CC BY
4
Заключение
После получения положительного результата применения осциллятора ООО «Смарт Дриллинг Тулз», подрядчик по бурению планирует в ближайшее время продолжить работы с использованием вышеуказанного оборудования.
На данный момент можно сделать положительный вывод о включении осциллятора в КНБК для бурения сложных профилей на этапе бурения секции под эксплуатационную колонну, увеличении МСП и упрощении процесса направленного бурения Список использованной литературы:
1 Давыдов А.Ю. Применение наддолотного модуля при бурении скважин / А.Ю. Давыдов, И.А. Яхина // Современные технологии в нефтегазовом деле - 2019: сборник трудов международной научно-технической конференции в 2-х т. / коллектив авторов. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2019. - Т. 1. - С. 319-325.
2 Применение нанотехнологий в нефтяной отрасли / Э. З. Мухамадеев, И. А. Файзуллин, Р. С. Скрынник, Е. Н. Немцева // Материалы 46-й Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием: в 2-х т. / отв. ред. В. Ш. Мухаметшин. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2019. - Т. 2. - С. 98-102.
3 Оценка энергозатрат на вибрационные процессы, происходящие в системе «Бурильная колонна-долото-забой» / Т.Н. Миннивалеев, Х.Н. Ягафарова, Р.Я. Абдюкова, А.Н. Миннивалеев, А.Н. Миннивалеева, А. А. Мерзляков // Современные технологии в нефтегазовом деле - 2017: сборник трудов международной научно-технической конференции в 2-х т. / отв. ред. В. Ш. Мухаметшин. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2017. - Т. 1. - С. 262-265.
© Абдуллин А.У., Чуктуров Г.К., 2024
УДК 62
Абдуллин А.У.
студент второго курса магистратуры Уфимского государственного нефтяного технического университета
г. Уфа, Российская Федерация Чуктуров Г.К.
доцент, кандидат наук кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин»
Горно-нефтяного факультета Уфимского государственного нефтяного технического университета
г. Уфа, Российская Федерация
АНАЛИЗ ДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ ДЛЯ НАЧАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ КЛАПАНА СКВАЖИННОГО ОСЦИЛЛЯТОРА
Аннотация
В современной практике разработки месторождений большая часть скважин имеют сложные траектории, включая наклонно-направленные, наклонно-горизонтальные, а также многоствольные скважины и скважины с большим отходом от вертикали (БОВ). Одним из методов снижения трения колонны о стенки скважины является использование осцилляторов. Статическое исследование осциллятора-турбулизатора не дает возможности оценить зависимости частоты колебаний от плотности, вязкости промывочной жидкости и массы клапана, но позволяет сделать определенные выводы.
Ключевые слова
Бурение, горизонтальный ствол, вибрации, турбулизация, оссцилятор, коэффициент трения,
вязкость, клапан, направленное бурение.
Актуальность.
Бурение наклонных и горизонтальных участков скважин с большим отходом от вертикального ствола осложняется недостаточной передачей нагрузки на долото из-за трения колонны о стенки скважины. В особенно сложных случаях возможны подвисания бурильной колонны, с ее последующим срывом и ударом о забой скважины. Удары крайне негативно сказываются на ресурсе оборудования, установленного в компоновку низа бурильной колонны.
Для успешного строительства скважин с большим отходом требуется специальное оборудование, которое обеспечит качественную проводку за короткий период времени.
Актуальность данной работы состоит в анализе современного оборудования для строительства скважин с большим отходом от вертикали и повышение эффективности бурения с помощью осцилляторов.
Осциллятор (рисунок 1) предназначен для создания малоамплитудных осевых и радиальных колебаний в буровой колонне для снижения сил трения о стенки скважины [3].
Рисунок 1 - Осциллятор
В составе осциллятора находятся два блока - блок генерации продольного перемещения и блок генератора пульсации. В первом блоке пакет тарельчатых пружин создает продольное смещение и воздействуют на корпус осциллятора для создания осевых колебаний. Во втором блоке за создание радиальных колебаний и пульсаций давления бурового раствора отвечает винтовая пара статор-ротор с заходностью три к двум или четыре к трем [3].
