наклонное бурение. 1. цели и задачи направленного бурения скважин

• Название: 1. цели и задачи направленного бурения скважин
• Дата: 04.03.2019
• Размер: 0.57 Mb.
• Имя файла: наклонное бурение.doc
• Тип: Документы; #69526
• страница: 5 из 5

6. ИЗМЕНЕНИЕ КУРСА СТВОЛА СКВАЖИНЫ
Основное требование при бурении направленной скважины — изме­нять ее курс или стабилизировать траекторию. Чтобы углублять забой скважины в нужном направлении, бурильщик использует специальный от­клоняющий инструмент или модифицирует забойную компоновку буриль­ного инструмента.
6.1. ОТКЛОНЯЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ

Отклоняющий инструмент — это устройство в составе бурильного ин­струмента для бурения под углом к уже созданной части ствола. Откло­няющие инструменты иногда называют «к!ско£г»-инструменты, потому что они начинают использоваться для набора кривизны в точке «kickoff» (КОР — верхняя точка искривления). Имеется много типов отклоняющих инструментов, начиная от примитивного, но надежного уипстока и кончая современным забойным двигателем.

Выбор инструмента зависит от степени необходимого отклонения, твердости пород, глубины ствола, температуры. Наиболее важные факто­ры — геологические, так как они не управляются человеком.

Отклоняющие инструменты заставляют долото бурить в предпочти­тельном направлении, находясь в составе бурильной колонны. «Лицо» ин­струмента указывает направление, в котором долото имеет тенденцию бу­рить. Оно обычно маркируется прочерченной линией — риской. «Лицо» инструмента должно быть ориентировано, т.е. повернуто так, чтобы откло­нять ствол в требуемом направлении. Важно помнить, что ориентация на­правляющего инструмента не обязательно совпадает с намеченным направ­лением ствола.

Уипстоки. Первым отклоняющим инструментом была заостренная плита из дерева, которую устанавливали на забое скважины, чтобы создать усилие, отклоняющее долото в сторону. Типичный современный колонный уипсток изготавливают из стали. Он имеет клиновидное вогнутое «лицо», чтобы отклонять вращающее долото и расположенную напротив буриль­ную колонну на 2 — 3° на длине 1,5 — 3,5 м (рис. 10.18).

Один из недостатков уипстока состоит в том, что приходится бурить скважину уменьшенного диаметра, а это требует отдельных операций по расширению ствола (см. рис. 10.18). В результате увеличиваются затраты времени. Уипсток может повернуться в стволе и поэтому могут потребо­ваться действия по ориентации, пока он не будет установлен правильно.

Другой недостаток уипстока состоит в том, что можно пройти за 1 раз лишь 5 — 7 м ствола скважины. Поэтому уипсток был вытеснен более слож­ными направляющими инструментами и теперь используется только в не­обычных ситуациях.

Долота с отклоняющей насадкой. Если горные породы достаточно мягкие, то для отклонения ствола скважины могут использоваться долота с отклоняющей насадкой. Стандартная шарошка долота заменяется устрой­ством с насадкой большого диаметра. «Лицом» долото (сторона долота с насадкой увеличенного диаметра) ориентируют в необходимом направле­нии, включают насосы и бурильную колонну, медленно то опускают, то приподнимают без вращения на расстояние около 3 м от забоя. Эти действия приводят к одностороннему вымыванию породы (рис. 10.19). При вра­щении и создании нагрузки долото будет направляться по пути наименьше­го сопротивления — в размытую область. При высоких нагрузках буриль­ный инструмент продолжит изгибаться, и процесс ведут до тех пор, пока не будет достигнут нужный угол искривления ствола.

Забойные двигатели. Наиболее часто в качестве отклонителей исполь­зуют забойные двигатели, которые имеют некоторые преимущества перед более сложными типами отклоняющих инструментов. Забойный двигатель бурит скважину полным профилем, так что не требуются ни ее последую­щее расширение, ни ее калибровка. Его можно использовать для много­кратных отклонений без извлечения из скважины, исправлять курс после начала

искривления.

Собственно стандартный забойный двигатель не является отклоняю­щим инструментом. Чтобы отклонить скважину, устанавливают в буриль­ном инструменте между бурильной колонной и двигателем кривой пере­водник. Кривой переводник представляет собой короткий отрезок трубы с внутренней и внешней замковыми резьбами, оси которых пересекаются под углом 1—2,5° (рис. 10.20, а). «Лицом» забойного инструмента в сборе сдвигателем является направление искривления переводника, которое обыч­но маркируется риской для точной установки.

Вместо кривого переводника иногда используют искривленную в оп­ределенном месте толстостенную бурильную трубу. Забойный двигатель может быть скомпонован с отклонителем, оси резьб которого пересекаются под углом 1-2° (см. рис. 10.20, б], а также с различными эксцентричными устройствами.

Отклонитель Р-1 (см. рис. 10.20, б), изготовляется из отрезка УБТ дли­ной 4 — 8 м, на концах которого нарезаны присоединительные резьбы с пе­рекосом в одной плоскости и в одном направлении. Угол, образуемый осью трубы и осью нижней присоединительной резьбы, составляет 2 — 3°, а угол, образуемый осью трубы и осью верхней присоединительной резьбы, равен 2° —2°30'. Отклонитель устанавливают между забойным двигателем и УБТ. Он позволяет набрать кривизну до 90°.

Отклонитель, состоящий из забойного двигателя с накладкой и криво­го переводника рекомендуют применять в тех случаях, когда непосредст­венно над кривым переводником устанавливают обычные бурильные тру­бы. Этот отклонитель действует подобно отклонителю Р-1 (рис. 10.20, в).

Эксцентричный ниппель представляет собой отклонитель, выполнен­ный в виде металлической опоры 1, приваренной к ниппелю турбобура 2 (рис. 10.20, г). Применяют этот отклонитель при бурении в устойчивых по­родах, когда отсутствует опасность прихвата бурильной колонны.

Упругий отклонитель состоит из специальной накладки и резиновой рессоры. Накладка приварена к ниппелю турбобура и работает совместно с резиновым элементом. Используют такой отклонитель при бурении в неус­тойчивых породах.

При использовании на криволинейных участках секционных турбобу­ров для изменения кривизны применяют кривой элемент для соединениясекций турбобура друг с другом под углом до 2°. Это обеспечивает несоос-ную передачу вращающего момента и осевой нагрузки от верхней секции к нижней. В качестве соединительного элемента корпусов используют кри­вой переводник, а валы турбобуров соединяют при помощи муфты. Откло-нитель турбинный ОТ отличается от турбобура тем, что в его состав входит искривленный переводник, установленный между ниппелем и корпусом турбобура, и разрезной вал. Вращающий момент и нагрузка на долото от одного отрезка вала к другому передаются при помощи шаровой пяты, ко­торая соединяется с валами при помощи конусов.

Отклонитель турбинный ОТС аналогичен отклонителю ОТ, но уста­навливается между секциями двухсекционного турбобура, что позволяет бурить скважины в зонах набора кривизны с повышенными технико-экономическими показателями.

Наиболее совершенный из них — разработанный во ВНИИБТ редук-торный отклонитель ТР-2Ш-195ТО (где 195 — диаметр отклонителя в мм). Он состоит из турбинной и шпиндельной секций, корпуса которых соеди­нены кривым переводником, а валы — кулачковой муфтой.