Стационарные клиновые отклонители

Технические средства для искусственного искривления скважин в любом заданном направлении

При выполнении работ по искусственному искривлению скважин применяются:

- отклонители;

- технологические снаряды;

- ориентаторы.

Отклонители предназначены для отклонения ствола скважины с естественного или искусственного забоя и разделяются на три основные группы:

- стационарные клиновые;

- извлекаемые (съемные) клиновые;

- непрерывного действия (ОНД).

Технологические снаряды – буровые компоновки, предназначенные для реализации отдельных операций цикла искусственного искривления скважины: подготовки забоя скважины для постановки отклонителя, устранения резкого перегиба ствола скважины (снаряды- фрезеры, снаряды плавного искривления) и др.

Ориентаторы –приборы или механизмы для ориентирования отклонителей.

Стационарные клиновые отклонители

Стационарный клиновой отклонитель, или стационарный клин – отклонитель с отклоняющим узлом в виде направляющего ложка и отбурочным набором. Используется только для одного искривления и из скважины после искривления не извлекается.

Угол скоса ложка клина определяется размерами ложка: его диаметром d _к идлиной l _к

(9.2)

Основной элемент стационарного клина – ложок клина. Он имеет желоб, вытянутый вдоль оси клина со скосом. Угол скоса обычно составляет 1–3º, а длина желоба 1,5 м.

Клинья открытого типа соединяют с колонной бурильных труб для спуска в скважину с помощью заклепок или штифтов, которые при установке клина на забой срезают под действием осевой нагрузки. Осевая нагрузка, достаточная для срезания заклепок или штифтов, должна быть существенно выше (в 1,5 раза) усилия, необходимого для срабатывания распорногомеханизма клина, предназначенного для закрепления клина в скважине. После извлечения отсоединенной колонны бурильных труб из скважины такой клин становится открытым, что позволяет применить при операции отклонения буровой инструмент того же диаметра, что и диаметр ствола в месте установки клина.

Закрытый клин в верхней части снабжен переходником в виде кольца или патрубка, с помощью которого он соединяется с колонной бурильных труб при спуске в скважину. Использование соединительного кольца уменьшает диаметр забуриваемой от клина скважины.

Стационарные клинья применяются в основном для решения задач по забуриванию дополнительных стволов при бурении многоствольных скважин и обходе аварийных интервалов.

Для искривления скважин используют серийно выпускаемые клинья открытого типа КОС [16].

При отсутствии стационарного клина в случае необходимости экстренного обхода аварийного интервала стационарный клин можно изготовить из обсадной трубы.

В этом случае рассчитывают длину ложка клина по зависимости

(9.3)

где D _т – диаметр трубы, м;

α_л – угол скоса ложка, градус.

Угол скоса ложка клина выбирают в пределах 1–4 º в зависимости от твердости горных пород. Меньшее его значение соответствует более твердой горной породе.

На рис. 9.7 приведены схемы, поясняющие процесс изготовления стационарного клина из обсадной трубы.

В соответствии с разметкой трубу разрезают и отделенную меньшую часть трубы приваривают к вырезу другой части, повернув относительно оси на 180º .

Срезные штифты, которыми крепятся между собой клин и установочный патрубок, срезаются при установке клина в скважину под действием осевого усилия Р_ос. Диаметр d срезных штифтов можно определить по зависимости

(9.4)

где σ_ср – предел прочности стали на срез, Па.

Закрепление клина, изготовленного из обсадной трубы, в скважине производится, как правило, с помощью цементного раствора.