книги из ГПНТБ / Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие

Т а б л и ц а 81

Следовательно, величина прямолинейного наклонного участка умень­ шится на 75,6 м, т. е. 750 — 75,6 = 674,6 м.

П р и м е ч а н и е . Если разница между требуемым и полученным сме­ щениями забоя положительная величина, делаем наоборот.

400

Принимаем i?4 = 720 м. f

Определяем радиус снижения угла наклона на третьем 'участке

= J p i = i432 м.

4

Принимаем Л 2 = 1440 м.

Определяем величину необходимого угла наклона

где А — величина смещения забоя от вертикали в м. Тогда

cos а — 1 -720^ 40 = 0,768; а ^ 39,8°.

Определяем длину участков профиля и их горизонтальные и вер­ тикальные проекции.

Участок набора угла наклона ствола скважины: длина

/2 = 0,01745 R ±a = 0,01745 • 720 • 39,8 = 500 м;

•<пг- .

горизонтальная проекция

а4 (1 — cos а ) = 720 (1 — cos 39,8°) = 720 •0,232 = 167 м;

вертикальная проекция

h = 7?1 sin а = 720 sin 39,8° = 720*0,641 =461 м.

Участок снижения угла наклона ствола: длина

13= 0,01745# 2а = 0,01745 * 1440 *39,8 = 1000 м;

горизонтальная проекция

о-г— Ri (1—■cosa) = 1440*0,232 = 333 м;

вертикальная проекция

Н1 = R2sin a = 1440 sin 39,8 = 1440*0,641 = 922 м.

Вертикальный участок (четвертый): длина

вертикальная проекция /jb = Z4 = 167 м. Длина ствола по инструменту:

L = Z1 + Z2 + i3 + Z4 = 250 + 500 + 1000 + 167 = 1917 м.

Горизонтальная проекция ствола

Л = а1 + а2 = 167 + 333 = 500 м.

Вертикальная проекция ствола

Н = Я в + h + Нх+ К = 250 + 461 + 922 +167 = 1800 м.

Удлинение ствола скважины за счет кривизны

■'уип ■ L —H = 1917 — 1800 = 117 м.

Для построения профиля скважины (рис. 70) на вертикальной линии откладываем отрезки АВ = Н — 1800 м; АС = Нъ = 250 м;

Задача 232. Рассчитать и построить профиль типа Д (см. рис. 62), если глубина скважины по вертикали составляет 1620 м, отклонение забоя от вертикали 135 м; длина первого вертикального участка

1000 м; азимут 140°.

Решение. Определяем вертикальную проекцию участка набора кривизны

h = H0— Нв 1620-1000 = 620 м,

где Н0 — вертикальная проекция ствола скважины вм; Я , — длина первого вертикального участка в м.

Определяем радиус искривления ствола скважины по формуле

„h*+A 2

Н~~ 2А

402

Для построения вертикальной проекции на вертикальной линии от­ кладываем отрезок АВ = Н0= 1620 м, равный глубине наклонной сква­ жины по вертикали. Далее наносим конечные точки определенных участков профиля: А С = Нв = 1000 м; BD — А = 135 м. Затем точки С и D соединяем по дуге радиусом В = 1491 м. Линия A CD будет пред­

ставлять собой проектный про­ филь скважины.

Здесь же помещаем таблицу со значениями отклонения ство­ ла скважины от вертикали на различных глубинах и величи­ нами углов наклона на тех же глубинах (табл. 82).

турбобуром. Рекомендуется при­ менять для достижения искри-

404

вления ствола до 20°—25°. Трудно транспортировать, сложно из­ готовлять.

2. Кривой переводник с УБТ. Изготовляют длиной 0,3—0,8 м с углами изгиба 0,5°—3°. Длина УБТ в компоновке с переводникомдолжна быть не менее 40—50 м. Переводник крепится непосред­ ственно к турбобуру, легко перевозится и удобен в эксплуатации. Рекомендуется применять в сочетании с нормальным серийным турбобуром для набора углов наклона до 40—45°, если вертикальная глубина скважины большая и снижение темпа набора угла наклона против расчетного не отразится на результате проектного откло­ нения.

Кривой переводник в комплекте с коротким турбобуром может применяться для набора углов наклона до 90° и выше. Недостатки его: темп набора угла наклона зависит от жесткости и веса буриль­ ных труб, режима бурения и фактического диаметра ствола скважины.

3. Эксцентричный ниппель. Представляет собой накладку, наваренную на ниппель турбобура. Не рекомендуется применять в зонах возможных прихватов бурильного инструмента. Можно применять для набора угла искривления до 45° и больше и при необходимости искривления ствола с большой точностью.

В случае необходимости иметь интенсивность искривления ствола скважины 1—2° на 10 м проходки переходят на бурение долотами меньшего диаметра с последующим расширением ствола до прежнего диаметра. При использовании эксцентричного ниппеля установка на валу турбобура переводника длиной более 30 см не допускается.

