Способ уменьшения зенитного угла искривленных скважин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 51)4 В 708 И ОРСКОМУ СВИ ЕЛЬСТ Ь",3 1 Я 11 Тй правлени цю(54) 31 А И (57) техн логи тигапреи(С)ных ГОСУДАРСТЭЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ,М,фрыэ, Н.Ф.Пекарский, И.Д.Про к, Т.М,Поручник и В.Н.11 рокопец (53) 622243.2 (088.8)6) Колесников А,Е., Мелентье Н Якривление скважин. - М.: Недр79, с. 96-97.11 оташников В.Д. и др. Методика расчета шарнирных КНБК и результаты ее опробования при бурении наклонно направленных скважин в 11 рикарпатье: Труды ВНИИЪТ. Вып. 60. - М., 1985. СПОСОБ УМЕНЬШЕНИИ ЗЕНИТНОГО УГСКРИВЛЕННЫХ СКВАЖИНИзобретение относится к буровой ике и позволяет расширить техноческие возможности за счет уменья нижнего значения величины досемого зенитного угла при бурении мущественно вертикальных скважин в наклонно залегающих анизотроппородах. В шарнирной компоновке 801329444(ШК) низа бурильной колонны в качестве шарнира используют муфту шарнирную с самоуплотняющимся манжетным уплотнительным элементом. Перед спуском ШК в С замеряют момент силы трения в муфте при максимальном рабочемдавлении промывочной жидкости в еевнутреннем канале, После спуска в интервале длиной не меньше длины направляющей штанги (НШ) производят углубление скважины при осевой нагрузке и давлении промывочной жидкостидо получения отрицательного значениявеличины интенсивности искривленияС в приэабойном интервале и соответствующего перекоса в шарнирном соединении осей НШ и вышерасположенныхэлементов компоновки. Определяют фактическое значение интенсивности искривления. Фиксируют перекос в шарнир- Сном соединении, Осевую нагрузку поддерживают в соответствии со специаль- фным выражением и определяют в зависимости от геометрических параметров майШК, массы ее НШ в буровом растворе,контактной площади долота, прочности,индекса анизотропии и угла паденияразбуриваемых пород,Изобретение относится к буровойтехнике и может быть использонано,при уменьшении з енитного угла и скри нленных скважин проводимых в изотроп 15 ных и наклонно залегающих ацизотропных породах.Цель изобретения - расширение технологических возможностей бурения вертикальных участков скважин за счетуменьшения нижнего значения величиныдостигаемого зенитного угла при бурении н наклонно залегающих ацизотропцых породах, Способ осуществляют следующим об разом.Ы шарнирной компоцонке низа бурильнои колонныКНБК) для осуществления дацнога способа н качестве шарнира используют шарнирную муфту с самоупранлявщимся манжетным уплотнцтельным элементом, которая используется как узел для фиксации определенного перекоса осей элементов компоновки бурильной колонны, что способствует передаче определенного опрокидыающего момента от расположенных элементов КНБК ее цапранляющеи 11 еред спуском компоновки в скналицу замеряют момент сил трения в шарнирной муфте при максимальном рабочем давлении промывочной жидкости во внутреннем канале последней. Эта операция по определению величины момента сцл трения в шарнирной муфте, обусловленных наличием н ней самоупинтенсивность искривления скважины н предшествующем 45 интервале, имеющая полояжтельное значение при наборе у гла и отрицат ельноепри его уменьшении, с учетом принятых обозначений 50для данного случая следую 55 прочность разбуриваемых горных пород по штампу,кНмм лотцяющего манжетного уплотцения,примаксимальной величине рабочего давления промывочной жидкости является необходимой операциеи для расчета величины осевои нагрузки, которая обеспечивает достижеггие заданной минимальнои величины зенитного угла скважины.После спуска компоцовки на забойпроводят бурение первого интерваладлиной, не мецьшец длины напранлякгщей штанги. Необходимость бурениявызвана тем, чта при расчете величины осевой нагрузки важцо эгать величину .1 х 1 которая определяет вели 1 фчину опрокидывающего момента, обусловленного собствеццой кривцзцоиствола н призабайцом интервале, икоторая не может быть точно определена в интервале, меньшем плицы направляющей штанги,Углубление указанного интерналапроводят при жцимапьцьгх осевой нагрузке и дангпеции промыночцаи жидкости, что обеспечивает нозможггость работы муфты н режиме, приб;н.