Принципиальная схема КНБК для бурения горизонтальных скважин по различным радиусам


bitcoin

Ответ на вопрос: «Принципиальная схема КНБК для бурения горизонтальных скважин по различным радиусам».

    По назначению КНБК делят на 2 группы:

  1. Компоновки, предназначенные для управления зенитным углом и азимутом ствола наклонной скважины. Эту группу составляют ориентируемые отклоняющие приспособления (ОТС, турбобур с кривым переводником, компоновки, включающие турбобур с эксцентричным ниппелем, турбинные отклонители типа ТО и шпиндель-отклонители (ШО)).
  2. Компоновки для управления только зенитным углом. К этой группе относятся неориентируемые отклоняющие (стабилизирующие) компоновки (ОТШ, компоновки с центраторами или стабилизаторами, калибраторами).

Виды ориентируемых компоновок бурильной колонны

Ориентируемые компоновки используются для бурения участка набора зенитного угла и для исправления параметров кривизны, если фактический профиль скважины значительно отличается от проектного.

    Механизмы искривления:

  • кривой переводник,
  • турбинный отклонитель (ТО),
  • отклоняющие системы на базе ВЗД,
  • электробуры с механизмами искривления,
  • системы с накладками (отклоняющие),
  • системы с шарнирными элементами,
  • в роторном бурении: отклоняющие клинья в сочетании с шарнирными отклонителями.

В турбинном бурении отклоняющая (ориентируемая) компоновка включает в себя: долото, турбинный отклонитель, магнитный переводник, бурильную трубу из немагнитного материала, УБТ и обычные бурильные трубы (БТ).

Чем больше угол перекоса кривого переводника, тем меньше длина нижнего плеча, тем больше интенсивность искривления ствола.

Ориентируемые КНБК для наклонно-направленных скважин

Ориентируемые КНБК должны включать хотя бы один искривленный элемент. Базируются на возможности использовать кривой переводник. ВЗД состоит из шпиндельной секции и винтовой пары.

    ИЭ можно расположить:

  1. между шпиндельной секцией и винтовой парой. Система серьезно изогнется. Величина угла перекоса от 0,5 до 1,75. Этот ИЭ максимально приближен к режущей кромке долота.
  2. Искривленный элемент (ИЭ) расположен за винтовой парой. Наблюдаем, что система прижимается режущей кромкой долота к верхней стенке скважины. Чем больше угол перекоса, тем сильнее прижимается. Угол перекоса составляет от 2 до 3,5-4.
    Чем дальше находится ИЭ, тем меньше эффективность (поэтому угол перекоса во втором случае больше, надо как-то компенсировать потерю эффективности из-за отдаленности ИЭ).
    Мы создаем как можно больший угол перекоса во втором случае, чтобы добиться того же эффекта, что и в первом. Но при этом происходит износ вала, подшипниковых элементов, все быстрее выходит из строя.
    Следовательно, снижается интенсивность набора зенитного угла.
  3. система с двумя искривленными элементами. Это более напряженный режим, но и более высокая интенсивность набора параметров. Особенность: оба искривленных элемента должны находиться в одной абсидиальной плоскости.
  4. система с двумя искривленными элементами и двумя перекосами в разных направлениях (применяется на последних участках донабора, набора зенитного угла). В режиме скольжения мы получаем либо увеличение, либо уменьшение зенитного угла. По краям системы установлены опорные элементы, чтобы сильно не било по стенкам скважины.
    Однако, биение все равно будет. Это приведет к увеличение диаметра ствола скважины на 20%.
    Бурение происходит в режиме скольжении, без вращения БИ, вращается только долото.
    Если происходит вращение БИ, то угол перекоса «убивается», то есть идет участок стабилизации.

Ориентируемые КНБК для горизонтальных скважин

В ориентируемых КНБК для горизонтальных скважин используется шарнирный элемент.

Применяется ориентируемая КНБК с шарнирным для строительства горизонтальных скважин по среднему и малому радиусу.

