Foraj - Badinescu Sergiu

8/12/2019 Foraj - Badinescu Sergiu

1/53

UNIVERSITATEA PETROL-GAZE DIN PLOIETI FACULTATEA INGINERIA PETROLULUI I GAZELOR

DEPARTAMENTUL FORAJUL SONDELOR, EXTRACIA I TRANSPORTUL HIDROCARBURILOR

PROIECT

LAFORAJUL SONDELOR

Coordonator: conf. dr. ing. erban NICOLESCU

Student: Badinescu Sergiu-Cristian

Specializarea: Inginerie de Petrol i Gaze

Grupa: 1

Anul: IV

2014


2/53

1

Cuprins

1. Garnitura de foraj1.1. Date iniiale1.2. Alegerea diametrelor pr jinilor1.3. Calculul lungimilor de pr jini1.4. Calculul de rezisten 1.5. Exploatarea garniturii

2. Construcia sondei

3. Fluide de foraj3.1. Tipuri de fluide utilizate3.2. Caracteristici reologice3.3. Volume de fluide i cantiti de material

4. Calculul solicitrilor coloanelor de burlane 4.1. Coloana de ancoraj4.2. Coloana intermediar 4.3. Coloana de exploatare

4.4.

Filmul tehnologic5. Cimentarea coloanelor

5.1. Coloana de ancoraj5.2. Coloana intermediar 5.3. Coloana de exploatare5.4. Filmul tehnologic5.5. Cavernometrie si termometrie

6. Alegerea echipamentului de suprafa


3/53

2

Capitolul 1

Garnitura de foraj

1.1. Date iniiale, impuse prin tem , valabile numai pentru alegerea unei garnituri deforaj ntr-un anumit moment al forajului

n funcie de ordinea alfabetic n grup, se cunoateparametrul N , pe baza cruia se calculeazurmatoarele date caracteristice:

; adncimea sondei:

;

diametrul sapei: ; sap este cu 3 role; densitatea noroiului: ; apsarea pe sap: ; turaia: ; debitul: ; diametrul unei duze: ; presiunea de pompare:

.

1.2. Alegerea diametrelor prjinilor

Prjini de foraj

n funcie de diametrul sapei, pe baza tabelului urmtor, se alege diametrul prjinilorde foraj:

Astfel se adopt prjini de foraj cu ngroare interior -exterior cu diametrul nominal , cumbinare , avnd caracteristicile urmtoare:


4/53

3

diametrul exterior: ; grosimea de perete: ; diametrul interior: ; masa unitara: .

Prjini grele

Pentru alegerea prjinilor grele, se evalueaz un diametru optim al acestora, ce se consider adeseaca fiind 1in mai mic din diametrul sapei. Astfel:

Dg=Ds-1in=244,5-25,4=219,1

Pe baza acestor considerente, se adopt prjini grele cu diametrul nominal , avndcaracteristicile urmtoare:

diametrul exterior: ; diametrul interior: ; masa unitara: ; coeficientul de siguranta cs=1,25

Pr jina de antrenare

Pentru alegerea prjinii de antrenare, se ine seama de faptul c cele hexagonale sunt preferabile, defavoarea celor ptrate, deoarece transmite momentul de torsiune pe un perimetru mai mare, se aeaz muniform i lucreaz mai silenios. Astfel, se alege urmtorul tip de prjin de antrenare cu profil hexagonal:

Dimensiunea nominal,

Distanadintrecoluri,

Diametrulinterior,

mbinarea superioar (mufa)

mbinarea inferioar (cepul)

Masa prjinii(aprox.)Standard Tipul Diametrul

Tipul Diametrul

5 127 149,9 76,26 5/8REG 196,9

NC 50(4 IF) 161,9 1040


5/53

4

1.3. Calculul lungimilor de prjini grele i de prjini de foraj

Se utilizeaz urmtoarea formul: ; unde coeficient de siguran;

;ns se adopt o lungime de prjini grele multiplu de 9, deoarece aceasta estedimensiunea normal a

unei astfel de prjini:

;

Iar lungimea de prajini de foraj este:

.

1.4. Calculul de rezisten al garniturii de foraj

Calculul de rezisten al garniturii de foraj se face att la extragerea garniturii, ct i n timpforajului, pentru a vedea unde solicitrile sunt maxime.

a) calculul de rezistean al garniturii de foraj la extragerea ei:

n seciunea superioar (1 1):

p

i f p p g p z

A

F F F F GG 211 ;

- greutatea prjinilor de foraj:

G p = q pl pg = 32,6228729,81 = 9,19 510 N = 919 kN;

t Dt t Dt d Dd Dd D A p pip pip pip p p 22244422

32,340119,912719,9 p A mm2 = 0,00340132 m2 = 3,4013210-3 m2;

- greutatea prjinilor grele:

Gg = qglgg = 290,71089,81 = 3,08 510 N = 308 kN;

037,00715,02286,044

2222 ig g g d D A m

2;


6/53

5

g po

n p p GG F F

21 ;

unde: n = 1490 kg/m3;o = 7850 kg/m3;

Ff = s(G p + Gg) = 0,15 (919 + 308) = 184,05 kN;

s = 0,15;

015,2530891981,9

2,0 g p

ci GG g

a F kN;

ac = 0,2;

2

1 N/mm7,35332,3401

81,9

2,015,0

7850

152613080009190001

p

c

o

ne g p

z A

g

a sGG

;

7,3531 z ech N/mm2 ;

n seciunea inferioar (2 2):

262 N/mm56,4310298081,91490

H g n z ;

56,432 z ech N/mm2 ;

b) calculul garniturii de foraj n timpul forajului:

n seciunea superioar (1 1):

p

s po

n g p

p

s p p p g p z A

G F GG

A

G F F F GG

3

3211

1

;

N6,144010862,04

101564

2523 k d p A p F ip p p p p

;

21 N/mm7,33432,3401

1968001446007850

1526

1308000919000

z ;


7/53

6

2

1

2

N/mm7,334 N/m0

axi z ax

i

;

Solicitarea la presiune interioar i la presiune exterioar:

mm31,542

62,108

2 ip

ip

d r ;

mm5,632

127

2 p

ep

Dr ;

222

22

22

22

,ie

eiei

ie

eeiir t r r r

p pr r r r

pr pr ;

222

22

22

2

,0,

ie

iei

ie

iir t

e

ei

r r r pr r

r r pr

pr r r

;

- pentrur = r i :

222

522

22

22

N/mm 6,10005431,00635,0

101560635,005431,0

ie

peit r r

pr r ;

22222

N/mm6,15ie

peir r r

pr r ;

-pentrur = r e:

222

522

22

22

N/mm343,005431,00635,0

101560635,005431,022

ie

peit r r

pr r ;

2 N/mm0r ;

Se aleg valorile cele mai defavorabile:2

2

N/mm6,15

N/mm6,100

r

t

;

Rotirea garniturii de foraj (solicitarea la torsiune):

092,302872149092127,0102 7,1277,122

pn p fp Ln Dc P kW ;

666,3108149092229,0102 7,1277,122 g n g fg l n Dc P kW ;

758,33666,3092,30 fg fp f P P P kW ;


8/53

7

19,50928,1963112,03,0 5,075,15,075,11 nG Dc P s s s kW ;

948,8319,50758,33 s f m P P P kW ;

34444

m000186,0

127,0

10862,0127,0

1616

p

ip p pp

D

d DW ;

634,960

922

60

2

n srad /

m N8714634,9

839481000

mt

P M ;

