Главная | Обратная связь

Шегендеу тізбектері 7 страница

Ағу шегі , МПа, кем емес ..........................................380 500 550 650 750 900 1000

Болаттың барлық беріктік топтары бірдей пластикалық қасиеттерге ие: салыстырмалы ұзаруы d=10 12% (болаттың Д-12-16% топтары); созудан кейінгі салыстырмалы жиырылу y³40%; соққыға қарсы қаттылығы а_н³400кДж/м².

d, y және а_нмәндері бойынша болаттың барлық беріктік топтары бірдей илемділік қасиеттерге ие.

МЕСТ 631-75 бойынша күкірт пен фосфордың (0,045% артық емес) болуы шектеледі, ал бұрғылау құбырларын жасауда қолданылатын болаттардың химиялық құрамы онда бекітілмейді. Құбырлық бұйымдарды жасауда болаттың 45; 36Г2С; 40Х; 40ХН; 40ХНМ; 20ХГ2Б түрлері қолданылады. Беріктік тобы К және одан жоғары болаттардан жасалған құбырлар ары қарай термоөңдеумен (нормализация, нормализация с отпуском) легирленеді, ал көміртекті болаттан жасалған құбырлар шынықтырудан (закалка) және босаңдатудан (отпуск) өтеді. Диамтері 114мм дейінгі құбырларға арналған муфталардың беріктік тобы құбырлар беріктік тобынан бір топқа жоғары болатын болаттардан жасалады. 114мм-ден жоғары диаметрлі құбырлар және оларға арналған муфталар бірдей беріктік топты болаттардан жасалды.

Жеңілқорытпалы бұрғылау құбырларын жасау үшін дюралюминий - алюминий мен мыс (3,8 - 4,9%), магний (1,2-1,8%) мен марганец (0,3-0,9%) қорытпасы қолданылады. Термиялық өңдеу нәтижесінде Д16-Т қорытпасы келесі физика-механикалық қасиеттерге ие болады.

Тығыздық, кг/м³....................................................................................2,78х10³

Серпімділік модулі, МПа.....................................................................72х10³

Сызықты кеңейтілу коэффициенті .....................................................22,7х10^-6

Бриннель бойынша қаттылық, МПа....................................................1200

Соққы тұтқырлығы, 10кДж/м².............................................................17

Беріктік шегі, МПа.................................................................................470

Ағу шегі, МПа........................................................................................330

Салыстырмалы ұзару, %.......................................................................10

УБТС типті ауырлатылған бұрғылау құбырларын ТУ 39-076-74 бойынша дайындауда 40ХН2МА және 38ХН3МФА маркалы болаттар қолданылады. Бұрғылау құлыптарын 40ХН маркалы болаттан, ал ТБПВ типті құбырларға арналған жалғамалық ұштарын 45 немесе 36Г2С маркалы болаттан дайындайды.

 

Шегендеу тізбектері

Шегендеу тізбектерін тұрақсыз тау жыныстарынан құралған ұңғы қабырғасын бекіту, әртүрлі қабаттарды бөлектеу және мұнай мен газды ұңғыдан көтеруге арналған ұзақмерзімді арнаны жасау үшін қолданады. Шегендеу тізбектері ұңғыға сұйық немесе газды айдау үшін қолданылуы мүмкін.

Қолданылуына байланысты шегендеу тізбектері төмендегідей бөлінеді:

– бағыттауыш – шегендеуші бірінші тізбек, ұңғы сағасын бекіту және бұрғылау процесі кезінде ұңғыдан циркуляциялық жүйеге кететін жуу сұйығы ұңғы қабырғасын шайып кетпеу үшін орнатылады;

– кондуктор – жоғарғы қабат тау жыныстарын опырылудан қорғау, су қабаттарын ластанудан сақтау, лақтыруға қарсы жабдықтарды монтаждау және келесі шегендеу құбырларын ілу үшін орнатылатын құбырлар тізбегі;

– аралық тізбектер жоспарлы тереңдікке дейін ұңғыны тереңдету кезінде бұрғылау шарттарына сәйкес келмейтін тау жыныстарын бекіту үшін орнатылады;

– пайдалану тізбегі - соңғы шегендеу тізбегі, ұңғыны пайдалану кезінде мұнай мен газды шығару және өнімді қабатты барлық басқа тау жыныстарынан бөлектеу үшін қолданылады.

