 |
Список подрисуночных подписей к главе 4
|
|
|
|
| Рис. | Пробка – искусственный забой ПЗ конструкции ВИТРа а – гидропривод: 1 – поршень, 2 – шарик, 3 – корпус, 4 – направляющий шток, 5 – переходник с левой резьбой б – пробка: 6 – конус, 7 – плашки распорные, 8 – шток, 9 – корпус пробки |
| Рис. | Клин стационарный отклоняющий типа КОС конструкции ВИТРа 1 – установочный патрубок, 2 – заклепки, 3 – желоб отклоняющий, 4 – удлинитель, 5,9 – клинья раскрепляющие верхние и нижние, 6,10 – конуса раскрепляющие верхний и нижний, 7 – корпус раскрепляющего устройства, 8 – шток |
| Рис. | Пробка для создания искусственного забоя в скважине (Тул.НИГП) |
| Рис. | Клин стационарный КС («Востказгеологии») а – желоб и раскрепляющее устройство: 1,5 – конусы раскрепляющие, 2 – винт, 3 – планки распорные, 4 – шток, 6 – корпус, 7 – штифт, 8 – желоб, 9 – срезаемые заклепки, 10 – накладка б – отбурочное устройство ОУ: 11 – направляющий шпиндель, 12 – коронка, 13 – центрирующая втулка, 14 – гайка, 15 – переходник центрирующий, 16 – корпус, 17 – винт, 18 – переходник, 19 – патрубок трубы, 20 – фильтр, 21 – шарнир, 22 – бурильная труба |
| Рис. | Клинья стационарные «Сосновгеология» а – клин с двумя узлами раскрепления: 1 – конус, 2 – плашка, 3 – штифт срезной, 4 – втулка, 5 – вал, 6 – удлинитель, 7 – желоб (ложок) отклоняющий б – клин с телескопическим контейнером: 1 – переходник, 2,4,7 – штифты срезные, 3 – желоб клина, 5 – трубные патрубки, 6 – плунжер, 8 – конус распорный, 9 – пробка, 10 – герметизирующий элемент |
| Рис. | Комплекс клиньев стационарных типа Холл-Роу (США) 1 – с подачей цементного раствора, 2-6 – с механическими системами раскрепления |
| Рис. | Клин для повторной перебурки – КПП ВИТРа: 1 – муфта, 2 – гайка, 3 – винт, 4 – переходник, 5 – корпус, 6 – желоб, 7, 10 – клинья распорные, 8 – шпилька, 9 - шпонка |
| Рис. | Клин съемный ОДС В.Р.Бруева 1 – корпус, 2 – набор отбурочный, 3 – желоб, 4 – клин распорный, 5 – пробка деревянная, 6 – штифт, 7 - шпонка |
|
|
|
| Рис. | Технологические снаряды конструкции В.Р.Бруева а. Отбурник конусный для снаряда СНБ-КО, б. Расширитель ступенчатый шарнирный РШС, в. Компоновка жесткая конусная КЖК. |
| Рис. | Конструктивная схема отклонителя ОНД-С-59(46) «Соснов-геология» 1 – долото, 2,3 – нижний и верхний вал, 4 – шлицевой узел, 5 – корпус конусный, 6 – подшипник, 7 – распорник, 8 – втулка, 9 – пружина, 10 – шарнир, 11 – штифт срезной |
| Рис. | Отклонитель бесклиновый скользящий ОБС-76 (59,46) ВИТРа а. Транспортное положение, б. Рабочее положение 1 – ориентирующий переходник, 2 – винт, 3 – вал ведущий, 4,5 – подшипники, 6 – муфта упорная, 7 – пружины, 8,11 – верхний и нижний полуклинья, 9 – плашка распорная, 10 – ролики, 12 – зуб блокировочный, 13 – пружина возвратная, 14,15 – шлицевые муфты, 16,17 – шарниры, 18 – ограничительные накладки, 19 – нижний вал, 20 – сместитель, 21 – отклонитель, 22 – переходник, 23 - долото |
| Рис. | Компоновка для проработки интервала искусственного искривления КПИ – 76 (59, 46) конструкции ВИТР а – с отбором керна б – для набора кривизны, конусная 1 – долото (коронка), 2 – труба колонковая, 3,6 – труба бурильная, 4 – калибратор, 5 – патрубок жесткий, 7 – труба конусная, жесткая |
| Рис. | Калибратор алмазный для направленного бурения КАНБ-76 (59,46) конструкции ВИТРа 1 – корпус, 2,3 – кольца алмазные, 4 – кольцо упорное |
| Рис. | Конструктивная схема отклонителя гидравлического ОГМ КазИМСа 1 – корпус, 2 – вал, 3 – клапан-дроссель, 4 – муфта, 5 – камера резиновая, 6 – плашка распорная, 7 – ограничитель, 8 – накладка, 9 – упорный подшипник, 10 – уплотнитель резиновый |
