Общие сведения о комплексе навигации и управления бурением

Проект строительства подразумевает строго заданную траекторию каждой скважины, с попаданием этой скважины на заданной глубине в радиус до 50 метров. Длина ствола скважины может достигать и 5 км. Управляя процессом бурения, используют исключительно турбобуры. Последняя секция буровой колонны имеет искривление («кривой переводник»). В зависимости от того, куда повернута вся буровая колонна, в какую сторону смотрит кривой переводник, и будет изменяться траектория ствола скважины.

На очень небольшой глубине (несколько сотен метров), когда колонну ещё можно считать жесткой, о направлении кривого переводника можно судить непосредственно по положению колонны в устье скважины, однако с набором глубины, буровая колонна становится гибкой пружиной, закрученной реактивным моментом от турбобура неизвестно на какой угол. В связи с этим узнать направление кривого переводника по положению трубы на поверхности невозможно. В этом случае, при бурении для набора параметра скважины, для искривления её используются забойные инклинометрические телесистемы (ЗИС или ЗТСИ). Эти системы предназначены для оперативного информационного обеспечения технологов о текущем положении бурового инструмента в скважине. Передают наверх эти системы как минимум 3 угла: зенит (отклонение от вертикали), азимута (отклонения от направления на север), отклонитель. Для того, чтобы знать текущее положение турбобура в пространстве достаточно зенита и азимута (зависимость этих углов во времени) и зависимость во времени длины ствола. Третий угол нужен для управления положением кривого переводника, называется он отклонителем и показывает угол кривого переводника относительно оси колонны.

Помимо трех параметров забойная инклинометрическая система передаёт наверх информацию о частоте вращения турбины генератора (в какой-то степени это частота вращения турбобура). Это необходимо для контроля целостности буровой колонны. Может передавать информацию о сопротивлении породы и радиоактивном излучении этой породы, что используется при вскрытии продуктивных пластов, если они достаточно толстые.

Забойная телесистема является технологическим средством, не средством измерения. Связано это прежде всего с влиянием намагниченности бурового инструмента буровой колонны, особенно если бурение происходит в направлении с юга на север или с севера на юг. Несмотря на немагнитные вставки, ошибки определения азимута из-за влияния железа компоновки существуют, поэтому периодически буровая колонна поднимается наверх, а в скважину спускается геофизический прибор, который является сертифицированным средством измерения и точную информацию дают именно геофизики. Далее при бурении поправки на отклонении азимута, полученные от геофизиков, некоторое время можно считать постоянными и данные от телесистемы правдивыми, потом процесс повторяется. Современные телесистемы, использующие твердотельные трехкомпонентные акселерометры и феррозонды позволяют устранить ошибки от намагниченности и бурить всю скважину за один проход, не поднимая бурового инструмента. Если требуется не изменять направление ствола, продолжать бурить в том же направлении, а подъем бурового инструмента не производится, чтобы заменить кривой переводник на прямую компоновку, используется бурение с кривой компоновкой, но с постоянным проворотом всей буровой колонны (получается турбинно-роторное бурение).