Příčiny a řešení ztráty přenosu WOB při vrtání

1. Koncept, jevy a rizika ztráty přenosu WOB

Pojem:Během vrtání může docházet k nadměrnému tření mezivrtná kolonaa stěna vrtu zabraňuje přenosu síly působící na vrták (WOB) na vrták – místo toho je celá síla WOB spotřebována vrtnou kolonou. To se projevuje nulovou rychlostí penetrace i přes zvýšené WOB, žádným protitlakem a nízkým točivým momentem. Řešení spočívá v snižování otáček a postupném zvyšování WOB (při zajištění souladu s pevností vrtné kolony v tlaku), dokud se náhle nezvýší točivý moment a neobjeví se protitlak na WOB. Po vyvrtání každého jednotlivého spoje je nutné před připojením dalšího spoje nebo stojanu opakované vystružování a zpětné vystružování.

Jevy a nebezpečí:K tomuto problému dochází především během směrového vrtání s reverzní cirkulací ve vertikálních vrtech, při směrovém vrtání s frézováním oken a zařazováním vedlejších tras a při směrovém vrtání v horizontálních vrtech. Narušuje normální směrovou konstrukci a při nesprávném provedení operací může vést k zaseknutí potrubí.

2.Analýza příčin

Špatná trajektorie vrtu:Odchylky v trajektorii vrtu (způsobené formačními podmínkami nebo konstrukčními chybami) často vyžadují úpravy reverzní cirkulace. Vysoké rychlosti výstavby (častější u horizontálních vrtů se středním/krátkým poloměrem než u vrtů s velkým poloměrem) a nepravidelné trajektorie v kombinaci s tuhostí vrtné kolony způsobují, že se vrtná kolona při působení tlaku opírá o stěnu vrtu, což spouští ztrátu přenosu WOB. Dodatečná tažná síla během vyprošťování po působení tlaku je podobná normálním úrovním a obvykle nepřesahuje tlak směrem dolů.

Kontaminovaný vrt (formace dna řízků):Odstraňování řízků je náročné ve směrových vrtech a horizontálních vrtech s odchylkou vrtu 45–90 stupňů. V tvrdých formacích (např. formace Shahejie a Kongdian) se řízky snadno hromadí v ložiscích. Tato lože zvyšují kluzné tření mezi vrtnou kolonou a stěnou vrtu, což vede ke ztrátám přenosu WOB.

Silný a sypký bahenní koláč, vysoký koeficient tření bahna:Vysoký obsah pevných látek v kalu vede k tvorbě silných, sypkých kalových koláčů, které rozšiřují kontaktní plochu s vrtnou kolonou a zvyšují riziko přilepení. Vysoký koeficient tření kalu zvyšuje kluzný odpor vrtné kolony. Tento scénář může způsobit náhlé zablokování čerpadla při zvýšení odpružení (WOB) (např. na 30 tun), přičemž dodatečná tažná síla překročí sestupné odpružení.

3. Zmírňující opatření

Řízení trajektorie vrtu a optimalizace vrtné kolony:Zavést vrtání s naváděním celého vrtu, aby se zabránilo odchylkám od trajektorie vrtu vyžadujícím úpravy reverzní cirkulace. Zjednodušit konfiguraci vrtné kolony (snížitvrtné límce, zvětšit hmotnost vrtných trubek) pro snížení tuhosti a minimalizaci kontaktu s kalovým koláčem, čímž se zabrání ztrátám přenosu WOB a zasekávání.

Vylepšené Čištění vrtů a kalu:K čištění povrchového kalu použijte zařízení pro kontrolu pevných látek. Zajistěte dostatečný výtlak (ne méně než 3,4 m³/min pro řezy vrtů φ311, 1,1 m³/min pro řezy φ216) a upravte reologické parametry kalu (poměr YP/PV: 0,42–0,50; viskozita: ≥48 s) pro zlepšení únosnosti řízků. U horizontálních vrtů proveďte vrtání s odchylkou 20–30 stupňů, aby se rozbily vrstvy řízků.

Zlepšení mazivosti kalu a kvality kalové hmoty:Pro vyvážení mazivosti a kvality kalového koláče přidejte 3–5 tun ropy (ne více než 10 %) v kombinaci s mazivy na vodní bázi. Pro optimalizaci vlastností kalového koláče přidejte sulfonovaný asfalt nebo fenolickou pryskyřici. Pro snížení ztrát přenosem WOB v tvrdých formacích přidejte 200–300 kg expandovaného grafitu nebo maziv pro extrémní tlaky pro snížení tření.

Kontakt: Bree Zhang
Mobil/Whatsapp:+0086-183 9206 9193
E-mail:landrill@landrilltools.com
Web:www.landrilltools.com