Разработка управляемых в процессе бурения скважин колтюбинговых компоновок низа бурильной колонны

• Автор: Зинатуллина, Эльмира Якуповна
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Краткий анализ влияния основных горно-геологических и техникотехнологических факторов на работоспособность КНБК
1.1 Факторы, влияющие на искривление скважин
1.1.1 Влияние геологических факторов на искривление скважин
1.1.2 Технико-технологические факторы, влияющие на искривление скважин
1.2 КНБК для безориентированного бурения скважин
1.3 Осложнения, связанные со спецификой горизонтального бурения
1.4 Анализ современных исследований по отработке компоновок и их
рабочих элементов
Выводы по 1-й главе
2 Обоснование показателей функционального назначения колтюбинговых КНБК
2.1 Расчет потерь осевых нагрузок при бурении наклонно направленной скважины
2.1.1 Общее решение
2.1.2 Трение бурильной колонны о стенки наклонно направленной скважины
2.1.3 Упрощенный метод расчета осевой нагрузки на забой многоинтервальной наклонно направленной скважины
2.1.4 Влияние радиуса набора зенитного угла и длины наклонного или
горизонтального участка на потери осевой нагрузки на трение
2.2 Прочностные расчеты нижней секции перфобура, подтверждающие
его работоспособность в процессе перфорации
2.2.1 Исследование упруго-напряженного состояния компоновки долото - винтовой двигатель в наклонном стволе скважины

2.3 Определение крутящего момента ориентатора необходимого для вращения изогнутых кКНБК вокруг собственной оси на криволинейных участках скважины
2.4 Гидравлический расчет ориентатора
2.5 Г идравлический расчет гидронагружателя
Выводы по 2-й главе
3 Аналитические исследования работоспособности кКНБК в сильно искривленной скважине
3.1 Математическая модель колтюбинговых КНБК
3.2 Модель
3.3 Уравнение движения КНБК с гидронагружателем
3.4 Решение уравнение движения
Выводы по 3-й главе
4 Конструкции гидромеханических модулей
4.1 Конструкция ориентатора
4.2 Конструкция гидронагружателя
4.3 Стенд для испытаний гидронагружателя
Выводы по 4-ой главе
5 Опыт колтюбингового бурения первой горизонтальной скважины в АНК «Башнефть» с использованием разработанных гидромеханических
модулей конструкции
Выводы по 5-ой главе
Основные выводы и защищаемые положения
Литература
Приложение А Акты испытаний
Приложение Б Программа и методика испытаний гидронагружателя
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы обусловлена необходимостью более точного выбора конструкции компоновки низа бурильной колонны (КНБК) с гибкими безмуфтовыми трубами (ГБТ) для управления траекторией ствола скважины в процессе бурения колтюбинговыми установками.
Наиболее актуальными методами интенсификации добычи в настоящее время становятся: строительство боковых стволов (БС) из старого
эксплуатационного фонда скважин для обеспечения эффективной гидравлической связи в системе «скважина - пласт» и вовлечение в разработку слабодренируемых застойных зон.
Известно несколько вариантов проводки БС из вырезанного окна как традиционными, так и колтюбинговыми установками:
- пилотные, которые служат для уточнения геологического строения залежи на малоразбуренных участках месторождения, либо в граничной части месторождения, где условия залегания пластов непостоянные;
- неориентированные — пробуренные без навигационного сопровождения телеметрическими системами;
- наклонно направленные - зенитный угол которых составляет менее 50°, пробуренные по заданной траектории с использованием телеметрических систем (ориентируемые);
- пологие — зенитный угол находится в пределах 50..65°;
- горизонтальные — максимальный зенитный угол превышает 65°, в том числе многоствольные.
Разработка специальных забойных компоновок с ГБТ (кКНБК) повышенной надежности для бурения скважин колтюбинговыми установками с учетом динамических процессов, происходящих при их строительстве, повышает не только качество формируемого ствола скважины, но и предопределяет дальнейшую безаварийную работу эксплуатационного оборудования.

2 ОБОСНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ КОЛТЮБИНГОВЫХ КНБК
2 Л РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ОСЕВЫХ НАГРУЗОК ПРИ БУРЕНИИ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННОЙ СКВАЖИНЫ
2 Л Л Общее решение
Характер распределения осевых нагрузок по траектории скважины является неравномерным. При определении осевой нагрузки необходимо учитывать проектный профиль скважины и локальную кривизну, как на участках стабилизации зенитного угла, так и на горизонтальных [119]. В процессе выявления характера распределения нагрузок по длине колонны наклонно направленной скважины рассматривается пространственная кривая с локальным искривлением, ограничиваемым цилиндром какого-то постоянного или переменного ожидаемого радиуса, ось которого является плавно изменяющейся кривой (рисунок 2.1), т.е. профилем скважины.
Рисунок 2.1 — Схема к расчету потерь осевой нагрузки на трение в наклонно направленной скважине