Технические данные и характеристики вырезающих устройств
ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ
Забуривание второго ствола из обсадной колонны позволяет решать следующие задачи:
- увеличить дебит скважины за счет вскрытия продуктивного пласта дополнительным стволом, как наклонно-направленным, так и горизонтальным
- отремонтировать бездействующую скважину, которая не эксплуатировалась по техническим причинам (заклинка ЭЦН, расхождение колонны и т. д.)
- уменьшить объём бурения новых скважин и сократить капитальные вложения на разработку месторождений.
Забуривание второго ствола или нескольких стволов из обсадной колонны в настоящее время происходит по трем схемам:
1. С помощью стационарного клинового отклонителя через щелевидное окно в обсадной колонне
2. С помощью стационарного или съемного клинового отклонителя в интервале вырезанного участка обсадной колонны
3. С помощью турбинных отклонителей в интервале вырезанного участка обсадной колонны
С появлением современных вырезающих устройств (УВ и УВУ) и отклонителей, наибольшее распространение получили схемы № 2 и № 3.
Основные технические данные нормального ряда УВУ приведены в таблицах № 1 и № 2
Забуривание второго ствола по схеме № 1 происходит по следующим этапам: устанавливают клиновой отклонитель, вырезают окно в обсадной колонне, фрезеруют вырез в колонне и забуривают дополнительный ствол.
Забуривание второго ствола по схеме № 2 и №3 происходит по следующим этапам: образование сплошного выреза в обсадной колонне при помощи вырезающих устройств (УВ и УВУ), установка цементного моста, ориентирование турбинного отклонителя на искусственном забое, забуривание дополнительного ствола при помощи турбинного отклонителя. Выбор схемы забуривание второго ствола определяется исходя из: назначения скважины, её технического состояния, наличия необходимых технических средств, конечного ожидаемого результата и т.д. и в целом для каждой скважины должен рассматриваться индивидуально.
Забуривание второго ствола с помощью турбинных отклонителей в интервале вырезанного участка обсадной колонны
Для обеспечения надежности и успешного проведения забуривания второго ствола прежде всего необходимо рассчитать минимальную длину вырезанного участка обсадной колонны и минимальную длину интервала забуривания с учетом его увеличения для условий желобообразования. Эта методика разработана и успешно опробована во ВНИИБТ. Расчетная схема представлена на рис. № 1
Минимальная длина вырезанного участка обсадной колонны определяется в первую очередь длиной интервала забуривания. Расчет длины интервала забуривания произ-водится для отклонителей как с одним углом перекоса, так и для отклонителей с двумя углами перекоса. С учетом увеличения интервала забуривания для условий желобо-образования, минимальную длину вырезанного участка обсадной колонны рекоменду-ется рассчитывать по формуле:
форм. № 1
где: Н - расчетный интервал забуривания, м
k = 1,1 - коэффициент запаса для интервала забуривания
D3 - диаметр замка бурильной колонны, мм
a - зенитный угол выхода ствола в интервале забуривания, град
Рис. № 1
Расчетный интервал забуривания определяется по формуле:
- для отклонителя с двумя углами перекоса
форм. № 2
- для отклонителя с одним углом перекоса
форм. № 3
где: l1 и l2 - длины нижней и средней секций отклонителя, мм
R - радиус дуги окружности образующегося профиля скважины, м
a - зенитный угол выхода ствола в интервале забуривания, рад
Как правило величины l1 и l2 известны из размеров отклонителя. С учетом вписы-
ваемости отклонителя в геометрические размеры ствола скважины в интервале забуривания, величины l1 определяются как:
для отклонителя с двумя углами перекоса
форм. № 4
для отклонителя с одним углом перекоса
форм. № 5
где: Dc - условный диаметр скважины, мм
При забуривании в мягких породах Dc принимают равным наружному диаметру обсадной колонны, а при забуривании в твердых породах - диаметру скважины до спуска обсадной колонны.
d вн - внутренний диаметр обсадной колонны, мм
d1 и d2 - углы перекоса осей переводников отклонителя, рад
l2 - длина средней секций отклонителя, мм
Определяем радиус искривления скважины. Он высчитывается приблизительно по формуле:
форм. № 6
где: l1 и l2 - длины нижней и средней секций отклонителя, мм
d - углы перекоса осей первой и второй секций отклонителя, град
b - угол перекоса за счет зазора между долотом и корпусом отклонителя, град
Угол перекоса за счет зазора между долотом и корпусом отклонителя определяется по формуле:
форм. № 7
где: D - диаметр долота, мм
dот - диаметр отклонителя, мм
l1 - длина первой секции отклонителя, мм
Угол выхода долота из скважины, равный зенитному углу второго ствола определяется по формуле:
форм. № 8
где: D - диаметр долота, мм
R - радиус дуги окружности образующегося профиля скважины, м
Подставляя полученные значения в формулу № 1 определяем минимальную длину вырезаемого участка обсадной колонны, а по формулам № 2 и № 3 - минимальную длину интервала забуривания второго ствола.