24

6

N/mm6,461086,1

108714

pp

t

W M

;

21 N/mm6,15 r ;

222

2

2

2 N/mm7,3436,462

6,157,334

2

6,157,334

22

t axt ax ;

222

2

2

3 N/mm67,916,462

6,157,334

2

6,157,334

22

t axt ax ;

2213232221 N/mm4,31921

ech ;

n seciunea inferioar (2 2):

037,04

0715,0229,04

2222 ig g g

d D A 2m ;

87,48037,0

108,196037,0298081,91490 332

g

s g n

g

s p z A

G A H g

A

G F 2 N/mm ;

2

2

2

N/mm87,48 N/m0

axi z ax

i

;


9/53

8

Solicitarea la presiune interioar i la presiune exterioar:

mm75,35

2

5,71

2

ig ig

d r ;

mm5,1142

229

2 g

eg

Dr ;

6,435

,

bar H g p p

r r r

nie

ei

222

22

22

22

,

ie

eiei

ie

eeiir t r r r

p pr r r r

pr pr ;

- pentrur = r i i pentrur = r e:

222

522

22

22

N/mm 56,4303575,01145,0

106,4351145,003575,0

ig eg

eeg ig r t r r

pr r ;

Rotirea garniturii de foraj (solicitarea la torsiune):

34444

m002323,0229,0

0715,0229,01616

g

ig g pg D

d DW ;

23

6

N/mm751,310323,2

108714

pg

t g W

M ;

21 N/mm56,43 r ;

222

22

2 N/mm62,41751,32

56,4387,48

2

56,4387,48

22

g

t axt ax

;

222

22

3 N/mm81,50751,32

56,4387,48

2

56,4387,48

22

g t axt ax

;

2213232221 N/mm394,821

ech ;


10/53

9

Toate datele calculate sunt trecute n urmtorul tabel:

Momentul Seciunea Efortul echivalent,

la extragerea garniturii superioar (1 1) inferioar (2 2) n timpul forajului superioar (1 1)

inferioar (2 2)

Se observ din tabelul de mai sus c solicitarea maxim este n seciunea superioar, la extragereagarniturii de foraj.

Caracteristicile mecanice ale oelurilor folosite pentru prjinile de foraj sunt:

Clasa derezisten

Limita de curgere convenional Rezistena minim la rupere

Alungirea larupereminim maxim

D* 380 660 18E 75 517 724 689 17X 95 655 862 724 16,5G 105 724 931 793 15S 135 931 1138 1000 12,5

V 150* 1055 1265 1125 10U 170 1170 1380 1240 10,5

*Non API

2max,2,0

2,0

max, N/mm6,5305,17,353

5,1 sech p

s

s

p

ad ech c R

c

c

R

;

Rezistena minim la curgere ieit din calcul este: 22,0 N/mm6,530 p R ;

Astfel se alege oel clasa de rezistenX 95 , deoarece are 22,0 N/mm655 p R .


11/53

10

1.5. Exploatarea garniturii de foraj

Clase de utilizare

Potrivit normelor API, prjinile de foraj se clasific astfel: prjini noi, cu dimensiunile nominale; prjini premium (clasa 1); prjini clasa a 2-a; prjini clasa a 3-a.

Toate prjinile la un moment dat sunt ncadrate n nite clase sau categorii de utilizare, sau mai binzis de uzur, dup capacitatea lor de rezisten i sigurana oferit. Criteriilede ncadrare folosite sunt:

diametrul exterior, grosimea peretelui i aria seciunii transversale efective, n raport cu valoriiniiale, nominale;

prezena, forma, orienatrea i mrimea relativ- fa de diametrul prjinii ori de grosimea peretelui-a defectelor de exploatare sau de facbricatie: rizuri, turtiri, lovituri, gtuiri, atacuri de coroziune i eroziune;

tipul uzurii: uniform sau excentric; durata de funcionare (ore de rotaie); condiiile de utilizare; oboseala acumulat, respectiv durabilitatea remanent etc.

Controlul i recondiionarea materialului tubular

Pentru a prezeni avarii grave n sonde i a mri sigurana n exploatare, toate componentele garnitude foraj se controleaz periodic, att la sonde, ct i n baze specializate.

Metodele de control sunt: inspecii vizuale n timpul introducerii sau extragerii din sond, pe ramp sau n baz, pentru a

detecta:crestturi, lovituri, turtiri, gtuiri, strpungeri, uzur, urme periculoase de eroziune i coroziune;

controluldimensional al diametrului exterior al prjinilor i al racordurilor cu ublere, pe diversdirecii, dar se pot utiliza i abloane;

controlul proprietilor fizico-mecanice ntr-un mod orientativ, duritatea pentru prjinile de foraj i prjinile de antrenare se determinata la racorduri i n fiecare treime a corpului, iar pentru reducii prjinile grele numai la capete;

verificarea la presiune interioar i exterioar, executat numai n baze specializate;

metode nedistructive (defectoscopice), adic: controlul cu ultrasunete pentru determinarea grosimii prjinilor, controlul electromagnetic cu cureni de dispersie pentru detectarea defectelor de-a lungulcorpului prjinilor, controlul cu pulberi magnetice la filete, n zonele de sudur i cu schimbri deseciune etc.

Periodicitatea controlului este conform cu tabelul urmtor:

Elementul ore de rotaie prjini de foraj 500 - 2500 prjini grele 300 - 500

prjini de antrenare 500 (control vizual, ablonare),

1500 (prob de presiune),6000 9000(retiere filet) reducii 1250


12/53

11

Transportul, depozitarea i manevrarea prjinilor

n timpul transportului i al depozitrii, la descrcare sau ncrcare, la ridicarea i scoaterea lor dturl, prjinile i celelalte accesorii ale garniturii de foraj trebuie s fie echipate la ambele capete protectoare de filet bine strnse;

Prjinile se transport n autocamioane cu peridoc, aezate pe supori de lemn cu mufa n aceea parte, spre cabina autocamionului, legate culanuri la capete i la mijloc;

Prjina de antrenare se transport ntr -un burlan de protecie, fixat cu pene de lemn, pentru a prevenincovoierea ei sub greutatea proprie;

Prjinile se descarc legate la ambele capete, lng racorduri, eventual cte dou sau trei mpreun,cu o macara;

Trebuie evitate lovirea, trntirea sau trrea prjinilor pe pmnt, pe puni metalice sau pe rampe; Prjinile se depoziteaz pe rampe cu nlimea de cel puin 30 cm, n nici un caz nu se aeaz dire

pe pmnt sau pe alte tipuri de structuri; Dac depozitarea este pentru mai mult timp, prjinile se protejeaz mpotriva coroziunii cu u

amestec ; La manipularea prjinilor n turl trebuie prevenit lovirea filetelor i a suprafeelor de etanare aracordurilor;

nainte denurubare, filetele se cur, se terg i se ung cu vaselin consistent, evitnd astfegriparea mbinrii;

Dup centrarea cepului n muf, mbinarea se nurubeaz cu o vitez relativ mic, avnd grij prjina adugat s fie aliniat i s nu se balanseze;

La extragerea garniturii, racordurile se vor slbi numai cu doi cleti.

Unsori pentru mbinrile filetate

n timpul exploatrii, pe suprafaa umerilor de etanare i pe spirele filetului se nasc presiuni dcontact foarte mari, de aceea se utilizeaz un film protector creat cu pulberi, fulgi sau fibre dinmetale moi suspendate ntr-o vaselin protectoare;

unsoare adecvat, corect aplicat, trebuie s previn griparea n cele mai severe condiii de lucru.


13/53

12

Capitolul 2

Construcia sondei

Se impune proiectarea construciei unei sonde de explorare cu diametrul coloanei de exploatare de

pe o anumit structur , pornind de la urmtorul exemplu de variaie a densitilor echivalente n funcie

de adncime, densiti aferente presiunii din porii presiunii de fisurare a roci:

0

650

2175 2175

4068 4068

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

4000

4200

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200

a d

n c i m e a

, m

ech, kg/m^3

echpp

echpfis

n

n ales

coloana ancoraj

col intermediara

col exploatare


14/53

13

Prin urmare, sonda va fi alcatuit din 3 coloane (coloana de ancoraj, intermediar i de exploatare),avnd adncimea final de .

Caracteristicile sondei aferente fiecrei coloane sunt prezentate n tabelele urmtoare:

Coloana de ancoraj

adncimea coloanei densitatea noroiului ales

densitatea echivalent presiunii din pori la iul

coloanei

densitatea echivalent presiunii de fisurare arocii de la iul coloanei

650 1110 1090 1430

Coloanaintermediar



coloanei

densitatea echivalent presiunii de fisurare arocii de laiul coloanei

2175 1240 1140 1720

Coloana de exploatare



coloanei

densitateaechivalent presiunii de fisurare arocii de la iul coloanei

4068 1370 1400 1680

Cunoscndu-se diametrul coloanei de exploatare, de , impus prin tem, se folosete metoda de jos in sus, pentru stabilirea din a caracteristicilor burlanelori sapelor respective:

Coloana de exploatare(2175-4068m):o Diametrul exterior: ;o Grosimea de perete: ;o Diametrul interior: ;o Diametrul mufei (normal): ;o

Diametrul sapei: ;o Jocul radial: .


15/53

14

Coloana intermediar (650-2175m):o Diametrul exterior: ;o Grosimea de perete: ;o Diametrul mufei (normal): ;o Diametrul sapei: ;o Jocul radial: .

Coloana de ancoraj(0-650m):o Diametrul exterior: ;o Grosimea de perete: ;o Diametrul interior: ;o Diametrul mufei (normal): ;o Diametrul sapei: ;o Jocul radial: .

O condiie pentru verificare implic posibilitatea de trecere a sapelor prin coloanele anterior tubate:; unde:

diametrul sapei respective; diametrul coloanei prin care trebuie s treac sapa respectiv; un joc ce ia n considerare toleranele de la grosimeai diametrul nominal, precumi ovalitatea

burlanelor;

Caracteristicile celor 3 coloane sunt prezentate n tabelul urmtor:

Tipul coloanei Intervalultubat

Diametrul exterior Diametrulmufei

Diametrul sapei

Ancoraj 10 3/4

Intermediar

Exploatare


16/53

15

Capitolul 3

Fluide de foraj

Fluidului de foraj i se atribuie, n prezent, urmtoarele roluri principale:

H idrodinamic: dup ieirea din duzele sapei, fluidul cur particulele de roc dislocat de petalpa sondei i le transport la suprafa, unde sunt ndeprtate.

H idr ostatic : prin contrapresiunea creat asupra pereilor, el mpiedic surparea rocilor slabconsolidate i ptrunderea nedorit n sond a fluidelor din formaiunile traversate.

De colm atare: datorit diferenei de presiune sond-straturi, n dreptul rocilor permeabile sedepune prin filtrare o turt din particule solide, care consolideaz pietriurile, nisipurile i alroci slab cimentate sau fisurate. Totodat, turta de colmatare reduce frecrile dintre garnitura d

foraj sau coloana de burlane i rocile din perei, diminueaz uzura prjinilor i a racordurilor. M otrice: cnd se foreaz cu motoare de fund, hidraulice sau pneumatice, fluidul de forajconstituie agentul de transmitere a energiei de la suprafa la motorul aflat deasupra sapei.

n anumite situaii, fluidul de foraj poate ndeplinii i alte atribuii: plasarea pastei de ciment spaiul ce urmeaza fi cimentat, antrenarea unor scule de instrumentaie, degajarea garniturilor de foraj prinse, asigurarea presiunii necesare ntre coloana de exploatare i tubingul suspendat n packer, omorreasondei etc.

Fluidul de foraj trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: fluidul ales nu trebuie s afecteze, fizic sau chimic, rocile traversate; s-i pstreze proprietile, n limite acceptabile, la contaminare; s-i menin nsuirile tehnologice la temperaturile i presiunile ridicate ce vor fi ntlnite

sonde i la variaiile lor din circuit; s permit investigarea geofizic a rocilor i fluidelor coninute n porii lor; s previn coroziunea i eroziunea echipamentului de sond; s menin n suspensie particulele de roc neevacuate, n timpul ntreruperilor de circulaie; s conserve permeabilitatea straturilor productive deschise; s nu fie toxic sau inflamabil i s nu polueze mediul nconjurtor i apele freatice; s fie uor de preparat, manipulat, ntreinut i curat de gaze sau detritus; s permit sau chiar s favorizeze obinerea de viteze de avansare a sa pei ct mai mari; s fie ieftin, s nu reclame aditivi deficitari i greu de procurat, iar pomparea lui s aib loc c

cheltuieli minime.


17/53

16

3.1. Tipuri de fluide utilizate

Pentru intervalul forat la aceast sond pn laadncimea de avem nevoie de noroaiedispersate naturale, dispersate naturale ngreuitate i inhibitive.

Fluidele de foraj dispersate au la baz sistemul dispersat ap-argil. Constituite din materialeieftine i uor de procurat, ele posed practic toate nsuirile necesare forajului. De aceea, sunt cele mrspndite fluide de circulaie.

Ele sunt preparate la suprafa din argile bentonitice, uneori activate, cu bune proprieti coloidaldar nglobeaz i particule argiloase sau inerte din rocile traversate. Prin urmare, aceste fluide, nu sunt dodispersate, ci i dispersive.

Fluidele de foraj dispersate ngreuitate sunt aceleai fluide de foraj dispersate, ns au o densitatemai mare, pentru a raspunde presiunii din pori la unele adncimi mai mari, acolo unde cele bazate doar psistemul ap-argil nu mai sunt corespunztoare. Pentru a se putea mri densitatea, trebuie utilizate anumitemateriale de ngreuiere, care trebuie sa aib densitatea mai mare dect a argilei, de exemplu bentonita.

Fluidele inhibitive au rolul de a prevenii sau ntrzia hidratarea, umflarea i dispersarea rocilorargiloase, manifestnd o reactivitate minim cu pereii argiloi ai sondei i cu detritusul respectiv. utilizeaz cu precdere la traversarea intervalelor groase de argile, argilite i marne foarte sensibile la ap, pentru a nu intervenii unele dificulti neplcute, cum ar fi: manonarea sapei, instabilitatea pereilor gde sond etc. De asemenea, sunt recomandate pentru traversarea i deschiderea stratelor productivecu particule argiloase ("murdare") .

Pentru a fi considerat inhibitiv, un fluid de foraj trebuie s aib la baz sistemul ap-argil, pentrucrearea proprietilor reologice, iar mediul apos capt nsuiri inhibitive prin adaos de electrolii, polim

de protecie, substane tensioactive, anumii fluidizani, substane hidrofobizante i prin reglarea pH-ului.Astfel, pentru forarea intervalului , aferent coloanei de exploatare se va folosi un

fluid de foraj inhibitiv cu electrolii pe baz de sruri monovalente, i anume pe baz de potasiu. Acessunt cele mai eficiente i utilizate din aceast categorie de fluide.


