Спосіб контролю за викривленням свердловини

Изобретение относится к горному делу и позволяет повысить точность и Изобретение относится к горному делу и предназначено для контроля искривленин вертикальных и наклонно направленных скважин. Цель изобретения - повышение точности и надежности контроля искривления скважин . На фиг.1 показано положение утяжеленного низа бурильной колонны в искривленной скважине; на фиг,2 - зависимости продольного перемещения ( Л О колонны от нагрузки (Р) на долото . При разгрузке бурильной колонны на забой скважины бурильная колонна изменяет длину. Согласно закону Гука изменение длины колонны прямо пропорционально изменению нагрузки на породораэрушающий инструмент - доло 2 надежность контроля кскршідснчя скважин. Измеряют продольное перемещение I1 бурильной колонны и нагрузку F на породоразрушающий инструмент. Осущест вляют разгрузку бурильной колонны до величины, превышающей расчетную массу ее утяжеленного низа в скважине, По результатам измерения определяют передаваемую утяжеленным низом или его частью с наибольшей жесткостью нагрузку V на инструмент» По изменению нагрузки Р. до Р ? с глубиной сквагины контролируют изменение угла искривления. Способ позволяет сократить количество прямых замеров угла искривления в скважине и снизить затраты на его исправление. 2 ил. то. При превышении усилия разгрузки критической величины низ бурильной колонны теряет устойчивость и изгибается с образованием полуволны. При дальнейшей разгрузке колонны на забой происходит изгиб вышележащего участка колонны с образованием второй полуволны и т.д. Для создания нагрузки на долото в нижней части бурильной колонны устанавливают утяжеленный низ, имеющий значительно больший наружный диаметр и толщину стенки по сравнению с бурильными трубами, Б состав утяжеленного низа могут входить утяжеленные бурильные трубы (УБТ), забойные дви- ' гатели, центрирующие устройства. Деформации изгиба для утя^епенного низа имеют значительно меньшую величину, 1495430 чем для менее жестких бурильных труб, Так для УБТ диаметром 0,203 м первая критическая нагрузка (вес разгруженной на забой части УБТ, которые под действием собственного веса изогнутся _ рав) на 78 ки, а для бурильных труб диамет1 ром 0,127 м критическая нагрузка составляет 11 к», т.е. в семь раз меньше , следовательно, бурильные трубы іg будут изгибаться примерно в семь раз чаще, чем УБТ, Кроме того, для бурильных труб будет больше и величина относительного продольного перемещения концов каждой полуволны по сравнению jg с УБТ из-за меньшего диаметра бурильных труб. Указанное справедливо и длч УБТ разных диаметров. При разгрузке бурильных колонн 20 на забои скважиші сначала разгружается утяжеленный низ, а затем бурильные трубы. Как топько начинается разгрузка УБТ с меньшей жесткостью (меньшего диаметра) или бурильных 25 труб, темп перемещения бурильной колонны увеличивается за счет появлений или роста деформаций изгиба. Полный пес утяжеленного низа 1 (фиг.1) в скважине 2 может быть разложен на 30 продольную и поперечную составляющие, которые определяются уравнениями cos di G ^ G ' s i n c ^ , 0) где G угла искривления нагрузка увеличивается. Величина нагрузки может изменяться от полного веса утяжеленного низа в жидкости для вертикальной скважины до нуля при углах искривления, когда сила трения превышает продольную составляющую веса утяжеленного низа. Способ осуществляется следующим образом. Устанавливают породоразрушающии инструмент - долото на забой скважи- . ны и осуществляют разгрузку бурильной колонны на долото до величины, превышающей расчетный вес ее утяжеленного низа в скважине, При этом измеряют продольное перемещение верхней части бурильной колонны и нагрузку на 1 долото. Строят і рафик изменения перемещения бурильной колонны от нагрузки на долото. По резкому изменению угла наклона кривой определяют нагрузку, передаваемую утяжеленным ш г эом или его частью с наибольшей жесткостью. Полученную величину нагрузки сравнивают с ее значениями при меньших глубинах скважины и в случае несовпадения их значений, т.е. при изменении нагрузки, контролируют изменение угла искривления скважины. Исправляют угол искривления или спускают в скважину измерительный прибор для более точного определения угла искривления. Измерение перемещений бурильной колонны можно проводить как при увеличении нагрузки на долото, так и при ее уменьшении после предварительного нагружения долота до нагрузки, заведомо .превышающей расчетный вес утяжеленного низа, Каксимальную величину создаваемой нагрузки на долото в процессе измерении определяют из условия падежного получения точки перегиба кривой. При наличии эффектов зависаний бурильной колонны ее в проиесес измерений периодически проворачивают. Для измерения продольных перемещений бурильной колонны используют показания датчика перемещения бурильной колонны или измерительную линейку. Нагрузку на допото контролируют пу-^ем измерения веса на крюке или используют показания устьевых или забойных датчиков на55 грузки. продольная составляющая веса - с э утяжеленного низа; G вес утяжеленного низа в ЖЇІДКОСТЇІ; G поперечпая составляющая веса утяжеленного низа; d - угол искривления скважины» Передаваемая утяжеленным низом нагрузка Р на долото равна разности между продольной составляющей веса и силой трения утяжеленного низа о 45 стенки скважины P«N«G,-F7*G(cos o(-£ -sinoO» (2) где N - реакция забоя. Сила F т трения утяжеленного низа о стенки скважины равна 50 F = f-G .sinc< (3) где f - коэффициент трения утяжелен ного низа о стенки скважины Как следует из выражения (2 ) с увеличением угла искривления создаваемая утяжеленным низом нагрузка на долото уменьшается, а при уменьшении Для повышения точности контроля угла искривления = а гчет уменьшения * длины контролируемого низа утякелеи 1495430 ления, которые были определены более ный низ компонуют с разной жесткостью точными методами. Контроль угла искривления скважины Кривая I (фиг.2) соответствует глу осуществляют в этом случае по участбине скважины Н-, а кривая II - глуку утяжеленного низа с максимальной бине скважины Н 2 , причем Н 1 < Н 2 . При жесткостью. глубине Н- создаваемая утяжеленным Для более надежного определения низом или его частью нагрузка на точки перегиба кривой и передаваемой долото равна P 1 f а при глубине П 2 наутяжеленным низом или его частью нагрузки на долото в компоновку низа 10 грузка равна Р г . Уменьшение величины нагрузки Р происходит за счет увелиустанавливают амортизатор продольных чения угла искривления скважины. колебаний или другое приспособление, Предлагаемый способ, кроме повысоздающее возможность относительного шения точности контроля искривления продольного перемещения частей компоновки низа. Наиболее эффективно при- )5 скважин, позволяет сократить количество прямых замеров угла искривлеменение амортизаторов с большим рания в скважине и снизить татраты его бочим ходом и с небольшой жесткостью на исправление. упругого элемента. Ф о р м у л и и з о б р е т е н и я Величину угла d искривления определяют и з выражения Способ контроля за искривлением Р - К- С (cos of- f-sinc{ ) , (4) скважины, включающий измерение продольных перемещении бурильной колонгде Р - передаваемая утяжеленным нины и нагрузки на породоразр^шающий зом или его частью нагрузка на долото; 25 инструмент, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целые повышения точности К - опытный коэффициент; и надежности контроля, осуществляют G - вес утяжеленного низа или разгрузку бурильной колонны до велиего части в промывочной жидчини, Превышающей расчетный вес ее кости; утяжеленного низа в скважине, а по і - коэффициент трения труб о результатам измерений определяют пестенки скважины» редаваемую утяжеленным низом или его Коэффициенты f и К определяют пучастью с наибольшей жесткостью натем подстановки значений Р и of, опрегрузку на породоразрушающий инструделенных для ранее пробуренных исмент, по изменению которой с глубикривленных участков скважины или для ной скважины контролируют изменение ранее пробуренных скважин, в уравнеугла искривления. ние (4) при известных углах искрив '495430 Редактор Л.Зайцева Составитель А.Цветков Техред А.Кравчук Корректор 0.Кравцова Заказ 4223/28 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 11303% Москва, Ж-35р Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101