Извлекаемые (съемные) клиновые отклонители

Клиновые отклонители, извлекаемые после изменения направления скважины, являются достаточно простыми в изготовлении, работе и относительно надежными техническими средствами направленного бурения. Они позволяют за один цикл работ, который включает установку отклонителя, отбуривание, расширение и проработку отклоненного ствола, изменить направление скважины на 0,5-6⁰ и могут применяться многократно.

В съемных клиновых отклонителях применен клин закрытого типа, поэтому отбурочный набор клина имеет породоразрушающий инструмент на один или два размера меньше, чем диаметр ствола в интервале установки отклонителя. На первом этапе цикла искусственного искривления осуществляется забуривание пилот-скважины непосредственно от ложка клина, а затем, после подъема клинового отклонителя, расширение пилот-скважины с одновременным углублением и последующей проработкой интервала искривления.

Расширение и проработка ствола скважины требует специальных буровых технологических снарядов, включаемых в комплект отклонителей.

К извлекаемым отклонителям относятся съемные клинья СО – СО-76/46 (здесь и далее указано соотношение диаметров ствола скважины и забуриваемой пилот-скважины), СО-59/36, разработанные в ВИТРе, СНБ-АС – конструкции ПГО «Южказгеология», СНБ-КО-76/59, СНБ-КО-59/46, созданные в Казахстане.

Комплект инструмента для искривления скважины съемным клином СНБ-КО (снаряд направленного бурения – клиновой отклонитель) включает конусный отбурник (рисунок 3.5, а) собственно клин СНБ-КО (рис. 3.5, б) и снаряд плавного искривления (СПИ) (рис. 3.5, в). Закрепление клина СНБ-КО в скважине достаточно эффективно производится в конусном углублении забоя 7 (рис.3.5, б). Конусное углубление выполняют специальным снарядом – конусным отбурником. Этот снаряд состоит из породоразрушающего инструмента 1, конусного, армированного твердым сплавом, наконечника 2, патрубка 3, армированного переходника 4, ниппеля замка 5. Поскольку конусный забой служит для закрепления ложка клина, его глубина зависит от размеров ложка. Обычно длина конусного забоя при нормальных условиях не должна превышать 0,2-0,3м, а длина наконечника 2-0,35-0,4м.

Клин СНБ-КО в сборе приведен на рисунке 3.5, б. Клин служит для бурения пилот скважины 8 по заранее заданному направлению и состоит из клина-ложка, изготавливаемого из колонковой трубы диаметром 73 или 57мм, и отбурочного набора.

Отбурочный набор, в свою очередь, состоит из породоразрушающего инструмента 1 (для СНБ-КО-76/59 диаметром 59мм и для СНБ-КО-59/46 диаметром 46мм), удлинителя 2, шарнира 3 с переходником и бурильной трубы 4 (для СНБ-КО-76/59 диаметром 42мм и для СНБ-КО-59/46 диаметром 33,5мм). Во время спуска и ориентирования отклонителя отбурочный набор соединяют через ниппель-втулку с клином-ложком с помощью шпильки 5. После ориентирования отклонитель спускают на забой и нижний конец ложка 6, имеющий клиновидную форму и усиленную накладкой с гребешковым вооружением твердым сплавом, входит в конусное углубление 7. Весом колонны бурильных труб или гидравликой станка повышают осевую нагрузку до срезания шпилек 5, одновременно заклинивая ложок в конусном углублении.

Верхний конец отклонителя фиксируется в скважине при помощи твердосплавных вставок 8. После срезания шпильки 5 начинают бурение пилот-скважины 9.

Для расширения пилот-скважины 9 и дальнейшего развития искривления служит шарнирная компоновка – снаряд плавного искривления (СПИ). СПИ (рис. 3.5, в). Последний состоит из породоразрушающего инструмента 1, соответствующего диаметру основного ствола, переходников – расширителей 2, армированных твердым сплавом, патрубков 3, выполненных из колонковых труб диаметром 57 или 73 мм, шарнира 4, ниппеля замка 5 и бурильной трубы 6 диаметром 42мм.

С помощью СПИ в направлении забуренной пилот – скважины 9 формируется ствол номинального диаметра 10. При этом СПИ обеспечивает проработку ствола скважины вооружением переходников – расширителей 2 путем удаления резкого перегиба ствола 10 и создания более плавной дуги ствола скважины 11. При бурении СПИ ствол скважины может углубляться до 5-6м. В то же время для условий, при которых наблюдается значительное естественное искривление скважин, например, вследствие анизотропии горных пород, длину рейса СПИ следует уменьшить до 1,0-1,5м.

Рисунок 3.5 Комплект технических средств для искривления скважин клиновым отклонителем СНБ-КО

а – конусный отборник; б – отклонитель СНБ-КО в скважине; в – снаряд плавного искривления (СПИ)

В дальнейшем в скважину спускаются укороченные колонковые наборы длиной 2,0; 3,0 и 4,5м для более качественной проработки кривизны и дальнейшей углубки скважины. Особенно тщательно проработку интервала искривления производят в твердых горных породах. Ориентиром достаточной проработки искривления будет свободный спуск в скважину колонкового набора длиной не менее 6,0м.

Отклонитель СНБ-КО используется для искусственного искривления на объектах геологоразведочной отрасли более 30 лет. Следует отметить, что долговременная служба этого технического средства определяется не только удачной изначальной разработкой конструкции, но и постоянной модернизацией технологии и конструкции снарядов передовыми производственными организациями, такими как Приленская ГРЭ, ПГО «Сосновгеология» и др. (Россия).

Опыт применения СНБ-КО с комплектом инструмента показал, что в крепких горных породах при наличии трещиноватости или анизотропии горных пород, наблюдаются повышенные затраты времени на цикл искусственного искривления, нестабильность набора кривизны, провороты клиньев в скважине, зарезки ложков клина. В твердых породах в интервале искривления формировался резкий перегиб ствола, который не удавалось устранить с использованием традиционных технологии и технических средств.

Для решения этих проблем предложено усовершенствовать снаряд для формирования конусного углубления с целью закрепления клина, а также предложены технологические снаряды: расширители ступенчатые РШС-59/46 и РШС-76/59 и конусные жесткие компоновки КЖК-59 и КЖК-76 В.Р.Бруев [12].

В таблице 3.1 приведены основные параметры режима бурения при искривлении скважины отклонителем СНБ-КО-59/46.

Таблица 3.1.Технологии искривления скважины отклонителем СНБ-КО-59/46

Продолжение таблицы 3.1