Совершенствование методов расчетов параметров компоновок низа бурильной колонны и их элементов для безориентированного бурения

• Автор: Янтурин, Руслан Альфредович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 183 с. : ил.

% 1 КРАТКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ГОРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА УСТОЙЧИВОСТЬ КНБК

1.1 КНБК для безориентированного бурения скважин

1.1.1 КНБК для набора зенитного угла

1.1.2 КНБК для стабилизации зенитного угла

1.1.3 КНБК для спада зенитного угла

1.1.4 КНБК для регулирования азимутального угла скважины

1.1.5 Эксцентричные КНБК

1.2 Факторы, влияющие на искривление скважин

1.2.1 Влияние геологических факторов на искривление скважин

£ 1.2.1.1 Влияние анизотропности горных пород на искривление

скважин
1.2.1.2 Влияние перемежаемости пород различной твердости на искривление скважин
1.2.1.3 Влияние направления напластования горных пород на искривление скважин
1.2.2 Технико-технологические факторы, влияющие на искривление
скважин
1.2.2.1 Влияние геометрии КНБК на искривление скважин
1.2.2.2 Влияние жесткости элементов КНБК на искривление скважин
^ 1.2.2.3 Влияние типа и конструкции долота на искривление
скважин
1.2.2.4 Влияние способа бурения на искривление скважин
1.2.2.5 Влияние осевой нагрузки на искривление скважин

1.2.2.6 Влияние частоты вращения долота на искривление
скважин
Выводы
2 АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДОЛЬНО-ПОПЕРЕЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ КНБК
2.1 Общие положения
2.2 Продольно-поперечная деформация КНБК в наклонной скважине
2.3 Анализ конструкций КНБК различных типоразмеров
2.3.1 КНБК без опорно-центрирующих элементов
2.3.2 КНБК со стабилизатором на ниппеле шпинделя забойного двигателя
2.3.3 КНБК с наддолотным калибратором и стабилизатором на ниппеле шпинделя
2.3.4 КНБК с двумя калибраторами и стабилизатором на ниппеле
шпинделя
2.3.5 КНБК с двумя калибраторами, стабилизатором на ниппеле и
центратором на шпинделе забойного двигателя
Выводы
3 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КНБК К ИЗМЕНЕНИЮ ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРОВОДКИ СКВАЖИН
3.1 Общие вопросы устойчивости
3.2 Устойчивость КНБК в наклонных и горизонтальных скважинах
3.3 Элементы устойчивости КНБК к изменению горно-геологических и технологических условий проводки слабонаклонных скважин
3.4 КНБК для проработки ствола скважины
3.5 Влияние КНБК на азимут скважины
3.5.1 КНБК для стабилизации азимута скважины
3.5.2 КНБК для управления азимутом скважины
3.6 Компоновки колонн повышенной устойчивости с принудительным

вращением низа КНБК по траектории “вокруг оси скважины”
3.6.1 Роторное бурение
3.6.2 Бурение забойными двигателями
3.6.3 Разработка КНБК с самовыдвигающимся и жестким эксцентричным ниппелем для борьбы с локальной кривизной
ствола и стабилизации азимута скважины
3.6.4 Промысловые испытания КНБК с эксцентричным ниппелем ...131 Выводы
4 УНИВЕРСАЛЬНЫЕ РЕГУЛИРУЕМОГО ДИАМЕТРА ОПОРНО-ЦЕНТРИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ КНБК ДЛЯ БЕЗОРИЕНТИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАЕКТОРИЕЙ И ПРОРАБОТКИ СТВОЛА
4.1 Назначение и функциональные отличия
4.2 Калибратор - расширитель гидравлический
.Ц,
4.3 Калибраторы со сменными лопастями механические

противоприхватные, серии КСмР
4.4 Стабилизаторы со сменными лопастями серии СШ
4.4.1 Стабилизатор СШВМ
4.4.2 Стабилизатор CIHHM
4.5 Центратор зажимной регулируемого диаметра типа ЦЗР
4.6 Стабилизатор ниппеля двигателя центробежный типа СНД
4.7. Промысловые испытания универсальных ОЦЭ
регулируемого диаметра
4.8. Промысловые испытания расширителя лопастного
Выводы
5 ОЦЭ ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ, СОВМЕЩЕННЫЕ С ДЕМПФЕРАМИ ПОПЕРЕЧНЫХ КОЛЕБАНИЙ КНБК
5.1 Общие положения
5.2 Виброгаситель-калибратор с упругоэластичными элементами
КНБК, следует бурить со сниженными нагрузками на долото, что существенно увеличивает время проходки на долото [98 и др.].
Многие авторы рассматривали конструкцию бурильной колонны, как балку. Для рассмотрения балок часто применяют энергетический метод. Его сущность заключается в следующем. Полная потенциальная энергия балки состоит из энергии деформации изгиба и сжатия плюс перпендикулярная энергия внешних сил. Система находится в состоянии устойчивого равновесия, когда вся энергия минимальна. Иначе говоря, равновесие устойчиво, когда малые смещения вызывают увеличение общей энергии. Для нагрузки на колонну, величина которой меньше величины прогиба, небольшое смещение вызывает увеличение энергии упругой деформации рассматриваемого участка. А для нагрузок, величина которых больше критических, энергия деформации системы уменьшается при малых смещениях равновесия [98].
В свое время Боги и Паслэй, с помощью энергетического метода, проанализировали продольно-поперечную деформацию балки от действия силы тяжести на наклонной плоскости. Они показали, что равновесие может быть устойчивым при малых смещениях, а при больших - устойчивость нарушается [90].
Управление траекторией можно улучшить, если подобрать УБТ максимальной жесткости, т.е. максимального диаметра. Соответственно уменьшается зазор между УБТ и стенкой скважины, что также способствует улучшению управляемости траекторией ствола. Увеличению жесткости способствует изменение профиля УБТ, например, на квадратные. Жесткость квадратной УБТ 180x180 мм соответствует жесткости круглой УБТ диаметром 205 мм [98], что приводит к явному экономическому эффекту, а также к возможности контроля вышеуказанного зазора с целью снижения гидравлических потерь потоку промывочной жидкости [98].
Жесткость КНБК двояко влияет на управление траекторией. Во-первых, недостаточно жесткая колонна не способна выдержать изменение