Kontrola trajektorii odwiertu

• Kontrola szybkości zmiany nachylenia (szybkość budowania/upuszczania):Wymaga to odpowiednio zaprojektowanego zespołu-odwiertu dennego (BHA), który zarządza szybkością, z jaką kąt odwiertu rośnie (budowa) lub maleje (spadek).
• Kontrola szybkości zmiany azymutu (szybkości obrotu):Wymaga to specjalnie zaprojektowanych narzędzi wiertniczych (takich jak silniki z wygiętą obudową lub systemy obrotowego sterowania), które kontrolują prędkość, z jaką kierunek odwiertu zmienia się w lewo lub w prawo.
• Kontrola ciężaru wiertła (WOB) i siły formowania:Właściwy wybór i zarządzanie WOB kontroluje szybkość penetracji wiertła (ROP) i wielkość sił reakcji formacji, bezpośrednio wpływając na krzywiznę odwiertu (silność dogleg).

Aby osiągnąć powyższe cele kontrolne, w konwencjonalnych operacjach wierceń kierunkowych powszechnie stosuje się następujące narzędzia.

1. Suborientacja (subkierunkowość)

Istnieją dwa główne typy:

• Podrzędna orientacja bezpośrednia:Stosowany z silnikami wyporowymi (PDM) z wygiętą obudową.
• Podstawka orientacji wygiętej:Używany z-prostymi urządzeniami PDM. Ten okręt podrzędny ma konstrukcyjny kąt zgięcia (λ), aby zapewnić powierzchnię narzędzia niezbędną do sterowania.
• Struktura:Obydwa typy posiadają obudowę, tuleję centrującą, wpust orientacyjny (do wyrównania powierzchni narzędzia z silnikiem) i śruby ustalające. Wersja wygięta ma wbudowany-kąt zgięcia.

2. Nie-magnetyczna kołnierz wiertniczy (NMDC)

• Funkcjonować:Chroni magnetyczne przyrządy pomiarowe (np. magnetometry MWD) przed zakłóceniami magnetycznymi stalowego przewodu wiertniczego, zapewniając dokładne pomiary azymutu. Zapewnia również obciążenie wiertła, podobnie jak standardowy kołnierz wiertarski.
• Przybory:Typowe materiały obejmują stop monelu (miedź-nikiel-chrom), chrom-stop niklu, austenityczny stop chromu-manganu, miedź berylowa, nie-magnetyczną stal SMFI i krajową stal manganową-chromową-niklową.
• Wybór długości:Określane na podstawie map natężenia pola geomagnetycznego. Regiony o wyższym natężeniu pola magnetycznego wymagają dłuższych NMDC, aby skutecznie izolować zakłócenia.
• Kontrola i użytkowanie:Prostoliniowość (mniejsza lub równa 2 mm/m, łącznie mniejsza lub równa 5 mm), limity wad powierzchni, gładkie powierzchnie gwintu, właściwy-moment dokręcania (większy lub równy określonemu minimum) oraz coroczne kontrole względnej przenikalności magnetycznej i jednorodności magnetycznej zgodnie z normami (np. SY5145-86).

3. Ciężka rura wiertnicza (HWDP)

Używany na dole BHA do zastąpienia niektórych kołnierzy wiertniczych. Do jego zalet w wierceniu kierunkowym zalicza się:

• Zmniejszona powierzchnia styku ze ścianą otworu wiertniczego, minimalizująca tarcie i moment obrotowy.
• Poprawiona zdolność poślizgu (przy użyciu silnika błotnego bez obracania rury).
• Zwiększone bezpieczeństwo w odwiercie.
• Służy jako przejście pomiędzy kołnierzami wiertniczymi a standardową rurą wiertniczą, łagodząc zmiany sztywności.

