11. Резьбы на трубах, бурильных замках и других элементах бурильной колонны

Замковая резьба имеет треугольный профиль с углом при вершине 60°, биссектриса угла перпендикулярна оси замка. Вершины витков резьбы срезаны, а впадины закруглены.

ЛБТ: типоразмеры замков ЗЛ-140 , ЗЛ-152, ЗЛ-172, (где 140, 152, 172, – наружный диаметр бурильного замка) , соответственно для труб с условным диаметром 114, 129, 147;

- присоединительная резьба, соответственно, З-121; З-133; З-147;

УБТ этих типов имеют аналогичную беззамковую (отсутствуют отдельные присоединительные концы) толстостенную конструкцию и поставляются в комплекте. Комплект УБТ имеет одну наддолотную трубу с двумя муфтовыми концами, а остальные – промежуточные (верхний конец муфтовая резьба, нижний – ниппельная), присоединительная резьба, соответственно, З-121; З-147; З-171;

Замки для бурильных труб предназначаются для соединения в колонну бурильных труб. Они состоят из двух деталей: замкового ниппеля с наружной резьбой и замковой муфты с внутренней крупной резьбой. Посредством таких резьб указанные детали соединяются между собой. Для соединения с бурильными трубами на замковых деталях нарезана мелкая трубная резьба.Замки каждого типа изготавливаются с правой или левой замковой резьбой для соединения с бурильной трубой.

12. Достоинства и недостатки различных типов бурильных труб, других элементов колонны

Кроме пониженной массы у ЛБТ есть еще ряд достоинств. Во-первых, наличие гладкой внутренней поверхности, что снижает гидравлические сопротивления примерно на 20% по сравнению со стальными бурильными трубами одинакового сечения. Чистота внутренней поверхности ЛБТ достигается прессованием при изготовлении. Во-вторых, диамагнитность, что позволяет зенитный угол и азимут скважины замерять инклинометрами, спускаемыми в бурильную колонну.

Однако ЛБТ имеют и ряд недостатков: нельзя эксплуатировать БК при температурах выше 150 градусов Цельсия, так как прочностные свойства Д16Т начинают снижаться. Недопустимо их эксплуатировать также в агрессивной (кислотной или щелочной среде).

Достоинства стальных труб:

- прочность – одно из главных преимуществ стальных труб.

- устойчивость к разрывному давлению

- низкий коэффициент теплового расширения

- практически 100-процентная газовая и кислородная герметичность

Недостатки стальных труб:

- коррозия, небольшой срок эксплуатации – максимум 10–15 лет.

- большой вес, трудоемкий монтаж, требующий высокой квалификации монтажников;

- высокая теплопроводность. При транспортировке холодной воды трубы отпотевают, коррозируют снаружи, а прилегающая к ним стена увлажняется и разрушается;

- монтаж сетей осуществляется на резьбе или с помощью сварки

- электропроводность, неустойчивость к агрессивной химической среде, высокий процент разрушений при замерзании жидкости;

13. Бурение вертикальных скважин, понятие о самопроизвольном искривлении, причины и последствия самопроизвольного искривления

Кривизна – предел отношения угла поворота касательной по дуге к длине этой дуги .

, где: С – кривизна, М и М1 – точки на оси скважины, - угол поворота между касательными - длина дуги между М и М1.

Зенитное искривление – изменение величины зенитного угла между двумя точками замера.

Азимутальное искривление – изменение величины азимутального угла между двумя точками замера.

Пространственный или общий угол искривления – угол между двумя касательными, проведенными к оси скважины в точках замера, лежащих в плоскости искривления скважины. В этом случае принято допущение, что ось скважины на участке между двумя замерами представляет собою плоскую кривую. Интенсивность искривления – приращение величины угла на единице длины ствола скважины. За единицу длины принято 10 м. Различают интенсивность зенитного, азимутального и общего искривления .

Практически при бурении происходит пространственное искривление скважины, меняются величины зенитного и азимутального углов, т.е. имеет место общее пространственное искривление под некоторым углом

Изучение причин искривления скважин показывает, что оно происходит в результате действия большого числа факторов, которые можно объединить в три группы: геологические, технические и технические.

