CC BY
62
максимальная простота и технологичность.
Вместо этого, «Буринтех» использует для преобразования гидравлической энергии жидкости простейшие компоненты - гидравлические редукторы, пружины, муфты и так далее. Исключена любая электроника, а значит нет необходимости в обеспечении дополнительном их питании. Созданная роторно-управляемая система основана на гидромеханическом принципе и может быть совместима с различными MWD системами.
Однако, такое решение имеет ряд своих недостатков. В ситуации, когда отсутствует какая-либо забойная электроника, Для изменения режима работы или параметров кривизны, необходимо производить эти манипуляции в вручную. При этом будет затрачено значительное время на подачу «команд» путем изменения подачи насосов (что, несомненно, занимает достаточно большое количество времени и имеет большую инерционность). Современные решения зарубежных компаний гораздо эффективнее используют время строительства скважины. Но, что касается сравнения с предыдущими методами бурения, когда применялись забойные двигатели без какой либо возможности забойного ориентирования (двигатели имели шарнирный механизм с фиксированным углом искривления и для его смены требовали полного подъёма и ручного поворота), РУС-ГМ гораздо эффективнее. Вращение колонны также снижает риски, связанные с прихватами бурильного инструмента и общего состояния ствола скважины, улучшает степень очистки от выбуренной горной породы.
Прототип компании «Буринтех» имеет в своем арсенале три возможных режима работы - один нерабочий и два нерабочих. Такое решение является наиболее оптимальным для снижения конечного показателя НПВ. Нерабочий режим необходим для приведения оборудования в транспортное положение и закрытии всех плашек. Для его активации достаточно отключить подачу насосов, либо снизить ее до значений, ниже проектных для активации плашек.
Общая картина начала управляемого бурения с РУС-ГМ такова:
- В режиме СПК производится ориентирование корпуса по необходимому направлению бурения.
- РУС-ГМ переключается в режим НПК, в котором происходит выдвижение отклоняющих плашек с принятием корпуса РУС-ГМ эксцентричного положения относительно ствола скважины и разъединение вала от корпуса.
Список использованной литературы:
1. Осипов Ю.В., Ахметов Д.С., Еникеев Р.В., Бадретдинов Д.Ф. «Применение роторных управляемых систем для бурения».
2. Закиров А.Я. «Первые результаты испытаний роторно-управляемых систем российского производства».
3. Бурение наклонных, горизонтальных и многозабойных скважин А. С. Повалихин, А. Г. Калинин, С. Н. Бастриков, К. М. Солодкий; под общ.ред. доктора технических наук, профессора А. Г. Калинина. - М.: Изд. ЦентрЛитНефтеГаз, 2011. - 647 с.
4. Акбулатов Т.О. Роторные управляемые системы: учебное пособие / Т.О. Акбулатов, Р.А. Хасанов, Л.М. Левинсон - Уфа: УГНТУ, 2006.
© Закарян А.В., 2022
УДК 55
Закарян А.В., студент второго курса магистратуры Уфимского государственного нефтяного технического университета
г. Уфа, Российская Федерация
ПРИМЕНЕНИЕ РОТОРНО-УПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ С ПРИНЦИПОМ ДЕЙСТВИЯ «РШИ-ТИЕ-ЫТ»
Аннотация
Исследование посвящено повышению эффективности строительства наклонно-направленных и
горизонтальных скважин применением и совершенствованием технических средств, таких как роторно-управляемые системы.
Ключевые слова
Роторно-управляемая система, каротаж в процессе бурения, компоновка низа бурильной колонны,
горизонтальная скважина, горная порода.
Актуальность. В настоящее время создание систем разработки нефтяных месторождений с использованием горизонтальных скважин должно являться одним из приоритетных направлений в нефтегазодобывающей отрасли по вовлечению в промышленную разработку трудно извлекаемых запасов нефти и газа. Это связано с увеличением доли месторождений, относящихся к категории трудноизвлекаемых и нерентабельных запасов, содержащих низкопроницаемые и неоднородные пласты и коллекторы, приуроченные к водонефтяным и газонефтяным зонам, нефтяным оторочкам нефтегазовых залежей, залежей с высоковязкой нефтью. Бурение горизонтальных скважин является одним из перспективных методов интенсификации добычи нефти и газа, что позволяет намного увеличить площадь фильтрации пластового флюида за счет длины горизонтального участка.
В России начиная с 2010-х годов для бурения наклонных и горизонтальных стволов активно применяются «rotary steerable system» (RSS) - роторные управляемые системы (РУС), в которых разрушение горной породы осуществляется вращением долота с бурильной колонной верхним приводом буровой установки или ротором, а также отклоняющие системы, сочетающие применение винтовых забойных гидродвигателей и РУС.
Данные системы являются наиболее совершенными, а в сочетании с системами телеметрии и геонавигации превратились в совершенные беспилотные средства дистанционного управления направлением буримых скважин. Возможности этих систем впечатляют: при высочайшей точности (± 0,1°) и оперативности данные системы способны осуществлять бурение скважин любой траектории в пространстве протяженностью до 13 километров непрерывными рейсами, протяженность которых может составлять более 1000 метров. Современная отклоняющая система представляет собой беспилотный электронно-механический агрегат, управляемый дистанционно.
Системы РУС позволяют бурить пологие и горизонтальные скважины с плавным профилем из-за отсутствия перегибов ствола (обычных при использовании забойных двигателей) с большей протяженностью за счет снижения сил трения и лучшей очисткой ствола от шлама. Более высокая проходка с постоянным вращением бурильной колонны предотвращает вероятность прихватов бурильного инструмента, сокращает время на очистку ствола от выбуренной породы и дает ряд дополнительных преимуществ по качеству вскрытия продуктивного горизонта. Применение РУС позволяет бурить протяженные - более 10 км горизонтальные стволы, так как бурение с вращением бурильной колонны снижает вероятность зашламования колонны и обеспечивает более высокую способность к проталкиванию колонны по горизонтальному стволу.
В системе с отклонением долота ориентация бурильной колонны в желаемом направлении производится путем нажатия на стенку скважины. В такой РУС используется блок отклонения с тремя выдвижными лопатками, приводимыми в движение буровым раствором и расположенными возле долота для создания бокового усилия на стенки скважины.
Для увеличения угла соответствующие башмаки нажимают на лежачую стенку скважины, а для снижения угла - на висячую стенку скважины. Текущее значение координат ствола и другие рабочие параметры РУС от забоя к поверхности, а команды от оператора с поверхности на забой, передаются при помощи телеметрических систем по гидроимпульсному каналу связи, определяют время и мощность срабатывания башмака. Блок управления, расположенный над блоком отклонения, приводит в действие поворотный клапан, который открывает или перекрывает подачу бурового раствора на выдвижные башмаки в соответствии с поворотом бурильной колонны. Система синхронно изменяет амплитуду и силу давления лопаток, когда каждый из них проходит определенную ориентирующую точку.
Рассмотрим общие принципы работы одного представительства семейства РУС компании Halliburton на примере ICruise
ICruise имеет рулевую головку RSS нового поколения (Push the Bit) на полностью вращающемся внешнем корпусе. Поток бурового раствора вращает турбины силовой части, вырабатывая энергию для питания всех электронных компонентов внутри инструмента.
iCruise использует комбинацию усовершенствованной модульной электроники с несколькими датчиками и блока выработки электроэнергии для обеспечения большей точности и надежности во время работы, секция модульной электроники содержит модуль C&D (управление и направление), гамма, DDSr (датчики вибрации), PWD (контроль забойного давления) и DM (направленный модуль).
Рисунок 1 - РУС Push the bit с выдвижными лопатками, общий вид
Головка рулевого управления, также известная как модуль управления потоком, использует двигатель для вращения клапана, который перенаправляет поток через коллектор, чтобы активировать колодки для рулевого управления, учитывая переданные по нисходящей линии связи TF (поверхность инструмента) и DC (рабочий цикл).
Направляющие лопатки подвержены значительному износу в процессе бурения
Рисунок 2 - Износ направляющих лопаток
Если возникает отклонение от заданной траектории, внутрискважинный компьютер, при помощи навигационных сенсоров передаёт информацию распределительному клапану, который направляет гидродинамическую энергию бурового раствора на направляющие лопасти, которые выдвигаются из
корпуса. В результате происходит отталкивание всей компоновки от стенки скважины в заданном направлении.
Одно из слагаемых успешного проведения работ с использованием РУС - это грамотный подбор бурового инструмента, способного реализовать весь потенциал этих систем. Поэтому в настоящее время НПП «БУРИНТЕХ» активно разрабатывает и внедряет оборудование для работы с управляемыми системами, так как их актуальность растет с каждым годом. Необходимо знать, что РУС разделяются на два основных типа по способу управления смещением долота относительно оси скважины.
НПП «БУРИНТЕХ» производит долота для работы совместно с обоими типами РУС. Инструмент успешно выпускается от 142,9 до 295,3 мм. Причем возможно работать и с комбинированными РУС, совмещающими свойства двух систем.
Список использованной литературы:
1. Осипов Ю.В., Ахметов Д.С., Еникеев Р.В., Бадретдинов Д.Ф. «Применение роторных управляемых систем для бурения».
2. Закиров А.Я. «Первые результаты испытаний роторно-управляемых систем российского производства».
3. Бурение наклонных, горизонтальных и многозабойных скважин А. С. Повалихин, А. Г. Калинин, С. Н. Бастриков, К. М. Солодкий; под общ.ред. доктора технических наук, профессора А. Г. Калинина. - М. : Изд. ЦентрЛитНефтеГаз, 2011. - 647 с.
4. Акбулатов Т.О. Роторные управляемые системы: учебное пособие / Т.О. Акбулатов, Р.А. Хасанов, Л.М. Левинсон - Уфа: УГНТУ, 2006.
© Закарян А.В., 2022
УДК 55
Лихтер А.Р., студент второго курса магистратуры Уфимского государственного нефтяного технического университета
г. Уфа, Российская Федерация Сулейманов К.И., студент второго курса магистратуры Уфимского государственного нефтяного технического университета
г. Уфа, Российская Федерация Мулюков Р.А., доцент, кандидат наук кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» Горно-нефтяного факультета Уфимского государственного нефтяного технического университета
г. Уфа, Российская Федерация
ЗАВИСИМОСТЬ ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ШЛАМА ПРИ БУРЕНИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ БОЛЬШОЙ ПРОТЯЖЕННОСТИ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ
Аннотация
Научно обоснованный выбор режима бурения и очистки скважины от образующегося шлама позволяет существенно сократить время и затраты, связанные с геологическими и технологическими рисками. Для выбора оптимального режима необходимо иметь соответствующие инструменты математического моделирования, опирающиеся на современные расчетные алгоритмы и физические модели процессов, которые происходят во время бурения.
Ключевые слова
Наклонно-направленные скважины, транспортировка шлама, моделирование, промывка скважины, буровой раствор
