Расчёт угла установки отклонителя

Для расчёта установки отклонителя строится векторная диаграмма, показанная на рис. 35.

От произвольно выбранного направления на север откладывается по часовой стрелке азимут скважины в точке начала искривления . По этому направлению в масштабе откладывается величина зенитного угла скважины в точке начала искривления .

Аналогичным образом откладываются величины азимутального (α_к) и зенитного (θ_к) углов, которые скважина должна иметь по окончанию искусственного искривления. Окончание векторов θ_н и θ_к соединяются прямой АВ.

Рис. 35. Векторная диаграмма определения угла установки отклонителя

 

Углом установки отклонителя ψ является угол между продолжением вектора θ_н и прямой АВ. Длинна прямой АВ в том же линейном масштабе, что и θ_н, θ_к даёт угол полного пространственного искривления скважины φ, необходимого для получения по окончанию искривления зенитного угла и азимута, равных соответственно θ_к и α_к.

Для определения θ_к и α_к воспользуемся формулами(6) и (12):

, ;

Глубина l равна глубине, на которой необходима корректировка трассы. Следовательно:

l = 670 м; °; °.

θ_к – θ_н = Δθ,                                         (20)

α_к – α_н = Δα,                              (21)

где Δθ и Δα необходимые величины отклонения и направления корректировки зенитного угла и азимута соответственно.

Δθ = + 6°; Δα = +25°.

θ_н = θ_к – Δθ = 21,43 – 6 = 15,43°;

α_н = α_к – Δα = 31,12 – 25 = 6,12°;

    °; °.

Количество циклов искусственного искривления (m) отклонителем дискретного действия или длины рейса (l_р) отклонителем непрерывного действия рассчитывается по формуле (22):

                                          ,                     (22)

где δ – величина искривления скважины за один цикл для отклонителя дискретного действия, δ = 1,5.

Спецвопрос

Аварии и осложнения при направленном бурении скважин

Аварией называется непредвиденное прекращение углубления скважины, вызванное нарушением состояния буровой скважины или находящегося в ней бурового инструмента. При этом отличительным признаком аварии обычно является наличие оставленных в скважине деталей бурового снаряда или инструмента, для извлечения которых необходимы специальные работы.

Осложнением называется затруднение углубления скважины, вызванное нарушением состояния буровой скважины.

При направленном бурении скважин, отличающихся от обычных наличием интервалов с различной интенсивностью искривления, расположенных на разных участках трассы, возникают аварии и осложнения, которые связаны с процессом искусственного искривления и его последствиями, что требует специальных методов по их устранению.

Аварии и осложнения при направленном бурении можно разделить на два вида:

а) аварии и осложнения при искусственном искривлении;

б) аварии и осложнения после искривления.

 

 

Учитывая явно выраженную связь аварийности бурильных труб с характеристикой кривизны скважин, полученной в результате применения отклоняющей техники, представляется целесообразным совместно рассмотреть эти вопросы.

Аварии

Аварии, возникающие при бурении, можно разделить на четыре группы:

· аварии с долотами (отвинчивание долота при спуске инструмента вследствие недостаточного его закрепления, слом долота в результате перегрузки и т.д.);

· аварии с бурильными трубами и замками (слом трубы по телу; срыв резьбы труб, замков и переводников и т.д.);

· аварии с забойными двигателями (отвинчивание; слом вала или корпуса и т.д.);

· аварии с обсадными колоннами (их смятие; разрушение резьбовых соединений; падение отдельных секций труб в скважину и т.д.).

Для ликвидации аварий применяют специальные ловильные инструменты (рис. 36): шлипс, колокол, метчик, магнитный фрезер, паук и другие. Однако лучше всего предотвращать аварии, строго соблюдая правила эксплуатации оборудования, своевременно осуществляя его дефектоскопию, профилактику и замену.

Осложнения

Обвалы пород возникают вследствие их неустойчивости (трещиноватости, склонности разбухать под влиянием воды). Характерными признаками обвалов являются:

1. значительное повышение давления на выкиде буровых насосов;

2. резкое повышение вязкости промывочной жидкости;

3. вынос ею большого количества обломков обвалившихся пород и т.п.

Поглощение промывочной жидкости – явление, при котором жидкость, закачиваемая в скважину, частично или полностью поглощается пластом. Обычно это происходит при прохождении пластов с большой пористостью и проницаемостью, когда пластовое давление оказывается меньше давления столба промывочной жидкости в скважине.

Интенсивность поглощения может быть от слабой до катастрофической, когда выход жидкости на поверхность полностью прекращается.

Для предупреждения поглощения применяют следующие методы:

1. промывка облегченными жидкостями;

2. ликвидация поглощения закупоркой каналов, поглощающих жидкость (за счет добавок в нее инертных наполнителей - асбеста, слюды, рисовой шелухи, молотого торфа, древесных опилок, целлофана; заливки быстросхватывающихся смесей и т.д.);

3. повышение структурно-механических свойств промывочной жидкости (добавкой жидкого стекла, поваренной соли, извести и т.п.).

Газо-, нефте- и водопроявления имеют место при проводке скважин через пласты с относительно высоким давлением, превышающим давление промывочной жидкости. Под действием напора воды происходит ее перелив или фонтанирование, а под действием напора нефти или газа - непрерывное фонтанирование или периодические выбросы.

К мероприятиям, позволяющим избежать газо-, нефте- и водопроявлений, относятся:

1. правильный выбор плотности промывочной жидкости;

2. предотвращение понижения ее уровня при подъеме колонны бурильных труб и при поглощении жидкости.

Прихваты бурильного инструмента возникают по следующим причинам:

1. образование на стенках скважины толстой и липкой корки, к которой прилипает бурильный инструмент, находящийся без движения;

2. заклинивание бурильного инструмента в суженных частях ствола или при резких искривлениях скважины, при обвалах неустойчивых пород, при осаждении разбуренной породы в случае прекращения циркуляции.

Ликвидация прихватов – сложная и трудоемкая операция. Поэтому необходимо принимать все возможные меры, чтобы их избежать.

Причины аварий

Технические причины аварий

1. Неудовлетворительное качество исходного материала (механическая прочность, упругость, твердость, морозостойкость, коррозиестойкость и т. д.), из которого изготовлены буровые установки, технологический, вспомогательный и специальный инструмент, контрольно-измерительные и регистрирующие приборы, технические средства для гидрогеологических и геофизических исследований в скважинах.

2. Применение изношенных технических средств со скрытыми конструктивными недостатками или изготовленных (отремонтированных) с нарушением.

3. Усталость металла, возникающая в процессе эксплуатации под действием различных нагрузок, меняющихся по величине и направлению.

4. Использование технических средств, которые не соответствуют в полной мере своему назначению.

5. Низкие эргономические показатели применяемых технических средств, особенно в отношении оптимального распределения функций между человеком и машиной, соответствия системы управления и контроля психофизическим возможностям человека, рационального конструктивного решения рабочего места.