Техника и технология вырезания участка в обсадных колоннах

2.Определение длины интервала забуривания бокового ствола
Одним из основных осложнений при проводке боковых стволов (БС) и ответвлений (От) является заклинивание бурильной и обсадной колонн в «окне» или на участке вырезанной эксплуатационной колонны. Это особенно актуально для скважин глубиной более 2000 м при низкой буримости пород и ограниченной проходке на долото.
В действующей методике ВНИИБТ изложены способы определения основных геометрических параметров, а на рис. 2.2 приведена схема забуривания нового ствола. Пусть длина интервала забуривания ствола равна h3, тогда длина «окна» (выреза) определяется по формуле:

где h3 – расчетный интервал забуривания, м; k – коэффициент запаса интервала забуривания (k=1,1); D3 – диаметр замка бурильной колонны, м; αк – зенитный угол в конце интервала забуривания, град., который определяется по формуле:

где Dд – диаметр долота, м; R – радиус искривления в интервале забуривания, м. Формулы показанные выше общеизвестны, однако они не учитывают следующие частные случаи:
‒ эксцентричность крепления обсадной колонны;
‒ кавернозность ствола скважины;
‒ искривление основного ствола скважины;
‒ интенсивность желобообразования, зависящую от пространственного искривления, способов и режимов бурения, типов долот, прочности пород, длины ответвления, числа рейсов бурильной колонны.
На рис. 2.2 показана схема забуривания ствола из обсадной колонны, расположенной эксцентрично в кавернозном стволе с зенитным углом αк.
Максимальное требуемое отклонение от внутренней стенки обсадной трубы до стенки сформированного нового ствола без учета глубины желоба и угла наклона определяется по формуле:

где δ – величина отклонения («ступеньки»), м; δ0 – толщина стенки обсадной колонны, м; kк – средний коэффициент увеличения диаметра ствола;
Dд – диаметр долота основного ствола, м; D0 – наружный диаметр колонны основного ствола, м; D′д – диаметр нового ствола (ответвления), м.

Рис. 2.2. Схема забуривания нового ствола (ответвления)
В большинстве случаев азимут искривления скважины Ас не совпадает по величине с требуемым азимутом нового ствола Ан, что является причиной неточностей в расчетах и осложнений при забуривании. При этом для нахождения зенитного угла в конце интервала забуривания αк необходимо использовать известное правило «треугольника» по формуле:

где φА – изменение азимута скважины, град.; αу – угол установки отклонителя, т.е. угол между азимутом скважины и плоскостью действия отклонителя Ау0, αу=Ас‒Ау0+360º; αс – зенитный угол в скважине в начале забуривания, град.
Угол установки отклонителя αу и изменение азимута φА определяется по формулам:

где Ан – азимут нового ствола, град. Вертикальная проекция интервала забуривания в цементном мосте, колонне, цементном кольце и породе определяется по формуле:

где αк рассчитывают по формулам выше, град.; αс определяют по данным инклинометрии в начале забуривания, град. Горизонтальная проекция рассчитывается по формуле:

Длина участка забуривания l3 определяется по формуле: