Lektsii_3-4_Uslovia_i_kriterii_iskrivlenia

ния ствола скважины свыше 600—800 м применение этих методов вызывает значительные затруднения В этом случае необходимо использовать косвенные методы ориентирования, не связанные с использованием колонны труб для передачи информации.

Лекции 16-17 «Направленное и горизонтальное бурение»

СКВАЖИННЫЕ ПРИБОРЫ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ОТКЛОНИТЕЛЯ В НАКЛОННОЙ СКВАЖИНЕ

Надежное ориентирование отклонителя с помощью скважинных приборов достигается при зенитном угле ствола, превышающем 3°. В этом случае положение искривленной оси компоновки относительно стран света определяется по апсидальной плоскости скважины в точке установки отклонителя. Направление апсидальной плоскости соответствует азимуту скважины и определяется путем инклинометрических измерений или в ходе самоориентирования, или по предварительным инклинометрическим измерениям при проводке наклонного участка скважины.

В большинстве нефтяных районов получили распространение инклинометрические методы ориентирования отклонителя в наклонных скважинах: при помощи инклинометра с электромагнитной буссолью и магнитного переводника; при помощи инклинометра и диамагнитных бурильных труб.

Буровые бригады проводят ориентирование отклонителя при помощи самоориентирующихся приборов, спускаемых в бурильные трубы.

Принцип действия этих приборов основан на использовании эффекта отвеса, возникающего при наклонном положении прибора в стволе

4.2.1. Скважинное ориентирование отклонителя инклинометрами с магнитной буссолью и магнитным переводником

Данный метод ориентирования отклоняющих систем основан на использовании многоточечных инклинометров, в которых азимут измеряется с помощью электромагнитных буссолей. В этих инклинометрах разрыв реохорда (начало отсчета по азимуту) электромагнитной буссоли в наклонном стволе автоматически ориентируется по азимуту искривления скважины. Используя это положение, конструктивно можно добиться фиксирования положения магнитной стрелки буссоли в направлении действия отклоняющей системы, встроив источник магнитного потока в плоскость искривления с помощью специального переводника. По фиксированному положению магнитной стрелки определяют угол между плоскостью действия отклонителя и плоскостью искривления ствола скважины.

где ω — показание инклинометра при замере в магнитном переводнике, градус, φ — азимут ствола скважины при замере в диамагнитной трубе, градус

Например, если показание инклинометра при замере в магнитном переводнике составляет 280°, азимут ствола скважины при замере в диамагнитной трубе 120°, то плоскость искривления отклонителя в точке замера составляет по отношению к направлению на север

β = 360° — 280°

+120° = 200°.

Ориентируя отклонитель по рассмотренному методу, необходимо помнить, что место разрыва реохорды электромагнитной буссоли всегда располагается в наклонном стволе по фактическому азимуту скважины, а положение северного конца магнитной стрелки задается пространственным положением магнитного потока за счет поворота колонны бурильных труб В момент замера стрелка буссоли показывает угол разворота отклонителя по отношению к азимуту скважины При этом угол разворота отклонителя по отношению к фактическому азимуту ствола скважины отсчитывают против хода часовой стрелки, а следовательно, показание инклинометрического замера в данной точке будет равно углу, на который плоскость действия отклонителя отстает от фактического азимута скважины

Ориентирование отклонителя скважинными самоориентирующимися приборами

Угол между апсидальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя можно измерять с помощью самоориентирующихся приборов, спускаемых в бурильные трубы, по отметкам на свинцовой печати. Для проведения измерений этими приборами в переводник отклонителя устанавливают ножи, как показано на рис 4 7. Зубцы ножей имеют форму остроугольного треугольника, острые концы которых направлены в сторону действия отклонителя Два ножа устанавливают строго параллельно плоскости искривления отклоняющего инструмента. Ножи приваривают к двум полукольцам, диаметр которых соответствует диаметру кольцевой выточки в замке, и полукольца приваривают к замкам В практике бурения наклонных скважин наибольшее распространение получили приборы Шаньгина — Кулигина и Амбарцумова

