Utensili di perforazione direzionale convenzionali

Tre questioni da affrontare nel controllo della traiettoria del pozzo:

① Progettare in modo appropriato il gruppo del foro inferiore (BHA) per controllare la velocità di variazione dell'angolo di deviazione del foro.

② Progettare o selezionare in modo appropriato utensili di fondo pozzo con strutture speciali per controllare la velocità di variazione dell'angolo azimutale del pozzo.

③ Selezionare e controllare in modo appropriato il peso sulla punta (WOB) per regolare la velocità di penetrazione verticale della punta e l'entità delle forze di formazione, ottenendo così il controllo della curvatura del pozzo.

Gli strumenti convenzionali per la perforazione direzionale includono principalmente sub direzionali, collari di perforazione non magnetici (NMDC), aste di perforazione pesanti (HWDP), stabilizzatori, raschiatori per sedi chiave, ecc.

I. Sub direzionale

1. Tipi

Substrato direzionale diritto: utilizzato per la foratura direzionale con punte a cavità progressiva (PCD) con alloggiamento curvo.

Substrato direzionale curvo: utilizzato per la foratura direzionale con punte a cavità progressiva (PCD) a corpo dritto.

2. Struttura di base

1) Sublineare Direzionale

Componenti: alloggiamento 4, manicotto di centraggio 1, chiave direzionale 3, vite di fermo 2

2) Substrato piegato direzionale

Componenti: alloggiamento 4, manicotto di centraggio 1, chiave direzionale 3, vite di fermo 2. Rispetto al sub direzionale dritto, ha un angolo di curvatura strutturale λ e la formula di calcolo è: λ = 57,3 × (a – b) / d

II. Collare di perforazione non magnetico (NMDC)

1. Funzione

Schermatura degli strumenti di misurazione magnetica per evitare errori di misurazione.

Svolgono le funzioni dei normali collari di perforazione.

2. Materiali dei collari di perforazione non magnetici

Comprendono principalmente leghe di Monel (contenenti rame, nichel, cromo, ecc.), leghe di cromo-nichel, leghe austenitiche a base di cromo-manganese, leghe di berillio-rame, acciai non magnetici SMFI e acciai nazionali al manganese-cromo-nichel.

3. Selezione della lunghezza del collare di perforazione non magnetico

Consultare la "Mappa dell'intensità del campo magnetico terrestre orizzontale". Una scelta oculata della lunghezza del collare di perforazione non magnetico consente una misurazione accurata dell'azimut magnetico nella sezione del foro aperto. Maggiore è l'intensità magnetica dell'area, più lungo dovrà essere il collare di perforazione non magnetico.

4. Ispezione e utilizzo dei collari di perforazione non magnetici

1) La rettilineità della superficie cilindrica esterna del collare di perforazione non magnetico deve essere ≤ 2 mm/m e la rettilineità dell'intera lunghezza deve essere ≤ 5 mm/m.

2)I graffi sulla superficie del corpo del tubo del collare di perforazione non magnetico non devono superare il limite di graffio consentito specificato.

3)La superficie della filettatura deve essere liscia, senza segni irregolari, crepe, screpolature o altri danni ammessi.

4)La coppia di serraggio delle filettature del collare di perforazione non magnetico deve essere ≥ alla coppia di rotazione minima specificata.

5)La permeabilità magnetica relativa e l'uniformità magnetica del collare di perforazione non magnetico devono essere ispezionate una volta all'anno e i risultati dell'ispezione devono essere conformi alle specifiche della norma per i collari di perforazione non magnetici (SY5145-86).

III. Tubi di perforazione per carichi pesanti (HWDP)

Viene utilizzato nella parte inferiore del BHA (Bottom Hole Assembly) per sostituire i collari di perforazione e applicare pressione. Nelle operazioni direzionali con strumenti di guida, riduce l'area di contatto con la parete del pozzo, minimizza la resistenza all'attrito, facilita le operazioni di scorrimento, migliora la sicurezza in fondo pozzo ed è utile per il controllo dei parametri del pozzo direzionale. Funge anche da sezione di transizione tra i collari di perforazione e le aste di perforazione per attenuare le variazioni di rigidità.

IV. Stabilizzante

1.Applicazioni degli stabilizzatori nella perforazione direzionale

Nei BHA di tipo build-up e drop-off, gli stabilizzatori fungono da fulcro. Regolando la posizione degli stabilizzatori nel BHA di fondo pozzo, è possibile modificare lo stato di sollecitazione del BHA di fondo pozzo per controllare la traiettoria del pozzo.

