Способ управления искривлением скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B7/08 

Изобретение относится к технике бурения скважин и может быть использовано при бурении с изотропных и

анизотропных наклонно-залегающих породах с помоцью забойных двигателей или ротора буровой установки.

Цель изобретения - повышение точности проводки за счет искривления скважин с заданной интенсивностью.

Способ управления искривлением скважин осуществляют следующим образом.

Верхнюю часть направляющей штанги жестко соединяют с бурильной колонной

41184

и смещают относительно оси ск важины в плоскости искривления или центрируют ее в стволе скважины, а режим осевой нагрузки устанавливают исходя из заданной интенсивности искривления и геолого-технических условий бурения по зависимости

Изобретение относится к технике бурения скважин и может быть использовано при бурении изотропных и анизотропных наклонно-залегаюцих пород с помоцъю забойных двигателей или ротора буровой установки. Цель изобретения - повышение точности проводки за счет искривления скважин с заданной интенсивностью. Способ управления искривлением скважин заключается в гт приложении к направляющей штачге, жестко соединенной с бурильной колонной, расчетного осевого усилия и либо в смещении ее верхней части относительно оси скважины в процессе искривления, либо центрировании ее в стволе скважины. Режим осевой нагрузки устанавливают исходя из заданной интенсивности искривления и геолого-технических условий бурения по зависимости G Gnp S -rGnpSK-Lhsin2©e-lf)-qL einlp + ATI f111 + 211tt (Пр SK - bEl{it(Dc-DT) / Ј L2 i + ()/2 в случае смещения направляющей итанги, и G 0Лр SK - (6/5 iLOfc pp S LhsinZCQ.rljO-qL sinip- +21I1, + (4D/9 u)j npSk- в случае центрирования направляющей итанги, где Ц - угол наклона скважины; Dc - диаметр скважины; DT - диаметр компоновки низа бурильной колонны в опорном сечении -а непосредственно над верхней частью направляющей итанги; L - длина направляющей итанги; I - осевой момент инерции сечения направляющей штанги; Е - модуль продольной упругости материала, из которого изготовлена направляющая штанга; q - вес направляющей штанги в буровом растворе, отнесенный к ее длине; Gnp - прочность разбуриваемой породы; S - площадь контакта вооружения долота с породой; h - показатель анизотропности пород; Qe - угол падения разбуриваемых пород; i - интенсивность искривления скважины; D - диаметр долота; Мк - момент сил, упругое-1 ти от изгиба бурильной колонны, действующий на направляющую штангу в месте ее соединения с последней. (Л

4D

DC-DT

G -G

пр

tfnp SKLh einZCfc-lfl-qL eiiilf + 2М„± OfnpSk- 6EI(i + Щ)

I

DC-PT

случае смешения направляющей штанги, де L - длина.направляющей штанги, 15

м;

I - осевой момент инерции сече- k ния направляющей штанги, см ; В - модуль продольной упругости

направляющей штанги,кН/см2; 20 q - вес направляющей штанги в буровом растворе, отнесенный к ее длине, кН/м; - диаметр долота, м;

Gnp - прочность породы, кН/мм2 ;

25

- площадь контакта вооружения долота с породой, мм2;

- показатель анизотропности

горных пород;

- угол пгдения пород, град; - угол наклона скважины, град; - интенсивность искривления скважины, град/10 м;

G

,6

тЬу Ь ТИ2

Знак плюс перед выр ажением

Слр SKLhsin2(0rqO-qL sinq + 2Мк±Цбпр SK -6EIi, кН,

к направляющей штанге, жестко соеди ненной с бурильной колонной , расчет ного осевого усилия и либо смещении

f-

Gn« SK имеет место в случае,

когда

к направляющей штанге, жестко соед ненной с бурильной колонной , расче ного осевого усилия и либо смещени

происходит увеличение угла Ц наклона 40 ее верхней части относительно оси

скважины, а знак минус - когда уменьшение, так как этот член имеет физический смысл тормозного момента сопротивления повороту долота в плоскости искривления,

Формула изобретения

Способ управления искривлением скважин, заключающийся в приложении

G -С

Р

s -GnpS L Ьв ЗСбо-Ч ) - Ч L sinlff Ц бпр S - 6EI( i + Г)

В случае смещения направляющей штан- ги

G

Jnp

SKLhsin 2(60-Ц) - qL2sinlf+ 2МК ± || (Jnp

4D

DC-DT

OfnpSk- 6EI(i + Щ)

iilf + 2М„± OfnpSk- 6EI(i + Щ)

DC-PT

кН,

D,

D.

М,

диаметр скважины, м;

диаметр компоновки низа бурильной колонны в опорном сечении непосредственно над верхней частью направляющей штанги, м;

момент сил упругости от изгиба бурильной колонны, действ уюцей на направляющую штангу в месте ее соединения с последней, кН-м.

Знак плюс перед выражением, содержащим (Dg-Di,.), соответствует прижатию верхней части направляющей штанги к верхней стенке скважины, а знак минус - к нижней.

При центрировании верхней части направляющей штанги в стволе скважины осевую нагрузку определяют из зависимости

к направляющей штанге, жестко соединенной с бурильной колонной , расчетного осевого усилия и либо смещении

скважины в процессе искривления, либо центрировании- ее в стволе скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности про- водки за счет искривления скважин с

заданной интенсивностью, режим осевой нагрузки устанавливают исходя из заданной интенсивности искривления и геолого-технических условий бурения по зависимости

сН,

или

S - 6EIi

i, кН,

в случае центрирования направляющей танги,

где Ј - прочность разбуриваемой поS

L - h ft,роды, кН/ммг;

площадь контакта вооружения

долота с породой, мм2;

длина направляющей штанги,м;

показатель анизотропности

пород;

угол падения разбуриваемых

пород, град;

Ц - угол наклона скважины,град; q - вес направляющей штанги в

буровом растворе, отнесенный

к ее длине, кН/м; Мк - момент сил упругости от изгиба бурильной колонны, дей

5

ствующни на направляющую штангу в месте ее соединения с последней, кН-м;

D - диаметр долота, м;

Е - модуль продольной упругости материала, из которого изготовлена направляющая штанга, кН/см2;

I - осевой момент инерции сечения .направляющей штанги,

i - интенсивность искривления скважины, град/10 м;

DC - диаметр скважины, м;

DT диаметр компоновки низа бурильной колонны в опорном сечении непосредственно над верхней частью направляющей штанги, м.