SU1518496A1 - Устройство дл контрол за положением отклонител ствола скважины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике бурени  наклонно-направленных скважин и позвол ет обеспечить контроль за положением отклонител  ствола скважины в процессе бурени . В бурильной трубе 9 размещен инктинометр (И) 1 с каротажными каьелем 2 и магнитным датчиком азимута. Над И 1 соосно установлена телескопическа  система в виде трубы 4, в которой размещена с возможностью перемещени  штанга 5. Труба 4 жестко св зана с И 1, а штанга 5 соединена с кабелем 2 и подпружинена относительно трубы 4 пружиной (П) 6. На И 1 аксиально установлена диамагнитна  насадка 3. Наружный диаметр и длина насадки 3 выбраны из услови  обеспечени  равенства силы упругости сжатой П 6 силе давлени  промывочной жидкости (Ж) 7 на телескопическую систему и И 1 в осевом направлении. В трубе 9 размещен переводник 10 с магнитной меткой 11, установленный над отклонителем 12 и жестко св занный с ним. Под действием давлени  Ж 7 И 1 опускаетс  в переводник 10 и измер етс  значение азимута в соориентированном магнитном потоке. Прекращают циркул цию Ж 7. Под действием упругой силы сжатой П 6 И 1 удал етс  от метки 11 и измер етс  значение азимута скважины. На основании измеренных значений определ ют азимут установки отклонител  12. 1 ил.

Description

H;vO6p;;TeHMe относитс  к

бурени  наклонно направленных скважин и может быть использовано дл  определени  положени  отклонитеп  в процессе бурени .

Цель изобретени  - обеспечение контрол  за положением отрглонител 

ствола скважины в процессе бурени . На чертеже приведено устройство

дл  контрол  за положением отклонител  ствола скважины.

Устройство содержит инклинометр 1 с каротажным кабелем 2 и магнитным

датчиком азимута (не показан) . На инклинометре I аксиально установлена диамагнитна  насадка 3, Нйд инклинометром 1 соосно установлена телескопическа  система в виде трубы 4 с упором на ее верхнем концеj в которой размещена с возможностью переме щени  штанга 5 с утолщением на ниж нем конце. Труба 4 жестко св зана с инклинометром 1, а штанга 5 соединена с-кабелем 2 и подгф пкинена относительно трубы 4 спиральной пружиной 6; обеспечивающей их силовое взаимодействие. Насадка 3 выполнена цилигадрической и жестко св зана с инклинометром 1 , каруж.ный диз метр и длина насадки 3 вглбраны из обеспечени  равенства силы упругости сжатой пружины 6 силе дав-  енил промывочной жидкости 7 на теле скопичес КЗ к систему и ин/слиЕометр 1 в Осевом направлении Электрическа  св зь кабел  2 с инклинометром 3 осуществл етс  при помощи проводной линии 8, проложенной Е скзоаном пазу штанги 5 н свитой в спираль на ае нижнем конце. Инклиноматр помещен 3 колонну бурильнь х труб 9s на которой размещен переводник 10 с магнитной меткой ilj установлекнь5Й кзд от- клон ителем 12 и жестко св згнньй с ним,

Устройство работай сле.цуто.циг г образом ,

В процессе бурени  скважины цир- кз лируТ Этца  в бург-шьной ко онне про- мь вочна  жидкость 7 зоздайсувует ка инклинометр 1, наход щийс  в потока жидкости, силой РВ напразленной по потоку, котора  может бьггь опрвделе на по формуле Дарси-Вейсбаха

q L-Ш

, 8Р

(tf-ri) 4

-т (D-d)3 (O-fd F

ji3495

де P.,

10

15

20

25

45

:11ерепг д /.а лейи  , действующего на приборj S - площадь поперечного сеченшг прибор а i

г коэффициент гидравлического сопротивлени  кольцевого зазора ф-d), равный 0,2 дл  турбулентного режима течени  жи дкocтиi f пдотность промывочной жид- костищ

q - расход жидкости, проход щей через кольцевой зазор (D-d);

L - длина насадки на инклинометр- ,

d - внешний диаметр насадки;

D - внутренний диаметр труб

бурильной колонны. Наружный диаметр и длина насадки 3 выбраны такими, чтобы сила F, обусловленна  давлением тдаркулирующей про- {агвочной жидкости 7, бьта равна силе упругости полностью сжатой спиралькой пружины 6 телескопической системы. В этом случае сила F приводит к перемещению инклинометра 1 в крайнее нижнее положение, определ емое равновесием сил т жести инклинометра 1 с насадкой 3 и .телескопической системой, дополнительной ci-inbi F давлени  циркулир тощей жидкости н упругой силы сжатой пружины 6 о Условие равновеси  сил может быть записано в виде

F 4- Р kl,

где Р - вес инклинометра с насадкой и телескопической системой в жидкостиJ

1с - коэффициент жесткости спиральной пружиныJ

1 - максимально возмо кое перемещение штанги телескопической системы,

при .этом датчик азкчута инклинометра I устанавливаетс  напротив магнитной метки IS переводника 10.

Производ т замер приказаний инклинометра , .соответствующий азимуту направлени  магнитного потока. Крат- ко.временно прекращают циркул цию промывочной жидкости 7, что приводит к исчезновению сшты давлени  циркулирующей жидкости, нарушению установленного рав.новеси  и подъему инклинометра 1 под действием упругой силы сжатой пружины 6. Датчик

азимута инклинометра удал етс  от магнитной метки П переводника 10 на рассто ние, на котором вли ние магнитной метки 1 на результат измерени  магнитного азимута не про вл етс , после чего регистрируют азимут ствола скважины, определ ют угол поворота отклонител  12 и устанавливают его в заданном направлении .