18/53

17

Intervalul forat Tipul noroiului de foraj Densitatea noroiului

0 650 natural dispersat 1110

650-2175 dispersat neinhibitiv 12402175-4068 inhibitiv 1370

3.2. Caracteristici reologice

Unele dintre proprietile fizice importante ale fluidului de foraj, care condiioneaz curgerea lor sucele reologice de baz: vascozitatea plastic i tensiuneadinamic de forfecare. Acestea influeneaz

substanial att procesul de degajare a tlpii de fragmentele de roc dislocate de sap, ct i evacuaracestor fragmente la suprafa. De asemenea, cele dou caracteristici reologice condiioneaz valoareacderii de presiune n sistemul de circulaie al sondei.

Cele dou caracteristici de natur reologic sunt n mare masur condiionate de densitatea fluidude foraj. n cazul noroaielor naturale, ct ia celor dispersatevalorile vscozitii plastice i tensiuniidinamice de forfecare cresc cu creterea densitii.

Dintre multitudinea de relaii de legatur sunt de evideniat cele stabilite de firmaamerican Magabbar:

- Pentru vscozitatea plastic:

( ) ;- Pentrutensiunea dinamic deforfecare:

( ) ;

n funcie de valorile densitilor , caracteristicele reologice urmeaz s aib valorile:

Tipul coloanei De ancoraj 1110 15,95 2,35

Intermediar 1240 20,9 3,56De exploatare 1370 32,45 4,41


19/53

18

3.3 . Volume de fluide i cantiti de material

Coloana de ancoraj

Adncimea coloanei: ; Diametrul sapei: ; Densitatea noroiului: ; Coeficientul de siguran n cazul pierderii de fluid: ; Volumul necesar de noroi:

; Densitile materialelor: ; ; Cantitatea total de argil:

; Cantitatea total de ap:

.

Coloana intermediar

Adncimea coloanei: ; Diametrul sapei: ; Densitatea noroiului: ; Coeficientul de siguran n cazul pierderii de fluid: ; Volumul necesar de noroi:

* + ; Densitile materialelor: ; ; Cantitile de materiale:

{ ;{ ;

;

; .


20/53

19

Coloana de exploatare

Adncimea coloanei: ;

Diametrul sapei: ; Densitatea noroiului: ; Coeficientul de siguran n cazul pierderii de fluid: ; Volumul necesar de noroi:

* + ;{ ;

{ ;;

; .

Capitolul 4

Calculul solicitrilor coloanelor de burlane

Multe din datele necesare acestui calcul sunt determinate anterior, cum ar fi: diametrele coloaneloradncimile de cimentare ale coloanelor,densitile noroiului de foraj pentru fiecare coloan, densitatea

echivalent presiunii de fisurare a rocii de la iul fiecarei coloane etc.

4.1. Coloana de ancoraj

Presiunea fluidelor din pori la adncimea maxim deschis sub iul coloanei de , la ,se consider egal cu presiunea coloanei de noroi:

;


21/53

20

Presiunea de fisurare a formaiunilor de laiul coloanei de , cu o siguran echivalent de este:

( ) ;

Diferena de presiune interioar la iul coloanei, dac n spatele acesteia se consider ap mineralizat cu densitatea , este:

;

Se pot alege burlanele cele mai subiri, dintre cele disponibile,i anume de ,deoarece au presiunea interioar admisibil de

, care este mai mare dect presiunea

maxim de ; Pentru dimensionarea la presiune exterioar , se admite coloana complet goal, iar in exteriorul ei se

consider noroiul din momentul tubrii. Diferena de presiune exterioar maxim va fi laiu:

;

Burlanele alese, de , au presiunea exterioar admisibil de , mai mic dect ; Prin urmare se impune o adncime maxim de golire, astfel nct coloana s reziste la solicitarea de

presiune exterioar :

;

Prin urmare se impune o adncime maxim de golire: ; Greutatea coloanei n aer este:

;

Aceast valoare este mai mic dect fora de traciune admisibil, de . n concluzie, coloana de ancoraj de va fi alcatuit n ntregime din burlane de , oel , mbinate cu filet triunghiular scurt;


22/53

21

4.2. Coloana intermediar

Presiunea maxim a fluidelor din porii formaiunilor deschise nainte de tubarea coloanei urmtoare,de exploatare, se considera egal cu presiunea coloanei de noroi la adncimea respectiv:

;

Presiunea de fisurare a formaiunilor de la iul coloanei de , cu o siguran echivalent de este:

( ) ;

Daca se consider coloana intermediar plin cu gaze, ptrunse n sond de la 4068 m, densitatea lormedie este cu aproximaie , iar presiunea acestor gaze laiul coloanei intermediareeste:

;

Dac n exteriorul coloanei se mai consider ap mineralizat cu densitatea ,atunci diferena de presiune interioar la iul coloanei este:

;

La suprafa, presiunea din interiorul coloanei este:

;


23/53

22

Pe graficul de mai sus sunt trasate, cu linii ntrerupte, presiunile interioare admisibile pentru burlanele de , i . Prima variant de burlane nu se va folosi, deoarece nu va rezista la presiuneexterioar .

Astfel, lungimea tronsonului inferior, , este:( )( ) ; Pe o distan de de la iul coloanei intermediare n sus se vor utiliza burlane de , cu filet lung, care au presiunea interioar admisibil de . ns prima por iune de jos n sus, cu o lungime de va fi alcatuit din burlane cu grad imediat

superior, adic de

.

Urmtorul tronson va fi cel de , cu filet lungi se observ pe diagrama de mai susca poate fi tubat pn la suprafa, adic va avea lungimea de .

Pentru dimensionarea la turtire, se consider n spatele coloanei noroiul din momentul tubrii,mpunndu-se o adncime de golire egal cu jumtatea lungimii coloanei intermediare:

;

Diferena de presiune exterioar la adncimea de golire determinat, este:

;

Laiul coloanei intermediare vom avea presiunea exterioar :

; Presiunile exterioare admisibile ale celor dou tronsoane de burlane, de i de sunt , respectiv , mai mari dect diferena de presiune

exterioar maxim, de . Din aceast

cauz

nu s-au utilizat burlane de

, deoarece au presiunea exterioar

admisibil de , mai mic dect .


24/53

23

Greutatea primului tronson este:

;

Greutatea total a celor dou tronsoane este:

;

Trecerea de la compresiune la traciune, provocat de flotabilitate, are loc la adncimea:

;

Avem nevoie de aria seciunii transversale a tronsonului superior. Aceasta este:

;

La capatul de sus al tronsonului inferior, de , for a de traciune este:

;

n prezena acestei for e de traciune, presiunea exterioar admisibil corectat a burlanelor de

cu este:

;

Aceast presiune admisibil corectat este mai mare dect diferena de presiune la adncimea de

, de . De aceea, nu este nevoie s se corecteze lungimea tronsonului inferior. Traciunea reduce presiunea exterioar admisibil a burlanelor de , dar cum ele

sunt mai rezistente dect cele de , verificarea nu este necesar . n concluzie, coloana de va fi alcatuit din 3 tronsoane: primul de din burlane de , al doilea de din burlane de i al treilea de din

burlane de .


