Спуск и крепление отклонителя в колонне

Отклонитель — инструмент, предназначенный для обеспече­ния необходимого отклонения райберов при вскрытии окна в ко­лонне и придающий начальное направление буровому инстру; менту при забуривании второго ствола. Он представляет собой

Таблица V.4

плоский иди желобообразный клин, спускаемый в скважину на бурильных трубах. Тип отклонителя выбирают с учетом диа­метра колонны и ее состояния.

Основные размеры применяемых отклонителей приведены в табл. V.4.

Наиболее распространен отклонитель типа ОЗС (рис. V.9), который состоит из трех основных узлов: узла опоры и закреп­ления 4, клина-отклонителя 3 и спускного клина 2. Отклонитель закрепляют на забое в эксплуатационной колонне при помощи трехплашечной системы, исключающей возможность провора­чивания его при вскрытии окна и бурении второго ствола. На­клонная поверхность в виде желоба клина-отклонителя обеспе­чивает направление и увеличивает площадь опоры между кли­ном и режущим инструментом. Спускной клин соединяется с инструментом двумя болтами 5. К верхней частя клина на резь­бе крепится переводник 1 для соединения с колонной бурильных труб. Фиксация плашек в утопленном положении обеспечивается плашкодержателем, соединенным с корпусом двумя винтами 7. Узел опоры и закрепления с клином-отклоннтелем соединен опорными поверхностями, срезанными под углом 15 или 30° и имеющими профиль поперечного сечения в виде «ласточкина хвоста». Взаимному произвольному перемещению клина-откло-нителя и узла опоры и закреплению также препятствует винт 6.

Вначале колонну обследуют печатью, диаметр которой дол­жен быть на 10—12 мм меньше внутреннего диаметра колонны. Затем спускают направление (шаблон), диаметр и длину кото­рого определяют по формулам

где Do — наибольший диаметр отклонителя, мм; L₀ — длина от­клонителя, м.

После этого с помощью локатора муфт или гидравлического расширителя определяют местонахождение двух или трех муфт обсадной колонны, между которыми предполагается вскрыть окно.

Принцип действия локатора муфт основан на том, что маг­нитные свойства тела трубы резко отличаются от магнитных свойств на участке муфты. Поэтому при прохождении прибора

внутри муфтового соединения поля постоянных магнитов пере­распределяются, в результате чего на выходе магнитного зонда появляется импульс э.д.с., записываемый на диаграмме в виде пики.

Гидрорасширитель спускают в скважину на бурильных тру­бах и устанавливают его на 20—30 м выше предполагаемого места вскрытия окна. В колонну бурильных труб закачивают жидкость, под давлением которой резцы выходят из корпуса расширителя и упираются во внутреннюю поверхность обсадной колонны. Не прекращая закачки жидкости, гидрорасширитель осторожно опускают вниз. В месте расположения муфты резцы упираются в стык обсадных труб, что отмечается на гидравли­ческом индикаторе массы. Затем прекращают закачку жидко­сти, в результате чего резцы заходят в корпус; гидрорасшири­тель опускают на 0,3—0,4 м и вновь закачивают жидкость,, чтобы создать давление для нового выдвижения резцов. Место­положение последующих муфт определяют в том же порядке. Гидравлический расширитель извлекают из скважины и создают цементный стакан в колонне с расчетом установки отклонителя между муфтами.

Если место установки отклонителя выбрано неправильно, то райбер в процессе вскрытия окна может попасть на муфтовое соединение, а это приведет к значительному удлинению времени зарезки, к нарушению "колонны и к другим осложнениям.

Для совмещения работ по определению местонахождения одного или нескольких муфтовых соединений эксплуатационной колонны и создания цементного стакана под отклонитель при­меняют глубинный механический фиксатор 1ФГМ-168 (рис. V.10). Он состоит из корпуса, узла фиксации, узлов центрирования и патрубка с ловушкой.

