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 наружный 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).
Рис. 5.7 Рис. 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 30000фунт.
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.
Рис. 5..9 Рис. 5.10
Кнбк с несколькими стабилизаторами.
Установка третьего стабилизатора на 30 футов выше второго верхнего оказывает заметный эффект на отклоняемость КНБК. На рис. 5.11 представлен график зависимости наклона от действия боковой силы для трех КНБК с двумя стабилизаторами. Рис. 5.12 показывает как применение третьего стабилизатора увеличивает боковую силу.
В структуре КНБК, предназначенной для выдерживания заданного направления, применение третьего стабилизатора является существенным. Иначе, её поведение становится непредсказуемым.
Однако, на участке уменьшения наклона (выполаживания), два стабилизатора на КНБК - вполне достаточно. В большинстве случаев третий стабилизатор будет оказывать незначительное влияние. В любой КНБК желательно ограничить число стабилизаторов тремя единицами если не возникнет настоятельная необходимость (например проблемы с дифференциальными прихватами).
Это помогает поддерживать крутящий момент в разумных пределах и уменьшает механические нарушения целостности поверхности ствола. На большинстве месторождений во всем мире руководствуются именно этими соображениями.