Разработка программы промывки скважины

Гидравлический расчет проводим в следующем порядке:1.Определение потерь давления в бурильных трубах. Вычислим потери давления внутри бурильных труб. Для этого определяем значение критических чисел Рейнольдса в бурильной колонне по формуле:Re кр = [ ρ х dв2 х 0 / 2]0.58(11)где - пластическая вязкость промывочной жидкости, Па х с.,0 - динамическое напряжение сдвига, Па.ρ – плотность промывочной жидкости, кг/м3.dв – внутренний диаметр бурильных труб, м.В УБТ С1- 178 Reкр = 2100 + 7,3 [1100 х 0,0802 х 20 /0,0272]0.58= 14101.0Вычслим действительные числа Рейнольдса жидкости в трубах по формуле:Re т = 4 х ρ х Q / х dв х (12)где Q – расход жидкости , м3/сВ УБТ С1- 178 Re т = 4 х 1100 х 0,001 / 3,14 х 0,080 х 0,027 = 648,97В бурильной колонне везде Re т > Reкр, следовательно потери давления определяются по формуле Дарси- Вейсбаха. Рассчитываем значения коэффициентов гидравлического сопротивления по формуле: = 0,1( 1,46 К / dв + 100 / Reт ) (13)где К – коэффициент шероховатости стенок, принимаем для ЛБТ = 2,0 х 10-4 м, ТБПВ = 3 х 10-4 м, УБТ = 3 х 10-4 м.В УБТ С1- 178 = ( 1,46 х 3 х 10-4 / 0,080 + 100 / 648,97 )0,25 = 0,63Вычислим потери давления внутри бурильной колонны по формуле :рт = х 8 х р х Q2 l / 2 х dв5 ., мПа (14)В УБТ С1- 178 рт = 0,63 х 8 х 0,0012 х 1100 х 141 / 3,142 х 0,0805 = 0,242 МПаМестными потерями давления в приваренных замках ТБПВ пренебрегаем.Вычислим потери давления в наземной обвязке по формуле:р0 = (ас + аш + ав + ак) х рQ2., МПа (15)где ас, аш, ав, ак- коэффициенты гидравлических сопротивлений различных элементов обвязки ( справочные значения )р0 = ( 1,1 + 0,93 + 0,9 + 0,9 ) х 105 х 1130 х 0,032 = 0,389 МПа.Определим потери давления в затрубном пространстве. Определим критическое значение числа Рейнольдса промывочной жидкости Reкр, при котором происходит переход от ламинарного режима к турбулентному по формуле:За УБТ С1- 178 Reкр = 2100 + 7,3 [ 1100 ( 0,218 – 0,178 )2 х 20 / 0,027 ]0.58 = 4345,20За турбобуром Reкр = 2100 + 7,3 [ 1100 ( 0,218 – 0,195 )2 х 20 / 0,027 ]0.58 = 3685,78Вычисляем действительные числа Рейнольдса при течении жидкости в кольцевом пространстве:Reкп = 4р х Q / х ( dс х dн ) (16)За УБТ С1- 178 Reкп = 4 х 1130 х 0,03 / 3,14 (0,218 + 0,178 ) х 0,027 = 4038,97За турбобуром Reкп = 4 х 1130 х 0,03 / 3,14 (0,218 + 0,195 ) х 0,027 = 3872,72Для ЛБТ, ТБПВ, УБТ Reкп < Reкр, значит движение жидкости происходит при ламинарном режиме, определим числа Сен- Венана по формуле:Sкп = х 0 ( dс – dн )2 (dс + dн ) / 4 х Q, (17)За УБТ С1 – 178 Sкп = 3,14 х 20 ( 0,218 – 0,178 )2 (0,218 + 0,178 ) / 4 х 0,027 х 0,001 = 9,45Рассчитаем потери давления по длине кольцевого пространства по формуле:ркп = 4 х 0 х l / кп( dc–dн ), МПа (18)УБТ С1- 178 ркп = 4 х 20 х 147 / 0,55(0,218 – 0,178) = 0,0511272 МПатурбобур ркп = 4 х 20 х 25 / 0,35(0,218 – 0,195) = 0,0248447 МПаркп = 0,7811234 МПа.Определим перепад давления в турбобуре по формуле:ртур = ртн х р х Q2 / рс х Q2тн (19)где ртн , Q2тн – справочные данные турбобура при номинальном режиме его работы на жидкости известной плотности рсртур = 5х 106 х 1100 х 0,001 / 1000 х 0,032тн = 6,11 МПаОпределим потери давления в промывочных каналах породоразрушающего инструмента. Для лопастного долота потери давления найдем по формуле :рд = 1,389 х р х Q2 х 10-16 / Мд2 х f2 . МПа (20)где Q- расход промывочной жидкости., Мд – коэффициент расхода промывочных отверстий гидромониторного долота Мд = 0,9- 0,95f- суммарная площадь промывочных каналов, м2.рд =1,389 х 1100 х 19442 х 10-16 / 0,952 х 0,0004482552 = 3,074 МПаТаким образом суммарные потери давления во всей циркуляционной системе:Р = рт + р0 + ркп + рмк + ртур + рд, МПа (21)рт = 1,78 + 0,435 + 0,1136 + 0,095 = 24 кгс/см2ркп = 0,7811234 мПа = 7,81 кгс/см2р0 = 0,389 МПа = 3,89 кгс /см2рмк = 0,017476 МПа = 0,17 кгс /см2ртур = 6,11 МПа = 61,1 кгс /см2рд = 3,074 МПа = 30,74 кгс /см2Р = 7,81 + 3,89 + 0,17 + 61,1 + 31,84 = 104,81 кгс /см2Поскольку наибольшая гидравлическая мощность развиваемая буровым насосом должна быть передана на турбобур и долото при условии:Рд + Ртур 2/3 Рн (22)то потери давления в системе циркуляции могут быть записаны в общем виде:рт + ркп + рмк + р0 = 1/3 Рн (23)В нашем случае эти условия выполнены, что означает : насос УНБ-600А выбран правильно и по своим техническим характеристикам удовлетворяет этим условиям.