Материал: Григорян, Н. А. Бурение наклонных скважин уменьшенных и малых диаметров

П р и м е ч а н и е . КП — кривой переводник. РЭН — резиновый эксцентричный ниппель.

и4,8’ м. Следовательно, в этих случаях, на практике проходки на­ клонных скважин полностью не используется возможность откло­ няющих компоновок.

Для случаев бурения трехшарошечными долотами Б-243С, Б-269С

иБ-295С соответственно с турбобурами Т12МЗ-8" и Т12МЗ-10", мо­ жно считать, что интенсивность искривления скважины ограничи­ вается корпусом турбобура, если DC<1,10 ■ D. А для случаев буре­

ния долотом Б-214С с турбобуром оно происходит при несколько большем значении диаметра скважины, чем 1,1(Ш (см. табл. 8). Допускаем, что такой вариант в практических условиях возможен и при этом полностью используется возможность откло­ няющей компоновки, когда процесс искривления скважины ограни­ чивается корпусом турбобура. Однако такое явление происходит в весьма ограниченном интервале бурения данной отклоняющей компоновкой. Дело в том, что, как правило, проходка с отклоните­ лем ограничивается обычно 50-н80 м и лишь в интервале Ю-т-30 м приращение угла искривления скважины максимально. Для осталь­ ных интервалов данного рейса величина приращения угла искрив­ ления скважины значительно меньше его максимального значения. Следовательно, если даже принять, что для указанных сочетаний долота и турбобура процесс искривления ствола ограничивается корпусом турбобура и при этом полностью используется отклоняю­ щая способность компоновки, то это будет справедливо лишь для небольшого интервала бурения. Для остальной части бурения с отклонителем, которая составляет подавляющую долю про­ ходки и (характеризуется приращением угла искривления значи­ тельно меньшим, чем максимальное его значение, скважина ис­ кривляется с неполным использованием отклоняющей способности компоновки.

Неполное использование способностей отклоняющих компоновок может быть объяснено следующими причинами.

1. При работе с отклонителем механическая скорость бурения настолько высока, что долото не успевает полностью фрезеровать своей боковой поверхностью стенку скважины и отклонять ствол на возможную величину.

2.Величина отклоняющей силы на долоте недостаточна для ин­ тенсивного фрезерования стенки скважины, т. е. удельная контакт­ ная нагрузка в боковом направлении ниже твердости пород, сла­ гающих стенку скважины в призабойной зоне.

3.Ввиду чрезмерных значений момента упругих сил, возникаю­ щих в сечении изгиба отклонителя, турбобур упруго деформируется

иограничивает величину приращения угла искривления ствола.

4.Процесс искривления ствола ограничивается не корпусом тур­ бобура, а установленной над ним УБТ.

5.Боковая фрезерующая способность применяемых трешарошечных долот не велика и фактическое искривление скважины ограни­ чивается не корпусом турбобура, а корпусом трехшарошечного до­ лота.

63

Рассмотрим, какие из указанных обстоятельств являются при­ чинами неполного использования способностей отклоняющих ком­ поновок.

Высокая механическая скорость бурения вряд ли может служить причиной неполного использования способности отклоняющей ком­ поновки, поскольку, как это видно из табл. 8, в ряде случаев при прочих равных условиях даже при больших механических скоро­ стях бурения достигнуты или одинаковые, или более высокие при­ ращения угла искривления скважины. Кроме того, практика за ­ резки и бурения новым стволом показывает, что даже чрезмерное снижение подачи долота и механической скорости проходки не уве­ личивает значительно приращения угла искривления скважины.

Недостаточная величина отклоняющей силы может быть причи­ ной неполного использования способности отклоняющих компоно­ вок лишь в случаях бурения трехшарошечными долотами большого диаметра (394 и 346 мм) с серийными турбобурами. В случаях же бурения трехшарошечными долотами нормальных (269 и 243 мм) и уменьшенных (214 и 190 мм) диаметров с укороченными или корот­ кими турбобурами это обстоятельство не имеет места, так как в ре­ зультате уменьшения длины турбобура и разности между диамет­ рами долота и турбобура величина отклоняющей силы резко воз­ растает.

