Буровой инструмент (drilling tool), приборы (devices, instruments)

 

Амортизаторы (забойные демпферы) (bumpers) - устройства, устанавливаемые между долотом и УБТ для поглощения вибрационных и ударных нагрузок при движении бурильной колонны; в особых условиях устанавливают на расстоянии 9 – 18 м выше долота.

Вкладыш под ведущую трубу (kelly bushing, KB) – направляющая втулка под ведущую трубу - деталь ротора, с помощью которой вращающий момент ротора передаётся ведущей трубе и колонне бурильных труб.

Гидромонитор (hydromonitor) – аппарат для создания мощных направленных водяных струй в целях разрушения и смыва горных пород и других материалов или перемешивания буровых и цементных растворов.

Двигательвинтовой (объёмный), низкочастотный (positive displacement downhole motor) – двигатель, рабочие органы которого созданы на основе многозаходного винтового механизма, что обеспечивает необходимую частоту вращения при более высоком, по сравнению с турбобурами, вращающем моменте. В корпус винтобура нагнетают буровой раствор, который, проходя по винтовому зазору между внутренней поверхностью корпуса и валом, вращает вал и прикрепленное к нему долото. Винтобур широко используют для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин.

Двигателизабойные (downhole motor, bottomhole motor) – двигатели, предназначенные для вращения долота и устанавливаемые в колонне бурильных труб непосредственно над долотом. Или: машины, преобразующие подводимую с поверхности энергию в механическую работу породоразрушающего инструмента или другого устройства при бурении и ремонте скважины.

Долотобуровое (bit) - инструмент, разрушающий на забое скважины горную породу и способствующий его очистке от осколков породы. Главная функция долота – разрушать горную породу на забое скважины и способствовать его очистке от осколков породы. По принципу действия различают долота:

режуще-скалывающие (лопастные долота), применяемые для разрушения вязких и пластичных пород (глин);

дробяще-скалывающие (шарошечные долота), применяемые для разрушения большинства пород;

режуще-истирающие (алмазные долота), применяемые для разрушения твёрдых абразивных пород.

По назначению буровые долота разделяют на долота для бурения пород ствола скважины сплошным забоем и долота для бурения пород ствола скважины кольцевым забоем (колонковые долота).

Долото для кернового (колонкового) бурения (core bit) – буровое долото, с широким отверстием в центре, окружённым кольцом режущих кромок, импрегнированных в специальной матрице. При вращении долота керн проходит через срединную часть долота в специальную колонковую трубу, расположенную над долотом.

Долото буровое, импрегнированное поликристаллическими алмазами (polycrystalline diamond compact bit) – тип долота для вращательного бурения, состоящий из режущих кромок, покрытых карбидом вольфрама, импрегнированных искусственными алмазами.

Долото буровое, трёхлопастное (tri-max bit) - долото, которое осуществляет бурение резцами из карбида вольфрама, импрегнированными алмазами, разрушая породу.

Долотобуровое, трёхшарошечное (tricone bit) – разновидность бурового долота, состоящая из трёх шарошек, установленных на отдельных цапфах. Для проходки различных толщ горных пород, с которыми приходится встречаться, разработан широкий набор трёхшарошечных буровых долот.

Долотобуровое,штыревое (carbide type) долото с округлыми вставками из карбида вольфрама.

