Перечень сокращений и условных обозначений 19
Введение 20
1 Общие сведения об опорно-центрирующих инструментах 22
1.1 Калибраторы 25
1.2 Центраторы 27
1.3 Стабилизаторы 32
2 Стабилизаторы переменного диаметра 45
2.1 Определение понятия стабилизатора переменного диаметра 45
2.2 История возникновения стабилизатора переменного диаметра 46
2.3 Конструкция стабилизатора переменного диаметра 47
2.4 Принцип работы стабилизатора переменного диаметра 53
3 Применение различных вариаций стабилизаторов переменного диаметра в
полевых условиях 58
3.1 Вариация стабилизатора переменного диаметра HAG и ее испытание
компанией «ЛУКОЙЛ» 58
3.2 Вариация стабилизатора переменного диаметра производителя «СОКОЛ»
62
3.2.1 Стабилизатор переменного диаметра в качестве первого колонного
стабилизатора в роторной КНБК 63
3.2.2 Стабилизатор переменного диаметра, расположенный прямо над
долотом 65
3.2.3 Стабилизатор переменного диаметра над забойным двигателем 67
3.2.4 Стабилизатор переменного диаметра под забойным двигателем 68
4 Преимущества и недостатки стабилизатора переменного диаметра 70
5 Усовершенствование конструкции стабилизатора переменного диаметра 72
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 74
6.1 Расчет сметной стоимости подготовительных работ 74
6.2 Расчет сметной стоимости монтажных-демонтажных работ 75
6.3 Расчет времени бурения и крепления скважин 75
6.4 Расчет сметной стоимости бурения и крепления скважин 77
6.5 Расчет сметной стоимости освоения скважины 77
7 Социальная ответственность 79
7.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 79
7.2 Производственная безопасность 81
7.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 82
Отклонение показателей микроклимата 82
Превышение уровня шума 83
Недостаточная освещенность рабочей зоны 83
Электробезопасность 84
Пожаровзрывобезопастность 85
Движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования 86
7.2.2 Расчёт воздухообмена для очистки воздуха 87
Определение воздухообмена при испарении растворителей и лаков 87
Определение воздухообмена в жилых и общественных помещениях 88
7.3 Экологическая безопасность 89
Мероприятия по защите селитебной зоны 89
Мероприятия по защите атмосферы 89
Мероприятия по защите гидросферы, литосферы 90
7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 91
Вывод по разделу 92
Заключение 94
Список литературы 95
Приложение А 100
Приложение Б (справочное) 110
В наше время нефть и газ по-прежнему являются основными источниками энергии [1, 2]. К сожалению, после многих лет эксплуатации нефтяных и газовых месторождений осталось гораздо меньше легкодобываемых пластов [3]. Так, 33% от общего числа запасов нефти в России (10,2 млрд тонн) относится к так называемым трудноизвлекаемым запасам [4], в т. ч., из месторождений со сложной геологической структурой. Их разработка требует существенно больших затрат по сравнению с традиционными углеводородами, либо создания совершенно новых технологий добычи.
При бурении геологически глубоких и сложных пластов используются наклонно-направленные и горизонтальные скважины [5, 6]. Поскольку скважина бурится в трехмерном пространстве, появилась необходимость контролировать траекторию ее ствола, чтобы учесть запланированные изменения ее направления, а также минимизировать нежелательное отклонения ствола скважины. Управление траекторией ствола скважины является одной из самых часто встречаемых проблем в буровой промышленности. Чтобы уменьшить отклонения траектории ствола скважины, нужно больше точек стабилизации. Необходимо регулировать зенитный и азимутальный углы, что часто вынуждает менять количество и расположение опорно-центрирующих инструментов в бурильной колонне. К таким инструментам относятся стабилизаторы, калибраторы и центраторы, отличающиеся между собой в основном местом расположения в бурильной колонне и длиной [6].
Стабилизаторы предназначены для стабилизации (улучшения условий) работы направляющего участка бурильной колонны путем ограничения стрелы прогиба труб, особенно при наличии каверн, гашения поперечных (частично продольных и крутильных) вибраций бурильного инструмента на контактах его с стенкой скважины [7]. Однако диаметр традиционных стабилизаторов является фиксированным, что вынуждает совершать спуско-подъемные операции (СПО) в процессе бурения для добавления или удаления стабилизатора, что ведет к увеличению затрат и времени. Данные проблемы возможно устранить, используя так называемые стабилизаторы переменного диаметра.
Цель работы: проанализировать и усовершенствовать конструкцию стабилизатора переменного диаметра.
Для выполнения обозначенной цели необходимо выполнить ряд задач:
1) рассмотреть особенности конструкции и использования
стабилизатора переменного диаметра;
2) выделить преимущества и недостатки стабилизатора переменного диаметра в сравнении с другими типами стабилизаторов;
3) описать историю развития стабилизатора переменного диаметра;
4) рассмотреть влияние стабилизатора переменного диаметра на параметры кривизны при бурении скважины;
5) перечислить и описать некоторые вариации стабилизатора
переменного диаметра от различных производителей;
6) предложить возможные варианты устранения недостатков
стабилизатора переменного диаметра.
В представленной аналитической выпускной квалификационной работе магистра была проанализирована конструкция стабилизатора переменного диаметра. Для достижения поставленной цели была подробно описана конструкция и схема работы данного вида стабилизаторов, история его появления и развития, влияние на параметры кривизны при бурении скважины.
Было выявлено главное преимущество стабилизаторов переменного диаметра по сравнению с традиционными — за счет их способности изменять диаметр стабилизационного элемента непосредственно во время бурения возможно изменять жесткость КНБК с целью корректировки зенитного угла без СПО, таким образом значительно снижая финансовые и временные затраты на бурение.
Было описано несколько вариаций стабилизаторов переменного диаметра и их испытания в полевых условиях компаниями «ЛУКОЙЛ» «СОКОЛ». По итогам испытаний были выделены достоинства и возможные недостатки этого инструмента, а также предложены пути их устранения посредством усовершенствования его конструкции. Так, в данной работе предлагается увеличить число фаз работы стабилизатора переменного диаметра, что предоставит более гибкий выбор КНБК. Посредством этого также можно расширить диапазон работы этого инструмента в сложных геологических условиях.
