АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Наклонно-направленное бурение и специальные долота

Долота с синтетическими поликристаллическими алмазами играют важную роль в наклоннонаправленном бурении и являются ключевыми компонентами усовершенствованных систем, при бурении горизонтальных дренажных скважин и скважин с большим отходом от вертикали со сложными профилями. Конфигурации долот, режущее вооружение, гидравлические конструкции и защита калибрующих венцов - это области, в которых технологические достижения улучшили эффективность наклонно-направленного бурения. Для решения задач бурения наклонно-направленных скважин необходимы специально предназначенные для этих целей технологии.

Для оптимальной работы долота во время наклонно-направленного бурения необходимо свести к минимуму колебания величины крутящего момента. Изменяемый крутящий момент в управляемых двигателях снижает степень контроля и не дает возможность осуществлять управление процессом наклонно-направленного бурения. Для компоновок роторного бурения крутящий момент, создаваемый при прихвате-скольжении на долоте, создает нежелательные крутильные вибрации. Влияние крутящего момента можно снизить путем увеличения угла резцов, уменьшения размера резцов и применения гибридных вспомогательных резцов с импрегнированными алмазами. Гибридная технология также снижает изменения значений крутящего момента. Скошенные резцы TuffEdge используют для сведения к минимуму повреждения синтетических поликристаллических алмазов. В долотах для бурения наклонно- направленных и горизонтальных скважин используются небольшие резцы с синтетическими поликристаллическими алмазами, плоские профили и долота общей короткой длины. Увеличивая площадь контакта в долоте с синтетическими поликристаллическими алмазами путем увеличения количества лопастей, резцов и калибрующего вооружения, также можно снизить степень колебаний значений крутящего момента.

Имеются долота для роторных управляемых систем, с помощью которых бурят горизонтальные скважины и скважины с большим отходом от вертикали. Технология Push-the-bit, например, роторная управляемая система PowerDrive контролирует изменение траектории при наклонно-направленном бурении с поверхности при роторном бурении. Вместо применения управляемого двигателя для отклонения или направления долота, нагрузка, создаваемая инструментом, отклоняет долото в нужном направлении. Независимо от крутящего момента траектория долота контролируется забойными клапанами и башмаками. Эти системы характеризуются меньшими значениями затяжек, они более эффективно передают вес на долото и обеспечивают более высокие механические скорости бурения. Непрерывное вращение труб улучшает очистку скважины и снижает извилистость ствола скважины, что означает меньшую необходимость в проработке ствола и меньшую стоимость использования буровой установки. Роторные управляемые системы позволяют использовать агрессивные долота и обеспечивают возможность оптимизации долот.

Специфические особенности долот с синтетическими поли кристаллическим и алмазами позволяют свести к максимуму характеристики роторной управляемой системы. Долота для этих систем требуют применения малых коэффициентов удлинения и активного калибрующего венца или агрессивного режущего вооружения на калибрующим венце (рис. 10).

Стандартные долота с синтетическими поликристаллическими алмазами не обладают значительной способностью для бокового резания. Традиционные элементы защиты калибра в виде карбид-вольфрамовых вставок или вставок с импрегнированными алмазами, теплоустойчивых поликристаллических пластинок и предварительно уплощенных резцов с синтетическими поли кристаллическим и алмазами используют только для сохранения диаметра долота и для бурения скважин полным номинальным диаметром. Концепция активного калибрующего венца, впервые разработанная для использования на Северном море, предусматривает наличие резцов с синтетическими поликристаллическими алмазами по всему диаметру с гибридными карбид-вольфрамовыми резцами округлой формы, расположенными непосредственно за ними для защиты, и использование уменьшенного диаметра калибрующего вооружения без защиты с помощью вставок для увеличения степени обнажения резцов.

Высокая плотность резцов калибрующего вооружения и малые углы обратного наклона на активном калибрующем венце обеспечивают агрессивную способность бокового резания и улучшают управляемость в отношении изменения траектории скважины. Точки контактов активного калибрующего венца, т. е. резцы и гибридные резцы, снижают трение калибрующего вооружения, его затяжки и крутящий момент долота. Меньшие диаметры калибрующего вооружения улучшают действие потока промывочной жидкости вокруг долота, что способствует охлаждению и очистке калибрующего вооружения и резцов. Активный калибрующий венец используют как в стальных, так и в матричных долотах. Данная методика обеспечивает надежную защиту калибра, однако стальные долота требуют применения устойчивого к эрозии твердосплавного усиления вследствие улучшенной активности потока вокруг калибрующего вооружения.

Опыт является важным фактором при принятии решения в отношении выбора бурового долота для наклонно-направленного бурения. Компания «Шлюмберже» в таких случаях использует концепцию PowerSteering, представляющую собой уникальное объединение технологии и опыта. В сложных условиях наклонно-направленного бурения процесс PowerSteering обеспечивает подбор технических характеристик соответствующего долота, модификацию имеющихся долот или конструкции заказного долота.

Иногда существует необходимость расширения имеющихся скважин или бурения скважин большего диаметра ниже обсадной колонны, особенно при необходимости улучшения качества цементировочных работ или при заканчивании скважин в породах, которые характеризуются разбуханием или обрушением. В прошлом использовались механические расширители, которые расширялись для резания ствола скважины большего диаметра. В настоящее время для этих целей применяются асимметричные долота. Асимметричное долото проходит через ствол скважины меньшего диаметра для бурения скважины, которая будет иметь диаметр больше, чем в выше расположенном интервале или обсадной колонне (рис. 11). Последние варианты этих долот сочетают характеристики асимметричного расширителя и конструкции Steeringwheel для наклонно-направленного бурения с запатентованным расширителем, которые позволяют бурить скважину большего диаметра без замены долота после разбуривания цемента. Более короткие лопасти расширителя имеют такую форму, которая обеспечивает зазор между обсадной колонной и наружными резцами на самых длинных лопастях.

Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 991 | Нарушение авторских прав