Долото колонковое (см. также буровая коронка) (hollow bit, core bit) - долото для выбуривания подрезания, отрыва и подъёма на поверхность керна. Колонковое шарошечное долото представляет собой пустотелый цилиндр-корпус с вмонтированными в торце шарошками; в верхней части корпуса имеется резьба для соединения с бурильными трубами. Колонковое долото углубляет забой в виде кольцевой выработки, а остающийся цилиндрический целик породы поступает через центральное отверстие долота в керноприемную трубу, оснащенную в нижней части кернорвателем. Пробурив в заданном интервале ствол колонковым долотом, бурильную колонку с долотом и керноприемной трубой поднимают на дневную поверхность, при этом в момент "отрыва" долота от забоя кернорватель обрывает своими пружинами целик породы от забоя и удерживает его в керноприемной трубе до извлечения на поверхность. Если отбор керна производят в интервале, превышающем длину керноприемной трубы, а работоспособность одного колонкового долота достаточна для всего интервала отбора керна, то используют так называемую съемную грунтоноску, которую периодически, по мере её заполнения керном, извлекают на поверхность при помощи специального ловителя, спускаемого в полость бурильной колонны на канате. Таким же способом освобожденную от керна съемную грунтоноску опускают в скважину и устанавливают в колонковом долоте. Основными элементами всех долот являются: корпус, имеющий в верхней части коническую (замковую) резьбу для присоединения к колонне бурильных труб или погружному двигателю; промывочные устройства для направления струй промывочного агента на забой; породоразрушающие элементы.

Дриллометр, индикатор веса (drillmeter) – прибор для измерения веса бурового инструмента, оказывающего давление на забой и вышку. Это самозаписывающий гидравлический динамометр, снабжённый трансформатором давления.

Замок (joint) – устройство с замковой резьбой для соединения бурильных труб. Муфта и ниппель бурильной и обсадной колонны. Применяют замки трёх типов: ЗШ – с диаметром канала, близко к диаметру канала бурильных труб с высаженными внутрь концами; ЗН - с диаметром канала существенно меньшим диаметра канала труб; ЗУ - с увеличенным диаметром канала. Первые два типа замков используют для бурильных труб с высаженными внутрь концами, а последний тип – для труб с высаженными наружу концами. Замки ЗУ предпочтительны для турбинного бурения, так как не создают значительных местных гидравлических сопротивлений потоку бурового раствора. Или: соединительный элемент бурильных труб для свинчивания их в колонну. Состоит из замкового ниппеля с наружной резьбой и замковой муфты с крупной внутренней резьбой.

Инклинометр (inclinometer) – прибор для контроля пространственного положения ствола буровой скважины в целях построения инклинограмм и определения фактических координат бурящихся скважин.

Инструментбуровой (drilling tool) – общее название механизмов и приспособлений, применяемых при бурении скважин и ликвидации аварий, возникающих в скважине.

Инструмент для выпрямления траектории долота (bit hook) – инструмент для установки в вертикальном положении находящегося на забое скважины долота во время бурения.

Инструментпородоразрушающий (rock destruction tool, rock cutting tool) – основной элемент бурового инструмента, предназначенный для разрушения горных пород в процессе строительства скважины.

Испытатель пластов (tester) – механизм для извлечения из необсаженного пласта жидкого или газообразного продукта в процессе проводки скважины.

Испытатель пластов многократного действия (америк.)(reusable [multiple action] formation tester) – устройство многократного использования для замера пластовых давлений, управляемое гидравлической системой с электроприводом, что позволяет провести несколько замеров за одну спускоподъемную операцию. После регистрации значений при понижении уровня жидкости в скважине и значений восстановления давления компьютер, находящийся в каротажной станции, производит обработку полученных данных и выстраивает графики Хорнера.

Канат (wire rope) – гибкое изделие из стальной проволоки.

Керноприёмник (core receiver, inner barrel) – устройство для приёма и извлечения керна на поверхность, размещающееся в внутри керноотборного снаряда.

