Сборка нижней части скважины

Компоновка низа бурильной колонны (КНБК) является компонентом буровой установки . Это самая нижняя часть бурильной колонны , простирающаяся от долота до бурильной трубы . Сборка может состоять из утяжеленных бурильных труб, переводников, таких как стабилизаторы, расширители, амортизаторы, расширители скважин, а также переводника долота и долота. ^[1]

Конструкция КНБК основана на требованиях достаточной передачи веса на долото (WOB) для бурения и достижения достаточной скорости проходки (ROP), что дает бурильщику или бурильщику направленного бурения возможность контролировать направление бурения в соответствии с запланированной траекторией, а также включать любые инструменты для каротажа во время бурения (LWD) / измерения во время бурения (MWD) для оценки пласта. Таким образом, конструкция КНБК может значительно варьироваться от простых вертикальных скважин с небольшими требованиями к LWD или без них до сложных направленных скважин, которые должны работать с многокомпонентными комплексами LWD.

Перед запуском КНБК большинство поставщиков услуг в сфере нефтяной промышленности используют программное обеспечение для моделирования поведения КНБК, например, максимально достижимой нагрузки на долото, тенденций и возможностей направления и даже собственных гармоник узла, чтобы избежать вибрации, вызванной возбуждающими собственными частотами.

Вращающиеся сборки ^[2] обычно используются там, где формации предсказуемы, а экономика буровой установки является проблемой. В такой сборке вес утяжеленных бурильных труб придает КНБК тенденцию провисать или изгибаться к нижней стороне скважины, длина жесткости утяжеленной трубы, диаметр стабилизатора и размещение проектируются как средства управления изгибом КНБК. Это приведет к желаемой тенденции удержания, наращивания или падения.

Возможность изменять направленную тенденцию сборки достигается путем изменения веса на долоте. Фиксированная сборка имеет только одну направленную тенденцию. Вес на долоте позволяет вам настраивать эту тенденцию.

Компоновка низа бурильной колонны (КНБК) может быть:

• скользкий без стабилизаторов
• маятниковая компоновка низа бурильной колонны для уменьшения искривления скважины
• укомплектован стабилизаторами для прямого отверстия / короткой замковой сборки
• точка опоры для увеличения отклонения скважины / длинный узел замка

Компоновки низа скважины также описываются как

• специализированные, такие как сочлененные,
• управляемый, и
• ориентированный или неориентированный.

Эта сборка используется для набора угла. Сборка обычно включает в себя стабилизатор около долота. За ним будет набор утяжеленных бурильных труб и утяжеленной бурильной трубы (HWDP). Длина секции ПОСЛЕ стабилизатора около долота будет определять степень скорости набора угла.

После отрезка трубы соответствующей длины после околобурового стабилизатора следует установить стабилизатор бурильной колонны.

Короче говоря, чем больше зазор между ближним долотом и стабилизатором бурильной колонны, тем больше скорость набора угла. Необходимо следить за тем, чтобы этот участок не был слишком длинным, так как труба может слишком сильно провиснуть и тереться о стенку скважины. Это может привести к посадке ключа и зарыванию трубы в стенку скважины.

Этот узел обычно используется для поддержания угла скважины. Этот узел очень жесткий, что позволяет долоту двигаться незначительно.

Такая сборка будет означать, что стабилизаторы будут плотно упакованы: стабилизатор около долота в пределах 0–30 футов от долота и еще два на расстоянии 30 и 60 футов за ним. Если используется короткая бурильная труба, то стабилизаторы могут быть еще ближе друг к другу.

Чем меньше расстояние между стабилизаторами, тем меньше изгибаются утяжеленные бурильные трубы, а нагрузка на долото (WOB) действует непосредственно на долото, тем самым поддерживая угол.

Маятниковый узел используется для снижения скорости набора угла или уменьшения угла наклона ствола скважины.

