Технические средства для искусственного искривления скважин в любом заданном направлении

При выполнении работ по искусственному искривлению скважин применяются: отклонители, технологические снаряды, ориентаторы.

Отклонители предназначены для отклонения ствола скважины с естественного или искусственного забоя и разделяются на три основные группы:

  • • стационарные клиновые отклонители;
  • • извлекаемые (съемные) клиновые отклонители;
  • • отклонители непрерывного действия (ОНД).

Технологические снаряды предназначены для выполнения определенных операций цикла искусственного искривления, как предшествующих постановке отклонителя, так и после отклонения ствола скважины.

Отклонители являются основной составной частью технической системы для направленного бурения. Различные типы отклонителей определяют возможности этой системы при решении разнообразных геологометодических и технических задач.

Отклонитель - техническое средство, предназначенное для управляемого изменения направления и кривизны ствола скважины.

Основные схемы реализации искусственного искривления:

A. Без вращения породоразрушающего инструмента:

  • 1) задавливанием или (и) забиванием наконечника с ориентированными скосом;
  • 2) гидравлическим метанием шаров из изогнутого наконечника;
  • 3) плавлением в ориентированном направлении.

Б. Без вращения бурильной колонны, с вращением долота забойными двигателями:

  • • с изогнутой трубой;
  • • с кривым переходником;
  • • с изогнутым корпусом;
  • • с накладкой на корпусе.

B. С вращением бурильной колонны.

  • 1) отклонением от скошенного ложка клина;
  • 2) отклонителями непрерывного действия:
    • • асимметричным разрушением забоя за счет перекоса бурового инструмента;
    • • фрезерованием стенки скважины под действием отклоняющего усилия;
    • • совместным фрезерованием и асимметричным разрушением забоя.

Г. С вращением бурильной колонны и наложением ударных импульсов:

  • • асимметричным разрушением забоя за счет перекоса бурового инструмента (гидро- или пневмоударника);
  • • внецентренным приложением ударов к инструменту.

В современных системах направленного бурения протяженных горизонтальных стволов при освоении нефтяных и газовых месторождений системы rotary steerable system (RSS) - роторные управляемые системы (РУС) сочетаются с применением винтовых забойных гидродвигателей. Таким образом, в практике направленного бурения нефтяных и газовых скважин нашло применение сочетание вариантов Б и В приведенной выше классификации как единой технологической схемы.

Изменение направления скважины задавливанием реализуется в деформируемых грунтах при горизонтальном направленном бурении (ГНБ) с целью прокладки коммуникаций под природными и техногенными объектами [9]. При задавливании инструмента в направлении, противоположному скосу, будет действовать поперечная сила N0T (рис. 4.22), равная

где кТ коэффициент, учитывающий действие сил внешнего и внутреннего трения при внедрении инструмента и деформировании грунта; Рос - осевая нагрузка на инструмент, даН; X - угол приострения инструмента со скосом, град.

Схема сил при задавливании в грунт инструмента со скосом торца

Рис. 4.22. Схема сил при задавливании в грунт инструмента со скосом торца

Под действием силы N0T происходит отклонение инструмента, что позволяет при последующем вращении колонны с наконечником отклонять ствол скважины в заданном направлении.

Разрушение твердых горных пород гидравлическим метанием шаров, или шароструйный способ бурения, разрабатывавшийся в 60-70 гг. прошлого столетия, в том числе и для направленного бурения, не нашло своего применения в практике бурения. В этом случае искривление скважины достигается направленным метанием шаров в определенный участок забоя с помощью искривленного наконечника.

Искривленный наконечник может применяться и при изменении направления скважины, бурение которой осуществляется плавлением во льдах или горной породе.

Другие приведенные схемы реализации искривления широко применяются в практике бурения и будут рассмотрены далее.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >