Научно-технический журнал

«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

ISSN 0130-3872

Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море
Совершенствование конструкций породоразрушающего бурового инструмента (ПБИ) и породоразрушающего бурового инструмента со сферическими и сфероконическими шарошками для повышения качества формирования ствола скважины в процессе бурения и разработка методологии выбора техники и технологии строительства скважин

УДК: 622.24
DOI: 10.33285/0130-3872-2022-8(356)-5-16

Авторы:

БЛИЗНЮКОВ ВЛАДИМИР ЮРЬЕВИЧ1,
КАЛИНИНА ОЛЬГА АНДРЕЕВНА2
1 РАЕН, Москва, Россия
2 Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия

Ключевые слова: породоразрушающий буровой инструмент, долото, сферическая шарошка, сфероконическая шарошка, долотные буры, сводный классификационный разрез, вариантный геолого-технологический классификационный разрез (ВГТКР) скважины, показатели условий технико-технологической совместимости процессов бурения, геолого-технологические характеристики (ГТХ), категория твердости пород, категория сплошности породы, категория расслоенности (анизотропия), градиент давления устойчивости пород, конструкция скважины

Аннотация:

В статье рассмотрены основные этапы совершенствования конструкций породоразрушающего бурового инструмента (ПБИ), в том числе со сферическими и сфероконическими шарошками, с целью повышения качества формирования ствола скважины в процессе бурения. Приведены результаты промысловых испытаний ПБИ, изготовленных по технологиям конверсионного производства, позволившего создать шарошечные долота, по техническому уровню близкие к показателям ведущих зарубежных фирм. Описаны результаты промысловых испытаний разработанных долотных буров со сферическими и сфероконическими породоразрушающими секциями, долотных буров с винтовым забойным двигателем и электробуров, созданных с учетом недостатков РТБ. Показано, что внедрение разработанных долотных буров со сферическими породоразрушающими секциями позволило получить высокие, по сравнению с другими породоразрушающими инструментами, технические показатели. Наилучшие показатели при расширении скважины получены с применением роторно-винтовых буров (в сравнении с реактивно-турбинными бурами РТБ и другими способами бурения). Разработана классификация геологического разреза путем построения сводного классификационного разреза (СКР) и вариантного геолого-технологического классификационного разреза (ВГТКР) по геолого-технологическим характеристикам (ГТХ) и физико-механическим свойствам горных пород. Усовершенствована методология проектирования рациональной конструкции скважин благодаря обоснованию условий совместимости интервалов геологического разреза.

Список литературы:

