Бурение скважин - Well drilling - Wikipedia

Треугольник рок-бит

Бурение скважин это процесс сверления отверстия в земле для извлечения природное ископаемое Такие как грунтовые воды, рассол, натуральный газ, или же нефть, для закачки жидкости с поверхности в подповерхностный резервуар или для оценки или мониторинга подземных пластов. Бурение для исследование природы материала под землей (например, в поисках металлических руда ) лучше всего описать как скважина бурение.

Сверло PDC (поликристаллический алмазный резак)
Ранние буровые коронки

Самыми ранними колодцами были водяные колодцы, мелкие ямы, вырытые вручную в регионах, где уровень грунтовых вод подошел к поверхности, обычно с кирпичная кладка или деревянные стены, покрывающие интерьер, чтобы предотвратить обрушение. В современных методах бурения используются длинные буровые валы, благодаря чему ямы получаются гораздо более узкими и глубокими, чем можно было бы получить копанием.

Бурение скважин может производиться вручную или механически, а характер необходимого оборудования варьируется от очень простого и дешевого до очень сложного.

Бурение с регулируемым давлением (MPD) определяется Международной ассоциацией буровых подрядчиков (IADC) как «адаптивный бурение процесс, используемый для более точного управления профилем давления в кольцевом пространстве по всему стволу скважины. «Цели MPD заключаются в том, чтобы« установить пределы давления окружающей среды внутри скважины и соответствующим образом управлять профилем гидравлического давления в кольцевом пространстве ».

История

Самая ранняя запись о бурении скважин датируется 347 годом нашей эры в Китае.[1] Нефть использовалась в древнем Китае для освещения, в качестве смазки для осей тележек и подшипников гидравлических молотов, в качестве источника углерода для чернильные палочки, и как лечебное средство от язв на людях и чесотка у животных ".[2] В древнем Китае машины для глубокого бурения скважин были в авангарде производства скважин с рассолом к ​​I веку до нашей эры. Древние китайцы разработали усовершенствованные проходные колодцы и были первой цивилизацией, которая применила буровые станки и бамбуковые обсадные трубы, чтобы отверстия оставались открытыми.[3][4]

В современную эпоху первый роликовый конус патент была предназначена для роторной коронки и была выпущена американским бизнесменом и изобретателем Говард Хьюз старший в 1909 году. Он состоял из двух соединенных между собой конусов. Американский бизнесмен Уолтер Бенона Шарп очень тесно сотрудничал с Хьюзом в разработке рок-части. Успех этого бита привел к основанию Компания Sharp-Hughes Tool. В 1933 году два инженера Hughes, одним из которых был Ральф Нойхаус, изобрели триконовую коронку с тремя конусами. Патент Hughes на триконовую коронку действовал до 1951 года, после чего другие компании начали производить аналогичные биты. Однако в 2000 году компания Hughes по-прежнему занимала 40% мирового рынка буровых коронок. поликристаллический алмазный компакт (PDC) долота постепенно подорвали доминирование долот с шарошечным конусом, и в начале этого века доходы от долот PDC превысили доходы от долот с коническим шарниром. Технология обоих типов долот значительно усовершенствовалась, чтобы обеспечить повышенную прочность и скорость проникновения в породу. Это было обусловлено экономикой отрасли и переходом от эмпирического подхода Хьюза в 1930-х годах к современным кодам конечных элементов как для гидравлического программного обеспечения, так и для программного обеспечения для размещения резцов.

Сверла для механического бурения

Факторы, влияющие на выбор бурового долота, включают тип геологии и возможности буровой установки. Из-за большого количества пробуренных скважин для правильного выбора чаще всего используется информация из соседней скважины. Существуют два различных типа сверл: фиксированный резец и роликовый конус. Фиксированное долото - это долото, в котором нет движущихся частей, но бурение происходит из-за сдвига, соскабливания или истирания породы. Фиксированные фрезы могут быть либо компактными из поликристаллического алмаза (PDC), либо вставками горячего прессования с зернистостью (GHI), либо природными алмазами. Роликовые конические долота могут быть либо пластинами из карбида вольфрама (TCI) для более твердых пород, либо фрезерованными зубьями (MT) для более мягких пород. Производственный процесс и композиты, используемые в каждом типе сверл, делают их идеальными для конкретных условий бурения. Дополнительные улучшения могут быть внесены в любое долото для повышения эффективности практически в любой ситуации бурения.

