Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Райзер это нефть


Райзер - Справочник химика 21

    Основная реакция протекает в реакторе лифтного типа (райзере), заканчивается процесс в реакторе, после чего газопродуктовая смесь поступает на фракционирование, а закоксованный катализатор — в регенератор. Температура в реакторе 510-540°С, температура в регенераторе 650—700°С. [c.135]     При бурении в океане, например, приходится принимать специальные меры, в которых земные буровики просто не нуждаются. Здесь есть райзер — колонна стальных труб, тянущаяся от судна до дна. Толщина их стенок — около 20 миллиметров таков необходимый запас прочности, чтобы предохранить буровой инструмент от воздействия окружающей среды. И наоборот, чтобы защитить океан от загрязнения нефтепродуктами. [c.66]

    Ю. П. Райзер установил следующую зависимость времени установления равновесной концентрации N0 от температуры  [c.32]

    По Ю. П. Райзеру продолжительность установления равновесной концентрации окиси азота в зависимости от температуры следующая  [c.23]

    Райзер Ю. П. Пробой н нагревание газов под действием лазерного л ча.—Усп. Лиз. наук. 1965, т. 87,. Nb 1, с. 29—64. [c.190]

    М. В. Ломоносов родился в 1711 г. в деревне Денисовке, недалеко от Архангельска, в семье рыбака-помора. Он рос очень любознательным мальчиком, и с юных лет у него была страстная тяга к знаниям. Это заставило его в возрасте 19 лет уехать из родной деревни. С попутным обозом он добрался до Москвы, где с большим трудом поступил в Славяно-греко-латинскую академию. Впоследствии Ломоносов не раз вспоминал крайнюю нужду и голод, которые он испытывал в течение всех лет своего пребывания в Москве. Здесь он основательно изучил латинский язык, который в то время был международным научным языком. Впоследствии все свои научные диссертации и работы он писал на латинском языке. В 1735 г. М. В. Ломоносов был переведен в Петербург и зачислен студентом университета, только что организованного при Российской академии наук. Здесь он скоро обратил на себя внимание как самый успевающий студент. При отборе наиболее способных студентов, посылаемых в заграничные университеты для изучения горного дела, М. В. Ломоносов оказался первым. В 1736 г. он уехал в Германию вместе с двумя другими студентами — Райзером и Виноградовым (впоследствии основатель Русского императорского фарфорового завода в Н. Ладоге). [c.27]

    Для объяснения на6. 1юдаемых эффектов была построена математическая модель, основанная на принципах механики многофазных сред и описывающая гидродинамические процессы с учетом физико-химических превращений, происхо-дящ11х в райзере лифт-реактора каталитического крекинга при подаче восстанавливающего агента [4.38, 4.39]. Результаты численного решеипя показывают (рнс. 4.4), что существующий в реальных условиях характер течения в райзере реакюра не обеспечивает необходимое перемешивание подаваемого топливного газа с катализатором над областью ввода катализатора в райзер. Это приводит, согласно полученным [c.123]

    Использование больших возможностей имеющегося на СМЗ оборудования позволило изготавливать трубы из алюминиевых сплавов для производства водоотделяющих колонн (райзеров) для глубоководного бурения при глубинах Мирового океана, превышающих 1500-2000 м. СМЗ поставляет трубы с внутренним диаметром 490 мм и штампованные фланцы к ним для соединения труб в колонну. Райзер опускают до дна моря и внутри располагают бурильную колонну. Эта совместная разработка Самарского завода и компании Акватик сулит настоящий прорыв в технологии морского бурения не только на шельфе России, но и за рубежом. [c.108]

    Одним из наиболее удобных способов проведения таких реакций в лабораторном масштабе является использование смесителей, обычно применяемых в домашних условиях, таких, как мешалки Уорипга или Осте-райзера. [c.21]

    Эти величины были позже пересмотрены Зельдовичем и Райзером [261]. Использас новые данные ио равновесию реакций (2.42), (2.43) и (2.45), авторы получили значения энергий активации и -10 равными соответственно. 92 и 135 ккил/лоль. Температурная зависимость констант скоростей йю и согласно данным этих авторов, опнсывается выражениями 10  [c.97]

    Важным методом изучения поверхностного слоя твердых тел является метод дифракции электронов. С помощью дифракции медленных электронов можно исследовать область твердого тела толщиной всего в несколько десятков ангстрем, т. е. получать дифракционные картины в основном поверхностного слоя [12, 13]. Этим методом показано, например, что на молекулярном уровне шлифовка приводит прежде всего к механическому истиранию поверхности без глубокого изменения ее кристаллической структуры, тогда как в результате полировки поверхности образуется довольно глубокий и практически аморфный слой, обычно называемый слоем Бейльби. Бснльби обнаружил, что такие слои под микроскопом выглядят аморфными и в целом напоминают пленки вязких жидкостей — они не только равномерно покрывают поверхность, но и затекают в разного рода неровности, например трещины и царапины [14, 15]. Позднее Райзер [16] пришел к выводу, что слои Бейльби фактически являются микрокристаллическими, но размер этих микрокристаллов так мал, что получаемая интерференционная картина близка к картине, наблюдаемой для аморфного материала. [c.202]

    Метод кинетической устойчивости, основанный на анализе нормальных мод, теперь не применим, однако наш критерий устойчивости сохраняет силу. Прежде чем перейти к существу дела, мы кратко рассмотрим основные свойства бегущих волн — звуковых волн, которые соответствуют малым возмущениям, и волн конечной амплитуды. Более подробно эти вопросы освещены в превосходных монографиях Ландау и Лифшица [100] и Зельдовича и Райзера [198]. [c.192]

    М. В. Ломоносов четко разграничил цели теоретической и практической химии. Практическая часть химии состоит в историческом познании изменений смешанного тела, — писал он. —. ..Теоретическая часть химии состоит в философском познании изменений смешанного тела... . Михайло Васильевич Ломоносов родился в семье помора 8(19) ноября 1711 г. в деревне Мишанинской, расположенной в устье Северной Двины. Уже в юности у Ломоносова пробудился интерес к естественнонаучным знаниям. В конце 1730 г. Ломоносов поехал в Москву учиться. Здесь он поступил в Московскую славянолатинскую академию, где изучал латынь, риторику и философию. В 1735 г. в числе 12 московских семинаристов Ломоносов был переведен в Петербург в Университет при Петербургской Академии наук. Здесь он пробыл 8 месяцев, показав отменную склонность к экспериментальной физике, химии и минералогии . Осенью 1736 г. Ломоносов вместе с двумя товарищами (Виноградовым и Райзером) поехал в Германию для изучения горного дела. Первоначально Ломоносов слушал лекции по физике и химии в Марбургском университете, а затем изучал горное дело, металлургию, маркшейдерское дело во Фрайберге. Летом 1741 г. Ломоносов был назначен адъютантом, а в 1745 г. профессором химии (академиком) Петербургской Академии наук. [c.79]

    В 60-е годы в связи с появлением катализаторов, содержащих цеолит, произошло значительное изменение технологии процесса каталитического крекинга. Данные катализаторы демонстрировали много ббльшую активность и селективность по отношению к бензину, а также термическую стабильность по сравнению с применяемыми в то время аморфными алюмосиликатными катализаторами. Самое значительное усовершенствование технологии F заключалось в том, что крекинг в псевдоожижен-ной фазе происходил только в лифт-реакторе, т. е. это был полный крекинг в лифт-реакторе. Этот проект ЮОПи реализовала на промышленном уровне в 1971 г. Этот проект, на который указывали как на реакторную систему с райзером (реактором лифтного типа) резкого охлаждения , также применялся для реконструкции действующих установок. Увеличилась селективность по бензину, снизился выход кокса, уменьшились вторичные процессы крекинга. [c.181]

    Модель экспонирования негативного фоторезиста и математическую обработку процесса структурирования в зависимости от распределения молекулярной. массы фотополимера предложили Райзер и Питтс [88]. [c.56]

    Райзер и Векуа [35] установили, что поликонденсация фталевого ангидрида с гликолем, глицерином и глицеридами кислот льняного масла происходит так, что при 180°нет процесса распада с выделением низкомолекулярных кислых продуктов, и количество выделяющейся воды близко к теоретическому. Реакция происходит быстрее при избытке глицерина, чем при эквимолекулярном соотношении исходных веществ, причем выделение воды начинается лишь после того, как реакция пройдет на 50%, т. е. будут израсходованы все ангидридные группы. [c.144]

    Сверак и Райзер при градуировке по площади пика использовали поправочный коэффициент, не зависящий от скорости газа-носителя Va, объема анализируемой смеси Vuv, скорости [c.215]

    Сверак и Райзер [35] при калибровке по площади использовали поправочный коэффициент, не зависящий от скорости газа-носителя Fa, объема анализируемой смеси Fnp, скорости ленты регистратора. 52, чувствительности регистратора Вг, и определяли концентрацию компонента по формуле  [c.219]

    По прибытии в Марбург вместе с двумя своими товарищами (Д. Виноградовым и Г. Райзером) Ломоносов был зачислен в местный университет и в течение примерно трех лет занимался под руководством известного немецкого физика и философа Христиана Фридриха Вольфа (1679—1754) физикой, математикой и другими науками. Химию он слушал у профессора Дуйзинга, который читал ее по руководству Г. Ф. Тейхмейера (1729) — по- [c.259]

    Центральной частью установки каталитического крекинга является реактор (рис. 6.1). Сырье проходит через нагреватель, смешивается с катализатором и поступает в вертикальную трубу (райзер), ведуш,ую в нижнюю часть большого сосуда, похожего на резервуар для воды, который называется реактором. В момент, когда сырье поступает в реактор, процесс уже идет, поэтому время пребывания сырья в реакторе — всего несколько секунд. В более современных конструкциях крекинг, в основном, происходит уже в райзере. Таким образом, реактор нужен только для отделения углеводородов от катализатора. Это производится с помош,ью циклона, механического приспособления, используюш,его центрифугирование. [c.58]