| Рис. | Компоновка многофункциональная МФК-76 КазИМС (схема) 1 – долото, 2 – дроссель, 3 – отклонитель, 4,5 – переходник и труба немагнитные, 6 – инклинометр, 7 – труба бурильная диаметром 42 мм, 8 – ориентатор забойный ОМ-73 |
| Рис. | Отклонитель колонковый гидравлический ОКГ-76 конструкции ВИТР 1 – переходник ориентирующий, 2 – крышка, 3,19,25 – пе-реходники,4,16 – блокировочная и шлицевая муфты, 5 – поршень, 6 – корпус, 7 – вал, 8,10 – возрастная и пластинчатая пружины, 9 – полуклин верхний, 11 – плашка, 12 – ролик, 13 – упор, 14,24 –подшипники, 15 – дроссель, 17 – гайка нажимная, 18 – труба керноприемная, 20 – шарнир, 21 – наконечник конусный, 22 – корпус подшипников конусный, 23 – вал нижний |
| Рис. | Схемы установки отклонителей относительно апсидальной плоскости ствола скважины (по С.С.Сулакшину) |
| Рис. | Графоаналитический способ определения параметров искусственного искривления скважины. |
| Рис. | Прибор определения угла установки отклонителя ПУ-2 ЗабНИИ 1 – корпус, 2 – круговая канавка, 3 – шкала, 4 – оргстекло, 5 – установочная вилка, 6,7 – винты, 8 - шарик |
| Рис. | Схема прохождения информации при использовании ориентирующих приборов (индикаторов) для ориентации искусственных отклонителей (по Ю.Т.Морозову) |
| Рис. | Комплект ориентирующего прибора ОБ-13 конструкции ВИТРа 1 – пульт, 2 – скважинный ориентатор, 3 – устройство для поверки, 4 – счетчик глубины, 5 - лебедка |
| Рис. | Скважинный ориентатор прибора «КУРС» 1 – кабельный ввод, 2 – защитная гильза, 3 – коммутационный блок, 4 – корпус, 5 – электромагнит, 6 – подвижный сердечник, 7 – пружина, 8 – штоки, 9, 15 – агатовые подпятники, 10 – груз контактный, 11 – щетки, 12 – диэлектрическое кольцо с переменным сопротивлением, 13 – измерительный узел, 14 – эксцентричный грузик, 16 – узел вибратора, 17 – наковальня, 18 – втяжной электромагнит, 19 – фиксатор-ловитель |
| Рис. | Ориентатор УШО-15 КазИМС 1 – кабель, 2 – трубка уплотнительная, 3 – наголовник, 4 – корпус, 5 – кольцо уплотнительное, 6 – шайба, 7 –ниппель, 8 – колодка, 9 – диод, 10 – контактные пластины, 11 – стержень, 12 – кожух, 13 – переходник, 1 4 – контргайка, 15 – наконечник-ловитель |
| Рис. | Принцип работы оптоэлектронного преобразователя в проходящем (а) и отраженном (б) свете 1 – источник света, 2 – оптический элемент (маска, пузырек), 3 – приемник света, 4 - отражатель |
| Рис. | Схема (принципиальная) оптоэлектронного ориентатора типа ОБ-13 ВИТРа 1 – трансформатор, 2 – наземный пульт, 3 – скважинный прибор (1¢-3¢ - контакты переключателя), 4 – усилитель, 5 – приемник света (фотосопротивление), 6 – оптическая маска, 7 – источник света |
| Рис. | Ориентатор ОНК-1 (ДГО ИМР): I – разрез датчика ориентатора; II – принципиальная схема работы. 1 – основание, 2 – диоды, 3 – крышки, 4 – шарик, 5 – лимб, 6 – винт, 7 – контакт, 8 – вал, 9 – вал отклонителя, 10 – переходник, 11 – изолятор, 12 – скользящий контакт, 13 – датчик, 14 – контактная игла, 15 – изолятор, 16 – штырь, 17 – лебедка, 18 – штифт, 19 – уплотнения, 20 – шайба, 21 – пружина, 22 – микроамперметры |
| Рис. | Конструктивная ориентирующая схема отклоняющего комплекса типа «Кедр». I – распорно-отклоняющий блок; II – ориентирующе-регистрационный блок; III – шлицевой блок I. 1 – нижний подшипниковый узел, 2 – узел перекоса-ориентирующий переходник, 3 – вал-ротор, 4 – распорный узел, 5 – узел установки; II. 6 – узел блокировки, 7 – механизм ориентирования, 8 – статорная пружина, 9 – верхний подшипниковый узел и контрольное устройство, 10 – верхний вал; III. 11 – составной шлицевой вал, 12 – роторная пружина, 13 – крышка с разделительным кольцом |
| Рис. | Дебалансный гидравлический ориентатор ДГО-1-ТПИ 1 – цилиндр, 2 – уплотнительные кольца, 3 – пружина, 4, 11 – гайки, 5 – поршень, 6, 9 – втулки, 7 – гайка, 8 – уплотнение, 10 – подшипники, 12 – масленка, 13 – дебаланс, 14 – труба, 15 – центрирующая втулка, 16, 19 – винты, 17 – ловитель, 18 – отверстия, 20 – манжеты, 21 – нижний цилиндр, 22 – шток, 23 – штифт, 2, 24 – кольца уплотнительные, 25 – шарик, 26 – направляющая и 27 – распорная втулки, 28 – контргайка |
| Рис. | а. Гидравлический сигнализатор «Севкавгеологии» 1, 9 – переходники, 2, 7 – подшипники, 3 – дебаланс, 4 – корпус, 5 – шарик, 6 – подпятник, 8 – шарикосборник б. Гидравлический шариковый сигнализатор ОГШ-3а 1, 14 – переходники, 2 – корпус, 3 – поршень, 4 – отверстие, 5 – цилиндр, 6, 12 – сильфоны, 7 – сердечник, 8 – шарик, 9 – втулка, 10 – паз, 11 – пружина, 13 - отверстие |
| Рис. | Сферический чувствительный элемент автономного одноточечного инклинометра ИОК-42 ВИТРа 1 – магниты, 2 – картушка компосная (азимутов) 3,4 – керн, подпятник, 5 – отвес со шкалой зенитных углов, 6 – пружина, 7 – втулка, 8 – керн картушки, 9 – рамка апендальная, 10 – стакан из оргстекла, 11 – основание (дно) картушки, 12 - подпятник |
| Рис. | Схема кинематическая инклинометра ИОК-42 конструкции ВИТР 1 – электродвигатель, 2 – муфта сцепления, 3 – винтовая пара, 4 – кулиса, 5 - уравнительная пружина, 6 – компенсационная пружина, 7 – фиксатор, 8 – подвижная вилка, 9 – измерительная сфера, 10 – фрагмент защитного колпачка |
| Рис. | Измерительный узел (0-900) инклинометра МИ-30У «Востказгеологии» 1 – кремневые опоры, 2 – штифт, 3 – корпус, 4 – буссоль магнитная, 5 – пружина буссоли, 6 – пружины угломера, 7 – винт крепежный, 8 – угломер (зенитных углов), 9 – плоская пружина, 10 – траверса, 11 – ось-фиксатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Рис. | Структурная схема инклинометра МТ-1-40 |
| Рис. | Автономный многоточечный фотоинклинометр МТ-1-40 конструкции ВИТР 1 – чувствительный элемент, 2 – фотокамера, 3 – механизм перемотки фотопленки, 4 – программный блок, 5 – электромагнит, 6 – датчик ускорений, 7 – датчик временных интервалов, 8 – блок питания |
| Рис. | Чувствительный элемент фотоинклинометра МТ-1-40 1 – компенсатор давления, 2 – вал вращения с подшипниками 11, 3 – аксидальная рамка эксцентричная, 4 – маятник, 9,10 – керны, 6 – картушка азимутальная, 7 – кольцо из органического стекла с делениями зенитных углов,8 – стекло с неподвижными индексами отсчета зенитных углов, 9 – защитное стекло с воздухозаборником, 12 – шаровая опора чувствительного элемента |
| Рис. | Блок-труба со счетчиком глубины для спуска автономных инклинометров в скважины |
| Рис. | Индикатор угла искривления скважин МИГ-76 ДО ИМР 1 – шарнир шаровый, 2 – хвостовик, 3 – иглы, 4 – магнит постоянный, 5 – шарик, 6 – экран, 7 – вал, 8 – пружина, 9 - поршень |
| Рис. | Конструкция чувствительного элемента в форме шарового гироскопа – акселерометра с электромагнитным подвесом ротора гироинклинометра ИГИ-42-120/70 1 – датчик момента, 2,5 – статор подвеса, 3 – ротор, 4 – статор двигателя, 6 – корпус, 7 – датчик угла |
Литература
1. Сулакшин С.С. Направленное бурение. М.: «Недра», 1987, с.271
|
|
|
2. Сулакшин С.С., Кривошеев В.В., Рязанов В.И. Решение геолого-технических задач при направленном бурении скважин. М.: «Недра», 1989, с.167
3. Морозов Ю.Т. Бурение направленных и многоствольных скважин малого диаметра. Л.,Лен.отд.»Недра», 1976, с.215
4. Морозов Ю.Т., Павлов В.В., Ходаковский Ю.Л. Искривление скважин беклиновыми скользящими отклонителями ОБС-59(76) и колонковым гидравлическим отклонителем ОКГ-76. С-Петербург, ВИТР, 1988, 20 с.
