Konvenčné nástroje na smerové vŕtanie

Tri problémy, ktoré je potrebné riešiť pri riadení trajektórie vrtu:

① Zostavu spodnej časti otvoru (BHA) navrhnúť rozumne tak, aby sa kontrolovala rýchlosť zmeny uhla odchýlky otvoru.

② Rozumne navrhnite alebo vyberte vrtné nástroje so špeciálnymi konštrukciami na riadenie rýchlosti zmeny azimutálneho uhla vrtu.

③ Rozumne zvoľte a regulujte závažie na vrtáku (WOB) na reguláciu vertikálnej rýchlosti penetrácie vrtáka a veľkosti formačných síl, čím sa dosiahne kontrola zakrivenia vrtu.

Medzi konvenčné nástroje na smerové vŕtanie patria najmä smerové vŕtacie podložky, nemagnetické vrtné objímky (NMDC), ťažké vrtné rúry (HWDP), stabilizátory, stierače kľúčových sediel atď.

I. Smerový subwoofer

1. Typy

Smerový priamy prevodník: Používa sa na smerové vŕtanie s progresívnymi dutinovými vrtákmi s ohnutým puzdrom (PCD).

Smerovo ohnutý vŕtací hrot: Používa sa na smerové vŕtanie s progresívnymi dutinovými vrtákmi s priamym puzdrom (PCD).

2. Základná štruktúra

1) Smerový priamy subwoofer

Komponenty: Puzdro 4, centrovacie puzdro 1, smerový kľúč 3, nastavovacia skrutka 2

2) Smerový ohnutý subwoofer

Komponenty: Puzdro 4, centračné puzdro 1, smerový kľúč 3, nastavovacia skrutka 2. V porovnaní so smerovým priamym prevodníkom má štrukturálny uhol ohybu λ a výpočtový vzorec je: λ = 57,3 × (a – b) / d.

II. Nemagnetický vrtný golier (NMDC)

1. Funkcia

Tienenie magnetických meracích prístrojov zabráni chybám merania.

Vykonávajú funkcie bežných vrtných golierov.

2. Materiály nemagnetických vrtných objímok

Patria sem najmä zliatiny Monel (obsahujúce meď, nikel, chróm atď.), zliatiny chróm-nikl, austenitické zliatiny na báze chróm-mangánu, zliatiny berýlia a medi, nemagnetické ocele SMFI a domáce mangán-chróm-niklové ocele.

3. Výber dĺžky nemagnetického vrtáka

Pozrite si „Mapu intenzity horizontálneho magnetického poľa Zeme“. Rozumný výber dĺžky nemagnetickej vrtnej objímky umožňuje presné meranie magnetického azimutu v otvorenej časti vrtu. Čím vyššia je magnetická intenzita oblasti, tým dlhšia je potrebná nemagnetická vrtná objímka.

4. Kontrola a používanie nemagnetických vrtných objímok

1) Priamosť vonkajšieho valcového povrchu nemagnetického vrtného goliera musí byť ≤ 2 mm/m a priamosť celej dĺžky musí byť ≤ 5 mm/m.

2)Škrabance na povrchu telesa rúry nemagnetického vrtného goliera nesmú prekročiť stanovený povolený limit škrabancov.

3)Povrch závitu musí byť hladký, bez prípustných nerovností, prasklín, puklín alebo iných poškodení.

4）Uťahovací moment závitov nemagnetických vrtných objímok musí byť ≥ špecifikovaný minimálny rotačný krútiaci moment.

5)Relatívna magnetická permeabilita a magnetická uniformita nemagnetického vrtného goliera sa musia kontrolovať raz ročne a výsledky kontroly musia byť v súlade so špecifikáciami normy pre nemagnetické vrtné goliere (SY5145-86).

III. Ťažká vrtná rúra (HWDP)

Používa sa v spodnej časti ložiska bha ako náhrada za vrtné goliere na vyvíjanie tlaku. Pri smerových operáciách s riadiacich nástrojmi znižuje kontaktnú plochu so stenou vrtu, minimalizuje trenie, uľahčuje kĺzavé operácie, zvyšuje bezpečnosť vrtu a prispieva k riadeniu parametrov smerového vrtu. Slúži tiež ako prechodová časť medzi vrtnými goliermi a vrtnými rúrkami na zmiernenie zmien tuhosti.

IV. Stabilizátor

1.Aplikácie stabilizátorov pri smerovom vŕtaní

V narastajúcich a klesajúcich BHA fungujú stabilizátory ako oporné body. Úpravou polohy stabilizátorov v spodnej BHA je možné zmeniť stav napätia v spodnej BHA, aby sa dosiahla kontrola trajektórie vrtu.