4. Stabilizator (Centralizator)

Funkcje w wierceniu kierunkowym:

• Jako punkt podparcia:Podczas budowania lub upuszczania zespołów zmiana położenia stabilizatora zmienia mechaniczne zachowanie BHA, kontrolując trajektorię.
• Zwiększanie sztywności:W przypadku zespołów mocujących zmniejszenie odległości między wiertłem a stabilizatorem powoduje utworzenie sztywniejszego BHA, który jest odporny na zmiany nachylenia i azymutu.
• Rozwiercanie i kondycjonowanie:Wygładza nierówności otworów wiertniczych, zmniejszając ryzyko osadzenia kluczy i innych problemów.
• Kontrola:Pomiary średnicy zewnętrznej na wejściu i wyjściu, kontrola zużycia (zużycie zewnętrzne mniejsze lub równe 2 mm) i prawidłowe umiejscowienie mają kluczowe znaczenie.

5. Wycieraczka kluczyka (łamacz kluczyka)

Geometrycznie podobny do stabilizatora spiralnego, ale z mniejszą średnicą zewnętrzną (większą niż kołnierze wiertnicze, ale mniejszą niż pełny stabilizator). Jego górne i dolne zwężające się ramiona są napawane węglikiem wolframu do cięcia i rozwiercania.

Aplikacje:

• Dedykowany demontaż gniazda kluczyka BHA:Bit + małe-obroże OD (50-60 m) + wycieraczka do kluczyka + słoik + HWDP. W przypadku dłuższych miejsc na klucze można dodać elastyczny subwoofer.
• Podczas wiercenia:Uruchom wycieraczkę gniazda kluczyka w ramach BHA w sekcjach konstrukcyjnych, wykonując ruch posuwisto-zwrotny przez znane zaczepy, aby zapobiec tworzeniu się gniazda kluczyka.
• Działanie:Podczas docierania powolne opadanie powyżej głębokości gniazda klucza (≈100 m) i rozwiercanie przy bardzo niskim WOB (<49 kN).

6. Zawór pływakowy

Zapobiega odwrotnemu przepływowi płynu wiertniczego (przepływowi wstecznemu) w wyniku uszkodzenia narzędzi do badania odwiertów (np. elektroniki MWD) i zapobiega zatykaniu dysz wiertniczych przez gruz.

7. Łódź podwodna (podwieszana)

Zapewnia bezpieczne i stabilne środowisko do montażu instrumentów MWD. Posiada wysoką-linię boczną na zewnętrznej ściance, służącą do wyrównywania powierzchni czołowej silnika i pomiaru przesunięcia (wartości PRZESUNIĘCIA) pomiędzy MWD a silnikiem. Wewnątrz łodzi wystający klucz służy do zatrzaskiwania MWD.Ostrożność:Jeśli nie korzysta się z MWD, łódź podwodną do lądowania należy zdjąć z ciągu, aby zapobiec wypłukaniu klucza przez duże natężenie przepływu, co mogłoby prowadzić do awarii odwiertu.

8. Słoik (Słoik do wiercenia)

Utrzymuje zrównoważone warunki pracy bitu i BHA. Jego podstawową funkcją jest zapewnienie ostrego uderzenia (w górę lub w dół), aby pomóc uwolnić sznurek, jeśli się zablokuje.

9. Elastyczny sub

Stosowany głównie do ochrony słoika poprzez zapewnienie dodatkowej elastyczności BHA, szczególnie podczas operacji wstrząsowych. Pomaga także zmniejszyć naprężenia zginające w sztywnych zespołach.

Skuteczna kontrola trajektorii odwiertu wymaga systematycznego podejścia: zarządzania zmianami nachylenia, zmianami azymutu i ciężarem-na-świcie przy jednoczesnym wdrażaniu starannie dobranego zestawu narzędzi. Od podkładek orientacyjnych i niemagnetycznych-kołnierzy po stabilizatory, wycieraczki gniazd kluczyków i słoiki – każdy element odgrywa określoną rolę. Zrozumienie tych narzędzi i ich interakcji umożliwia wiertarkom kierunkowym projektowanie skutecznych BHA, minimalizowanie-czasu nieproduktywnego i dokładne prowadzenie odwiertu do celu geologicznego. Aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje, nie wahaj się skontaktować z zespołem Vigor w celu uzyskania bardziej szczegółowych informacji o produkcie.