    Райзер [47] изучал колонки с внутренними ребрами, имеющие диаметр около 3,68 и 7,5 см. Эти колонки изготавливали путем сварки друг с другом восьми отрезков металлического уголка (таким образом, в поперечном сечении такая колонка имеет форму восьмиконечной звезды). Наибольшая степень разделения получалась, когда насадку засыпали в такую колонку при одновременном постукивании по ней. В зависимости от производительности колонки с внутренними ребрами давали увеличение эффективности на 30—70% по сравнению с обычными колонками. Это увеличение эффективности в таких колонках приписывают лучшему рассеянию тепла, выделяющегося при растворении образца в жидкой фазе, и более равномерным профилям скоростей газового потока. Медленное программирование температуры такой колонки давало хорошие результаты, однако при быстром программировании все же наблюдалась разность между температурами -циркулирующего воздуха в термостате и у оси колонки. Изучали колонки, изготовленные из алюминия и нержавеющей стали, причем эффективность алюминиевой колонки была на 207о больше эффективности стальной колонки. Минимальное значение ВЭТТ было равно 3,0 мм — для колонки диаметром около 7,5 см и 1,8 мм— для колонки диаметром около 3,8 см. [c.133]

    Это заставило его в возрасте 19 лет уехать из родной деревни. С попутным обозом он добрался до Москвы, где с большим трудом поступил в Славяно-греко-латинскую академию. Впоследствии Ломоносов не раз В Споминал крайнюю нужду и голод, которые он испытывал в течение всех лет своего пребывания В Мо Скве. Здесь он основательно изучил латинский язык, который в то время был международным научным языком. Впоследствии все свои научные диссертации и работы он писал на латинском языке. В 1735 г. Ломоносов был переведен в Петербург и зачислен студентом университета, только что организованного при Российской академии наук. Здесь он скоро обратил на себя внимание как самый успевающий студент. При отборе наиболее способных студентов, посылаемых в заграничные университеты для изучения горного дела, М. В. Ломоносов оказался первым. В 1736 г. он уехал в Германию вместе с двумя другими студентами — Райзером и Виноградовым (впослед- [c.77]

    Новые идеи, выдвинутые в это время Финчем и Квореллом на основании своих экспериментальных результатов, заключались в признании псевдоморфизма плоскости срастания , т. е., другими словами, образования первоначального слоя осадка с решеткой, соответствующей по величине параметров решетке подложки. Представления о поверхностном псевдоморфизме при эпитаксии получили очень широкое распространение несмотря на совершенно недостаточный экспериментальный материал. На основании этих представлений были выдвинуты принципы и построены теории ориентированной кристаллизации (в частности, теория Франка и Ван-дер-Мерве). Последующее экспериментальное изучение процесса заставило, однако, полностью пересмотреть первоначальную точку зрения о поверхностном псевдоморфизме и отказаться от представлений об изменении параметров решеток в тонких кристаллических пленках осадков. В этом вопросе большую роль сыграли работы Лукаса, Райзера, Шишакова, Ньюмена, Пэшли и других авторов. [c.12]

    Экспериментальная проверка ранних результатов, относя-ш,ихся к образованию окисла на цинке, осуществлена Райзером, Лукасом и Эйлерсом [62—67]. Авторы изучали окисление плоскости скола (001) Z n при выдерлОкисная пленка возникала очень быстро и достигала такой толщины, что при электронографическом исследовании полностью экранировала поверхность цинка. [c.223]

    Работа по физике" — первая известная студенческая диссертация Ломоносова, Написание ее было в лзвано следующими обстоятельствами. Перед отправкой в Марбург к проф. X. Вольфу Ломоносов вместе с Д. И. Виноградовым и Г. У. Райзером 18 августа 1736 г. получил от Петербургской Академии Наук специальную инструкцию, сог. асно которой ( б) каждый из студентов дол>кен был присылать всегда по про-шествий полугода в Академию Наук известия, каким наукам и языкам он обучается также и нечто из своих трудов в свидетельство прилежания (Куник, II, стр. 247). Первые рапорты трех студентов о своих занятиях, но без приложения своих трудов в свидетельство прилежания" были получены в Академии 26 сентября 1737 г. и 12 апреля 1738 г. Академия Наук не удовлетворилась присланными коллективными рапортами и потребовала точного выполнения инструкции. В октябре 1738 г. Академия предложила Ломоносову, Д. И. Виноградову и Г. У. Райзеру немедленно представить работы по наукам . В письме к проф. X. Вольфу, отвечая на его запрос о характере тргбуемых от студентов работ, президент Академии Наук Кор ) в октябре 1738 г. писал Упомянутые работы, по моему мнению, могли бы состоять из какой-нибудь диссертации или экспромта, или вообще сочинения написанного, но не напечатанного, на заданную Вами тему. Они долады быть представлены по полугодно, но начало им следует положить теперь же (Куник, II, стр. 275). Таким пер- [c.539]

chem21.info

ГЕОЛОГИЯ И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ - Стр 32

кие характеристики: прочность тампонажного камня на изгиб/сжатие, седиментационная устойчивость. Эффект достигается более активным взаимодействием цеолитовой добавки с продуктами гидратации цемента и повышением степени гидратации.

Список литературы

1.Овчинников П.В., Кузнецов В.Г., Фролов А.А., Овчинников В.П., Шатов А.А., Урманчеев В.И., Специальные тампонажные материалы для низкотемпературных скважин. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр»,2002. – 92, 93 стр.

2.Патент №2133328, Е21В33/138, опубликован 20.07.1999 г.

К ВЫБОРУ ТИПА МОРСКОГО РАЙЗЕРА

Шарыпов Р.Т., Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень

В настоящее время Россия, обладающая богатейшими залежами углеводородов на шельфе, имеет большой потенциал для развития морской нефтегазодобывающей промышленности. Континентальный шельф России содержит в своих недрах колоссальные объемы нефти и газа.

По данным ООН, разведанные запасы арктической нефти составляют 100 млрд. т. газа — 50 трлн. кубометров. Согласно российским оценкам, основывающихся на результатах сейсморазведочных работ и бурения, большинство из которых были выполнены в 80-хгодах, во времена СССР, запасы Арктики составляют порядка 100 млрд. т. газа и нефти. Аналитическая компания в области энергетики Infield Systems сообщила, что разведанные запасы на арктическом шельфе составляют 136,6 млрд. барр. н.э. А согласно исследованию ученых из Геологической службы США (USGS), наиболее авторитетной геологической службы мира, в Арктике сконцентрировано более 400 млрд. барр. н.э., или порядка четверти всех мировых неразведанных извлекаемых запасов нефти и газа. На долю России приходится 52% совокупных оценочных запасов, второе место занимает США с

20%.

Бурение морских нефтяных и газовых скважин коренным образом отличается от бурения их на суше. Большая сложность и специфические особенности проведения этих работ в море обуславливаются воздействием окружающей среды, необходимостью преодоления естественной преграды для осуществления бурения - водного пространства, инженерногеологическими изысканиями, высокой стоимостью и уникальностью технических средств, медико-биологическимипроблемами, вызванными необходимостью производства работ под водой, технологией и организацией строительства и эксплуатации объектов в море, обслуживания работ, т.е. являются сложными в техническом отношении операциями, весьма дорогостоящими и связанными со значительным риском.

311

В зависимости от глубины шельфа используются различные технические средства для осуществления бурения скважин. В процессе эксплуатации плавучие сооружения постоянно подвергаются действию нагрузок от ветра, течения и волнения. Значительную часть времени они непрерывно перемещаются, совершая колебания в различных степенях свободы. В этих условиях большое значение приобретает работа систем удержания подобных сооружений, которые ограничивают их перемещения, обеспечивают нормальные условия эксплуатации. От надежности работы систем удержания во многом зависит сохранность всего сооружения.

Рассмотрим систему, позволяющую осуществлять соединение морской буровой установки с подводным противовыбросовым оборудованием или блоком устьевого соединителя, установленным на устье скважины, для последующего спуска в скважину бурильной и обсадной колонн, отвода использованного бурового раствора на регенерацию и очистку и управления скважиной через манифольдные линии - райзер (морская водоотделяющая колонна, морской стояк). Существуют райзеры различные по структуре, использование которых производится в зависимости от условий

(табл. 1).

 

Типы морских райзеров

 

 

Таблица 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По типу

Жесткие натяжные

Гибкие

 

Стальные цепные

конструкции

 

 

 

 

 

 

Где используются

Для платформ с на-

На судах FPSO, по-

На платформах ти-

 

тяжными связями

лупогружных

мор-

па TLP, spar, судах

 

 

 

ских буровых

 

FPSO

 

По форме

Натяжные системы

Свободно

прови-

Участки стальных

 

с выдвижными со-

сающие

 

труб,

соединенные

 

единениями,

кото-

Типа Steep wave

при помощи гибких

 

рые позволяют ком-

Типа Lazy S

 

соединений

 

пенсировать

движе-

Типа Steep S

 

 

 

 

ние и наклон плат-

Типа Lazy wave

 

 

 

формы

 

 

 

 

 

По назначению

Буровые

 

эксплуатационные

 

 

По материалу

Стальные

 

Алюминиевые

Титановые

По условиям экс-

Мелководные

Глубоководные

Для

арктических

плуатации

 

 

 

 

условий

По количеству и

Сгруппированные

Одноколонные

Труба в трубе

виду соединений

 

 

 

 

 

 

Одним из наиболее ответственных элементов плавучих платформ является система райзеров, соединяющих платформу с устьем скважины, находящимся на дне.

По конструкции райзеры бывают жесткими натяжными, цепными и гибкими. Жесткие райзеры, в основном, применяются для платформ с на-

312

тяжными связями. Гибкие райзеры различных конфигураций используют в полупогружных платформах и судах FPSO.

Обычно райзеры различают: по предназначению - на буровые и эксплуатационные; по материалу - на райзеры из стали, титановых и алюминиевых сплавов, из композитных материалов.

Выбор типа райзера является важнейшим фактором в успешном проведении работ.

Список литературы

1.Папуша А.Н. Проектирование морской бурильной колонны и райзера: расчет на прочность, изгиб и устойчивость морской бурильной колонны и райзера в среде Mathematica. - Москва.: Институт компьютерных исследований, 2011. - 15 с.

2.Барт-ЯнВенсвеен.,Ян-Питерде Врис, Майкл Белл, Рамон де Гааз. Новый гибридный райзер на шельфе Анголы // Offshore – 2014. – №3. –С.44-48.

3.http://www.offshore-industry.net/abbr/m.htm

ВЫНОС МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ С ЗАБОЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ

В УСЛОВИЯХ СЛАБОСЦЕМЕНТИРОВАННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

Гурбанов И.И., Хакимов А.А., Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень

На данный момент большинство нефтяных и газовых месторождений находятся на стадии падающей добычи, характеризующиеся низкими дебитами добывающих скважин, активным внедрением воды в газонефтенасыщенную часть залежи, низкими пластовыми давлениями относительно начального пластового давления. Все эти факторы обуславливают повышенную сложность в добычи флюида на дневную поверхность. Одной из распространенных проблем при разработке залежей на данной стадий добычи является разрушение призабойной зоны пласта, вынос песка на забой скважины и на дневную поверхность, вызывающая повышенный износ наземного оборудования.

