Анализ условий забуривания нового направления скважины в твердых горных породах съемным отклоняющим комплексом

Abstract

Актуальность. В настоящее время в практике геологоразведочных работ при необходимости корректировки направления проведения скважин главным образом используются отклонители непрерывного действия. Однако их применение сопряжено с определенными сложностями. Затраты времени на спускоподъемные операции, связанные с необходимостью подготовки скважины к искривлению, спуска отклонителя, проработки интервала искривления и т. д., значительны и непроизводительны. Формируемая кривизна скважины со значениями интенсивности от 1,5 град/м даже после проработки интервала специальными снарядами приводит к риску образования значительных перегибов колонны и потенциальным аварийным ситуациям, в особенности при применении снаряда со съемным керноприемником, ввиду невозможности его использования в скважинах, имеющих интенсивность искривления более 0,1-0,3 град/м. Конструктивные особенности отклонителей и ориентирующих устройств предопределяют сложности с корректной постановкой и надежным закреплением устройств на забое, нередки случаи отклонения плоскости набора кривизны от проектной. Принимая во внимание вышесказанное, разработка специального технического средства, позволяющего с высокой точностью и умеренной интенсивностью кривизны производить оперативную корректировку направления проведения скважин без подъема буровой колонны с применением комплекса снаряда со съемным керноприемником является актуальной и требующей решения задачей. Цель: оценка силового воздействия на породоразрушающий инструмент при формировании нового направления ствола скважины съемным отклоняющим комплексом; оценка влияния бокового вооружения алмазного инструмента на траекторию забуриваемого ствола скважины; обоснование оптимального расположения вооружения на периферии алмазного породоразрушающего инструмента. Объект: механизм формирования нового направления проведения скважины при фрезеровании её стенки. Методы: сбор, анализ и обобщение информации о работе отклонителей непрерывного действия, аналитические исследования силового взаимодействия в призабойной зоне при формировании нового направления проведения скважин фрезерованием её стенки. Результаты. Приведена оценка временных затрат на непроизводительные технологические операции при корректировке направления проведения скважин с использованием отклонителей непрерывного действия и съемным отклоняющим комплексом; приведена зависимость формируемого отклоняющего усилия при использовании съемного отклоняющего комплекса от физико-механических и геометрических характеристик инструмента, свойств горных пород; приведена зависимость для определения оптимального угла наклона алмазосодержащих штабиков для компенсирования дезориентирующего усилия при фрезеровании стенки скважины алмазным породоразрушающим инструментом

Relevance. Currently, in the practice of geological exploration, if the adjustments to well direction is required, the continuous action deflectors are mainly used. However, their application is fraught with certain difficulties. The time spent on lifting operations associated with the need to prepare the well for curvature, deflector descent, study of the curvature interval, etc. are significant and unproductive. The formed curvature of the well with intensity values from 1.5 degrees/m, even after working through the interval with special projectiles, leads to the risk of significant column bends and potential emergencies, especially when using a projectile with a removable core receiver, due to the impossibility of its use in wells with a curvature intensity of more than 0.1-0.3 degrees/m. The design features of the deflectors and orienting devices determine the difficulties with the correct setting and reliable fixing of the devices on the face, there are frequent cases of deviation of the curvature set plane from the design one. Taking into account the above, the development of a special technical tool that allows with high accuracy and moderate intensity of curvature making operational adjustments to the direction of wells without lifting the drilling column using the removable core receiver complex is an urgent and demanding task. Aim. To assess the force effect on the rock-cutting tool during the formation of a new direction of the borehole by a removable deflecting complex; assess the influence of the side armament of the diamond tool on the trajectory of the drilled borehole; justify the optimal location of the armament on the periphery of the diamond rock-cutting tool. Object. Mechanism of formation of a new well direction during milling its wall. Methods. Collection, analysis and generalization of information about the operation of continuous action deflectors, analytical studies of force interaction in the bottomhole zone when forming a new direction of wells by milling its wall. Results. The paper introduces the estimate of the time spent on unproductive technological operations when adjusting the direction of wells using continuous action deflectors and a removable deflecting complex. The authors have described the dependence of the formed deflecting force when using a removable deflecting complex on the physico-mechanical and geometric characteristics of the tool, properties of rocks. The paper introduces the dependence to determine the optimal angle of inclination of diamond-cutting stacks to compensate the disorienting force when milling the well wall with a diamond rock-cutting tool