Способ стабилизации направления бурения ствола скважины компоновкой с колонковой трубой

Способ стабилизации направления бурения ствола скважины компоновкой с колонковой трубой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вращательному геологоразведочному бурению скважин (С) преимущественно, малого диаметра. Цель - повышение эффективности осуществления стабилизации направления бурения скважины компоновкой с колонковой трубой (КТ). Для этого предварительно определяют коэффициент трения КТ о стенки С, радиальный зазор ν между КТ и С, равный полуразности диаметров D и D породоразрушающего инструмента и КТ соответственно, вес ρ единицы длины КТ в воздухе с учетом веса промывочной жидкости внутри нее, угловую скорость ω вращения бурового снаряда, жесткость КТ на изгиб B и осевую нагрузку P, действующую на КТ, и определяют начальную кривизну @ компоновки по формуле @ = {μν[(P<SP POS="POST">2</SP>*98H) : (5,2B<SP POS="POST">2</SP>) + (DρΩ<SP POS="POST">2</SP>)<SP POS="POST">.</SP>(2,6BG)]}<SP POS="POST">1/2</SP>, где G - ускорение свободного падения. Затем определяют полную длину L КТ по зависимости L≥(2φ + 4)<SP POS="POST">.</SP>(*98H/ @ )<SP POS="POST">1/2</SP> и КТ в средней части по длине не менее одного шага винтовой линии (ВЛ) искривляют по ВЛ. Радиус ВЛ равен зазору между КТ и С. Концевые части КТ искривляют по ВЛ переменного радиуса, меняющегося от радиального зазора между КТ и С до нуля. Касательные к оси КТ в ее концевых сечениях совмещают с осью вращения компоновки. Искривленную компоновку спускают в С и осуществляют бурение. В процессе бурения контролируют величины осевой нагрузки и частоты вращения, которые не должны превышать предельных значений. 3 ил.

C:C)IÎÇ СОВ(I СКИХ

СОЦИА11ИС 1ИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (с1) с Е 21 В 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KQMVITFT

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (I"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

r = (p i ((p2 t ): (5,2 B )»» (Ороси).(26Вg)) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4485144/03 (22) 01.08.88 !

46) 23.08.91. Бюл. N. 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки и Северо-Западное производственное геологическое обьединение "Севзапгеология" (72) В.Н.Алексеев и С. М Андронов (53) 622.24.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1148966, кл. Е 21 В 7/10. 1983.

Алексеев B H. Влияние начальной кривиэнь(бурильных труб на рабог) бурильной колонны. Методика и техника разведки. Л.:

ОНТИ, ВИТР, М . 102. 1976, с.25-31 (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРАВЛЕНИЯ БУРЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ

КОМПОНОВКОЙ С КОЛОНКОВОЙ ТРУБОЙ (57) Изобретение относится к вращательноI му геологоразведочному бурению скважин (С) преимущественно малого диаметра.

Цель — повышение эффективности осуществления стабилизации направления бурения скважины компоновкой с колонковой трубой (КТ).

Для этого предварительно определяют коэффициент трения КТ о стенки С, радиальный зазор между КТ и С, равный полуразности диаметров D u d породоразрушающего инструмента и КТ соответственно, вес р единицы

Изобретение относится к вращательному геологоразведочному бурению скважин, прpI)ìóùåñòâåííG скважин малого диаметра.

Цель изобретения — повышение эффективности осуществления стабилизации, На фиг. 1 схематично показано расположение компоновки s стволе скважины при. 50 1671838 А1 длины КТ в воздухе с учетом веса промывочной жидкости внутри нее, угловую скорость о) вращения бурового снаряда, жесткость

КТ на изгиб В и осевую нагрузку Р, действующую íà КТ, и определяют начальную кривизну л компоновки по формуле где 9 — ускорение свободного падения. Затем определяют полную длину L КТ по зависимости (. ) (2 л + 4 ) (т бл ) 2 и Кт в среднеи части по длине не менее одного шага винтовой линии (ВЛ) искривляют по

ВЛ. Радиус ВЛ равен зазору между Кт и С.

Концевые части КТ искривляют по ВЛ переменного радиуса, меняющегося от радиального зазора между КТ и С до нуля.

Касательные к оси КТ в ее концевых сечениях совмещают с осью вращения компоновки Искривленную компоновку спускают в С и осуществляют бурение, В процессе бурения контролируют величины осевой нагрузки и частоты вращения, которые не должны превышать предельных значений. 3 ил. осуществлении способа стабилизации; на фиг, 2 — расчетная схема для определения длины компоновки: на фиг, 3 — схема работы компоновки расчетной длины при действии отклоняющей силы F.

Способ стабилизации направления бурения ствола скважины осуществляют следующим образом.