Типа УВ и УВУ (ВНИИБТ)
Табл.№ 1
| Тип | Диаметр обсадной | Диаметр, мм | Длина, мм | Масса, кг | ||
| устройства | колонны, мм | по направ-ляющим | по корпусу | по раскрытым резцам | (с центра-торами) | (с центра-торами) |
| УВ-114 | 140-146 | - | ||||
| УВ-216 | 245-273 | |||||
| УВУ-168 | ||||||
| УВУ-178 | ||||||
| УВУ-194 | ||||||
| УВУ-219 | ||||||
| ФР-168 «Азимут» | 144, 146, 148 |
Табл.№ 2
| Техническая характеристика | Вырезающее устройство | ||||||
| УВ-114 | УВ-216 | УВУ | ФР-168 | ТГМ-146 | ТГМ-168 | ТРГ-146 | |
| Диаметр срезаемой колонны, мм | 140-146 | 245-273 | 168-219 | ||||
| Осевая нагрузка на резцы, кН не более при прорезании колонны при торцевании колонны | 5-10 | 5-10 | 5-10 | 5-18 | |||
| Частота вращения, с-1 | 0,5-1,5 | 0,5-1,5 | 0,66-1,17 | 0,63-1,03 | - | - | 0.63-0.7 |
| Температура рабочей среды, град, не более | - | - | |||||
| Средняя механическая скорость вырезания, м/ч | 0,68 | 0,68 | 0,68 | 0,9 | - | - | - |
| Перепад давления на устройстве, МПа | 2-4 | 2-4 | 2-4 | 3-4,5 | - | - | - |
| Проходка на комплект резцов по трубе из стали группы прочности Д для забуривания ствола, м, не менее | - | - | - | ||||
| Подача бурового раствора, л/с | 10-14 | 10-16 | 10-14 | 7-14 | 6-12 | ||
| Число резцов | |||||||
| Наружный диаметр, мм | 140-190 | ||||||
| Длина, мм | |||||||
| Масса, кг | 310-336 |
ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ
Забуривание второго ствола из обсадной колонны позволяет решать следующие задачи:
- увеличить дебит скважины за счет вскрытия продуктивного пласта дополнительным стволом, как наклонно-направленным, так и горизонтальным
- отремонтировать бездействующую скважину, которая не эксплуатировалась по техническим причинам (заклинка ЭЦН, расхождение колонны и т. д.)
- уменьшить объём бурения новых скважин и сократить капитальные вложения на разработку месторождений.
Забуривание второго ствола или нескольких стволов из обсадной колонны в настоящее время происходит по трем схемам:
1. С помощью стационарного клинового отклонителя через щелевидное окно в обсадной колонне
2. С помощью стационарного или съемного клинового отклонителя в интервале вырезанного участка обсадной колонны
3. С помощью турбинных отклонителей в интервале вырезанного участка обсадной колонны
С появлением современных вырезающих устройств (УВ и УВУ) и отклонителей, наибольшее распространение получили схемы № 2 и № 3.
Основные технические данные нормального ряда УВУ приведены в таблицах № 1 и № 2
Забуривание второго ствола по схеме № 1 происходит по следующим этапам: устанавливают клиновой отклонитель, вырезают окно в обсадной колонне, фрезеруют вырез в колонне и забуривают дополнительный ствол.
Забуривание второго ствола по схеме № 2 и №3 происходит по следующим этапам: образование сплошного выреза в обсадной колонне при помощи вырезающих устройств (УВ и УВУ), установка цементного моста, ориентирование турбинного отклонителя на искусственном забое, забуривание дополнительного ствола при помощи турбинного отклонителя. Выбор схемы забуривание второго ствола определяется исходя из: назначения скважины, её технического состояния, наличия необходимых технических средств, конечного ожидаемого результата и т.д. и в целом для каждой скважины должен рассматриваться индивидуально.
