Повышение эффективности направленного бурения нефтяных и газовых скважин с помощью геологоразведочного оборудования

Объект исследования. Отклонитель ТЗ-3 57. Цель работы. Разработка и испытание решений, позволяющих усовершенствовать отклонитель ТЗ-3 57. Результаты исследования. Основным результатом исследовательской работы усовершенствование отклонителя ТЗ-3 и анализ полученных результатов. Методы проведения исследования. Проведены испытания на экспериментальном стенде, путем бурения в бетонном блоке с различными компоновками отклонителя. Снятие результатов осуществлялось с помощью рассечения бетонного блока вдоль плоскости искривления, последующего снятия траектории стволов и расчета интенсивности искривления.

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………………. 14
1. ПРЕДПОСЫЛКИ К СТРОИТЕЛЬСТВУ СКВАЖИН ПРЕДЕЛЬНО МАЛОГО
ДИАМЕТРА…………………………………………………………………………………………………………. 15
1.1 Особенности и область применения скважин предельно малого диаметра …….. 15
1.2 Влияние технологических факторов на эффективность сооружения скважин
ПМД …………………………………………………………………………………………………………………. 18
Долота ……………………………………………………………………………………………………………. 18
Нагрузка на пародоразрушающий инструмент и частоту вращения
пародоразрушающего инструмента …………………………………………………………………. 19
Промывка скважин …………………………………………………………………………………………. 19
Конструкция скважин предельно малого диаметра ………………………………………….. 20
1.3 Изменение параметров режима бурения с уменьшением диаметра скважин ….. 23
1.4 Особенности бурения наклонно-направленных скважин ПМД ……………………… 24
2. ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ …… 26
2.1 Типы профилей наклонно-направленных скважин ……………………………………….. 27
2.2 Причины и закономерности естественного искривления скважин …………………. 29
Технические причины естественного искривления скважин ……………………………. 29
Технологические причины естественного искривления скважин……………………… 29
Геологические причины естественного искривления скважин …………………………. 32
2.3 Технические средства для направленного бурения ……………………………………….. 34
Технические средства для стабилизации заданного направления …………………….. 34
Технические средства для направленного бурения скважин ……………………………. 36
3. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ ………………………………………………….. 41
4. ТЕХНОЛОГИЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ
ОТКЛОНИТЕЛЯ ТЗ-3 ………………………………………………………………………………………….. 46
4.1 Устройство и принцип действия …………………………………………………………………… 46
4.2 Подготовка отклонителя к работе …………………………………………………………………. 48
4.3 Порядок работы с отклонителем …………………………………………………………………… 49
4.4 Инструкция по сборке и разборке отклонителя ………………………………………….. 50
5. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОТКЛОНИТЕЛЯ ТЗ-3 …………………………………………. 61
5.1 Описание оборудование стенда ……………………………………………………………………. 63
5.2 Описание технологии экспериментальной работы ………………………………………… 68
6. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ …………………………………………………………………………………….. 72
6.1 SWOT-анализ ………………………………………………………………………………………………. 72
6.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности
и ресурсосбережения …………………………………………………………………………………………. 73
6.3 Формирование организационной структуры управления инженерным проектом
………………………………………………………………………………………………………………………….. 75
6.4 Составление бюджета разработки и внедрения инженерных решений …………… 76
6.5 Проведение анализа безубыточности инженерного проекта ………………………….. 76
6.6 Анализ потенциальных рисков и разработка мер по их управлению ……………… 80
7. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ …………………………………………………………….. 82
7.1 Производственная безопасность …………………………………………………………………… 82
7.2 Мероприятия по устранению опасных факторов …………………………………………… 85
7.3 Экологическая безопасность ………………………………………………………………………… 88
7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………………… 89
7.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……………….. 90
7.6 Организационные мероприятия при. компоновке рабочей зоныисследователя.91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………. 93
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………………………………… 94
Приложение А ……………………………………………………………………………………………………… 98

В данном разделе выпускной квалификационной работы магистра были:
1) изучены и проанализированы основные факторы, определяющие
опасность и вредность при строительстве скважины;
2) даны рекомендации и проектные решения для снижения и исключения
воздействия вредных и опасных факторов на рабочий персонал;
3) разработаны мероприятия по устранению факторов, влияющих на
атмосферы, гидросферы и литосферы;
4) изучены виды воздействия на природную среду;
5) проведен анализ возможных чрезвычайных ситуаций и разработаны
меры для их избежание или ликвидации последствий ЧС.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В выпускной квалификационной работе рассмотрены технологические и
экономические предпосылки к сооружению скважин предельно малого диаметра. Для
снижения затрат в рамках данной работы предложено использование отклонителя ТЗ-
3 и снаряда ССК для бурения на нефть и газ. Совместное их использование возможно
только при модернизации ТЗ-3. Для усовершенствования в компоновку отклонителя
был включен шарнирный переводник с колонковой тубой.
Испытания на экспериментальном стенде, заключавшиеся в бурении стволов
скважин различными компоновками, показали, что с включением в компоновку
отклонителя шарнирного переводника и колонковой трубы интенсивность
искривления снижается. Уменьшение интенсивности искривления является
достаточным для возможности использования ССК. При использовании шарнирного
переводника с длинной плеча 1,18 м., интенсивность искривления достигает значений
0,15 град./м. Полученные результаты свидетельствуют о возможности варьирования
интенсивности искривления в широких пределах и достижения малых значений.
Разработана подробная инструкция сборки и разборки отклонителя ТЗ-3.
Использование данной инструкции способно значительно упростить операции по
сборке и разборке отклонителя. Также использован способ замера интенсивности
искривления стволов, путем рассечения стволов вдоль плоскости искривления и
нанесения траекторий стволов на миллиметровую бумагу.
Таким образом в рамках данной работы проведено испытание предложенного
решения по усовершенствованию отклонителя ТЗ-3 и доказана его эффективность.