Устройство апробировано при турбинном бурении наклонно направленной скважины с профилем, состо щим из вертикального участка и участка набора зенитного угла ствола (45°), характеризующегос  большой длиной второго участка, на котором провод т работы с отклонителем. Желаемое направление по азимуту ствола скважины составл ло 110°. В скважину была опущена колонна бурильных тр с «аружным диаметром I 14 мм Овнутрен ний диаметр 95 мм) со стандартной компоновкой низа бурильного инструмента , включающего долото, турбобур, отклоиитель Р-1 и бурильные трубы. Под колонной бурильных труб нйд отклонителем была размещена диамагнитна  труба (переводник из стали 1Х18Н9Т с направл ющей воронкой и магнитными полюсами, установленньмй в плоскости действи  отклон ющей системы . Колонна груб бьша опущена в скважину на глубину 302 м до участка интенсивного набора зенитного угла, после чего на верх бурильной колонны бьш устаг овлен переходник, обеспечивающий перевод кабел  в скважине на

0

5

ход Ж1ЩКОС , Jipjf промывке ь .г; вовлен равиг--- , к 7с, что .:...)аспе- чило воздействие ,ia инк.пиио .етр - гелескопи :ескуь систему силы Г oJOIi вызвавшей перемещение инклинометра внкз нл 2 м и установку д тчьжа .кь.; мута инклинометра напрс.-ав магиитн .« метки переводника.

В процессе буренй  скважины произвели замер показаний инклинометра (ПИ) И; определ ли положение плоско сти действи  отклонител  относительно стран света, равное 150,,2.

Определили азимут установленного отклонител  (А,,),; пользу сь вьфа- жением

0

А. 360 -ПИ

+ А

ска

360

+ 123,5 333,3%

где ПИ - показан1-1  инклинометра в соориентированном магнитном потоке

А .. - азимут скважины. Дл  установки отклонител  требЗ 3 мое положение, осуществили доворот инструмента ротором по часовой стрелке на угол, равный:

333,3 - А,

Зоп

5

+ 110- где А.

J..6,7

- жeJ ,кии агикут установки

отклокигел;. ,

Пссле разворота нкструь екта ротором ссгтцестБлен тго:зторньгй замер, ко торьп-i подтвердил правильное гь пре.шл- дущей установки ovpi-nbHoro инстру

наружную поверхность бурильной колон- 0 мента.

иы. Затем внутрь бурильных труб на Использование предлагаемого устрой- кабеле был опущен цифровой инклинометр ИН1-721 непрерывного действи , снабженный диамагнитной насадкой дли45

ной 1,0 м и наружным диаметром 80 MMj закрепленной на инклинометре, и телескопической системой с рабочим ходом щтанги 2,5 и и жесткостью спиральной пружины 300 Н/м, установленной между кабелем и инклинометром. Место вывода кабел  из колонны бурильных труб было герметизировано, а колонна опущена на глубину 350 м до достижени  инструментом забо  скважины. Датчиком азимута инкличо- метра определили азимут скважины, равный 123,5°, после чего бьша включена циркул ци  промывочной жидкости и начат процесс бурени  скважины. Рас5sl

55

Claims (1)

1. стйа позвол ет по сравнеккйз .:. npovo - типом осу1цеств;гть контроль за положением отклонител  ствола скважины в процессе ее бурени  и тем сам1-- ; значительно ускорить процасс строительства скра -лш-г за счет оператг-шно™ ГС получени  икклинометр)тчаской ин форма даи, сокрад,ени  числа корректгг- ровокэ св занных с отклонением про фил  3 процесса набора критвизны, по- вьгсить соответствие фактического про-- фил  скважины проектному путем повьг- щени  точности ориентировани  отклонител  и контрол  пространствервдого положени  ствола скважины. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  за положением отклонител  ствола скважины9

   Использование предлагаемого устрой

   5

   sl

   5

   стйа позвол ет по сравнеккйз .:. npovo - типом осу1цеств;гть контроль за положением отклонител  ствола скважины в процессе ее бурени  и тем сам1-- ; значительно ускорить процасс строительства скра -лш-г за счет оператг-шно™ ГС получени  икклинометр)тчаской ин форма даи, сокрад,ени  числа корректгг- ровокэ св занных с отклонением про фил  3 процесса набора критвизны, по- вьгсить соответствие фактического про-- фил  скважины проектному путем повьг- щени  точности ориентировани  отклонител  и контрол  пространствервдого положени  ствола скважины. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  за положением отклонител  ствола скважины9

   содержащее инклинометр с каротажным кабелем и магнитным датчиком азимута диамагнитную насадку, аксиально установленную на инклинометре, и переводник с магнитной меткой, размещенный на колонне бурильных труб над отклонителем и жестко св занный с ним, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  контрол  за положением отклонител  ствола скважины в процессе бурени , оно снабжено соосно установленной над инклинометром телескопической системой в виде трубы, в которой размещена с возможностью перемещени  штанга, при этом жестко св зана с инклинометром, штанга подпружинена относительно трубы

   0

   5

   спиральной пружиной и соединена с каротажным кабелем, а насадка выполнена цилиидрической, при этом величина максимально возможного .перемещени  1 штанги выбрана из услови 

   kl F + Р,

   где k - коэффициент жесткости пружины; F - сила давлени  промывочной

   жидкocт на телескопическую систему и инклинометр в

   осевом направлении; Р - вес инклинометра с насадкой и телескопической системой в жидкости.