Способ стабилизации направления бурения ствола скважины компоновкой с колонковой трубой
Изобретение относится к вращательному геологоразведочному бурению скважины преимущественно малого диаметра. Цель - повышение эффективности осуществления стабилизации направления бурения ствола скважины. Для этого предварительно определяют коэффициент μ трения колонковой трубы (КТ) о стенки скважины, радиальный зазор V между КТ и скважиной, равный полуразности диаметров D и D породоразрушающего инструмента и КТ, жесткость КТ на изгиб B, вес ρ единицы длины КТ в воздухе с учетом веса промывочной жидкости внутри нее, угловую скорость ω вращения бурового снаряда и осевую нагрузку P, действующую на КТ, и вычисляют начальную кривизну компоновки *98X по формуле *98X = *98M<SP POS="POST">.</SP>V<SP POS="POST">.</SP>[{(P<SP POS="POST">2.</SP>V):(5,2B<SP POS="POST">2</SP>)} + {(D<SP POS="POST">.</SP>ρ<SP POS="POST">.</SP>Ω<SP POS="POST">2</SP>):(2,6B<SB POS="POST">G</SB>)}], где G - ускорение свободного падения. Затем определяют полную длину L КТ по зависимости L≥4[1 + (2)<SP POS="POST">1/2.</SP>(V<SP POS="POST">.</SP>*98X)<SP POS="POST">1/2</SP>] и исправляют КТ по дугам окружности радиуса R = 1/*98X с максимальным прогибом. Последний равен радиальному зазору между КТ и скважиной. После этого присоединяют к одному концу КТ породоразрушающий инструмент, а к другому - бурильные трубы. Собранную компоновку опускают в скважину и осуществляют бурение. В процессе бурения обеспечивают контакт КТ со скважиной не менее чем в трех точках. При этом касательные к оси КТ в ее концевых сечениях совмещают с осью вращения компоновки. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 17/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
Г(О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4485144/03 (22) 01.08,88 (46) 23.08.91. Бюл. N. 31 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки и Северо-Западное производственное геологическое обьединение "Севзапгеология (72) В.Н,Алексеев и С.М.Андронов (53) 622.24.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N1148966,,кл. Е 21 В 7/10, 1983.
Алексеев В.Н. Влияниеначальной кривизны бурильных труб на работу бурильной колонны, Методика и техника разведки. — Л. ОНТИ, ВИТР, N.. 102, 1976. с.25-31. (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРАВЛЕНИЯ БУРЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ
КОМПОНОВКОИ С КОЛОНКОВОЙ ТРУБОЙ (57) Изобретение относится к вращательному геологоразведочному бурению скважины преимущественно малого диаметра. Цель— повышение эффективности осуществления стабилизации направления бурения ствола скважины. Для этого предварительно определяют коэффициент р трения колонковой тоубы (KT) о стенки скважины, радиальный зазор 1 между КТ и скважиной, равный полуразности диаметров О и d породораэрушаИзобретение относится к вращательному геологоразведочному бурению скважин, преимущесгвенно скважин малого диаметра.
Цель изобретения — повышение эффективности осуществления стабилизации, На фиг. : схематично показано расположение компоновки в стволе скважины при
„„. Ы„„1671837 А1 ющего инструмента и КТ, жесткость КТ на изгиб В, вес рединицы длины KT в воздухе с учетом веса промывочной жидкости внутри нее, угловую скорость u) вращения бурового снаряда и осевую нагрузку Р, действующую на КТ, и вычисляют начальную кривизну компоновки л по формуле к=p v ((((v):(52 В ) }+
+((D раР). (г в в 0) }1, где g — ускорение свободного падения. Затем определяют полную длину L КТ по зависимости Е >4(1+(2) (M к) ju исправляют КТ по дугам окружности радиуса R -- 1/л с максимальным прогибом. Последний равен радиальному зазору между
KT и скважиной. После этого присоединяют к одному концу КТ породоразрушаюгций инструмент, а к другому — бурильные трубы.
Собранную компоновку опускают в скважину и осуществляют бурение. В процессе бурения обеспечивают контакт КТ со скважиной не менее чем в трех точках. При этом касательные к оси КТ в ее концевых сечениях совмещают с осью вращения компоновки. 3 ил. осуществлении способа стабилизации; на фиг. 2 — расчетная схема для определения длины компоновки; на фиг. 3 — схема работы компоновки расчетной длины при действии отклоняющей силы F.