В данной статье будут описаны модели, описывающие трехфазный поток нефть-вода-песок,для того чтобы выработать понимание того, как происходит влияние пескопроявления на падение давления в стволе добывающих скважин. Конечной целью ставится создание плана рабочего процесса у случае, если спрогнозировано разрушение призабойной зоны.

Первоначально вынос частиц породы на забой скважины характеризуется двумя факторами: возникающие напряжения в призабойной зоне скважины и движение флюида в призабойной зоне, срывающая частицы пароды. Так как на стадии падающей добычи отношение текущего пластового давления к начальному пластовому давлению может составлять более 0,8, то возникающая разница между касательными и продольными напряжениями достаточно высокая, что приводит к разрушению призабойной

313

зоны и именно этот фактор является основной причиной выноса частиц породы на забой скважины.

В процессе эксплуатации выносимые частицы породы на забой скважины оседают или подхватываются восходящим потоком и выносятся на дневную поверхность.

Срывание частиц с забоя и вынос на поверхность в основном зависит от таких параметров как: режим течения флюида, плотность флюида, плотность частиц породы, а так же форма частиц.

Режим течения характеризуется критерием Рейнольдца:

Для сферических частиц при малых значениях Re<2 возможно использовать законом Стокса для определения скорости витания:

Если же число Рейнольдца находиться в интервале значений от 2 до 500 возможно использовать уравнение Аллена:

. (3)

Однако можно использовать более удобную формулу:

где Arчисло Архимеда:

. (5)

При турбулентном режиме течения Re>500 скорость витания находиться из выражения:

(6)

Данные формулы для расчета скорости витания применимы для сферических зерен породы. Для не сферических частиц необходимо умножить на поправочный коэффициент η [1]:

(7)

После определения скорости витания и подтверждения того факта, что для данной скважины скорость флюида превышает скорость витания нас будут интересовать следующие два вопроса: объемы добычи песка и

314

изменение градиента давления вдоль ствола скважины вследствие наличия взвешенных частиц в столбе жидкости.

К примеру, в случае потока в горизонтальном стволе скважины, согласно результатам эксперимента [2], вынос песка начинается при скорости флюида более 0.43 м/c. Соответственно, при скоростях ниже данной разницы в градиенте давления по скважине не будет.

При низких скоростях потока, объемное значение перенесенного песка можно определить используя формулу Мейера-Петера:

По результатам того же эксперимента [2] на рис. 1 можно увидеть зависимость градиента давления от расхода на единицу сечения потока и концентрации песка на забое (для горизонтального участка скважины). Поскольку концентрацию песка на забое спрогнозировать достаточно сложно, можно использовать средний тренд по всем точкам с обязательной последующей верификацией с промысловыми данными.

Рис. 1. Изменение градиента давления

Исходя из предоставленной выше информации пример организации рабочего процесса можно увидеть на диаграмме, изображенной на рис. 2, в случае, если спрогнозировано разрушение призабойной зоны [3].

315

Рис. 2. План рабочего процесса

Входенаписанияданной статьи былиосуществлены следующиецели:

1.Рассмотрены формулы определения скорости витания

2.Выведена примерная эмпирическая формула зависимости градиента давления. Необходима верификация.

3.Предложена формула Мейера-Петера,как способ прогноза объемного дебита песка

4.Составлен план рабочего процесса в случае, если спрогнозировано разрушение призабойной зоны

5.Таким образом, применение данной методики вместе с любой методикой определения разрушения призабойной зоны [3] позволяет нам учесть большую часть явлений, происходящих в процессе пескопроявления. Из перспективных направлений можно отметить создание и верификацию метода записи данных об изменении градиента давления в VFP таблицу.

Условные обозначения

–расходна единицу сечения потока

Ф – фактор формы

– диаметр частицы

– динамическая вязкость флюида

– плотность флюида

– массовая скорость флюида

– плотность песка

– скорость флюида

– напряжение сдвига на верхней

– гидравлический диаметр

поверхности отложения

 

316

 

Список литературы

1.Дэвидсон И., Харрисон Д. «Псевдоожижение» М.: Химия, 1974

2.R.G. Gillies, M.J. McBikken, C.A. Shook., OIL, WATER AND SAND FLOW EXPERIMENTS IN A MODEL HORIZONTAL WELL. – JCPT, November 1995, Volume 34, No 9.

3.Гурбанов И.И., Хакимов А.А. «Новые технологии – нефтегазовому региону: материалы Всероссийской с международным участием научно-практическойконференции студентов, аспирантов и молодых ученых». Тюмень: ТюмГНГУ, 2014

КВОПРОСУ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК СКВАЖИНЫ

НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ СРЕДНЕГО ПРИОБЬЯ

Грошева Т.В.1, Двойников М.В.2, Дерябин А.В.3, Усачев Е.А.1, Фазылов В.Р.3,1 ОАО «СургутНИПИнефть», г. Тюмень;

2Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень;3ОАО «Сургутнефтегаз», г. Сургут

Анализ результатов исследований непроизводительного времени строительства скважины показал, что существенная его часть представлена осложнениями связанными с посадками и затяжками бурильного инструмента при проведении спуско - подъемных операций. Например, при проведении обратной проработки осложненных интервалов, представленных широким спектром в литологическом отношении количеством слабосцементированных пропластков пород, на вибросита выходит большое количество шлама, что позволяет утверждать о потере устойчивости ствола скважины, являющиеся причиной всех последующих осложнений в процессе бурения скважины. Геофизические исследования подтверждают вертикальные отметки проблемных интервалов от 1150 до 1350 м и с 1650 до

1850 м.

Геологический разрез, выявленных интервалов представлен Уватской (1160-1430м),Ханты-мансийской(1430-1720м)и Викуловской (17202030м) свитами. Они представлены абсолютно разными по составу и свойствам горными породами. Например Уватская свита содержит мелко- и среднезернистый песчаник субконтинентального генезиса, Хантымансийскя свита сложена глинами, переслаиванием глин и песчаников, а Викуловская свита преимущественно выражена слабосцементированными песчаниками и алевролитами. В регламенте [1] отмечается, что Хантымансийская и Викуловская свита, относятся к неустойчивым отложениям. Причем справедливо делается акцент, что для сохранения устойчивого состояния стенок скважины при вскрытии любых пластов принципиальное значение имеет зенитный угол под которым осуществляется первичное вскрытие пласта, а так же состав и плотность бурового раствора на котором вскрывается тот или иной пласт [3, 6].

Для более детального исследования поставленной задачи необходимо рассмотреть еще одно важное свойство горных пород определяющее

317

показатель устойчивости - анизотропия горных пород [5]. Анизотропия минералов и горных пород связана с микрослоистостью, упорядоченной ориентировкой зёрен и кристаллов, и микро- и макротрещиноватостью. При ведении горных работ, выборе способов разрушения, наибольшее значение имеет анизотропия деформационных свойств, определяемая как отношение пределов прочности (или модулей деформации) при сжатии и растяжении образцов перпендикулярно и параллельно напластованию.

Для многих горных пород характерна анизоторопия упругих и прочностных свойств, связанная с их слоистой структурой и наличием ориентированой трещиноватости. Для таких пород упругие и деформационные характеристики в плоскостях напластования и в направлении, перпендикулярном к ним, могут сильно отличаться. Такой тип анизоторопии называется трансверсально-изотропным[6].Трансверсально-изотропныематериалы - в которых свойства существенно отличаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях [7].

Как известно, при бурении скважины, в массиве горных пород и ее окресности происходит перераспределение напряжений, связанное с понижением давления внутри скважины. В результате в пласте в окресности скважины возникают касательные (сдвиговые) напряжения, что при определенных условиях может привести к разрушению породы и потере устойчивочти стенок скважины. Начало разрушения определяется двумя основными факторами:

1.Величиной касательных напряжений, действующих в плоскостях напластования (ослабления).

2.Прочностными характеристиками породы, и в первую очередь

прочностными характеристиками плоскостей напластования. Плоскости напластования представляют собой по сути поверхности

ослабления, по которым сопротивление действующим касательным напряжениям значительно снижено. Иными словами, прочность таких пород

внаправлении напластования значительно ниже, чем в других направлениях. Об этом свидетельствуют наблюдающиеся факты дискования кернового материала по плоскостям напластования при резке его алмазными дисками при изготовлении образцов, поскольку, наличие горизонтальной трещиноватости приводит к значительному снижению прочности на сдвиг

вгоризонтальных плоскостях. Именно по этим поверхностям в первую очередь будет происходить разрушение породы при возникновении в ней касательных напряжении в ходе проводки скважины.

Величина касательных напряжений, действующих на контуре скважины в плоскостях напластования, зависит от угла наклона скважины к этим поверхностям, точки на контуре скважины и давления жидкости в скважине. В случае вертикальных скважин касательные напряжения в горизонтальных плоскостях, т.е. плоскостях напластовния отсутствуют. Поэтому опасность разрушения породы на стенках в этом случае невелика.

318

При увеличении зенитного угла ствола скважины растут и касательные напряжения, действующие в плоскостях напластования, следовательно увеличивается опасность разрушения стенок скважины.

Также значительное влияние на устойчивость пород оказывает их влажность, особенно степень увлажненности глинистых пород. Даже при незначительном увлажнении глубина их устойчивого залегания резко снижается. Наименее чувствительны к изменению влажности кварцевые песчаники. Наиболее подвержены к изменению влажности пластичные глины. Плотные глины и глинистые сланцы занимают промежуточное положение.

Анализ снижения прочности набухания глинистых пород вследствие их увлажнения фильтратом промывочной жидкости показал, что чем больше скорость проникновения жидкости в образец, тем меньше время его устойчивого состояния. Однако при одинаковой скорости проникновения жидкости устойчивость образцов различна и зависит от физи- ко-механическихсвойств промывочной жидкости.

По данным [3] набухание глин в значительной степени зависит от полярности среды. В неполярных средах (бензол, бензин) они не набухают, а в высокополярных (вода) глины значительно увеличиваются в объемах

(до 10 раз).

Исследования Г.К. Лобжанидзе показали, что иногда однородные глины по глубине залегания, а так же по простиранию могут характеризоваться различной степенью устойчивости к размоканию и набуханию. В отдельных случаях глины одного пласта по устойчивости к размоканию неоднородны.