Забуривание второго ствола с помощью турбинных отклонителей в интервале вырезанного участка обсадной колонны
Для обеспечения надежности и успешного проведения забуривания второго ствола прежде всего необходимо рассчитать минимальную длину вырезанного участка обсадной колонны и минимальную длину интервала забуривания с учетом его увеличения для условий желобообразования. Эта методика разработана и успешно опробована во ВНИИБТ. Расчетная схема представлена на рис. № 1
Минимальная длина вырезанного участка обсадной колонны определяется в первую очередь длиной интервала забуривания. Расчет длины интервала забуривания произ-водится для отклонителей как с одним углом перекоса, так и для отклонителей с двумя углами перекоса. С учетом увеличения интервала забуривания для условий желобо-образования, минимальную длину вырезанного участка обсадной колонны рекоменду-ется рассчитывать по формуле:
форм. № 1
где: Н - расчетный интервал забуривания, м
k = 1,1 - коэффициент запаса для интервала забуривания
D3 - диаметр замка бурильной колонны, мм
a - зенитный угол выхода ствола в интервале забуривания, град
Рис. № 1
Расчетный интервал забуривания определяется по формуле:
- для отклонителя с двумя углами перекоса
форм. № 2
- для отклонителя с одним углом перекоса
форм. № 3
где: l1 и l2 - длины нижней и средней секций отклонителя, мм
R - радиус дуги окружности образующегося профиля скважины, м
a - зенитный угол выхода ствола в интервале забуривания, рад
Как правило величины l1 и l2 известны из размеров отклонителя. С учетом вписы-
ваемости отклонителя в геометрические размеры ствола скважины в интервале забуривания, величины l1 определяются как:
для отклонителя с двумя углами перекоса
форм. № 4
для отклонителя с одним углом перекоса
форм. № 5
где: Dc - условный диаметр скважины, мм
При забуривании в мягких породах Dc принимают равным наружному диаметру обсадной колонны, а при забуривании в твердых породах - диаметру скважины до спуска обсадной колонны.
d вн - внутренний диаметр обсадной колонны, мм
d1 и d2 - углы перекоса осей переводников отклонителя, рад
l2 - длина средней секций отклонителя, мм
Определяем радиус искривления скважины. Он высчитывается приблизительно по формуле:
форм. № 6
где: l1 и l2 - длины нижней и средней секций отклонителя, мм
d - углы перекоса осей первой и второй секций отклонителя, град
b - угол перекоса за счет зазора между долотом и корпусом отклонителя, град
Угол перекоса за счет зазора между долотом и корпусом отклонителя определяется по формуле:
форм. № 7
где: D - диаметр долота, мм
dот - диаметр отклонителя, мм
l1 - длина первой секции отклонителя, мм
Угол выхода долота из скважины, равный зенитному углу второго ствола определяется по формуле:
форм. № 8
где: D - диаметр долота, мм
R - радиус дуги окружности образующегося профиля скважины, м
Подставляя полученные значения в формулу № 1 определяем минимальную длину вырезаемого участка обсадной колонны, а по формулам № 2 и № 3 - минимальную длину интервала забуривания второго ствола.
Технические данные и характеристики вырезающих устройств
Типа УВ и УВУ (ВНИИБТ)
Табл.№ 1
| Тип | Диаметр обсадной | Диаметр, мм | Длина, мм | Масса, кг | ||
| устройства | колонны, мм | по направ-ляющим | по корпусу | по раскрытым резцам | (с центра-торами) | (с центра-торами) |
| УВ-114 | 140-146 | - | ||||
| УВ-216 | 245-273 | |||||
| УВУ-168 | ||||||
| УВУ-178 | ||||||
| УВУ-194 | ||||||
| УВУ-219 | ||||||
| ФР-168 «Азимут» | 144, 146, 148 |
Табл.№ 2
| Техническая характеристика | Вырезающее устройство | ||||||
| УВ-114 | УВ-216 | УВУ | ФР-168 | ТГМ-146 | ТГМ-168 | ТРГ-146 | |
| Диаметр срезаемой колонны, мм | 140-146 | 245-273 | 168-219 | ||||
| Осевая нагрузка на резцы, кН не более при прорезании колонны при торцевании колонны | 5-10 | 5-10 | 5-10 | 5-18 | |||
| Частота вращения, с-1 | 0,5-1,5 | 0,5-1,5 | 0,66-1,17 | 0,63-1,03 | - | - | 0.63-0.7 |
| Температура рабочей среды, град, не более | - | - | |||||
| Средняя механическая скорость вырезания, м/ч | 0,68 | 0,68 | 0,68 | 0,9 | - | - | - |
| Перепад давления на устройстве, МПа | 2-4 | 2-4 | 2-4 | 3-4,5 | - | - | - |
| Проходка на комплект резцов по трубе из стали группы прочности Д для забуривания ствола, м, не менее | - | - | - | ||||
| Подача бурового раствора, л/с | 10-14 | 10-16 | 10-14 | 7-14 | 6-12 | ||
| Число резцов | |||||||
| Наружный диаметр, мм | 140-190 | ||||||
| Длина, мм | |||||||
| Масса, кг | 310-336 |