В общем случае все силы, действующие на долото, можно привести к равнодействующей сил и паре сил, момент которых равен главному моменту этих сил относительно центра долота.

Следует различать три случая. *

1. Все силы можно привести к равнодействующей, направленной под углом к оси долота. При этом под действием боковой составляющей этой силы долото будет прижато к стенке скважины.

Изменение (приращение) угла на единице длины ствола - интенсивность искривления,

2. Все силы можно привести к равнодействующей, по направлению совпадающей с осью низа бурильной колонны и к моменту, равному моменту всех сил относительно центра долота. При этом искривление будет происходить вследствие наклонного положения долота относительно оси скважины и асимметричного разрушения забоя бурильной колонны, будет непрерывно поворачиваться, обусловливая плавное изменение i травления-ствола. Интенсивность искривления будет определяться главным образом кривизной самой нижней участка колонны (направляющего участка), которая зависит, в свою очередь, от соотношения поперечных размеров скважины и низа бурильной колонны, ее продольной жесткости, осевой нагрузки.

3. Все силы можно привести к равнодействующей, направленной под углом к оси долота, и к моменту. В этом случае будет наблюдаться фрезерование стенок скважины и асимметричное разрушение забоя. Исследованиями установлено, что для любой компоновки низа бурильной колонны (ККБК) независимо от сочетания диаметров долота и забойного двигателя, а также их длины при отсутствии прогиба забойного двигателя и уширения ствола возможность искривления ствола вследствие фрезерования стенки почти в 5 раз больше, чем вследствие асимметричного разрушения забоя.

Влияние геологических условий на искривление скважины

К геологическим условиям, вызывающим искривление ствола скважины, относятся: наклонное залегание пластов, анизотропность горных пород, чередование пород, существенно отличающихся твердостью, трещиноватость, кавернозность, наличие тектонических нарушений, напряженное состояние пород.

При чередовании различных по твердости пород возможно и азимутальное искривление.

Когда долото встречается с различного рода включениями и пустотами (валуны, гальки, жилы и дайки, полые трещины, карстовые образования), наблюдается незакономерное искривление ствола, обычно в вертикальной и в горизонтальной плоскостях, интенсивность которого выше в мягких и рыхлых породах.

Влияние технических причин на искривление скважины

К основным техническим причинам искривления скважин относятся:

- применение породоразрушающих инструментов и элементов КНБК, не предусмотренных режимно-технологической картой,

- эксцентричное или с перекосами расположение низа колонны и образование увеличенных и неравномерных зазоров между стенками скважины и КНБК, что приводит к асимметричному разрушению забоя и в конечном счете к необоснованному искривлению ствола скважины. Несоосность низа бурильной колонны в скважине при переходе с большего диаметра на меньший вызывает эксцентричное положение ствола меньшего диаметра. А при расширении ствола – отклонение его от первоначального направления бурения.

Применение коротких турбобуров, турбодолот или других забойных двигателей в часто перемежающихся по твердости, а также в неоднородных и анизотропных породах также приводит к искривлениям.

К техническим причинам, вызывающим начальное искривление скважин относятся несовпадение осей вышки, стола ротора, шахтного направления, негоризонтальность стола ротора, искривленность ведущей трубы.

Влияние технологических факторов на искривление скважин

К группе технологических факторов относятся причины, определяемые непосредственно технологией бурения. Это основные режимные параметры: осевая нагрузка на долото, в меньшей степени частота его вращения и расход бурового раствора.

Последствия:

1)Нарушается стенка эксплуатации (т.е.появляется брешь в фронте нефтяной залежи, происходит прострел, следовательно появляются локальные участки нефтяной залежи, т.е. появляются отторочки).

2) Затрудняется спуск обсадной колонны (появл. Уступы, посадки)

3) Осложнение с недохождением до обсадной колонны, ассиметричность обсадной колонны

4)Формирование желобов (затяжки, прихваты)

5)Удлиняется ствол скважины

6)Потери мощности при строительстве скважины.

7)усложняется контроль за осевой нагрузкой (зависание бурильной колонны, трение о стенки скв.)

8)Усложняется запуск забойных двигателей.

9)Удорожание строительства на всех этапах