В этой сборке отсутствует сборка около долота. Передняя часть (КНБК) может висеть под действием собственного веса. В таком случае первый стабилизатор размещается на расстоянии 30–45 футов позади долота.

Это зависание означает, что на нижней стороне отверстия действует сила, которая вызывает отклонение. В случае прямого отверстия долото просто продолжает движение вниз.

Существует три типа конфигураций КНБК. ^[3] Эти рассматриваемые конфигурации обычно связаны с использованием или компоновкой утяжеленных бурильных труб, утяжеленных бурильных труб и стандартных бурильных труб.

Тип 1, стандартная простая конфигурация, использует только бурильную трубу и утяжеленные бурильные трубы. В этом случае утяжеленные бурильные трубы обеспечивают необходимый вес на долоте.

Тип 2 использует тяжелую бурильную трубу в качестве перехода между утяжеленными бурильными трубами и бурильной трубой. Нагрузка на долото достигается за счет утяжеленных бурильных труб.

Тип 3 использует утяжеленные бурильные трубы для достижения направленного контроля. Тяжелая бурильная труба переносит вес на долото. Такая компоновка способствует более быстрой обработке КНБК на полу буровой установки. Она также может снизить тенденцию к дифференциальному прихвату.

В большинстве случаев вышеуказанные три типа конфигураций обычно применяются к прямым/вертикальным стволам скважин, в большинстве случаев к стволам скважин с малым или средним углом наклона. Для стволов скважин с большим углом наклона и горизонтальных скважин тщательный контроль веса КНБК является обязательным. В этом случае вес может быть приложен путем запуска бурильной трубы в сжатом состоянии в секции с большим углом наклона. Большой угол может помочь стабилизировать бурильную трубу, позволяя ей переносить некоторое сжатие.

Стабилизатор используется в колонне утяжеленных бурильных труб. Они помогают направлять долото в скважине. Они играют важную роль в направленном бурении , поскольку помогают определить траекторию и угол ствола скважины.

Он используется для

• выровнять нагрузку на долото;
• предотвратить завихрение нижнего узла;
• минимизировать блуждание долота;
• минимизировать изгибы и вибрации, вызывающие износ бурильного замка;
• не допускать контакта воротника с боковой стенкой скважины;
• минимизировать заклинивание за счет перепада давления;
• ограничивают боковое смещение нижней части КНБК, тем самым снижая нагрузку на соединения утяжеленной бурильной трубы и КНБК.

Твердые стабилизаторы не имеют подвижных или сменных частей. Лопасти и оправка могут быть цельными (цельными) или приваренными к оправке (приварная/сварная лопасть). Лопасти могут быть как прямыми, так и спиральными. Рабочая поверхность может быть пропитана вставками из карбида вольфрама или алмазов.

Стабилизаторы со сменными лезвиями могут поддерживать полную стабилизацию, но их лезвия можно менять с помощью инструментов, без необходимости механической обработки или сварки.

Стабилизаторы рукавного типа имеют сменные втулки, которые можно менять в полевых условиях. Втулки бывают вращающиеся и невращающиеся.

Расширители — это стабилизаторы, которые имеют режущие элементы, встроенные в их ребра, и используются для поддержания калиброванного ствола скважины. Их можно использовать для бурения искривлений и шпоночных гнезд в твердых породах. Благодаря режущей способности расширителя долото выполняет меньшую работу по поддержанию калиброванного ствола скважины и большую работу по бурению.

Расширитель используется для расширения ствола скважины, обычно начиная с некоторой точки под поверхностью. Он делает это с помощью расширяющихся резцов, которые развертываются только в назначенное время или на указанной глубине. Его не следует путать с открытием скважины, которое происходит с поверхности, и в большинстве случаев инструмент для расширения скважины имеет фиксированный диаметр .

Расширитель использует увеличение давления или расхода бурового раствора для развертывания расширяемых резцов. Соответствующее падение давления на инструменте будет означать, что инструмент полностью развернут .