9.3 Мета і способи буріння похилонаправлених свердловин

Буріння похилонаправлених свердловин ведеться у таких випадках:

- при необхідності пробурити свердловину під дно моря, озера, річки, каналу, а також під яри і гори;

- коли буріння ведеться з намивних дамб, естакад, плавучих бурових установок, на болотистих і густо лісистих площах, а також площах, зайнятих заповідниками;

- з метою збереження орних земель і лісових угідь;

- при бурінні під промислові об’єкти та населені пункти;

- при бурінні свердловин, які закінчуються декількома вибоями;

- при розкритті продуктивних пластів, що залягають під тектонічно порушеними ділянками земної кори;

- при забурюванні нового ствола внаслідок неліквідованої аварії в свердловині;

- при гасінні палаючих фонтанів та ліквідації відкритих викидів.

Незалежно від способу буріння технологія проведення похилих свердловин основана на використанні геологічних умов, які сприяють викривленню свердловини та на застосуванні спеціальних відхилюючих пристроїв.

При роторному способі буріння ствол свердловини відхиляється від вертикалі з допомогою клиновидних (рисунок 9.2) або шарнірних відхилювачів.

При використанні відхилювачів викривлення свердловини здійснюється в заданому напрямку ступінчасто шляхом послідовних зарізок ствола. В результаті цього значно збільшується обсяг спуско-підіймальних операцій, знижується швидкість буріння і зростає вартість будівництва свердловини.

Рисунок 9.2 – Схема роботи з

Клиновидним відхилювачем

Для прикладу покажемо принцип викривлення свердловини з допомогою клиновидного відхилювача. Клиновидний відхилювач прикріплюється до долота з допомогою штифта. Над долотом встановлюють одну (дві) бурильну трубу малого діаметра, яка забезпечує гнучкість нижньої ділянки колони. Після спуску колони і встановлення відхилювача в заданому азимуті втискують вістря відхилювача в породу (рисунок 9.2 а), при цьому зрізується штифт і опускають долото до вибою.

При невеликих осьовому навантаженні, частоті обертання і зменшеній витраті промивальної рідини бурять (3-4) м (рисунок 9.2 б). Потім відхилювач з бурильною колоною піднімають (рисунок 9.2 в), вимірюють зенітний кут і азимут викривлення, розширюють свердловину (рисунок 9.2 г) і повторно спускають бурильну колону з відхилювачем. Спуск відхилювача проводять до того часу, поки не буде досягнуто необхідне відхилення ствола свердловини від вертикалі.

Подальше буріння здійснюють із застосуванням спеціальних компоновок низу бурильної колони і режимів буріння.

При турбінному бурінні для відхилення ствола свердловини від вертикалі застосовують різні конструкції відхилювачів.

Кривий перевідник (рисунок 9.3) являє собою відрізок ОБТ на ніпельному кінці якого нарізана різьба, вісь якої не співпадає з віссю перевідника. Залежно від необхідної інтенсивності викривлення свердловини застосовують криві перевідники, які мають кут між осями від 0 30 до 3 30. Встановлюється кривий перевідник між турбобуром і обважненими бурильними трубами. Такий відхилювач дозволяє викривляти свердловину з кутом нахилу до вертикалі до (40-45) , а при бурінні з коротким турбобуром - до 90 і більше.

Відхилювач з перекошеними різьбами в муфті і на ніпелі (рисунок 9.4) виготовляють з відрізка ОБТ довжиною (4-8) м, на кінцях якого нарізані різьби з перекосом в одній площині і в одному напрямку. Кут, утворений віссю труби і віссю нижньої приєднувальної різьби, становить (2-3) , а кут, утворений віссю труби і віссю верхньої приєнувальної різьби від 2 до 230. Встановлюється відхилювач між турбобуром і ОБТ, що дозволяє викривити ствол свердловини до 90 і більше.

Відхилювач, що складається з турбобура з накладкою і кривого перевідника (рисунок 9.5), рекомендується застосовувати в тих випадках, коли безпосередньо над кривим перевідником встановлюють бурильні труби.

Ексцентричний ніпель (рисунок 9.6) являє собою відхилювач, виконаний у вигляді металевої опори, привареної до ніпеля турбобура. Застосовують такий відхилювач при бурінні в стійких породах, де немає небезпеки прихоплювання бурильної колони.

Рисунок 9.4 – Відхилювач з перекошеними різьбами

Рисунок 9.3 – Кривий

перевідник

Рисунок 9.6 – Ексцентричний ніпель турбобура

Рисунок 9.5 – Відхилювач, який

складається з турбобура

з накладкою і кривого

перевідника

Пружний відхилювач (рисунок 9.7) складається із спеціальної накладки з гумовою ресорою. Накладка приварюється до ніпеля турбобура. Пружний відхилювач застосовується при бурінні в нестійких породах, тобто тоді, коли застосування відхилювача з ексцентричним ніпелем не рекомендується.

1 - турбобур; 2 - відхилювач;

3 - гумова ресора; 4 - долото

Рисунок 9.7 – Пружний відхилювач

Турбінні відхилювачі знайшли широке застосу­вання у зв’язку з тим, що в них місце перекосу осей наближено до долота, і тому підвищена ефектив­ність роботи відхилювача і, крім того, зменшений вплив коливання величини осьо­вого навантаження на відхиляючу силу, що діє на долото.

Конструктивно турбінні відхилювачі (або шпін­делі-відхилювачі) викону­ють з допомогою з’єднання нижнього вузла з верхнім вузлом через кривий перехідник, а валів - через спеціальний шарнір.

При бурінні похилих свердловин з гвинтовими вибійними двигунами застосовують відхилювачі, які встановлюються безпосередньо над двигуном (кривий перевідник, відхилювач з перекошеними різьбами).

При бурінні з електробуром, крім відхилювачів, які встановлюють безпосередньо над двигуном (кривий перевідник, відхилювач з перекошеними різьбами), використовують механізм викривлення, який являє собою електробур, у якого завдяки застосуванню зубчатої муфти зчеплення вали двигуна і шпінделя з’єднуються під кутом.