2.Zvýšte tuhosť spodnej BHA na stabilizáciu odchýlky otvoru a azimutu. Pri BHA s uhlom držania sa tuhosť spodnej BHA zvyšuje zmenšením vzdialenosti medzi vrtákom a stabilizátorom a medzi stabilizátormi, aby sa obmedzila tlaková deformácia spodnej BHA a dosiahol sa účinok držania odchýlky.

3.Opracujte vrt tak, aby sa zmena zakrivenia vrtu jemne a plynulo menila, čo pomáha znižovať výskyt komplikácií pri vrte.

Poznámka! Pri zavádzaní stabilizátora do vrtu a jeho vyťahovaní zo vrtu starostlivo zmerajte vonkajší priemer stabilizátora, skontrolujte jeho stav opotrebovania a montážnu polohu v BHA. Opotrebenie vonkajšieho priemeru stabilizátora nesmie presiahnuť 2 mm.

Typy stabilizátorov:

Symetrický stabilizátor s rovnými rebrami Päťlaločný (trojlaločný) guľový stabilizátor

Päťlaločný (trojlaločný) špirálový stabilizátorVymeniteľná stabilizačná objímka

Trojlaločný excentrický stabilizátorVymeniteľný stabilizátor

V. Stierač kľúča

Geometrický tvar stierača sedla kľúča je podobný tvaru špirálového stabilizátora. Jeho celkový rozmer je menší ako u stabilizátora, ale väčší ako u vrtáka. Na rozdiel od špirálového stabilizátora sú horné aj dolné šikmé ramená stierača sedla kľúča zvarené elektródami z tvrdej zliatiny do kužeľovitého tvaru, ktorý slúži na rezanie, vystružovanie a stieranie sediel kľúča.

Poloha stierača kľúčového sedla vo vrtnej kolóne je nasledovná:

1. BHA Specialized na utieranie kľúčových sedadiel

Konfigurácia BHA na utieranie sediel všeobecných kľúčov: Bit + malá vrtná objímka (50～60 m) + stierač kľúčového sedla + vŕtací jar + ťažká vrtná rúra (HWDP).

Na utieranie dlhších sediel pre kľúče je možné použiť nasledujúcu zmes bhagónu (BHA): vrták + 1 stojan s malým vŕtacím golierom + stierač sedla pre kľúče + 1 stojan s malým vŕtacím golierom + ohybný kĺb + vŕtací pohár + ťažká vrtná rúrka (HWDP).

Vonkajší priemer malého vrtného hrdla vo vrtnej kolóne musí byť rovnaký ako vonkajší priemer spoja vrtnej rúry použitej počas vŕtania. Pri spúšťaní vrtnej kolóny približne 100 m nad kľúčové sedlo regulujte rýchlosť vŕtania; keď narazíte na odpor, začnite s vystružovaním a prísne kontrolujte WOB (vo všeobecnosti menej ako 49 kN).

2. Utieranie kľúčového sedla počas vŕtania

Pri smerovom vŕtaní, začínajúc od časti budovania, sa v zostave bha často používajú stierače kľúčových sediel. V závislosti od zakrivenia vŕtaného vrtu a litológie formácie sa stierač kľúčových sediel používa na opakované vystružovanie v sekciách „dog-leg“, kde sa pravdepodobne tvoria kľúčové sedlá, aby sa zabránilo tvorbe kľúčových sediel.

VI. Plavákový ventil

Jeho hlavnými funkciami je zabrániť spätnému toku vrtnej kvapaliny (ktorý môže poškodiť meracie nástroje v hĺbke vrtu) a zabrániť upchatiu trysiek vrtákov.

VII. Závesný subdodávateľ

Prístroj na meranie počas vŕtania (MWD) je v ňom umiestnený, čo poskytuje bezpečné a stabilné meracie prostredie pre MWD.

Na vonkajšej stene substrátu závesu je čiara stupnice na strane s vysokým napätím, ktorá sa používa na kalibráciu strany s vysokým napätím progresívneho vrtáka s dutinami (PCD) a meranie hodnoty odsadenia medzi MWD a PCD. Vnútorná stena substrátu je vybavená vyčnievajúcim kľúčom, ktorý sa používa pri nastavovaní MWD. ​​Keď sa MWD nepoužíva, je potrebné najprv odstrániť substrát závesu, aby sa zabránilo odplaveniu kľúča v dôsledku nadmerného prietoku (čo môže spôsobiť nehody vo vrte).

VIII. Džbán

Jeho hlavnou funkciou je udržiavať pracovnú rovnováhu vrtáka a vrtnej kolóny a pomôcť uvoľniť zaseknutú rúru, keď dôjde k jej zaseknutiu.

IX. Flexibilný kĺb

Jeho hlavnou funkciou je chrániť jar a zvýšiť elasticitu vrtnej kolóny počas chvenia.