Роторные управляемые системы
Выбери формат для чтения
Загружаем конспект в формате ppt
Это займет всего пару минут! А пока ты можешь прочитать работу в формате Word 👇
Роторны е управляемы е системы
Предназначены для бурения искривлённых и прямолинейных интервалов
профиля скважины в автоматическом режиме при вращении бурильной
колонны.
РУС включает следующие основны е узлы :
- отклоняющее устройство;
- забойную телесистему с навигационными и каротажными датчиками;
- источник питания (генератор или аккумулятор);
- наземную аппаратуру;
- канал связи забойной телесистемы с наземной аппаратурой.
По принципу управления РУС
разделяются на два основных
вида:
-изменение
величины
и
направления
отклоняющей
силы на долоте
-изменение направления угла
перекоса долота
10
Роторны е управляемы е системы
10
Роторны е управляемы е системы
RSS «point-the-bit» - это оборудованный аппаратурой, наддолотный стабилизатор,
состоящий из трёх основных компонентов, включая вращающуюся мандрель (приводной
вал), эксцентриковую внутреннюю втулку и утяжелённый невращающийся наружный
корпус. Инструмент работает, контролируя направление эксцентриковой внутренней
втулки, которая смещает мандрель и, соответственно, долото в заданном направлении.
Расположение наружного корпуса постоянно отслеживается компьютером, который
управляет инструментом и автоматически поправляет положение эксцентриковой
внутренней втулки для сохранения соответствующей ориентации долота.
Вращение внутренней втулки с целью изменения ориентации долота осуществляется
двигателем постоянного тока со сверхвысоким крутящим моментом, работающим от
литиевого аккумулятора или турбинного генератора.
Роторны е управляемы е системы
RSS «point-the-bit» Sperry Sun
Компактный и прочный отклоняющий узел,
размещённый внутри невращающейся верхней
части
корпуса,
передаёт
контролируемое
отклонение на вал через два вращающихся
эксцентриковых кольца.
Связь с эксцентриковыми кольцами сверху и
снизу осуществляется с помощью двух систем
привода. В результате действия одного или
обеих систем привода кольца поворачиваются
вместе или по отдельности и отводят вал в
сторону по осевой линии корпуса, заставляя вал
искривляться
и
ориентировать
долото
в
направлении
заданного
угла
установки
отклонителя.
Специально сконструированные вращающиеся
уплотнения внутри корпуса не позволяют
буровому раствору попадать внутрь системы, а
смазочной жидкости вытекать наружу. Секция
вала, проходящая через корпус, опирается на
верхний подшипник фиксированного конца,
подшипник
радиальной
опоры
и
нижний
плавающий подшипник.
Когда эксцентриковые кольца изгибают вал, то
вал изгибается между верхним подшипником
фиксированного конца, который не даёт валу
изгибаться выше себя и нижним плавающим
подшипником,
который
позволяет
долоту
отклоняться в любом заданном направлении и
Роторны е управляемы е системы
PowerDrive Xtra компании Schlumberger с системой AutoTrak компании
Baker Hughes
Система используют механизмы автоматической
ориентации и управляют траекторией скважины путём
приложения бокового усилия к долоту. В системах
расширяющийся, не вращающийся стабилизатор
обеспечивает
статическое
боковое
усилие,
приложенное к стенке скважины, что вызывает противо
действующее усилие, приложенное к стабилизатору и
долоту.
Интенсивность
искривления
скважины
определяется соотношением объёмов бокового
резания и бурения в прямом направлении. Величина
этого угла определяется геометрией инструмента и
радиусом кривизны скважины.
Интегрированная система MWD замеряет
зенитный угол и азимут, величину вибрации,
обеспечивает связь с системой на поверхности.
Скважинны й компью тер расположенный на
уровне долота и его ось вращения долота всегда
расположена под углом по отношению к оси скважины.
Он производит сравнение данных, полученных
системой
контроля
MWD
с
проектными
характеристиками траектории, затем передаёт команду
на наддолотный блок отклонения для корректировки
курса. Передаёт данные на поверхность, получает
команды по корректировке курса.
