Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Американское бурение.pdf
Скачиваний:
177
Добавлен:
19.08.2019
Размер:
11.07 Mб
Скачать

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

124

Глава 2

Проектирование скважин

 

Раздел 3

Проектирование КНБК

 

 

 

Компоновки низа бурильной колонны с забойным двигателем

Компоновки с забойным двигателем являются универсальными и применяются во всех участках направленных и горизонтальных скважин. Они используются для отклонения от вертикали и набора зенитного угла, бурения участков стабилизации зенитного угла и обеспечивают точное управление траекторией скважины. Проектирование компоновки с забойным двигателем будет зависеть от целей спуска компоновки. Как в случае с роторными компоновками, характеристика компоновки с забойным двигателем также изменяется с помощью кривых переводников и изогнутых корпусов. Некоторые компоновки с забойным двигателем проектируются с возможностью вращения, а другие без вращения. Вращаемые компоновки называются "компоновки, включающие забойный двигатель с регулируемым углом перекоса", так как они допускают попеременно вращение и ориентирование для точного направления скважины по намеченной траектории.

Рисунок 3-7. График характеристики интенсивности резкого перегиба скважины

На рис. 3-7 показан изогнутый корпус компоновки, включающей забойный двигатель с регулируемым углом перекоса (SMA) без каких-либо центраторов. Действие этой компоновки чувствительно к зенитному углу и положению зоны изгиба. На рис. 2-32 показана характеристика интенсивности резкого перегиба скважины в зависимости от расстояния между долотом и перекосом для зенитных углов менее и более 200. Для зенитных углов менее 200 максимальная интенсивность резкого перегиба скважины имеет место в том случае, когда место перекоса расположено на расстоянии

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Глава 2

Проектирование скважин

125

Раздел 3

Проектирование КНБК

 

 

 

 

около 10 м (30 фут.) от долота. Эта интенсивность эквивалентна интенсивности в случае применения прямого забойного двигателя с кривым переводником. По мере увеличения зенитного угла максимальная интенсивность резкого перегиба имеет место тогда, когда перекос расположен на расстоянии примерно в 2,5 м (8 фут.) от долота. Эта компоновка представляет собой типичную компоновку с изогнутым корпусом. Данный график подтверждает часто упоминаемый факт, что компоновка с изогнутым корпусом неэффективна в качестве компоновки для отклонения скважины.

Причина такой характеристики компоновки показана на рис: 3-8. По мере увеличения зенитного угла скважины сила тяжести прижимает верхний конец забойного двигателя с изогнутым корпусом к нижней стенке скважины и увеличивает боковую силу на долоте (ВSF). Компоновка с кривым переводником при небольшом зенитном угле скважины вначале создает большую боковую силу на долоте. На рис. 3-9 показан забойный двигатель с изогнутым корпусом с одним центратором на корпусе шпинделя и одним центратором над рабочей секцией забойного двигателя. Дополнительные центраторы улучшают работу компоновок, включающих забойный двигатель с регулируемым углом перекоса при небольших зенитных углах скважины.

На рис. 3-10 показана

зависимость

 

интенсивности

резких перегибов от

зенитного

угла скважины

для

гладкой

компоновки,

 

включающей

забойный

двигатель

с

ре-

гулируемым углом перекоса, и

компоновки

с

центратором

на

забойном

двигателе

и

центратором,

установленным над

забойным двигателем.

 

 

Следует

отметить,

что

компоновка

с

центраторами

Рисунок 3-10. Сравнение

интенсивности

резких

характеризуется

 

 

большей

интенсивностью резких перегибов

перегибов

для

компоновок,

включающих

при небольшом зенитном угле и

забойный

двигатель с

регулируемым

углом

достигает

 

 

 

меньшего

перекоса, с центраторами и без них

 

 

 

 

 

 

 

максимального

зенитного

угла,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чем гладкая компоновка.

 

 

 

 

 

 

 

 

В целом, чем больше

 

 

 

 

 

 

диаметр верхнего центратора, тем

 

 

 

 

 

 

более эффективна эта компоновка

 

 

 

 

 

 

в точке отклонения скважины от

 

 

 

 

 

 

вертикали

и

при

 

высоких

 

 

 

 

 

 

зенитных

углах

максимальная

 

 

 

 

 

 

интенсивность резкого

перегиба

 

 

 

 

 

 

будет ниже. Чем больше диаметр

 

 

 

 

 

 

нижнего центратора, тем более

 

 

 

 

 

 

эффективно

будет

работать

эта

Рисунок 3-11. Сравнение интенсивности резких

компоновка

при

всех

зенитных

углах скважины.

