Таблица 9.5. Классификация технических решений для регулирования интенсивности естественного искривления скважин
Направлением работ по усовершенствованию жестких компоновок является повышение их стойкости и работоспособности. Обобщенная классификация разных технических решений выполнена В.В. Нескоромных (табл. 9.5 ).
| Разновидность технического решения | Примеры реализации технического решения | Сущность технического решения | |
| 1. Уменьшение деформации компоновок под действием внешних сил и моментов | |||
| УБТ, толстостенные трубы | Повышение осевого момента инерции поперечного сечения труб | ||
| Повышение жесткости компоновок | УБТ из вольфрама (США) | Повышение жесткости за счет
применения материала с высоким значением модуля
упругости (Eм = 3,15·107 Н/см2) | |
| УБТ по а. с. 956738 СССР | Труба с нарастающей жесткостью от концов к середине (утолщение стенки трубы) | ||
| Повышение устойчивости предварительным напряжением материала | Трубы по пат. 3232638 США А. с. 1148966 СССР | Повышение устойчивости компоновок путем растяжения несущего элемента | |
| Повышение устойчивости за счет конструктивных решений | Трубы по пат. 2337683 ФРГ | Сдвоенные стенки трубы со вставкой между ними в виде колосниковой решетки | |
| Коронка по а. с. 1231201 СССР | Уменьшение осевой нагрузки на забой без снижения площади забоя и удельной нагрузки | ||
| Уменьшение изгибающего момента, действующего на компоновку со стороны колонны | А. с. 258189 СССР | Устранение момента Мз в результате установки между компоновкой и колонной шарнира-центратора | |
| Установка центраторов бурильных тру над компоновкой, использование труб большого диаметра | Уменьшение Мз за счет снижения прогиба бурильных труб, расположенных над компоновкой | ||
| Использование бурильных труб малой жесткости, которые ставят над компоновкой (например, ЛБТН) | Уменьшение Mз путем снижения жесткости бурильных труб, расположенных над компоновкой | ||
| Учет характера изменения изгибающего момента Мв, действующего на компоновку со стороны забоя | Компоновка по а.с. 1231199 СССР | Установка породоразрушающего инструмента и трубы с неравной жесткостью на изгиб таким образом, что максимум Мв воспринимается трубой вдоль оси максимальной жесткости | |
| Компоновка с коронкой по а.с. 1231201 СССР | |||
| 2. Центрирование породоразрушающего инструмента и компоновок | |||
| Использование локальных центраторов, места установки которых определяются расчетом или по схемам износа | Компоновки для ССК ВИТР, ТСБИС и другие компоновки | Уменьшение перекоса породоразрушающего инструмента и изгиба компоновки | |
| Жесткие КНБК | |||
| Колонковые наборы с центраторами | |||
| Использование стабилизаторов (центратор длиной 4—8 м) | Труба по пат. 1288535 ФРГ | УБТ с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника с выгнутыми сторонами | |
| Стабилизатор по пат. 1363688 Великобритания | Стабилизатор с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника | ||
| Трехгранные трубы (УСЦ) | Трубы с поперечным сечением в виде кольца с тремя лысками, расположенными через 120°; грани армированы | ||
| Квадратные УБТ (КУБТ) и четырехгранные трубы | Трубы с поперечным сечением в виде кольца с четырьмя лысками, расположенными через 90°; грани армированы | ||
| Многогранные трубы с четным или нечетным числом граней, (наппимер, по а.с.926214 СССР | Шести-семигранные трубы, поперечный размер которых близок диаметру скважины | ||
| Использование стабилизаторов (центратор длиной 4—8 м) | УБТ и трубы общего назначения со спиральными канавками одного направления нарезки и взаимопротивоположных направлений по а.е.825837 СССР | Диаметр труб близок диаметру скважины | |
| Компоновка ССК | Использованы элементы диаметром, близким диаметру скважины: грубы со спиральными канавками, полые втулки | ||
| Компоновка ССК фирмы Longear (Канада) | |||
| Наличие воспринимающего осевую нагрузку кожуха стабилизатора | Наддолотные стабилизирующие устройства (НСУ) | Не воспринимающий осевую нагрузку вращающийся кожух, установленный соосно колонне и долоту | |
| Устройство ступенчатого бурения (УСБ) А.с. 250790, 471416 СССР | |||
| Компоновка по а.с.825827 СССР | Вращающийся кожух установлен соосно долоту и несоосно колонне | ||
| Компоновка по а.с. 1008400 СССР | Не вращающийся кожух установлен соосно долоту и колонне | ||
| 3. Использование особенностей вращения бурильных труб и колонковых | |||
| Компоновки, имеющие трубы с различными осевыми моментами инерции по главным осям поперечного сечения (неравную жесткость) | Эллиптические УБТ(ЭУБТ) а.с.560056 СССР | Поперечное сечение труб выполнено в виде эллипса, овала или кольца с двумя диаметрально противоположными лысками | |