Характеристика работы насоса УНБ-600А:Интервал бурения 0 – 3150 метров.Удельная гидравлическая мощность, квт /см2 1,393 Диаметр цилиндровых втулок, мм 170 Допустимое давление, кгс / см2 145 Коэффициент заполнения, 0,9 Число двойных ходов, в мин. 66 Производительность, л / сек. 30,04. Мероприятия по предупреждению аварий и осложнений при бурении скважины4.1 Мероприятия по предупреждению газонефтеводопроявленийУстановка противовыбросового оборудования (ПВО)Проверка работы ПВОУстановка клапана – отсекателя в КНБККонтроль за циркуляцией раствора (выход раствора на устье, в блоке очистки раствора)Контроль за плотностью раствора, при падении плотности довести её до заданной в геолого-техническом наряде.Низкая скорость спуско-подъемных операцийПри появлении признаков ГНВП при поднятом инструменте, нужно спустить инструмент на максимальную глубинуПри долгих простоях, бурильная колонна должна быть поднята до башмака обсадной колонны, также раз в сутки спускать инструмент до забоя и делать промывкуПри перерывах в работе, запрещается оставлять открытым устье скважины При обнаружении признаков ГНВП устье скважины должно быть загерметизировано, бригада должна действовать в соответствии с планом по ликвидации аварий4.2 Меры по предупреждению открытых фонтановТяжелым видом аварий при бурении скважин в случае нарушения технологии проведения буровых работ является открытый фонтан.Вскрытие пластов следует производить только после спуска обсадных колоннПроверять установленное на устье ПВО Делать проверку состояния буровой установки, инструмента и приспособленийПроверять наличие в рабочих и запасных емкостях необходимое количество раствора, а также на случай ГНВП необходимое количество хим. реагентов и материалов для приготовления промывочной жидкостиВ ходе всех этапов буровых работ должно быть обеспечено наличие и функционирование необходимых приборов и систем контроля за производственным процессомНа каждой скважине должен быть план ликвидации аварий, который позволит правильно организовать работу во время аварии и уменьшит отрицательное воздействие на компоненты ОС. 4.3 Мероприятия, повышающие взрывобезопасность в процессе строительства скважины Монтаж, наладка, испытание и эксплуатация электрооборудования буровой установки должны производиться в соответствии с требованиями правил. Выбор электрооборудования буровой установки и вспомогательных производств должен производится с учётом классов взрывоопасности зон их установки и работы.Электрооборудование буровой установки эл. двигатели, машины, аппараты, устройства, контрольно-измерительные приборы, электрические светильники, средства блокировки, сигнальные устройства и телефонные аппараты, вид взрывозащиты – категории и группе взрывоопасной смеси. Отечественное электрооборудование должно иметь маркировку по взрывозащите. При использовании взрывозащищённого электрооборудования, не имеющего маркировки, изготовленного неспециализированными организациями или отремонтированного с изменением узлов и деталей, обеспечивающих взрывозащиту, необходимо наличие письменного разрешения аккредитованной в установленном порядке испытательной организации.На каждый тип взрывозащищённого электрооборудования зарубежного производства должно представляться свидетельство (сертификат) Российской испытательной организации на его соответствие действующим в Российской Федерации нормативным требованиям в условиях его эксплуатации во взрывоопасной зоне. На применение такого оборудования должно быть разрешение Госгортехнадзора России.Эксплуатация электрооборудования при неисправных средствах взрывозащиты, блокировках, нарушениях схем управления не допускается.