Как было подтверждено рядом исследований [8] потеря стабильности глинистых отложений при бурении скважин происходит в основном из-запроникновения фильтрата бурового раствора между плоскостями напластования и в микротрещины породы, приводя к механическому разрушению стенок скважины и значительному каверноообразованию. Другими словами воздействие флюида ослабляет глинистые породы и делает их очень чувствительными к дизайну системы бурового раствора. Если удельный вес раствора слишком низкий, то увеличивается риск обрушения стенок скважины. Если же удельный вес раствора слишком велик, то в результате проникновения фильтрата раствора происходит ослабление сланцевых пород, что делает стенки скважины склонным к потере стабильности. Для предотвращения либо минимизации потери стабильности ствола скважины необходимо использовать правильные буровые растворы и применять верные практики бурения.

Стоит обратить внимание на исследования поведенные А.Г.Ружниковым [9], в результате которых удалось определить, что в вопросе устойчивости ствола скважины играет роль не только физикомеханические свойства пород, зенитный угол ствола скважины и свойства буровых растворов, но и мощность вскрываемых пропластков: - присутст-

319

вие пластов толщиной менее 3 м не оказывает существенного влияния на дестабилизацию ствола скважины, потеря устойчивочти стенок скважины и кавернообразования минимальны; - в интервалах глинистых пород мощностью в пределах 8 м увеличение диаметра скважины (кавернообразование) достигает заметных значений – 20-55%выше номинального; - при мощности пласта 14 м, диаметр скважины становится на45-85%выше номинального диаметра; - при мощности глинистого пласта 27 м и более диаметр скважины увеличивается более чем в 2 раза выше номинального, что говорит о серьезной проблеме потери устойчивости ствола скважин, что естественно приведет к осложнениям при проведении спускоподъемных операции, при выполненни геофизических работ, и при креплении скважины.

Результаты работ А.Г.Ружникова и Е.А.Усачева основанные на интерпретации данных кавернометрии скважин на Северо-Лабатьюганскомместорождении подтверждают, что зенитный угол ствола скважины имеет существенное значение. Например, при зенитном угле скважины равным 8° в интервалах1500-1620м кавернозность ствола составляет 1,17, а в остальных интервалах в среднем 1,08. При зенитном угле скважины в 12°

прослеживаются интервалы 1500-1680м,2000-2100м,2170-2250м,23402370м со средней кавернозностью 1,20, а в интервале Ахской свиты (29803025м), представленной песчаниками с большим количеством слюды и глинистых окатышей кавернозность достигает 1,60.

Приведенные данные подтверждают предположение, что при бурении скважины в массиве горных пород в ее окрестности происходит перераспределение напряжений, связанное с понижением давления в скважине. При этом возникают касательные, напряжения, ответственные за разрушение стенок скважины [6]. Величина их тем больше, чем больше разница между кольцевым и радиальным напряжением, другими словами от разгрузки горного давления и величины давления бокового распора. В определенный момент, напряжения достигают таких значений, при которых происходит рост деформации горной породы во времени под воздействием постоянной нагрузки - происходит медленная непрерывная пластическая деформация - ползучесть породы . Известно, что ползучесть горных пород в большей мере проявляется на больших глубинах.

С целью изучения влияния угла наклона скважины на ползучесть породы и возможность ее снижения регулированием плотности бурового раствора в 2011 году в ТюменьНИПИнефть Е.А. Усачевым, на испытательной установке системы трехосного неравнокомпонентого нагружения (ИСТНН) были проведены лабораторные испытания кернового материала Ханты-Мансийскойи Викуловской свит. Было установлено, что при нагружении кернового образца, угол среза от 0 до 60 град. к вертикали (имитация зенитного угла скважины в лабораторных условиях), ползучесть породы была выявлена на образцах с углом среза более 45 град. Исследова-

320

studfiles.net

Райзер | Банк патентов

Изобретение относится к устройству райзера для использования в морском бурении на нефть или другие виды ископаемого топлива. Райзер содержит множество секций райзера, соединенных в непрерывную цепь. Каждая секция райзера содержит трубу, имеющую первый конец и второй конец, первый фланец, механически соединенный с первым концом трубы, второй фланец, механически соединенный со вторым концом трубы. Труба выполнена из алюминиевого сплава, и фланцы выполнены из алюминиевого сплава. Труба выполнена из первого металлического материала, и первый и второй фланцы выполнены из второго металлического материала и приспособлены для соединения множества секций райзера в непрерывную цепь. Первое и второе механические соединения не являются сварными и достаточно зафиксированы посредством резьбы, выбранной из группы, состоящей из конической резьбы, трапецеидальной резьбы или резьбы с разрывами, для обеспечения выдерживания множеством соединенных секций райзера динамических нагрузок, прикладаваемых массой воды, в которой подвешены секции райзера. Изобретение повышает надежность соединения устройства. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 16 ил.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Морские буровые установки, такие как неподвижные платформы, самоподъемные платформы, плавучие и/или полупогружные платформы и буровые суда с динамическим позиционированием, используют в добыче углеводородов под морским дном на больших глубинах. Колонна райзера обычно создается между плавучей платформой и оборудованием устья скважины на морском дне. Обычный морской райзер содержит цилиндрическую трубу или колонну, изготовленную из черного металла, например, стали, установленную вертикально между морским дном и буровой платформой на поверхности. Райзер обычно содержит множество трубных секций или звеньев, соединенных непрерывной цепью в колонну между поверхностью и стволом скважины. Растущий спрос на бурение в более глубоких водах требует использования дополнительной трубы райзера для перекрывания расстояния между морским дном и плавучей платформой.

В одном варианте обычный бурильный райзер содержит основную толстостенную трубу внешним диаметром 21 дюйм (533 мм) с приваренными соединительными устройствами на каждом конце, обычно фланцами. Штуцерная линия и линия глушения, линия гидравлической системы управления и линия подачи бурового раствора для ускорения восходящего потока окружают основную трубу с соединениями на фланцах и опираются на хомуты. Существующее оборудование позволяет выполнять экструзию 36-футовых (11-метровых) труб с внешним диаметром до 22,4 дюйма (570 мм) и толщиной стенок от 1,2 дюйма (30 мм) до 1,4 дюйма (35 мм). Обслуживающие линии соединены с основной трубой с использованием сварных ленточных хомутов. Хомуты необходимы для предотвращения скручивания обслуживающих линий, препятствования смещению модуля плавучести и обеспечения несения блоков коррозионной защиты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

Соответственно, настоящим изобретением создан улучшенный райзер для применения в морских буровых работах. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, райзер для применения в морских буровых работах содержит множество секций, соединенных последовательно в цепь, при этом каждая секция райзера содержит трубу, имеющую первый конец и второй конец, первый фланец, механически соединенный с первым концом трубы, и второй фланец, механически соединенный со вторым концом трубы, при этом труба по длине имеет изменяющуюся толщину стенки.

В еще одном варианте осуществления, настоящее изобретение относится к множеству секций райзера, соединенных последовательно в цепь, при этом каждая секция райзера содержит трубу, имеющую первый конец и второй конец, первый фланец, механически соединенный с первым концом трубы, и второй фланец, механически соединенный со вторым концом трубы, при этом труба выполнена из алюминиевого сплава и фланцы выполнены из алюминиевого сплава.

В другом варианте осуществления устройство райзера может, при необходимости, включать в себя одну или несколько вспомогательных линий, создающих гидравлическую связь с противовыбросовым превентором. Вспомогательные линии могут, без ограничений этим, включать в себя штуцерную линию и линию глушения, линию гидравлической системы управления и линию подачи бурового раствора для ускорения восходящего потока. В связи с оборудованием вспомогательных линий также можно создавать телескопические соединения для обеспечения растяжения райзера при перемещении плавучей буровой установки вследствие таких факторов, как морские течения, волны и ветер.

Для более полного понимания настоящего изобретения и его признаков и преимуществ приводится следующее подробное описание, вместе с прилагаемыми чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие цели, преимущества, признаки и отличия настоящего изобретения, а также способы, работа и функции взаимосвязанных элементов конструкции и объединение частей и экономические факторы производства должны стать ясными при рассмотрении следующего описания и пунктов формулы изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, являющиеся частью данного подробного описания изобретения, в котором одинаковые номера позиций указывают соответствующие части на различных фигурах.

На фигуре 1 показана соединительная муфта с конической /трапецеидальной/ с разрывами резьбой одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигуре 2 показана соединительная муфта с термоусадочной втулкой одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигуре 3 показана соединительная муфта с разъемной втулкой одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигуре 4 показана соединительная муфта с установкой замка ковкой одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигуре 5 показана соединительная муфта с обжимом замка при вращении одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигуре 6 показана соединительная муфта с образованием замка магнитными импульсами одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигуре 7 показана соединительная муфта c с образованием замка на раструбе одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигуре 8 показана соединительная муфта с образованием замка разъемной запирающей деталью одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигуре 9 показана соединительная муфта с образованием замка приложением гидравлического давления одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигурах 10 и 10A-10C показана соединительная муфта c использованием в замке резьбовых шпилек одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигуре 11 показана соединительная муфта с быстроразъемным соединением одного варианта осуществления настоящего изобретения.

На фигурах 12 и 12A показана соединительная муфта с разъемным фланцем одного варианта осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЙ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Морская буровая установка содержит буровую вышку, опирающуюся на платформу. Платформа плавает в акватории над морским дном, опираясь на один или несколько понтонов. Вышка выполняет функции бурения ствола скважины при развертывании и откачки нефти или других видов ископаемого топлива из скважины.

Райзер проходит от платформы к буровому оборудованию и противовыбросовому превентору, содержащему ряд задвижек, которые могут закрываться для предотвращения любых аварийных выбросов. Основные функции райзера заключаются в направлении бурильной трубы и инструментов в ствол скважины и создании пути прохождения обратного потока бурового раствора, циркуляция которого по нему осуществляется.

Райзер содержит множество удлиненных трубных звеньев или секций райзера, соединенных вместе. В одном варианте осуществления, каждая секция райзера имеет высокое отношение предела прочности к массе, такое, что каждая секция райзера может противостоять давлению материала, заключенного в ней, а также выдерживать палубную нагрузку и нагрузку, обусловленную навешиванием дополнительных секций райзера. В другом варианте осуществления, секции райзера способны выдерживать тепловые воздействия и воздействия коррозии от бурового раствора и соленой воды.