4. Отклонитель Р-1. Представляет собой отрезок УБТ длиной 5—8 м, оси присоединительных резьб которого перекошены в одной плоскости по отношению к оси трубы. Перекосы направлены в одну сторону. Углы нижней резьбы 1,5—2°, верхней 2—2,5°. Устанавли­ вается непосредственно над турбобуром. Применяется для набора угла наклона до 90° и выше и изменения азимута искривления ствола. Темп набора кривизны практически не зависит от режима бурения.

Для интенсивного набора и снижения угла наклона ствола реко­ мендуется применять следующие компоновки.

1. Долото — турбобур — кривой переводник и УБТ. В случае применения короткого турбобура длина УБТ может быть 12—25 м (для устойчивых разрезов).

2.Долото — искривленный секционный турбобур — УБТ (для устойчивых разрезов).

3.Долото — наставка — отклонитель ОТ — верхняя секция сек­ ционного турбобура — УБТ (когда возможно значительное рас­ ширение ствола).

4.Долото — отклонитель ОТ — кривой переводник (когда воз­ можно значительное расширение ствола).

5.Долото — турбобур — отклонитель Р-1 (когда требуется по­

вышенная точность по интенсивности искривления). 6. Долото — турбобур — кривая труба.

405-

7.Долото — турбобур с металлической накладкой на корпусе — кривой переводник и иногда УБТ (когда требуется повышенная точность по интенсивности искривления).

8.Долото — турбобур с эксцентричным ниппелем и иногда УБТ (когда требуется повышенная точность по интенсивности искривления).

Если требуется увеличить интенсивность искривления ствола скважины, турбобур нормальной длины во всех этих компоновках заменяют укороченным.

.Отклонитель ОТ состоит из турбобура нормальной длины, пере­ водника со встроенными ножами, наставки, искривленной под углом

ипомещенной между ниппелем и корпусом турбобура, нижней обрезки вала, шаровой пяты, набора подпятников, наддолотного расширителя и долота. Компоновка может обеспечить набор кри­ визны от 2 до 5° на 10 м проходки.

Кроме отклонителей ОТ применяют еще отклонитель ОТС.

Для уменьшения угла наклона рекомендуется применять следу­ ющие компоновки.

1.Для медленного уменьшения угла наклона: долото — серийный турбобур.

2.Для более быстрого снижения угла наклона: долото — сба­ лансированная толстостенная труба длиной 3—4 м и диаметром, намного меньше диаметра турбобура, — турбобур.

3.Для сильного снижения угла наклона: долото — турбобур — любой отклонитель.

Для стабилизации угла искривления рекомендуются следующие

компоновки.

1.Долото — турбобур с установленной на корпусе кольцевой накладкой.

2.Долото — турбобур с металлическим кольцом, устанавлива­

емым между корпусом и ниппелем турбобура.

3.Долото — турбобур с установленным между ниппелем и кор­ пусом шарошечным стабилизатором.

4.Долото — укороченный турбобур — центратор — УБТ.

Ниже приводятся показатели работы некоторых отклонителей

(табл. 83, 84, 85) [9, 71].

Тип и размеры отклонителя выбираем следующим образом:

1.Принимаем величины интенсивности набора угла искривления на 10 м проходки.

2.Определяем значение расчетного радиуса.

3.Если известно значение расчетного радиуса, определяем вели­

чины интенсивности набора угла искривления.

4.Значение расчетного радиуса или принятое значение интен­ сивности набора угла искривления сравниваем с допустимыми.

5.Если расчетный радиус больше минимально допустимого или принятое значение интенсивности искривления угла наклона меньше допустимого, выбираем тип и размер отклонителя по табл. 83,

84, 85.

406

40Г

6. При выборе отклонителя учитываются данные практики; возможные отклонения при бурении, углы залегания пластов, фак­ тические темпы изменения угла искривления и азимута.

П р и м е ч а н и е . При выборе компоновки необходимо проверить возмож­ ность прохождения ее через кондуктор.

Выбор типа и размера отклонителя

Задача 233. Выбрать тип и размер отклонителя для бурения искривленного участка скважины при следующих условиях: диа­ метр долота 295 мм; турбобур Т12МЗ-10" 1; радиус искривленного

408

участка 573 м; диаметр УБТ 178 мм; угол искривления скважины 20 Решение. Определяем минимально допустимое^значение радиуса

кривизны в м

с167*?

турбобура и стенкой скважины в мм; для однородного разреза к = = 5 мм, для разреза, сложенного часто перемежающимися разно­ родными по твердости пропластками, к = 8 мм и более); / — стрела прогиба турбобура в мм

/ = 0,13.10«g iJ i - ,

где qr — вес 1 см турбобура в кг; Е — модуль Юнга в кгс/см2; 1Г — длина турбобура и долота в см (см. табл. 3 и 51 приложения); / т — момент инерции поперечного сечения турбобура в см4

Тогда

Таким образом, 573 > 328.

Темп набора искривления определяется по формуле

где R — радиус искривленного участка

Угол изгиба кривого переводника определяется по формуле [71]

места изгиба кривого переводника до корпуса турбобура в м; I — длина корпуса турбобура в м; с — расстояние от ниппеля турбобура

409