Способ стабилизации направления бурения ствола скважины осуществляют следующим образом
1671837
Пример. При бурении плановых скважин диаметром 59 мм применяют искривленную компоновку, включающую колонковую трубу размера ) 57х4,5 мм при
5 бурении снарядом ССК-59, Для расчета параметров компоновки приняты следующие исходные данные: о) =- 41,9 — 105 (400 — 1000); .,и= 0,1; D=0,06;р =7,6; B=,51,5 10;g=
-9,81, 10 Кривизну компоновки определяют по формуле (1), которая для условий бурения снарядом ССК-59 в принятом диапазоне частоты вращения приводится к более простому виду; тг >в
2,6 В 9 (1а) Р =05(D- о);
= 2,4 10 рад/м, 40
1 4 (1 + „2 ) 6, : и искривляют колонковую трубу по дугам окружности радиуса R =- 1/ к с максимальным прогибом, равным радиальному зазору 45 между колонковой трубой и скважинои. После этого присоединяют к одному концу колонковой трубы породоразрушающий инструмент, а к другому — бурильные трубы, опускают собранную компоновку в скважи- 50 ну и осуществляют бурение, Создают на колонну расчетнук осевую нагрузку и поддерживают расчетное значение частоты вращения, В процессе бурения обеспечивают контакт колонковой трубы со 55 скважиной не менее чем в трех точках, при этом касательные к оси колонковой трубы в ее концевых сечениях совм» цают с осью вращения компоновки
Предварительно определяют параметры системы "Призабойная компоновка скважина" и режима бурения; коэффициент трения, радиальный зазор, удельную массу и иэгибную жесткость колонковой трубы, максимальные значения частоты вращения снаряда и нагрузки на забой и вычисляют начальную кривизну компоновхи по формуле где к — кривизна колонковой трубы;
p — коэффициент трения колонковой трубы о стенки скважины; т — радиальный зазор между колонковой трубой и скважиной, pGEHblA полуразности диаметров породоразрушающего инструмента и колонковой трубы
D, d — диаметры породоразруLLý ощего инструмента и колонковой трубы соответственно;
P — осевая нагрузка, действующая на колонковчю точбч;
 — жесткость колонковой трубы на изгиб;
p— - вес единицы длины колонковой трубы в воздухе с учетом веса промывочной жидкос-.и внутри нее; со — угловая скорость вращения бурового снаряда;
g — ускорение свободного падения.
Затем определяют полную длину колонковой трубы по зависимости
В частности, при максимальном значении частоты вращения =- 105 с имеют (по
-1 формуле 1а) 1 О 1 О 0015 О Об 7 6
2,6 51,5 10 9,8 1
Полную длину (L) колонковой трубы определяют по выражению
L 4(1+2) „=764 ì.
2.4 10
В соответствии с расчетами компоновку составляют иэ двух колонковых труб длиной по 4 м, имеющих резьбовое соединение типа труба в трубу, В собранном виде компоновке придают волнообразное искривление на гидропрессе методом поперечного изгиба, При этом компоновку искривляют до расчетной кривизны 2,4 10 рад/м (0,3 мм/м) по участкам в соответствии со схемой (фиг. 2), Результаты измерений кривизны сква- жин показывают. что применение искривленных компоновок снижает интенсивность искривления скважин в 1,8-2,5 раза.
Формула изобретения
Способ стабилизации направления бурения ствола скважины компоновкой с колонковой трубой, включающий создание осевой нагрузки и предварительное искривление колонковой трубы в соответств, и с зависимостью
1671837 где к — кривизна колонковой трубы; р — коэффициент трения колонковой трубы о стенки скважины;
1 — радиальный зазор между колонковой трубой и скважиной, равный полуразности диаметров породораэрушающего инструмента и колонковой трубы
v= 0,5 (D — 4), О, 4 — диаметры породоразрушающего инструмента и колонковой трубы;
Р— осевая нагрузка, действующая на колонковую трубу;
 — жесткость колонковой трубы на изгиб; р — масса единицы длины колонковой трубы в воздухе с учетом веса промывочной жидкости внутри ее; со — угловая скорость вращения бурового снаряда, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью з повышения эффективности осуществления способа, искривление колонковой трубы осуществляют по дугам окружности радиуса
1/к с максимальным прогибом, равным ра5 диальному зазору между колонковой трубой и скважиной и обеспечивают контакт колонковой трубы со скважиной не менее,чем в трех точках, при этом касательные к оси колонковой трубы в ее концевых сечениях
10 совмещают с осью вращения компоновки, а полную длину колонковой трубы определяют в соответствии с зависимостью
1 > 4 (1 + 2 ) 4/к, 15 где L — длина колонковой трубы; т — радиальный зазор между компоновкой и скважиной, равный полуразности диаметров породоразрушающего инструмента и колонковой трубы; к- начальная кривизна колонковой трубы.
1671837 в, Составитель В.Родина
Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Т.Малец
Редактор О,Головач
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2810 Тираж 351 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5
