Гладкая (прямая) компоновка.

Эта простейшая КНБК (долото, УБТ, бурильные трубы), представлена на рис. 5-4. При отсутствии нагрузки на долото, действует только отрицательная (сила эффекта маятника) боковая сила. Максимальная маятниковая сила, действующая на долото оп­ределяется уравнением :

H = (Wc.L.BC.Sina)/2, где

L - длина касательной

ВС - выталкивающая сила

Wc - вес УБТ в воздухе (фунт/фут).

а - наклон

Чем больше наклон ствола, тем сильнее действие маятниковой силы. Если мы прикладываем аксиальную нагрузку (на долото), то этим самым вводится по­ложитель­ная (изгибающая) сила. Точка касания сдвигается ближе к долоту и этим са­мым умень­шается маятниковая сила. В некоторой точке достигается нулевая результи­рующая бо­ковая сила.

Применение более жестких УБТ приводит к возрастанию маятниковой силы. Для усло­вия баланса необходимо приложить больший вес на долото. Иногда это бывает невоз­можным.

Очевидным является то, что эта неопределенность при использовании прямой (глад­кой) компоновки приводит к непредсказуемым результатам. Поэтому этот тип КНБК не применяется в ответвленных участках ствола.

Рисунок 5-5

Рисунок 5-6

Кнбк с одним стабилизатором

Одним из путей контроля точки касания является установка стабилизатора в КНБК (рис. 5-5).

Если стабилизатор установлен достаточно далеко от долота, то он не оказывает влия­ния на его поведение. Однако, если стабилизатор приблизить к долоту, то точка каса­ния изменится. УБТ между долотом и стабилизатором изгибаются если прилага­ется достаточно большая нагрузка. Точка касания возникает в том месте, где концен­триру­ются максимальные отрицательные боковые (маятниковые) силы. Передвижение ста­билизатора вниз приводит к появлению положительной боковой силы. УБТ, распо­ло­женная прямо над стабилизатором изгибается при возникновении нагрузки. Стаби­лиза­тор стремится сдвинуть долото в сторону более высокой стенки ствола. Это назы­вается шарнирным эффектом. Увеличение нагрузки на долото приводит к увеличению скоро­сти набора угла.

Чем гибче УБТ прямо над наддолотным стабилизатором, тем больше скорость набора угла. Чем меньше наружний диаметр УБТ, расположенного сразу за долотом, тем ближе к долоту сдвигается точка контакта. И, таким образом, возникает большая поло­жительная боковая сила. Обычно КНБК с одним стабилизатором не применяется для набора угла.

Кнбк с двумя стабилизаторами.

Простейшая КНБК с двумя стабилизаторами содержит наддолотный стабилиза­тор (расположенный на расстоянии 3’-6’от долота) и второй, удаленный на некоторое расстояние от него. (рис. 5-6).Для каждой определенной нагрузки на долото, расстояние от долота до первого стабилизатора (L₁) и расстояние между стабилизаторами (L₂) оп­ределяют точку касания. Если точка касания находится между стабилизатором долота и долотом, то тогда возникает отрицательная боковая сила (рис. 5-7).

Рисунок 5-7

Рисунок 5-8

Сравнение величин боковых маятниковых сил, действующих на КНБК с одним стабилизатором по сравнению с КНБК, в которую входят два стабилизатора, показано

на рис. 5-8. Второй стабилизатор увеличивает отрицательную боковую силу, уменьшая тем самым эффект положительной, способствующей набору угла боковой силы.

На рис.5-9 показаны КНБК с расстоянием между ними в 90’ и точкой касания, находя­щейся между ними. Показаны различные размеры долот и УБТ с нагрузкой на долото, равной 30000фнт.

На рис.5-10 показано влияние увеличения веса на долото. На практике, нагрузка на до­лото является наиболее важным параметром контроля скорости набора угла. Рас­шире­ние ствола в мягких породах (и скорость потока жидкости) имеет существенное значе­ние.

Рисунок 5-9

Рисунок 5-10