Колоннабурильная (drilling string) – спущенные в скважину последовательно соединённые бурильные трубы. Или: ступенчатый полый вал, соединяющий при бурении скважин породоразрушающий инструмент с наземным оборудованием. Основное назначение бурильной колонны обеспечить гидравлическую и механическую связь работающего на забое долота и ствола скважины с поверхностным механическим и гидравлическим оборудованием. Одновременно бурильная колонна служит инструментом для доставки в скважину буровых и колонковых долот, исследовательских приборов и устройств, снарядов и аварийно-ликвидационных приспособлений. Две главные функции обеспечивает бурильная колонна в процессе бурения ствола: вращает долото и одновременно передает на него осевую нагрузку, создает замкнутую циркуляцию бурового раствора через забой скважины, обеспечивая очистку ствола от выбуренной породы, и привод погружных гидравлических двигателей. Бурильная колонна включает следующие основные элементы сверху вниз: рабочую (ведущую) трубу, бурильные трубы, утяжелённые бурильные трубы (УБТ).

Колтюбинг (coiled tubing) – технология бурения и ремонта скважин с использованием гибких насосно-компрессорных труб (endless tubing coiled tubing) - намотанные на специальный барабан - гибкие НКТ малого диаметра, используемые для обслуживания скважины (в том числе и для бурения).

Кольцо предохранительное, или протекторное, протектор(drill-pipe protector, casing protector) – толстостенное резиновое кольцо (или металлическое армированное резиной - протектор), предназначено для предохранения трубы от истирания и поглощения вибраций инструмента в процессе бурения скважины. Протектор ставят под каждым замковым соединением на бурильных трубах. Или: резиновое кольцо, надеваемое на бурильную трубу для предупреждения истирания обсадных труб и бурильных замков (или снижения его интенсивности). Для насосных штанг - rod protectors.

Компенсатор бурильной колонны (drillstring compensator) – устройство, обеспечивающее постоянство нагрузки на долото.

Компоновка низа бурильной колонны, КНБК (bottomhole assembly) – собранные воедино долото, переводники (с осями различной направленности), утяжелённые – трубы, центраторы и бурильные трубы в количестве и ассортименте, необходимом для обеспечения проводки скважины определённой ориентации в пространстве.

Коронка бура (crown of drill, core drill, crown drill) – кольцеобразное приспособление, скрепляемое с концом бура и армированное техническими алмазами или резцами из особо твёрдых абразивов, благодаря чему бур при вращении врезается в твёрдую породу. Или: разновидность бурового долота, используемая для разрушения породы при бурении скважин с отбором керна.

Коронкабуровая (crown, crown drill bit) – разновидность бурового долота, основной рабочий элемент бурового инструмента для разбуривания горной породы на забое в процессе её проходки; используются твердосплавные и алмазные коронки.

Критерий выбора рационального типа долота (criterion of drill bit wear) – степень износа долота (зубцов и опоры).

Лубрикатор (lubricator) – устройство для подачи масла (смазки) под давлением на трущиеся части машин. А также уплотнения (со смазкой) в местах движения штоков, тросов (под давлением), стягиваемые, как правило, упорным кольцом.

Мешалки для глинистого раствора (mud-mixing devices) – устройства для перемешивания бурового раствора; типы: гидравлические, лопастные электрические, отвод от обвязки с насадкой на конце (подаётся жидкость под давлением) и др.

Муфта (для валов shaft coupling; для труб – pipe coupling) – устройство для соединения валов, труб, тяг, канатов, кабелей и для передачи вращающих моментов (муфты приводов).

Ниппель (nipple) – короткая металлическая соединительная труба с резьбой.

Ориентатор (orienter) – гидравлический ориентатор для вращения забойного отклонителя по командам сверху манипуляцией с гидравлическим давлением в колтюбинговой технологии. Ниже ориентатора размещается модуль измерения угла положения отклонителя МИПО (whipstock angle measuring unit WAMU).

Отклонитель долота (whipstock) – устройство для изменения траектории долота при бурении.

Отклонительзабойный (downhole whipstock) – инструмент для изменения траектории движения долота.

Переводник (переходник) (sub) – короткий патрубок с разной резьбой на противоположных концах для соединения концов труб различных диаметров или с различной резьбой.

Переводниккривой (bent sub) – изогнутый цилиндрический инструмент, используемый при наклонно направленном и горизонтальном бурении, который позволяет отклонять бурильную колонну на рассчитанный угол.

