35. Напрямна ланка бурильної колони. Відхилююча та випрямляюча сили. Кут стабі­лізації викривлення.

Під напрямною ланкою бурильної колони розуміють ділянку бурильної колони від долота до першої точки дотику бурильної колони зі стінкою свердловини.

На напрямну ланку бурильної колони діють такі сили:

1. У верхній частині (на верхній її кінець):

а) сила тяжіння відсіченої частини колони;

б) реактивна дія сил пружності відсіченої частини колони;

в) поперечна сила від ваги напрямної ланки бурильної колони (реакція осьових сил відсіченої частини);

г) сила тертя ковзання в точці контакту;

д) момент сил тертя кочення;

2. На нижню частину (на нижній кінець):

а) осьова складова реакції вибою;

б) поперечна (нормальна) складова реакції вибою.

В результаті дії розглянутого комплексу взаємозв’язаних сил напрямна ланка бурильної колони займає певний рівноважний стан, який у вертикальній площині визначається кутом (кутом між віссю свердловини та віссю долота). Цей кут визначає напрям вектора повного навантаження на вибій, а отже і напрям буріння та зенітного викривлення вертикальної свердловини

Під час буріння під впливом ваги напрямної ділянки бурильної колони долото намагається зайняти вертикальне положення, а під впливом навантаження на долото (ваги стиснутої частини бурильної колони) переміститись вздовж її осі і відхилити ствол від вертикалі.

Результуюча цих двох сил може бути розкладена на дві складові: силу , яка діє вздовж осі бурильної колони і силу , яка перпендикулярна до неї.

Якщо сила направлена до вертикалі, то долото намагається зменшити зенітний кут свердловини і сила називається випрямляючою (рисунок 13, а).

Якщо сила направлена від вертикалі,то долото намагається збільшити зенітний кут свердловини і сила називається відхиляючою

Величина випрямляючої сили залежить від геометричної характеристики бурильної колони і свердловини та зенітного кута. Чим більша жорсткість і вага одиниці довжини напрямної ланки бурильної колони тим більша випрямляюча сила.

Величина відхиляючої сили визначається, в основному, кутом нахилу осі долота до вертикалі та навантаженням на вибій свердловини. З ростом цих параметрів відхиляюча сила буде збільшуватись.

36. Методи попередження довільного викривлення свердловин.

Внаслідок різноманітності одночасно діючих причин, що спричиняють викривлення свердловини, практично неможливо пробурити їх у точно вертикальному напрямку. Тому всі свердловини є у тій чи іншій мірі викривлені.

Попередження довільного викривлення свердловини ґрунтується на реалізації комплексу техніко-технологічних та організаційних заходів, які направлені на зняття та зменшення впливу технічних, технологічних та геологічних факторів. Ефективність попередження викривлення свердловини визначається ефективністю кожного із заходів зокрема.

Для попередження викривлення свердловин використовують:

1. Організаційно-технологічні заходи при монтуванні бурових вишок та обладнання, а також при забурюванні ствола свердловини.

2. Спеціальні компоновки низу бурильної колони та пристрої.

3. Технологічні заходи для забезпечення якісної форми ствола свердловини.

Організаційно-технічні заходи при монтажі бурового обладнання та при забурюванні ствола свердловини здійснюють для зняття та зменшення впливу технічних факторів на викривлення свердловини. Вони включають :

1. Забезпечення співвісності вишки, прохідного отвору ротора та осі свердловини (направлення).

2. Забезпечення горизонтальності встановлення стола ротора.

3. Забезпечення вертикальності встановлення направлення.

4. Забурювання ствола свердловини на довжину КНБК при низьких осьових навантаженнях для досягнення вертикальності ствола свердловини.

Основним заходом, спрямованим на запобігання довільного викривлення вертикальних свердловин є застосування спеціальних компоновок низу бурильної колони (КНБК), які забезпечують проходку свердловини з високими показниками роботи долота у найрізноманітніших геологічних умовах.