женном крежиму идеального шарггира, а в совокупности с цоддергкацием минимальнойвеличины о сенои цагруз кит е е" Ь,р,. , обесцг чинает уменьшениезенитного угла скнажчцы за счет наиболее полнои реализации процесса фрезерования нижней стенки скважины,11 нтенсивность искривления скважины шарнирной К 11 ЕК для случая ее работы ца уменьшение зезгтцого углаимеет вид контактная площадь долота, мм)длина напранляюшей штанги шарнирной К 11 БК, определяемая как расстояние от центра шарнира до рабочего торца долота, м;диаметр сквакинг в свету в приз абаи цом игп ер вале, м; диаметр шарнирцои КНБК н опорном о стенку скважины сечении, расположенном непосредственно у шарнирного соединения, м;индекс аникстопии разбуринаемых порол;1379444 чения интенсивности искривления сква(жины в приэабойном интервале и соответствующего перекоса в шарнирномсоединении осей направляющей штанги 5и выше расположенных элементов компоновки. После определения фактического значения интенсивности искривленияскважины в этом интервале увеличивают давление промывочной жидкости ивеличину осевой нагрузки до максимальных рабочих значений, При этомв шарнире происходит фиксированиеукаэанного перекоса осей, для изменения которого необходимо преодолетьмомент сил трения, равный самоуплотняющегося манжетного уплотнительного элемента, кНм;К - коэффициент трения междупятой и подпятником в шарнирндй муфте;6 - диаметр сферы пяты шарнирной муфты, м.Скважину по данному способу приминимальных осевой нагрузке и давлении промывочной зидкости углубляют до получения отрицательного знаР,-Р,+ -----12пР кФзп 2 Ио Ч) яЬ з.п Ч,бар кВ результате алгебраических преобразований формулу (5) приводят квыражению для определения величиныосевой нагрузки, обеспечивающей при1 Р с-Р,прок )Ь ++ Ь 1 з 1 п 2(ОО 0+М,шт 2 ыф (3)С учетом (2) и (3) и принимая вс 120 внимание, что уменьшение зенитногоугла происходит до тех пор, пока выполняется:условиед. 1 ц) (0 э (4),получают 4 Р(6) 40При установке над шарнирной муфтой калибратора при расчетах следует принимать Р = Р,Способ реализуют следующим обра- зом, 45Бурение скважины проводят в аниэотропных породах, залегающих под углом 25, на глубине 1700 м зенитный угол составляет 10 в азимуте естественного искривления. При этом, необходимо уменьшить зенитный угол сквазины до значения, не превышающего 3 при роторном спосОбе бурения, если известно, что нижележащие слои горных пород характеризуются прочностью бр0,75 кН/мм и индексомйанизотропии й0,070. Бурение должно проводиться до глубины 2500 м долотом диаметром 295,3 мм, контактная. Ор угол падения разбуриваекюхпород, град;- заданное проектом значение 5зенитного угла, град;- масса направляющей штангишарнирной КНБК в буровомрастворе, отнесенная к еедлине, кН/мМ - эамеренный момент сил трения в шарнирной Юуфте,обусловленный наличием в ней+ -6 Я -ОК,й - 2 М4О. (5) данных геолого-технических условияхбурения достижения минимального значения зенитного угла площадь которого составляет Б100 ммУменьшение зенитного угла при помощи шарнирной КНБК, включающей, УБС 1-254 длиной 5,6 м и погонной массой в буровом растворе 3,35 кН/м, муфту шарнирную, переводник диаметром 229 мм и длиной 30 см, калибратор КЛС, УБТС 1-229 и бурильные трубы, следует производить следующим образом. В качестве шарнирного соединения применяют шарнирную муфту МШс самоуплотняющимся манжетным уплотнительным элементом, которая имеет расстояние от нижнего торца до центра шарнира 40 см, диаметр сферы подпятника 1 б см, коэффициент трения между последним и пятой К, = 0,1. С учетом длины долота и параметров муф(КНБК) при осевой нагрузке, определяемой в зависимости от геометрических