Переходник-амортизатор (shock sub, shock absorber, vibration dampener) - устройство, устанавливаемое между долотом и УБТ, содержит стальные пружины или резиновые амортизаторы, которые поглощают вибрацию при бурении твёрдых пород.

Превенторплашечный (ram-type preventer) - превентор, герметизирующий устье скважины путём охвата труб уплотняющими плашками или путём полного перекрытия скважины при отсутствии в ней бурильных труб или обсадных колонн.

Профилометр (roughness indicator) – прибор для измерения некоторых параметров поверхности изделий.

Расширитель (expander, reamer, belling tool, bit reaming shell) – буровой инструмент для обработки стенки скважин.

Регистр проходки (metrage recorder) – прибор для записи продолжительности бурения — времени, расходуемого на бурение единицы погонной длины скважины; в результате записи получают кривые механического каротажа.

Регуляторы подачи долота, электрические (type of feed control, drilling bit feed) – регулируют скорость подачи или поддерживают требуемую нагрузку на долото при механическом бурении (по выбору бурильщика).

Сварные обсадные колонны (welded casing) - обсадные колонны из труб большого диаметра, свариваемые при их спуске вручную или (позже) специальным сварочным автоматом.

Свечабурильная (drill pipe stand) – часть бурильной колонны, неразъёмная при спуско-подъёмных операциях. Состоит из двух или трёх труб.

Смазкипротивозадирные (extreme-pressure lubricants) – 1) добавки в буровой раствор в качестве смазки подшипникам долота (американская интерпретация), 2) добавки в смесь смазки при завинчивании ниппеля в муфту обсадной трубы.

Стабилизатор (stabilizer, stabilizing column, drill string guide) - устройство, устанавливаемое над долотом и в составе компоновки низа бурильной колонны для предупреждения искривления ствола, уменьшения интенсивности искривления и предотвращения прихватов бурового инструмента от перепада давления.

Термобур (thermodrill, head drill) – устройство для разрушения горных пород за счёт теплового и механического воздействия сверхзвуковой высокотемпературной газовой струи.

Термопара, термоэлемент (thermocouple) – термочувствительный элемент в устройствах для изменения температуры, в в системах контроля и управления.

Трубабурильная (drill pipe) – тяжёлая стальная бесшовная труба, используемая для вращения долота и циркуляции бурового раствора, бывает:

с высаженными внутрь концами,

с высаженными наружу концами,

с приваренными соединительными концами,

с блокирующим пояском,

беззамковая раструбная.

Трубы первых двух конструкций имеют мелкую наружную трубную резьбу и соединяются между собой при помощи бурильных замков или муфт. Трубы второй конструкции имеют по сравнению с трубами первой конструкции улучшенную гидравлическую характеристику, так как в них равнопроходной канал и, следовательно, минимальны местные гидравлические сопротивления потоку буровому раствору. Бурильные трубы с приваренными соединительными концами имеют равнопроходной канал и соединяются друг с другом при помощи крупной замковой резьбы. В бурильных трубах с блокирующим пояском вблизи резьбы по телу имеется проточка, на которую в горячем состояний наворачивается часть замка с внутренней проточкой, в результате чего, после остывания, создается герметичный напряженный контакт между замком и трубой. Промышленность выпускает бурильные трубы диаметром от 60 до 168 мм длиной 6; 8; 11,5 – 12,0 м из стали группы прочности С, Д, Е, К, L, M.

