Учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ на телеметрическом тренажере

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин

 

 

 

 

УФА

Учебно-методическое пособие к выполнению лабораторных работ на телеметрическом тренажере по дисциплине «Технология бурения нефтяных и газовых скважин» предназначено для студентов направления подготовки дипломированных специалистов 130500 «Нефтегазовое дело» по специальности 130504 «Бурение нефтяных и газовых скважин», а также для бакалавров и магистров направления подготовки 131000 «Нефтегазовое дело».

Для просмотра настоящего пособия в электронном виде необходимы установленные на компьютере текстовый редактор «Word-2007» и проигрыватель «Windows Media Player». Для проигрывания видеоклипа, ссылка на который содержится в пособии, следует дважды щелкнуть левой клавишей мыши по рисунку с подписью «Клип 1». В появившемся запросе системы следует указать файл клипа, находящийся в одной папке с пособием. Клип можно также воспроизвести любым из проигрывателей отдельно от пособия.

В пособии описаны общие принципы и особенности работы различных телеметрических систем. Описана методика настройки телеметрической системы и забойное ориентирование с ее помощью.

 

Авторы: Р.А. Исмаков, д.т.н., зав. кафедрой БНГС

              В.П. Матюшин, ассистент кафедры БНГС

              А.Р. Яхин, аспирант, уч. мастер кафедры БНГС

 

Рецензент: Л.М. Левинсон, к.т.н., доцент кафедры БНГС

 

© ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2011

 

ВВЕДЕНИЕ

По величине отклонения ствола скважины от вертикали, проходящей через ее устье, скважины делятся на две группы: условно-вертикальные и наклонные. Отклонение оси условно-вертикальной скважины от вертикали составляет небольшую величину (до 2–3°), отклонение наклонных скважин может составлять величину 45°, 60° и более. В настоящее время, в связи с развитием кустового метода бурения, практически все эксплуатационные скважины являются наклонно-направленными, т.е. проект их проводки предусматривает вполне определенную геометрию ствола, соответствующие технологию и технические средства проходки и контроля геометрии ствола.

Для сопоставления фактических координат ствола скважины с проектными периодически, по окончании бурения определенного интервала, производятся инклинометрические работы, т.е. замер зенитного и азимутального углов ствола скважины с помощью специальных приборов, – инклинометров. Инклинометрические работы требуют остановки бурения и, зачастую, подъема инструмента из скважины, что отнимает значительное время.

Участки набора зенитного угла в проектном направлении в обычных наклонно-направленных скважинах разбуриваются бурильным инструментом с направленной отклоняющей компоновкой низа бурильной колонны (КНБК). Такая компоновка включает в себя долото, забойный двигатель со шпинделем-отклонителем (либо забойный двигатель-отклонитель) и опорно-центрирующие элементы (не всегда), – калибраторы, центраторы, стабилизаторы. Вместо упомянутого типа забойных двигателей может быть применен прямой забойный двигатель, к которому сверху присоединен т.н. «кривой переводник» (переводник, оси резьбы ниппеля и муфты которого скошены по отношению друг к другу, соответственно, скошены и упорные торцы). Обычно угол перекоса шпинделя (или кривого переводника) составляет не более 2÷3°.

Направление перекоса осей называется направлением действия отклонителя. Именно в этом направлении происходит искривление оси ствола скважины при бурении с помощью направленной КНБК. В связи с этим возникает необходимость определенным образом ориентировать направленную отклоняющую КНБК в стволе скважины, поэтому такая компоновка называется ориентируемой.

(Существуют также системы для управляемого роторного бурения, например, PowerDrive, но они дороги, в России широко не производятся и применяются редко, хотя данное направление быстро развивается).

Как уже было сказано, направленные КНБК должны быть определенным образом ориентированы в стволе скважины, что называется забойным ориентированием.

С помощью инклинометров и магнитных переводников (либо приборов инклинометрического типа) возможно забойное ориентирование только при остановленном бурении. Ввиду большой неопределенности угла закручивания колонны реактивным моментом от долота, после начала бурения направление действия отклоняющей компоновки может сильно отличаться от проектного, вследствие чего потребуются дополнительные затраты времени на коррекцию траектории ствола. Поэтому весьма желателен непрерывный, в режиме реального времени, контроль направления действия отклоняющей направленной КНБК при проходке интервалов набора зенитного угла, а также интервалов коррекции направления проходки (если коррекция потребуется).

Такую возможность дают телеметрические системы. Непосредственно во время бурения их датчики замеряют и передают на поверхность (непрерывно или каждые несколько минут/десятков минут) текущее направление действия отклоняющей КНБК, т.е. угол установки отклонителя относительно сторон света либо относительно апсидальной плоскости. Кроме того, при кратковременных остановках бурения скважинные датчики телеметрических систем замеряют также азимут и зенитный угол ствола скважины.