Бурение скважин - это процесс бурения скважины в земле для добычи природных ресурсов, таких как грунтовые воды , рассол , природный газ или нефть , для закачки жидкости с поверхности в подземный резервуар или для оценки подземных пластов или мониторинг. Бурение для исследования природы материала под землей (например , в поисках металлической руды ) лучше всего описывается как скважинного бурения.
Самыми ранними колодцами были водяные колодцы, мелкие ямы, вырытые вручную в регионах, где уровень грунтовых вод приближался к поверхности, обычно с каменной кладкой или деревянными стенами, выстилающими внутреннюю часть, чтобы предотвратить обрушение. В современных методах бурения используются длинные буровые валы, благодаря чему ямы получаются гораздо более узкими и глубокими, чем можно было бы произвести 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 процесс бурения, используемый для более точного контроля профиля кольцевого давления по всему стволу скважины». ограничения и соответствующим образом управлять профилем гидравлического давления в кольцевом пространстве ».
История [ править ]
Самые ранние записи о бурении скважин датируются 347 годом нашей эры в Китае. [1] Нефть использовалась в древнем Китае для «освещения, в качестве смазки для осей тележек и подшипников гидравлических отбойных молотков, в качестве источника углерода для чернильных палочек и в качестве медицинского средства от язв на людях и чесотки у животных. . " [2] В древнем Китае машины для глубокого бурения скважин были в авангарде добычи рассола к 1 веку до нашей эры. Древние китайцы разработали усовершенствованные проходящие скважины и были первой цивилизацией, которая применила буровые станки и бамбуковые обсадные трубы, чтобы скважины оставались открытыми. [3] [4]
В современную эпоху первый патент на роликовый конический долото был выдан американскому бизнесмену и изобретателю Ховарду Хьюзу-старшему в 1909 году на роторное долото. Он состоял из двух взаимосвязанных конусов. Американский бизнесмен Уолтер Бенона Шарп очень тесно сотрудничал с Хьюзом в разработке этого камня. Успех этого долота привел к основанию компании Sharp-Hughes Tool . В 1933 году два инженера Hughes, одним из которых был Ральф Нойхаус, изобрели трехконусную 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 сверл. Превосходные характеристики износостойкости поликристаллического алмазного компакта.(PDC) долота постепенно подорвали доминирование долот с шарошечным конусом, и в начале этого столетия доходы от долот PDC превысили доходы от долот с шарошечным конусом. Технология обоих типов долот значительно усовершенствовалась, чтобы обеспечить улучшенную долговечность 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 для гидравлического программного обеспечения и программного обеспечения для размещения резцов.
Сверла в механическом бурении [ править ]
Факторы, влияющие на выбор бурового долота, включают тип геологии и возможности 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.
Основным фактором при выборе бурового долота является тип пробуриваемого пласта. Эффективность бурового долота зависит от типа пласта. Есть три типа образований: мягкие, средние и твердые. Мягкая формация включает рыхлые пески , глины , мягкие известняки , красные пласты и сланцы . 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 Hughes Christensen , Security-DBS (теперь Halliburton Drill Bits and Services), Smith Bits (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 году компания Slumberger, которая приобрела Smith в 2010 году [5], стала доминирующей на международных рынках благодаря комплектации 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 Stark тенденция роста, став лидером на рынке 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 каротаж - распространенный способ изучения литологии при бурении нефтяных скважин.
Оценка затупившегося долота выполняется с помощью единой системы, продвигаемой Международной ассоциацией буровых подрядчиков (IADC). См. Документы Общества инженеров-нефтяников / IADC SPE 23938 и 23940. См. Также PDC Bits.
См. Также [ править ]
- Противовыбросовый (бурение скважин)
- Скважина
- Бурение глубоких скважин
- Бурильщик (нефть)
- Буровой раствор
- Буровая установка
- Slickline
- Бурение на депрессии
- Колодец с водой
- Методы ручного бурения скважин
- Баптистское бурение скважин
- Шлам
Ссылки [ править ]
- ↑ Кристийна А. Фогт (25 июня 2012 г.). Устойчивость 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.
- ↑ 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.
- ^ Мэннинг, Джон С. (1996). Прикладные принципы гидрологии (3-е изд.). Прентис Холл (опубликовано 24 июня 1996 г.). п. 154. ISBN 978-0135655320.
- ^ Гринбергер, Роберт (2005). Технология Древнего Китая . Издательская группа "Розен". С. 27 . ISBN 978-1404205581.
- ^ https://www.ogj.com/general-interest/companies/article/17285367/schlumberger-to-acquire-smith-international
- ^ https://spearsresearch.com/reports
- ^ https://www.kimberliteresearch.com/
Библиография [ править ]
- 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.
Внешние ссылки [ править ]
- Буровое оборудование
- Бурение скважины на автомобиле , Popular Science ежемесячно, февраль 1919 г., стр. 115-116, отсканировано в Google Книгах: https://books.google.com/books?id=7igDAAAAMBAJ&pg=PT33
- Глоссарий Schlumberger Oilfield
- Бурение нефтяных и газовых скважин, Министерство труда США [1]
- Бурение водяных скважин в Ирландии [2]
- «Механический крот протыкает кривые колодцы». Popular Science , июнь 1942 г., стр. 94–95.
- Разработка нового подхода к фиксированным фрезерным долотам
