Файл: Курсовой проект защищен с оценкой Иркутск 2023 г. Министерство науки и высшего образования рф федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский национальный исследовательский технический университет.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2024
Просмотров: 123
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
- отсутствие забойного источника электрической энергии и мощного передатчика;
- возможность двухсторонней связи;
- возможность подачи значительной электрической мощности для привода забойных механизмов (управляемого отклонителя, нагружателя и др.);
- возможность использования при работе с продувкой воздухом и с использованием аэрированного бурового раствора;
- отсутствие зависимости от удельного сопротивления горных пород.
В последнее время на месторождениях Западной Сибири зарубежные фирмы Schlumberger Ltd., Baker Oil Tools, Slb, Halliburton, Weatherford при проводке горизонтальных стволов используют ЗТС, приборы для навигации и оценки коллекторских свойств пласта типа PowerPuls. Такая телеметрическая система с гидроимпульсным каналом связи — еще один тип контроля и исследований при проводке горизонтального ствола. Я бы отметил, что этот тип замеров и измерений что-то среднее между
традиционной геофизикой и ГТИ. Проведение гамма-каротажа в режиме реального времени приборами PowerPuls дает огромное преимущество перед другими видами исследований в плане определения коллектор-неколлектор, а с определением насыщения возникают определенные существенные проблемы.
Одним из главных участков такой скважины является вертикальный. В процессе бурения вертикального участка его ось отклоняется от вертикали и скважина приобретает вид спирали. Такое искривление препятствует дальнейшему нормальному ходу бурения скважины: ухудшаются условия продвижения инструмента в ней в процессе спускоподъемных операций, создания достаточной нагрузки на забой, проведения инклинометрических и геофизических работ и т.д.
Для уменьшения отклонения применяют компоновки низа бурильных колонн самых разнообразных конструкций, подразделяющихся на три основных типа: маятниковые, жесткие и опорные.
Эффективность работы КНБК при этом определяют три основных элемента: жесткость, зазор между компоновкой и стенками скважины и длина компоновки. В настоящее время применяют в основном жесткие КНБК, расчет места установки в них опорно-центрирующих элементов проводят с допущением, что отклоняющая сила на долоте равна нулю и угол между осью компоновки и осью скважины также равен нулю.
При уравнивании искривленных и прямолинейных участков горизонтальных и разветвленно-горизонтальных скважин в отечественной практике используют КНБК и их элементы
В КНБК для набора зенитного угла по большому радиусу (см. рис. 12.17, а) используются турбинные отклонители Т02- 240 и ШО-195. В зависимости от угла искривленного переводника и диаметра долота обеспечивается интенсивность искривления 0,8-2,0° на 10 м (i? = 286+716 м). КНБК для набора зенитного угла по среднему радиусу собирается в соответствии со схемами (см. рис. 12.17, а, б).
При использовании в качестве отклонителя винтового двигателя Д2-172 (см. рис. 12.17, а) в зависимости от угла искривленного переводника обеспечивается интенсивность искривленного ствола скважины в диапазоне 2,9-3,8° на 10 м (R = 150+200 м). В случае применения двигателей ДГ-172, ДГ-155 и искривленного переводника с подпором (см. рис. 12.17, б) интенсивность искривления находится в пределах 5,7-10,0° на 10 м (R - 57+100 м).
Особенности эксплуатации забойных телеизмерительных систем различного назначения для геофизических исследований наклонно-направленных и горизонтальных скважин
Скважинная аппаратура телесистем с гидравлическим, электромагнитным и др. каналами связи для измерений в процессе бурения забойными двигателями работает в условиях повышенных вибраций. Являясь частью бурильной колонны корпуса электрического разделителя и электрических зондов должны выдерживать механические нагрузки (сжатие, растяжение, кручение, резкие удары, изгибы), быть износостойкими от истирания о стенки скважины и протекающим с расходом до 45 л/с буровым раствором, содержащим до 15% абразивных частиц.
