ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ КРИВИЗНЫ СТВОЛА СКВАЖИНЫ ПО УСЛОВИЯМ ВПИСЫВАЕМОСТИ БУРОВЫХ КОМПОНОВОК, ПРОЧНОСТИ ОБСАДНЫХ И БУРИЛЬНЫХ ТРУБ

Анализ вписывамости буровых компоновок в искривленный ствол скважины

Схема, используемая для анализа условий вписывае- мости снаряда в искривленный ствол скважины

Рис. 5.12. Схема, используемая для анализа условий вписывае- мости снаряда в искривленный ствол скважины

Под вписывамостью снаряда или буровой компоновки в искривленный ствол скважины понимается возможность ее перемещения в искривленном стволе без деформаций.

На рис. 5.12 приведена схема, на которой снаряд 1 проходит искривленный интервал ствола без деформации, а снаряд 2 — с некоторой деформацией.

Предельная интенсивность искривления, отвечающая условиям вписываемости снаряда или трубы одного диаметра DH на всем интервале длины Lc, определяется из формулы [5]:

При спуске компоновки, оснащенной породоразрушающим инструментом, диаметр которого равен диаметру ствола скважины, значение интенсивности искривления, отвечающее условиям вписываемости, будет меньше рассчитанного по формуле (5.8) [5]:

Если условие вписываемости не выполняется, буровая компоновка в искривленном стволе будет деформироваться, оказывая силовое воздействие на стенку скважины в концевых частях снаряда. Усилие RH (см. рис. 5.12) можно определить из формулы [9J:

где EJ — жесткость компоновки, даН-м2; / — интенсивность искривления ствола скважины, град./м.

При невписываемости буровых снарядов в криволинейный ствол скважины за счет сил упругости возникают значительные радиальные усилия прижатия, которые при проработке стволов скважин специальными технологическими снарядами в зонах повышенной кривизны приводят к увеличению овальности поперечного сечения скважины, что способствует лучшему прохождению буровых снарядов, компоновок и бурильных колонн на этих участках.

В ряде случаев при бурении применяют такие компоновки, которые обладают угловой несоосностью соединений и не вписываются даже в прямолинейный ствол скважины без деформации. Примером такой компоновки может быть турбинный отклонитель с кривым переводником. При этом за счет упругих сил создается усилие прижатия породоразрушающего инструмента к стенке скважины (усилие R на рис. 5.13). Величина этого усилия может определяться из следующей зависимости:

где ц/ — угловая несоосность компоновки, рад;

Пример расчета буровой компоновки — турбобура с кривым переводником, обладающего угловой несоосностью, дан в разд. 4.2.3.

Достаточно уникальным случаем вписываемости в искривленный ствол скважины является процесс проникновения в криволинейный ствол самого отклонителя непрерывного действия, который одновременно и формирует этот ствол. В данном случае габаритные размеры отклонителя задают предельные значения формируемой им кривизны, а изменение размеров снаряда, на-

Деформация компоновки с угловой несоосностью / в прямолинейном стволе скважины

Рис. 5.13. Деформация компоновки с угловой несоосностью / в прямолинейном стволе скважины

пример его удлинение, приводит к изменению возможного предельного значения интенсивности искривления (в данном случае удлинение снаряда приводит к снижению этого параметра).

При проводке наклонно-направленных скважин бурение с отклонителем и без него осуществляют забойными двигателями различных размеров и жесткости. Если участок набора зенитного угла проходят укороченными забойными двигателями, что позволяет увеличить интенсивность искривления, то участки стабилизации и снижения зенитного угла, а также нижний вертикальный участок бурят секционными длинными турбобурами для повышения подводимых к долоту вращающего момента и мощности.

Это должно быть учтено при проектировании допустимой интенсивности искривления ствола.

 
Посмотреть оригинал