В линейке продукции каждого успешного предприятия есть базовый, наиболее часто востребованный товар, на котором «держатся» продажи. В случае Производственного Объединения «ЭкспоТех» это, безусловно, буровое оборудование и буровой инструмент. Так, за последние 3 года предприятие отгрузило несколько сотен буров и шнеков. Линейка продукции расширяется с каждым годом работы. Однако, буровой инструмент производства «ЭкспоТех» – это, безусловно, топовая позиция.
Эта статья – о способах бурения нефтяных скважин. Поскольку предприятия, которые бурят скважины – основные заказчики «ЭкспоТех», расскажем с некоторыми подробностями о том, какие вообще существуют способы бурения, какое оборудование и технологии используют при этом. Сегодня в нефтегазовой промышленности используются следующие методы бурения:
- Вращательный. Это механическое бурение, при котором порода разрушается за счет непрерывного вращения бурильного инструмента с приложением осевой нагрузки.
- Роторный. Вращательное бурение, при котором буровой снаряд вращается станком с вращателем роторного типа.Более 90 % объема буровых работ выполняется именно этим способом. В последние годы наметилась тенденция увеличения объемов роторного бурения и в РФ, особенно в восточных районах. Основные преимущества роторного способа перед турбинным – независимость регулирования параметров режима бурения, возможность срабатывания больших перепадов давления на долоте, значительное увеличение проходки за рейс долота в связи с меньшими частотами его вращения.
- Турбинный. Способ вращательного бурения, при котором инструмент, разрушающий породу, вращается турбобуром.
- Объемный. Также способ вращательного бурения, при котором породоразрушающий инструмент вращается винтовым (объемным) двигателем.
- Бурение электробуром. Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается электробуром.
- Алмазный. Горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным алмазами.
- Твердосплавный. Снова способ вращательного бурения, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным твердыми сплавами.
- Дробовой. Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается дробью.
- Ударный. Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создается воздействием ударов породоразрушающего инструмент.
- Ударно – канатный. Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передается породоразрушающему инструменту канатом.
- Ударно – штанговый. Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передается породоразрушающему инструменту бурильными трубами.
- Ударно – вращательный. Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создается в результате совместного воздействия ударов и вращения породоразрушающего инструмента.
- Гидроударный. Ударно-вращательное бурение, при котором удары сообщаются породоразрушающему инструменту гидроударником.
- Вибрационный. Механическое бурение, при котором внедрение бурового снаряда осуществляется вибробуром.
- Гидродинамический. Бурение, при котором горная порода разрушается высоконапорной струей жидкости.
- Термический. Бурение, при котором горная порода разрушается тепловым воздействием.
- Электрофизический. Бурение, при котором горная порода разрушается под воздействием сил, возникающих в результате электрического разряда.
- Взрывоударный. Бурение, при котором горная порода разрушается под воздействием сил, возникающих в результате взрыва.
- Химический. Бурение, при котором горная порода разрушается под воздействием реагентов, вступающих с ней в химическую реакцию.
- С промывкой. Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком промывочной жидкости.
- С продувкой. Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком газа.
Наличие и использование такого количества способов бурения подтверждает, что развитие отрасли не стоит на месте и научно – техническая база производителей бурового оборудования и инструмента постоянно развивается. Так, Производственное Объединение «ЭкспоТех» часто изготавливает буровое оборудование и бурильный инструмент по индивидуальным чертежам заказчика. Это большое конкурентное преимущество предприятия и возможность постоянно совершенствовать и улучшать всю линейку продукции «ЭкспоТех». При изготовлении инструмента по индивидуальному заказу, отдел контроля качества ведет более пристальное наблюдение за работой и показателями изделия. И если усовершенствованное на базе технологических разработок «ЭкспоТех» изделие демонстрирует отличный результат, то его, безусловно, включают в линейку продукции.
Научно – технические разработки бурового оборудования и бурильного инструмента позволяют создавать всё более совершенные изделия сегодня. Как в России, так и за рубежом, постоянно ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области создания новых методов бурения, технологий, техники. Углубление в горных породах с использованием взрывов, разрушение пород при помощи ультразвука, с помощью лазера, вибрации и много всего другого используют сегодня инженеры, чтобы добиться увеличения подводимой к забою мощности. Расскажем подробнее о перспективах использования лазеробуров. По мнению инженеров Производственного Объединения «ЭкспоТех» это один из самых эффективных способов бурения в будущем.
В Японии уже начат выпуск углекислотных газовых лазеров, которые при использовании в бурении существенно (до 10 раз) повышают скорость проходки бура. В основе – мощный лазер, защищенный герметичным корпусом. Разработчики предлагают несколько конструкций лазеробуров. Основу их составляет мощный лазер, размещенный в герметичном корпусе, способном выдержать высокое давление.
По разработанной компьютерной программе дистанционно задается режим сканирования лазерного луча. Это позволяет запрограммировать размер и форму ствола скважины, а сечение скважины будет произвольной формы.
По данным японских разработчиков в настоящее время возможна организация производства газовых лазеров непрерывного действия с выходной мощностью 100 кВт и выше. КПД газовых лазеров может достигать 20–60 %. Такой мощности лазеров при условии получения чрезвычайно высоких плотностей излучения хватит для расплавления и испарения любых горных пород. Они под воздействием лазера, по сути, растрескиваются и шелушатся.
Эксперименты японских инженеров показали, что минимальной плотности мощности излучения в 1,2–1,5 кВт/cм2 достаточно для разрушения песчаников, алевролитов и глин.
А плотность мощности эффективного разрушения нефтенасыщенных горных пород из-за термических процессов горения нефти ниже и составляет 0,7– 0,9 кВт/см2.
В ходе тестирования технологии выявили что, скважины глубиной 2000 м и диаметром 20 см нужно затратить около 30 млн. кВт энергии лазерного излучения. Проводка скважин такой глубины пока не конкурентоспособна в сравнении с традиционными механическими методами бурения. Однако, при КПД, равном 60 % энергетические и стоимостные затраты существенно снизятся и конкурентоспособность этого метода повысится. При использовании лазера в случае бурения скважин глубиной 100–200 м стоимость работ относительно невелика. При лазерном бурении форму сечения можно запрограммировать. Стенка скважины будет формироваться из расплава горной породы и будет представлять собой стеклообразную массу, позволяющую повысить коэффициент вытеснения бурового раствора цементным.
Лазеробуры и термобуры, которые позволяют расплавить любой материал и любую горную породу, определенно станут одной из топовых позиций бурового оборудования и бурильного инструмента.
Следите за новыми предложениями Производственного объединения «ЭкспоТех»в разделе «Буровой инструмент».
1 февраля 2018 г.