25/53

24

4.3. Coloana de exploatare

Presiunea maxim a fluidelor din porii formaiunilor exploatate prin coloana de , se consider egal cu presiunea coloanei de noroi la adncimea respectiv:

;

Daca se consider coloana plin cu gaze, ptrunse n sond de la , densitatea lor medie estecu aproximaie , iar presiunea interioar la suprafa este:

; Dac n exteriorul coloanei se consider ap mineralizat cu densitatea , atunci

diferena de presiune interioar la iul coloanei este:

; Epura diferenei de presiune interioar este prezentat n graficul urmtor:

Pentru dimensionarea la presiune exterioar , coloana se consider complet goal, cu noroi folosit pentru forajul ultimului interval n spatele ei. Presiunea exterioar la iu este:

;

Presiunea exterioar la suprafa este egal cu zero, iar epura diferenei de presiune exterioar este:

Din diagrama precedent se observ c de la o anumit nlime este posibil tubarea unor burlanemai subiri i mai ieftine, de , n loc de . Adncimea de trecereconstituie adncimea maxim de tubare a burlanelor de , din tronsonul al doilea:

;

Trecerea de la compresiune, provocat de flotabilitate, la traciune, are loc la adncimea:


26/53

25

;

Burlanele din primul tronson, de , sunt solicitate la traciune pe lungimea de . For a de traciune la adncimea de

este:

; Presiunea admisibil corectat a burlanelor de , la adncimea de este:

;

Presiunea hidrostatic a coloanei de noroi la adncimea de este . Presiuneacorectat este mai mare dect aceasta, astfel c lungimea primului tronson nu trebuie modificat.Aceasta este: ;

La adncimea de , diferena de presiune interioar este:

( ) ;

rezist la presiune interioar ;

Greutatea primului tronson este

; rezist la traciune;

Prin urmare, tronsonul 1 de se tubeaz pe intervalul i va avealungimea de . Deasupra adncimii de pot fi tubate burlane de .

Din diagram se observ c de la o anumit nlime este posibil tubarea unor burlane mai subiri imai ieftine, de , n loc de . Adncimea de trecere constituieadncimea maxim de tubare a burlanelor de din tronsonul al treilea:

; Lungimea tronsonului doi este:


27/53

26

;

For a de traciune la adncimea de este: ;

Presiunea admisibil corectat a burlanelor de , la adncimea de este: ;

Presiunea hidrostatic a coloanei de noroi la adncimea de este . Presiuneacorectat este mai mic dect aceasta, astfel c lungimea celui de-al doilea tronson trebuierecalculat:

; ;

; ;

nc o iteraie:

; ;

; ;

nc o iteraie:

;

;

;


28/53

27

;se consider dar se alege ;

;

La adncimea de , diferen de presiune interioar este:( ) ;


Greutatea celor doua tronsoane este

; rezist la traciune; Prin urmare, tronsonul 2 de se tubeaz pe intervalul i va avea

lungimea de . Deasupra adncimii de pot fi tubate burlane de . Din diagram se observ c de la o anumit nlime este posibil tubarea unor burlane mai subiri i

mai ieftine, de , n loc de . Adncimea de trecere constituieadncimea maxim de tubare a burlanelor de

, din tronsonul al patrulea:

;

Lungimea tronsonului trei este:

; For a de traciune la adncimea de este:

; Presiunea admisibil corectat a burlanelor de , la adncimea de este:

;

Presiunea hidrostatic a coloanei de noroi la adncimea de

este

. Presiunea

corectat este mai mic dect aceasta, astfel c lungimea celui de-al doilea tronson trebuierecalculat:


29/53

28

; ;

;

; nc o iteraie:

; ;

; ;

nc o iteraie:

;

; ;

; nc o iteraie:

; ;

;

;

se consider dar se alege ; ;


30/53

29

La adncimea de , diferena de presiune interioar este:( ) ;


Greutatea celor trei tronsoane este:


Prin urmare, tronsonul 3 de se tubeaz pe intervalul i va avealungimea de . Deasupra adncimii de nu mai pot fi tubate burlane cu rezisten maimic, deoarece nu vor rezista la presiune interioar ;

n continuare, se face calcululinnd seama de rezistena la presiune interioar :

( ) ; ;

Greutatea celor patru tronsoane este:


Prin urmare, tronsonul 4 de se tubeaza pe intervalul si va avealungimea de . Deasupra adancimii de pot fi tubate burlane de .

Pentru tronsonul 5:

( ) ; ;

Greutatea celor cinci tronsoane este:



31/53

30

Prin urmare, tronsonul 5 de se tubeaz pe intervalul i va avealungimea de . Deasupra adncimii de pot fi tubate burlane de .

Pentru tronsonul 5:

;Greutatea celor 6 tronsoane este:


Prin urmare, tronsonul 6 de se tubeaz pe intervalul i va avealungimea de .

4.4. Filmul tehnologic al operatiei de tubare

A.Pregtirea operaiei

Introducerea coloanei de burlanefr dificulti, ntreruperi nedorite sau accidente i reuitacimentrii coloanei necesit o pregtire a gurii de sond i verificarea sculelor de tubare, controlinstalaiei de foraj, pregtirea materialelor necesare pentru prepararea pastei de ciment, precum unor echipamenteutilizate n timpul cimentrii;

Pregtirea gurii de sond; Dup ce se efectueaz operaiile de carotaj electric i radioactiv, cavernometria i msurtorile d

deviere, se recomand reintroducerea garniturii de foraj cu sapa, eventual i cu un corector, ntr -unmar de ablonare a gurii de sond. Uneori, n sondele adnci i dificile, se execut chiar dou, trmaruride control;

Se corecteaz astfel, poriunile n care exist tendine de strngere a pereilor i de aezare a sapei,zone cu schimbri brute ale direciei gurii de sond, cu dificulti care pot mpiedica introducereacoloanei de burlane;

La talp se circul pn ce se evacueaz complet detritusul de noroi; Se rezolv eventualele pierderi de circulaie cumateriale de blocare; Se corecteaz densitatea noroiului, iar vscozitatea i gelaia acestuia sunt reduse cu fluidizani ct

mai mult posibil. Pentru mbuntirea proprietilor lubrifiante se adaug n noroi


32/53

31

praf de grafit sau cteva procente de petrol.n acest mod se micoreaz pericolul de prindere prinlipire a coloanei de burlane, mai ales n sonde deviate;

Garnitura de foraj se introduce i se extrage cu o vitez moderat pentru a evita fisurareformaiunilor ori afluxul de gaze n sond. Pentru determinarea exact a tlpii sondei, se remsoalungimea garniturii de foraj;

Pregtirea burlanelor i a accesoriilor coloanei; Toate burlanele i accesoriile coloanei se aduc din timp la sond i se verific, n conformitate c

profilul coloanei. La fiecare se aduc n plus dou, trei burlane: considernd aceast regul, pentru coloana de exploatare din proiect sunt necesare burlane n plus;

Burlanele se probeaz, cu ap, pe rampa sondei cu ajutorul unui agregat de cimentare. n acest scop,la capetele fiecrui burlan se nurubeaz dou capace, presiunea de probare fiind meninut timp de

. Ea nu trebuie s depeasc din presiunea minim de spargere; Se indentific toate burlanele, dup marcaj, ca grosime, calitate de oel i mbinare, se msoar

lungimea lor(fr cep) i se numeroteaz n ordinea introducerii n sond; Se cur cu petrol i se verific toate filetele. Protectoarele mufelor sunt ndeprtate, iar cele a

cepurilor sunt renurubate cu mna; Se abloneaz la interior toate burlanele; Ultimul burlan, cel care va fi nurubat la captul superior al coloanei, numit i burlan de lansar

trebuie ales ca lungime astfel ncatmufa burlanului precedent s nu se afle n dreptul capului de

coloan, acolo unde se pun bacurile de suspendare,iar captul de sus s se gseasc ntr -o poziieaccesibil, la circa deasupra mesei rotative;

