Способ контроля за искривлением скважины

(51)4 Е 21 В 47/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН лецця скваце 11 емещенцегрузку Р наент, Осущест колонны до роля искрь родольцое лоццы и ца иц цнгтруь бурильноиконт ют и наденожиц. И ьной 1 бу пород азрушающ азгрузку вател ляют реличин четцуо масскважине. опрсчечлат низом цлц есткостью шающец превы тяжелснцо низаэмереццяжелеццыбольшей По реэучьтатзм передаваемую у его частью с н уровых1963 Искривлениестоптехиэдат измеиной нагрузкуненыо цагскважины е ует а искри ратить ИСКРИВЛЕНИЕМ ров сни угла изить з2 илна его исправление. тся к горномть точность то. При превышении усилия разгрузки критической величины циз бурильной колонны теряет устойчивость ц изгибается с образованием полуволны. При дальнейшей разгрузке колонны на забой происходит изгиб вышележащего участка колонны с образованием второй полуволны и т.д.Для создания нагрузки ца долото в нижней части бурильной колонны устанавливают утяжеленный низ, имеющий значительно больший наружный диаметр и толщину стенки по сравнению с бурильными трубами, В состав утяжеленного низа могут входить утяжеленные бурильные трубы (УБТ), забойные двигатели, центрирующие устройства. Де" Формации изгиба для утяжеленного низ имеют значительно меньшую величину,направленных скважи Цель изобретения ности и надежности ления скважин.,На фиг.1 показан желенного низа бурил искривленной скважин- повышение точ онтроля искривположение утяьной колонны ве; на фиг.2 - зао перемещениярузки (Р) на дольно висимости( Д 1) коло ы о лото. При раэгр на забой сквзменяет длин нени порционально породораэруш ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЫРИ ГННТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Украинский научно-исследский институт природных газов(57) Изобретение отноделу и позволяет повы Изобретение относится к горномуелу и предназначено для контроляскривления вертикальных и наклони зке бурильной колонныжины бурильная колоннау. Согласно закону Гудлины колонны прямо прозменению нагрузки иающий инструмент - долоР на инструмент. По рузки Р до Р с глуб контролируют цзмецеци ления. Способ позволя оличество прямых заме ивления в скважине игде С ; продольная составляющая веса 351утяжеленного низа;С - вес утяжеленного низа вС - поперечная составляющая ве.2са утяжеленного пиза; 40с - угол искривления скважины.Передаваемая утяжеленным низом нагрузка Р на долото равна разности между продольной составляющей веса и силой трения утяжеленного низа о стенки скважиныРЯ С,-Р .=С(соз о( -К 81 п сК ), (2) где 11 - реакция забоя,Сила Г т трения утяжеленного низа о стенки скважины равна 50(3) Р.= Г С 2= Г С 81 пе( где Г - коэффициент трения утяжеленного низа о стенки скважины.55 Как следует из выражения ( 2 ) с увеличением угла искривления создаваемая утяжеленным низом нагрузка надолото уменьшается, а при уменьшении 149543чем для менее жестких бурильных труб,Так для УБТ диаметром 0,203 м перваякритическая нагрузка ( вес разгруженнойна забой части УБТ которые под дейст 5вием собственного веса изогнутся ) равна 78 кн, а для бурильных труб диаметром 0,127 м критическая нагрузка со-ставляет 11 кн, т,е. в семь раз меньше, следовательно, бурильные трубыбудут изгибаться примерно в семь разчаще, чем УБТ, Кроме того, для бурильных труб будет больше и величина отно- .сительного продольного перемещенияконцов каждой полуволны по сравнениюс УБТ иэ-эа меньшего диаметра бурильных труб,Указанное справедливо и для УБТразных диаметров.При разгрузке бурильных колонн 20на забой скважины сначала раэгружается утяжеленный ниэ, а затем бурильные трубы. 1(ак только начинается разгрузка УБТ с меньшей жесткостью(меньшего диаметра) или бурильных 25труб, темп перемещения бурильной колонны увеличивается за счет появлений или роста деФормаций изгиба, Полный вес утяжеленного низа 1 (фиг,1)в скважине 2 может быть разложен на 30процольную и поперечную составляющие,которые определяются уравнениями угла искривления нагрузка увеличивается. Величина нагрузки может изменяться от полного веса утяжеленногониза в жидкости для вертикальнойскважины до нуля при углах искривления, когда сила трения превышает продольную составляющую веса утяжеленного низа,Способ осуществляется следующимобразом.