1671838

v =05(О-d) 1 = 0,5 (Π— d);

Предварительно определяют параметры системы "Приэабойная компоновка скважина" и режима бурения: коэффициент трения, радиальный зазор, удельную массу и изгибную жесткость колонковой трубы, максимальные значения частоты вращения снаряда и нагрузки на забой и вычисляют начальную кривизну компоновки по формуле где к — кривизна колонковой трубы;

p — коэффициент трения колонковой трубы о стенки скважины;

v — радиальный зазор между колонковой трубой и скважиной, равный полураэности диаметров породораэрушающего инструмента и колонковой трубы;

О, d — диаметры породоразрушающего инструмента и колонковой трубы соответственно;

P — осевая нагрузка, действующая на колонковую трубу;

 — жесткость колонковой трубы на изгиб;

p— - sec единицы длины колонковой трубы в воздухе с учетом веса промывочной жидкости внутри нее; м — угловая скорость вращения бурового снаряда;

g — ускорение свободного падения.

Затем определяют полную длину колонковой трубы по зависимости

L (2 л+4 ) Ч/к (2) и колонковую трубу в средней части на длине не менее одного шага винтовой линии искривляют по винтовой линии радиуса, равного радиальному зазору между колонковой трубой и скважиной, а концевые части колонковой трубы искривляют по винтовой линии переменного радиуса, меняющегося от радиального зазора между колонковой трубой и скважиной до нуля, при этом касательные к оси колонковой трубы в ее концевых сечениях совмещают с осью вращения компоновки.

Далее искривленную компоновку спускают в скважину и осуществляют бурение, контролируя при этом величины осевой нагрузки и частоты вращения, которые не должны превышать предельных значений.

Пример. При бурении плановых скв,i жин диаметром 59 мм для стабилизации на правления скважин применяют искривленную компоновку, включающую

5 колонковую трубу размера р 57х4,5 мм при бурении снарядом ССК-59, Для расчета параметров компоновки приняты следующие исходные данные: u) = 41,9-105;и = 0,1; О =

= 0,06: Р = 7,6; B = 51,5 102, g = 9,81, 10 Кривизну компоновки определяют по формуле (1) и при максимальном значении частоты вращения ю=- 105 /с к 2,4 10 рад/м.

Полную длину L колонковой трубы определяют по выражению (2): ((2 7г + 4 ) — B, 13 м .

0,0015

20 10 — 3

В соответствии с расчетами компоновку составляют из двух колонковых труб длиной по 4,1 м, имеющих резьбовое соединение

25 типа труба в трубу. В собранном виде колонковую трубу искривляют на гидропрессе методом поперечного изгиба, придавая ей форму винтовой линии в средней части и винтовой спирали в концевых участках в соответствии со схемой (фиг. 2). При этом колонковую трубу искривляют до расчетной кривизны 2,4 10 рад/м (1,3 мм/м).

Параметры искривления скважин замеряли через каждые 25 м проходки, Результаты измерений кривизны скважин показывают, что применение искривленных предлагаемым способом компоновок снижает интенсивность искривления скважин в 1,8 — 2,5 раза.

Формула изобретения

Способ стабилизации направления бурения ствола скважины компоновкой с колонковой трубой, включающий создание осевой нагрузки и предварительное искривление колонковой трубы в соответствии с зависимостью где к — кривизна колонковой трубы;

p — коэффициент трения колонковой трубы о стенки скважины;

v — радиальный зазор между колонковой трубой и скважиной, равный полуразности диаметров породораэрушающего инструмента и колонковой трубы;

1671838

1 (2 л + 4 ) v/w, А скО

В, фиг. Z

Составитель В,Родина

Техред М.Моргентал

Корректор Т.Малец

Редактор О.Головач

Заказ 2810 Тираж 351 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

D, d — диаметры скважины (породораэрушающего инструмента) и колонковой трубы;

P — осевая нагрузка, действующая на колонковую трубу;

 — жесткость колонковой трубы на изгиб;

p — вес единицы длины колонковой трубы в воздухе с учетом веса промывочной жидкости внутри ее; в — угловая скорость вращения бурового снаряда, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности осуществления способа, искривление колонковой трубы в средней части на длине не менее одного шага винтовой линии осуществляют по винтовой линии и радиуса, равного радиальному зазору между колонковой трубой и скважиной, а искривление концевых частей колонковой трубы осуществляют по винтовой линии переменного радиуса, меняющегося от радиального зазора между

5 колонковой трубой и скважиной до нуля, при этом касательные к оси колонковой трубы в ее концевых сечениях совмещают с осью вращения компоновки, а полную длину колонковой трубы определяют в соответ10 ствии с зависимостью

1 где L — длина колонковой трубы;

15 1 — радиальный зазор между колонковой трубой и скважиной; к — кривизна колонковой трубы,