Результирующую этих двух сил Р3 можно разложить на две составляющие: силу Р\, действующую вдоль оси колонны, и силу Р2, перпендикулярную ей. Если Р2 направлена к вертикали, долото стремится уменьшить зенитный угол скважины а, и сила Я2 может быть названа выпрямляющей силой (рис. VI.8, а). Если Р2 направлена от вертикали, долото стремится увеличить зенитный угол скважины а, и Р2 является отклоняющей силой (рис. VI.8, в). Если Р2 равна нулю, наступит стабилизация зенитного угла скважины а (рис. VI.8, б).
При бурении в изотропных породах (одинаковые физические свойства в любых направлениях) значение Р2 зависит от нагрузки на забой, диаметра скважины, зазора между УБТ и стенкой скважины, диаметра УБТ и зенитного угла скважины. С повышением нагрузки на забой увеличится прогиб нижней части бурильной колонны, точка Т приблизится к долоту и составляющая веса направляющего участка колонны Рн уменьшится. Это приведёт к снижению выпрямляющей силы Р2. При дальнейшем повышении нагрузки на забой может наступить стабилизация (Р2 становится равной нулю), а затем и прирост зенитного угла скважины а (Р2 становится отклоняющей силой).
Наибольшее влияние на искривление скважины оказывают анизотропность горной породы (различные физические свойства по разным направлениям) и степень наклона чередующихся по твердости и мощности пластов. Для предупреждения искривления скважины наиболее благоприятными являются условия, когда долото занимает положение, перпендикулярное или параллельное по отношению к плоскости слоистости. Во всех других случаях долото, стремясь занять одно из этих положений, отклоняет скважину от вертикали.
Обеспечение вертикальности затруднено и в том случае, когда пласты залегают наклонно -в и чередуются по твердости и мощности. В каждом пласте долото стремится запять положение, перпендикулярное или параллельное плоскости напластования пород, поэтому скважина будет искривляться в сторону падения или поднятия пласта.
В результате возможно увеличение или уменьшение зенитного угла скважины при одновременном изменении азимута.
Силу Р2 можно регулировать, используя в нижней части бурильной колонны одно или два центрирующих приспособления или УБТ разных диаметров. В этом случае секция расчетной длины из УБТ большего диаметра устанавливается над долотом, а над ней размещают УБТ меньшего диаметра. Часто на границе перехода от УБТ большего размера к УБТ меньшего диаметра устанавливают первое центрирующее приспособление, а на расчетном рас стоянии в колонне УБТ меньшего диаметра — второе центрирующее приспособление, при этом используют центраторы диаметром, равным диаметру долота.
При бурении в сложных геологических условиях широко применяют конструкции низа бурильной колонны (компоновки), основанные на принципе центрирования долота в скважине (рис. VI.9). Компоновки такого вида составляют из расширителей, УБТ и центрирующих приспособлений, выбираемых в зависимости от геологических условий (твердости породы, угла наклона и мощности пластов, чередующихся по твердости, характеру тектонических нарушений) и заданного режима бурения.
Несмотря на многообразие конструкций таких компоновок, оптимальную длину их выбирают так, чтобы отклоняющая сила, действующая на долото, имела минимальное значение, так как нулевое значение этой силы может быть получено только при заниженных нагрузках на долото.
Рис. VI.9. Компоновка низа бурильной колонны для предупреждения искривлений скважин при турбинном бурении:
а— в твердых устойчивых породах; б —при сильной тенденции к искривлению; в — конструкции ВНИИБТ; 1-бурильные трубы; 2 — расширитель {центратор); 3 — УБТ; 4 — турбобур; 5 — долото; 6 — трехгранный расширитель - стабилизатор (ТРС); 7 — маховик; 3 — центратор на ниппеле турбобура
1.12.АВАРИЙНЫЙ ИНСТРУМЕНТ И ЕГО КЛАССИФИКАЦИЯ
Ловильный инструмент
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.