 

 

 

 

перегибов для компоновок с регулируемым углом

 

 

 

 

 

 

перекоса

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

126

Глава 2

 

 

Проектирование скважин

 

Раздел 3

 

 

Проектирование КНБК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 3-11 сравниваются интен-

 

 

сивности резких перегибов в зависимости

 

 

от ориентации направления действия от-

 

 

клонителя для компоновок, включающих

 

 

забойный двигатель с регулируемым уг-

 

 

лом

перекоса, без центраторов и с центра-

 

 

торами. Гладкая компоновка очень чувст-

 

 

вительна к ориентации

направления дей-

 

 

ствия отклонителя. Она дает максималь-

 

 

ную интенсивность резкого прегиба при

 

 

направлении

действия

отклонителя к

 

 

верхней стенке скважины (ТFО - 0 град.) и

 

 

минимальную при повороте ( ТО - 90 и

 

 

270 град.). Компоновка с центраторами

 

 

характеризуется меньшей чувствительно-

 

 

стью к ориентации направления действия

 

 

отклонителя (ТFО). При уменьшении диа-

 

 

метра центраторов компоновка стано-

 

 

вится более чувствительной к ориентации

 

 

направления действия отклонителя.

 

 

 

На рис. 3-12 показан забойный дви-

 

 

гатель с изогнутым корпусом и накладкой

 

 

или

эксцентричным

корпусом вместо

 

 

нижнего центратора. Накладку можно

 

 

считать как смещенный центратор. Такие

 

 

конструкции компоновок с регулируемым

 

 

углом перекоса дают большие возможно-

 

 

сти менять проектные интенсивности на-

 

 

бора угла, так как накладка позволяет мо-

 

 

делировать центратор любого диаметра:

Рисунок 3-12. Забойные двигатели с экс-

от диаметра

меньше диаметра скважины

до диаметра больше диаметра скважины.

центричным корпусом/накладкой

 

 

 

 

Забойные двигатели с двумя перекосами

Забойные двигатели с двумя перекосами – это двигатели, имеющие один перекос у соединительного шарнира вала (как изогнутый корпус у двигателя с одним перекосом) и перекос между рабочей секцией и перепускным клапаном в верхней части забойного двигателя. Второй (верхний) перекос может быть постоянным или регулируемым.

Двигатели с двумя перекосами будут набирать зенитный угол с более высокой интенсивностью, чем двигатели с одним перекосом, но их нельзя вращать.

Далее приведены различные конструкции забойных двигателей с двумя перекосами и типовые компоновки низа бурильной колонны, используемые при бурении различных участков горизонтальных скважин.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Глава 2

Проектирование скважин

127

Раздел 3

Проектирование КНБК

 

 

 

 

Рисунок 3-13. Конструкции двигателей с двумя изгибами

Рисунок 3-8. Иллюстрация взаимодейст- Рисунок 3-9. Двигатель с изогнутым кор- вия компоновки с забоем и стенкой сква- пусом с центраторами жины

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

128

Глава 2

Проектирование скважин

 

Раздел 3

Проектирование КНБК

 

 

 

Рисунок 3-14.

Компоновка с регули-

Рисунок 3-15.Компоновка с забойным

руемым углом перекоса без центраторов.

двигателем с одним перекосом

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Глава 2

Проектирование скважин

129

Раздел 3

Проектирование КНБК

 

 

 

 

Рисунок 3-16 Компоновка с забойным

Рисунок 3-17. Компоновка, включающая

двигателем с одним перекосом и наклад-

забойный двигатель с одним перекосом,

кой

с верхним и нижним центраторами

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

130

Глава 2

Проектирование скважин

 

Раздел 3

Проектирование КНБК

 

 

 

Рисунок 3-18. Компоновка, включающая

Рисунок 3-19. Компоновка с забойным

забойный двигатель с двумя перекосами,

двигателем с одним перекосом для сред-

накладкой и центраторами.

него угла

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Глава 2

Проектирование скважин

131

Раздел 3

Проектирование КНБК

 

 

 

 

Рисунок 3-20. Компановка, включающая

Рисунок 3-21 Компоновка

с забойным

забойный двигатель с двумя перекосами,

двигателем с двумя перекосами и длинной

накладкой и центратором

прямой лопастной накладкой

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

132

Глава 2

Проектирование скважин

 

Раздел 3

Проектирование КНБК