструмент, который работает по дробяще-скалывающему способу. Эта конструкция при функционировании сочетает дробление со скольжением шарошек по скважинному забою, благодаря чему осуществляется дополнительный скол обрабатываемого пласта. Лучше всего такие долота подходят для работы на твердых и средних горных породах.

В целом шарошечные приспособления отличаются и количеством используемых шарошек. Одношарошечные разновидности инструмента работают на увеличенной глубине, и такое приспособление обычно имеет усиленную опору, более износостойкие элементы для дробления. Лучше всего одношарошечные инструменты показывают себя при обработке известняковой, карбонатной породы с высокой степенью хрупкости. Что касается двухшарашечных разновидностей, то наиболее часто они используются для поисково-разведочных скважин.

 

Помимо этого, существуют долота трехшарошечного типа: этот вариант наиболее известен, поскольку они имеют удобную форму, идеально подходящую классическому скважинному стволу с круглым сечением. Благодаря трем шарошкам обеспечивается грамотное равновесие приспособления. Также выпускаются и четырехшарошечные долота, которые применяются в основном затрудненных условиях.

Лопастный породоразрушающий инструмент. Эти разновидности долот имеют сравнительно простое устройство, их достаточно легко выпускать и обслуживать. Они также отличаются по твердости породы, лучше всего выполняя бурение на размягченных грунтах с вязкой породой, которая имеет достаточно высокую пластичность. Особенности структуры позволяют давать проходку до 1,5 километров за рейс. Минусом конструкции является то, что время от времени нужно увеличивать диаметр скважины, а также быстрый износ инструментов, из-за чего их нужно часто менять.

Устройства лопастного типа отличаются по числу лопастей. Наиболее часто в нефтяной и газовой отрасли применяются трехлопастные приспособления, а также шестилопастные конструкции. Среди таких инструментов выделяются монолитные алмазные устройства, которые применяются на породах средней твердости либо высокой пластичности.

Разрушение при использовании долота с алмазной обработкой осуществляется путем микрорезки. Минусом алмазных инструментов считается их капризность: очень важно, чтобы в стволе и забое не было лишних веществ, примесей, инородных частиц, иначе алмазные фрагменты расколются и попадут в раствор для бурения.

Фрезерный породоразрушающий инструмент. Это самый простой тип конструкции, отличающийся повышенной прочностью и износоустойчивостью. В отличие от предыдущего вида инструмента, фрезерное долото не боится инородных тел и примесей в стволе, такие инструменты применяют для раскалывания, например, застрявших шарошек в забое и других посторонних предметов. Фрезерное оборудование используется и для того, чтобы раскалывать цементные пробки и мосты внутри ствола.

По конструкции фрезерное долото выглядит как удлиненный инструмент, который сделан монолитным с дробящими компонентами, которые усилены твердыми металлами. Промывка такого инструмента очень проста, а минусом считается малая проходка.

Истирающе-режущий инструмент. Такие долота имеют вставки из славутича, форма которых обусловлена условиями породы. Такие инструменты имеют высокую устойчивость к износу, невысокую стоимость и быструю проходку, а наличие сверхпрочных элементов не позволяет им ломаться.

Кустовое размещение скважин

Кустовое размещение — концентрация устьев нескольких скважин на небольших площадках земной поверхности (в кустах). Кустовое размещение эксплуатационных газовых скважин позволяет значительно снизить металлоемкость и стоимость систем сбора газа и платы за использование земель под строительство скважин, предотвратить значительный ущерб, наносимый при этом поверхностным участкам, особенно в тундре и зонах многолетней мерзлоты Крайнего Севера.

Первое кустовое размещение газовых скважин в России было реализовано на Медвежьем месторождении. В кусте располагалось 2–3 вертикальные скважины с расстоянием между устьями до 70 м и между забоями до 70–150 м. Современная техника строительства скважин позволяет за счет наклонно-направленного бурения создавать мощные по производительности кусты скважин (20–30 шт.), совмещая их на одной площадке с установками комплексной подготовки газа.