параметров компоновки, массы еенаправляющей штанги в буровом растворе, контактной площади долота, прочности, индекса анизотропии и углападения разбуриваемых пород, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения технологических возможностей эа счет уменьшения нижнего значения величины достигаемогозенитного угла при бурении преимущественно вертикальных скважин в наклонно залегающих анизотропных породах, в качестве шарнира используютшарнирную муфту с самоуплотняющнмсяманжетным уплотнительным элементом,перед спуском компоновки в скважинузамеряют момент сил трения в шарнирной муфте при максимальном рабочемдавлении промывочной жидкости вовнутреннем канале последней, послеспуска компоновки на забой в интервале длиной, не меньшей длины направляющей штанги, производят углублениескважины при минимальных осевой нагрузке и давлении промывочной жидкости до получения отрицательного значения величины интенсивности искривления скважины в приэабойном интервале и соответствующего перекоса вшарнирном соединении осей направляющей штанги и вышерасположенных элементов компоновки, определяют фактическое значение интенсивности искривления скважины в указанном интервале,затем фиксируют перекос в шарнирномсоединении путем увеличения давленияпромывочной жидкости во внутреннемканале шарнирной муфты до максимального рабочего значения, а осевуюнагрузку поддерживают в соответствиис выражением 1 О 1 М формула 11 ст 4 Эь в 1 ) ь .+ ---- + ььвш 2(в -ч) + .пр 2 оу- Ч 1 эп Ч, - 2 М,1 с Рт+в -" + К 62т ш прочность разбуриваемых пород по штампу, кН/мм; 50контактная площадь вооружения долота, ммабсолютная величина интенсивности искривления скважины в первом интервале 55уменьшения зенитного угла, проводимом при минимальных значениях осевой наггде 6 -)з.,)ты длина направляющей штанги шарнирной КНБК составляет Ь = 6 м.Перед спуском компоновки в сква)яну производится опрессовка шарнирной муфты максимальным рабочим давлением 8 М 11 а и замеряется при этом давлении момент сил, трения, который составля- етМ=4 КНм,Опускают компоновку в скважину и осуществляют ее углубление на 15 м при осевой нагрузке О, = 75 кН и давлении промывочной жидкости 3 МПа. После подъема инструмента из скважины для смены долота проводится замер фактической интенсивности искривления ствола скважины в пробуренном интервале, в результате чего спад угла составляет 45, следовательно фактическая интенсивность искривления равна 13., 1 = 0,5 в в= 8,72 О 2511 осле замены долота, например, на долото с гидромониторными насадками и спуска его на забой производят увеличение осевой нагрузки 0 и рабоче го давления промывочной жидкости до максимальных значений, причем вели 30 чина осевой нагрузки должна удовлетворять условию (Ь). Б данном случае0 ) 275 кН. Бурение производят при осевом уси35лии 300 кН, при этом достигают угол2 8" изобретения40 Способ уменьшения зенитного угла искривленных скважин, включающий бурение интервала скважины шарнирной компоновкой низа бурильной колонны рузки и давлении промывочной жидкости, м-;- длина направляющей штангишарнирной КНЫК, определяемая как расстояние от центра шарнира до рабочего торца долота, м;1379444- диаметр шарнирной КНБК в близлежащем к шарнирному Составитель В.РодинаХехред А.Кравчукю Корректор М.Шароши Редактор Н,Рогулич Заказ 953/33 11 одписное 1 ираж 53 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород ул.11 роектная, 4 соединению опорном о стенкускважины сечении, м;индекс аниэотропии раэбуриваеьых пород;угол падения разбуриваеиихпород, град;заданное проектным профилем значение зенитного угла, град;диаметр долота, м;масса направлякзцей штанги шарнирной КНБК в буровомрастворе, отнесенная к еедлине, кН/м;момент снл трения в шарнирной муфте, обусловленныйналичием в ней самоуппотняющегося манжетного уплотнительного элемента, кН м;коэффщиент трения междупятой и подпятником в шарнирной муфте;диаметр сферы пяты шарнирной муфты, м.