Бурильный инструмент

Бурильный инструмент

Бурильный инструмент

Методы отклонения

1. Отклонитель (уипсток)

Съёмный уипсток применяется при определенных условиях. При небольшой мощности буровых насосов, отклонениях в глубоких, горячих скважинах. Уипсток наворачивается на основание КНБК и в его конструкцию входит небольшое долото (рис. 3.1).

Типичная КНБК состоит из:'

Рис. 3.1 Рис. 3.2

Уипсток + Направляющее долото + Стабилизатор + Переводник режущего инструмента + 1 соединение бурильной трубы + Ориентирующий переводник (UBHO) + немагнитная УБТ.

Забой необходимо очистить, прежде чем начать использовать уипсток. После достижения забоя, пускают циркуляцию. Вогнутой стороной уипсток ориентируется в нужном направлении и устанавливается на дно забоя. Пята клина надежно закрепляется на месте и приложением веса колонны режущая часть инструмента "задавливается" в нужном направлении. Начинают вращать колонну. Около 3-7 м проходят с контролируемой скоростью. Уипсток поднимают и работают долотом-пилотом и расширителем. После этого проходят полноразмерным (для данного участка ствола) долотом со стабилизатором. Пробуривают примерно 10 м. При этом отклонение еще более увеличивается. После этого продолжают обычное бурение с полноразмерной КНБК.

Очевидно, что метод отклонения с уипстоком требует много рабочего времени и при этом возникает необходимость выполнения нескольких спуско-подъемных операций.

2. Струйный способ (использование сильной струи раствора для размыва стенки в нужном направлении).

Этот способ применяют в мягких, рыхлых формациях. Ствол можно отклонить и набрать максимальный угол с одной только КНБК. Можно использовать специальное струйное долото или стандартное длиннозубчатое, обычно применяемое с одним очень большим и двумя заглушенными (или очень маленькими) соплами. Типичная КНБК для струйной зарезки включает в себя:

Долото + Стабилизатор + Ориентирующий переводник (UBHO) + MWD + Немагнитная УБТ + Стабилизатор + УБТ, и т.д.

Для струйной зарезки необходимо выбрать подходящую (по своим свойствам) формацию. Должно быть достаточно места от ведущей трубы до стенки, чтобы "промыть" первые несколько метров. Центр большого сопла определяет направление и его нужно сориентировать в нужном направлении. При струйной зарезке необходимо применять максимально возможную циркуляцию. Скорость струи должна быть 170 м/сек. Размывается "карман " на стенке ствола, близлежащего к большому соплу и долото со стабилизатором под действием веса колонны проходят в этот карман, поскольку это путь наименьшего сопротивления. При необходимости долото можно приподнять над забоем и карман "забурить". Существо этого метода состоит в приподнятии колонны на 2 м. и сбрасывании ее в низ и "подхватывая ", так что долото входит в карман не под полным весом колонны, а в результате реакции сил напряжения.

После того как было размыто несколько метров (обычно 2) давление насосов уменьшают примерно на 50% от первоначального. Колонну вращают. Большую нагрузку на долото в сочетании с низкой скоростью вращения применяют для попыток "протискивания " КНБК в промытое отверстие. В дальнейшем бурение производится обычным способом в направлении отклонения произведенного ориентированным большим соплом долота. При очистке ствола скважины перед замерами, направление струи должно быть сориентировано в направлении отхода. После замеров, направление сопла устанавливается в зависимости от полученных результатов. Необходимо тщательно изучить кривизну и выполнить расширение ствола, как того требует необходимость.

Процедура ориентации повторяется столько, сколько необходимо, до тех пор, пока не получится необходимый наклон и нужное направление ствола. Затем можно обычными методами набрать максимальный угол. При необходимости можно выполнить небольшие корректировки направления. На рис 3-2 показана последовательность действий при зарезке: 1- ориентация и размывание, 2- бурение, 3-переориентация и размывание.

Преимущество метода

° В компоновке нет изгибающих элементов

° Замеры можно делать ближе к долоту, чем при использовании забойного двигателя.

° При размывке не создается реактивного момента. Направление зарезки определяется более точно, чем при использовании забойного двигателя. Это особенно важно в непосредственной близости от других скважин.

Недостатки метода

° Основная проблема этого метода заключается в том, что линия закривления получается "ломаной". Даже на коротком отрезке закривления, ее кривизна может резко меняться. Это создает сложности при использовании обычных средств замеров и может привести к неправильным выводам. Вычисленная кривизна является средней на всем отрезке между замерами и действительная кривизна этого участка может быть на много больше, чем величина, вычисленная на основании данных замеров.

° На глубине ниже 700 м., формации становятся сильно уплотненными для эффективного размывания и зарезка с кривым переводником и забойным двигателем становится более предпочтительной.

3. Зарезка с кривым переводником и забойным двигателем.

В этом методе (рис.3.3) кривой переводник устанавливается непосредственно над двигателем. Типичная КНБК включает в себя:

Долото + Двигатель + Кривой переводник + Промывочный переводник + Ориентирующий переводник (UBHO) + Немагнитная УБТ + Стальная УБТ + Толстостенная бурильная труба + Бурильная труба.

Ниппель кривого переводника устанавливается под углом 1-3~. Кривой переводник заставляет менять направление бурения, "толкая" мотор в нужном направлении. По мере продвижения бурения, долото вынуждено следовать по кривой. Кривизна зависит от установочного угла кривого переводника, наружного диаметра мотора и диаметра ствола. Она так же зависит от длины мотора и типа формации. Соответствующая комбинация этих параметров позволяет получить желаемую кривизну. Наличие ориентирующего переводника (UBHO) позволяет произвести замер, если возникнет необходимость.

Из-за наличия несоосности долота и основной части колонны вращение такого типа КНБК не желательно (кроме случаев осложнений в забое и переориентации).

4. Искривленный забойный двигатель

Наиболее обычный тип этого двигателя - это двигатель с изгибом в одном месте его корпуса (рис. 3.4). Корпус двигателя - не прямой. Одно из его соединений (обычно нижнее) выполнено с установкой под точным углом и известно под названием угла установки двигателя. Угол установки обычно равен 1,5~.

Рис. 3.4 Рис. 3.5

При углах, больших чем этот, становится трудным вращение и жизнь мотора укорачивается. Из-за близости угла изгиба к долоту, номинальный угол установки долота становится намного меньшим, чем в случае прямого двигателя и кривого переводника. Это показано на рис.3.5. Однако скорость изменения направления (кривизна) при относительно малом угле установки - велика.

Этот тип мотора можно применять при зарезке и корректировке направления ствола. На самом деле, этот мотор является основным компонентом КНБК, которую можно применить для ориентирования ("скользящий режим") или прямолинейного бурения в режиме вращения. В режиме скольжения мотор изменяет направление ствола. Идеальным применением этого типа моторов является бурение всей секции от одной точки обсадки до другой. Теоретически, при условии правильно выбранной КНБК и долота, мотор может оставаться внутри скважины до следующей точки обсадки. Высокая стоимость мотора должна компенсироваться существенной экономией бурового времени из-за уменьшения числа спускоподъемных операций и высокой скорости проходки.

В настоящее время угол установки производится на поверхности. Следующим технологическим новшеством будет мотор с изменяемым углом в забое.