Динамический способ управления трассой скважины при направленном бурении

С. В. Сергеев, Ю. С. Сергеев, Б. А. Решетников

Аннотация


В статье рассмотрены виды и причины искривлений трассы буровой скважины. Проанализированы технические средства и технологические приемы, позволяющие управлять геометрическими параметрами скважины. Для повышения оперативности управления трассой скважины предлагается буровому многолезвийному инструменту сообщать вращение, рабочую подачу и осевые колебания с частотой, равной или кратной частоте его быстрых радиальных автоколебаний. На примере двухлезвийного бурового инструмента теоретически показан механизм формирования искривления трассы скважины. Также приведены математические зависимости для расчета величины увода трассы скважины и результаты компьютерного эксперимента. Показано, как могут влиять виброперемещения бурового инструмента на формирование трассы скважины. В частности, при сообщении инструменту модулированных продольных колебаний наблюдается искривление трассы скважины. Причем, обе частоты и обе фазы модулированных продольных колебаний одинаково важны для обеспечения искривления ствола скважины. А именно, если частота продольных колебаний – частота огибающей амплитудно-модулированных колебаний несколько отличается от частоты вращения, то зенитное искривление траектории сменяется азимутальным искривлением, что приводит или к разбивке, или к спиральности ствола скважины; если частота продольных колебаний – частота огибающей амплитудно-модулированных колебаний в целое число раз превосходит частоту вращения, причем это число не имеет общего делителя с числом зубьев бурового инструмента, то искривление траектории наблюдается как бы в нескольких направлениях, что приводит к нарастанию огранки поперечного профиля скважины до максимально возможной величины; если это соотношение частот несколько отличается от целого числа, дополнительно возникает формирование азимутального увода ствола скважины на фоне увеличивающейся ее разбивки.

Ключевые слова


directional drilling;dynamics;radial and axial vibration of the Boers;the azimuthal curvature;the zenith;азимутальное искривление;динамика;зенитное;направленное бурение;радиальные и осевые колебания буров

Полный текст:

PDF

Литература


1. Володин, Ю.И. Основы бурения. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1986. 360 с.

2. Сулакшин, С.С. Закономерности искривления и направленное бурение геолого-разведочных скважин. М.: Недра, 1966. 293 с.

3. Сулакшин, С.С. Направленное бурение. М.: Недра, 1987. 277 с.

4. Боярко Ю.Л. Борьба с искривлением скважин. Томск: изд-во ТГУ, 1968. 110 с.

5. А.с. 1537398 СССР, МКИ В 23 В 35/00. Способ обработки отверстий с криволинейной осью / С.Г. Лакирев, и др. № 4324358/31-08; завл. 02.11.87; опубл. 23.01.90, Бюл. №3. 10 с.

6. Лакирев С.Г., Хилькевич Я.М., Сергеев С.В. Вибрационная механика процессов сверления-бурения и новые динамические эффекты: монография. Челябинск: изд-во ЧГТУ, 1993. 286с.

7. Сергеев, С.В. Повышение эффективности вибрационных процессов при механической обработке различных материалов: монография Челябинск: изд-во ЮУрГУ, 2004. 262 с.

8. Сергеев С.В. Научные основы процессов формообразования поверхностей вращающимися многоэлементными проникателями // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. Магнитогорск: изд-во МГТУ, 2010. №2. С. 43-46.

9. Сергеев С.В., Сергеев Ю.С., Решетников Б.А. Особенности моделей динамических процессов проникания вращающихся многолезвийных тел режуще-скалывающего действия в твердые сплошные среды // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2013. №4. С. 348-363. URL:http://www.ogbus.ru/authors/SergeevSV/SergeevSV_2.pdf

10. Сергеев, С.В. Принципы математического моделирования процессов проникания и движения вращающихся твердых тел в сплошных средах // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. (Магнитогорск). 2009. №4. С. 65.

11. Динамический способ предупреждения сужения ствола скважины/ Сергеев С.В. и др. // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журн. 2013. №4. С. 41-56. URL: http://www.ogbus.ru/authors/SergeevSV/SergeevSV_1.pdf


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.