Рабочая труба обычно квадратного сечения, служит для передачи вращения от ротора к бурильной колонне. Она фиксируется в отверстии ротора квадратными клиньями (вкладышами), в связи с чем вращается совместно со столом ротора и одновременно может перемещаться в осевом направлении по мере углубления забоя скважины. Соединяется рабочая труба при помощи нижнего переводника с верхней трубой бурильной колонны, а при помощи верхнего переводника - с вращающимся стволом вертлюга - устройством, связывающим нагнетательную линию бурового насоса, подающего промывочный агент, с вращающейся бурильной колонной. Используются утяжелённые бурильные трубы (УБТ), одна из главных функций которых – создавать осевую нагрузку на долото. УБТ устанавливают непосредственно над долотом или двигателем. Применяются также бурильные трубы из алюминиевых сплавов, которые позволяют, при прочих равных условиях, снизить эти нагрузки более чем в 2 раза. Промышленность выпускает легкосплавные бурильные трубы с высаженными внутрь концами диаметром 73, 93, 114, 129 и 147 мм. На концах легкосплавных труб нарезана трубная резьба, а их соединение в виде бурильной колонны осуществляют навинчиваемыми на них стальными замками.

Трубарабочая (kelly or kelly joint) – тяжёлая квадратная труба, передающая вращение от ротора бурильной колонне.

Трубы бурильные, утяжелённые, УБТ (drill collar) -толстостенные бурильные трубы, служащие для создания нагрузки на долото и поддержания бурильной колонны в растянутом состоянии.

Турбобур (turbodrill) - многоступенчатая гидравлическая турбина, вал которой непосредственно или через редуктор связан с долотом. Является погруженным гидравлическим двигателем, передающим вращение своего вала долоту непосредственно без промежуточных звеньев. Это многоступенчатая турбина, каждая ступень которой состоит из статора, удерживаемого неподвижно корпусом турбобура, и ротора, укрепленного на валу турбобура. Поток бурового раствора, попадая на изогнутые лопатки ротора турбины, создаёт вращающий момент, под действием которого вращается вал турбобура. Переходя из ротора в статор, поток под действием изогнутых лопаток статора восстанавливает осевое направление струи и снова попадает на изогнутые лопатки следующего ротора. Одновременно работающие последовательно расположенные турбины позволяют суммировать их мощность и крутящий момент.

Турбовинтовой (turbopositive) – основанный на действии винта, приводимого в движение потоком жидкости.

Чан приёмный для бурового раствора (active pit) - приёмный чан, в котором хранится перемешанный, очищенный, доведенный до нужной кондиции и готовый к употреблению буровой раствор.

Элеватор (elevator) – инструмент, служащий для спуска и подъема бурильных труб из скважины. Бурильная труба устанавливается под муфту и запирается с помощью автоматического затвора.

Электробур (electrodrill, electric downhole motor) – забойный электрический двигатель представляет собой погружной удлиненный герметичный электродвигатель переменного трехфазного тока. Электроэнергия к нему подводится от силового трансформатора по наружному кабелю, подвешенному к буровому шлангу, а затем - по двухжильному кабелю, смонтированному внутри бурильной колонны. Третьим проводом для трехфазного электробура является сама токопроводящая бурильная колонна. Для ввода кабеля в бурильную колонну используется токоприемник со скользящими контактами, установленный между вертлюгом и ведущей трубой. Внутри бурильной колонны кабель монтируется из секций, соответствующих длине труб, которые соединяются между собой подобно штекеру телевизионного кабеля и антенного входа телевизора. Соединение секций кабеля происходит во время свинчивания бурильных труб при составлении бурильной колонны.

Основными узлами электробура являются электродвигатель и маслонаполненный шпиндель. Вал электродвигателя и шпинделя выполнены полыми для прохождения бурового раствора к долоту. Полость электродвигателя заполняется маслом и находится под избыточным давлением, создаваемым поршнем подпитывающего лубрикатора, усилие на который передается со стороны бурового раствора. Валы шпинделя и электродвигателя соединены между собой зубчатой муфтой, передающей вращение от двигателя к шпинделю.

Эффект Пойтинга (Poiting effect) удлинение труб при скручивании (бурильные трубы протяжённостью 10000 м при скручивании дают прирост длины примерно 1 м).

