Konvenční nástroje pro směrové vrtání

Tři problémy, které je třeba řešit při řízení trajektorie vrtu:

① Přiměřeně navrhněte sestavu dna vrtu (BHA) tak, aby bylo možné řídit rychlost změny úhlu odchylky vrtu.

② Přiměřeně navrhněte nebo vyberte vrtné nástroje se speciálními konstrukcemi pro řízení rychlosti změny úhlu azimutu vrtu.

③ Přiměřeně zvolte a regulujte zatížení vrtáku (WOB) pro regulaci vertikální rychlosti penetrace vrtáku a velikosti formačních sil, čímž dosáhnete kontroly zakřivení vrtu.

Mezi konvenční nástroje pro směrové vrtání patří hlavně směrové podložky, nemagnetické vrtací límce (NMDC), těžké vrtné trubky (HWDP), stabilizátory, stěrače pro klíčové sedla atd.

I. Směrový subwoofer

1. Typy

Směrový rovný vrták: Používá se pro směrové vrtání s progresivními vrtáky s ohnutým pouzdrem (PCD).

Směrově zahnutý vrták: Používá se pro směrové vrtání s progresivními dutinovými vrtáky s přímým pouzdrem (PCD).

2. Základní struktura

1) Směrový přímý subwoofer

Součásti: Pouzdro 4, centrovací pouzdro 1, směrový klíč 3, stavěcí šroub 2

2) Směrový ohnutý subwoofer

Součásti: Pouzdro 4, centrovací pouzdro 1, směrový klíč 3, stavěcí šroub 2. Ve srovnání s rovným směrovým submodulem má konstrukční úhel ohybu λ a výpočetní vzorec je: λ = 57,3 × (a – b) / d

II. Nemagnetický vrtací límec (NMDC)

1. Funkce

Stíňte magnetické měřicí přístroje, abyste předešli chybám měření.

Provádějte funkce běžných vrtacích límců.

2. Materiály nemagnetických vrtacích límců

Patří sem především slitiny Monel (obsahující měď, nikl, chrom atd.), slitiny chrom-nikl, austenitické slitiny na bázi chrom-manganu, slitiny berylia a mědi, nemagnetické oceli SMFI a domácí mangan-chrom-niklové oceli.

3. Výběr délky nemagnetické vrtací objímky

Viz „Mapa intenzity horizontálního magnetického pole Země“. Rozumný výběr délky nemagnetické vrtací trubky umožňuje přesné měření magnetického azimutu v otevřené části vrtu. Čím vyšší je magnetická intenzita oblasti, tím delší je požadovaná nemagnetická vrtací trubka.

4. Kontrola a použití nemagnetických vrtacích límců

1) Přímost vnějšího válcového povrchu nemagnetického vrtacího límce musí být ≤ 2 mm/m a přímost celé délky musí být ≤ 5 mm/m.

2)Škrábance na povrchu tělesa trubky nemagnetického vrtacího límce nesmí překročit stanovený povolený limit škrábanců.

3)Povrch závitu musí být hladký, bez přípustných nerovností, prasklin, puklin nebo jiného poškození.

4）Utahovací moment závitů nemagnetických vrtacích límců musí být ≥ specifikovaný minimální rotační moment.

5)Relativní magnetická permeabilita a magnetická uniformita nemagnetického vrtného límce se musí kontrolovat jednou ročně a výsledky kontroly musí splňovat specifikace normy pro nemagnetické vrtné límce (SY5145-86).

III. Těžké vrtné trubky (HWDP)

Používá se ve spodní části bubnu bha (BHA) jako náhrada vrtných límců pro vyvíjení tlaku. Při směrových operacích s kormidelními nástroji snižuje kontaktní plochu se stěnou vrtu, minimalizuje třecí odpor, usnadňuje kluzné operace, zvyšuje bezpečnost vrtu a přispívá k řízení parametrů směrového vrtu. Slouží také jako přechodová část mezi vrtnými límci a vrtnými trubkami pro zmírnění změn tuhosti.

IV. Stabilizátor

1.Aplikace stabilizátorů při směrovém vrtání

V narůstajících a snižujících se BHA fungují stabilizátory jako opěrné body. Úpravou polohy stabilizátorů ve spodní BHA lze změnit napjatý stav spodní BHA a dosáhnout tak řízení trajektorie vrtu.

