Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Американское бурение.pdf
Скачиваний:
280
Добавлен:
19.08.2019
Размер:
11 Мб
Скачать
☆

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Глава 1

Общие положения

42

Раздел 2

Магнитные и немагнитные теории

 

 

 

 

мый с точки зрения стоимости. Когда УБТ, изготовленные из этого материала, используются в коррозионных буровых растворах, содержащих ионы хлора, например, хлорид магния, хромо-магниевые стали отличаются тенденцией преждевременного выхода из строя ввиду коррозии от межкристаллического напряжения. В типовых случаях такого выхода из строя, трещины, проходящие наружу, появляются в некоторых точках внутри ствола скважины. Такие трещины могут возникнуть после сравнительно короткого времени эксплуатации (после примерно 200 часов)

Следовательно, при использовании такого бурового раствора должен применяться только полностью пассивированный материал. В этой связи, преимущество за хромо-никелевыми сталями, потому что они хорошо себя зарекомендовали в южной части Северного моря в течение ряда лет.

К сожалению, хромо-никелевые стали отличаются более высоким истиранием чем хромо-марганцевые стали, что вызывает преждевременное повреждение резьбы, в частности на УБТ с диаметрами более чем 8 дюймов. Поэтому необходима специальная обработка резьбовых заплечиков и профилей с целью сведения к минимуму истирания. Хотя эти меры частично успешны, проблему не удается полностью решить для диаметров более 8 дюймов.

Материалы К-Монель 500 или медь-бериллиЙ удовлетворяют всем требованиям, даже в таких экстремальных случаях. Этому материалу можно придать необходимую прочность, он обладает замечательными немагнитными свойствами и не подвержен коррозии. Однако, ввиду высокой стоимости применение этого материала для немагнитных УБТ ограничено случаями абсолютной необходимости.

Поведение медно-бериллиемых УБТ примерно такое же, как и УБТ из К-Монеля 500. Однако, этот материал включен в список веществ, вызывающие рак, и, по этой причине, может применяться лишь в случае крайней необходимости с принятием соответствующих мер безопасности при изготовлении.

Прочность на ударную нагрузку всех вышеупомянутых материалов, наряду с требуемыми значениями прочности (пробник DVM), чрезвычайно высока. Поэтому, нет необходимости опасаться погрешностей резьбы, вызванных постоянными трещинами, т.к. значения прочности на удар выше таковых для термообработанных сталей, согласно SAE4145, которые преимущественно используются для глубокого бурения.

Длина немагнитных УБТ

После обсуждения силы поля магнитного полюса бурильной колонны, наклона ствола скважины, направления ствола скважины и географического положения могут быть выведены уравнения для определения соответствующей длины немагнитных УБТ и расстояния.

Азимут от Магнитного Севера может быть установлен с помощью магнитных приборов. например, компаса. Наклон ствола скважины может быть точно измерен оборудованием с датчиком ускорения. Угол падения (горизонтальная сила магнитного поля) может быть определен с помощью карт магнитного наклона, графиков или таблиц.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

43

Глава 1

Общие положения

 

Раздел 2

Магнитные и немагнитные теории

 

 

 

Магнитное поле земли, погрешности магнитной интерференции и длина немагнитных УБТ

Введение

При ненарушенной магнитной среде магнитный компас будет центрировать себя относительно горизонтальной компоненты магнитного поля Земли. Если магнитное поле Земли нарушено каким-либо посторонним магнитным полем, то это сказывается на показании азимута у магнитных компасов.

По мере уменьшения горизонтальной компоненты магнитного поля Земли (например, в сторону Северного и Южного Полюсов), компас будет становиться более чувствительным к любому постороннему магнитному полю.

Посторонние магнитные поля могут вызываться, например, магнитными бурями, отложениями магнитных минералов, намагничиванием бурильной колонны, талевыми канатами и обсадными трубами в соседних скважинах.

Магнитная интерференция воздействует на показания азимута магнитных приборов для измерения искривления скважины. Следовательно, погрешности азимута, вызванные магнитной интерференцией, должны уменьшаться до приемлемого значения обычно, менее 0,25°.

Для достижения приемлемой погрешности азимута, магнитные приборы для измерения искривления скважины спускаются в немагнитных УБТ. Количество немагнитных УБТ, подлежащих использованию, и положение прибора в них должны тщательно продумываться. Неправильный выбор может привести к ошибочным результатам измерения.

Магнитное поле земли

Земля может считаться магнитом, окруженным магнитным полем. По определению, вектор силы поля направлен внутрь Земли у магнитного Северного Полюса и из Земли у магнитного Южного Полюса.

Близко к экватору линии поля параллельны поверхности Земли, а у магнитных полюсов они почти вертикальны.

Для практических целей магнитное поле Земли разлагается на горизонтальную и вертикальную компоненту.

Падение

Угол между линиями магнитного поля Земли и горизонталью называется падением. Падение находится в диапазоне от 90° у Южного Полюса, равно нулю у экватора, и до +90° у Северного Полюса.

Сила магнитного поля

Общая сила магнитного поля Земли (ВТ) выражается в микроТеслах (мкТ) изменяется от 40 мкТ у магнитного экватора для 60 мкТ у магнитных полюсов. Горизонтальная компонента (ВN) вектора магнитного поля находится в диапазоне от 40 мкТ у

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Глава 1

Общие положения

44

Раздел 2

Магнитные и немагнитные теории

 

 

 

 

экватора (ВN = BT) до 0 мкТ у магнитных полюсом. Данные по силе магнитного поля могут быть получены в местном департаменте топографии.

Определения и термины, используемые при измерении

Ось х-ов - ось, перпендикулярная бурильной колонне в направлении изогнутого переводника (ориентация маркировочной метки).

Ось у-ов - ось, перпендикулярная бурильной колонне и оси х-ов.

Ось z - Ось, параллельная бурильной колонне (х, у и z образуют ортогональную систему правостороннего вращения).

Гравитационный угол ориентации маркировочной метки (высокой стороны)-

угол между высокой стороной ствола и осью х-ов.

В– вектор магнитного поля Земли.в

ВХ - скалярный компонент вектора магнитного поля Земли вдоль оси х. ВY - скалярный компонент вектора магнитного поля Земли вдоль оси у. ВZ - скалярный компонент вектора магнитного поля Земли вдоль оси z.

ВOXY - скалярный компонент В в плоскости, перпендикулярной стволу скважины. BT - общая сила магнитного поля

BN-горизонтальная компонента магнитного поля Земли.

Магнитный угол ориентации маркировочной метки (m) - угол между векторной компонентой В в плоскости ху (ВOXY) и осью х-ов.

Угол наклона (I) -угол между бурильной колонной и вертикалью.

Азимут (А) -угол между горизонтальной векторной компонентой В и проекцией оси z на горизонтальную плоскость.

g - местный вектор силы тяжести.

gx - скалярная компонента гравитационного вектора Земли вдоль оси х-ов. gy - скалярная компонента гравитационного вектора Земли вдоль оси у-ов. gz - скалярная компонента гравитационного вектора Земли вдоль оси z. goxy- компонента g в плоскости, перпендикулярной стволу скважины.