18.Причины и факторы, влияющие на искривление скважины.

Искривление ствола скважины подразделяются на два вида: естественная и искусственная. Естественным называют самопроизвольные отклонения ствола от своего проектного направления, искусственным – принудительное искривление ствола в заранее заданном направлении с помощью специальных технических средств – отклоняющих компоновок низа бурильной колонны. Последнее может происходить также в произвольным направлении, как, например при зарезке нового ствола на больших глубинах. На естественное и искусственное искривление ствола оказывает влияние большой комплекс факторов, характеризующих геологические условия, технику и технологию бурения скважин.

Искривление буровой скважин обусловлено различными факторами, основными из которых являются геологические, технологические, технические.

Влияние геологических условий сводится в основном к тому, что при бурении в породах, различных по физико-механическим свойствам, определяющим их буримости, скорость разрушения пресекаемых пород в отдельных точках забоя различна.

К основным геологическим условиям (которые приводят к искривлению скважины) относят: слоистость, сланцеватость, трещиноватость, анизотропность горных пород, премежаемость пород различной твердости и степень наклона пластов к горизонту, пористость, зоны и участки мягких несцементированных или сильно разрушенных пород, различного рода дизъюнктивные нарушения, пустоты, твердые включения в мягкие несцементированных породах.

Технологические условия связаны со способами и режимами, применяемые при бурении. Они в основном определяются осевыми нагрузками на забой и частотой вращения породоразрушающего инструмента, которые ведут к неравномерной разработке стенок скважины и разрушению забоя. В свою очередь, неравномерная разработка элементов скважины вызывает увеличение сил, отклоняющих низ бурильного инструмента от ее оси, и уменьшение механических скоростей бурения.

К основным технологическим условиям, ведущим к искривлению ствола скважины, относят в основном неравномерность разбуриваемости ее стенок, силы, действующие на них бурильного инструмента от ее оси, и уменьшение механических скоростей бурения.

К основным технологическим условиям, ведущим к искривлению ствола скважины, относят в основном неравномерность разбуриваемости ее стенок, силы, действующие на них бурильного инструмента, и некоторые другие факторы.

15. Режимы и технологии бурения алмазными коронками.

Правильно выбранные параметры режима бурения обеспечивают:

Повышение механической скорости, Снижение удельного расхода алмазов, Увеличение проходки за рейс, Снижение стоимости 1 м бурения.

Параметры:

Осевая нагрузка на коронку– Go(дан), G₀=α*С_y*S, где С_y–удельная нагрузка на 1см² рабочей площади торца коронки, кН α – коэффициент, учитывающий трещиноватость и абразивность пород; S – рабочая площадь торца алмазной коронки (см²)

Механическая скорость бурения зависит от осевой нагрузки.

Осевая нагрузка на коронку определяет: глубину внедрения и количество резцов, участвующих в разрушении породы.

На выбор осевой нагрузки на ПРИ влияют:

• Геологические факторы.

• Технические факторы.

• Технологические факторы.

С увеличением твердости горной породы осевая нагрузка должна возрастать.

При бурении в трещиноватых, перемежающихся и слоистых породах следует снижать осевую нагрузку, так как большие величины нагрузки будут приводить к возникновению ударных нагрузок и к скалыванию алмазов и разрушение матрицы коронки.

Тоже – при бурении пород, имеющих крупные включения твердых минералов в более мягкой основной массе и др.

Частота вращения снаряда– n (об/мин), n=20*V₀/D_С где V₀ – окружная скорость коронки D_С = (D_Н+D_B)/2 – средний диаметр коронки, м.

При бурении с частотой вращения более 700 об/мин необходимо увеличивать осевую нагрузку, что связано с уменьшением времени контакта режущего элемента с породой при высокой частоте вращения.

Уменьшение времени контакта алмаза с породой в точке разрушения приводит к тому, что полного разрушения породы не происходит.

Рекомендуется увеличивать осевую нагрузку при высоких частотах вращения инструмента.

Интенсивность подачи промывочной жидкости – q (л/мин) Q=k*q_T*D_H, где q_T – удельное количество подаваемой жидкости, л/мин на 1 см наружного диаметра алмазной коронки D_H – наружный диаметр коронки, см; k – коэффициент, учитывающий абразивность и трещиноватость горных пород

Чтобы обеспечивать эффективное углубление скважины, необходимо обнажать алмазы, постепенно высвобождать их из материала матрицы для выполнения полезной работы на забое.

От режима промывки в процессе бурения зависят:

–рациональное углубление скважины,

–износ алмазной коронки и расход алмазов,

–прижог коронки (авария) или заполирование ее торца (прекращение углубления).

Увеличение расхода способствует росту скорости бурения.

Повышенный расход способствует возникновению эрозии матрицы, а также размыву керна.

При слишком большом расходе промывки шлам полностью удаляется с забоя скважины, матрица коронки изнашивается недостаточно, что приводит к зашлифовке алмазов.

Это требует ограничений подачи промывочной жидкости при алмазном бурении.

Недостаточный расход промывочной жидкости вызывает ряд серьезных осложнений:

частицы медленно выносятся на поверхность. Коронка зашламовывается, что приводит к снижению скорости бурения.

Шлам перетирается при вращении коронки, что требует увеличения крутящего момента (затрат мощности).

23.технические средства для направленного бурения.

Для бурения направленных и многозабойных скважин применяют различные технические средства и технологические методы. По характеру и принципу действия их можно разделить на технические средства разового, многократного применения и непрерывного действия.

Технические средства разового применения. К ним относятся стационарные отклоняющие клинья, которые применяют с целью обхода мест аварий, забуривания дополнительных стволов при многоствольном бурении и др. По конструкции клинья разделяются на открытые и закрытые. Закрытый клин в верхней части имеет опорное кольцо. Изготовляют клинья чаще цельнометаллическими или из труб, реже из дерева и профильного железа.

Угол скоса ложка клина принимается равным от 2 до 4°, при этом отклонение ствола скважины в благоприятных условиях может доходить до 6° при среднем его отклонении 2–3°.

Технические средства многократного применения. К ним относятся извлекаемые отклоняющие клинья СНБ-КО, СО и другие, которые используются для искусственного искривления скважины с естественного забоя.

Снаряд СНБ-КО опускается в скважину, ориентируется, и его клин заводится в предварительно пробуренное углубление. Затем под действием осевой нагрузки косынка врезается в породу и клин расклинивается. При дальнейшем увеличении осевой нагрузки срезается штифт и начинается отбуривание пилот-ствола в новом направлении.

После завершения работ снаряд поднимают из скважины, при этом переходник отбурочного снаряда подхватывает втулку-переходник клина и последний извлекается из скважины.

Бесклиновые снаряды непрерывного действия.

Отличительная особенность этих снарядов – равномерный набор кривизны одновременно с бурением скважины. При этом корпус снаряда перемещается вдоль ствола строго по его образующей с сохранением первоначальной ориентации. Продолжительность цикла искусственного искривления определяется проектным заданием и стойкостью породоразрушающего инструмента. Наиболее простыми по устройству бесклиновыми снарядами считают шарнирные компоновки, которые используют самостоятельно или в сочетании со съемными клиньями.