Основным фактором при выборе бурового долота является тип бурового пласта. Эффективность бурового долота зависит от типа пласта. Есть три типа образований: мягкие, средние и твердые. Мягкая формация включает неконсолидированные пески, глины, мягкий известняки, красные кровати и сланец. Средние образования включают доломиты, известняки и твердые сланцы. Твердые образования включают твердые сланцы, кальциты, аргиллиты, кремнистые известняки, а также твердые и абразивные образования.

До 2006 года доля рынка была разделена в основном между Хьюз Кристенсен, Безопасность-DBS (теперь буровые долота и услуги Halliburton), Смит Битс (дочерняя компания Schlumberger), и ReedHycalog (приобретена NOV в 2008 году).

К 2014 году Ulterra (тогда дочерняя компания ESCO Corp.) и Varel International (теперь дочерняя компания шведской инженерной группы Sandvik) вместе завоевали почти 30% рынка долот в США и подорвали историческое доминирование Smith, Halliburton и Baker. Хьюз. К 2018 г. компания Slumberger, которая приобрела Smith в 2010 г. [5], стала доминирующей на международных рынках благодаря упаковке буровых долот вместе с другими инструментами и услугами, в то время как Ulterra (теперь принадлежащая частным инвестиционным компаниям Blackstone Energy Partners и American Securities) продолжила стремительный рост, став лидером по доле рынка буровых долот в США по данным Spears Research [6] и Kimberlite Research [7].

  • Долото Tricone для бурения скважин (средний износ)

  • Долото PDC для бурения скважин

  • Множественные биты трикона

  • Триконный бит

  • Сверло

  • Повреждено сверло, отсутствуют детали на левом конусе

  • Грязевой журнал в процессе, распространенный способ изучения литологии при бурении нефтяных скважин

Оценка затупившегося долота выполняется по единой системе, продвигаемой Международной ассоциацией буровых подрядчиков (IADC). См. Документы Общества инженеров-нефтяников / IADC SPE 23938 и 23940. См. Также Биты PDC

Смотрите также

Методы ручного бурения скважин

Рекомендации

  1. ^ Кристина А. Фогт (25 июня 2012 г.). Устойчивое развитие без упаковки: продукты питания, энергия и вода для устойчивой окружающей среды и общества. Рутледж. п. 47. ISBN  978-1-136-53060-9. Первый рекорд бурения на нефть произошел в Китае в 347 году н.э.
  2. ^ Питер Дж. Голас (25 февраля 1999 г.). Наука и цивилизация в Китае: Том 5, Химия и химическая технология, Часть 13, Горное дело. Издательство Кембриджского университета. п. 202. ISBN  978-0-521-58000-7.
  3. ^ Мэннинг, Джон С. (1996). Прикладные принципы гидрологии (3-е изд.). Прентис Холл (опубликовано 24 июня 1996 г.). п. 154. ISBN  978-0135655320.
  4. ^ Гринбергер, Роберт (2005). Технология Древнего Китая. Издательская группа "Розен". стр.27. ISBN  978-1404205581.
  5. ^ https://www.ogj.com/general-interest/companies/article/17285367/schlumberger-to-acquire-smith-international
  6. ^ https://spearsresearch.com/reports
  7. ^ https://www.kimberliteresearch.com/

Библиография

  • ООО «Австралийский комитет по обучению буровой промышленности» (1996 г.). Бурение: руководство по методам, применению и управлению (4-е изд.). ISBN  978-1-56670-242-3.

внешняя ссылка