Аппаратурный контейнер, в котором расположены электронные схемы, обеспечивающий герметичность его внутреннего объема от воздействия гидростатического давления подвержен также воздействию протекающего бурового раствора и должен быть стойким к истиранию.
Электрические соединения между турбоагрегатом и аппаратурным контейнером, вводы от электрических зондов должны быть также защищены от воздействия раствора.
Зарубежные системы с гидравлическим каналом связи "забой-устье" в условиях турбинного бурения при содержании абразивных частиц до 15% практически не работают, так как управляющий потоком гидравлический клапан (сирена) изнашивается в течение 2-3 часов.
Необходима тщательная очистка раствора от твердых частиц до 1-2%, которая не всегда выполняется на буровых России.
Системы с электромагнитным каналом не требуют такой тщательной очистки бурового раствора и успешно работают при содержании в буровом растворе абразивных частиц до 10-15%.
Автономные приборы, устанавливаемые в бурильные трубы и измеряющие в процессе бурения и регистрирующие данные в глубинном блоке, подвержены влиянию действующих на него вибраций и ударов и требования к его надежности такие же высокие, как для телесистем с каналом связи
Считывание и перезапись в ПЭВМ зарегистрированной информации может производиться при извлечении скважинного прибора на поверхность или, не вынимая прибора из скважины, к нему на каротажном кабеле спускается зонд, считывающий информацию из его памяти и вводя ее (информацию) в ПЭВМ для последующего редактирования, обработки и вывода на принтер или плоттер в масштабе глубины.
Автономные приборы, сбрасываемые внутрь бурильных труб или доставляемые на забой прокачиваемой промывочной жидкостью и проводящие измерения при подъеме бурильных труб, менее подвержены воздействию вибраций, хотя при развинчивании труб могут быть резкие удары.
В связи с тем, что скорость обтекания корпуса прибора при подъеме труб значительно меньше скорости ее движения при прокачке бурового раствора при бурении — износ корпуса из-за воздействия на него абразивных частиц бурового раствора менее заметен.
Характер вибрационных и ударных воздействий при работе скважинных приборов в горизонтальных обсаженных скважинах при их освоении и эксплуатации аналогичен характеру перегрузок при исследовании горизонтальных участков необсаженных скважин. Для исключения ударов на стыках обсаженных труб обязательна центровка измерительных приборов.
Защита скважинной аппаратуры от вибраций и ударов
Одной из важнейших проблем при конструировании забойных информационных систем является их защита от перегрузок, возникающих от вибраций и ударов при бурении.
Колонна бурильных труб представляет собой сложную пространственную систему с распределенными параметрами. Ее нельзя считать жестким стержнем, скорее в физическом смысле колонна является "гибкой нитью", так как отношение ее длины к диаметру может достигать 106 и в зависимости от осевой нагрузки она может терять устойчивость, располагаться по спирали и т.п. В колонне бурильных труб внутри и снаружи циркулирует промывочная жидкость под воздействием неравномерного давления, развиваемого одним или двумя насосами.
Породоразрушающий инструмент (долото) контактирует с горными породами разной твердости, ударяясь зубьями о неровности ухабообразного забоя, причем зубья значительно срабатываются во времени, изменяя параметры вибраций. Все это вызывает достаточно сложные колебания и удары. Так, вибрации буровой вышки и пульсация насосов вызывают инфранизкочастотные колебания до 1.5 кГц, перекатывание шарошек по рейке забоя и биение вала гидравлического забойного двигателя - низкочастотные (до 10 Гц), средняя частота (до 300Гц) обуславливается ударами зубьев шарошек о забой при их перекатывании и, наконец, высокочастотные, вызванные квитацией и турбулентным движением промывочной жидкости (частотой до 3000 Гц).