| Эллиптические колонковые трубы Трубы по пат.3391749 США | Трубы с поперечным сечением в виде кольца с лыской, продольными канавками, сверлениями вдоль оси трубы | ||
| Трубы с другими поперечными сечениями, имеющие неравную жесткость на изгиб | Поперечное сечение трубы выполнено в виде кольца с двумя лысками, расположенными под углом менее 180° | ||
| Компоновки. имеющие смещенный центр тяжести поперечного сечения от оси вращения | УБТ по пат.3306378, 3391749,4068730, 4190122, 450818 США | Трубы имеют поперечные сечения в виде кольца со смещенным внутренним отверстием (трубы установлены со смещением центра тяжести на 180° друг от друга), сечение в виде кольца с лыской. Сверления вдоль продольной оси трубы, продольные канавки | |
| Компоновка по а.с.1406332 СССР | Трубы установлены соосно наружной и внутренней поверхности | ||
| Компоновка по а.с. 825827 СССР | Кожух, установленный над долотом, смещен от оси вращения колонны | ||
| УБТ по а.с. 825837 СССР | Труба со спиральными канавками на наружной поверхности, в которых вдоль оси трубы укреплены грузы | ||
| Другие конструктивные решения | Соединительные переходники со смещенными осями; трубы с сечением, имеющим две лыски, расположенные под углом менее 180°; груз, закрепленный во внутренней полости трубы; трубы со снятым металлом с одной из сторон | ||
| Компоновки с элементами (материалом), повышающими затраты энергии на вращение типа ориентированный изгиб | Компоновки по а.с. 802507 СССР | Упругие демпферы, расположенные на концах компоновки, которые деформируются при вращении и не деформируются при обращении | |
| 4. Конструкция породоразрушающего инструмента с обращением вокруг скважины | |||
| Неуравновешенный породоразрушающий инструмент | Долото по пат. 3174563 США | Долото с эксцентрично расположенной режущей кромкой | |
| Коронка по пат. 3417399 ФРГ | Коронка с торцом в виде кольца, внутреннее отверстие которого смещено от центра наружной поверхности корпуса | ||
| Компоновка по а.с. 825827 СССР | Ось долота смещена от оси вращения колонны | ||
| 5. Создание силы, действующей со стороны породоразрушающего инструмента в направлении, противоположном искривлению | |||
| Система стабилизаторов КНБК Компоновки, работающие на основе принципа «Эффект маятника» | КНБК с одним, двумя и более стабилизаторами | Определенная система установки стабилизаторов обеспечивает силу на долоте | |
| Компоновки с опорным элементом в верхней части. Центр тяжести на продольной оси компоновки максимально приближен к долоту | Горизонтальная составляющая веса компоновки стремится вернуть ствол к вертикали | ||
| УБТ большого диаметра, УБТ из вольфрама, полые трубы, заполненные обедненным ураном, свинцом | Максимальное увеличение горизонтальной составляющей веса компоновки путем повышения веса ее элементов | ||
| Компоновки, работающие на основе «принципа рычага» | Компоновки с опорно-центрирующим элементом, расположенным над породоразрушающим инструментом. Центр тяжести на продольной оси компоновки располагается выше опорно-центрирующего элемента | Фрезерование и асимметричное разрушение забоя в направлении выполаживания наклонных, горизонтальных и пологовосстающих скважин | |
| 6. Продольные колебания груза относительно бурильной колонны | |||
| Продольные колебания груза | Гидроударники, пневмоударники | Колебания ударников под действием энергии жидкости, воздуха, ГЖС | |
| Устройство по а.с. 708046 СССР | Колебания груза вдоль продольной оси устройства. Источник энергии колебаний - продольная вибрация | ||
| 7. Дискретное породоразрушающее воздействие на забой и стенку скважины | |||
| Выборочная подработка части забоя скважины | Устройство по пат.4262752 США | Долото с выдвижным резцом, который под действием привода может выдвигаться и выборочно подрабатывать забой, управляя углом наклона скважины | |
| Подработка стенки скважины | Устройства по пат.43077866, 3825081 США | Корректировка направления скважины подработкой, имеющей индивидуальный привод от турбины винтового типа, а также струей жидкости; шарошка расположена на боковой поверхности компоновки | |
| Фрезерование стенки долотом | Устройство по а.с. 966219 СССР | Фрезерование стенки скважины долотом при отклонении призабойной части ствола от первоначального направления | |
В тех случаях, когда известны интервалы скважин, геологическое строение
которых обуславливает их искривление, целесообразно применять центрирующие
компоновки за 10—20 м непосредственно перед разбуриванием этих интервалов.
Центрирующие компоновки ССК рекомендуется применять сразу после крепления устья
скважины и с начала бурения комплексом ССК.
