Охарактеризуйте основные способы эксплуатации добывающих скважин.

Цель и задачи текущего ремонта скважин.

Понятие «взрыва».

План мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий.

 

1. Физико-механические свойства горных пород.

Достоверные сведения о физико-механических свойствах горных пород позволяют заблаговременно составить представление о характере возможных деформаций и степени устойчивости обнажений массива, а также служат основанием для разработки и внедрения наиболее эффективных методов разрушения горных пород при ведении горных работ, креплении и поддержании горных выработок. Под механическими свойствами горных пород понимают характеристики, определяющие способность пород противодействовать деформированию и разрушению в сочетании со способностью упруго или пластически деформироваться под действием внешних механических сил. Механические свойства пород можно подразделить на прочностные, упругие и др. Прочность характеризует сопротивляемость породы раздавливающим, разрывающим и скалывающим нагрузкам. Пределом прочности называют напряжение, при котором образец породы разрушается. Большинство горных пород имеет зернистую структуру (например, песчаники), причем межкристаллическое сцепление значительно меньше прочности самих зерен. Такие горные породы являются хрупкими и разрушаются без предварительной пластической деформации. Глины и некоторые виды известняков обладают пластическими свойствами. Горные породы обладают достаточно высокой прочностью только на сжатие, сопротивление же их растяжению, сдвигу и изгибу очень мало и составляет десятые и сотые доли сопротивления сжатию. При сложных процессах механического разрушения горных пород (бурение шпуров, применение проходческих комбайнов и т.д.) чаще находит применение термин «крепость горной породы». Крепость —величина, приближенно характеризующая относительную сопротивляемость породы разрушению при добыче. Дробимость —относительная сопротивляемость породы измельчению при воздействии ударной нагрузки. Абразивность горных пород и угля — способность истирать металлы, твердые сплавы и др. Поэтому абразивность горной породы обычно оценивают по износу материала, контактирующего с нею. Контактная прочность —сопротивляемость породы разрушению в приповерхностном слое при местных контактных воздействиях.По величине контактной прочности все горные породы делят на 12 классов. Первый класс составляют слабые породы с контактной прочностью менее 300 МПа, к двенадцатому классу относят крепчайшие породы с пределом прочности более 5650 МПа. Хрупкость — свойство горных пород разрушаться без пластических деформаций. Пластичность — свойство породы под воздействием сил претерпевать остаточную деформацию без микроскопических нарушений сплошности. Она растет с увеличением температуры и давления. Наиболее пластичны, например, глины.Между хрупкими и пластичными породами нельзя провести резкой грани, так как одна и та же порода в зависимости от рода и скорости приложения нагрузки может быть хрупкой или пластичной. Твердость — сопротивляемость породы при местных контактных воздействиях пластической деформации или хрупкому разрушению в поверхностном слое. Статической твердостью – Сопротивляемость горной породы внедрению инструмента или вдавливанию при статическ ом. Вязкость — свойство, характеризующее сопротивляемость усилиям, стремящимся отделить часть породы от массива. Вязкость часто выражают через работу деформации — работу, необходимую для разрушения породы. Вязкость зависит от прочности и пластичности породы. В однородных породах вязкость равномерна во всех направлениях. В неоднородных породах вязкость вдоль слоев меньше, чем в направлении, перпендикулярном к ним. Плотность горной породы — масса единицы ее объема в естественном состоянии со всеми содержащимися в ее порах жидкостями и газами.Различают среднюю и минералогическую плотности. Пористость — суммарный относительный объем пор, содержащихся в горной породе. Наличие в породе пор и трещин уменьшает силы сцепления и облегчает разрушение породы под действием бурового инструмента. Чем больше объем пор, тем меньше ее плотность.