Забойные телеизмерительные системы встраиваются в буровой инструмент, являясь частью бурового става. При широко применяемой в нашей стране технологии турбинного бурения они устанавливаются выше турбины и подвергаются механическим (сжатие, растяжение, кручение), вибрационным (продольные, поперечные, крутильные) и ударным нагрузкам.
Исследования, выполненные рядом авторов [54, 89, 118] показали, что уровень вибраций часто превышает 20-30 g в диапазоне частот от единиц герц до десятков и даже сотен герц (рис. 2.29, а,б).
А если учесть, что скважинная аппаратура в процессе бурения длительное время работает при повышенных изменяющихся от глубины температурах до 100-120 С и более, а гидростатическое давление, определяемое плотностью применяемых буровых растворов и глубиной (длиной) скважины, достигает 80-100 МПа, при протекании мимо аппаратурного контейнера бурового раствора с содержанием твердых абразивных частиц (песка) до 10-15% можно смело констатировать, что требования при ее создании выше аналогичных по надежности, предъявляемых к аппаратуре специального назначения (таблица 2.10). Поэтому правильный выбор соответствующих материалов и надежных конструкторских решений во многом определяют работоспособность аппаратуры.
Анализ надежности элементов радиоэлектроники, выполненных в виде БИС (больших интегральных схем), схем гибридной технологии на тонких и толстых пленках показал, что, в основном, они выдерживают также перегрузки. Навесные элементы (резисторы, трансформаторы и др. навесные элементы) допускают работу при ускорениях менее 10-12
g.
Следует заметить, что время безотказной работы системы блока, обратно пропорционально вибрационной нагрузке, поэтому использование устройств виброзащиты является оправданным.
Широко применяемые в военной аппаратуре устройства виброзащиты различного типа, рассчитаные для подвески крупных аппаратурных блоков для определенных условий (уровня и частотного спектра вибраций) и диапазона температур от -50С до 60С не могут быть использованы, поэтому потребовались дополнительные исследования устройств виброзащиты.
3.5.5. Бурение скважин кустами
Кустовым бурением называют такой способ, при котором устья скважин находятся на общей площадке сравнительно небольших размеров, а забои в соответствии с геологической сеткой разработки месторождения. впервые этот способ был применен в 1934 г. на Каспии, затем стал использоваться в пермском нефтяном районе. особенно бурное развитие он получил в Западной Сибири, где в настоящее время более 90 % объема бурения выполняется с кустовых площадок.
Бурение скважин кустовым способом имеет целый ряд существенных преимуществ. прежде всего, это экономически выгодно, так как при этом значительно сокращаются затраты средств и времени на обустройство площадок под скважины, подъездных путей к ним и других коммуникаций, существенно уменьшаются затраты времени на вышкостроение, промысловое обустройство скважин, их эксплуатационное обслуживание и ремонт.
Кроме того, кустовое бурение выгодно и с экологической точки зрения, так как позволяет значительно уменьшить площадь земель, занимаемых под буровыми, а также снизить затраты на природоохранные мероприятия.
Непосредственно в процессе бурения для предотвращения пересечения стволов необходимо обеспечить вертикальность верхней части ствола. даже небольшое искривление в 1-2о на этом участке, особенно в направлении движения станка, может привести к пересечению стволов. для предотвращения искривления необходимо проверить центровку буровой вышки, горизонтальность стола ротора, прямолинейность всех элементов КНБК, соосность резьб.
В процессе бурения на план куста необходимо наносить горизонтальные проекции всех скважин. однако истинное положение ствола может отличаться от расчетного. это объясняется погрешностями при измерениях параметров искривления и ошибками графических построений. Поэтому зона вокруг ствола скважины с некоторым радиусом r, равным среднеквадратической ошибке в определении положения забоя, считается опасной с точки зрения пересечения стволов. величина этого радиуса с достаточной степенью точности может быть принята равной 1,5 % текущей глубины скважины за вычетом вертикального участка, но не менее 1,5 м.