Главная | Обратная связь

Интенсивности искривления, реализуемой ОНД ОГМ-59

Отклонитель ОГМ-59 предназначен для искусственного искривления скважин диаметром 59 мм в породах V-XI категорий по буримости. Он имеет гидромеханический узел закрепления в скважине, выполненный в виде выдвижной плашки, армированной резцами из твердого сплава и расположенной в вырезе корпуса. Интенсивность искривления, реализуемая отклонителем, может составлять 0,3-2,0 градуса/метр и регулироваться в этом диапазоне. Рабочий перепад давления промывочной жидкости для надежного закрепления отклонителя в скважине составляет 0,8-1,0 МПа, а расход промывочной жидкости 45-60 л/мин. Максимальный диаметр раскрепления составляет 61,5 мм при диаметре корпуса 56,5 мм.

Отклонитель ОГМ-59 (рис.18) состоит из переходника 1, вала 2, 10,19, и деталей корпуса 5, 6,13,17, переходника с вала на долото 22 и долота 23. В нижней части вала установлен клапан-дроссель 21, предназначенный для создания перепада давления промывочной жидкости внутри отклонителя и колонны бурильных труб до включения насоса. На валу имеется отверстие Б для прохождения промывочной жидкости в полость Г гидрокамеры. На валу в постоянном зацеплении с ним находится муфта гидрорасцепки 8 с уплотнениями 7. На период спуска отклонителя и его ориентации (до включения насоса) муфта 8 находится в зацеплении с корпусом через шлицевое соединение 9. Отверстие А на валу предназначено для прохождения промывочной жидкости в полость Д гидрорасцепки. Основной деталью корпуса отклонителя является гидрокамера, состоящая из резиновой камеры 16 и распорной плашки 15 с накладкой 14. Для создания перекоса корпуса отклонителя относительно оси скважины и регулирования интенсивности искривления служит накладка 24, установленная диаметрально относительно распорной плашки 15. В отклонителе функции подшипников скольжения выполняют капроновые втулки 4,11 и 18 и упорный подшипник 12, который служит для передачи поступательного движения корпусу. Герметизация гидрокамер и подшипников производится рядом резиновых уплотнений 3,7,9,20. Осевой зазор 26 размером 0,5-0,8 мм между нижней частью вала 2 и упорным подшипником 12 необходим для избежания заклинивания вала с корпусом. Зазор регулируется изменением высоты шайбы.

Порядок работы с отклонителем следующий. После его спуска и ориентации включается буровой насос. При этом клапан-дроссель

21 обеспечивает повышение давление в полости вала и распорная плашка 15 вследствие расширения гидрокамеры 16 выходит из окна корпуса и закрепляет его (от проворачивания). Муфта 8 гидрорасцепки одновременно с закреплением перемещается в верхнее положение, освобождая вал от зацепления с корпусом. Вращение вала начинается с минимальных частот вращения и при минимальной осевой нагрузке на долото. После приработки долота частоту вращения доводят до 5 с^-1, осевую нагрузку до 2000 даН. Скорость бурения отклонителем не должна превышать 0,9 м/ч. Номинальный интервал бурения отклонителем 2,5 м. Для проработки интервалов искривления рекомендуется использовать шарнирные компоновки типа СПИ-59. Далее бурение продолжают колонковыми наборами (длина 1,5; 2,0; 2,5 м) , соединенными с гибкими трубами, например, СБТ-42.

Отклонитель реализует набор кривизны фрезерованием стенки скважины под действием отклоняющего усилия и в зависимости от размера накладки 24 изменяет не только интенсивность искривления, но и существо процесса формирования кривизны. Так, (рис. 19) если расстояние от оси отклонителя до внешней поверхности накладки r_н и радиус ствола скважины R_cкв имеют соотношение r_н < R_скв, то будет реализовано искривление за счет фрезерования стенки скважины и асимметричного разрушения забоя при разнонаправленности этих процессов. При r_н = R_скв, реализуется только фрезерование стенки скважины. В случае, если r_н>R_скв возможен набор кривизны фрезерованием стенки скважины и асимметричным разрушением забоя при совпадении этих процессов по направлению.

Отклоняющее усилие, развиваемое отклонителем ОГМ определяется ( в отличии от отклонителя ТЗ-3П) не деформацией вала, а за счет распорного усилия, создаваемого плашкой 15, которая выдвигается из корпуса под давлением промывочной жидкости, попадающей в полость Г через канал Б в валу отклонителя. Данное об-стоятельство определяет меньшую вероятность поло-мок деталей отклонителя, в первую очередь вала, из-за гораздо меньшего меха-нического напряжения. Отклоняющее усилие, развиваемое отклонителем ОГМ, можно определить из зависимости:

, (27)

где ρ_ж - давление промывочной жидкости в гидрокамере Г отклонителя, МПа;

S_п- площадь распорной плашки 15 со стороны гидрокамеры 16, см²;

L_в- расстояние от торца долота до верхней точки накладки 24, см;

l₂- расстояние от середины плашки 15 до верхней точки накладки 24, см.

Под действием отклоняющего усилия происходит фрезерование стенки скважины и набор кривизны. Пределом величины кривизны являются условие вписываемости отклонителя в искривленный ствол скважины. Исходя из этого условия, минимальный радиус кривизны будет равен:

, (28)

где f - радиальный зазор ( полуразнозность диаметров скважины и корпуса ОНД), м;

L_н- расстояние от торца долота до накладки 24 на корпусе отклонителя, м.

Из формулы (28) получена зависимость для определения предельного значения интенсивности искривления отклонителем ОГМ, исходя из условий вписываемости его в искривленный ствол скважины:

. (29)

При выполнении заданияследует, рассмотреть конструкцию ОГМ, рассчитать возможное значение Р_от и определить по номограмме (рис.13) скорость фрезерования v_ф и интенсивность искривления i_ф. Далее следует рассчитать минимальный, радиус кривизны и предельное значение интенсивности искривления, исходя из условия вписываемости ОНД в искривленный ствол скважины. В случае если полученное i_ф превышает i, то следует принять в качестве рабочего значения интенсивность искривления равную i.

Далее для реализации искривления выбирается тип долота и параметры режима бурения, при этом рекомендуется производить бурение с набором кривизны со скоростью не более 1,0-0,8 м/час.

4. Если отклонитель, предусмотренный вариантом задания, соответствует ОНД, у которого процессы фрезерования и симметричного разрушения забоя не совпадают по направлению (ТЗ-3-59 ,ТЗ-3-76) необходимо:

Ø рассмотреть конструкцию снаряда и рассчитать величину отклоняющего усилия под действием которого происходит фрезерование стенки скважины при искривлении. Расчет отклоняющего усилия следует производить по соответствующей формуле приведенной ниже при описании конструкции ОНД;

Ø в соответствии с номограммой (рис.13), используя рассчитанное значение отклоняющего усилия, следует определить скорость фрезерования стенки скважины, выбрав предварительно тип долота и частоту вращения долота при искривлении, а затем определить и величину i_ф задавшись значением скорости бурения;

Ø в соответствии с формулой (19) определить интенсивность набора кривизны за счет перекоса - i_a ;

Ø определить результирующую интенсивность искривления в соответствии с зависимостью:

i_ф-a=i_ф-i_a.