Двунаклонный корпус с U- соединением

Этот тип искривлённых двигателей был разработан фирмой "Кристенсен". В отличие от одного изгиба в корпусе двигателя ВЗД, U-образный корпус такого типа моторов имеет один изгиб в одном направлении и, второй - в обратном. В зависимости от размеров двигателя и желаемой скорости набора угла, углы наклона изменяются от 0,13 до 0,78 град. Небольшой угол наклона установки долота обеспечивает минимальную эксцентричность долота относительно колонны. Ствол скважины получается чуть-чуть шире долота. На корпус подшипников устанавливается увеличенный стабилизатор (см. рис. 4.12). Этот стабилизатор может быть как интегральным, так и втулочного типа.

Из - за отсутствия возможности регулировки узла установки углов и непредсказуемости поведения в некоторых ситуациях, эти ВЗД двигатели вытесняются искривлёнными двигателями.

КНБК с искривлёнными двигателями

Кое-что из тех же самых принципов, обсуждаемых в главе 10 (роторные КНБК), применимо к КНБК с искривлёнными двигателями. Здесь мы будем рассматривать случай искривлённого ВЗД.

Рассмотрим пример зарезки от вертикали. Скважина планируется таким образом, что сразу набирается максимальный угол и секция с постоянным углом наклона бурится до следующей точки обсаживания. Целью применения искривлённой КНБК является зарезка и набор максимального угла в желаемом направлении. Это, в основном, делается в ориентационном (скользящем) режиме. При достижении максимального угла, колонну вращают с небольшой скоростью (30 - 60 об/мин). В идеале, на участке постоянного наклона, при помощи искривлённой КНБК можно добиться того, что на долото не будут действовать боковые силы. Таким образом, после максимального набора угла нужно будет выполнить лишь несколько корректировок.

Рис. 4.13 Рис. 4.14

Оценка кривизны

Ожидаемая кривизна вычисляется для конкретного типа двигателя, его размеров, угла установки кривизны корпуса.

В случаях, когда необходимая информация не доступна, характеристики способности набора угла могут быть оценены с хорошей точностью при помощи формулы:

L - расстояние от долота до верхней втулки стабилизатора..

Замечание: эта формула верна только лишь для набора угла. При потере угла расчет не верен.

Ожидаемая скорость набора угла обычно предоставляется заводом - изготовителем двигателей. Анадрилл применяет расчет, основанный на параметрах трех точек. Долото- первая точка контакта. Второй точкой контакта является стабилизатор на корпусе шпинделя. Третьей точкой контакта обычно считают первый стабилизатор выше двигателя. Максимальный угол набора происходит, когда бурение на 100% осуществляется не в роторном режиме. При этом предполагается, что ствол - калиброван. Характеристики пород влияют на степень влияния искривлённой КНБК при наборе угла.

На рис. 4.14 приведены результаты оценки кривизны для типичных КНБК с искривлёнными двигателями PowerPak. На рис. 4.15 показана типичная искривлённая КНБК. Основные выводы относительно искривлённых КНБК могут быть следующие:

Интенсивность набора угла град/10м

L1 = 5.85 м D1 - 5.85 м 100% скольжения 8.888

L2 = 1.425 м D2 = 1.425 м 80% скольжения 7.109

L3 == 1.275 м Угол = 45° 60% скольжения 5.331

Средний наружный Удельный вес 40% скольжения 3.554

диаметр = 204 мм раствора =102 20% скольжения 1.777

Средний внутренний Диаметр

диаметр =145 мм скважины = 311 мм

1. По мере увеличения угла искривления двигателя, боковые силы, действующие на долото возрастают. Становится трудней работать в режиме скольжения. В роторном режиме вращение так же затрудняется. На двигатель возрастают нагрузки. Для обычных направленных скважин угол больше чем 1,5° не является необходимым и не может быть рекомендован.

2. Стабилизатор двигателя выпускается увеличенным по отношению к калибратору. Обычно он больше на 1/8" для размеров ствола 12 1/4". При еще больших размерах ствола, увеличение стабилизатора еще больше (1/4").

Важно отметить, что проверка диаметра стабилизатора двигателя должна проводиться при каждом подъеме, особенно при работе в твердых, абразивных формациях. В двигателях Анадрилла стабилизаторы, за редким исключением, - втулочного типа и их возможно заменять на буровой. Некоторые двигатели выполняются с интегральными стабилизаторами. Во всех случаях, если стабилизатор двигателя изношен (скажем больше чем 1/16" от увеличения для ствола размером 12 1/4" и менее), втулку (или двигатель) нужно заменить. В противном случае, в роторном режиме угол будет потерян.

3. Если в самой верхней части КНБК отсутствует стабилизатор, то происходит следующее:

• Скорость набора угла возрастает.

• Кривизна при наборе угла становится непредсказуемой.

• Предсказуемость кривизны при потере угла - уменьшается.

• В роторном режиме угол, скорей всего, увеличится.

4. Чем больше верхний стабилизатор соответствует своему (увеличенному) размеру и чем короче расстояние между ним и двигателем, тем больше кривизна при потере угла.

5. Верхний стабилизатор всегда увеличен по крайней мере на 1/8" больше калибратора. Его размер никогда не должен быть больше стабилизатора двигателя.

6. Уменьшение диаметра верхнего стабилизатора имеет тот же самый эффект, что и при первоначальном его размере и увеличении расстояния между ним и двигателем.

7. Старайтесь выдерживать первоначальный угол искривления двигателя по крайней мере на протяжении 80% времени набора угла. В противном случае, кривизна, полученная с новым углом искривления окажется больше ожидаемой.

8. Выбирайте КНБК (особенно калибратор и расположение верхнего стабилизатора) так, чтобы на ориентацию не тратилось больше 20% от времени бурения. Скорость проходки в скользящем режиме меньше, чем в роторном. При увеличении трения на стенках ствола, потеря времени на ориентацию возрастает. Стремитесь свести его к минимуму.

9. Правильно выбирайте долото. Время работы долота и скорость проходки являются очень важными в направленном бурении.

10. Опыт, полученный при бурении реальных скважин, дает надежду на разработку точно настраиваемых КНБК в будущем.