Устанавливают породоразрушающийинструмент - долото на забой скважи-,ны и осуществляют разгрузку бурильной колонны на долото до величины,превышающей расчетный вес ее утяжеленного низа в скважине, При этом измеряют продольное перемещение верхнейчасти бурильной колонны и нагрузку надолото, Строят грайик изменения перемещения бурильной колонны от нагрузки на долото, По резкому изменениюугла наклона кривой определяют нагрузку, передаваемую утяжеленным низом или его частью с наибольшей жесткостью. Полученную величину нагрузкисравнивают с ее значениями при меньших глубинах скважины и в случае несовпадения их значений т,е, при изменении нагрузки, контролируют изменение угла .искривления скважины, Исправляют угол искривления или спускают в скважину измерительный прибордля более точного определения углаискривления. Измерение перемещенийбурильной колонны можно проводитькак при увеличении нагрузки на долото, так и при ее уменьшении послепредварительного нагружения долотадо нагрузки, заведомо превышающейрасчетный вес утяжеленного низа, Максимальную величину создаваемой нагрузки на долото в процессе измерений определяют из условия надежногополучения точки перегиба кривой, Приналичии эффектов зависаний бурильнойколонны ее в процессе измерений периодически проворачивают. Для измерения продольных перемещений бурильнойколонны используют показания датчикаперемещения бурильной колонны или измерительную линейку, Нагрузку на до,пото контролируют путем измерения веса на крюке или используют показанияустьевых или забойных датчиков нагрузки.Для повьшения точности контроляугла искривления эа счет уменьшениядлины контролируемого низа утяжелен14954306ю. ления, которые были определены болееточными методами,Кривая 1 (диг.2) соответствует глубине скважины Н, а кривая 11 - глуебине скважины Н , причем Н, ( . р 1П иглубине Н создаваемая утяжеленнымчнизом или его частью нагрузка надолото равна Р, а при глубине Нна 10 грузка равна г.авиа Р , Уменьшение величинынагрузки Р происходит за счет увеличения угла искривления скважины,о Предлагаемый способ, кроме повью- шения. точности контроля искривленияскважин, позволяет сократить коли 15 скв- чество прямых замеров угла искр ивлею ния в скважине и снизить затраты егона исправление.Формула изобретения20 5ный низ компонуют с разной жесткость Контроль угла искривления скважины осуществляют в этом случае по участКу утяжеленного низа с максимальнои жесткостью.Для более .надежного определения точки перегиба кривой и передаваемои утяжтяжеленным низом или его частью нагруэкки на долото в компоновку низа устанавливают амортизатор продольных колебаний или другое приспособление создающее возможность относительног продольного перемещения частеи комп ковки низа, Наиболее эффективно при менение амортизаторов с большим рабочим ходом и с небольшой жесткость упругого элемента,Величину угла сискривления опре деляют иэ выраженияР = К С(соя а( - й зп с( ), (4) где Р - передаваемая утяжеленным низом или его частью нагрузкана долото;К - опьггный коэФициент;С - вес утяжеленного низа илиего части в промывочной жидкости;Г - коэффициент трения труб остенки скважины.Коэффициенты Г и К определяют путем подстановки значений Р и с, определенных для ранее пробуренных иск ивленных участков скважины или для криранее пробуренных скважин, в уравнение (4) при известных углах, искривСпособ контроля за искривлениемскважины, включающий измерение про дольных перемещений бурильной колонны и нагрузки на породоразрушающий 25 инструмент, о т л и ч а ю щ и и с ятем, что, с целью повышения точностии надежности контроля, осуществляютр азгруэку бурильной колонны до величины, превышающеи расчетный вес ее 30 утяжеленного низа в скважине, а порееэультатам измерений определяют передаваемую утяжеленным низом или егочастью с наибольшей жесткостью нагрузку на породоразрушающий инструмент, по изменению которой с глубиной скважины контролируют изменениеугла искривления,1495430 Составитель А.1;ветковРедактор Л.Зайцева Техред А,Кравчук ектор О,Кравцова акаэ 4223/28 Тираж 514 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и откр113035, Москва, Ж, Раушская наб д,иям при ГКНТ СС роиэводствеиио-иэдательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,1