Se verific dac exist toate accesoriile necesare ca numr, dimensiuni, tip de filet, precum funcionarea lor;

Se nurubeaz pe ramp iul ales la primul burlan, niplul cu valv la al treilea burlan, dup programul stabilit. nurubrile se asigur mpotriva deurubrii cu cordoane scurte de sudur sau rini epoxidice, dac burlanele nu sunt sudabile;

Se monteaz centrorii i scarificatorii pe burlane cu inele de blocare; Se pregtete instalaia i sculele de tubare; La coloanele lungi i grele, se verific principalele componente ale instalaiei de foraj, n primul r

sistemul de frnareal troliului i cablul de foraj; Se controleaz funcionarea podului mobil de tubare. Acolo unde nu exist, se monteaz unul

nlimea unui burlan deasupra podului sondei; Dac masa rotativ nu poate suporta greutatea coloanei de burlane sau dac diametrul mufelo

depete diametrul de trecere al mesei, aceasta se ndeprteaz i n locul ei, pe grinzilesubstructurii, se monteaz un suport special pentru broasca cu pene;


33/53

32

Chiolbaii trebuie s fie suficient de lungi pentru a putea monta capul de cimentare sau capul rotativn cazul rotirii coloanei;

n prevenitorul cu nchidere parial se schimb bacurile de prjini cu bacuri pentru coloanarespectiv;

Se aduc la sond sculele de tubare i se verific dac ele funcioneaz, nu sunt uzate i corespund

diametrul i greutatea coloanei: elevatoare simple sau cu pene, elevatoare pentru ridicarea burlanelorn turl, cleti mecanici sau mecanizai, protectoare de filet uor demontabile;

Cletii trebuie s aib flci i bacuri de rezerv; Dac nu se folosesc cletii mecanizai, pentru nurubarea burlanelor se folosete o frnghie suficie

de lung cu diametrul de . Cu cletii mecanici burlanele doar se strng. Momentul destrngere se controleaz cu un indicator de moment, montat pe coada cletelui de strns;

Se pr egtesc flanele i dispozitivele de suspendare i de etanare a coloanei la suprafa;

De la ncrctor se monteaz un furtun cu cana pentru umplerea coloanei;

B.Introducerea burlanelor n sond

Coloanele uoare, formate din burlane cu muf separat, se manevreaz cu elevatoare care prind smuf i se suspend n masa rotativ cu pene corespunztoare diametrului burlanelor;

Coloanele mai grele i cele alctuite din burlane cu muf din corp se manevreaz cu elevatori c pene, care prind pe corpul burlanelor i se suspend ntr -o broasc cu pene aezate pe mas ori nlocul ei. Penele broatei sunt manevrate simultan i se angajeaz pe corpul burlanelor la aceeainlime;

Tubarea ncepe cu introducerea n sond a primului burlan, la care este nurubat iul coloanei. Ast pentru tubarea coloanei de exploatare din proiect se vor introduce mai nti burlanele din oel cu grosimea de perete de pe o lungime de . La primul burlan de acest tip se vanuruba iul ales, i anume iul cu valv de reinere cu bil din aluminiu i calot de ciment;

Captul superior al fiecrui burlan se ridic pe podul sondei cu ajutorul unei macarale existente pramp sau prin legarea burlanului de cel precedent. De pe pod, burlanul este prins cu elevatorulsimplu i ridicat n turl;

Dac se folosete un elevator cu pene, prea greu pentru a fi deplasat lateral i nchis pe burlan, aceseste apucat cu un elevator uor atrnat cu dou buci de cablu de braele elevatorului greu, dmanevr i ridicat n turl. Dup ce captul inferior al burlanului se ridic suficient de sus, se desfa

protectorul cepului;


34/53

33

Pentru reducerea momentului de frecare, evitarea griprii i asigurarea etaneitii mbinrii, filemufei se unge cu o unsoare stabil la temperaturi i presiuni ridicate, preparat dintr -un ulei mineral(din petrol naftenic), stearat de aluminiu (sau litiu) i praf de grafit;

Se introduce cepul burlanului atrnat n mufa celui suspendat n pene. Operaia se face cu mulatenie pentru a evita deteriorarea filetelor i a suprafeelor de etanare;

Burlanul atrnat se aliniaz cu cel de jos pentru a mpiedica nclecarea spirelor. La nceput, pn angajarea cepului n muf, burlanul atrnat se rotete ncet;

mbinarea se strnge cu cletii mecanici sau mecanizai pn cnd momentul atinge o valoa predeterminat, dependent de tipul mbinrii i de diametrul burlanelor ;

Dup nurubare, podarul prinde pe burlan elevatorul de manevr, coloana se ridic ncet din peneapoi se introduce n sond cu vitez redus, mai ales cnd exist pericol de fisurare a formaiunilor;

n timpul introducerii coloanei, pe lungimea ultimului burlan nurubat, elevatorul uor se prinde s

mufa burlanului urmtor, ridicat deja cu captul superior pe podul sondei; Pe parcursul introducerii, coloana se umple permanent cu noroi, dup adugate; La introducerea coloanei, se supravegheaz indicatorul de greutate i ieirea noroiului la deriva

Datorit frecrilor cu pereii gurii de sond i cu noroiul din jur, la ridicarea din pene sarcina creuor, iar la coborre scade n aceeai msur, cu la . Dac variaiile sunt multmai mare, nseamn c exist o tendin de prindere, ori coloana se sprijin pe diverse praguri de-alungulgurii de sond;

Trebuie evitat coborrea elevatorului sub muf, cnd coloana se sprijin pe un prag, iar dac aceastascap brusc, mufa lovete de elevator i se poate smulge o mbinare;

Ieirea noroiului la derivaie se supravegheaz pentru a observa o eventual pierdere de circulaie so posibil manifestare a sondei;

Colona se va opri la cel puin de talpa sondei, deoarece pe ea ar putea fi depus detritus care arnfunda valva iului.

Se monteaz capul de cimentare i se circul aproximativ volumul sondei. Circulaia trebuie nso

de manevr deoarece coloana este echipat cu scarificatori(la nceput pe , apoi pe ).