Бұрғылаудың шиеленіскен жағдайларында (оқпанның қисаюы) аралық шегендеу тізбектерінің арнайы иілуге және ауыстыруға ыңғайлы түрлері қолданылады.

Шегендеу тізбектері ретпен жалғанған шегендеу тізбектерінің жиыны. Тізбектер ұңғыға түсірілгеннен кейін құбыраралық кеңістіктер цемент ерітіндісімен бекітіледі. Ұңғыны ұзақ пайдалану үшін шегендеу тізбектері жоғары герметикалыққа, жеткілікті беріктікке және тозуға төзімділікке ие болуы керек. Осы қасиеттердің барлығы шегендеу тізбектерінің жеңілдігімен және үнемділігімен үйлесуі қажет.

Шегендеу құбырларын тігіссіз болат құбырлардан жасайды, олардың ұштарына конустық жалғастырғыш бұранда қазылады. Бұрғылау құбырларына қарағанда шегендеу құбырларының ұштары шығарылып жасалмайды, сондықтан олардың керілуге беріктігі бұранданың беріктігімен шектеледі.

МЕСТ 632-80 бойынша шегендеу құбырлары дәлдігімен және жасалу сапасымен ерекшеленетін А және Б екі түрде шығарылады. Шегендеу құбырлары жалғасу түрі, құбырдың диаметрі мен қабырға қалыңдығы, болаттың беріктік тобымен және муфта түрімен ерекшеленеді.

Бұранда түрі бойынша шегендеу құбырлары бес топқа бөлінеді:

– үшбұрышты қысқа бұрандалы және муфталы;

– ұзартылған үшбұрышты бұрандалы және муфталы –У;

– трапециялы бұрандалы және муфталы - ОТТМ;

– жоғары герметикалық қосылыстармен және муфталы - ОТТГ;

– муфтасыз бір-біріне бұралатын құбырлар - ТБО.

МЕСТ 632-80 бойынша құбырлардың барлық түрлерінің жалғамаларында бұранда конустылығы 1:16 болады. Үшбұрышты бұранда 3.8, а-суретінде көрсетілген сұлбаға сәйкес пішін мен өлшемдерге ие (қадамы 3,175 мм, пішін бұрышы 60⁰). Бұранда құбырдың бүйіржақтарында ойылады (3.8, а-сурет). Құбырларды муфталармен бірге бұрау кезінде майлау немесе жалғамалардың герметикалығын қамтамасыз ететін және оны қажаудан, коррозиядан сақтайтын басқа тығыздауыштар қолданылады. Ұзартылған бұрандалы жалғамалар керілуге қарсылығы, герметикалығы жоғары болып келеді және 245мм-ге дейінгі диаметрлі құбырларда қолданылады. Ұзартылған бұрандалы құбырлар әдетте шегендеу құбырларының өте ауыр жүктелген секцияларында қолданылады.

ОТТМ, ОТТГ және ТБО құбырларының жалғамаларында, конустық теңгерілген белдемшелері бар бұрғылау құбырларында, басқаларға қарағанда кейбір ерекшеліктері бар трапециялы бұрандалар қолданылады. Шегендеу құбырларының трапециялы бұрандаларының пішіндерінің пішімдері 6.1,а-суретте көрсетілген, ал өлшемдері - төменде келтірілген.

