Способ проводки искривленных участков скважины

 

Изобретение относится к способам для проводки искривленных участков при бурении скважин. Сущность изобретения заключается в том, что искривление ствола скважин производят изменением интенсивности искривления, а изменение интенсивности, в свою очередь осуществляют изменением длины плеча отклонителя и (или) изменением угла перекоса путем закрепления-раскрепления одного или нескольких шарниров управляемым стопорящим элементом. Способ позволяет повысить точность проводки искривленных участков скважины за счет возможности многократного изменения радиуса действия отклонителя. 4 ил.

Изобретение относится к способам для проводки искривленных участков при бурении скважин.

Известен способ проводки искривленных участков скважины, основанный на изменении радиуса искривления ствола за счет изменения геометрических размеров отклонителя (L₁, L₂ и α_n), после подъема колонны на поверхность (см., например, А.С. Бронзов, Ю.С. Васильев и Г.А. Шитлер "Турбинное бурение наклонных скважин", М., Недра, 1965 г. с.46-58).

Недостаток этого способа заключается в необходимости дополнительных затрат времени и ресурсов на подъем компоновки с забоя.

Известен способ проводки искривленных участков скважины, основанный на изменении интенсивности искривления ствола скважины, причем изменение интенсивности производят изменением плеча отклонителя (см., например, а.с. 1789638, кл. E 21 B 7/08, опубл. 1990 г).

Однако изменение плеча отклонителя производят поднимая колонну на поверхность, что делает бурение не производительным.

Известен способ проводки искривленных участков скважины, основанный на изменении угла перекоса осей отклонителя (α_n) без его подъема с забоя (см., например, а.с. 825826, кл. E 21 B 7/08, опубл.1977).

Недостатком этого способа является невозможность многократного изменения величины радиуса бурения.

Целью изобретения является повышение производительности работ при бурении искривленного участка скважины за счет возможности многократного изменения радиуса действия отклонителя в любой момент времени.

Поставленная цель достигается тем, что в способе проводки искривленных участков скважины, основанном на изменении интенсивности искривления ствола скважины путем изменения угла перекоса отклонителя, изменение интенсивности искривления ствола скважины производят изменением длины плеча отклонителя путем закрепления-раскрепления одного или нескольких шарниров управляемым стопорящим элементом.

На фиг. 1 показан один из вариантов искривленного участка скважины; на фиг. 2 - искривленный участок скважины с измененным радиусом искривления скважины за счет изменения плеча отклонителя; на фиг.3 показан пример изменения радиуса искривления изменением угла перекоса с закрепленным шарниром, соединяющим двигатель с бурильной колонной труб; на фиг.4 - с раскрепленным шарниром.

Способ осуществляется следующим образом.

При бурении искривленного участка ствола скважины необходимо правильно выбрать радиус искривления, а затем и осуществить бурение траектории скважины.

Рассчитывая радиус искривления по формуле где L₁ - длина первого плеча отклонителя; L₂ - длина второго плеча отклонителя; α_n - угол перекоса между осями первого и второго плеч отклонителя; β - угол между осью первого плеча и осью скважины.

Как видно из формулы (1) R_искр. можно менять, изменяя угол α_n и размеры плеч L₁ и L₂. В заявляемом способе секции, образующие угол перекоса, соединены между собой жестко под заданным углом и крепятся с колонной бурильных труб с помощью шарнира с возможностью их перекоса и возможностью их относительного поворота вокруг оси для того, чтобы изменять и интенсивность искривления скважины.

Поэтому предлагается менять радиус искривления путем изменения длины плеча отклонителя.

Изменение длины плеча отклонителя путем подъема колонны и его замены является очень дорогим и непроизводительным способом. Поэтому предлагается для этого закреплять (раскреплять) один или несколько шарниров колонны бурильных труб управляемым стопорящим элементом.

Пример 1. Заявляемый способ может быть реализован на любом месторождении, например на Яренгском месторождении Республики Коми.

Для этого длина плеча отклонителя α₁ и α₂ выбирается соответственно 1,6 м и 1,5 м и угол перекоса α_n= 2°. Предположим, что в процессе бурения необходимо искривлять стволы скважины с большим радиусом, которому соответствует длина второго плеча отклонителя L₂+L₃, где L₃- длина переводника, соединяющего отклонитель с колонной бурильных труб. При этом шарнир закреплен стопорящим элементом так, что оси плеча L₂ и переводника L₃ совпадают и представляют собой (L₂+L₃) второе плечо переводника.

Если необходимо уменьшить радиус искривления, то стопорящий элемент по сигналу управления меняет свое положение так, что шарнир становится свободным и второе плечо отклонителя уменьшается, становится равным только L₂.

При таком изменении радиуса искривления нет необходимости производить какие-либо измерения, т. к. искривление радиуса осуществляется заданными (известными) размерами плеча и переводника.

Пример 2. Очевидно, если угол α_n будет сохранять в процессе бурения постоянное значение, то ствол скважины будет искривляться по дуге окружности определенного радиуса.

Если же значение угла α_n будет переменным, то ствол искривится по некоторой кривой с переменной кривизной.

Предположим, что бурение ствола скважины осуществляется прямым двигателем шарнирно соединенным с колонной бурильных труб.

Если изменение искривления ствола скважины осуществлять изменением угла перекоса α_n , то необходимо установить управляемый стопорный элемент на шарнире, соединяющем двигатель с переводником. Тогда искривление ствола скважины будет происходить с большим радиусом.

А если указанный шарнир освободить от управляемого стопорного элемента, то искривление ствола скважины будет происходить с меньшим радиусом.

Таким образом, заявленный способ обладает большой точностью за счет отсутствия передачи измерений с забоя на поверхность при малых затратах времени.

Формула изобретения

Способ проводки искривленных участков скважины, основанный на изменении интенсивности искривления ствола скважины путем изменения угла перекоса отклонителя, отличающийся тем, что изменение интенсивности искривления ствола скважины производят изменением длины плеча отклонителя путем закрепления-раскрепления одного или нескольких шарниров управляемым стопорящим элементом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4