2.Zvyšte tuhost spodní BHA pro stabilizaci odchylky a azimutu otvoru. U BHA s úhlem držení se tuhost spodní BHA zvyšuje zmenšením vzdálenosti mezi vrtákem a stabilizátorem a mezi stabilizátory, aby se omezila tlaková deformace spodní BHA a dosáhlo se efektu držení odchylky.

3.Ošetřete vrt tak, aby se změna zakřivení vrtu provedla pozvolna a plynule, což pomůže snížit výskyt komplikací ve vrtu.

Poznámka! Při zavádění stabilizátoru do vrtu a jeho vytahování z vrtu pečlivě změřte vnější průměr stabilizátoru, zkontrolujte jeho stav opotřebení a montážní polohu v BHA. Opotřebení vnějšího průměru stabilizátoru nesmí překročit 2 mm.

Typy stabilizátorů:

Symetrický stabilizátor s přímými žebry Pětilaločný (třílaločný) kulový stabilizátor

Pětilaločný (třílaločný) spirálový stabilizátorVyměnitelné stabilizační pouzdro

Třílamekový excentrický stabilizátorVyměnitelný stabilizátor

V. Stěrač klíče

Geometrický tvar stěrače sedla klíče je podobný tvaru spirálového stabilizátoru. Jeho celkový rozměr je menší než u stabilizátoru, ale větší než u vrtáku. Na rozdíl od spirálového stabilizátoru jsou horní i dolní šikmé ramena stěrače sedla klíče svařena tvrdými elektrodami do kuželovitého tvaru, který slouží k řezání, vystružování a stírání sedel klíče.

Poloha stěrače klíčového sedla ve vrtací koloně je následující:

1. BHA Specialized pro stírání klíčových sedadel

Konfigurace BHA pro otírání sedel obecných klíčů: Bit + malý vrták (50～60 m) + stěrač sedla klíče + vrtací jar + těžká vrtná trubka (HWDP).

Pro stírání delších sedel klíčů lze použít následující BHA: Vrhák + 1 stojan malého vrtáku + stírač sedla klíče + 1 stojan malého vrtáku + flexibilní kloub + vrtací skleněný kroužek + těžká vrtná trubka (HWDP).

Vnější průměr malého vrtacího límce ve vrtací koloně musí být stejný jako vnější průměr spoje vrtné trubky použité během vrtání. Při zavádění vrtací kolony přibližně 100 m nad klíčové sedlo regulujte rychlost vrtání; pokud narazíte na odpor, začněte s vystružováním a striktně kontrolujte WOB (obvykle méně než 49 kN).

2. Otírání klíčového sedla při vrtání

Při směrovém vrtání, počínaje od sekce výstavby, se v buňce bha do vrtu (BHA) často používají stěrače klíčových sedel. V závislosti na zakřivení vrtu a litologii formace se stěrač klíčových sedel používá k opakovanému vystružování v úsecích s „dog-leg“, kde je pravděpodobná tvorba klíčových sedel, aby se zabránilo jejich vzniku.

VI. Plovákový ventil

Jeho hlavními funkcemi je zabránit zpětnému toku vrtné kapaliny (který by mohl poškodit měřicí nástroje ve vrtu) a zabránit ucpávání trysek vrtáků.

VII. Závěsný sub

Přístroj pro měření během vrtání (MWD) je v něm uložen, což zajišťuje bezpečné a stabilní měřicí prostředí pro MWD.

Na vnější stěně subministrátora závěsu je stupnice na straně s vysokým tlakem, která slouží ke kalibraci strany s vysokým tlakem vrtáku s postupným vrtáním dutin (PCD) a k měření hodnoty odsazení mezi MWD a PCD. Vnitřní stěna subministrátora je opatřena vyčnívajícím klíčem, který se používá při nastavování MWD. ​​Pokud se MWD nepoužívá, je třeba nejprve vyjmout subministrátor závěsu, aby se zabránilo odplavení klíče v důsledku nadměrného průtoku (což může způsobit nehody ve vrtu).

VIII. Sklenice

Jeho hlavní funkcí je udržovat pracovní rovnováhu vrtáku a vrtací kolony a pomáhat uvolňovat zaseknutou trubku, pokud dojde k jejímu zaseknutí.

IX. Flexibilní kloub

Jeho hlavní funkcí je chránit jar a zvýšit pružnost vrtací kolony během rázů.