Бұранда қадамы Р,мм..............................................................................................5,08

Пішіннің биіктігі һ₁, мм...............................................................................1,60 0,03

Пішіннің қабырғалары қиылысқандағы төбесінің бұрышы a*, градус................13

Пішіннің әр қабырғасының көлбеу бұрышы

₁.............................................3⁰ 1⁰(А орындалуы)..........3⁰ 1⁰30 (Б орындалуы)

₂.............................................10⁰ 1⁰(А орындалуы)........10⁰ 1⁰30 (Б орындалуы)

Пішін төбесінің ені b, мм...................................................................................2,29

Пішін оймасының ені b₁,мм......................................................................2,43+0,05

Пішіннің жұмырлану радиусы,мм:

r.......................................................................................................................0,20^+0,05

r₁.......................................................................................................................0,80^+0,05

r₂........................................................................................................................0,20_-0,05

r₃.......................................................................................................................0,80_-0,05

Бұранданың көлбеу бұрышы ....................................................................1⁰47'24"

Конустылық 2tgj..................................................................................................1:16

 

3.8,а-сурет. Шегендеу құбырларының трапециялы бұрандаларының пішіндерінің пішімдері.

Трапециялық бұрандалы жалғамаларда керілуге беріктік үшбұрыштымен салыстырғанда 1,5-2 есе жоғары. Керілуге жоғары қарсыласу пішін бүйіржағының көлбеу бұрышын кішірейтумен іске асырылады, ол құбырдың бұрандалық бөлігіндегі жүктемелерді қолайлы таратуға әсер етеді, бұл бірдей беріктік қорында үшбұрыштық бұрандамасы бар құбырлармен салыстырғанда қабырға қалыңдығы (1-2мм) аз шегендеу құбырларын пайдалануға мүмкіндік береді. Қадамды арттыру нәтижесінде трапециялы бұрандамасы бар құбырларды бұрауға қажетті айналым саны 2 есеге азаяды.

ОТТМ құбырлары шегендеу құбырларының жоғарғы секцияларында қолдануға арналған.

ОТТГ және ТБО құбырлары жалғамалардың жоғарғы герметикалығына ие және газ қысымы 50 МПа-ға дейінгі терең және өте терең ұңғыларды бекітуге арналған. Бұл құбырлардың жалғамаларының герметикалығын арттыру бұранданың кіші диаметрлі бөлігі жағында орналасқан конустық нығыздауыш беттер арқасында жүзеге асырылады. Сондай-ақ, жалғамада құбырлардың саңылаусыз түйісуін қамтамасыз ететін ішкі қарсыласу бүйіржақтарының ойма бойынша әсерлесуі қарастырылған. ОТТГ және ТБО құбырлары сақиналық бөлімдерімен ерекшеленеді: ОТТГ – муфталы тегіс, ТБО – муфтасыз.

А және Б түрінде орындалған құбырлар 9,5-13 метрге дейін ұзындықпен шығарылады. Б түрінде орындалған құбырлар тобында 8-ден 9,5 метрге дейінгі ұзындықта 20% құбырлар және 5-тен 8 метрге дейінгі құбырлар ұзындығы рұқсат етіледі.

Шегендеу құбырларының ұзындығы олардың ұштарының арасындағы қашықтықпен анықталады, ал бұралған муфталары бар кезінде муфтаның шетінен құбырдың екінші шетінің аралығымен анықталады.

МЕСТ 632-80 бойынша шегендеу құбырлары 114 мм-ден 508 мм-ге дейінгі диаметрлермен жасап шығарылады. Құбырлардың диаметріне байланысты олардың қабырға қалыңдығы 5,2 мм-ден 16,5 мм-ге дейін өзгереді. Муфталардың сыртқы диаметрі орташа және кішірейтілген болуы мүмкін. Сыртқы диаметрі кішірейтілген муфталарды тек А түрінде жасалған құбырларға арнап шығарады. Муфталарда жонылған бұрандалар мен тығыздағыш конус беттері мырышталуы және фосфатталуы керек.

