Эффективность использования роторных управляемых систем в нефтегазовой отрасли
Роторная управляемая система – это забойное оборудование, которое обеспечивает снижение уровня возможных рисков возникновения отклонений в работе или аварий скважин и позволяет осуществлять управление траекторией скважины.
На предприятиях Российской Федерации роторные управляемые системы используются для сооружения арктических, морских проектов, а также для осуществления процесса бурения горизонтальных и многоствольных скважин, имеющих большие объемы отходов по вертикали и требующих высокой точности проводки ствола. Также данные системы активно используются для вскрытия сложных пластов и пластов с нетрадиционными видами запасов. Основными производителями роторных систем являются такие компании, как РУС+MWD, BHDC, ZPEC, Gyrodata, Smart Drilling и т.п.
Разрушение горных пород в роторных управляемых систем происходит за счет вращения долота, оснащенного бурильной колонной верхним ротором. В состав роторной системы также входят отклоняющие подсистемы, которые сочетают в себе преимущества роторных управляемых систем и винтовых забойных гидродвигателей. Такие системы идеально сочетаются с системами геологической навигации и телеметрии. Таким образом они представляют собой беспилотные средства управления направлением бурения скважин. Они обладают высокой точностью и могут бурить скважины любой ориентацией и протяженностью до 13 километров непрерывными рейсами, протяженностью до 1000 метров. Отклоняющая подсистема представляет собой электронно-механический агрегат, который управляется дистанционно. Блок-схема отклоняющей системы изображена на рисунке ниже.
Рисунок 1. Блок-схема отклоняющей системы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 - отклоняющий механизм; 2 - привод механизма искривления; 3 - электронный блок, управляющий механизмом искривления; 4 - источник энергии; 5 - телеметрическая система; 6 - блок управления телеметрической системой; 7 - блок передачи информации с поверхности забойной системе; 8 - канал связи; 9 - приемник и усилитель сигнала; 10 - компьютер; 11 - буровая.
Эффективность использования роторных управляемых систем на нефтегазовых месторождениях определяется следующими обстоятельствами:
- Улучшение выноса шлама, благодаря отсутствию зауженных частей ствола скважины.
- Увеличение скорости проходки, благодаря выносу шлама.
- Увеличение длины горизонтального ствола и скорости бурения за счет уменьшения силы трения между стенкой и колонной скважины, из-за вращения первой.
- Уменьшение рисков дифференциального и механического прихватов, так как отсутствуют неподвижные составляющие, которые контактируют с обсадной колонной, стенкой скважины или отклонителем.
Шлам – это отходы, образующиеся в результате разработки горного продукта, составляющие мельчайшие и пылевые его части, которые получают в виде осадка во время промывки горного материала.
Виды роторных управляемых систем. Работа роторной управляемой системы с отклонением долота
Существует всего два основных вида роторных управляемых систем:
- Роторная управляемая система с отклонением долота.
- Роторная управляемая система с изменением направления перекоса долота.
Работа роторной управляемой системы с отклонением долота предполагает набор кривизны при помощи фрезерования стенки скважины под действием отклоняющего усилия. Роторная управляемая система с с изменением направления перекоса долота предполагает набор кривизны при помощи фрезерования стенки скважины под действием асимметричного разрушения забоя скважины. Схема роторной управляемой системы с отклонением долота изображена на рисунке ниже.
Рисунок 2. Схема роторной управляемой системы с отклонением долота. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 - привод лопаток; 2 - стабилизатор; 3 - блок управления; 4 - долото; 5 - блок отклонения; 6 - заслонка.
С целью увеличения угла отклонения каждая лопатка, когда находится в нижней части ствола, нажимает на его нижнюю сторону, а для уменьшения угла отклонения на верхнюю. Команды, которые отправляются при помощи телеметрии по электромагнитному и гидроимпульсному каналам связи, определяют с какой силой и в какое время будет происходить срабатывание лопатки. Блок управления, находящийся на блоком отклонения, приводит в действие заслонку, функция которой заключается в открытии и закрытии канала для подачи специального бурового раствора в камеры с лопатками, в соответствии с углом поворота бурильной колонны. Вся система одновременно изменяет промежуток воздействия и уровень усилия, которым лопатка оказывает действие на стенку скважины, что способствует направлению долота в необходимое место. Долото обеспечивает отклонение ствола скважины фрезерованием ее стенки боковым оборудованием. Таким образом долоту принадлежит одна из самых значительных ролей в процессе искривления в роторной управляемой системе данного типа. Долото роторной управляемой системы должно соответствовать всем требованиями безопасности ведения горных и буровых работ.