5. Морозов Ю.Т. Методика и техника направленного бурения скважин на твердые полезные ископаемые. Л.: Лен.изд. «Недра», 1987, с.221
6. Лиманов Е.Л., Страбыкин И.Н., Елизаров М.И. Направленное бурение разведочных скважин. М.:«Недра», 1978, с.223
7. Костин Ю.С. Современные методы направленного бурения скважин. М. «Недра», 1981, с.153
8. Кодзаев Ю.В. Бурение разведочных горизонтальных скважин. М.: «Недра», 1983, с.204
9. Нескоромных В.В., Фабхутдинов А.А. Отклонители для искусственного искривления геологоразведочных скважин. М. «Геоинформмарк», Техника, технология и организация геологоразведочных работ. Обзор, вып.4, 1995, 64 с
10. Воронцов А.И., Морозов Ю.Т., ПавловВ.В. Методические рекомендации по измерению скважины многоточечным инклинометром МТ-1. Л.: ВИТР, 1982, 30 с.
11. Емельянов Г.С., Морозов Ю.Т., Тиль А.В., Гергус А.А. Интегрированный гироскопический инклинометр с электромагнитным подвесом ротора. В сб.: «Методика и техника разведки» № 7 (145), Л., ВИТР, 1996, с.19-25
12. Зиненко В.П. Направленное бурение. М. «Недра», 1990, 151 с.
13. Методические рекомендации по проектированию трасс скважин и управлению процессом направленного бурения с применением ЭВМ. Морозов Ю.Т., Михалкевич Ю.Л., Стороженко М.П. и др. Л. ОНТИ ВИТР, 1985, 52 с.
14. Морозов Ю.Т., Павлов В.В. Автономный одноточечный инклинометр для оперативного контроля кривизны скважин. СПб: ВИТР, 1998. – 14 с.
15. Исаченко В.Х. Инклинометрия скважин. М. «Недра», 1987, 216 с.
16.
ГЛАВА 4. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН
4.1. Технические средства для регулирования кривизны направленных и
многоствольных скважин
Классификация методов и технических средств
При направленном бурении скважин и их отклонениях от проектной трассы необходимо применять средства регулирования кривизны стволов скважин для их выведения в заданные точки пространства. В тех случаях, когда установлена необходимость применения средств искусственного искривления скважин, необходимо произвести оценку возможности и эффективности того или иного средства, начиная от более простых к более сложным и дорогостоящим, например в последовательности, показанной на схемах рис.. Технические средства для регулирования кривизны скважин можно классифицировать на следующие основные группы:
А. Методы и средства регулирования кривизны в процессе бурения скважин:
1. регулирование зенитного угла и азимута в результате изменения вида бурения и управления осевой нагрузкой Р, частотой вращения бурильной колонны N и расходом промывочной жидкости Q для конкретного вида бурения и породоразрушающего инструмента;
2. стабилизация зенитного угла и азимута, в т.ч. при горизонтальном бурении, в результате применения жестких, центрированных, винтовых, трехгранных стабилизирующих компоновок и колонковых наборов, в том числе для снарядов ССК-КССК, колонн КГК;
3. снижение зенитного угла и азимута в результате применения эксцентричных, асимметричных и других компоновок, в том числе со смещенным центром тяжести, утяжеленных труб и специальных компоновок пневмо- и гидроударных, винтовых и других машин (двигателей);
4. увеличение зенитного угла и азимута в результате применения шарнирных, ступенчатых, конусных и других компоновок, снарядов плавного искривления и специальных компоновок гидроударных, винтовых и других машин и двигателей.
Б. Технические средства для искусственного искривления скважин в любом проектном направлении разделяются на группы:
1. стационарные клинья для забуривания дополнительных стволов, отхода от интервалов аварий и других специальных работ: клиновые стационарные отклонители, т.е. не извлекаемые открытые, частично извлекаемые и извлекаемые закрытые клинья однократного действия.
2. отклонители для регулирования кривизны стволов и проведения скважин по проектной трассе, в том числе многоствольных скважин:
2.1. клиновые извлекаемые отклонители, то есть ориентируемые отклонители однократного действия, обеспечивающие искривление скважин с отбуриванием с естественного забоя ствола меньшего диаметра;
2.2. конусно-клиновые и другие извлекаемые отклонители, то есть ориентируемые отклонители многократного действия, обеспечивающие дискретное искривление с естественного забоя скважины при сохранении ее диаметра;
2.3. бесклиновые и другие скользящие отклонители, то есть ориентируемые извлекаемые отклонители непрерывного действия, обеспечивающие искривление в процессе бурения заданного интервала скважины при сохранении ее диаметра;
2.4. бесклиновые скользящие забойноприводные отклонители на основе турбобуров, винтовых двигателей, специальных гидро- и пневмоударных машин, то есть ориентируемые извлекаемые отклонители непрерывного действия, обеспечивающие искривление без вращения бурильной колонны в процессе бурения заданного интервала скважины при сохранении ее диаметра.