Корпус 1 имеет форму цилиндра с приваренными к нему на­конечниками и ребрами. Резьба в верхней части предусмотрена для присоединения к колонне заливочных труб. Узел центри­рования представляет собой три центрирующих пружины 9, за­крепленные в корпусе. Узел фиксации состоит из трех заще­лок 3, подпружиненных консольными пружинами 2 и закреп­ленных в прорезях корпуса пальцем 4 и штифтом 5, а также поршня 6, закрепленного в корпусе установочным винтом 8. Патрубок с муфтой и ловушкой 7, соединяемые с нижним кон­цом корпуса при помощи резьбы, служат для создания цемент­ного стакана и улавливания поршня с целью повторного его использования.

Перед спуском отклонителя в скважину необходимо прове­рить его размеры и основные узлы. Затем спускной клин соеди­няют с направляющим клином с помощью болтов. Отклонитель ^в собранном виде на бурильных трубах медленно спускают в скважину, наблюдая за показаниями индикатора массы.

При подходе к глубине установки отклонителя скорость спуска бурильных труб замедляют и определяют глубину забоя

посадкой отклонителя с усилием 10—20 кН. После достижения забоя телескопическое устройство срабатывает, шпильки сре­заются, а отклонитель, продолжая перемещаться вниз, закреп­ляется плашками в колонне. Затем резкой посадкой инструмен­та (80—100 кН) срезают болты, соединяющие отклонитель со спускным клином, и поднимают клин на поверхность.

Направленный спуск отклонителя. Одна из главных особенностей технологии проводки наклонно-направлен­ных скважин роторным способом заключается в точном ориен­тировании отклонителя в колонне по заданному направлению (азимуту). На практике наиболее распространены следующие способы ориентирования: 1) С. В. Авилова и Ф. А. Гусейнова; 2) с помощью фиксатора направления; 3) Шаньгина — Кули-гина.

По способу С. В. Авилова и Ф. А. Гусейнова спуск и уста­новку отклонителя ка забое в заданном азимуте осуществляют с помощью прибора ПВ-1, а ориентированный спуск — с по­мощью фиксатора направления. Действие фиксатора основано на использовании внутренней стенки обсадной колонны в каче­стве опоры, которая позволяет фиксировать отклонитель в за­данном направлении.

По способу Шаньгина — Кулигина в муфте клина крепят нож с зубьями, спускают отклонитель на заданную глубину, а затем внутрь бурильных труб — аппарат Шаньгина — Кули­гина. По отпечатку ножа на свинцовой печати аппарата и на­правлению наклона скважины, установленному по риске на ста­канчике с плавиковой кислотой, определяют необходимый угол поворота отклонителя вокруг своей оси.

Вскрытие окна в колонне

Для вскрытия окна в колонне, через которое в последующем предполагается забурить второй ствол, применяют комплект трех фрезеров-райберов типа ФРС. Райберы имеют форму усе­ченного конуса с продольными зубьями, усиленными пластина­ми из твердого сплава, приваренные стержневым чугуном.

В целях ускорения процесса вскрытия окна в колонне вме­сто комплекта трех фрезеров-райберов типа ФРС применяют комбинированный райбер, райбер-фрезер типа РПМ и другие, обеспечивающие за один рейс полное вскрытие окна в колонне.

Комбинированный райбер (рис. V.11) состоит из трех секций, соединенных между собой. Секции имеют различ­ные диаметры (D_t, D₂ и £>з) и длины (/_ь li и /₃) и по мере сра-ботки могут быть заменены.

Первая нижняя секция 1\ — основная рабочая, наклонена к оси райбера под углом «_ь равным 8°. Она начинает протирать колонну с момента соприкосновения его с верхним концом от­клонителя. Вторая секция /₂ с углом наклона а₂=1°30' расши­ряет окно, протертое первой секцией. Третья секция, имеющая

цилиндрическую форму, предусмотрена для обработки стенки окна.

Все боковые поверхности секций райбера армированы плас­тинками из твердого сплава. Угол встречи зуба с колонной в момент резания составляет 10°. Колонна протирается не одно­временно всей поверхностью зуба райбера, а по мере углубле­ния, что облегчает условия работы райбера и бурильной колон­ны. Торцовая часть райбера также усилена пластинками из вы­сокопрочного твердого сплава.