35/53

34

Capitolul 5

Cimentarea coloanelor

5.1. Coloana de ancoraj

Adncimea de cimentare:

; Densitatea pastei de ciment:

;nsa pentru o dezlocuire ct mai bun a noroiului se alege: ;

Diametrul coloanei de ancoraj:

; Diametrul sapei: ; Grosimea de perete medie:

; Diametrul interior mediu: ;

Distana de laiul coloanei pn la inelul de reinere:

; se alege: ; Coeficientul de cavernometrie:

;

Coeficientul de pierdere a pastei de ciment: ; Coeficientul pentru noroiul de refulare: ; Diametrul gurii de sond:

; Volumul pastei de ciment:

( ) ; Volumul noroiului de refulare:

;


36/53

35

Densitile materialelor: ; ; Cantitatea total de ciment:


; Numrul de autocontainere , cu capacitatea de :

;

Viteza critic de curgere: ; Debitul critic corespunztor vitezei critice de curgere:

( ) ;

Se alege agregat de cimentare tip , cu urmtoarele caracteristici:Pompa de presiune Pompa de ap

Treptede

vitez

Putereahidraulic

Diametrul pistoanelor

Debitul Presiuneamaximla debitul

Tipul Presiuneamaxim

Debitulmaxim

min max min max- - 8 185

100* 125 994 700 90 15 1000115 165 1314 530 65

125 195 1552 450 55 Debitul maxim al agregatului : ; Numrul agregatelor de cimentare:

;

Presiunea de circulaie: ; Presiunea cnd pasta de ciment ajunge laiu:

( ) ; Volumul pompat pn acum: ;

Presiunea cnd s-a pompat toat pasta de ciment:

( ) ;



37/53

36

Presiunea dat de coloanele de fluide la sfr itul operaiei:

( ) ; Presiunea total la finalul operaiei:

; Volumul total pompat la finalul operaiei: ;

Presiunea din manifoldul de cimentare este:

; Variaia presiunii de pompare n timpul cimentrii:

Durata operaiei de cimentare a coloanei de ancoraj(se consider un randament volumic alagregatelor ):

; ;

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120 140 160

p r e s i u n e a

, b a r

volumul, m^3


38/53

37

Timpul de pompabilitate a pastei:

; .

5.2. Coloana intermediar



;deoarece , se va folosi un al treilea material n afar de ap i praf de ciment,

anume diatomit, cu ; Diametrul coloanei intermediare:


; Diametrul interior mediu:

; Distana de la iul coloanei pn la inelul de reinere:

; se alege: ; Coeficientul de cavernometrie: ; Coeficientul de pierdere a pastei de ciment: ; Coeficientul pentru noroiul de refulare: ; Diametrul gurii de sond:

;

Volumul pastei de ciment:( ) ;


39/53

38

Volumul noroiului de refulare:

; Densitile materialelor: ; ; ;

Cantitile meterialelor pentru preparare: se cunosc:o factorul ap-ciment: ;o factorul ap-diatomit: ;

;

;

;se impune o anumit cantitate de ciment: ex: ;

; ;

; Cantitatea total de ciment:

; Cantitatea total de diatomit:


;

Numrul de autocontainere , cu capacitatea de :;

Viteza critic de curgere: ; Debitul criticcorespunztor vitezei critice de curgere:

( ) ;


40/53

39

Se alege agregat de cimentare tip , cu urmtoarele caracteristici: Pompa de presiune Pompa de ap

Treptedevitez

Putereahidraulic

Diametrul pistoanelor

Debitul Presiunea maximla debitul

Tipul Presiuneamaxim

Debitulmaximmin max min max

- - 8 185

100* 125 994 700 90 15 1000115 165 1314 530 65125 195 1552 450 55

Debitul maxim al agregatului : ; Performanele agregatului sunt:Tipul agregatelor Viteza Diametrul cmilor, mm 125

debitul, presiunea,

V 637 140VI 867 100VII 1177 75VIII 1552 55

Numrul agregatelor de cimentare:

;

Presiunea de circulaie: ; Presiunea cnd s-a pompat ntreaga cantitate de past de ciment:

; ;


Presiunease menine constant pn cnd pasta ajunge la iu:

;

Volumul pompat pn cnd pasta ajunge la iu:

;


41/53

40

Presiunea dat de coloanele de fluide la sfritul operaiei:

( ) ; Presiunea total la finalul operaiei:

; Volumul total pompat la finalul operaiei:

; Variaia presiunii de pompare n timpul cimentrii:

Durata operaiei de cimentare a coloanei intermediare(se consider un randament volumic alagregatelor ):

; ;


; .

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

p r e s i u n e a

, b a r

volumul, m^3


42/53

41

5.3. Coloana de exploatare



; Proprietile pastei de ciment :

o vscozitatea plastic:

;o tensiunea dinamic de forfecare:

; Diametrul coloanei de exploatare:


;

Diametrul interior mediu:

; Distana de la iul coloanei pn la inelul de reinere:

; se alege: ; Coeficientul de cavernometrie: ; Coeficientul de pierdere a pastei de ciment: ; Coeficientul pentru noroiul de refulare: ; Diametrul gurii de sond:

; Volumul pastei de ciment:

( ) ;

Volumul noroiului de refulare:

;


43/53

42

Densitile materialelor: ; ; Cantitatea totalde ciment:


; Numrul de autocontainere , cu capacitatea de :

;

Se recomand utilizarea unuidop separator, cu o densitate intermediar de , cu onlime de , ce are urmtorul volum:

( ) ;

ns, n urmtoarele calcule, nu se va ine cont deacest dop separator; Agregatele disponibile sunt cele tip , echipate cu plunjere de , care la vitezele 6

i 7, cu un randament volumic de , debiteaza la presiuneamaxim de ;

Se accept pomparea pastei cu dou agregate, la un debit de ; Debitul de pompare a noroiului se poate stabili astfel nct micarea pastei de ciment n spaiul inelar

s fie turbulent. n acest caz, numrul Hedstrom pentru micarea pastei n spaiul inelar netubat este:

( ) ; Din figura 26 , se citete numrul Reynolds de tranziie de la curgerea laminar la cea turbulent:

;

Astfel, rezult viteza critic de curgere:

( ) ;

Debitul critic este:

( ) ; n continuare se admite c pasta de ciment, , se pompeazcu (dou agregate), iar

noroiul de refulare, , cu (trei agregate); Se calculeaz numrul Reynolds i numrul Bingham , iar cu ajutorul acestora se determin

coeficietul de rezisten hidraulic din figura 29 , respectiv figura 30 ;

Aceste numare se determin cu formulele urmtoare, o dat pentruinteriorul conductei, respectiv pentru spaiul inelar dintre gaura de sond i coloana de exploatare ( );


44/53

43

;

;

Vitezele care se introduc sunt determinate din ecuaia continuitii, folosind cele dou debite de lucrumai sus menionate;

;

;

;

;

Numerele Reynolds i Bingham pentru curgerea pastei prin conducte (1 i 3), respectiv prinspaii inelare (2 i 4) sunt:

;

;

;

;

;

;

;

;

Numerele Reynolds i Bingham pentru curgerea noroiului de refulare prin conducte (1 i 3),respectiv prin spaii inelare (2 i 4) sunt:

;

;


45/53

44

;

;

;

;

;

;

Presiunea la manifold se determin cu urmtoarea formul, debitul fiind mprit la 2 deoarece sefolosesc dou conducte colectoare pn la capul de cimentare:

;

; ; ;

; Toate aceste determinri sunt prezentate n tabelul urmtor:

Debitul 20 30Spaiul interior inelar interior inelarViteza 1,74 1,156 2,61 1,734

Pasta deciment

13530 4765 20300 7148 47,313 37,758 31,542 25,172

regim laminar laminar turbulent laminar

0,042 0,102 0,019 0,051 2,5 4,75 Noroiul de

refulare

10700 3769 16050 5654 15,053 12,013 10,036 8,009

regim turbulent laminar turbulent turbulent 0,021 0,058 0,014 0,031

2,35 4,412 Lungimile de noroi i past la sfritul pomprii pastei sunt:

; ;


46/53

45

Lungimile de noroi i past la sfritul operaiei de cimentare sunt:

; ;

Adncimile de noroi i past la sfritul operaiei de cimentare sunt:

; ; Pentru a determina celelalte dou grafice de variaie, se completeaz urmtorul tabel, tiind c pute

calcula cderile de presiune pe o anumit lungime cu formula Darcy-Weissbach :

;

ncepe pomparea pastei de ciment:

; ; ;

; ;

Sfritul pomprii pastei de ciment:

;( ) ; ;

; ;

ncepe pomparea noroiului de refulare:

;( ) ;

; ; ;


47/53


48/53

47

Durata operaiei de cimentare a coloanei de exploatare este:

; ;


; .