Шегендеу құбырларын және муфталарды беріктік топтары бірдей болаттардан жасайды. Тұтынушылардың сұранысы бойынша ОТТМ және ОТТГ құбырларына диаметрі кішірейтілген арнайы муфталарды құбырлардың беріктік топтарына қарағанда бір саты жоғары болат топтарынан жасайды. Шегендеу құбырларын жасау үшін қолданылатын болаттардың механикалық қасиеттері төменде келтірілген.

Болаттың беріктік тобы Д К Е Л М Р Т

Уақытша кедергі s_в, МПА, кем емес 655(637) (687) 689 758 862 1000 1103

Ағу шегі s_т,МПа:

кем емес 379(373) (490) 552 655 758 930 1034

артық емес 552 - 758 862 965 1137 1241

Біркелкі ұзару s₅, %, кем емес 14,3(16) (12) 13 12,3 10,8 9,5 8,5

Шегендеу құбырларына және муфталарға келесі талаптар қойылады:

– барлық шартты диаметрлі құбырлардың сыртқы диаметр бойынша шектік ауытқуы +0,75% (А түріндегі);

– 219 мм-ге дейінгі шартты диаметрлі құбырларда 1% (Б түріндегі);

– шартты диаметрі 219 мм-ден артық құбырларда 1,25% (Б түріндегі); қабырға қалыңдығы бойынша шекті ауытқу – 12,5%;

– муфталардың сыртқы диаметрі бойынша шектік ауытқу 1%, бірақ 3 мм-ден артық емес, арнайы муфталар үшін 0,8% және -0,4мм;

– муфтаның ұзындығы бойынша шектік ауытқу 3 мм.

К және одан жоғары беріктік тобынан жасалған ОТТГ және ОТТМ құбырлары мен муфталары термиялық және термомеханикалық өңдеуге ұшырайды. Барлық беріктік топтарындағы ТБО құбырлары ішкі құбырлық бұрандалышеті отырғызылғаннан кейін термоөңдеуге жіберіледі.

Муфталары бұралған құбырлар және де екі жағынан ішкі құбырлық бұранда ойылған муфтасыз құбырлар ішкі гидравликалық қысымға сынаққа келесі шартқа сәйкес шыдауы керек,

 

p=2sR/D (3.3)

 

мұнда, р – тәжірибе қысымы, МПа;

s – номиналды қабырға қалыңдығы, мм;

R – рұқсат етілген кернеу, МПа;

D – құбырдың номиналды сыртқы диаметрі,мм.

Рұқсат етілген кернеу төмендегідей қабылданады:

– 273 мм және одан жоғары диаметрлі А түрінде жасалған құбырлар үшін R=0,6 s_{т min}; ал жасалымдағы қалған құбырлар үшін R=0,8 s_{т min};

– 219 мм диаметрлі Б түрінде жасалған құбырлар үшін R=0,8s _{т min}, одан жоғары 219 мм, R=0,6s_{т min}.

Қысымы муфталардың беріктігімен байланысты шектелетін құбырлар үшін тәжірибе қысымы

 

p=0.8s_{т min}(D_M-d_p)/ D_M (3.4)

 

мұнда D_M – арнайы және қалыпты муфталардың номиналды сыртқы диаметрі, мм;

d_p – муфта бұрандасының муфта бұрайтын станокта бұрағаннан кейінгі сыртқы диаметрі, мм;

s_{т min} – минимальды ағу шегі, МПа.

Барлық құбырлар үшін тәжірибелік қысым МЕСТ 632-80-де көрсетілген.

3.5 Ұңғы конструкциясы және шегендеу құбырларының өлшемдері

Ұңғылардың негізгі конструктивтік параметрлеріне – шегендеу тізбектерінің диаметрі және саны, оларды түсіру тереңдігі, әрбір шегендеу тізбегі отырғызылатын оқпанды бұрғылауға арналған қашау диаметрі, сонымен қатар құбыраралық кеңістікте цементтік ерітіндіні көтеру биіктігі жатады.