1. Устройство для бурения скважин / В.Ю. Близнюков, Ю.Н. Близнюков. – Свидетельство о гос. регистрации № 1832813 от 11.05.90. – Роспатент, 1992.
2. Пат. 2095539 Рос. Федерация, МПК E21B 10/08. Долотный бур / В.Ю. Близнюков, А.Н. Гноевых, В.П. Браженцев, Вит.Ю. Близнюков; патентообладатель РАО "Газпром". – № 96113411/03; заявл. 04.07.1996; опубл. 10.11.1997, Бюл. № 31.
3. Пат. 2115794 Рос. Федерация, МПК E21B 10/20. Долото для бурения скважины со сменными породоразрушающими секциями / В.Ю. Близнюков, А.Н. Гноевых, В.П. Браженцев, Вит.Ю. Близнюков; патентообладатель РАО "Газпром". – № 96123213/03; заявл. 06.12.1996; опубл. 20.07.1998, Бюл. № 20.
4. Пат. 2116428 Рос. Федерация, МПК E21B 10/16. Буровое шарошечное долото / В.Ю. Близнюков, А.Н. Гноевых, В.П. Браженцев, Вит.Ю. Близнюков; патентообладатель РАО "Газпром". – № 96124150; заявл. 24.12.1996; опубл. 27.07.1998, Бюл. № 21.
5. Пат. 2120019 Рос. Федерация, МПК E21B 10/08. Долотный бур / В.А. Акатьев, А.Н. Гноевых, В.Ю. Близнюков [и др.]; патентообладатель РАО "Газпром". – № 97109981/03; заявл 11.06.1997; опубл. 10.10.1998, Бюл. № 28.
6. Результаты испытаний долот III165,1С3-ГАУ-5К в тресте "Оренбургбургаз" при бурении сверхглубокой скважины № 1 Каинсайская / В.Ю. Близнюков, Ф.Ф. Бич, В.П. Браженцев [и др.] // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 1997. – № 3-4. – С. 14–19.
7. Перспективные конструкции шарошечных долот диаметром 215,9 мм / В.Ю. Близнюков, А.В. Браженцев, В.П. Браженцев [и др.] // Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений на суше и на море. – М.: ИРЦ Газпром, 1997. – № 7-8. – С. 9–12.
8. Промысловые испытания шарошечных долот III165,1С3-ГАУ-5К (код 527), изготовленных по конверсионной программе / В.Ю. Близнюков, В.П. Браженцев, И.С. Серебряков [и др.] // Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений на суше и на море. – М.: ИРЦ Газпром, 1997. – № 12. – С. 51–56.
9. Современные конструкции шарошечных долот, изготавливаемые по новым технологиям / В.Ю. Близнюков, В.П. Браженцев, Вит.Ю. Близнюков [и др.] // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2002. – № 7-8. – С. 5–10.
10. Буровые комплексы. Современные технологии и оборудование: науч. изд. / под общей ред. А.М. Гусмана, К.П. Порожского. – Екатеринбург: УГГА, 2002. – 592 с.
11. Буровое оборудование: справ.: в 2 т. Т. 2 / В.Ф. Абубакиров, Ю.Г. Буримов, А.Н. Гноевых [и др.]. – М.: Недра, 2003. – 494 с.
12. Международный транслятор-справочник. Буровой породоразрушающий инструмент: в 2 т. Т. 2 / под науч. ред. В.Я. Кершенбаума, А.В. Торгашова, А.Г. Мессера. – М.: Нац. ин-т нефти и газа, 2003. – 256 с.
13. Мессер А.Г., Райхерт Л.А. Новые технические средства и технологии, разработанные ВНИИБТ для строительства глубоких скважин // Вестн. Ассоциации буровых подрядчиков. – 2003. – № 3. – С. 11–13.
14. Повалихин А.С., Рогачев О.К., Прохоренко В.В. Развитие сверхглубокого бурения // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2003. – № 5. – С. 72–77.
15. Калинин А.Г., Ганджумян Р.А., Мессер А.Г. Справочник инженера-технолога по бурению глубоких скважин. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2005. – 808 с.
16. Близнюков В.Ю., Близнюков Вит.Ю. Разработка долотных буров для бурения скважин большого диаметра без дополнительной подготовки ствола к спуску обсадных колонн // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2007. – № 8. – С. 21–24.
17. РД 39-3-679-82. Методическое руководство по определению и использованию показателей свойств горных пород в бурении. – Введ. 1982–06–06. – М.: ВНИИБТ, 1983. – 93 с.
18. Справочник по механическим и абразивным свойствам горных пород нефтяных и газовых месторождений / М.Г. Абрамсон, Б.В. Байдюк, В.С. Зарецкий [и др.]. – М.: Недра, 1984. – 207 с.
19. Близнюков В.Ю. Разработка рациональных конструкций глубоких скважин за счет совершенствования методических основ выбора зон совместимых условий бурения: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.15.10. – Ивано-Франковск, 1986. – 26 с.
20. Близнюков В.Ю. Методические основы проектирования рациональных конструкций скважин. – М.: ВНИИЭгазпром, 1991. – 50 с. – (Обзор. информ.: Бурение газовых и газоконденсатных скважин).
21. Близнюков В.Ю. Методика построения классификационного разреза типового месторождения региона для проектного и оперативного выбора конструкций скважин // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2005. – № 2. – С. 61–69.
22. Близнюков В.Ю. Научные основы управления разработкой рациональных конструкций глубоких и сверхглубоких скважин в сложных горно-геологических условиях: дис. … д-ра техн. наук: 25.00.15. – Ухта, 2007. – 529 с.
23. Байдюк Б.В., Близнюков В.Ю., Зарецкий В.С. Методический подход к решению задач выбора бурового долота, его привода и режима работы на базе учета свойств породы // Механика горных пород при бурении: тез. докл. Междунар. конф. – Грозный, 1991. – С. 58.
24. Близнюков В.Ю., Серебряков И.С., Близнюков Вит.Ю. Методика выбора типа долота, привода и режима работы долота на базе учета свойств пород // Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений на суше и на шельфе. – М.: ИРЦ Газпром, 2000. – № 1. – С. 9–16.
25. Близнюков В.Ю., Близнюков Вит.Ю., Браженцев В.П. Промысловые испытания современных конструкций шарошечных долот малого диаметра, изготавливаемых по новым технологиям // Ашировские чтения. – 2012. – Т. 2. Тр. VIII Междунар. науч.-практ. конф., Туапсе, Россия, 26–29 сент. 2011 г. – С. 38–41.
26. Близнюков В.Ю. Промысловые испытания долотных буров большого диаметра для расширения пилот стволов в сверхглубоких скважинах // Ашировские чтения. – 2012. – Т. 2. Тр. VIII Междунар. науч.-практ. конф., Туапсе, Россия, 26–29 сент. 2011 г. – С. 36–38.
27. РД 39-0148052-537-87. Макет рабочего проекта на строительство скважин на нефть и газ. – Введ. 1987–04–01. – М.: ВНИИБТ, 1987. – 174 с.
28. Хахаев Б.Н., Оксенойд Е.Я. Реализация конструкции сверхглубокой скважины в процессе её строительства на примере Ен-Яхинской сверхглубокой скважины СГ-7 // Вестн. Ассоциации буровых подрядчиков. – 2005. – № 3. – С. 16–21.
29. Оксенойд Е.Я. Технология бурения сверхглубоких скважин. Проблемы и решения // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2001. – № 11. – С. 8–9.
30. Шадрин Л.Н., Горбунов В.А. Крепление Уральской сверхглубокой скважины СГ-4 // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 1993. – № 11. – С. 5–9.