Основные понятия направленного бурения. Проектирование 3-х интервального профиля в наклонной скважине. Проектирование и расчет профиля ГС. Отклоняющие устройства и их основные элементы, страница 16

Правильный выбор мин. допустимого радиуса предопределяет безаварийную проводку скв, особенно при стр-ве скв. по ма­лому и короткому радиусу. Для определения мин. допустимого радиуса кривизны, необх. знать геометрические, жесткостные хар-ки систем, диаметр скв., физ-мех св-ва г.п.

Расчет радиуса и интенсивности искривления ствола скв. в допустимых пределах проводится в следующем порядке:

-  сначала рассчитывается мин. допустимый радиус самых же­стких элементов (турбобур, ВЗД);

-  затем для БК и ОК, с учетом их нормальной эксплуата­ции;

-  затем радиусы искривления определяются для техники (ис­пытатели пластов, ЗД). Т.е. для системы до­лото<=>ЗД при прохождении через искривленный участок расчет происходит из условия абсолютной жесткости ЗД и с прямолинейной формой самой оси.

для секции ЗД с долотом

R_пред=L²_c/5.76(D_c-d), м,

где L_c – расстояние от режущей кромки ЗД до окончания на кромке долота; d – диаметр ЗД.

для прохождения верхней секции

R_пред=L²_c/8(D_c-d), м.

для секции, заключенной между двумя опорно-центрирующими элементами.

R_пред=L²_c/4(D_c-d-D_ц), м,

где D_ц – диаметр центратора.

С увеличением длины ЗД и уменьшении его диаметра, криволи­нейность формы и стрелы прогиба его оси возрастают.

В интервале мягких и средних пород, необх. кроме того учи­тывать диаметры скв. и долота:

R=0.171×L²_зд/[D_д×(1.41×D_c/D-0.41)-d +1.37×(f-k)],

где L_зд – длина ЗД (турбобура) с долотом; m=D_c/D – коэф. уши­рения; f – стрела прогиба ЗД; k=0.003-0.005 – зазор между стенкой скв и корпусом ЗД, м.

С уменьшением диаметра ЗД, увеличение коэф. уширения и зе­нитного угла, величина допустимого радиуса уменьшается. Мин. радиус из условия пропуска через искривленный участок при возникновении напряжения, должно находится в пределах упру­гих деформаций:

R_мин=0.171×L²_зд/[D_д×(1.41×D_c/D-0.41)-d +0.34×s_т×L²_зд×(Ed)],

где E=2.1×10⁵МПа; ×s_т=320МПа – текучесть стали.

Для определения R_доп, необх. иметь ввиду, что R_доп уменьша­ется с увеличением диаметра скв, разности D-d и снижением L_зд.

Табл: значения R_доп при разных L_зд и m.

Dд=295.3мм 3ТСШ-240	Lзд,м	m=1	m=1.1	m=1.15
	9.6	63	52	50
	16.7	72	68	66
	23.8	76	73	72

Для нормальной экспл. БТ и ОТ, интенсивность искривления ствола не должна привести к возникновению напряжений, превы­шающих предел текучести их материала. Вблизи забоя, дейст­вует следующая зависимость:

R_мин=L×d_н/2×s_т

Для нормального пропуска приборов или другой техники, имеющей постоянный диаметр по телу, используется:

R=L²/8×(D_c-d_н-k+f),

где L – длина прибора; d_н – наружный диаметр прибора; k – технологический зазор; f – стрела прогиба.

Для бурения по среднему и малому радиусам, как известно, применяются жесткие и гибкие системы (жесткого типа на базе ЗД, у которых шпиндель и секция связаны КП, часть отклони­теля до первого опорного устр-ва должна вписываться в ствол – называется направляющей секцией).

L_{1 макс}=2.4×ÖR(D-d),

где L_{1 макс} – макс. длина при которой обеспечивается вписыва­ние отклонителя; D – диаметр долота; d – диаметр шпиндельной части.

L_{2 макс}=2.83×ÖR(D-d),

L_{2 макс} – для вписывания верхней части.

ЗД с двойным изгибом корпуса.

L=2×ÖR(2×D-d_ц-d-2m),

где L – расст. между центраторами; d – диаметр ЗД

l=(D-d-24)/2×tgd;

d=(L+l₁)/2×R + (D-d_ц)/2×l₁

D_скв»D+2×l₁×d.