Пористость горных пород колеблется в широких пределах и зависит от размеров и формы зерен, слагающих породу, а также от минералогического состава, однородности, плотности ее сложения. Пористые горные породы обладают сжимаемостью, т.е. их объем уменьшается после сжатия. Однако практически сжимаемость горных пород незначительна. Упругость — свойство тела восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения действия на него силы. Деформация горных пород — изменение относительного положения частиц массива горных пород под действием сил. Ползучестью горной породы называют медленное нарастание во времени пластической деформации породы при силовых воздействиях, меньших, чем те, которые могут вызвать остаточную деформацию при испытаниях обычной длительности. Величина ползучести горных пород имеет большое значение при поддержании горных выработок, так как от нее зависит смещение горных пород на контуре выработок и, следовательно, нагрузка на крепь.Ползучесть горных пород в большей мере проявляется на больших глубинах от поверхности. Разрыхляемость —свойство горной породы занимать в разрыхленном состоянии больший объем по сравнению с тем, который она занимала в массиве.Отношение объемов горной породы в разрыхленном состоянии и в массиве называют коэффициентом разрыхления. Величина этого коэффициента зависит от крепости породы, ее строения и сложения, степени разрыхления, способа добычи, наличия воды. Наиболее разрыхляемы твердые и прочные породы, наименьшей разрыхляемостыо обладают малосвязанные и рыхлые. Трещиноватость — нарушенность монолитности пород трещинами. Трещиноватость горных пород значительно ослабляет устойчивость массива, существенно влияет на параметры буровзрывных работ, способы проведения и крепления горных выработок.Влажностью горных пород называют количество воды, содержащейся в их порах, трещинах и других полостях.Количество воды, содержащейся в породе в естественных условиях, называют естественной влажностью

2. Охарактеризуйте основные способы эксплуатации добывающих скважин.

Фонтанный, когда нефть извлекается из скважин самоизливом; Фонтанный способ эксплуатации скважин применяется, если пластовое давление в залежи велико. В этом случае нефть фонтанирует, поднимаясь на поверхность по НКТ за счет пластовой энергии. Фонтанирование скважин может происходить под действием гидростатического напора, а также энергии расширяющегося газа.

Газлифтный - с помощью энергии сжатого газа, вводимого в скважину извне; недостающее количество газа для подъема жидкости закачивают в скважину с поверхности. В скважину опускают два ряда насосных труб. По затрубному пространству между наружной и внутренней трубами подают под давлением газ или воздух.

Насосный - извлечение нефти с помощью насосов различных типов. При насосном способе эксплуатации подъем нефти из скважин на поверхность осуществляется штанговыми и бесштанговыми насосами (погружные электроцентробежные насосы, винтовые насосы и др).

Штанговые: Наземное оборудование: станок-качалка (СК), оборудование устья.

Подземное оборудование: насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные штанги (НШ), штанговый скважинный насос (ШСН) и различные защитные устройства, улучшающие работу установки в осложненных условиях.

Недостатками штанговых насосов является ограниченность глубины их подвески и малая подача нефти из скважин. По способу крепления насосов к колонне НКТ различают вставные (НСВ) и не вставные (НСН) скважинные насосы

На заключительной стадии эксплуатации вместе с нефтью из скважин поступает большое количество пластовой воды, применение штанговых насосов становится малоэффективным. Этих недостатков лишены установки погружных электронасосов УЭЦН.

Все насосы делятся на две основные группы; обычного и износостойкого исполнения. Подавляющая часть действующего фонда насосов (около 95 %) — обычного исполнения.

Насосы износостойкого исполнения предназначены для работы в скважинах, в продукции которых имеется небольшое количество песка и других механических примесей (до 1 % по массе). По поперечным размерам все насосы делятся на 3 условные группы: 5; 5А и 6, что означает номинальный диаметр обсадной колонны, (в дюймах), в которую может быть спущен данный насос. Группа 5 имеет наружный диаметр корпуса 92 мм, группа 5А — 103 мм и группа 6 — 114 мм.

Пример условного обозначения — УЭЦНМК5-50-1200, где У установка; Э привод от погружного электродвигателя; Ц центробежный; Н – насос; М модульный; К – коррозионно-стойкого исполнения; 5 – группа насоса; 50 подача, м3/сут; 1200 – напор, м.

Электродвигатели в установках применяются асинхронные, 3 фазные с короткозамкнутым ротором вертикального исполнения ПЭД40-103 — обозначает: погружной электродвигатель, мощностью 40 кВт, диаметром 103 мм. Двигатель заполняется специальным маловязким, высокой диэлектрической прочности маслом, служащим для охлаждения и смазки.

Погружные винтовые насосы стали применяться на практике сравнительно недавно. Винтовой насос — это насос объемного действия, подача которого прямопропорциональна частоте вращения специального винта (или винтов). При вращении винт и его обойма образуют по всей длине ряд замкнутых полостей, которые передвигаются от приема насоса к его выкиду. Вместе с ними перемещается и откачиваемая жидкость.

Выбор способа эксплуатации нефтяных скважин зависит от величины пластового давления и глубины залегания пласта.

3. Цель и задачи текущего ремонта скважин.

Подземный ремонт скважин подразделяется:

1. на текущий ремонт скважин;

2. на капитальный ремонт скважин.

Цель подземного текущего ремонта скважин – восстановление работоспособности скважины и внутрискважинного оборудования. Восстановление работоспособности скважинного и устьевого оборудования, изменение режима эксплуатации скважины, очистка забоя от парафинистых отложений, солей и песча­ных пробок бригадой ТРС.

Общая характеристика видов работ по капитальному ремонту скважин: ремонтно-изоляционные работы; устране­ние негерметичности эксплуатационной колонны; устранение аварий, допущенных в процессе эксплуатации или ремонта; переход на другие горизонты и приобщение пла­стов; внедрение и ремонт установок типа ОРЭ, ОРЗ, пакеров-отсекателей; ком­плекс подземных работ, связанных с бурением; обработка призабойной зоны; ис­следование скважин; перевод скважин на использование по другому назначению; ввод в эксплуатацию и ремонт нагнетательных скважин; консервация и расконсерва­ция скважин; прочие виды работ.

4. Понятие «взрыва».

Взрыв – это быстро протекающая физико-химическая реакция превращения вещества, при которой выделяется тепло и большое количество сжатых газов, способных производить механическую работу разрушения и перемещения окружающей среды.

Параметры:

Продолжительность-несколько миллисекунд.Температуры взрыва Т, °С могут составлять 3000-4500 °С.

Давления в эпицентре взрыва Р, атм составляют 300 000-350 000 атм. Теплота взрыва Q, МДж составляет 4-7 МДж/кг.

Объемы выделяющихся при взрыве газообразных продуктов взрыва Vг, л/кг, которые при расширении определяют работу взрыва, составляют 600-800 л/кг. Первоначально при взрыве возникает ионизированный газ. При расширении и уменьшении температуры газа возникают молекулярные формы N2, CO2, CO, H2O и NO. При снижении температуры до 1000 градусов возникают метан, этан и ацетилен, а в сернистых скважинах также H2S и SO2

5. План мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий.

1. План мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий (далее - ПЛА) должен быть составлен на каждый ОПО.

2. В ПЛА должны предусматриваться: возможные аварии, места их возникновения и условия, опасные для жизни людей, мероприятия по спасению людей, первоочередные действия персонала (отключить, закрыть) при возникновении аварий, места нахождения средств для спасения людей и ликвидации аварий, порядок взаимодействия с газоспасательными, пожарными и противофонтанными отрядами.

3. ПЛА разрабатываются комиссией, из специалистов, назначенных приказом по предприятию. ПЛА пересматриваются 1 раз в три года. При изменении технологии, условий работы, правил безопасности в ПЛА должны быть внесены изменения и дополнения.

4. ПЛА в количестве 5 экземпляров утверждается техническим руководителем предприятия при наличии актов проверки.

5. ПЛА должен содержать: о перативную часть, в которой:

1. Все виды возможных аварий, 2. Распределение обязанностей 3. Список должностных лиц и учреждений, 4. Схемы основных коммуникаций 5. Списки инструментов, СИЗ, материалов 6. Способы оповещения пути выхода людей из опасных мест и участков. 7. Действия персонала, ответственных за эвакуацию людей. 5. Выставление на путях подхода (подъезда) постов контроля за пропуском в загазованную и опасную зоны. 6. Способы ликвидации аварий в начальной стадии.

7. Ознакомление с ПЛА персонала должно быть оформлено документально в журнале регистрации инструктажей по ОТ на рабочем месте под роспись.

9. Ответственность за своевременное и правильное составление ПЛА и его соответствие положению в ФНП на производстве несут руководитель объекта и технический руководитель.

10. Периодичность проведения учебно-тренировочных занятий по выработке навыков выполнения мероприятий ПЛА, кроме случаев, установленных ФНП, определяется организацией с учетом конкретных условий, но не реже одного раза в год.

11. Результаты учебно-тренировочных занятий по ПЛА должны заноситься в журналы по их регистрации под роспись персонала участвующих в занятии.

 

Билет № 2