Конструктивные размеры прибора Шаньгина — Кулигина для спуска его в бурильные трубы диаметром 127, 1 1 4 и 160 мм показаны на рис. 48. В бурильных трубах диаметром 114 мм корпус прибора необходимо уменьшить по диаметру на 40 мм Прибор включает две основные части: желонку 1 и стакан 2. На желонке имеется присоединительная пробка 3 для соединения прибора с тросиком. К стальному стакану крепится корпус 8, на нижнем конце которого имеется свинцовая печать 9. В цилиндрической полости корпуса 8 размещены стеклянная пробирка 5, в которую при проведении измерений наливают 50 %-ный раствор плавиковой кислоты. Для получения более четкого отпечатка от плавиковой кислоты и уменьшения кривизны мениска поверх кислоты рекомендуется доливать небольшое количество машинного масла Пробирку плотно закрывают резиновой пробкой 4. Для фиксации пробирки в гнезде корпуса используют резиновые прокладки 6 и 7 Для контроля положения пробирки в процессе измерения на ее стенки и верхний торец переводника 8 наносят риски.

Ориентирование отклонителя проводят в следующем порядке. Спускают отклоняющий инструмент в скважину. В ходе свинчивания

замковые резьбы докрепляют ключом АКБ или машинными ключами. Прибор заправляют пробиркой с плавиковой кислотой и опускают в бурильные трубы на тросике с помощью специальной лебедки или лебедки типа ЛПГ3000. При натяжении тросика или по счетчику на лебедке определяют момент достижения прибором ножей. Прибор на ножах оставляют на 10—15 мин для получения следа мениска от плавиковой кислоты на внутренней стенке стеклянной пробирки. После заданной выдержки прибор поднимают из скважины, очищают от бурового раствора, вынимают стеклянную пробирку и тщательно освобождают от плавиковой кислоты. При этом контролируется неизменность положения пробирки относительно корпуса прибора.

Замер расшифровывают при наличии отпечатка ножей на свинцовой печати и следа мениска на внутренней стенке пробирки. Отпечаток ножа представляет собой ряд остроугольных треугольников, расположенных на одной прямой Расшифровку ведут с отпечатка на свинце (рис. 4.9). Для этого параллельно следу отпечатка ножа на поверхности свинцового круга наносят тонкую линию, проходящую

через центр указанной окружности. Затем, как показано на рис. 4.9, а, концы |Этой линии переносят на стеклянный стаканчик, прочерчивая линию по образующей корпуса, в котором размещена пробирка. На стенке стеклянной пробирки положение линий 2 и 4 наносят твердым сплавом или стеклорезом. При этом острые концы зубьев отмечают тремя черточками, противоположный — одной. После этого стаканчик вынимают из гнезда, промывают водой и тщательно протирают сухой бумагой. Затем на наружной поверхности пробирки отмечают верхнюю 3 и нижнюю 4 точки мениска, являющегося отпечатком уровня кислоты в пробирке при выдержке прибора в наклонной скважине (рис. 4.9,6). Нижняя точка 4 указывает на направление искривления скважины. В результате этих операций на пробирке будет зафиксировано положение ножей / и 2 и направление апсидальной плоскости 3 и 4.

После этого метки 1 и 2 переносят со стаканчика на бумагу и, убрав стаканчик, проводят через эти точки линию. Далее берут лист бумаги (рис. 4.9, в), на который нанесена окружность диаметром около 200 мм, и через центр окружности проводят линию, один конец которой отмечают стрелкой, обозначающей направление искривления скважины. Затем пробирку устанавливают в центре окружности так, чтобы линии 3 и 4, указывающие направление апсидальной плоскости, совпали с линией искривления скважины на бумаге. Для нанесения линии направления действия отклонителя линии / и 2 со стаканчика в виде точек переносят на бумагу и проводят через них линию, обозначающую плоскость искривления отклоняющей компоновки. Конец линии с тремя черточками обозначает направление действия отклонителя, так как вершина треугольника отпечатка ножей совмещена с направлением искривления инструмента.

В результате этих операций на листе бумаги будет изображена окружность, через центр которой проведены две линии: линия 3—4 со стрелкой, показывающей направление апсидальной плоскости, и линия /—2 с треугольником, показывающим положение ножа, а следовательно, направление действия отклонителя, находящегося на забое скважины. Измерив транспортиром угол между этими линиями, получают угол

аналогично описанным выше по расшифровке показаний прибора Шаньгина — Кулигина.

ОРИЕНТИРОВАНИЕ ОТКЛОНИТЕЛЯ В ВЕРТИКАЛЬНОМ СТВОЛЕ СКВАЖИННЬШИ ПРИБОРАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИАЛЬНЫХ ОТКЛОНЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Ориентирование отклонителя в вертикальной скважине с помощью скважинных приборов затруднено, так как вертикальное размещение прибора не позволяет надежно измерить угол установки плоскости действия отклонителя из-за ОТСУТСТВИЯ азимутального направления скважины В скважинах с зенитным углом менее 3° измерение азимута приводит к недопустимым погрешностям. Поэтому в таких скважинах для получения азимутального угла искусственно создают ориентированный наклон измерительного прибора.

Конструкция устройства для ориентирования отклонителя в стволе вертикальной скважины типа УОО-2 представлена на рис. 4.10.

Инструмент для ориентирования включает диамагнитную трубу / большого диаметра, переводник 10 из того же материала и стальной замок 13. Внутри диамагнитной трубы концентрично установлена втулка //, закрепленная с помощью резьбы в замке 13. В верхней части втулка // соединена с диамагнитной трубой 2 малого диаметра и зафиксирована штифтом 9. К верхней части диамагнитной трубы 2 с помощью шарнирного соединения 3 присоединен отклоняющий клин 4 фиксирующего устройства 8, которое имеет вырез 5, выполненный по образующей. В полости выреза в ходе измерений размещают геофизический инклинометр 7. Диамагнитный фиксатор 8 в верхней части выполнен в виде внутреннего конуса б для повышения надежности установки инклинометра в направляющий фиксатор.

На замке 13 нанесена метка 12 для обозначения направления действия отклонителя.

Ориентирование отклонителя с помощью устройства УОО-2 проводят

Лекции 18-21 «Направленное и горизонтальное бурение»

ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ

ОРИЕНТИРОВАНИЯ

отклоняющих компоновок

линия связи забоя с поверхностью выполнена в виде бросового кабеля, оснащенного контактной кабельной муфтой для соединения с забойной аппаратурой.

Телеметрическая система для ориентирования отклоняющей компоновки при электробурении

Использование телеметрической системы СТЭ при электробурении позволяет непрерывно управлять траекторией скважины в пространстве. Глубинные датчики этой системы размещают в корпусах диаметром 164 и 215 мм (СТЭ 164 и

СТЭ 215).

Комплект телеметрической системы включает следующие узлы: глубинный блок телеметрической системы (БГТС), глубинное измерительное устройство (УГИ), наземный пульт телеметрической системы (ПНТС), наземное измерительное устройство (УНИ), присоединительный фильтр

(ФП).

Схема компоновки аппаратуры СТЭ показана на рис. 4.11. Она включает скважинное измерительное устройство, спускаемое в скважину, и наземное приемно-регистрирующее устройство. Герметичный контейнер с глубинной аппаратурой устанавливают над электробуром. В контейнере размещают датчики и электронные преобразователи. Информацию передают по проводному каналу связи на дневную поверхность. В приемном устройстве сигналы, полученные с забоя, преобразуются и поступают на приборы, шкалы которых градуируют в значениях измеряемых величин.

Телеметрическая система СТЭ рассчитана на работу при гидростатическом давлении до 80 МПа и температуре окружающей среды до 100 °С. Пределы измерений параметров забойных данных: угол наклона О—55°, азимут 0—360°, угол положения отклонителя 0—360°, погрешность измерений 2,5 %. ПО