Что такое забойная сборка? Просто о сложном в буровых работах
Если вы интересуетесь промышленностью, производством или механикой, то наверняка слышали о таком понятии, как «забойная сборка». Но что это на самом деле? Как она работает и зачем нужна? В этой статье мы простым языком разберём, что такое забойная сборка, из чего она состоит и какую роль играет в буровых работах.
Что такое забойная сборка?
Забойная сборка, или компоновка низа бурильной колонны (КНБК), — это набор специальных компонентов, которые используются в процессе бурения. Она располагается на нижнем конце бурильной колонны, ниже бурильных труб. Основная задача забойной сборки — обеспечить эффективное бурение, управлять направлением скважины и передавать необходимую нагрузку на буровое долото.
Проще говоря, это «рабочая часть» буровой установки, которая непосредственно контактирует с горной породой и выполняет основную работу по созданию скважины.
Основные компоненты забойной сборки
Забойная сборка состоит из нескольких ключевых элементов, каждый из которых выполняет свою функцию. Давайте рассмотрим их подробнее.
1. Буровое долото
Буровое долото — это главный инструмент, который непосредственно разрушает горную породу. Оно может быть разных типов: шарошечное, лопастное или алмазное, в зависимости от типа порода и задач бурения. Долото вращается с помощью бурильной колонны или забойного двигателя, что позволяет ему проникать вглубь земли.
2. Утяжелённые бурильные трубы
Эти трубы добавляют вес к нижней части бурильной колонны, что помогает буровому долоту оставаться в контакте с породой. Они также обеспечивают стабильность и предотвращают изгиб колонны во время бурения.
3. Стабилизаторы
Стабилизаторы — это устройства, которые помогают удерживать бурильную колонну по центру скважины. Они предотвращают отклонение колонны от заданного направления, что особенно важно при бурении на больших глубинах.
4. Забойный двигатель
Забойный двигатель — это устройство, которое обеспечивает дополнительную мощность для вращения бурового долота. Он может быть гидравлическим или электрическим и используется в случаях, когда стандартного крутящего момента бурильной колонны недостаточно.
5. Переводники
Переводники — это соединительные элементы, которые позволяют объединять компоненты с разными типами резьбы. Они обеспечивают надёжное соединение всех частей забойной сборки.
6. Компоненты измерения во время бурения (MWD)
Эти устройства собирают данные о процессе бурения, такие как давление, температура и направление скважины. Они передают информацию на поверхность, что позволяет операторам контролировать процесс и вносить необходимые корректировки.
Как работает забойная сборка?
Процесс бурения начинается с того, что буровая установка создаёт вращательное движение, которое передаётся на бурильную колонны. Вращение колонны приводит в движение буровое долото, которое начинает разрушать породу.
Утяжелённые бурильные трубы обеспечивают необходимую нагрузку на долото, чтобы оно могло эффективно проникать вглубь. Стабилизаторы удерживают колонну по центру, предотвращая её отклонение. Если требуется дополнительная мощность, включается забойный двигатель.
В процессе бурения компоненты MWD собирают данные и передают их на поверхность. Это позволяет операторам контролировать направление скважины, давление и другие параметры, что особенно важно при сложных операциях, таких как направленное бурение.
Типы забойных сборок
В зависимости от задач и условий бурения используются разные типы забойных сборок. Рассмотрим основные из них.
1. Стандартная сборка
Этот тип используется для вертикального бурения. Он включает буровое долото, утяжелённые бурильные трубы и стабилизаторы. Основная задача — обеспечить эффективное бурение на прямых участках скважины.
2. Сборка для направленного бурения
При направленном бурении скважина может отклоняться от вертикали, чтобы достичь определённой цели. В таких случаях используются специальные компоненты, такие как забойные двигатели и роторные управляемые системы, которые позволяют контролировать направление бурения.
3. Сборка для сложных условий
В некоторых случаях бурение проводится в сложных геологических условиях, например, в твёрдых породах или на больших глубинах. В таких ситуациях используются усиленные компоненты, такие как алмазные долота и мощные забойные двигатели.
Зачем нужна забойная сборка?
Забойная сборка играет ключевую роль в процессе бурения. Вот основные задачи, которые она выполняет:
1. Обеспечение нагрузки на долото
Утяжелённые бурильные трубы добавляют вес, необходимый для эффективного бурения.
2. Управление направлением скважины
Стабилизаторы и забойные двигатели помогают контролировать направление бурения, что особенно важно при направленном бурении.
3. Передача крутящего момента
Бурильная колонна передаёт вращение на долото, что позволяет ему разрушать породу.
4. Сбор данных
Компоненты MWD собирают информацию о процессе бурения, что позволяет операторам контролировать и корректировать процесс.
Преимущества использования забойной сборки
Использование забойной сборки имеет ряд преимуществ:
— Повышение эффективности бурения
Забойная сборка позволяет буровому долоту работать с максимальной эффективностью, что ускоряет процесс бурения.
— Контроль направления скважины
Специальные компоненты, такие как стабилизаторы и забойные двигатели, позволяют точно контролировать направление бурения.
— Сбор данных
Компоненты MWD предоставляют операторам ценную информацию, которая помогает принимать обоснованные решения.
— Универсальность
Забойная сборка может быть адаптирована для различных условий бурения, что делает её универсальным инструментом.
Примеры использования забойной сборки
Забойная сборка широко используется в различных отраслях, включая нефтегазовую промышленность, геологоразведку и строительство. Вот несколько примеров:
1. Нефтегазовая промышленность
В этой отрасли забойная сборка используется для бурения скважин с целью добычи нефти и газа. Она позволяет достигать больших глубин и контролировать направление скважины.
2. Геологоразведка
При геологоразведке забойная сборка помогает собирать образцы пород и данные о геологическом строении местности.
3. Строительство
В строительстве забойная сборка используется для создания скважин под фундаменты, сваи и другие конструкции
