Основные понятия направленного бурения. Проектирование 3-х интервального профиля в наклонной скважине. Проектирование и расчет профиля ГС. Отклоняющие устройства и их основные элементы, страница 9

-  отсутствие упругой деформации ЗД;

-  наличие достаточной отклоняющей силы, чтобы фрезерова­ние ствола скв. проходило достаточно эффек­тивно;

-  чтобы долото обладало боковой фрезерующей способно­стью.
Например: При любой отклоняющей КНБК, 83% приходится на процесс фрезерования и меньше 17% на неравномерное разрушение породы.

В процессе бурения, если двигатель упруго деформируется, то для искривление в рез-те асимметричного разрушения умень­шается, а доля фрезерования наоборот увеличивается

Отличительной особенностью работы отклонителя на базе тур­бобура или ВЗД в стволе скв. явл. то, что искривление проис­ходит в процессе асимметричного (неравномерного) разрушения горной породы при использовании в составе КНБК кривого пере­водника, установленного над турбобуром или ВЗД. Процесс ис­кривления осуществляется под действием фрезерования горной породы.

При увеличении момента, возникающего в системе изгиба от­клонителя возрастает величина угла прогиба оси ЗД, что может привести к деформации корпуса и искривлению ствола скв., т.е. величина момента зависит от жесткости всей системы от долота до точки касания труб УБТ, установленных над отклони­телем со стенкой скв. Для повышения эффективности работы таких систем необх., чтобы жесткость УБТ была несколько меньше жесткости турбобура.

Для оценки поведения КНБК существует критерий:

K=E×J_УБТ/E×J_{ТУРБ(ВЗД)}.

коэф. К должен находиться в диапазоне [0.5<K<0.75], в этом случае на долоте создается достаточная по величине отклоняю­щая сила и обеспечивается мин. величина прогиба корпуса дви­гателя.

Пример: Долото 215.9, ЗД 195, КП 178, 1УБТ 178: следует ис­пользовать КП в сочетании с УБТ 165, т.к. в первом случае К=0.92, а во втором К=0.72.

Для оценки влияния геометр. размеров КНБК на процесс ис­кривления скв., рассм. следующую зависимость.

Радиус искривления ориентируемой КНБК может быть определен по следующей формуле:

R=(L_т+L^*_убт)/2×sin(a_кп-b₂-b₁),

где L_т – длина ЗД (турбобура) с долотом, [м]; L^*_убт=0.25×L_убт – длина УБТ над КП; a_кп – угол перекоса оси турбобура или ЗД у долота; b₂ – угол перекоса верхней части отклонителя.

В результате расчетов по этой зависимости для одной и той же КНБК, можно получить радиус искривления более, чем в 2 раза.

(ДО, ДГ, ОД) конструктивно они отличаются тем, что с верх­него конца двигателя искривленные эл-ты перемещены вниз, а валы секций соединены с помощью спец. шарнирной муфты. Мех-м искривления у этих машин основан на принципе асимметричного разрушения при отсутствии отклоняющего усилия на долоте.

Однако применяемые на практике серийные отклонители факти­чески имеют угол изгиба кривого переводника [a_кп] больше, чем угол перекоса нижней части отклонителя [b₁].

b₁=arctg(d_д-d_зд)/2×l_шс,

где b₁ – угол перекоса нижней части; d_д, d_зд – диаметры до­лота и ЗД; l_шс – длина шпиндельной секции.

b₂=arctg(d_д-d_зд)/2×l_тс,

где b₂ – угол перекоса верхней части; l_тс – длина секции ЗД или турбобура.

a_кп должен быть в пределах »(b₁+b₂), в этом случае будет со­блюдаться основное условие работы отклоняющих систем.

При a_кп>(b₁+b₂), что фактически бывает при использовании се­рийных машин, имеет место не асимметричное разрушение породы в процессе бурения, как это заложено в принципе их действия, а процесс фрезерования, т.е. когда КНБК работает по принципу КП.

При сравнительно небольших длинах секций отклонителей, возникают ситуации, когда прогиб секции не происходит и сле­довательно возникающий момент (изгибающий) в сечении пере­коса отклонителя может явится причиной аварийной ситуации.
Например: Слома или отворот секции.