Шарнирный элемент обеспечивает более сильное искривление и более интенсивную степень набора зенитного угла. Шарнирный элемент имеет изгиб 4-5 градусов.

Шарнирный элемент имеет одну степень свободы, что позволяет двигателю работать в одной абсидиальной плоскости. Плоскость проходит через шарнирный элемент и искривленный переводник.

Иногда можно использовать два шарнирных элемента – отклонителя с одной степенью свободы. Излом составляет в этом случае 4,5-5 градусов. В целом систему можно изломать до 10 градусов. Но в случае прихвата система в этом узле порвется.

Если в КНБК входят несколько опорных элементов, то можно использовать шарнирный элемент с двумя степенями свободы. Однако, чем меньше ОЭ, тем легче спускать инструмент и бурить скважину. Так как, каждый опорный элемент касается стенок скважины, внедряется лопастями в породу, перемещение системы затрудняется, меняется гидродинамическая картина.

Если в КНБК есть только калибратор, то шарнирный элемент с двумя степенями свободы позволяет спустить бурильную колонну в резко искривленную скважину.

КНБК работает устойчиво в пространстве, когда зенитный угол достигает 85-90 градусов.

Неориентируемые КНБК для наклонно-направленного и горизонтального бурения

Неориентируемые КНБК – это компоновки для управления только зенитным углом; на базе турбобуров и ВЗД. Предназначены для бурения вертикального участка ствола скважины. Эти компоновки должны обеспечить строгую вертикальность ствола скважины во избежание пересечения стволов соседних скважин в кусте.

К ним относятся: ОТШ, компоновки с центраторами или стабилизаторами, калибраторами.

В формировании наклонного ствола существенную роль играет низ бурильной колонны.

Бурильная колонна, расположенная в наклонном стволе, принимает такое устойчивое положение равновесия, при котором на некотором расстоянии от долота имеется сечение, за которым забойный двигатель или трубы лежат на стенке скважины.

Неориентируемая КНБК может быть многоцентраторной или маятниковой.

Многоцентраторная КНБК: долото – калибратор – УБТ – ОЭ – УБТ – ОЭ (или его может не быть). На определенном расстоянии устанавливается опорный элемент, который позволяет достичь определенного технологического решения.

Когда ОЭ максимально прижимается к режущей кромке долота, то система набирает зенитный угол. Если ОЭ расположен далеко, то система сбрасывает зенитный угол.

Маятниковая КНБК: наиболее простой является компоновка при роторном бурении, состоящая из долота и УБТ различных диаметров, не включающая центрирующий элемент. Если такая компоновка не обеспечивает минимального искривления, то ставят один или два центрирующих элемента.

При турбинном бурении первым утяжелителем выступает турбобур. В этом случае компоновка включает дополнительный участок УБТ, расположенный над турбобуром. Примечание: после долота калибратор не ставится!!!

На искривление стволов наклонных скважин при бурении неориентируемыми компоновками влияет совокупность технических, технологических и геологических факторов.

    К техническим факторам относятся

  • параметры компоновки низа бурильной колонны;
  • типоразмер долота;
  • типоразмеры турбобура и утяжеленных (обычных) бурильных труб, входящих в компоновку низа;
  • тип и геометрические параметры отклоняющих или стабилизирующих приспособлений.

Технологическими факторами являются параметры режима бурения, плотность промывочной жидкости.

Технические и технологические факторы поддаются активному воздействию в отличие от геологических факторов, влияние которых может лишь учитываться при расчетах.

К геологическим факторам относятся элементы залегания проходимых пластов, анизотропия их по буримости и перемежаемость пород различной твёрдости.

Кроме вышеуказанных факторов, на процесс последующего искривления существенное влияние оказывает кривизна ствола на участке расположения компоновки низа бурильной колонны.

Вопросы для подготовки к госэкзамену по специальности «Бурение нефтяных и газовых скважин»


Samsung SM-N950F Galaxy Note 8