Преимуществами использования осциллятора в составе КНБК являются улучшенная передача осевой нагрузки на долото; снижение сил трения о стенки скважины при направленном бурении; возможность размещения в наиболее оптимальной точке бурильной колонны; повышение скорости проходки при направленном бурении. Однако повышение уровня ударов и вибраций в бурильной колонне негативно сказывается на телеметрическую систему и передачу гидравлического сигнала.
Результатом применения таких устройств является увеличение проходки на долото и повышение механической скорости бурения. Кроме того, применение скважинного осциллятора позволяет:
• снизить вероятность прихвата колонны бурильных труб,
• уменьшить показатель зависания колонны бурильных труб,
• довести осевую нагрузку в горизонтальном стволе (посредством уменьшения сил рения),
• обеспечить бурение горизонтальных скважин с большим показателем отхода.
Примером конструкции скважинного осциллятора является следующее устройство: корпус, внутри которого установлена калиброванная втулка, ось, клапан, а также верхний и нижний диффузоры. Принцип работы заключается в следующем: по колонне бурильных труб к устройству насосами с поверхности подается промывочный раствор. По проходному каналу направленный поток промывочной жидкости попадает на клапанный узел, в результате чего клапан начинает совершать колебания, попеременно наклоняясь разными сторонами к проходному каналу. Это обеспечивает частичное перекрытие проходного канала в определенные моменты. Таким образом, забоя скважины достигают низкочастотные колебания промывочной жидкости, обеспечивающие снизить коэффициент трения.
Статическое исследование осциллятора-турбулизатора не дает возможности оценить зависимости частоты колебаний от плотности, вязкости промывочной жидкости и массы клапана, но позволяет сделать определенные выводы.
Предельное (крайнее) положение клапана зависит от его формы и размеров. Клапан должен обладать устойчивостью, т.е. способностью возвращаться в исходное вертикальное положение после прекращения действия отклоняющих сил. Отклоняющими силами будут сила давления промывочной жидкости (гидродинамическая сила Fгидр). Стабилизирующими силами (возвращающими клапан в исходное вертикальное положение) будут сила тяжести G и выталкивающая сила Fa (сила Архимеда). Центр масс и центр давления выталкивающей силы (силы Архимеда) в общем случае не совпадают (пример: поплавок с грузилом для рыбацкой удочки; воздушный шар с подвешенной корзиной для груза).
Так как по абсолютной величине G > Fa, необходимо, чтобы сила тяжести «работала» на открытие клапана (т.е. возвращала клапан в исходное вертикальное положение). Это возможно, если вектор силы тяжести G будет расположен левее относительно вертикальной оси (оси Y), проходящей через ось вращения (точку О). Все возможные варианты действия стабилизирующих сил приведены в таблице 1.
Таблица 1
Варианты действия стабилизирующих сил осциллятора в горных породах
№ п/п
Схема действия стабилизирующих сил
Примечание
1.
Конструкция работоспособна
2.
Конструкция работоспособна
Конструкция работоспособна
Конструкция неработоспособна
4
№ п/п Схема действия стабилизирующих сил Примечание
5. Конструкция неработоспособна
6. dj Конструкция неработоспособна
Момент трения направлен против направления вращательного движения. Присоединенный момент инерции можно рассматривать как кажущееся увеличение момента инерции тела при неустановившемся вращательном движении тела в среде - увеличение, происходящее оттого, что приводится в движение не только тело, но также и частицы среды.
Значение присоединенного момента инерции зависит от формы тела, ориентации тела относительно направления движения и плотности среды.
Силы давления промывочной жидкости, действующие на клапан, зависят от скорости потока, размеров и формы элементов клапана (лепестка, корпуса, проходных сечений, впускного и выпускного диффузоров), углового расположения клапана в корпусе (степени открытия), плотности и вязкости жидкости.
В связи со сложностью структуры потока только в отдельных случаях местные сопротивления определяются теоретически, в преобладающем большинстве случаев они могут быть найдены на основе проведенных экспериментов. При этом необходимо учитывать взаимное влияние отдельных элементов конструкции (изменение сопротивления одного из элементов конструкции может изменить или перераспределить сопротивление в системе).
Таким образом:
1) Момент инерции необходимо вычислять для конкретной геометрии клапана, так как его влияние на частотные характеристики пропорционально численному значению.
2) Точка приложения гидродинамической силы Fгидр, ее величина будут разными в зависимости от угла поворота клапана.
Заключение
Использование осциллятора в буровом растворе и при бурении горной породы позволит сократить время на снижает количество подвисаний и остановок бурение на забой, тем самым позволив пробурить горную породу намного быстрее. На данный момент продолжаются ОПР и ОПИ осцилляторов для горной породы.
Список использованной литературы:
1 Давыдов А.Ю. Применение наддолотного модуля при бурении скважин / А.Ю. Давыдов, И.А. Яхина // Современные технологии в нефтегазовом деле - 2019: сборник трудов международной научно-технической конференции в 2-х т. / коллектив авторов. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2019. - Т. 1. - С. 319-325.
2 Реологические модели неньютоновских жидкостей, используемых в бурении / Е. Л. Гусейнова, Р. Р. Гимаздинов, И. Ф. Нуртдинов // Материалы 46-й Всероссийской научно-технической конференции
молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием: в 2-х т. (Октябрьский, 26 апреля 2019 г.) / отв. ред. В.Ш. Мухаметшин. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2019. - Т. 2. - С. 168-172.
3 Оценка энергозатрат на вибрационные процессы, происходящие в системе «Бурильная колонна-долото-забой» / Т.Н. Миннивалеев, Х.Н. Ягафарова, Р.Я. Абдюкова, А.Н. Миннивалеев, А. Н. Миннивалеева, А.А. Мерзляков // Современные технологии в нефтегазовом деле - 2017: сборник трудов международной научно-технической конференции в 2-х т. / отв. ред. В.Ш. Мухаметшин. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2017. - Т. 1. - С. 262-265.
4 Davydov, A.Y., Yakhina, I.A. Downhole screw motor with integrated telemetry system Journal of Physics: Conference Series, 2021, 1753(1), 01207.
© Абдуллин А.У., Чуктуров Г.К., 2024
УДК 622.276
Доронин М.А.
Магистрант 1 курса УГНТУ, г. Октябрьский
ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СОЛЕОТЛОЖЕНИЙ В СКВАЖИНАХ
Аннотация
Одной из ключевых проблем, влияющих на эффективность и стабильность работы скважин, является образование солевых отложений. Такие отложения ухудшают продуктивность скважин и могут приводить к значительным эксплуатационным затратам и потерям. В статье рассматриваются исследования, проведенные на примере месторождений, разрабатываемых ООО «Юганскнефтегаз», дочерним предприятием ОАО «НК Роснефть». Согласно представленным результатам, более 10% отказов внутрискважинного оборудования связаны с солеотложениями. В статье анализируются различные методы борьбы с этой проблемой. Освещены практические аспекты применения этих технологий, их эффективность и потенциальные проблемы при реализации.
Ключевые слова
добыча нефти, эксплуатация скважин, солевые отложения, внутрискважинное оборудование, технологическое решение. Abstract
One of the key problems affecting the efficiency and stability of wells is the formation of salt deposits. Such deposits impair well productivity and can lead to significant operating costs and losses. The article discusses research conducted on the example of fields developed by Yuganskneftegaz LLC, a subsidiary of Rosneft Oil Company. According to the presented results, more than 10% of failures of downhole equipment are associated with salt deposits. The article analyzes various methods of dealing with this problem. The practical aspects of the application of these technologies, their effectiveness and potential problems in implementation are highlighted.
Keywords
Oil production, well operation, salt deposits, downhole equipment, technological solution
В настоящее время добыча углеводородов является важнейшей отраслью в стране, так как наблюдается рост зависимости от добычи в масштабах глобальной экономики. Обеспечение бесперебойной и эффективной работы нефтяных и газовых скважин является критически важной задачей
