Управление кривизной в процессе бурения

При бурении прямолинейного наклонного ствола или криволинейного с естественным снижением кривизны необходимо обеспечить стабилизацию заданных параметров искривления без ориентирования инструмента в скважине. Для этого используют два метода.

Первый метод – установка стабилизационных колец на конце шпинделя забойного двигателя (рис. 8.10, а). Из рис. 8.10 следует, что вес нележащей на стенке скважины нижней части инструмента создает на долоте направленную вниз силу, которая приводит к естественному снижению зенитного угла скважины. Подбирается диаметр D _с.к.о кольца таким образом, чтобы оно опиралось на нижнюю стенку скважины, а реакция стенки компенсировала вертикальную силу, действующую на долото. В этом случае будет формироваться прямолинейный ствол скважины. Если D _с.к. < D _с.к.о, то при бурении следует ожидать снижение кривизны. Если D _с.к. > D _с.к.о, то при бурении следует ожидать приращение кривизны.

Второй метод - установка центратора на расчетном расстоянии l_ц от долота (рис. 8.10, б). Если центратор установить в центре тяжести той части компоновки инструмента, которая не лежит на стенке и создает вертикальную силу на долоте, то вертикальная сила, действующая на долото будет скомпенсирована, и следует ожидать формирования прямолинейного ствола скважины. Если центратор установить дальше от долота чем расстояние до центра тяжести, то следует ожидать снижение кривизы, а если ближе – то приращения кривизны. Таким образом, имеется возможность задавать изменение только зенитного угла после подъема инструмента и измерения параметров наклонного ствола.

Задача управления величинами зенитного угла и азимута в процессе бурения решается при использовании телеметрических систем (рис. 8.10, в).

Телеметрическая система и геофизические блоки позволяют измерять зенитный угол скважины и азимут, а также вести геофизические измерения в горных породах в процессе бурения и ориентировать отклонитель без подъема инструмента из скважины. Для исключения магнитных помех в системе используется гироскопический компас. Бурение ведется комбинированным способом, т. е. ротором и винтовым забойным двигателем с отклонителем. Центратор обеспечивает компенсацию отклоняющего усилия от веса компоновки, а калибратор проходимость центратора при вращении долота только винтовым двигателем. Винтовой забойный двигатель вращается всегда, когда осуществляется промывка скважины, а вращение ротором включается по мере надобности. Если вращение долота осуществляется и ротором, и забойным двигателем, то бурение идет без изменения кривизны и азимута. Если сориентировать отклонитель вверх и вращать долото только забойным двигателем, то будет наблюдаться приращение кривизны. Уменьшение кривизны и изменение азимута дальнейшего бурения скважины осуществляют путем соответствующего ориентирования инструмента и вращения долота только забойным двигателем.

[я1]a