Ұңғылар конструкциялары келесі негізгі факторларды есепке ала отырып дайындалады:

– тау-кен жыныстарының орналасу геологиялық ерекшеліктері, олардың физика-механикалық сипаттамалары, флюиді бар кеңістіктің болуы, қабаттық қысым мен температураның мөлшері, сонымен қатар бұрғыланатын жыныстардың гидрожарылуының қысымы;

– ұңғыны бұрғылау мақсаты мен арналуы;

– бұрғылау жұмыстары жүргізілетін аймақтың геологиялық зерттелгендігі, бұрғылау технологиясы, техникамен қамтамасыз ету деңгейі;

– ұңғыны бұрғылау әдісі;

– ұңғыны игеру, пайдалану және жөндеу әдістері.

Технологиялық, пайдалану және экономикалық факторларымен қатар ұңғы конструкциясын таңдау және есептеу кезінде ұңғыны бұрғылау және бекітуді қамтамасыз ететін бұрғылау машиналарының жұмыс режимін және көрсеткіштерін есепке алу керек. Бұл факторға дұрыс мән берілмесе бұрғылау шығырларының, сораптарының, роторының, түптік қозғалтқыштарының қуатының және мұнараның, тәл жүйесінің жүккөтергіштігінің жетіспеушілігіне әкеледі. Осының нәтижесінде бұрғылау кешенінің массасы артады, тасымалдануы және монтаждалуы нашарлайды, жөндеуге және техникалық қызмет етуге байланысты материалдық және жұмыстық шығындар артады. Сондықтан ұңғы конструкциясын жетілдірудегі маңызды бағыттардың бірі - шегендеу тізбектерінің диаметрін сонымен қатар салмағын азайту, аралық және пайдалану тізбектерінде диаметрі азайтылған муфталы және муфтасыз шегендеу құбырларын қолдану болып табылады.

Ұңғы конструкциясын таңдау пайдалану тізбегінің диаметріне байланысты. Барлау ұңғыларында пайдалану тізбегінің диаметрі сапалы керндік материалды шығаруды қамтамасыз ететін талаптарды ескере отырып және аралық шегендеу тізбектерінің саны бойынша анықталады. Пайдалану тізбегінің диаметрі азайғанда аралық тізбектің, кондуктордың, бағыттаушының, қолданылатын қашаулардың диаметрі кішірейеді.

Құбырлардың сыртқы және ішкі қысымдарға қарсылығы олардың диаметрлері кішірейгенде артатынын ескере кету қажет. Сондықтан кіші диаметрлі шегендеу тізбектерінің массасы мен бағасы қолданылатын құбырлардың беріктік тобы, қабырға қалыңдығы, диаметрі азайғанда төмендейді. Кіші диаметрлі ұңғыны салу кезінде энергия, металл, цемент, бұрғылау ерітіндісі, химиялық реагенттер үнемделеді. Кіші диаметрлі ұңғылардың аталған және басқа кейбір артықшылықтары теңізде және құрлықта бір нүктеден тармақтап бұрғылау кезінде ерекше маңыздылыққа ие болады.

Ұңғыны диаметрінің кішіреюі олардың сағаларының арасындағы қашықтықты азайтуға және бір бұтадағы ұңғы санын көтеруге мүмкіндік береді, соның нәтижесінде теңіздік негіздерді орнату және мұнай және газ ұңғыларын бұрғылау және пайдалануға арналған алаңдарды жабдықтауға кететін шығындар азаяды. Осылай Каспий теңізінде жеке теңіздік негізде әдеттегі 16-24 ұңғының орнына 32 кіші диаметрлі ұңғы бұрғыланды.

Шегендеу тізбегінің орынын бұрғылауға арналған қашау диаметрін, қолданылатын шегендеу құбырларының муфталарының диаметрлеріне байланысты таңдайды: D_д = D_M + D_k мұнда D_д – қашау диаметрі, D_M – шегендеу құбыры муфтасының диаметрі, D_k – ұңғы оқпаны мен шегендеу құбырлары муфталары арасындағы радиалды саңылау.

