Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 [ 70 ] 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182

расширение скважины в заданном интервале до расчетного диаметра с учетом типа используемого расширителя

D = D - 1 - 0,41n 4[сдоп] Wm;

р 0,59 PqSK н K

D = - 1 - 0,41n 4 - 2-1086 -0,6 -105 - 3 = 0,4 -0,176 = 0,224 м. 0,59 1,5 -106 - 0,01 - 2 - 4

Скважину пробурили и закрепили до кровли продуктивного пласта. Продуктивный пласт вскрыли 243-мм долотом. Пилот-скважину диаметром 243 мм расширили двухступенчатым лопастным расширителем до диаметра 400 мм в интервале установки фильтра. После этого в скважине установили фильтровую колонну и намыли гравийный фильтр.

Для надежного увеличения диаметра ствола скважины до расчетного диаметра необходимо вскрыть пласт пилот-скважиной диаметром большим, чем найденным по формуле (4.41). Увеличение диаметра пилот-ствола не всегда экономически оправдано. Если возможно, то следует рационально увеличивать число ступеней породоразрушающих органов и их прочность.

Автором разработан многоступенчатый механический расширитель, позволяющий увеличивать скважину до больших размеров под гравийную обсыпку (рис. 4.33). Расширитель имеет полый корпус 1 с боковыми пазами 2 для размещения породораз-рушающих органов 3 и отверстиями 4 для их промывки, выполненными в подпружиненном пружиной 5 полом штоке 6 с зубчатыми рейками 7, соединенных с корпусом 1 с возможностью поворота в вертикальной плоскости и выполненных с зубчатым сектором 8. Расширитель снабжен долотом 9, первой 10, второй 11, третьей 12 и т.д. ступенями породоразрушающих органов 3 по m лопастей 13 в каждой ступени. Длина каждой последующей от долота 9 лопасти 13 увеличивается до максимальных значений, обеспечивающих расширение скважины до заданного диаметра.

Полый шток 6 имеет в верхней части 14 форму квадрата, жестко связан с бурильной 15 колонной. В нижнем торце 16 штока 6 имеется сопло 17, обеспечивающее движение промывочной жидкости из сопла 17 штока 6 через промывочные каналы 18 к долоту 9 в процессе бурения и промывку боковых пазов 2 после расширения скважины. Пружина 5 обеспечивает стабилизацию осевой нагрузки на породоразрушающие органы 9-12, снижает влияние продольных колебаний бурильной 15 колонны и выполняет роль компенсатора. В полом штоке 6 имеются промывочные каналы 4, расположенные напротив нижних торцов боковых па-

Рис. 4.33. Многоступенчатый механический расширитель:

а - транспортное положение; б - рабочее положение

зов 2 корпуса 1 . Диаметр каналов 4 с целью обеспечения равномерной промывки боковых пазов 2 корпуса для размещения каждой из ступеней породоразрушающих органов 3 постепенно уменьшается от максимальных значений у первой ступени до минимальных у последней. В верхнем торце 19 корпуса 1 имеется квадратное отверстие 20 для возможности передачи крутящего момента от бурильной 15 колонны к породоразрушающим органам.

Перед спуском в скважину определяют число ступеней поро-доразрушающих органов 3, длину лопастей 13 и выход каждой.

Максимально допустимая длина первой лопасти 10 от долота 9 ступени породоразрушающих органов 3 находят из условия прочности по формуле (4.40). Учитывая, что максимально возможная площадь S контакта полости 13 с разрушаемой породой равна произведению средней толщины f лопасти 13 на ее длину для первой 10 ступени записываем

доп] Wm

(4.42)

С учетом диаметров долота и скважины после расширения, а также длины лопасти первой ступени породоразрушающих органов, необходимое число ступеней расширителя

2 KдKн(Dp - Dc)Pq2

4[с доп] Wm

(4.43)

Полученное значение округляется в большую сторону до целого числа. Необходимо отметить, что с увеличением числа ступеней расширителя уменьшается выход каждой последующей ступени из-под предыдущей. Поэтому максимальный диаметр расширения скважины многоступенчатым расширителем и число ступеней ограничено.

Рассмотрим работу расширителя (см. рис. 4.33). В корпусе 1 расширителя устанавливают необходимое число ступеней с лопастями 13 породоразрушающих органов 3 с расчетной длиной и выходом лопастей 13 каждой ступени. На колонне бурильных 15 труб расширитель спускают в скважину. Расширитель спускают с промывкой. При опоре долота 9 на забой скважины под действием веса бурильных труб 15, полый шток 6 с зубчатыми рейками 7 опускаются вниз до соприкосновения сопла 17 с наковальней 21 корпуса 1 . Пружина 5 сжимается, а через зубчатые рейки 7 полого штока 6 и зубчатые сектора 8 на лопасти 13 передается крутящий момент, способствующий их раскрытию. Промывку осуществляют через сопло 17, промывочные каналы 18 и долото 9, а также промывочные отверстия 4 полого штока 6 и боковые пазы 2 корпуса расширителя 1 .

При вращении инструмента через полый шток 6, имеющий в верхней 14 части квадратные сечение и отверстие в верхнем торце 19 корпуса 1 вращательный момент от бурильной 15 колонны передается на породоразрушающие органы. Расширитель забуривают и продолжают бурение скважины до заданной глубины. После этого при подъеме бурильной колонны 15 полый шток 6 с зубчатыми рейками 7 поднимают и лопасти расширителя 13 закрываются. Нормальному закрытию лопастей способствует постоянная промывка из боковых пазов 2 корпуса расширителя. Затем инструмент извлекают на поверхность.

Расширитель применяли в процессе подготовки скважины к сооружению качественного гравийного фильтра, гидравлические характеристики которого обеспечивают заданные эксплуатационные характеристики скважины. Необходимо было расширить скважину с 0,190 до 0,30 м в интервале водоносного пласта, сложенного слабосцементированными песками с глинистыми про-