Упругая деформация турбобура возможно имеет место при бу­ рении указанными в табл. 8 сочетаниями долота, турбобура и от­ клонителя и является одной из основных причин меньших значений фактического приращения искривления скважины по сравнению с теоретически возможными его значениями. Однако для случаев бурения с укороченными турбобурами это обстоятельство не может играть решающую роль.

Установленные над турбобуром или отклонителем УБТ могут ограничивать приращение искривления ствола. Это является ре­ зультатом нерациональной сборки элементов отклоняющей компо­ новки. Однако для рассматриваемых случаев, когда приращение искривления ствола при одинаковых условиях, а также в течение одного рейса изменяется в весьма широких пределах, свидетельст­ вует о том, что влияние УБТ незначительно.

Низкая боковая фрезерующая способность трехшарошечного до­ лота в определенных условиях является одной из основных причин уменьшения фактических приращений искривления скважины по сравнению с теоретически возможными его величинами. Эти усло­ вия— бурение любыми сочетаниями долота, турбобура и отклони­ теля после некоторого периода работы, когда калибрующий диаметр трехшарошечного долота снижается и приращение угла искривле­ ния скважины становится меньше, чем достигнутое наибольшее его

•значение. Аналогично для бурения укороченными и короткими тур­ бобурами в сочетании с трехшарошечными долотами нормального и уменьшенного диаметра. Такое утверждение может быть объяс­ нено тем, что при работе серийным турбобуром (например, Т12МЗ-8"

64

с 243-мм долотом) на практике наблюдаются случаи, когда способ­ ность отклоняющей компоновки используется полностью и интен­ сивность искривления скважины ограничивается корпусом турбо­ бура. При работе аналогичной компоновкой, «о с укороченным тур­ бобуром, отклоняющая способность низа бурильной колонны используется не полностью и интенсивность искривления скважины не ограничивается корпусом турбобура. Так как в случае уменьше­ ния длины турбобура отклоняющая сила возрастает, прогиб турбо­ бура или его величина значительно уменьшаются. Следовательно, возможности для полного использования способности отклоняющей компоновки увеличиваются. Если нет, то это свидетельство того, что в этих случаях боковая фрезерующая способность трехшаро­ шечных долот не соответствует возможностям отклоняющих компо­ новок. Вполне вероятно, что при этом интенсивность искривления скважины ограничивается корпусом долота.

Таким образом, если серийно выпускаемые трехшарошечные до­ лота в процессе работы с односекционными турбобурами позволяют в ряде случаев полностью использовать способности отклоняющих компоновок, то при работе с укороченными или короткими турбобу­ рами они этого не позволяют. Поэтому применение укороченных или коротких турбобуров с серийно выпускаемыми трехшарошечными долотами следует считать не вполне рациональным. Причем наряду с уменьшением длины турбобура необходимо увеличить боковые фрезерующие способности трехшарошечнык долот.

Вторым доказательством того, что боковая фрезерующая спо­ собность трехшарошечного долота существенно влияет на процесс искривления скважины, является то, что когда интенсивность ис­ кривления скважины ограничивается корпусом турбобура, оно про­ исходит лишь в ограниченном интервале проходки с отклонителем. Для большинства участка проходки с отклонителем данного рейса, где приращение искривления скважины значительно меньше макси­ мального его значения, интенсивность искривления скважины уже не ограничивается корпусом турбобура. Это является следствием уменьшения боковой фрезерующей способности трехшарошечного долота в результате потери его калибрующего диаметра, вследст­ вие износа тыльной части периферийных зубьев, роста осевого и радиального люфтов шарошек.

Принято считать, что с ростом угла искривления скважины от­ клоняющая способность компоновки снижается в результате роста нормальной составляющей веса турбобура с долотом. Однако в практических условиях на интенсивность искривления скважины влияет состояние трехшарошечного долота в большей степени, чем снижение величины отклоняющей силы вследствие роста угла ис­ кривления скважины. Для наглядности на рис. 11, а, б приведены зависимости изменения угла искривления скважины и приращения угла искривления от глубины проходки для ряда последовательно произведенных рейсов в скв. 378 и 878 на площади банка Дарвина соответственно долотами Б-214С и ЗВ-190С с укороченным