Sastav kolone bušaćeg alata
Sastav kolone bušaćeg alata (“Drilling String”) je bitan faktor u rotirajućem sistemu bušenja i predstavlja spoj između bušaćeg postrojenja i dleta za bušenje.
Namena kolone bušaćeg tela[uredi | uredi izvor]
Osnovna namena kolone bušaćeg alata u kanalu bušotine je da:
⦁ Prenosi rotaciju od bušaćeg postrojenja na dleto;
⦁ Omogućava cirkulaciju fluidom (isplake) od bušaćeg postrojenja do dleta i od dleta do površine;
⦁ Omogući spuštanje i vađenje dleta;
⦁ Omogući primenu željenog opterećenja na dleto.[1]
Takođe, kolona bušaćeg alata u bušotini ima i specijalne namene kao što su:
⦁ Stabilizacija sastava alata na dnu bušotine u cilju održavanja zahtevanog otklona kanala bušotine i minimiziranja vibracija i poskakivanja dleta na dnu;
⦁ Omogućavanje testiranja produktivnog sloja u bušotini kroz kolonu bušaćeg alata;
⦁ Dozvoljava karotažna merenja kroz bušaći alat, kada se klasične aparature za merenje bušotine ne mogu spustiti u otvorenu bušotinu.[1]
Kolona bušaćeg alaga sastoji se iz sledećih elemenata:
⦁ Radna šipka (“Kelly”);
⦁ Bušaće šipke (“Drill Pipe”):
⦁ Klasične bušaće šipke;
⦁ Teške bušaće šipke (“Heavy Weight Drill Pipe”);
⦁ Sastav alata na dnu bušotine (“Bottom Hole Assembly-BHA”):
⦁ Teške šipke (“Drill Collars”);
⦁ Stabilizatori (“Stabilizers”);
⦁ Amortizer udara ili vibracija (“Shock Absorber”);
⦁ Udarači, tj. izbijači (“Jar”);
⦁ Prelaz na dleto (“Bit Sub”); [1]
Radna šipka[uredi | uredi izvor]
Namena radne šipke je prenošenje snage, odnosno obrtnog momenta sa vrtaćeg stola na bušaće šipke, kao i sprovođenje toka isplake od isplačne glave do bušaćih šipki.
Radna šipka predstavlja i najopterećeniji deo sastava kolone bušaćeg alata. Izrađuje se od visoko kvalitetnog hrom-molibdenskog čelika postupkom kovanja, ili mašinskim postupkom, termički ojačanog kaljenjem i otpuštanjem.
U široj primeni su dve vrste radnih šipki:
⦁ kvadratnog preseka;
⦁ šestougaonog preseka.
Standardna API radna šipka, četvorougaona ili šestougaona dugačka je 12,2 m.
Dostupna je i opciona dužina od 16,5 m.
Na većini bušaćih postrojenja se koristi radna šipka dužine 12,2 m.[2]
Bušaće šipke[uredi | uredi izvor]
Energija potrebna za razrušavanja stena na dnu bušotine prenosi se preko bušaćih šipki sa površine na dno. Tako značajna funkcija bušaćih šipki u procesu bušenja nameće posebne zahteve u pogledu otpornosti građe, dimenzija i konstrukcije. To su bešavne cevi sa ojačanjem na krajevima, izrađene od čelika sa maksimalno 0,04% sumpora.
Bušaće šipke predstavljaju i najdužu sekciju kolone bušaćeg alata, jer sastav alata na dnu bušotine (BHA) uobičajeno nije duži od 300 m.
Svaki komad bušaće šipke sastoji se iz tela i dve spojnice, sa odgovarajućim spoljašnjim i unutrašnjim navojem, koje služe za spajanje bušaćih šipki.
U toku rada u kanalu bušotine, bušaće šipke su pod sledećim uticajem:
⦁ Aksijalnog opterećenja usled sopstvene težine i težine sastava alata na dnu bušotine (BHA);
⦁ radijalnog opterećenja;
⦁ Torzionog momenta usled rotacije;
⦁ ciklične promene opterećenja usled klaćenja sistema, a posebno kada kanal bušotine ima nagle promene nagiba, tj. otklona od vertikale
Bušaće šipke definišu se sledećim elementima:
⦁ spoljašnjim prečnikom i težinom;
⦁ kvalitetom (“Grad”);
⦁ klasom;
⦁ dužinom;
⦁ ojačanjima na krajevima cevi;
⦁ spojnicom.[2]
Teške bušaće šipke[uredi | uredi izvor]
Teška bušaća šipka ima spoljašnji prečnik isti kao i klasična bušaća šipka, ali zato raspolaže sa mnogo većom debljinom zida, čine se ostvaruje 2-3 puta veća težina po jedinici dužine. Po sredini tela cevi nalazi se ojačanje, tj. zadebljanje istog spoljašnjeg prečnika kao i spojnice. To centralno ojačanje, tj. zadebljanje ima ulogu stabilizatora, a ujedno i smanjuju trošenje tela cevi. Takođe, sa centralnim zadebljanjem se ostvaruje manji kontakt cevi sa zidom bušotine, a time se i smanjuje mogućnost prihvata alata usled diferencijalnog pritiska.[1]
Teške bušaće šipke se sve više upotrebljavaju pri izradi bušotina, zbog sledećih prednosti:
⦁ Smanjuju cenu koštanja bušenja, jer eliminišu oštećenja bušaćih šipki u tranzitnoj zoni, tj. u delu sekcije klasičnih bušaćih šipki koje se nalaze odmah iznad teških šipki;
⦁ Sa njima se može povećati kapacitet bušenja malih bušaćih postrojenja, tj. povećati dubina bušenja jer se može smanjiti broj teških šipki u koloni bušaćeg alata;
⦁ Kod koso-usmerenog i horizontalnog bušenja smanjuju torziju u kanalu bušotine i povećavaju tendenciju izmene ugla bušotine.[1]
Sastav alata na dnu bušotine[uredi | uredi izvor]
Alat na dnu bušotine, koji obično nije duži od 300 m, sastoji se od sledećih komponenti:
⦁ teških šipki;
⦁ stabilizatora;
⦁ amortizera udara ili vibracija;
⦁ udarača, tj. izbijača;
⦁ prelaza.[1]
Teške šipke[uredi | uredi izvor]
Teške šipke su najvažnija komponenta sastava alata na dnu bušotine sa sledećom namenom:
⦁ Ostvaruju opterećenje na dleto;
⦁ Predstavljaju deo sastava alata izloženog izvijanju;
⦁ Smanjuju vibracije i odskakanje dleta po dnu bušotine;
⦁ Održavaju zadani pravac bušotine ostalih alata na dnu bušotine.[1]
Teške šipke su bešavne čelične cevi sa povećanim spoljašnjim i smanjenim unutrašnjim prečnikom u odnosu na prečnike bušaćih šipki. U kolonu bušaćeg pribora postavljaju se između dleta i bušaćih šipki u cilju da koncentracija opterećenja na dleto bude smeštena neposredno iznad dleta u što kraćem intervalu kolone bušaćeg alata.
U procesu izrade bušotine, dužina kolone teških šipki određuje se tako da se 80-85% njihove težine u isplaki koristi za davanje opterećenja na dleto, a ostali deo kolone teških šipki podvrgnut je opterećenju na istezanje. Pri tome se neutralna tačka kompletnog sastava kolone bušaćeg alata nalazi u nizu teških šipki.
Teške šipke su duge 9,1 m ili 9,4 m. Izrađene prema API specifikaciji u rasponu prečnika od 73,03 do 304,8 mm. Teška šipka duga 9,1 m i prečnika 153,4 mm teška je oko 1360 kg. Deset ovakvih spojenih šipki će imati težinu od 13610 kilograma. Potrebno opterećenje na dleto za efikasno bušenje znatno varira i zavisi od tipa dleta i vrste formacije koja se buši. Pored toga, 13610 kilograma je dobar primer potrebnog opterećenja na dleto.[1]
Izbor teških šipki u bušotini[uredi | uredi izvor]
Teške šipke su prva sekcija kolone bušaćeg alata koja se bira, jer izabrane dužine i težine teških se uključuju kod izbora, tj. projektovanja bušaćih šipki.
Izbor teških šipki zasniva se na delovanju isplake u statičkim uslovima, a primenjuju se dve metode:
⦁ Metoda potiska (“Bouyancy factor method”);
⦁ Metoda pritisak-površina (“Pressure-area method”);[1]
Stabilizatori[uredi | uredi izvor]
Bušenje vertikalne, koso-usmerene, ili horizontalne bušotine zahteva upotrebu odgovarajućeg alata-stabilizatora, ugrađenih iznad dleta i na određenoj dužini u donjem delu teških šipki. Zadatak stabilizatora raspoređenih na određenom mestu u donjem delu teških šipki je da vrši kontrolu trajektorije bušotine da bi se ostvario određeni cilj: vertikalna, koso-usmerena ili horizontalna bušotina pod tačno određenim, zadatim uglovima.
Najšire primenjivani sastavi alata na dnu bušotine, pri izradi vertikalnih bušotina, u zavisnosti od rasporeda stabilizatora podrazumevaju:
⦁ Tehniku klatna (“Pendulum Technique”);
⦁ Tehniku krute stabilizacije (“Packed Hole”).[2]
Ublaživač udaraca ili vibracija[uredi | uredi izvor]
Amortizer udara ili vibracija koristi se prilikom bušenja čvrstih kavernoznih i nehomogenih formacija u kojima se bušaći alat i dleto izloženi jakim vibracijama odnosno oscilacijama u smeru ose pribora. Vibracije nastaju usled poskakivanja dleta na dnu bušotine ili rotacije bušaćih šipki u opsegu kritičnih brzina. Usled vibracije nastaju velike dinamičke sile (dvostruko veće od opterećenja na dleto), tako da ovi udari mogu prouzrokovati lomove bušaćih i teških šipki, lomove reznih elemenata dleta čime se smanjuje radni vek dleta.
Optimalna ugradnja amortizera udara je neposredno iznad dleta (kod krute stabilizacije 3 m od dleta) čime se ostvaruje neprekidni kontakt reznih elemenata dleta sa dnom bušotine, što omogućava povećanje opterećenja na dleto, a samim tim i povećanje mehaničke brzine bušenja.[2]
Udarač (izbijač)[uredi | uredi izvor]
U fazi bušenja, udarač se ugrađuje u kolonu bušaćeg alata na dnu bušotine sa zadatkom da udarnim dejsvtom, kako naviše tako i naniže, omogući oslobađanje dleta ili drugih alata u slučaju zaglave. Udarnim delovanjem, neposredno posle zaglave, u cilju oslobađanja alata mogu se sprečiti veliki troškovi instrumentacije, tj. spasavanja zaglavljenih alatki.[1]
Prelazi[uredi | uredi izvor]
Prelazi se, za razliku od spojnica, primenjuju za spajanje dva različita alata za bušenje koji imaju različite standardne tipove navoja, ili različite prečnike. Obično se upotrebljavaju pri spajanju dleta i teške šipke, teške šipke i stabilizatora, teške šipke i bušaće šipke, bušaće šipke i radne šipke, radne šipke i isplačne glave i dr.[1]