Райзеры также используют для заканчивания скважины и капитального ремонта скважины. Данные райзеры могут представлять собой отдельные райзеры с требуемыми функциональными возможностями или райзеры заканчивания/капитального ремонта с объединенными функциональными возможностями. Райзер заканчивания обычно используют для спуска подвески насосно-компрессорной трубы и насосно-компрессорной трубы через бурильный райзер и противовыбросовый превентор. Райзер капитального ремонта скважины используют вместо бурильного райзера для повторного входа в скважину через донную фонтанную арматуру в открытом море. Данный райзер также можно использовать для установки донной фонтанной арматуры. Райзер заканчивания/капитального ремонта скважины должен объединять необходимые функциональные признаки обоих райзеров. Такие райзеры имеют, в общем, меньший диаметр (внутренний диаметр 5,25 дюймов (133 мм) и их собирают с использованием трубных звеньев по 45 футов (13,7 м).

Эксплуатационные райзеры или райзеры плавучих нефтедобывающих систем представляют собой трубопроводы между подводным оборудованием и платформой на поверхности. Райзер является стыкующим устройством между статичной структурой на морском дне и динамичной плавучей нефтедобывающей системой. В результате, он должен воспринимать соответствующие динамические нагрузки в дополнение к своему основному предназначению по удерживанию в себе текучей среды и давления. Диаметр эксплуатационного райзера может значительно изменяться в зависимости от используемого типа, но обычно, может иметь внешний диаметр 12 дюймов (305 мм). Эксплуатационные райзеры изготавливают посредством сварки или резьбовых и муфтовых соединений в зависимости от типа.

После доставки добываемой текучей среды по «эксплуатационному райзеру» на плавучую нефтедобывающую систему или на верхнюю конструкцию платформы, происходит отделение нефти от потока нефти, газа и воды из скважины, затем нефть транспортируют с верхнего строения платформы на подводный трубопровод через «отгрузочный райзер». Отгрузочный райзер является, в общем, сварной стальной трубчатой конструкцией и прокладывается в форме простой цепной линии.

В одном варианте осуществления труба и первое и второе фланцевые соединительные муфты изготавливаются из материала, обладающего одним или несколькими из следующих свойств: минимальный предел текучести составляет от около 50 до около 90 тысяч фунт/дюйм2 (3500-6300 кг/см2), точнее, от около 68 и до около 80 тысяч фунт/дюйм2 (4760-5600 кг/см2), и предел прочности на разрыв (UTS), по меньшей мере, приблизительно от 58 до 750 тысяч фунт/дюйм2 (4060-52500 кг/см2). В одном варианте осуществления настоящего изобретения, но необязательно, материал имеет плотность, равную приблизительно одной трети плотности стали.

В другом варианте осуществления, вспомогательные линии могут включать в себя, без ограничения этим, трубы штуцерной линии и линии глушения скважины, трубы гидравлической системы управления и трубы подачи бурового раствора для ускорения восходящего потока. Вспомогательные линии установлены снаружи трубы и функционируют для создания гидравлической связи с противовыбросовым превентором и оборудованием устья скважины.

В другом варианте осуществления, механическая соединительная деталь находится между одним концом трубы и фланцевым соединением. Механическую соединительную деталь можно также использовать для соединения вместе двух, в общем, цилиндрических трубных частей. Механическая соединительная деталь исключает обычный процесс сварки фланцевой соединительной муфты с трубой. Механическая соединительная деталь заменяет процесс сварки, который является проблематичным, поскольку прочность сварного шва всегда ниже прочности основного металла. Дополнительно, устойчивость к коррозии сварного шва и/или зон, подвергшихся нагреву при сварке, зачастую ниже, чем у основного металла.

В еще одном варианте осуществления механические соединения используют вместо сварных соединений. Подходящие механические соединения включают в себя, без ограничения этим, резьбовое соединение, болтовое или другие виды обычных механических соединений. Преимущества механического соединения могут включать в себя способность поддерживать свойства основного металла в соединении, такие как прочность и устойчивость к коррозии. В другом примере, где требуются многочисленные трубные секции для составления секции райзера, данные трубные секции можно соединять соединительными муфтами. В еще одном варианте осуществления область соединения снабжена уплотнителем.

В еще одном варианте осуществления секция райзера также включает в себя резьбовую вставку, болт и ниппель для надежного муфтового соединения колонны или ряда секций райзера вместе. Секция райзера дополнительно включает в себя гнездо вспомогательной линии, стопорную гайку вспомогательной линии, замковую муфту вспомогательной линии, трубу вспомогательной линии и телескопический ниппель вспомогательной линии для крепления каждой вспомогательной линии способом, который должен быть понятен специалистам в данной области техники. Телескопический замковый ниппель эффективно функционирует для обеспечения зазора между соединительными муфтами секций райзера для обеспечения перемещения при растяжении.

В дополнительном варианте осуществления, система алюминиевого бурильного райзера настоящего изобретения содержит секции райзера, в которых труба выполнена с изменяемой толщиной стенки вдоль отрезка длины трубы. Например, стенки трубы могут быть толще на концах, где размещены механические соединения.

В одном варианте секции трубы имеют длину приблизительно 33 фута (10,1 м), при этом две трубы и два фланца составляют секцию райзера (всего, приблизительно 75 футов (22,9 м). Способ и устройство настоящего изобретения относятся к увеличению толщины стенки в области механического соединения, что уменьшает общую потерю несущей способности райзера. В одном варианте осуществления толщина увеличена до нормы основного металла для прочности зоны механического соединения. Например, толщину можно увеличить, по меньшей мере, на 30% в зоне механического соединения.

В другом варианте осуществления толщину стенки трубы либо непрерывно изменяют или изменяют на одну ступень или несколько ступеней на длине отрезка трубы. В другом примере изменяют длину отрезка трубы с большей толщиной стенки (например, при более коротком таком отрезке получают образец минимального веса, но длина должна превышать длину зоны сварки, включающую в себя зоны термического воздействия, для максимальной эффективности). При варианте с одной ступенью, степень уменьшения толщины является другим переменным параметром, например, более быстродействующим, быстрорастущим. В одном конкретном варианте использования одной ступени, при длине 1-3 фута (0,3-0,9 м) толстостенной секции имеется длина 1-2 фута (0,3-0,6 м), где толщина снижается. В еще одном варианте осуществления изменяют внешний диаметр и/или внутренний диаметр.

В еще одном варианте осуществления можно использовать многочисленные способы для получения конической формы. Например, коническую форму можно получить посредством станочной обработки и/или обработки металлов, перемещающей материал, вместо его удаления.

Настоящее изобретение можно использовать для любого материала, любой геометрической формы и любого способа изготовления, применяемого для райзера. В еще одном варианте осуществления материалом является алюминиевый сплав. В еще одном варианте осуществления труба является экструдированной трубой с экструзионной технологией, используемой для создания геометрической формы.

Подходящие материалы включают в себя, помимо прочего, такие марки стали, как AA6063-T6, AA6061-T6, AA2219-T6 или AA2219-T8, AA2519-T8, AA7039-T6 и AA7005-T6 или марки стали с возможностью ротационной сварки трением, такие как AA7075-T6, AA7050-T76, AA7050-Т74, AA7055-T77, AA7055-T76, AA7085-T6, AA7085-T76 или сплавы с возможностью смешанной сварки, такие как AA2099-T8, AA2199-T8 или AA2195-T8.

Подходящие материалы также включают в себя, помимо прочего, алюминиевые сплавы 2XXX, 5XXX, 6XXX, 7XXX согласно Ассоциации Алюминия и Российским эквивалентам этой группы сплавов. В еще одном варианте осуществления подходящие материалы также включают в себя, без ограничения этим, сплавы Al-Li для устойчивости к коррозии.

На фигуре 1 показана соединительная муфта с конической /трапецеидальной/ с разрывами резьбой одного варианта осуществления настоящего изобретения. Разрыв резьбы допускает приложение линейной нагрузки с частичным вращением для запирания. Трапецеидальная резьба выполнена с возможностью несения высоких осевых нагрузок. Следовательно, труба райзера и фланец имеют такую резьбу, чтобы трубу райзера вставлять во фланец и поворачивать, для ввода резьб в зацепление.

На фигуре 2 показана соединительная муфта с термоусадочной втулкой одного варианта осуществления настоящего изобретения. Фланец или резьбу нагревают для расширения вокруг трубы райзера и затем охлаждают, создавая соединение труб обжатием. Другие признаки могут быть предусмотрены в поверхности раздела компонентов для улучшения механической блокировки.

На фигуре 3 показана соединительная муфта с разъемной втулкой одного варианта осуществления настоящего изобретения. Разъемная втулка включает в себя признаки для улучшения механической блокировки, предусмотренные в конструкции фланца или втулки или трубы. Фланец и втулка являются разъемными. Присоединение к трубе райзера совершается посредством болтового крепления вместе половин фланца и втулки, с захватом, таким образом, трубы райзера.

На фигуре 4 показана соединительная муфта с установкой замка ковкой одного варианта осуществления настоящего изобретения. Инструмент устанавливает ковкой фланец или втулку на трубу райзера.

На фигуре 5 показана соединительная муфта с обжимом замка при вращении одного варианта осуществления настоящего изобретения. Инструмент поступательно образует фланец или втулку на трубе райзера. Инструмент или агрегат вращается вместе с подачей инструментом трубы райзера.

На фигуре 6 показана соединительная муфта с образованием замка магнитными импульсами одного варианта осуществления настоящего изобретения. Фланец или втулку на трубу райзера устанавливают ковкой с помощью импульсной магнитной нагрузки.

На фигуре 7 показана соединительная муфта c образованием замка на раструбе одного варианта осуществления настоящего изобретения. Высадку или раструб на трубе райзера захватывают в разъемный фланец и на месте закрепляют болтами.

На Фигуре 8 показана соединительная муфта с образованием замка разъемной запирающей деталью одного варианта осуществления настоящего изобретения. Кольцо разъемной запирающей детали заклинивается и блокируется натяжением в райзере. Стопорное кольцо или штифт удерживает переходную муфту на месте, когда райзер не натянут. В одном варианте осуществления, фланцевую муфту устанавливают на трубу райзера после сцепления последней с запирающей деталью. Разъемное кольцо запирающей детали крепится к трубе райзера. Фланцевая муфта перемещается назад к концу трубы райзера и заклинивает кольцо запирающей детали. Стопорное кольцо или штифт устанавливают для удержания фланцевой муфты на месте.

На фигуре 9 показана соединительная муфта с образованием замка с приложением гидравлического давления одного варианта осуществления настоящего изобретения. Участок трубы райзера является расширенным и запирается во фланце. Внутреннее давление прикладывают к контролируемой секции трубы райзера. Можно использовать разнообразные геометрические формы и контактные поверхности соединения.

На фигуре 10 показана соединительная муфта c использованием в замке резьбовых шпилек одного варианта осуществления настоящего изобретения. Фигуры 10A-C дополнительно показывают вариант осуществления. На фигуре 10C показаны резьбы шпилек замкового ниппеля на трубе. Затягивание болтов "поджимает" фланец на конические секции трубы.

На фигуре 11 показана соединительная муфта с быстроразъемным соединением c обжимом и расклиниванием одного варианта осуществления настоящего изобретения. Клин создает обжимающее стягивающее усилие под осевой нагрузкой.

На фигуре 12 показана соединительная муфта с разъемным фланцем одного варианта осуществления настоящего изобретения. Фигура 12A является дополнительной иллюстрацией.

Хотя данное изобретение описано со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, данное описание не должно восприниматься, как ограничивающее. Различные модификации и комбинации иллюстративных вариантов осуществления, как и другие варианты осуществления изобретения, должны быть ясны специалистам в данной области техники при обращении к описанию. При этом прилагаемая формула изобретения является охватывающей любые модификации или варианты осуществления.

Формула изобретения

1. Райзер, содержащий множество металлических секций райзера, соединенных в непрерывную цепь, при этом каждая секция райзера содержит трубу, имеющую первый конец и второй конец, первый фланец, механически соединенный с первым концом трубы с образованием первого механического соединения, второй фланец, механически соединенный со вторым концом трубы с образованием второго механического соединения, при этом труба выполнена из первого металлического материала, и первый, и второй фланцы выполнены из второго металлического материала и приспособлены для соединения множества секций райзера в непрерывную цепь, при этом первое и второе механические соединения не являются сварными и достаточно зафиксированы посредством резьбы, выбранной из группы, состоящей из конической резьбы, трапецеидальной резьбы или резьбы с разрывами, для обеспечения выдерживания множеством соединенных секций райзера динамических нагрузок, прикладаваемых массой воды, в которой подвешены секции райзера.

2. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем термоусадочной муфтой.

3. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем разъемной втулкой.

4. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем установкой замка ковкой.

5. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем обжимом замка при вращении.

6. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем с образованием замка магнитными импульсами.

7. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем с образованием замка на раструбе.

8. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем с образованием замка разъемной запирающей деталью.

9. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем с образованием замка приложением гидравлического давления.

10. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем с использованием в замке резьбовых шпилек.

11. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем быстроразъемным соединением.

12. Райзер по п.1, в котором первый конец трубы механически соединен с первым фланцем разъемным фланцем.

13. Райзер по п.1, в котором труба по длине имеет изменяющуюся толщину стенки для обеспечения увеличенной толщины стенки на концах трубы, где расположены механические соединения.

14. Райзер по п.1, в котором первый и второй металлические материалы являются одинаковыми и выбраны из группы, состоящей из алюминия, стали, меди и титана.

15. Райзер по п.1, в котором первый и второй металлические материалы являются разными и выбраны из группы, состоящей из алюминия, стали, меди и титана.

16. Райзер по п.1, который имеет длину, составляющую, по меньшей мере, 1500 м.

17. Райзер по п.1, в котором первый и второй металлические материалы являются одинаковыми и выбраны из группы, состоящей из алюминия, стали, меди, титана, алюминиевого сплава, стального сплава, медного сплава, никелевого сплава и титанового сплава.

18. Райзер по п.1, в котором труба, по меньшей мере, одной секции райзера содержит первую часть и вторую часть, соединенные между собой третьим не сварным механическим соединением.

19. Бурильный металлический райзер, содержащий множество секций райзера, соединенных в непрерывную цепь, при этом каждая секция райзера содержит трубу, имеющую первый конец и второй конец, первый фланец, механически соединенный с первым концом трубы с образованием первого механического соединения, второй фланец, механически соединенный со вторым концом трубы с образованием второго механического соединения, при этом труба выполнена из первого металлического материала, и первый, и второй фланцы выполнены из второго металлического материала и приспособлены для соединения множества секций райзера в непрерывную цепь, при этом первый и второй металлические материалы являются разными и выбраны из группы, состоящей из алюминия, стали, меди и титана, и первое, и второе механические соединения не являются сварными и достаточно зафиксированы для обеспечения выдерживания множеством соединенных секций райзера динамических нагрузок, прикладаваемых массой воды, в которой подвешены секции райзера.

20. Райзер по п.19, в котором первое и второе механические соединения зафиксированы посредством резьбы, выбранной из группы, состоящей из конической резьбы, трапецеидальной резьбы или резьбы с разрывами.

21. Райзер по п.19, в котором труба, по меньшей мере, одной секции райзера содержит первую часть и вторую часть, соединенные между собой третьим не сварным механическим соединением.

bankpatentov.ru

Riser

Средства для майнинга требуют постоянного совершенствования, так как в процесс вовлекается все большее количество пользователей, и конкуренция сильно возрастает. Несмотря на то, что создаются новые проекты, которые позволяют добывать криптовалюту вне зависимости от мощности ПК или сервера, необходимость в улучшении параметров последних не отпадает. Райзер и есть то самое устройство, которое позволяет увеличить количество добываемой криптовалюты. О том, что оно собой представляет, как устанавливается и каким образом используется рассказано в данной статье.

Что такое райзер (Riser)

Райзер (Riser PCI) – это удлинитель шины PCI-E, который используется для подключения дополнительных видеокарт к материнской плате. Подключение внешних видеокарт актуально для настольных ПК, ноутбуков и даже серверов. Дело в том, что во время своей работы, графические адаптеры (они же видеокарты) выделяют большое количество тепла, что приводит к их перегреву. При достижении определенной температуры видеокарта может попросту выйти из строя. Для того, чтобы этого не произошло, видеокарты располагают вне корпуса и обеспечивают дополнительной вентиляцией. Такое расположение позволяет сохранить оптимальную температуру для работы графических адаптеров.

Иными словами, Riser это устройство, которое необходимо для подключения большего количества видеокарт, повышающих производительность фермы для майнинга. Именно шина «райзер» обеспечивает обмен данных между видеокартой и материнской платой. Райзеры могут отличаться по следующим параметрам:

  •         типам разъемов;
  •         видам плат;
  •         количеству контактов;
  •         пропускной способности;
  •         физическим размерам.

Для майнинга достаточно и пропускной способности х1 (он же 1х). В идеале, если тип райзера и разъем девайса будут соответствовать друг-другу. Это поможет достигнуть оптимальных результатов. Главное правило при выборе шины – не пытаться сэкономить. Так как сэкономив несколько долларов майнер не получит всей мощности, которую способно “выдать” его оборудование. Более того, дешевые райзеры могут попросту выйти из строя, у них часто перегорают контакты.

Весьма примитивный, но действенный способ определения качества райзера – цвет платы. Зеленый текстолит принято считать наименее качественным. Черный цвет проводника стоит по качеству на втором месте, а синие считаются наиболее качественными. Разница в цене между платами может быть и несущественной, однако, это не говорит, что качество исполнения у них почти одинаково.

Как выбрать Riser

Если говорить упрощенно, то негласным стандартом создания фермы для майнинга, выступают устройства x1-x16 PCI-E USB 3.0. Несущественные отличия в устройствах могут проявляться в виде стандартов подключения и адаптеров питания. Проблем с райзерами не так уж и много, наиболее частая из них – низкое качество пайки. Специалисты рекомендуют сторониться зеленых плат.

Еще один важный критерий выбора – контроллер напряжения. Значение можно определить по маркировке на плате, работают райзеры на 3.3V. Если значение окажется 5V, то придется его преобразовывать в 3.3V, иначе подключения видеокарт не произойдет. До подключения райзера к плате и видеокарте, необходимо проверить плату на утечку припоя. Если произойдет замыкание из-за некачественных коннекторов питания, то может сгореть какая-нибудь другая деталь фермы. Для проверки качества работы всех соединений следует воспользоваться вольтметром.

Опытные пользователи советуют склониться к выбору райзеров, которые имеют USB, а в идеале USB3, кабель. Это упрощает процесс подключения устройств друг к другу и помогает достигнуть большей производительности от ПК.

 

Выбирая Riser нужно помнить, что они различаются по значению pin – выделяют 6pin и 4pin. Дополнительное питание от разъема IDE для периферийных устройств – это 4pin. А питание через коннектор PCI-E для видеокарт – это 6pin. Такое отличие было создано для адаптеров питания ПК, некоторые устройства не имеют нужного количества коннекторов. Для решения этой проблемы и были разработаны стандарты pin.

Связка PCI-E и USB 3.0 считается наиболее стабильной в работе. Главное преимущество такого протокола подключения – через него передаются лишь данные, но не питание. Сам по себе кабель USB не обеспечит подключения видеокарты, но в связке с системой позволяет повысить работоспособность и обеспечить сохранность данных, передаваемых от материнской платы к графическому адаптеру и обратно.

Подводя итоги, следует отметить, что главные критерии выбора райзера – качество платы и контактов подключения, наличие USB кабеля и тип питания. Опираясь на эти несложные критерии, пользователь сможет подобрать для себя оптимальное решение.

Будьте в курсе всех важных событий United Traders — подписывайтесь на наш телеграм-канал

utmagazine.ru

Кто строит, тот и ремонтирует (технология и конструкция ремонта скважины на платформе BP в Мексиканском заливе)

Взрыв на морской платформе BP в Мексиканском заливе привёл к затоплению платформы и отрыву райзера. Он упал на дно залива петлями. В райзере образовалось три отверстия, из которых вытекает нефть – на устьевом оборудовании в месте выхода райзера, в средней её части и на конце.  

Предлагаемая технология исходит из того, что количество нефти, вытекающей из отверстий, определяется её расходом из скважины и не зависит от количества отверстий в райзере. Ниже приведена общая схема и конструкций. Детальную разработка может выполнить компания BP своими силами и в соответствии с конкретными условиями.  

Ликвидация утечки нефти из райзера предлагается провести в три этапа.  

Первый этап - обрезка райзера.

Обрезку райзера необходимо произвести в месте его выхода из устьевого оборудования.

Обрезку можно выполнить любым способом подводной резки металла – алмазными дисковыми пилами, плазменной резкой и кислородно-дуговой резкой.

