Разработка технологии бурения геологоразведочных скважин

курсовая работа

3.2 Выбор технологического инструмента КНБК

При бурении все скважины по различным причинам в той или иной мере отклоняются от первоначального заданного направления. Это нарушение прямолинейности ствола скважины называется ее искривлением. Не преднамеренное искривление называется естественным, а искривление скважины с помощью различных технологических и технических приемов называется искусственным.

Бурение искривленной скважины сопряжено со многими трудностями такими как повышенный износ бурильных труб, увеличение затрат времени на спускоподъемных операций и повышение опасностей прихватов; значительные трудности при спуске обсадной колонны в скважину, а иногда и невозможности спустить ее до намеченной глубины; повышение опасности смятия обсадных колонн в интервале резкого перегиба оси ствола скважины; формирование желобов, т.е образование в стенках скважины дополнительного ствола неполного профиля под воздействием бурильной колонны; сложность проведения ловильных работ; увеличение протяженности скважины и.т.д. иногда искривление может настолько усложняет весь процесс ее дальнейшего углубления, что становится невозможным достичь проектной глубины.

Борьба с самопроизвольным искривлением скважин состоит в проведении комплекса мероприятий, которые направлены на устранение большинства технических факторов, регулирование технологических факторов и снижение влияния геологических. В комплекс мероприятий можно выделить следующие: использование УБТ, соответствующих диаметру скважины; применение квадратных и спиральных УБТ, позволяющих уменьшить зазоры между стенками скважины и утяжеленным низом; контроль качества нарезки соединительных резьб; контроль состояния бурильных труб и своевременная выбраковка труб и.т.д.

Большое внимание в разработке мероприятий по предупреждению самопроизвольного искривления скважины уделяется правильному подбору конструкции низа бурильной колонны. С увеличением поперечных размеров компоновок низа бурильной колонны и приближением их к диаметру скважины, с повышением жесткости КНБК и их соосности со стволом интенсивность искривления, как правило, падает.

Эффективность работы КНБК определяется правильностью подбора длины УБТ, конфигурацией ствола скважины и устойчивостью стенок скважины, величиной зазоров между стенками скважины и элементами КНБК, местоположением опорно-центрирующих элементов и стабилизаторов и эффективностью их опоры о стенки скважины, жесткостью КНБК.

Несмотря на большое разнообразие конструктивных схем КНБК можно выделить три типовые конструкции, основанные на принципах отвеса (или маятника). Жесткого центрирования КНБК в стволе скважины, гироскопического эффекта.

Принцип отвеса реализуется в КНБК с максимально приближенным к долоту центром тяжести. Это достигается за счет использования УБТ максимально возможного наружного диаметра и соответственно максимального веса 1 м. В этом случае при отклонении оси КНБК от вертикали возникает составляющая веса, стремящаяся вернуть КНБК в вертикальное положение. При сравнительной простоте конструкции КНБК этого типа эффективны в слабоустойчивых породах, где использование опорно-центрирующих элементов из-за значительных зазоров не дает эффекта. К недостаткам КНБК по принципу отвеса следует отнести то, что в ряде случаев составляющей веса недостаточно для полной компенсации, приложенной к долоту отклоняющей силы, вследствие чего ствол скважины претерпевает искривление, и, кроме того, для усиления эффекта отвеса порой приходится снижать нагрузку на долото, что неблагоприятно сказывается на показателях бурения.

Для поддержания заданного направления бурения в этом геологическом разрезе, наиболее подходит КНБК, построенная на принципе жесткого центрирования. Ее конструкция включает УТБ спиральные и квадратные, опорно-центрирующие элементы и стабилизаторы, которые в общей сложности позволяют при достаточно высоких продольных нагрузках сжатия сохранять прямолинейность КНБК и ее соосность со стволом скважины (рис. 4). Этот тип КНБК - высокоэффективное средство предупреждения искривления в устойчивых породах средней твердости и твердых и неприменим при проходке пород слабосвязанных, подверженных интенсивному разрыву, слабоустойчивых в стенках скважины и кавернозных.

Рис. 4. - Жесткие компоновки для вертикальных скважин роторным

способом

Третья принципиальная схема (принцип гироскопа) реализуется притурбинном бурении, когда вращающему с большей скоростью валу турбобура над долотом подсоединяют секцию утяжеленных бурильных труб длиной 12-15 м. маховой момент вращающейся массы хранению прямолинейности скважины. На практике эта схема не получила широкое применения из-за повышения опасности прихвата инструмента шламом, накапливающимся в местах изменения размеров зазора.

Табл. 6. - Выбор технологии бурового инструмента

Показатели

Диаметр долота, мм

349.2

250.8

190.5

190.5

190.5

Диаметр УБТ, мм

254

178

146

146

146

Длина УБТ, м

40

40

24

24

24

Диаметр бурильных труб, мм

114

114

114

114

114

Диаметр обсадной колонны, мм

324

245

168

168

168

Делись добром ;)