Для искусственного искривления скважин при их направленном бурении разработано большое число различных отклоняющих устройств, имеющих существенные отличия в их принципиальных кинематических схемах, назначении и областях применения. Ниже приведены номенклатура (табл.) и описание наиболее широко распространенных на практике конструкций.
Н е и з в л е к а е м ы е с т а ц и о н а р н ы е к л и н ь я о д н о к р а т н о г о и с п о л ь з о в а н и я после установки на пробку любой конструкции на заданном интервале скважины, последующего отбуривания от клина ствола в новом направлении и выполнения им геологической задачи, из скважины не извлекаются. Конструкция клиньев типа СКО, устанавливаемых на ориентированный подпятник, позволяет после завершения бурения дополнительного ствола от такого клина извлечь его отклоняющий желоб на поверхность и использовать повторно с установкой на тот же подпятник, но с ориентацией желоба по другому направлению, например, отличающемуся на 90…180°.
Специальные клинья закрытого типа с опорой на бурильные трубы предназначены для оперативного перебуривания пропущенных угольных пластов (а также зон других полезных ископаемых), отбора технологических проб и затем после бурения дополнительного ствола уменьшенного диаметра (как правило, небольшой длины) извлекаются на поверхность, а бурение основного ствола может быть продолжено. Клинья этой конструкции могут быть использованы многократно.
Стационарные клинья устанавливаются на искусственный забой (металлическую, щебеночную, цементную пробку, специальный подпятник или пробку-мост из синтетических смол и т.п.), предназначенный для перекрытия ствола скважины, или на оставленную в скважине в результате аварии буровую колонну, колонковую трубу и т.д.
К н е и з в л е к а е м ы м к л и н ь я м о т н о с я т с я:
Клинья открытого типа, которые позволяют забуривать дополнительный ствол породоразрушающим инструментом того же диаметра, что и диаметр основного ствола.
- клин отклоняющий стационарный КОС, КОС-У – 73-2°30', КОС, КОС-У – 57-2°30', КОС, КОС-У – 44-2°30' ВНИИ методики и техники разведки (ВИТР) в комплекте с пробкой – искусственный забой ПЗ-73, ПЗ-57 и ПЗ-44; модернизированный КОС с разделенными узлами раскрепления объединения «Сосновгеология»;
- клин стационарный с телескопическим контейнером для установки в кавернозных скважинах объединения «Сосновгеология»;
- клин отклоняющий стационарный с гидравлической системой его раскрепления в стволе скважины КОСГ-73-2°30' и Косг-57-2°30', разра-ботанный на основе КОС ВИТРа;
- стационарный клин КС-89, 73, 57 б. «Востказгеологии»;
- клин СКО-89, СКО-73 и СКО-57 в комплекте с искусственным забоем – подпятником «Читагеологии» (извлекаются только цельнометаллический отклоняющий желоб, основной ствол остается закрытым).
И з в л е к а е м ы е к л и н ь я з а к р ы т о г о т и п а для оперативного бурения дополнительных стволов меньшего диаметра с целью опробования пропущенных угольных пластов (а так же отбора керна других полезных ископаемых), отбора технологических проб: это клинья типа КПП-73 ВИТРа и КПП-89 и 73 мм б. «Донбассгеологии».
Стационарные клинья опускаются в скважину на бурильных трубах и крепятся к установочному патрубку или отбурочному устройству заклепками, срезаемыми весом труб или усилием гидравлики станка при установке клина на забой скважины
или пробку. Диаметр заклепок рассчитывают по формуле:
d£ 
где а – коэффициент степени разгрузки буровой колонны при срезании заклепок (0,7-0,8);
L – длина колонны бурильных труб, м;
q – масса одного м труб, кг;
ст , ж – плотность металла труб и промывочной жидкости, г/см3; 
n – число заклепок;
[t] - допускаемое напряжение на срез для металла заклепок, кгс/см2.
Угол наклона или скоса b отклоняющего желоба клина определяют по формуле:
tgb = dср./eж
где dср. - полусумма наружного и внутреннего диаметров трубы, из которой изготовлен клин, мм;
lж – длина отклоняющего желоба по образующей трубы, мм.
Клин, установленный в скважине, вызывает в колонне бурильных труб дополнительное напряжение изгиба, которое зависит от угла наклона b отклоняющего желоба. Поэтому при выборе угла должно быть выполнено условие
b £ DQmax, где DQmax – максимально допустимое приращение угла искривления скважины при работе с клином, определяются по формуле:
DQmax = 115 [dизг.] / dн´Е,
где [dизг.] - допускаемое напряжение на изгиб, кгс/см2;
еж – длина отклоняющего желоба, см;
dн – наружный диаметр бурильных труб, см;
Е – модуль предельной упругости, кгс/см2.
При отбуривании ствола от стационарного клина и образовании перегиба особенно важно определять максимально допустимый радиус искривления колонны бурильных труб с учетом формы ствола скважины и концентрации местных напряжений в резьбовых соединениях по формуле:
Rmin = 
Где f – стрела перегиба, см; f = (Dскв.- dн) /2;
lн – длина полуволны оси бурильной колонны, м;
кi – коэффициент запаса прочности, равный 1,4-1,6;
d-1 – предел выносливости при симметричном цикле;
dm – среднее постоянное напряжение цикла;
b - модуль упругости, кгс/см2; b= (2d-1-d0)/d0;
d0 – предел выносливости при асимметричном цикле;
aк – коэффициент для различных марок сталей.
После отбуривания ствола от стационарного клина и особенно при углах наклона желобов больше DQmax, необходимо производить проработку ствола с помощью различных калибрующих устройств и приспособлений, описание которых дано ниже.
Неизвлекаемые стационарные клинья
П р о б к а - и с к у с с т в е н н ы й з а б о й П З* конструкции ВИТР предназначена для перекрытия ствола скважины на заданной глубине и является опорой для стационарного клина (рис.).
Пробки -забой ПЗ-73, ПЗ-57 и ПЗ-44 имеют серийный выпуск и предназначены для установки в скважинах, пробуренных породоразрушающим инструментом диаметром 76, 59 и 46 мм с нормальной разработкой стволов (до 3-5 мм). Перед постановкой пробки и клина рекомендуется произвести кавернометрию (это обеспечит выбор интервала их устойчивого раскрепления в стволе скважины)
[ ].
С т а ц и о н а р н ы е о т к л о н я ю щ и е к л и н ь я серийного производства КОС-76-2°30¢; Кос-57-2°30¢ и КОС-44-1°30¢* и модернизированные клинья КОС-У конструкции ВИТР (рис.) имеют аналогичные конструкции и предназначены для забуривания дополнительных стволов скважин диаметром соответственно 76, 59 и 46 мм: КОС-У имеют одну раскрепляющую плашку, более мощную и отжимающую желоб к противоположной стенке скважины. Клинья могут устанавливаться для забуривания дополнительного ствола как в сторону
выполаживания скважины, так и изменения их азимута [ ]. Постановка стационарных клиньев любых конструкций на выкручивание скважин не рекомендуется, так как не исключено его падение и перекрытие ствола скважины (рекомендуется стационарные клинья устанавливать с максимальными углами установки не более 90°). Техническая характеристика клиньев приведена в
таблице
П р о б к а для создания искусственного забоя в скважине (Тул НИГП а.с.38116) состоит из корпуса 1, который имеет форму сходящихся вершинами усечения конусов. В корпусе имеется внутренний центральный канал 2, который через боковые каналы-окна 3 соединяется с наружной поверхностью в районе шейки, образованной сходящимися коническими поверхностями корпуса. В верхней части корпуса имеется левая резьба для соединения с колонной бурильных труб 4. Нижняя часть корпуса имеет законушенную форму.
Пробку доставляют к месту установки в скважине на колонне бурильных труб. Законушенная нижняя часть корпуса способствует лучшему прохождению пробки. При необходимости спуск пробки может производиться с промывкой, которая подается из бурильных труб через центральный и боковые каналы. Опустив пробку до намеченного места установки, промывают скважину, затем подают через бурильные трубы заклиночный материал (битый фарфор, кварц, алюминиевая или медная сечка, куски проволоки и т.д.), начиная от мелких фракций. Размер заклиночного материала подбирают в зависимости от разработки ствола скважины. Для определения величины разработки ствола скважины и выбора места установки клина рекомендуется производит кавернометрию (также как при постановке любого клина).
После доставки заклиночного материала в зазор между корпусом и стенками скважины производят закрепление (расклинивание) пробки. В результате резкого спуска пробки вниз или подъема и затяжки вверх. При этом частицы заклиночного материала прочно расклинивают корпус пробки в скважине. Лучшим вариантом закрепления пробки является резкий спуск вниз, т.к. в этом случае вибрации, возможные удары и т.п. ведут не к освобождению и проседанию пробки, а к дополнительному ее закреплению. Убедившись в прочности закрепления пробки, вращением вправо производят отсоединение колонны труб от нее. Колонну бурильных труб поднимают на необходимое расстояние от пробки, промывают, затем через колонну транспортируют на пробку необходимое количество засыпочного материала для создания «подушки» без дополнительного рейса и для доставки засыпочного материала к пробке.
С т а ц и о н а р н ы е к л и н ь я КС-89, КС-73, КС-57 «Востказгеологии» имеют аналогичные конструкции и предназначены для забуривания стволов в скважинах диаметром 93, 76 и 59 мм. Практически целесообразно, что клинья КС (рис.) снабжены специальным отбурочным устройством ОУ, предназначенным для забуривания дополнительного ствола выше желоба стационарного клина на
0,3-0,4 м, что позволяет снять перегиб ствола скважины в средней части желоба клина. Распорное устройство КС позволяет отклонить и удержать желоб на стенке скважины, противоположной направлению отбуривания дополнительного ствола.
Клин КС состоит из желоба 8, раскрепляющего устройства 1-6, корпуса 6, имеющего продольные сквозные прорези и образующие в верхней части одну выдвижную пластину, в нижней их две; к ним приварены две клиновидные распорные планки 3. Внутри корпуса размещены распорные клинья 1 и 5, соединенные со штоком 4, причем верхний 5 приварен к нему, а положение нижнего может регулироваться его вращением по резьбе штока. С корпусом клинья соединены винтом 2.
Клин опускается в скважину на отклоняющем устройстве ОУ, позволяющем после завершения его ориентации, производить забуривание дополнительного ствола тем же рейсом при сохранении диаметра скважины. Устройство ОУ соединено с клином заклепками 9 и состоит: из направляющего шпинделя 11, который имеет в нижней части накладку 10, входящую в желоб клина (разрез В-В); корпуса 16, на который наворачивается алмазная коронка 12 с центрирующей втулкой 13, свинчиваемой при вращении гайкой 14, центрирующего переходника 15, фильтра 20, срезаемого винта 17, колонковой трубы 19 с переходником 18,
шарнира 21, бурильной трубы 22.
Принцип работы стационарного клина КС с отбурочным устройством ОУ заключается в том, что под действием осевой нагрузки срезается штифт 2 и происходит раскрепление клина в стволе скважины, затем срезаются винты 17 и корпус ОУ перемещается по направляющему штоку 11 вниз, а переходник 18 упирается своим торцом в упорную гайку, в результате при дальнейшей нагрузке срезаются винты 9, связывающие ОУ с клином. После этого отбурочное устройство опускается, перемещается вниз по желобу клина и направляющий шток с накладкой расклинивается между поверхностью желоба и стенкой скважины. Далее при включении вращения бурильной колонны переходник 18 входит в зацепление с гайкой и свинчивает ее. Это приводит к освобождению колонкового набора и становится возможным забуривание пилот-ствола с зарезанием противостоящей стенки выше верха желоба.
Длина интервала забуривания стенки скважины соответствует длине направляющего тока и для ОУ-59 равняется 0,7 м, для ОУ-76-1,0 м. В нижней части этого интервала в стенке скважины образуется уступ в катетом до 1,5-2,0 см. Это позволяет продолжить в следующем рейсе забуривание дополнительного ствола укороченным колонковым набором (1,0-1,5 м) или ступенчатой компоновкой с сохранением диаметра ствола с нижней точки предыдущего интервала без зарезания верха желоба.
В объединении «Сосновгеология» разработано два варианта стационарных клиньев, применяемых при производств буровых работ [ ].
а. К л и н с м о д е р н и з и р о в а н н ы м з а к р е п л я ю щ и м
у с т р о й с т в о м, в котором для клина КОС имеются два узла раскрепления, срабатывающие независимо друг от друга (рис.). Устройство состоит из двух раскрепляющихся конусов 1, плашек 2, срезных штифтов 3, шлицевой втулки 4 и вала 5. Через удлинитель 6 устройство соединяется с ложком 7. После ориентации и постановки на забой штоком 8 происходит раскрепление нижнего узла. Это обеспечивает закрепление клина в двух сечениях ствола скважины при значительной разнице в его разработке (до 10-15 мм).
б. К л и н с р а с к р е п л я ю щ и м у с т р о й с т в о м в в и д е т е л е с- к о п и ч е с к о г о к о н т е й н е р а (а.с. 1283349), в котором на забой доставляется БСС, для забуривания дополнительных стволов в кавернозных скважинах. Клин состоит из переходника 1, штифта 2, связанного с желобом 3, контейнера из двухтрубного корпуса 5, 10, плунжера 6 с профильным сечением, на один конец которого закреплен желоб 3, а другой с поршнем расположен внутри контейнера и зафиксирован срезной шпилькой 7. Узел раскрепления выполнен в виде распорного конуса 8 на нижнем конце внутренней трубы контейнера 5, имеющей отверстия, выше которых установлена пробка 9. Каждая трубчатая секция 5 снабжена герметизирующими элементами 10.
При установке этого клина в скважине осуществляется его двойное раскрепление: механическое конусом 8 и БСС из контейнера, что позволяет начинать забуривание ствола в относительно твердых породах практически сразу после его постановки, а в сильно кавернозных породах после затвердения смеси.
С т а ц и о н а р н ы й к л и н т и п а Х о л л – Р о у получил в зарубежной практике наибольшее распространение. Выпускается несколько модификаций клиньев различных диаметров (рис.), в том числе с подачей на забой цементного раствора (схема 1) и различных механических вариантов раскрепления (схемы 2-6). Для отбуривания ствола в новом направлении от клина типа Холл-Роу малого диаметра наиболее широко применяется компоновка с алмазным долотом типа «бычий нос» и установленным выше конусным алмазным расширителем или обычным расширителем; диаметр расширителей соответствует диаметру скважины, а долота – на один порядок меньше. Один из примеров состава компоновок приведен в таблице [ ].
Извлекаемые клинья
К л и н ь я д л я п о в т о р н о й п е р е б у р к и КПП ВИТР, «Донбасгеологии» применяют для отбуривания дополнительных стволов (рис.), для чего их устанавливают на заданном интервале скважины на колонне бурильных труб, вворачиваемых в нижний конус раскрепляющего устройства. Это позволяет после каждого извлечения и ремонта клина устанавливать его в другом направлении или на другой глубине, т.е. использовать многократно, например, для повторной перебурки угольных пластов, отбора керна, проб и т.п.
Клин состоит из корпуса 5 с приваренными электрозаклепками цельнометаллическим желобом 6 (угол 3°). Узел раскрепления состоит из двух цельнометаллических распорных клиньев: верхнего 7 и нижнего 10. На верхнем клине закреплена Т-образная направляющая шпонка 9, а нижний имеет паз под эту шпонку, что позволяет этим клиньям перемещаться относительного друг друга, их жесткое соединение для спуска и ориентации клина осуществляется срезаемой шпилькой 8. Верхний распорный клин соединен с отклоняющим желобом 6, а нижний имеет внутреннюю резьбу под конус замка бурильных труб (сечение А-А), которые выполняют роль искусственного забоя. Отбурочный инструмент представляет собой муфту 1. в которую вворачивается долото или колонковая труба с коронкой, следующего меньшего диаметра по сравнению с диаметром скважины. Верхняя часть его муфты имеет две резьбы: во внутреннюю вворачивается конус замка бурильной трубы, а на наружную – наворачивается гайка 2 с двумя выступами (вид В-В), которые соответствуют двум вырезам на переходнике 4.
Методика раскрепления клина заключается в следующем. После ориентации клин устанавливается на забой опорной бурильной колонной, гидравликой станка создается нагрузка для срезания шпильки 8 и винтов 3. Верхний распорный клин 7 шпонкой 9 перемещается по шпоночному пазу нижнего клина 10, что приводит к их раскреплению в стволе скважины. Бурильная колонна опускается вниз и гайка 2 соединяется с переходником 4, что позволяет передать дополнительную осевую нагрузку для раскрепления клиньев 7, 10. Затем нагрузку снижают (до 25-50 даН), включают насос и вращением на 1 скорости шпинделя станка гайку 2 свинчивают с муфты 1; отбурочный снаряд освобождается и начинается процесс забуривания
дополнительного ствола на длину бурильной или колонковой трубы. После выполнения первого рейса дальнейшее бурение может выполняться специальными компоновками, двойными колонковыми трубами и т.п.
После окончания бурения ствола клин зацепляется специальным переходником или метчиком и извлекается вместе с опорной колонной из скважины, что позволяет продолжать бурение колонковым набором основного диаметра.
С ъ е м н ы й к л и н О Д С «Сосновгеологии» является модификацией извлекаемого стационарного клина типа КПП (рис.) и имеет широкое практическое применение. Клин состоит из корпуса 1, отбурочного набора 2 с шарниром, ложка 3, кососрезанная поверхность которого связана Т-образной шпонкой 7 с клиновой поверхностью распорного клина 4. В транспортном положении клиновые части раскрепляющего узла соединены штифтами 6. В нижней части клин левой резьбой соединяется с деревянной пробкой 5, имеющей косой разрез с предварительной фиксацией половинок деревянными штырями [ ].
Методика работы с клином. Клин опускается в скважину, ориентируется и затем устанавливается на временную пробку. При осевом усилии 500 даН штыри срезаются и деревянная пробка расклинивается в стволе; при дальнейшем увеличении осевой нагрузки срезается штифт 6 и происходит раскрепление клина в результате смещения по клиновым поверхностям деталей 3,4 раскрепляющего узла. После этого производится забуривание дополнительного ствола в новом направлении отбурочным набором 2. Новый ствол рекомендуется забуривать на «выкручивание», т.к. после извлечения клина (после отбуривания ствола) в стволе остается деревянная пробка, перекрывающая основной ствол. Развитие кривизны дополнительного ствола выполняется снарядами РШС-59/46 и КЖК-59.
С т а ц и о н а р н ы й к
|
|
|