Роторны е управляемы е системы
Роторны й отклонитель «Кедр» для
направленного бурения роторны м
способом
а – схема комплекса;
б – комплекс в рабочем положении;
в – комплекс в транспортном положении:
1 – подшипниковый узел;
2 – искривлённый корпус;
3 – нижний вал;
4 – клиновой ползун;
5 – наружный шарнир;
6 – промежуточный вал;
7 – возвратная пружина;
8 – разделительное кольцо;
9 – втулка;
10 – узел блокировки;
11 – верхний
подшипниковый узел;
12 – верхний вал;
13 – приводная пружина
Роторны е управляемы е системы
Управляемая сист ема DART компании Андергейдж
Роторная система кривления DART (Downhole Adjustable Rotary Tool) представляет
собой 100% механический инструмент для бурения скважин по плавным кривым
траекториям с постоянной интенсивностью изменения угла. Кривление по принципу
трёхточечной стабилизации обеспечивается путём приложения постоянного бокового
усилия от несоосного стационарного стабилизатора к долоту.
В процессе бурения ориентация торца инструмента поддерживается невращающимся
масс-эксцентриком, который за счёт силы тяжести постоянно находится в подвешенном
состоянии. Изменение ориентации торца инструмента производится при отрыве долота
от забоя при выключенных насосах и, в среднем, занимает не более 3 минут.
Роторны е управляемы е системы
Управляемая сист ема DART компании Андергейдж
Система DART включает следующие элементы и устройства
•сердечник, проходящий сквозь инструмент для передачи крутящего момента и вращения
долота; используется как часть механизма изменения ориентации торца;
•скребок, который является частью сердечника и вращается вместе с ним. Диаметр скребка
меньше диаметра долота, и обычно скребок не касается стенок ствола. Он предназначен для удаления
всех уступов, образующихся в процессе бурения и способных затруднить продвижение
невращающихся стабилизаторов (соосного и несоосного);
•несоосный (управляющий) стабилизатор - невращающийся, полноразмерный, немного
смещённый по отношению к оси сердечника. Это смещение создаёт боковое усилие на долото,
позволяющее управлять траекторией ствола в трёх измерениях;
•соосный стабилизатор - концентрический, также невращающийся, создаёт третью точку
опоры для реализации трёхточечной стабилизации, которая необходима для точного и предсказуемого
управления компоновкой с помощью системы DART. Также этот стабилизатор принимает на себя вес
масс- эксцентрика.
На рисунке 2.4 показан пример принципа действия системы: несоосный стабилизатор передаёт
на долото боковое усилие, которое направляет торец инструмента на 45 градусов вправо от точки
зенита. Таким образом, бурение осуществляется именно по этому вектору.
Роторны е управляемы е системы
Управляемая сист ема DART компании Андергейдж
Для изменения ориентации торца выполняют следующие действия:
•отрывают долото от забоя и прекращают вращения колонны;
•останавливают насосы;
•вращают бурильную колонну на количество щелчков ротора, необходимое
для установки новой ориентации торца (каждый щелчок ротора смещает
вектор бурения вправо на 2,25 град.);
•прекращают вращение по достижении заданной ориентации торца;
•запускают насосы и начинают циркуляцию с обычным расходом;
•продолжают бурение скважины.
Роторны е управляемы е системы
Управляемая сист ема DART компании Андергейдж
При необходимости ориентации торца по точке зенита выполняют следующее:
• отрывают от забоя и прекращают вращения колонны;
•останавливают насосы; вращают колонну на более чем 180 градусов. Каждый
щелчок ротора смещает ориентацию торца системы на 2,25 градуса по
часовой стрелке. Колонну вращают ротором до тех пор, пока торец не будет
направлен на точку зенита. Вращение колонны на более чем 180 градусов
гарантированно доведёт ориентацию торца до точки зенита, вне зависимости
от первоначальной ориентации. После этого привод механизма ориентации
торца отключается, и торец остаётся ориентированным по точке зенита.
Дальнейшее вращение колонны не может повлиять на ориентацию торца.
Роторны е управляемы е системы
Управляемая сист ема DART компании Андергейдж
Порядок действий для установки нового вектора бурения после ориентации
торца по точке зенита:
•прекращают вращение ротором;
•совершают рабочий цикл насосов (т. е. запускают насосы, доводят подачу
раствора до обычного для бурения уровня, поддерживают циркуляцию в
течение 20 секунд, затем снова останавливают насосы).
•Эта процедура вновь включает привод механизма ориентации системы, и
дальнейшая ориентация торца производится в обычном режиме посредством
вращения колонны на требуемое количество оборотов.
Бурение прямолинейно-наклонны х участков с применением системы DART
производится путём поочередной ориентации торца в противоположных
направлениях. Поскольку изменение ориентации торца при помощи системы
DART производится легко и быстро, эта процедура не приводит к увеличению
времени бурения и позволяет получить прямой ствол скважины.