SU1671838A1

SU1671838A1 - Способ стабилизации направлени бурени ствола скважины компоновкой с колонковой трубой

Info

Publication number: SU1671838A1
Application number: SU4485144L
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Алексеев; Сергей Михайлович Андронов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки; Северо-Западное Производственное Геологическое Объединение "Севзапгеология"
Priority date: 1988-08-01
Filing date: 1988-08-01
Publication date: 1991-08-23
Also published as: SU1671837A1

Abstract

Изобретение относитс к вращательному геологоразведочному бурению скважин (С) преимущественно, малого диаметра. Цель - повышение эффективности осуществлени стабилизации направлени бурени скважины компоновкой с колонковой трубой (КТ). Дл этого предварительно определ ют коэффициент трени КТ о стенки С, радиальный зазор ν между КТ и С, равный полуразности диаметров D и D породоразрушающего инструмента и КТ соответственно, вес ρ единицы длины КТ в воздухе с учетом веса промывочной жидкости внутри нее, угловую скорость ω вращени бурового снар да, жесткость КТ на изгиб B и осевую нагрузку P, действующую на КТ, и определ ют начальную кривизну @ компоновки по формуле @ = {μν[(P²*98H) : (5,2B²) + (DρΩ²)^.(2,6BG)]}^1/2, где G - ускорение свободного падени . Затем определ ют полную длину L КТ по зависимости L≥(2ϕ + 4)^.(*98H/ @ )^1/2 и КТ в средней части по длине не менее одного шага винтовой линии (ВЛ) искривл ют по ВЛ. Радиус ВЛ равен зазору между КТ и С. Концевые части КТ искривл ют по ВЛ переменного радиуса, мен ющегос от радиального зазора между КТ и С до нул . Касательные к оси КТ в ее концевых сечени х совмещают с осью вращени компоновки. Искривленную компоновку спускают в С и осуществл ют бурение. В процессе бурени контролируют величины осевой нагрузки и частоты вращени , которые не должны превышать предельных значений. 3 ил.

Description

Изобретение относитс к вращательному геологоразведочному бурению скважин, преимущественно скважин малого диаметра

Цель изобретени - повышение эффективности осуществлени стабилизации,

На фиг 1 схематично показано расположение компоновки в стволе скважины при

осуществлении способа стабилизации, на фиг. 2 - расчетна схема дл определени длины компоновки: на фиг. 3 - схема работы компоновки расчетной длины при действии отклон ющей силы F.

Способ стабилизации направлени бурени ствола скважины осуществл ют следующим образом.

Предварительно определ ют параметры системы Призабойна компоновка - скважина и режима бурени : коэффициент трени , радиальный зазор, удельную массу и изгибную жесткость колонковой трубы, максимальные значени частоты вращени снар да и нагрузки на забой и вычисл ют начальную кривизну компоновки по формуле

lVv(

P2v . Р/ 2 2,6Вд

5.2 В

где к- кривизна колонковой трубы; §

// - коэффициент трени колонковой трубы о стенки скважины;

v радиальный зазор между колонковой трубой и скважиной, равный полуразности диаметров породоразрушающего 20 инструмента и колонковой трубы;

10

§

20

Пример. При бурении плановых CKBii жин диаметром 59 мм дл стабилизации на правлени скважин примен ют искривленную компоновку, включающую колонковую трубу размера р 57x4,5 мм при бурении снар дом ССК-59. Дл расчета параметров компоновки прин ты следующие исходные данные: а 41.9-1.05;,и 0,1; D 0.06: р 7,6: В 51,5 102,д 9,81.

Кривизну компоновки определ ют по формуле (1) и при максимальном значении частоты вращени о) 105Vc

к 2,4 10 3рад/м.

Полную длину L колонковой трубы определ ют по выражению (2):

1(2 + 4)°°% 8,13м.

2,4 10

-з

v 0,5 (D - d)

D, d - диаметры породоразрушающего инструмента и колонковой трубы соответственно;

Р - осева нагрузка, действующа на колонковую трубу;

В - жесткость колонковой трубы на изгиб;

р- вес единицы длины колонковой трубы в воздухе с учетом веса промывочной жидкости внутри нее;

со - углова скорость вращени бурового снар да;

g - ускорение свободного падени .

Затем определ ют полную длину колонковой трубы по зависимости

L ( 2 л + 4 )

(2)

и колонковую трубу в средней части на длине не менее одного шага винтовой линии искривл ют по винтовой линии радиуса, равного радиальному зазору между колонковой трубой и скважиной, а концевые части колонковой трубы искривл ют по винтовой линии переменного радиуса, мен ющегос от радиального зазора между колонковой трубой и скважиной до нул , при этом касательные к оси колонковой трубы в ее концевых сечени х совмещают с осью вращени компоновки.

Далее искривленную компоновку спу- екают в скважину и осуществл ют бурение, контролиру при этом величины осевой нагрузки и частоты вращени , которые не должны превышать предельных значений.

В соответствии с расчетами компоновку составл ют из двух колонковых труб длиной по 4,1 м, имеющих резьбовое соединение типа труба в трубу. В собранном виде колонковую трубу искривл ют на гидропрессе методом поперечного изгиба, придава ей форму винтовой линии в средней части и винтовой спирали в концевых участках в соответствии со схемой (фиг. 2). При этом колонковую трубу искривл ют до расчетной кривизны 2,4 10 3 рад/м (1,3 мм/м).

Параметры искривлени скважин замер ли через каждые 25 м проходки.

Результаты измерений кривизны скважин показывают, что применение искривленных предлагаемым способом компоновок снижает интенсивность искривлени скважин в 1,8-2,5 раза.

Claims

Формула изобретени

Способ стабилизации направлени бу рени ствола скважины компоновкой с колонковой трубой, включающий создание осевой нагрузки и предварительное искривление колонковой трубы в соответствии с зависимостью

1Vv(- ьг.

2 r2.6Bg

5,2 В

где к - кривизна колонковой трубы;

ц - коэффициент трени колонковой трубы о стенки скважины;

v - радиальный зазор между колонковой трубой и скважиной, равный полуразности диаметров породоразрушающего инструмента и колонковой трубы;

v 0,5 (D - d),

D, d - диаметры скважины (породораз- рушающего инструмента) и колонковой трубы;

Р - осева нагрузка, действующа на колонковую трубу;

В - жесткость колонковой трубы на изгиб;

р- вес единицы длины колонковой трубы в воздухе с учетом веса промывочной жидкости внутри ее;

ш -углова скорость вращени бурового снар да, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности осуществлени способа, искривление колонковой трубы в средней части на длине не менее одного шага винтовой линии осуществл ют по винтовой линии и радиуса, равного радиальному зазору между колонковой трубой и

ft CSOS

скважиной, а искривление концевых частей колонковой трубы осуществл ют по винтовой линии переменного радиуса, мен ющегос от радиального зазора между колонковой трубой и скважиной до нул , при этом касательные к оси колонковой трубы в ее концевых сечени х совмещают с осью вращени компоновки, а полную длину колонковой трубы определ ют в соответствии с зависимостью )

L ( 2 + 4 ) .

где L - длина колонковой трубы; 15v - радиальный зазор между колонковой трубой и скважиной;

к - кривизна колонковой трубы.

/

.,

f

ЬСО