5.4. Filmul tehnologic al operatiei de cimentare

A.Preg tirea opera iei

n acest capitol se va descrie operaia de cimentare a coloanei de exploatare de ; Coloana de exploataretrebuie echipat cu toate accesoriile necesare: iu cu valv, niplu cu valv,

centrori, curitori de turt etc.; Reeta de past se testeaz n condiii ct mai apropiate de cele din sond, cu probe reprezentativ

pentru materialele ce vor fi utilizate,n zilele premergtoare operaiei. Se regleaz densitatea, proprietile reologice i viteza de filtrare, potrivit condiiilor concrete din sond, i timpul pompabilitate n raport cu posibilitile de pompare;

Se pregtete, n habe sau n rezervoare, apa, un volum dublu fa de cel necesar. n alte habe,se prepar fluidele de separare, dac se utilizeaz;

Amplasarea agregatelor de cimentare i a autocontainerelor cu ciment este condiionat de numrde mixere ce prepar pasta, de numrul de agregate care vor pompa pasta i noroiul de refulare, detipul pastei i de spaiul disponibil. La un moment dat, un agregat care prepar pasta la un mixlucr eaz cu un singur autocontainer;

Dup amplasare, se monteaz liniile de alimentare cu ap (soluie), fluid de separare i noroi drefulare, i cele de pompare n sond. Acestea din urm sunt racordate la unul sau dou colectoacare ajung la capul de cimentare i se probeaz la o presiune cu mai mare dect cea maximestimat; Se introduce prin capulde cimentare, sub braele de intrare, dopul de cauciuc cu membran, iar cndcapul este etajat se introduce i al doilea dop, cel masiv, ntre cele dou rnduri de brae.


49/53

48

B.Prepararea i pomparea pastei

De obicei, pasta se pompeaz pe msura preparrii.Pompele rotative primesc apa prin intermediulhabelor de pe agregate i o pompeaz n mixerele cu jet. Aici apa antreneaz cimentul praf introd

n plnia din autocontainer i n camera de amestec se formeaz pasta de ciment. Aceasta ajunge haba de amestec, de unde, printr-un furtun, este aspirat de pompa de presiune i pompat spr e capulde cimentare;

n timpul pomprii, se msoar permanent densitatea pastei, care se menine la valoarea d

, prin reglareadebitului de ap sau de ciment; Pentru omogenizarea i corectarea densitii, se recomand ca pasta s fie recirculat n habe m

mari, de cu unul din agregate. Aceast hab permite s se pstreze debitul de pomparedorit chiar dac debitul de preparare nu este constant; Ultima tran de past, cea care este plasat n zona iului circa din volumul total este

preparat din ciment curat, fr adaosuri care micoreaz rezistena pietrei, cu factorul ap cimentmai redus;

Dup pomparea pastei, se spal conductele i echipamentele de pompare cu ap i se schimb filtrede pe liniile de refulare. La capul de cimentare simplu, se deurubeaz capacul i se introduce

doilea dop sub braele laterale. Se remonteaz conductele pentru pompararea noroiului de refulare; Durata acestor operaii, n care pasta rmne n sond nemicat, trebuie s fie ct mai redus, ma

ales n situaia cnd pasta a nceput s urce deja n spaiul inelar( ); Pentru sigurana cimentrii n zona iului, se vor mai pompa cteva sute de litri de past i dup

dopul de cauciuc masiv.

C.Pomparea noroiului de refulare

Dac se pompeaz cu agregatele de cimentare, volumul de noroi este msurat n habele acestorunde este trimis de pompele sondei. Cnd noroiul este refulat n sond direct cu pompele de noroi, else msoar fie n habele de aspiraie, ce trebuie calibrate, fie contoriznd numrul de curse al pistoanelor;

n timpul pomprii, se controleaz i debitul de ieire, pentru a preveni o pierdere n strate saumanifestare. Datorit diferenei de densitate past noroi, cnd presiunea la capul de cimentare

devine 0, debitul la ieire va depi pe cel de pompare, iar ulterior rmne o perioad mai mic; Pentru a mbunti dezlocuirea noroiului i a activa scarificatorii de turt, coloana se manevreaz

i se rotete cu ;


50/53

49

Cnd mai sunt de pompat de noroi, se micoreaz debitul, oprind treptat agregatele, astfelca la oprirea dopului masiv pe inelul de reinere viteza de circulaie s fie redus, n sco puldiminurii ocului de presiune;

Se ridic presiunea cu peste cea de pompare, eventual pn la presiunea de probare acoloanei, se ateapt cteva minute apoi se scurge presiunea la zero. Coloana de exploatare s

nchide n aceat situaie, la celelalte coloane se creeaz i apoise nchid. Cnd valvelenu etaneaz, se reface presiunea de la sfritul pomprii i se nchide coloana.

D.Dispoziii finale ale cimentrii

Dac n timpul prizei, presiunea crete periculosdin cauza exotermiei, aceasta se scurge periodic. ncheierea operaiei de cimentare fr dificulti i accidente, precum i absena lor n perioad

imediat urmtoare nu nseamn ntotdeauna c cimentarea este reuit; Complicaiile pot interveni mult mai trziu. Pentru a le preveni este necesar s fie detectate cauze

lor posibile, iar cimentarea trebuie eventual remediat. Reuita cimentrii se poate aprecia, dup forarea unui scurt interval sub iul coloanei sau dup

perforarea ei, prin intermediul probelor de presiune, de golire i chiar de producie.

Capitolul 6

Alegerea echipamentului de suprafa

Dup ce se va sapa gaura de sond, pentru montarea coloanei de ancoraj pe intervalul , laultimul burlan introdus la suprafa se va monta o flan cu muf tip care va rezista la o presiunede lucru de , cu o dimensiune nominal de , n care se nurubeaz coloana de ancoraj cudiametrul de .

Prevenitoarele ce se pot monta pesteaceastflan cu muf , sunt .


51/53

50

Schema constructiv a capului de sond cu trei coloane de burlane este urmtoarea:


52/53

51

Capul de sond va fi alctuit din:

1. Flana cu muf care se inurubeaz la colana de suprafa:

o dimensiunea:

;

o burlanul ce se inurubeaz n f lana cu muf: ;o burlanul ce se suspend n flana cu muf: ;o burlanul ce se suspend n flanadubl: ;

2. Flana dubl n care se suspend coloana de exploatare:

o dimensiunea: ;o prezint etanare secundar pentru burlane cu diametrul: ;o suspend burlane cu diametrul: ;3. Dispozitiv pentru suspendarea evilor de extracie:

o dimensiuni: ;o prezint etanare secundar pentru burlane cu diametrul: ;4. Tipuli dimensiunile prevenitorului care se poate monta:

o diametrul seciunii de trecere: ;o presiunea nominal: ;o presiunea de prob: ;o diametrul bacurilor: ;o dimensiunea nominal a flanei de racordare: ;o racordul principal cu duze reglabile:

;

o diametrul maxim de trecere al duzei reglabile: ;o racordurile de circulaie invers i control: .


53/53

Foraj - Badinescu Sergiu

Documents

Transcript of Foraj - Badinescu Sergiu