кута свердловини

Вибір КНБК для орієнтованого набору зенітного кутаздійснюється залежно від необхідної інтенсивності викривлення, особливостей геологічного розрізу та очікуваного стану стовбура свердловини. Важливу роль при цьому має також досвід використання відхиляючих КНБК у даних умовах.

Компоновки з кривим перевідником і турбінним відхилювачемрекомендується застосовувати при бурінні свердловин у стійких геологічних розрізах із незначною кавернозністю стовбура.

Компоновки з кривим перехідником відрізняються простотою збирання та експлуатації, а компоновки з турбінними відхилювачами дозволяють підвищити інтенсивність набору зені­тного кута і показники роботи доліт.

Компоновки з накладкою на корпусі вибійного двигуна,а також компоновки з ексцентричним ніпелемвикористовують у тих випадках, коли необхідна невисока інтенсивність викривлення стовбура свердловини (не більше 1 град/10 м).

Компоновки з відхилювачем Р-1можна використовувати тоді, коли очікується значна кавернозність стовбура свердловини.

Для буріння ділянок набору кривизни з середніми та малими радіусами викривлення ви­користовують компоновки на базі гвинтових двигунів типу ДГ (з двома викривленими перехідниками, з викривленим перехідником та шарнірним пристроєм, з додатковими опорними елементами).

У таких випадках краще використовувати вибійний двигун з меншим діаметром та дов­жиною. Енергетичні параметри вибійного двигуна і його габаритні розміри взаємозв'язані. З одного боку, потрібно мати такі енергетичні параметри вибійного двигуна, при яких забезпе­чується ефективне руйнування гірської породи, а з іншого — відхиляюча КНБК має вільно проходити по викривленому стовбуру свердловини. Перша задача вирішується за рахунок збі­льшення габаритних розмірів вибійного двигуна, а друга — за рахунок їх зменшення. Тому вибір вибійного двигуна при бурінні похило-скерованих і горизонтальних свердловин вимагає ком­промісу між цими вимогами.

Розрахунок геометричних розмірів КНБК для орієнтованого набору зенітного кутавикону­ють залежно від вибраної схеми компоновки та заданої інтенсивності викривлення стовбура свердловини.

Для турбінних жорстких відхилювачівосновні геометричні розміри компоновки зв'язані з величиною інтенсивності викривлення і (град/10 м) залежністю

, (8)

де δ— кут перекосу валів турбінного відхилювача;

β — кут нахилу нижнього плеча відхилювача до осі свердловини,

(9)

Д_д, Д_в— діаметри долота і відхилювача (турбобура);

l₁— довжина нижнього плеча відхилювача (від торця долота до перерізу вигину перехідни­ка відхилювача);

l₂— довжина верхнього плеча відхилювача (від перерізу вигину перехідника відхилювача до верхнього торця перехідника з ножами).

Формула (9.8) дає змогу визначити один з невідомих геометричних розмірів при зада­них інтенсивності викривлення та інших геометричних розмірах.

Для жорсткої компоновки з кривим переходником над вибійним двигуномзалежність між ін­тенсивністю викривлення та геометричними розмірами визначається подібною формулою

, (10)

де ;

β₁— кут нахилу ОБТ до осі свердловини

Д_ОБТ—зовнішній діаметр ОБТ;

l_ОБТ— довжина встановлених над кривим перехідником ОБТ.

Д_B — діаметр відхилювана (турбобура);

l₁ — відстань від торця долота до найбільшого перерізу накладки;

l₂ — відстань від найбільшого перерізу накладки до верхнього перехідника турбобура.

Товщина накладки є основним параметром, що визначає інтенсивність викривлення сто­вбура свердловини, її максимальне значення h_max обмежується умовою проходження компоно­вки по стовбуру свердловини

(12)

Перевірочний розрахунок відхиляючих КНБКзводиться до перевірки умов пружних дефо­рмацій компоновки та її прохідності у прямолінійному стовбурі свердловини. В окремих випа­дках перевіряють також умову запуску турбобура.

На рис. 9.35 показана розрахункова схема для перевірки проходження відхиляючих ком­поновок у прямолінійному стовбурі свердловини.

Для компоновки з кривим перехідником над вибійним двигуном (рис. 35,а ):

• умова пружних деформацій

< ; (13)

• умова проходження компоновки в обсадній колоні

Рисунок 35−Розрахункова схема для перевірки проходження КНБК у прямолінійному стовбурі свердловини:

а—компоновка з кривим перехідником; б— компоновка з турбінним відхилювачем і кривим перехідником над ним; в—компоновка з відхилювачем Р-1; г— компоновка з металевою накладкою на корпусі вибійного двигуна і кривим перехідником над ним

• умова запуску турбобура

> (15)

де ; (16)

;

;σ

σ — максимальні напруження згину;

Е, σ_Т— модуль пружності і межа текучості матеріалу:

_Gк — вага відхиляючої компоновки;

— коефіцієнт тертя ковзання компоновки по обсадній колоні;

I₁, I₂ — осьовий момент інерції поперечного перерізу ділянок відповідно нижче і вище від­хилювача;

М_г — гальмівний момент турбобура;

δ — кут перекошування осей різьб кривого перехідника (в радіанах).

Для компоновки з турбінним відхилювачем і кривим перехідником над ним (рис. 35,б):

• умова пружних деформацій

< ; (17)

• умова проходження компоновки в обсадній колоні

> ; (18)

• умова запуску турбобура

> (19)

де ; (20)

;

;

β — кут нахилу осі долота до осі свердловини (в радіанах).

— менший з осьових моментів інерції поперечних перерізів першого та другого пліч;

Для компоновки з металевою накладкою на корпусі вибійного двигуна і кривим переходником над ним (рис. 35,г):

• умова пружних деформацій

< ; (21)

• умова проходження компоновки в обсадній колоні

> ; (22)

• умова запуску турбобура

> , (23)

де (24)

. (25)

З використанням розрахункових схем (рис.35) та формул (13)—(25) можна ви­конати перевірочний розрахунок поширених типів відхиляючих компоновок.