 

8.3. Приборы и аппаратура для определения свойств буровых и тампонажных растворов

Ареометр (areometer) — прибор для определения плотности жидкостей. Имеет форму поплавка, вертикально погружающегося в испытуемую жидкость на различную глубину в зависимости от её плотности. На шейке нанесены соответствующие значения плотности или условные градусы (напр. градусы Боме и др.).

Бумагафильтровальная (filter paper) – пористая безразмерная бумага для фильтрования жидкостей.

Вискозиметр (viscosimeter) — прибор для определения вязкости жидкостей. Известны В. двух типов: в основе, одних лежит характеристика скорости истечения самой испытуемой жидкости в стандартных условиях, в основе других — характеристика передвижения в этой жидкости другого твердого или жидкого тела. Наиболее употребительны для определения кинематической вязкости капиллярные вискозиметры Оствальда, Пинкевича. В нефтяной практике распространено применение технических вискозиметров различных систем для определения условной вязкости. В РФ и в большинстве стран Западной Европы применяется вискозиметр Энглера, в Великобритании — Редвуда, в США — Сейболта.

Воронка Марша (Marsh funnel) – прибор для определения вязкости бурового раствора в американской буровой практике. Воронка – это конусная ёмкость с отверстием внизу; при наполнении 1500 см³ пресной водой вытекает 946 мл воды в течение 26 ± 5 с. Для истечения 1000 см³ воды время составит 27,5 ± 0,5 с. С её помощью определяется вязкость по времени истечения бурового раствора – в секундах.

Гомогенизатор (homogenizer) – аппарат для получения однородных (гомогенных) смесей, а также эмульсий.

Дегазатор (deaerator, degasator) – аппарат для очистка (бурового раствора) от газа.

Дезинтегратор (disintegrator, shredder – для волокнистых материалов) – машина для измельчения и перемешивания сыпучих материалов.

Денсиметр (densimeter; типа ареометра - hydrometer) – прибор для определения плотности жидкостей тяжелее воды.

Дериватограф (derivatometer) – прибор для термического анализа цемента, глины, наполнителей, горных пород, позволяющий при изменении температуры с заданной скоростью одновременно регистрировать температуру вещества и его массу, а также скорость изменения этих величин.

Дозатор (весовой - weigher, weighing machine; объёмный – batch[measuring] box) – устройство для автоматического отмеривания (дозирования) сыпучих, жидких и газообразных веществ.

Колориметр (colorimetr) - прибор для определения концентрации веществ в окрашенных растворах.

Осмометр (osmometer) – прибор для определения осмотического давления.

Отстойник Лысенко (Lisenko’s sand collector) прибор для определения содержащегося в глинистом растворе песка.

Пикнометр (pycnometer) — прибор для определения плотности жидких и твердых тел, представляющий собой градуированный сосуд в виде колб.

Прибор Дина-Старка (Dina-Stark’s apparatus) –применяется для определения содержания воды в пробе нефти или образце породы. Прибор Дина-Старка состоит из металлической колбы, подогреваемой вместе с находящимся в ней образцом, из холодильника для конденсации паров воды и стеклянного градуированного приёмника («ловушки») для замера количества воды. При анализе нефть разбавляют бензином или ксилолом и производят отгонку. Пары воды вместе с бензином конденсируются в холодильнике, и вода собирается в нижней части ловушки. По количеству воды в ловушке определяют ее процентное содержание в нефти.

Пропеллер (propeller) – воздушный или гидравлический винт, используемый в мешалках для перемешивания бурового и цементного растворов.

Расходомер (flowmeter) – прибор для измерения расхода – объема (массы) газа, жидкости, сыпучих материадлов, протекающих (транспортируемы)х по трубопроводу, через отверстия, дозирующие установки в единицу времени.

Фильтр-пресс (filter press) – устройство для определения водоотдачи бурового раствора через пористую среду в процессе фильтрации.