Ячейки распредустройства буровой установки (6 кВ) должны быть оборудованы блокировкой, исключающей возможность:проведения операций с разъединителем при включенном масляном выключателе или при высоковольтном контакторе;включение разъединителя при открытой задней дверки ячейки;открытие задней дверки при включенном разъединителе.В процессе строительства скважины должны осуществляться следующие мероприятия, повышающие взрывоопасность:а) Подготовительные работы по монтажу и демонтажу буровой установки, перетаскиванию блоков оборудования могут быть начаты только при выдаче бригаде наряда на их проведение;трасса перетаскивания ВА блока, блоков и оборудования установки должна быть определена и согласована с организациями-пользователями подземных и наземных коммуникаций-трубопроводов нефти и газа, ЛЭП, с разработкой необходимых мер по обеспечению пожаровзрывоопасности при их пересечениях и приближениях на расстояние менее допустимых;проведение электрогазосварочных работ при монтаже и демонтаже буровых установок во взрывоопасных зонах должны производиться только при наличии нарядов-допусков на проведение этих работ, утверждаемых главным инженером предприятия;рабочие бригады, подготовительные бригады, должны выполнять работы соответствующие их квалификации и допуску.4.4 Мероприятия по охране окружающей среды при строительстве скважиныНа отведенном участке под строительство скважины с целью предупреждения загрязнения природной окружающей среды должны проводиться следующие мероприятия:отсыпка и планировка площадки буровойстроительство шламового амбара для сбора отходов бурения (твердой фазы отработанного бурового раствора, бурового шлама)обвалование по периметру площадки буровойгидроизоляция дна и откосов амбаров производится утрамбованием глины и тяжелых суглинковобвалование шламового амбараперевозка буровых установок, оборудования и материалов, движение спецтранспорта осуществляется по предусмотренным транспортной схемой дорогам и трассамсыпучие материалы и химреагенты транспортируются в специальных контейнерах, хранятся в закрытом помещениипри появлении рытвин, канав или выбоин на подъездных дорогах и рабочей площадке производится подсыпка и планировка участкаотработанный буровой раствор и шлам поступают в амбар по закрытой технологической циркуляционной системес поверхности площадки стоки поступают в амбары за счет уклона и по дренажной канавеБуровой шлам и твердая фаза отходов бурения доводится до связанной инертной массы вводом вяжущего материала, в качестве которого используется цемент – 5% от веса отходов бурения. Миграция загрязняющих веществ из связной инертной массы исключена, поэтому отвержденный шлам рекультивируется в амбареЗаключениеВ процессе выполнения курсового проекта на тему «Проектирование процесса промывки скважины № 1 на Восточно-Майскомместорождении» были спроектированы: профиль скважины, график совмещенных давлений, конструкция скважины, технологическая оснастка и способы бурения скважины, составлена геологическая характеристика. Также были произведены расчеты: направление, глубины спуска кондуктора, промежуточная колонна,эксплуатационной колонны. Составлены мероприятия по предупреждению аварий и осложнений при бурении скважины. Расчеты плотности и количеству бурового раствора были сделаны в соответствии с нормами. Расчет и выбор противовыбросового оборудования были выполнены правильно. Выбор буровой установки был сделан в соответствии с правилами безопасности нефтегазовых предприятий.Список литературы1.Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности –М., НПООБТ 2013. 2. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин – Академия 2005.3. Щукин А.А. Строительство скважин Томск STT 20054. Бухаленко Е.И., Вергинова В.В. Нефтепромысловое оборудование. М.: Изд-во Искра, 2000 г. – 421с.5.Интернет ресурсы:https://ru.wikipedia.org/wiki/http://www.gubkin.ru/personal_sites/balabavi/metodicheskie/http://www.derrick.ru/