Бурение нефтяных скважин
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
атой части бурильной колонны - переместиться вдоль ее оси. Результирующую этих сил Рз можно разложить на две составляющие: силу P1, действующую вдоль оси бурильной колонны, и силу P2 перпендикулярную к ней.
Если Р2 направлена к вертикали, долото будет стремиться уменьшить зенитный угол скважины ? и Р2 можно назвать выпрямляющей силой (см. рисунок 2.3, а). Если Р2 направлена от вертикали, долото будет стремиться увеличить зенитный угол скважины а, и Р2 можно назвать отклоняющей силой (см. рисунок 2.3, в). Если Р2 равна нулю, наступит стабилизация зенитного угла скважины а и, следовательно, скважина будет буриться наклонно (см. рисунок 2.3, б).
При бурении в изотропных породах значение Р2 зависит от нагрузки на забой, диаметра скважины, зазора между УБТ и стенкой скважины, диаметра УБТ и зенитного угла скважины. При повышении нагрузки на забой увеличится прогиб нижней части бурильной колонны, точка Г приблизится к долоту и составляющая веса направляющего участка бурильной колонны Ри уменьшится. Это приведет к уменьшению выпрямляющей силы Pi. При дальнейшем повышении нагрузки на забой может наступить стабилизация (Р2 становится равной нулю), а затем и прирост зенитного угла скважины а (Р2 становится отклоняющей силой).
Приведенный анализ действий сил на нижний участок бурильной колонны справедлив для условий бурения в изотропной породе, т. е. при отсутствии геологических причин, способствующих искривлению скважин. Из них наибольшее влияние на искривление скважин оказывают анизотропность горной породы и степень наклона чередующихся по твердости и толщине пластов.
Рисунок 2.3 - Схема действия сил, влияющих на искривление скважины оси бурении в изотропных породах
Для предупреждения искривления скважины наиболее благоприятны условия, когда долото занимает перпендикулярное или параллельное положение по отношению к плоскостям слоистости анизотропной породы и к плоскостям напластования наклонно залегающей породы. Во всех других случаях долото, стремясь занять одно из этих положений, отклоняет скважину от вертикали при одновременном изменении азимута.
Таким образом, в сложных геологических условиях наряду с силой Pз действует сила, величина и направление которой зависят от анизотропности пород, угла наклона пластов и других трудно учитываемых геологических причин. Равнодействующая этих сил и определяет направление бурящейся скважины.
Выше были рассмотрены возможности регулирования силы Р2, когда в нижней части бурильной колонны применяются только УБТ одного диаметра. В специальной литературе приведены номограммы, увязывающие влияние нагрузки на забой, диаметра скважины, диаметра УБТ, зазора, между УБТ и стенкой скважины, анизотропии пород, угла наклона пластов, зенитного угла скважины на искривление скважины. С помощью этих номограмм можно решать различные задачи, связанные с прогнозированием возможного искривления скважины при различных сочетаниях указанных параметров.
Еще большие возможности регулирования силы Р2 можно иметь, применяя в нижней части бурильной колонны, составленной из УБТ одного диаметра, одно или два центрирующих приспособления, а еще лучше использовать УБТ не одного, а, например, двух диаметров. В этом случае секция раiетной длины из УБТ большего диаметра устанавливается над долотом, а над ней также раiетной длины устанавливается секция из УБТ меньшего диаметра. Эффект возрастает, если на границе перехода от УБТ большего диаметра к УБТ меньшего диаметра установить первое центрирующее приспособление, а затем на раiетном расстоянии в колонне УБТ меньшего диаметра установить второе центрирующее приспособление. При этом желательно, чтобы диаметры центрирующих приспособлений были равны диаметру долота.
Результаты решения ряда задач с применением центрирующих приспособлений и ступенчатых колонн УБТ сведены в графики (Н. Г. Середа, Е. М. Соловьев, 1974), пользуясь которыми можно найти значение силы Р2 при любых встречающихся в практике бурения конструкциях нижней части бурильной колонны и нагрузках на забой.
В отличие от рассмотренных выше конструкций нижней части бурильной колонны, использующих эффект отвеса, при бурении в сложных геологических условиях широко применяют конструкции нижней части бурильной колонны, обеспечивающие ее центрирование в скважине.
В этом случае непосредственно над долотом, а затем на раiетном расстоянии от него устанавливают центрирующие приспособления, имеющие диаметр, равный диаметру долота. В результате ось нижней части бурильной колонны и ось скважины совмещаются, что создает условия для бурения скважины без изменения зенитного угла скважины. Однако вследствие износа центрирующих приспособлений и большого диаметра скважины по сравнению с диаметром долота центрирование нижней части бурильной колонны в скважине нарушается и дальнейшее бурение при таком положении колонны приведет к увеличению зенитного угла скважины.
бурение нефтяной скважина электробур
3 БУРОВЫЕ НАСОСЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СИСИТЕМЫ
.1Назначение и основные требования
Циркуляционная система буровых установок включает в себя наземные устройства и сооружения, обеспечивающие промывку скважин путем многократной принудительной циркуляции бурового раствора по замкнутому кругу: насос - забой скважины - насос. Многократная замкнутая циркуляция дает значительную экономическую выгоду благодаря сокращению расхода х