Не стоит опасаться воспламенения нефти при огневой резке, так как оно не может произойти из-за отсутствия кислорода. Локальный очаг возгорания может возникнуть при кислородно-дуговой резке, но он не опасен, так как не может получить распространения по указанной выше причине. Предпочтительными являются дуговые резки, так как при этом режущий инструмент не входит в контакт с райзером, а её отрыв в конце резки может привести к захвату пил с непредсказуемыми последствиям. Резку может выполнить глубоководный аппарат (ROV) при участии других аппаратов для освещения рабосей зоны и других вспомогательных работ. В процессе резки ROV должен быть зафиксирован захватом райзера манипулятором ниже места реза. Второй манипулятор используется для удержания и перемещения режущего инструмента. Управление процессом осуществляется с судов – носителей ROV.

Для избежания минимального риска райзердолжна поддерживаться тросом с плавучего крана или бурового судна, показанного на рисунке.  

Второй этап – опускание в райзер заглушки.

Залушка - конусообразная конструкция, показанная на рисунке, изготовляется из чугуна или бетона. Она имеет конусообразную форму для облегчения ввода в трубу.

Заглушка имеет на верхней части манжету диаметром несколько больше диаметра райзера. Она изготавливается из пластичного материала – резины, нейлона и пр. Заглушка опускается в райзер на тросе с плавучего крана или бурового судна.  

Заглушка должна войти в райзер беспрепятственно, так как пластовое давление, равное 150 атм., компенсируется гидростатическим давление столба воды высотой 1500 м. Заглушку необходимо ввести на глубину, достаточную для надёжного пломбировании скважины, о чём сказано ниже.  

Третий этап – пломбирование райзера.

Пломбирование выполняется жидким бетоном, подаваемым по шлангу с бурового судна на заглушку, которая удерживает бетон от протекания вниз по райзеру.

После твердения бетона операция может считаться законченной.

После затвердения бетона заглушка может быть пробурена для введения скважины в действие, поэтому бетонная конструкция заглушки предпочтительна.

Вся процедура от изготовления заглушки до пломбирования займёт от одной до двух недель. При оперативной работе её можно провести за несколько дней.  

Выводы

  1. Предлагаемая технология и конструкция отличается простотой и низкой стоимостью. Ликвидация течи может быть выполнена в короткое время, что обеспечивает избежание катастрофического развития экологической ситуации.

  2. Конструкция заглушки позволяет в кратчайшие сроки восстановить дееспособность скважины с соответствующими финансовыми положительными последствиями.

Замечание

Можно предположить, что руководители ремонта в Мексиканском заливе опасаются вносить какие-либо изменения в аварийный райзер (резки и т.д.), что бы в случае непредвиденного хода работ (в основном, по погодным условиям) не быть обвинённым в усугублении экологической ситуации.

www.korabel.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Райзер

Cтраница 4

Исходя из соотношений (20.9.25), Хьюгес получил ограничения для возможных коллинеаций плоскости, аналогичные ограничениям теоремы Брука - Райзера. Доказательство их основано ( как и оригинальное доказательство Брука - Райзера) на глубоких результатах Хассе - Минковского о рациональной эквивалентности квадратичных форм.  [46]

Пробную прокачку промывочной жидкости с подачей, имитирующей процесс глушения, проводят при открытом превенторе через водоотделяющую колонну ( райзер, морской стояк), а также при закрытом превенторе через линию дросселирования.  [47]

Компания Хайдрил представляет данные о рекомендуемых давлениях на уплотнитель в подводных превенторах, когда давление столба бурового раствора в райзере изменяет требования к давлению закрытия.  [48]

Как было отмечено выше, подстановка полученного результата в (10.4.35) дает (10.4.28), откуда в свою очередь следует теорема Брука - Райзера - Човла и ее рациональное обращение.  [49]

В подводные превенторы введена дополнительная полость, и площадь ее примерно равна той, на которую действует столб бурового раствора в райзере. Гидростатическое давление в райзере способствует удержанию превентора открытым, а дополнительная полость может быть использована для компенсации развивающегося при этом усилия. Первый вариант заключается в подсоединении дополнительной полости к полости открытия.  [50]

Для К I условие ( 4) было получено сначала Бруком и Райзером, а затем обобщено Шрикхандом и Шюцен-бергером ( см. Райзер [ II ], гл. X), удовлетворяющих ( 2) и ( 3), в ряде случаев доказывается с помощью теоремы Холла - Коннора о вложении [ 11, стр.  [51]

Эти операции должны выполняться и при использовании подводных сборок; кроме того, необходимо детально обсудить и провести реальную подготовку к отсоединению райзера. Все члены бригады должны знать, какой комплект плашек следует применять в случае проявления.  [52]

В результате проведенных пробегов установлено ( рис. 4.3), что снижение содержания фенола в технологическом конденсате путем подачи углеводородного газа в низ райзера возможно. Хотя второй пробег но объективным причинам, связанным с существенными колебаниями качества и количества подаваемого сырья, не позволил однозначно определить оптимальное количество необходимого топливного газа для полного удаления кислорода, было установлено, что уровень снижения содержания фенола зависит от количества подаваемого сухого газа, качества сырья и его загрузки.  [54]

В результате проведенных пробегов установлено ( рис. 4.3), что снижение содержания фенола в технологическом конденсате путем подачи углеводородного газа в низ райзера возможно. Хотя второй пробег по объективным причинам, связанным с существенными колебаниями качества и количества подаваемого сырья, не позволил однозначно определить оптимальное количество необходимого топливного газа для полного удаления кислорода, было установлено, что уровень снижения содержания фенола зависит от количества подаваемого сухого газа, качества сЪГрья и его загрузки.  [55]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Казус Макондо: Форс-Мажор - В берлоге у Лешего

Нефть и беда — старые подружки. С аварии началась история мировой «нефтянки». Первая в мире скважина глубиной 21 м, пробуренная легендарным Эдвардом Дрейком в 1859 году, была затоплена грунтовыми водами, а через месяц после начала эксплуатации сгорела вместе с вышкой и насосами.Как известно, техногенные катастрофы не случаются сами по себе. Их устраивают люди. В нефтегазовой отрасли последствия некомпетентности ужасны. Трагедия платформы Deepwater Horizon на месторождении Макондо и выброс нефти на шельфовой скважине Монтара в Тиморском море в 2009 году наглядно продемонстрировали дьявольский потенциал «человеческого фактора». Уже почти не осталось мест, где сочащуюся из песка нефть можно черпать ведрами. Зато технологически сложных углеводородов в толще геосферы еще предостаточно. Каких-то 30 лет назад бурение на дне океана, в вечной тьме и холоде, под давлением, сминающим титановые корпуса подлодок, как пивные жестянки, было фантастикой. Впрочем, это и сегодня чрезвычайно опасно. И потому запредельно дорого.

К примеру, первые 15 скважин глубоководного месторождения Тупи бассейна Сантоса «влетели консорциуму Petrobras и BP в $1 млрд. Для того чтобы добраться до этого нефтеносного пласта с извлекаемыми запасами в 8 млрд баррелей, буровикам пришлось преодолеть 2 км воды, сотню метров разъедающих металл солевых отложений и еще 5 км «слоеного пирога» из скальных пород с большими перепадами пластового давления.

Столь же тяжелые геофизические условия и у берегов Анголы, где бурение производится на глубинах от 1,5 до 2,5 км, и в Мексиканском заливе, где работу морских платформ и буровых судов-дриллшипов осложняют частые ураганы. В западных районах Северного моря, где не так давно были открыты месторождения North Uist (глубина 1,3 км) и Rosebank (1,1 км), а также на Восточном побережье Канады, жестокие шторма с пятиметровой волной бушуют более 250 дней в году. В Охотском море и особенно в Арктике нефтяникам противостоят тяжелые льды, морозы и перепады температур в рабочей зоне от -1°C в устье скважины до 130 °C в забое.

На дне

Перед бурением глубоководной скважины буровое судно (на профессиональном жаргоне «дриллшип») «зависает» над заданной геофизиками точкой дна, непрерывно корректируя свое положение тягой винтовых движителей системы динамического позиционирования на основе GPS. После этого через сквозную буровую шахту в корпусе судна на буровой колонне спускается первое звено будущей скважины — кондуктор. Это стальной толстостенный трубный фундамент массой 200 и более тонн и высотой до 27,5 м с фланцем для соединения с устьевой арматурой.

Под внимательным взором телекамер подводных аппаратов гидромониторное долото, находящееся внутри кондуктора, мощнейшими струями размывает на дне колодец, и гигантская конструкция соскальзывает в него под давлением воды. Кондуктор намертво бетонируется в колодце цементным тестом, которое подается по буровой колонне и через специальную головку выдавливается в затрубное пространство.

Тестом называется масса, образующаяся при соприкосновении вяжущих минеральных веществ с морской водой. Она превращается в искусственный камень не более чем через 18 часов. Сразу после этого в скважину спускается долото, вращающееся под напором морской воды, как турбина, и буровики проходят еще около сотни метров для установки первой секции обсадной трубы.

Для изоляции от водоносных пластов и для противодействия давлению породы скважина вновь заливается цементным раствором. Тампонаж — так профи называют этот процесс — критически важная процедура в бурении. Низкое качество «брони», противостоящей колоссальному давлению пластов (до 1000 атм), может привести к потере скважины ценой около $100 млн и даже к экологическому бедствию (как это случилось в Макондо).

Затем на устье с борта платформы опускается блок противовыбросовых превенторов (ПВП) массой около 100 т. Именно эти мощнейшие автоматические затворы призваны спасти акваторию от загрязнения нефтью в случае аварии. Сверху к ПВП присоединяется вертикальный трубопровод, или райзер.

Райзер, состоящий из десятков и иногда сотен отдельных секций, соединяет буровую установку со стволом скважины. По райзеру, как по дороге жизни, в скважину доставляется все необходимое — буровая колонна с гидравлическим долотом, буровой раствор, обсадные трубы, цементное тесто, измерительная аппаратура и специнструмент. По нему же отработанный буровой раствор выносит наверх обломки породы.

После установки райзера начинается рутинный процесс бурения, длящийся несколько месяцев: проходка отрезка, спуск очередной секции обсадной трубы, тампонаж, опрессовка, тесты на герметичность, смена долота, снова проходка и т. д. Но по мере приближения к нефтеносному пласту обстановка в прямом смысле слова накаляется: на глубине свыше 5 км температура подскакивает до 130 °C, а давление — до 900−1000 атм.

Линия обороны

По мнению директора Бюро по вопросам безопасности и природоохраны США (BSEE) Джеймса Уотсона, только ужесточение требований к надежности скважинного оборудования может компенсировать катастрофические проявления человеческого фактора. А вот инженеры-буровики, работающие «в поле», уверены, что стихию можно держать под надежным контролем и без особых инноваций.

