Способ направленного бурения скважин

 

(l1) ИЗОБРЕТЕН ИЯ

ABTOPCNOhh Y CSHQEHЛ С У

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.02.79 (21) 273091!/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) Я. Кл.>

Е 21 В 7/06

Государственные кометет

СССР

Опубликовано 15.08.8! . Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 25.08;81 (53) УДК 622.243..2(088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Ф. Буслаев н П. С. Бахметьев!

Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (7!) Заявитель (54) СПОСОБ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к направленному бурению и может быть использовано для регулирования азимута ствола скважины.

Известен способ направленного бурения, который включает спуск отклоняющей системы и забойного двигателя в скважину, ориентирование в требуемом азимуте, фиксирование положения бурильной колонны и бурение.

Для осуществления этого способа необходимо наличие отклоняющих систем, средств для ориентирования отклонителя, проведение работ по сборке и разборке компоновки, ориентированию отклонителя и дежурство инклинометрических партий на буровых (1(Однако изменение азимута с использованием отклоняющих систем приводит к образованию резких перигибов ствола скважины.

Резкие перегибы ствола, как следствие, способствуют увеличению сил сопротивлений, желообразованию, износу бурильной колонны, затрудняют спуск обсадных колонн и являются потенциальным источником аварий и осложнений. Все эти недостатки существен ным образом удлиняют процесс и ухудша2 ют технико-экономические показатели бурения направленных скважин.

Известен способ направленного бурения скважин, включающий приложение осевой нагрузки на долото, вызывающий потерю продольной устойчивости низа бурильной колонны и регулирование траектории ствола за счет изменения азимута. Изменение азимута достигается сменой направления вращения бурильной колонны (2(.

Данный способ применяется только при ректорном бурении, причем он требует наличия на буровой бурильной колонны как с правыми, так и с левыми реэьбами.

Цель изобретения — обеспечение воэмож» ности регулирования траектории ствола при турбинном бурении.

Поставленная цель достигается тем, что изменение азимута осуществляют путем поворота бурильной колонны иа угол 1 — 180

s сторону вращения долота для увеличения азимута и противоположную для уменьшения.

20 На фиг. I показана компановка для осуществления способа направленного бурения скважины; на фиг. 2 — механизм изменения азимута скважины.

855!74 рильную колонну поворачивают против движения асовой стрелки на угол ф„= (45 -135 ) - щ + у, под действием реактивного момента забой5 ного двигателя. При этом точка касания

Кз занимает положение правее точки устойчивого положения К, а плоскость действия естественного отклонителя при этом нап% равлена по азимуту А4 влево от начального значения азимута Ае, что приводит к умень1О шению величины азимута.

Так как алгебраическая сумма значений углов ф и «Р не превышает 45, то диапазоном изменения угла поворота как по движению, так и против движения часовой стрелкии является интервал 1 — 180 .

Поворот бурильной колонны на угол более 180 может вызвать явление перескока и установку естественного отклонителя против требуемого направления изменения азимута скважины. Поворот бурильной колонны на угол менее 1 нерационален, так как практически не вызывает изменения азимута.

Регулирование интенсивности азимутального искривления производят изменением величины углубления скважины при фиксированном положении бурильной колонны в горизонтальной плоскости, изменением угла поворота бурильной колонны юсле каждого углубления.

Использование способа направленного

Компановка нижней части бурильной колонны расположена в направляющем участке ствола скважины, состоящий из долота 1, калибратора 2, забойного двигателя

3; диамагнитных труб 4 и стальных труб 5.

При отсутствии вращения долота и создания осевой нагрузки, вызывающей потерк прямолинейной устойчивости, точка касания бурильной колонны (К) располагается на нижней стенке ствола скважины, а нижняя часть бурильной колонны в направляющем участке является естественным отклонителем и плоскость действия его совпадает с азимутом искривления скважины Л, При . вращении долота по движению часовой стрелки под действием реактивного момента точка касания бурильной колонны (К) перемещается против движения часовой стрелки, вправо от азимута скважины Л, в точку

К,„а плоскость действия естественного отклонителя устанавливается влево от азимута скважины. Эта точка касания К4 есть точка устойчивого положения естественного отклонителя в процессе бурения.

Если необходимо увеличить азимут направленной скважины (вправо от начального значения) осуществляют поворот бурильной колонны по движению часовой стрелки на угол

Ф„ = (М -135") + ++ ф-„ с последующим стопорением ротора, где tg — угол поворота бурильной колонны, град; ф1 — угол закручивания бурильной колон. ны от реактивного момента гурбобура на длине от долота до точки касания, град;

%" — угол, учитывающий влияние геологических факторов на азимутальное искривление, град.

При повороте бурильной колонны по движению часовой стрелки на угол <уточка касания К перемещается влево от азимута скважины Ас в точку К Плоскость действия естественного отклонителя при этом

4 направлена по азимуту Л, вправо от началь ного .значения азимута скважины А, что приводит, к увеличению величины азимута.

Под действием нормальной оставляющей веса нижней части бурильной колонны и реактивного момента забойного двигателя при углублении точка касания естественного отклонителя К 4 возвращается в точку устойчивого положения К>. Поэтому для изменения ази мута после ка ждого углубления скВажины на 0,1--! м производят поворачивание бурильной колонны и стопорение ее в горизонтальной плоскости r помощью ротора.

Если необходимо уменьшить азимут сква« жины {влево от начального значения) бузо

4а

5(55 бурения скважины исключает работы по сборке и разборке компановки с отклонителем и ориентированию, предупреждает образование резких перегибов ствола скважины, а следовательно, уменьшает вероятность возникновения аварий и осложнений, улучшает технические показатели бурения — повышает механическую скорость и проходку на долото, выполняет проектную траекторию ствола в пределах допуска.

Формула изобретения

Способ направленного бурения скважин, включающий приложение осевой нагрузки на долото, вызывающей потерю продольной устойчивости низа бурильной колонны и регулирование траектории ствола за счет изменения азимута, отличающийся тем, что с целью обеспечения возможности, регулирования траектории ствола при турбинном бурении, изменение азимута осуществляют путем поворота бурильной колонны на угол

l — 180 в сторону вращения долота для увеличения азимута и противоположную для уменьшения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Инструкция по бурению наклонно-направленных скважин ВНИИБПИ. М., 1966, с, 13 — 17.

2. Калинин А; Г. Искривление буровых скважин М., Гостоатехиздат, 1963, с. 243—

247.

Составнтелв " - л K ppeê îð С- Конан нноселъсннВ

Text@ А ио"на д нсное релактор М. Хаим Тнраа Ы7

3а,,аа 6823 45 н ноин рета СССР

BHHHflH r Ó Ð" „ 1 . oTalwTlla по д н9 Р" 7.. -6., а 4/5 й1оснва, Ж вЂ” " a. дроентнан, „„.„ат . .-"р.а

@нлнал П