2.Aumentare la rigidità del BHA inferiore per stabilizzare la deviazione e l'azimut del foro. Nei BHA ad angolo di mantenimento, la rigidità del BHA inferiore viene aumentata riducendo la distanza tra la punta e lo stabilizzatore, e tra gli stabilizzatori, in modo da limitare la deformazione compressiva del BHA inferiore e ottenere l'effetto di mantenimento della deviazione.

3.Rivestire il pozzo per rendere il cambio di curvatura dolce e uniforme, contribuendo così a ridurre il verificarsi di complicazioni in profondità.

Attenzione! Durante l'inserimento e l'estrazione dello stabilizzatore dal pozzo, misurare attentamente il diametro esterno dello stabilizzatore, verificarne lo stato di usura e la posizione di installazione nel BHA. L'usura del diametro esterno dello stabilizzatore non deve superare i 2 mm.

Tipologie di stabilizzatori:

Stabilizzatore simmetrico a nervature dritte Stabilizzatore sferico a cinque lobi (a tre lobi)

Stabilizzatore a spirale a cinque lobi (tre lobi)r Manicotto stabilizzatore sostituibile

Stabilizzatore eccentrico a tre lobiStabilizzatore sostituibile

V. Tergicristallo per sedile a chiave

La forma geometrica del raschiatore per sedi di chiavetta è simile a quella di uno stabilizzatore a spirale. Le sue dimensioni complessive sono inferiori a quelle di uno stabilizzatore ma superiori a quelle di un collare di perforazione. A differenza dello stabilizzatore a spirale, sia la spalla inclinata superiore che quella inferiore del raschiatore per sedi di chiavetta sono saldate superficialmente con elettrodi in lega dura a formare una forma conica, che ha le funzioni di taglio, alesatura e pulizia delle sedi di chiavetta.

La posizione del raschiatore della sede della chiavetta nella colonna di perforazione è la seguente:

1. BHA specializzato nella pulizia dei sedili principali

Configurazione BHA per la pulizia delle sedi chiave generali: Punta + collare di trapano di piccole dimensioni (50～60 m) + tergicristallo per sede chiave + martello di perforazione + asta di perforazione pesante (HWDP).

Per la pulizia di sedi chiave più lunghe, è possibile adottare il seguente BHA: Punta + 1 supporto di collare di perforazione di piccole dimensioni + raschiatore per sedi chiave + 1 supporto di collare di perforazione di piccole dimensioni + giunto flessibile + contenitore di perforazione + tubo di perforazione pesante (HWDP).

Il diametro esterno del collare di perforazione di piccole dimensioni nella batteria di perforazione deve essere uguale al diametro esterno del giunto del tubo di perforazione utilizzato durante la perforazione. Quando si esegue la perforazione fino a circa 100 m sopra la sede chiave, controllare la velocità di avanzamento; quando si incontra resistenza, iniziare l'alesatura e controllare rigorosamente il carico sul fondo pozzo (generalmente inferiore a 49 kN).

2. Pulizia della sede della chiave durante la foratura

Nella perforazione direzionale, a partire dalla sezione di accumulo, si utilizzano spesso raschiatori per sedi di chiave nel BHA di fondo pozzo. In base alla curvatura del pozzo perforato e alla litologia della formazione, il raschiatore per sedi di chiave viene utilizzato per la rettifica ripetuta nelle sezioni a "gomito di cane" dove è probabile che si formino sedi di chiave, in modo da prevenirne la formazione.

VI. Valvola a galleggiante

Le sue funzioni principali sono quelle di impedire il riflusso del fluido di perforazione (che potrebbe danneggiare gli strumenti di misurazione in fondo pozzo) e di evitare l'ostruzione degli ugelli della punta.

VII. Sottosistema di aggancio

Lo strumento MWD (Measurement While Drilling) è alloggiato al suo interno, fornendo un ambiente di misurazione sicuro e stabile per l'MWD.

Sulla parete esterna del supporto di sospensione è presente una linea di riferimento per il lato superiore, utilizzata per calibrare il lato superiore della trivella a cavità progressiva (PCD) e misurare il valore di offset tra il MWD e il PCD. La parete interna del supporto è dotata di una chiave sporgente, utilizzata quando il MWD è in funzione. Quando il MWD non è in uso, è necessario prestare attenzione a rimuovere prima il supporto di sospensione per evitare che la chiave venga trascinata via da una portata eccessiva (che potrebbe causare incidenti in pozzo).

VIII. Vaso

La sua funzione principale è quella di mantenere l'equilibrio di lavoro della punta e della batteria di perforazione, e di contribuire a liberare i tubi bloccati in caso di inceppamento.

IX. Giunto flessibile

La sua funzione principale è quella di proteggere il martello e aumentare l'elasticità della colonna di perforazione durante le operazioni di scuotimento.