Для циркуляции промывочной жидкости в процессе вскрытия окна в секциях имеются боковые отверстия, расположенные в Шахматном порядке. Конструкция райбера — разборная.

Райбер-фрезер типа РПМ (рис. V.12) предназначен Для вскрытия окна в колоннах диаметром 146—273 мм. На ци­линдрической и конической поверхностях корпуса прорезаны пазы и запрессованы каскады режущих зубьев. В корпусе

предусмотрены промывочные отверстия для выхода циркуля­ции.

При вскрытии окна комплектом из трех фрезеров-райберов работы производят последовательно, начиная с райбера № \_г имеющего наименьший размер, при нагрузке 20—30 кН и часто­те вращения 40—60 об/мин. По мере углубления райбера час­тоту вращения увеличивают до 50—70 об/мин при той же осе­вой нагрузке. После вскрытия окна длиной 1,4—1,6 м от конца отклонителя, т. е. когда нижний конец райбера уже выходит из соприкосновения с колонной, частоту вращения ротора доводят до 80—90 об/мин, а осевую нагрузку снижают до 10—15 кН.

Райбером № 2 при нагрузке 10—15 кН разрабатывают и расширяют интервал, пройденный райбером № 1, по всей длине отклонителя. Райбером № 3 обрабатывают стенки окна и обес­печивают выход в породу при осевой нагрузке до 10 кН и час­тоте вращения ротора 80—90 об/мин.

«Окно» считается полностью вскрытым и обработанным, когда райбер № 3 без вращения инструмента свободно проходит в него, при этом диаметр райбера сохраняется в пределах не ме­нее 142 мм. В противном случае рекомендуется обработать окно еще одним райбером диаметром 143 мм.

При использовании комбинированного райбера и райберов типа РПМ осевую нагрузку рекомендуется поддерживать в пре­делах 15—30 кН при частоте вращения ротора 60—90 об/мин.

Вскрытие окна производят, не превышая заданной осевой на­грузки. Большие осевые нагрузки на райбер приводят к прежде­временному выходу его за колонну, и окно получается укорочен­ным. Это создает условия для возникновения и концентрации переменных по величине и по знаку 'напряжений в теле буриль­ных труб, что приводит к довольно быстрому появлению уста­лости металла и, как следствие, — к поломке бурильных труб в утолщенной части. Кроме того, затрудняется пропуск долота за колонну и оно, как правило, останавливается в окне в результа­те образования «мертвого» пространства — необработанной стенки колонны, возвышающейся над нижним окончанием среза отклоняющего клина. Обработать эту выступающую часть стен­ки райберами практически невозможно и в некоторых случаях приходится вновь спускать отклонитель, и повторять работы по вскрытию нового окна.

Во избежание этого над райбером для создания жесткости устанавливают утяжеленные бурильные трубы соответствующих размеров. Для вскрытия окна в скважинах с двумя-четырьмя клапанными и винтовыми колоннами диаметром 168 мм и более требуется длительное время и повторная проработка окна рай­берами разных номеров. Для облегчения и ускорения этого.про­цесса целесообразно уменьшить число рядов обсадных колонн в интервале окна отвинчиванием или торпедированием. Но вна­чале необходимо определить длину свободной части колонны При большой разнице в диаметрах колонн окно во внутренней

колонне прорезается на всю длину скоса клина отклонителя, а затем в за­висимости от соосности и длины про­света необходимо начать продольную прорезку в значительном интервале последующих колонн до выхода рай­бера в грунт. В этих случаях окно ре­комендуется вскрывать удлиненными райберами, снижая осевую нагрузку на них.

ВНИИБТ разработал и внедрил новую технику и технологию зарезки и бурения второго ствола, сущность ко­торых заключается в следующем.

С помощью универсального выре­зающего устройства (УВУ), которое исключает применение отклонителей и райберов, полностью вырезают часть обсадной колонны длиной 5—6м в на­меченном интервале зарезки. Затем с помощью двухшарнирного турбинного отклонителя ОТ2Ш-127 и винтового забойного двигателя Д-127, согласно проектному профилю, бурят второй ствол с заданным отклонением.

Универсальное вырезаю­щее устройство (рис. V.13) предназначено для полного удаления части эксплуатационных колонн диаметром 168—219 мм.

Поршень 2, имеющий отверстия для прохода промывочной жидкости, снабжен металлокерамическими насадками и уплот-нительными манжетами. Возвратная пружина 4 служит для воз­врата поршня 2 и толкателя 5 в исходное положение. Рез­цы 7 —съемные, располагаются в прорезях корпуса / и удер­живаются толкателем, пальцами и опорным кольцом. Прореза-ние стенки обсадной трубы осуществляется 'прорезными резца­ми, армированными твердым сплавом, а торцевание тела тру­бы—торцующими резцами, снабженными заменяемыми твердо­сплавными вставками.

Промывочная жидкость, 'Проходя через отверстия в поршне создает перепад давления, под действием которого толкатель выдвигает резцы из корпуса. При этом резцы поворачиваются относительно съемного опорного кольца, которым воспринимает­ся реактивная сила от осевой нагрузки при торцевании трубы ращение устройства осуществляется ротором.

Проверку внедрения резцов в тело обсадной трубы в началь­ный период прорезания окна необходимо производить без на­грузки в течение 10—15 мин. Дальнейшее прорезание колонны осуществляют постепенным увеличением осевой нагрузки до

5—10 кН при расходе жидкости 10—12 дм*. По мере сработки резцов торцевание колонны производят увеличением осевой на­грузки от минимальной до 50 кН при том же расходе. Для за­мены резцов устройство поднимают на поверхность после резко­го падения механической скорости фрезерования тела трубы.

После вскрытия в 'эксплуатационной колонне приступают к процессу бурения второго ствола.

Режимы бурения

Режим бурения характеризуется следующими параметрами: осевой нагрузкой на долото; частотой вращения долота; расхо­дом промывочной жидкости и ее качеством; временем пребыва­ния долота на забое.

Различают оптимальный и специальный режимы бурения.

Оптимальным называют режим, установленный с уче­том геологического разреза и максимального использования имеющихся технических средств для получения высоких коли­чественных и качественных показателей при минимальной стои­мости 1 м проходки.

Специальным называют режим, установленный для за-буривания второго ствола и последующего бурения в осложнен­ных условиях, при обвалах, высоком пластовом давлении, по­глощениях жидкости, изменении направления оси скважины, отборе керна и др.

Передавать осевую нагрузку на долото за счет массы ниж­ней секции колонны бурильных труб нерационально, так как в этом случае секция будет подвергаться напряжениям на сжа­тие, изгиб и кручение. Это приводит к поломкам бурильной ко­лонны и искривлению ствола скважины. Поэтому в нижней ча­сти бурильной колонны устанавливают утяжеленный низ. В про­цессе бурения осевая нагрузка на долото не должна превышать 0,75 массы утяжеленного низа.

Заданная нагрузка,на долото контролируется гидравличе­ским индикатором массы. Осевая нагрузка в процессе забури-вания второго ствола должна быть равномерной при скорости проходки 3—4 м/ч.

Частота вращения долота должна быть в пределах 40— 60 об/мин. На таком режиме второй ствол следует забуривать не менее чем на 5—6 м. Если в этом интервале долото работало нормально, бурение можно вести на оптимальном режиме.

После спуска очередного долота при нагрузке 15—30 кН про­рабатывают интервал 10—15 м от забоя. В течение нескольких минут поддерживают пониженную нагрузку для того, чтобы опо­ры долота приработались, а затем увеличивают ее до требуе­мого значения, согласно указаниям геолого-технического наряда, и поддерживают постоянной.

Окончательно осевую нагрузку бурильщик должен выбирать сам, добиваясь наибольшей механической скорости проходки.

Успешное бурение второго ствола до проектной глубины ис последующие работы во многом зависят от качества и количе­ства промывочной жидкости, подаваемой на забой, т. е. от ско­рости восходящего потока в затрубном пространстве.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: