Техника и технология вырезания участка в обсадных колоннах

1.Определение минимальной длины вырезаемого участка обсадной колонны
Для обеспечения надежности и успешного проведения забуривания бокового ствола необходимо рассчитать минимальную длину вырезанного участка обсадной колонны и минимальную длину интервала забуривания с учетом его увеличения для условий возможного желобообразования. Эта методика разработана во ВНИИБТ и успешно опробована на практике. Расчетная схема представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема забуривания бокового ствола в интервале вырезанного участка обсадной колонны: D – диаметр скважины, м; Dд – диаметр долота для бурения БС, м; dвн, dот – соответственно, внутренний диаметр обсадной колонны и наружный диаметр отклонителя, м; δ1, δ2 – углы перекосы осей переводников отклонителя, град.; l1, l2 – длины нижней и верхней секций отклонителя, град.; R – радиус искривления БС скважины, м; Н – высота вырезанной части обсадной колонны, м; α – зенитный угол выхода ствола скважины в интервале забуривания БС, град.
Минимальная длина вырезаемого участка обсадной колонны определяется в первую очередь длиной интервала забуривания. Расчет длины интервала забуривания производится для отклонителей как с одним углом перекоса, так и для отклонителей с двумя углами перекоса. С учетом увеличения интервала забуривания для условий возможного желобообразования минимальную длину вырезаемого участка обсадной колонны рекомендуется рассчитывать по формуле:

где L – длина удаляемого участка, м; 1 l ‒ расстояние от торца долота до места искривления переводника отклонителя, м; R ‒ радиус искривления ствола скважины, м; D1 ‒ диаметр замка бурильной колонны, м; α ‒ угол выхода долота из скважины (град.), определяемый в свою очередь по формуле:

где Dд – диаметр долота, м.
Радиус искривления ствола скважины обусловлен прежде всего геометрическими размерами отклонителя. Для отклонителя на базе гидравлического забойного двигателя с одним углом перекоса осей радиус R рассчитывается по формуле:

где 2l – длина верхнего плеча отклонителя, м; γ ‒ угол перекоса осей отклонителя, град.; β ‒ угол наклона нижнего плеча отклонителя к оси скважины, град., определяется по формуле:

где dот – диаметр отклонителя, м.
Угол перекоса осей отклонителя γ в данном случае находится по формуле:

где l1 и l2 – соответственно, длины нижней и средней секций отклонителя, м; α – зенитный угол выхода ствола в интервале забуривания, рад. Для отклонителя с дополнительным кривым переводником над забойным двигателем (или других компоновок) при расчете радиуса искривления рекомендуется также пользоваться данными формулами. Радиус искривления ствола скважины определяется допустимой интенсивностью искривления ствола на 10 м проходки ( 10 i ), которую с учетом обеспечения надежности крепления скважин рекомендуется выбирать в пределах 2‒2,5º/10 м. Как правило, величины l1 и l2 известны из размеров отклонителя. С учетом вписываемости отклонителя в геометрические размеры ствола скважины в интервале забуривания величины l1 определяются по формуле:
‒ для отклонителя с двумя углами перекоса

‒ для отклонителя с одним углом перекоса

где DС – условный диаметр скважины, м; при забуривании в мягких породах DС принимают равным наружному диаметру обсадной колонны, а при забуривании в твердых породах – диаметру скважины до спуска обсадной колонны; dВН – внутренний диаметр обсадной колонны, м; γ1, γ 2 – углы перекоса осей переводников отклонителя, рад. Угол выхода долота из скважины, равный зенитному углу второго ствола, определяется по формуле:

где Dд – диаметр долота, мм; R – радиус дуги окружности образующего профиля скважины, м.
Расчетный интервал забуривания определяется по формулам
‒ для отклонителя с двумя углами перекоса

‒ для отклонителя с одним углом перекоса