Первая линия обороны скважины — грамотное цементирование, адекватное геофизическим свойствам пласта. Вторая линия — глушение избыточного давления прорвавшейся внутрь ствола скважинной жидкости подачей глинистого бурового раствора с удельным весом 2,5−3,5 т/м3. Как правило, подобная пробка эффективно закупоривает рвущиеся к устью нефть и газы.

Но если буровой раствор не в состоянии сдержать натиск фонтана, а также в случае внезапного сноса платформы с точки бурения и отрыва буровой колонны от насоса оператор обязан заглушить скважину через блок противовыбросовых превенторов. Стандартный глубоководный блок ПВП — это многоэтажная конструкция из двух или более кольцевых и не менее чем из трех срезных плашечных превенторов.

Управление блоком ПВП может осуществляться подачей электрического или закодированного гидроакустического сигнала, механически при помощи подводных беспилотников и в автоматическом аварийном режиме с питанием от донного гидроаккумулятора в случае повреждения гидросистемы на райзере. При этом трубные плашки сначала фиксируют буровую колонну в канале (если она там есть), а срезные окончательно глушат скважину.

В 2010 году на Deepwater Horizon первые две линии обороны пали из-за некомпетентности персонала, а в блоке ПВП не сработал ни один превентор из пяти. Впрочем, нечто подобное могло случиться гораздо раньше. Еще в 2004 году Службой по недропользованию США были опубликованы шокирующие данные по оценке надежности превенторов на глубоководных скважинах Мексиканского залива. Оказалось, что 50% из проверенных блоков ПВП были не в состоянии заглушить скважину в момент, когда в ней находится буровая колонна или обсадная труба, из-за недостаточной мощности срезных плашек. Тогда скандал был спущен на тормозах, а через шесть лет…

Мокрое дело

Сразу после ликвидации выброса ведущие компании нефтегазового сектора начали лихорадочную разработку аналогичных девайсов, специнструмента для расчистки устья глубоководных скважин от завалов, отработки технологии их применения и доставки на место аварии. Одна из наиболее продуманных систем — Global Deepwater Well Cap (GDWC) стоимостью $50 млн — была анонсирована инженерами British Petroleum и Cameron в мае этого года.

Основой GDWC, масса которой вместе с дополнительной оснасткой составляет 500 т, является 12-метровая 100-тонная стальная заглушка. В случае аварии она будет устанавливаться с судна непосредственно на блок превенторов, а процесс глушения обеспечат две клиновые задвижки с гидроприводом. В корпус заглушки интегрирована система распыления диспергаторов (веществ, разбивающих нефть на мельчайшие капли) и система подачи метанола для растворения метанового льда, которая может пригодиться в тех случаях, когда необходимо стравливание нефти из заглушки на танкеры.

GDWC комплектуется 28 переходными фитингами для адаптации к буровым установкам всех 15 типов, работающих на месторождениях BP, и выдерживает давление до 1055 атм. Вскоре ожидается появление аналогичной заглушки с рабочим диапазоном до 1406 атм. Максимальная глубина развертывания GDWC составляет 4000 м.

В комплекте GDWC имеется мобильный гидроаккумулятор и манипуляторы для подводных роботов компании Oceaneering: телекамеры, сонары, прожекторы, гидромониторы, трубные захваты и набор клешней-труборезов, способных перекусывать стальные болванки толщиной 1,5 м. По словам вице-президента BP Ричарда Моррисона, система в разобранном виде упакована в 20-футовые контейнеры и находится на базе компании в Хьюстоне. Но если случится беда, в течение недели она будет доставлена в любую точку Мирового океана. Для этого потребуется 35 трейлеров и семь самолетов типа АН-124 или Boeing 747. После прибытия в пункт назначения контейнеры будут пришвартованы к грузовым вертолетам и переброшены на буровую платформу, где после сборки с помощью крана заглушка будет отправлена на дно.

Цена вопроса

Нефти на суше осталось предельно мало, поэтому нефтяным компаниям приходится рисковать и «нырять» в глубину.

Эксперт агентства Douglas-Westwood Дженни Харбор оценивает объем инвестиций в глубоководное бурение на период до 2016 года в $335 млрд. Половина этого бюджета осядет в карманах контракторов - буровых подрядчиков, обладающих парком транспортных барж с системами балластировки, крановых судов, дриллшипов и полупогружных платформ 5-го и 6-го поколений, способных работать с буровой колонной массой 1150 т на глубинах до 3,5 км и проходить скважины проектной глубиной 10−12 км. Всепогодные аппараты 6-го поколения стоят до $500 млн за штуку, но с лихвой окупают вложения. Команда может не прерывать процесс бурения даже при ураганном ветре в 100 км/ч и при высоте волны 7 м.

Неудивительно, что спрос на подобную технику растет, как на дрожжах. В среднем суточная аренда платформы экстра-класса обходится сейчас в $500 000, а новый абсолютный рекорд был зафиксирован в июле этого года — $714 000 в сутки! Такую сумму будет получать контрактор Transocean за использование дриллшипа Deepwater Expedition на месторождении Jujur-1 в Малайзии (глубина 2514 м, проектная глубина ствола 5173 м). Но, несмотря на сумасшедшие тарифы, глубоководной техники катастрофически не хватает, и чтобы «охладить» рынок, к 2013 году контракторы планируют спустить на воду 65 новейших дриллшипов и 17 буровых платформ.

Райзер

В случаях, подобных катастрофе Макондо, когда все штатные методы глушения неконтролируемого фонтана оказываются бессильны, скважину приходится «убивать», как говорят нефтяники. Для этого необходимо пробурить наклонную разгрузочную скважину, добиться пересечения с основным стволом и «забить» в него заглушку из мощного заряда цемента. Эта работа занимает месяцы и требует от инженеров хладнокровия и снайперской точности, ведь буровому долоту нужно попасть в мишень размером с суповую тарелку с дистанции в несколько километров. А вот разлив нефти необходимо взять под контроль немедленно.

На мелководье с локализацией выбросов справляются просто: на устье скважины водружают огромный стальной или бетонный кессон (пустотелое свободное от воды помещение) и присоединяют его к гибкому райзеру, отводящему нефть на танкеры.

Но опыт Макондо показал, что на глубинах более километра из-за множества факторов кессонное глушение не работает. Как не работают и другие методы с красочными названиями — Top Kill (глушение устья буровым раствором), Junk Shot (блокирование ствола зарядом цемента с забутовкой из гравия, кусков автопокрышек и мячей для гольфа) и Top Hat (установка на фонтан тяжелой стальной пробки).

В Макондо укротить стихию удалось только через три месяца с момента катастрофы при помощи 40-тонной клапанной заглушки, установленной на блок ПВП. За это время в Мексиканский залив вылилось более 780 000 кубов нефти.

Безопасность

Кольцевой, или трубный, превентор в разрезе. Для фиксации буровой колонны требуется намного меньше энергии, чем для перекусывания ее и полного глушения скважины, поэтому вероятность срабатывания у кольцевого превентора несколько выше, чем у срезного.

Срезной плашечный превентор был придуман в 1922 году Джеймсом Абекромби и Харри Кэмероном, совладельцами мастерской Cameron Iron Works (ныне — компания Cameron, один из лидеров рынка буровой техники), и стал применяться повсеместно с 1924 года. По сути, срезные плашки — это ножницы из карбида вольфрама, обладающие чудовищной силой, которые способны мгновенно перекусить долото или буровую колонну и перекрыть скважину. Так, например, у самого мощного ПВП в мире - Cameron EVO 20K, рассчитанного на давление в стволе 1450 атм, — гидравлика воздействует на торцы плашек с силой 105 атм.

Кольцевой или трубный превентор, состоящий из двух резинометаллических плашек в форме полуколец, в 1946 году изобрел главный инженер компании Hydril Гранвилл Нокс. Функции трубного превентора - центровка, захват и удержание буровой колонны с одновременной герметизацией канала.

Бурение

Для компенсации напора глубинных течений и горизонтального «рыскания» платформы нижняя секция райзера оснащается гибким резинометаллическим шарниром.

Верхняя телескопическая секция, притянутая системой растяжек к днищу платформы, демпфирует вертикальную качку.

Снаружи райзер несет на себе трубопровод гидравлической системы, оптоволоконный кабель, а также штуцерную линию и линию глушения скважины.

Райзер — невероятно тяжелая штука. В среднем километр трубопровода в полной комплектации весит до 2000 т. Поэтому для разгрузки буровой установки секции одевают в пенопластовые поплавки, а верхнюю часть райзера подвешивают в толще воды на понтонах.

Заглушка

Спасительный взрыв

По мнению главного технолога Shellпо скважинному оборудованию Чака Уильямса, модернизация ПВП неизбежна, но не только за счет «наращивания мускулов». В техцентре Shell в голландском Нордвейке в кооперации с инженерами National Oilwell Varco была создана аварийная пиротехническая система, которая будет устанавливаться на нижнюю секцию райзера.

В случаях, когда срезные плашки ПВП оказываются не в силах перерезать буровую колонну, кодированный акустический сигнал с пульта оператора или управляющего компьютера замыкает контакты 52 крошечных «адских машинок» направленного взрыва.

Огромная температура и давление, локализованные по окружности райзера, моментально срезают буровую колонну, и она проваливается в бездну скважины. В случае «осечки» приводится в действие заряд-дублер. После этого глушение выброса можно выполнить, активировав превенторы при помощи подводного манипулятора непосредственно с панели управления ПВП.

В конце июня этого года прототип «огнестрельной» гильотины Shell был удачно испытан в ледяных водах залива Пьюджет-Саунд в присутствии агентов Бюро по вопросам безопасности и природоохраны США.

Мобильная пробка

Британская ассоциация v, в состав которой входят компании нефтегазовой отрасли, государственные регуляторы и научные организации, разработала собственную версию аварийной заглушки с рабочим давлением 1055 атм для использования в Северном море в районе Шетландских островов на глубинах от 40 до 1670 м.

В отличие от системы GDWC, требующей перевозки в разобранном виде, 38-тонная заглушка OSPRAG настолько компактна, что может быть переброшена на буровую платформу обычным вспомогательным судном или вертолетом. Установка ее также не представляет большой сложности. Для этого достаточно возможностей штатного оборудования платформы — лебедки или бурового станка.

Заглушка способна надежно закрывать выбросы объемом 75 000 баррелей в сутки и может быть доставлена в точку установки в течение 20−30 дней.

Источник: ПОПУЛЯРНАЯ МЕХАНИКА

alex-leshy.livejournal.com