Донецкий Национальный Технический Университет

Donetsk National Technical University

Стаднюк Юрий Владимирович

Горно - геологический факультет

Тема магистерской работы:

Исследование особенностей образования подводной скважины погружными гидроприводными снарядами

Руководитель: к.т.н., доцент Юшков Иван Александрович

Первоисточник: http://ggf.donntu.ru/caf/ttgr/russian/razrab/razrab.htm

     Освоение нефтяных и газовых месторождений шельфа требует проведения детальных инженерно-геологических изысканий, необходимых для сооружения морских буровых платформ и прокладки подводных трубопроводов. Важнейшей составной частью изысканий являются буровые работы, результаты которых дают возможность правильно интерпретировать информацию, полученную при геофизических исследованиях дна, и, в конечном итоге, определить геологическое строение осваиваемого участка шельфа. Буровые работы включают бурение мелких скважин глубиной 4-6 м (пробоотбор) и бурение инженерно-геологических скважин, глубина которых определяется условиями залегания пород минерального дна, скрытого под отложениями неустойчивых пород (илы, пески и т.д.), и обычно не превышает 25-30 м.
     До настоящего времени для проведения всего комплекса буровых работ использовались специализированные буровые суда с высокой стоимостью эксплуатации (не менее 7000-8000 у. е. в сутки). Учитывая, что количество специализированных буровых судов в странах СНГ крайне ограничено, то их владельцы являлись монополистами на рынке морского инженерно-геологического бурения, а, следовательно, диктовали ценовую политику и устанавливали сроки выполнения работ.
     В тоже время морские буровые организации обладают достаточно большим флотом неспециализированных судов (буксиры, спасательные, пожарные), которые успешно использовались для проведения пробоотбора погружными гидроударными установками. Для их эксплуатации достаточно на период работ установить на палубе судна буровую лебедку и насос. Связь судна с установкой при работе осуществляется посредством грузового троса и шланга, т.е. нет необходимости в применении бурильной колонны, а, следовательно, и в применении специального бурового оборудования, требующего соответствующего оснащения судна. Поэтому производственные организации весьма заинтересованы в создании новых погружных установок, обеспечивающих многорейсовое бурение инженерно-геологических скважин глубиной до 30 м. Это позволило бы использовать для бурения скважин неспециализированные суда (с суточной стоимостью до 1500-2500 у. е.), что резко снизило бы стоимость работ и обеспечило бы независимость буровых организаций от организаций-подрядчиков при бурении инженерно-геологических скважин.
     Кафедрой “Технология и техника геологоразведочных работ” ДонНТУ для проходки инженерно-геологических скважин с неспециализированных судов была предложена новая технология многорейсового бурения, заключающаяся в том, что, начиная со второго рейса, проводилось повторное перебуривание ранее опробованных горизонтов без отбора керна (при этом порода разрушалась гидромониторным способом). И только по достижении необходимого интервала опробования производилось включение гидроударника, и отбирался керн. Таким образом, при каждом последующем рейсе нет необходимости попадать снарядом в ранее пробуренный ствол скважины.
     Предложенная технология не требует применения бурильной колонны, а, следовательно, является в настоящее время единственным способом многорейсового бурения, применимым на неспециализированных судах.

     Для реализации предложенной технологии многорейсового бурения было решено использовать погружную гидроударную установку однорейсового бурения УГВП-130/8М, используемую при проведении пробоотбора. В состав установки входит гидроударный буровой снаряд установки УГВП-130/8 и рамная опора, аналогичная опоре установки ПУВБ-150.
     Отличие новой конструкции установки от базовой заключается в применении дополнительных съемных узлов, что позволяет одним и тем же комплексом оборудования проводить как бурение инженерно-геологических скважин, так и пробоотбор.

     Погружные установки для однорейсового бурения подводных скважин при гдубине моря до 100 м являются уникальными устройствами благодаря следующим преимуществам:

1. Для привода используется морская вода;
2. Установка автономна по отношению к судну, которое может закрепляться на одном якоре;
3. Установки могут монтироваться на мало- и среднетоннажных судах;
4. Дистанционное наращивание эффективной мощности осуществляется изменением подачи жидкости в гидродвигатель;
5. Высокая производительность, надежность, простота обслуживания и низкая стоимость установки.

     Установки широко и эффективно применяются при изысканиях на шельфе Черного моря (Крымская и Причерноморская поисковосъемочные экспедиции) и шельфе морей Крайнего Севера (Арктическая морская инженерно-геологическая экспедиция) и Дальнего Востока (Дальне-Восточная морская инженерно-геологическая экспедиция) и др.
    Установки гидровибрационные погружные (УГВП) предназначены для однорейсового бурения скважин в грунтах песчано-глинистого комплекса с прослоями твердых пород и по валунно-галечным отложениям. Применяются с судов малого водоизмещения, у которых высота грузоподъемной стрелы не обеспечивает подъем длинной установки над бортом. УГВП состоят из стабилизирующей самораскрывающейся и самоскладывающейся опоры, бурового снаряда (гидроударник и керноприемник) и комплекса вспомагательного оборудования для удержания опоры за бортом судна и переноса бурового снаряда через борт в горизонтальном положении. Погружение керноприемника в грунт происходит под действием четырех факторов: ударов, вибрации, размыва по внешней стороне бурового снаряда и безынерционной нагрузки. гидроударник в нижней части снабжен насосным блоком для создания обратной промывки в керноприемной трубе, что обеспечивает увеличение рейсовой углубки и сохранение структуры кернового материала.

Технические характеристики УГВП Параметры Тип установки УГВП-130 УГВП-150 Диаметр гидроударника, мм Глубина бурения за рейс, м Диаметр керна, мм Выход керна, % Скорость бурения, м/мин Длина установки,м Масса установки, кг 108 8 90 80..100 1 - 1.7 10 375 127 6 112 80..100 1 - 1.5 8 500

Погружная ударно-вибрационная установка ПУВБ-150

    Предназначена для однорейсового бурения скважин в мягких породах песчано-глинистого комплекса. Применяется на судах, имеющих грузоподъемные системы для подъема над бортом на высоту не менее 6 м. Состоит из опоры, включающей раму, направляющие стойки и подвижную каретку, и бурового снаряда, в который входит гидроударник и керноприемник.

Техническая характеристика ПУВБ-150 Параметры Характеристики Диаметр скважины, мм Глубина бурения за рейс, м Диаметр керна, мм Выход керна, % Скорость бурения, м/мин Длина установки, м Масса установки, кг 150 4.5 125 90 1 - 1.5 6 650

Погружная гидровращательная установка ПГВУ-132/6

    Предназначена для вращательного однорейсового бурения в породах средней твердости. Состоит из поршневого гидродвигателя и винтового редуктора для преобразования поступательного перемещения штока во вращательное движение шпинделя и связанного с ним колонкового набора.

Назад