Ұңғы оқпаны мен муфталар диаметрі арасындағы саңылау шегендеу тізбегін кедергісіз түсіруге мүмкіндік беруі керек. Саңылаудың мөлшері шегендеу тізбегін түсіру тереңдігін, оқпанның жантаюын, ұңғы қабырғасының тұрақтылығын және басқа факторларды ескере отырып шегендеу құбырларының диаметріне байланысты таңдалады. 3.8-кестеде ұңғы оқпанының және шегендеу құбырларының муфтасы арасындағы радиалды саңылаулардың үлкен көрсеткіштері келтірілген.

 

3.8-кесте. Ұңғы оқпаны мен шегендеу құбыры муфтасы арасындағы радиалдық саңылау

Диаметр,мм	Диаметралды саңылау, мм	Диаметр, мм	Диаметралды саңылау, мм
шегендеу тізбегінің	шегендеу құбырының муфтасының	шегендеу тізбегінің	шегендеу құбырының муфтасының
				-

3.9-сурет. Шегендеу тізбектерінің және қашаулардың диаметрін таңдау номограммасы

 

Шегендеу құбырлары: а – тегіс муфтасыз ОГМ; б – жоғарыгерметикалық жалғамаларымен ОТТГ (МЕСТ 632-80); в – муфтасыз шеттері қалыңдатылып шығарылған ТБО-4; г – муфтасыз бір шеті шығарылған ТБО (МЕСТ 632-80); д – тарпециялы бұрандамен ОТТМ (МЕСТ 632-80); е – үшбұрышты бұрандамен (МЕСТ 632-80); А – құбырлар ішкі қуысы арқылы өтетін қашау диаметрі; Б – ұңғы қабырғасы және құбырлардың муфтасы сыртқы диаметрі арасындағы саңылауды қамтамасыз ететін қашау диаметрлері; В – сәйкес келмейтін қашаулар мен құбырлар.

4 ҰРШЫҚ

Ұршық бұрғылау тізбегінің жоғарғы тірегі болып табылады және ол айналмалы бұрғылау тізбегіне бұрғылау ерітіндісін жіберуге арналған. Бұрғылау процесінде ұршық автоматты элеваторға немесе тәл механизмінің ілмегіне ілінеді және сораптан келетін шлангаға жалғанған иілген болат құбыр арқылы, арынды құбыр желісімен байланысады. Ұршықтың бұрғылау ерітіндісі өтуіне арналған айналмалы оқпаны бұрғылау тізбегінің жетекші құбырымен бұранда арқылы байланысады.

Көтеріп-түсіру операциялары кезінде ұршық жетекші құбырмен және иілмелі шлангамен шурфқа (диаметрі үлкен қылып қазылған, тайыз ұңғы) жіберіледі және тәл блогынан ажыратылады. Түптік қозғалтқышпен бұрғылағанда ұршық - бұрғылау тізбегін ұстап қалу жағдайын болдырмау үшін, аракідік бұрғылау тізбегіне айналыс беру кезінде қолданылады.

Пайдалану кезінде ұршық бұрғылау тізбегінің салмағы әсерінен болатын статикалық өстік жүктемелерді, қашаудың айналмалы қозғалысы және жуу ерітіндісінің дүмпуі әсерінен пайда болатын динамикалық жүктемелерді қабылдайды. Ұршықтың ерітіндімен жанасатын бөлшектері абразивті қажалып, тозуға ұшырайды. Ұршықтың үйкелетін бөлшектерінің механикалық қасиеті үйкеліс кезіндегі қызудың нәтижесінен нашарлайды.

Ұршықтарға келесі негізгі талаптар қойылады:

– КТО және бұрғылау тізбегін жалғау кезінде ұршықтың көлденең өлшемдері оның мұнара ішінде еркін орын ауыстыруына кедергі келтірмеуі керек;