3. Телеметрические системы для ориентирования отклоняющих компоновок

Системы телеметрии для рулевых отводных насадок позволяют выполнять следующие операции при наклонно-направленном и горизонтальном бурении:

ориентация мембраны по заданному азимуту в вертикальных и наклонных отверстиях, измерение направления мембранного эффекта относительно плоскости дуги,

Определите угол закручивания бурильной колонны из-за реактивного момента бурового двигателя и проверьте его (при бурении со смещенным инструментом ),

Калибровочные измерения проводятся непосредственно во время бурения скважины.

Телеметрическая система СТЭ, разработанная СКТБЭ при участии ВНИИБТ, используется в электробурении и выпускается серийно.

Эта система также используется в турбинном бурении, где связь между дном скважины и поверхностью представляет собой подвесной кабель с разъемом touch-cable для подключения к буровому оборудованию.

3. Выбор альтернативного устройства для бурения наклонно-направленной и горизонтальной части ствола скважины

Сегодня наклонно-направленные и горизонтальные скважины в основном строятся сложным образом, с различными компонентами, такими как буровые двигатели, жгуты, телеметрические системы, стабилизаторы, регуляторы и различные переводники, что делает весь процесс от установки до контроля бурения очень сложным. Альтернативой предыдущей системе является современная система управления PowerDrive.

Основные особенности и преимущества:

Управление траекторией при вращательном бурении.

Выбор смещения по азимуту без коррекции момента реакции двигателя.

Запрограммированные изменения зенитного и азимутального углов, отслеживаемые с поверхности в режиме реального времени.

Это улучшает чистоту канала и снижает риск закупорки.

Расширяет диапазон нагрузки на шпиндель и скорость сверления, увеличивая механическую скорость при сверлении изогнутых заготовок.

Лучшее качество отверстий облегчает укладку труб и цемента.

Контролируйте траекторию при работе с любым типом сверла.

Сокращение количества скважин и буровых установок на месторождении, что увеличивает количество вертикальных разливов.

Особенности:

Непрерывное вращение всех внешних компонентов с той же скоростью, что и сверло.

Измерение зенитного и азимутального углов в реальном времени вокруг буровой площадки.

В задней части трубки нет сужения.

Мгновенная реакция инструмента на перепрограммирование во время бурения.

Способность работать в яме, поднимая тяжести.

Малые размеры компонентов.

Возможен вертикальный дренаж.

14 баз по всему миру для доставки и обслуживания оборудования.

4. Управляющая система роторного бурения PowerDrive

Система рулевого управления Шлюмберга обеспечивает пространственный контроль над направлением скважины при непрерывном вращении буровой установки. Удлиненные ноги вала-отклонителя упираются в стенки скважины и толкают вращающееся буровое долото в нужном направлении. Система работает автономно и может передавать информацию на поверхность в режиме реального времени.

Технология вращательного бурения PowerDrive разработана в первую очередь для бурения, которое существенно отличается от вертикального и горизонтального резания. Непрерывное вращение бурильной колонны уменьшает силу трения трубы о стенки отверстия, улучшает чистоту отверстия, выравнивает траекторию и увеличивает механическую скорость бурения.

Простая и мощная система PowerDrive имеет длину всего 3,8 метра и состоит из двух основных частей:

1. Вращающийся дефлектор, оказывающий боковое усилие на бур.

2. Платформа управления с турбогенератором, датчиками и электронными устройствами для определения направления и величины боковых сил на буровой, установленная коаксиально на немагнитном сопле над хлыстом.

Отбойник размещается непосредственно над буровой. Три нажимные вставки устанавливаются внутри обсадной трубы. Эти вставки могут быть извлечены и прижаты к стенке скважины с помощью поршня, приводимого в действие буровым раствором.

Трехканальный клапан управляет подачей жидкости и давлением на соответствующем клапане. Для создания контролируемой боковой силы каждый штифт во время вращения штифта касается стенки отверстия только в секторе, противоположном направлению отклонения штифта. Затем он постепенно втягивается обратно в корпус и заменяется следующим кулачком, и так далее. Когда прогиб не требуется, систему PowerDrive можно установить в нейтральное положение простым поворотом статора дискового клапана.

Это позволяет всем зубьям расширяться равномерно и удерживает инструмент на заданной траектории.

Блок управления механически соединен с дефлектором и обеспечивает углы азимута и зенита. Датчик и электронная система управления размещены в герметичном цилиндре, установленном в подшипнике БПУ. Этот цилиндр не зависит от вращения бура. Электрогенератор приводится в действие двумя турбинами.

Программа системы PowerDrive может управляться с поверхности посредством гидравлических сигналов во время бурения. Двунаправленная связь может быть установлена через электромагнитный канал связи, подтверждая получение команд, отправленных с поверхности, и информации инклинометра, отправленной на поверхность.

Использование системы PowerDrive расширяет возможности строительства скважин, снижает затраты на бурение и повышает эффективность скважин. Увеличенная вертикальная разгрузка с быстрым контролем траектории повышает эффективность разработки месторождения, а возможность удержания буровой установки в узком коридоре позволяет буровой установке проникать в малоемкие пласты дальше от устья скважины, улучшая режим притока и снижая капитальные вложения.

Таблица 3.4 - Обзор комплекта поставки PowerDrive

Общие данные PowerDrive 675
Номинальный диаметр	171,4 мм
Диаметр скважины	215,9 – 250,8 мм
Принцип действия	Смещение долота
Темп искривления	0 – 8о/30 м проходки
Мах. кривизны:
- без вращения КНБК	15о/30 м
- с вращением КНБК	8о/30 м
Общая длина
Без стабилизатора	3780 мм
Общая масса
Без стабилизатора	779 кг
Источник питания	Турбогенератор
Механические параметры Power Drive 675
Осевая нагрузка
Мах. осевая нагрузка	245 кн
Мах. крутящ. момент	40,7 кН·м
Гидравлика
Расход жидкости	18,9 - 41 л/с
Наружное давление	124 МПа
Мах. температура	120о
Мах. содер-е песка	0,5%
Содер-е наполнителя	143 кг/м3
Наличие канала связи
с поверхностью	да
Частота вращения	40 - 220 об/мин
Измеряемые параметры
Инклинометрия, навигация, магнитное и гравитационные поля, техническое состояние
В реальном масштабе времени		Инклинометрия, навигация

Средняя скорость проходки составляет от 18 до 32 метров в час, в зависимости от физико-механических свойств породы. Продолжительность проходки может достигать 1 500 метров.

Стоимость направленного и горизонтального бурения с помощью турбинной буровой установки составляет около 42 миллионов рублей, а с установкой PowerDrive - 44 миллиона рублей, но за счет уменьшения количества буров, увеличения скорости проходки, сокращения времени бурения и, в зависимости от выбранного "коридора", создания качественного отверстия полностью через зону использования, экономия составляет около 12 миллионов рублей.

Основными недостатками этого комплекса являются:

• Улучшение качества очистки бурового раствора для обеспечения нормальной работы головки отклонителя; эта система имеет относительно короткий срок службы (около 250 часов работы машины) из-за повышенного износа конструктивных элементов,

• высокая плата за обслуживание.

В целом, система PowerDrive позволяет снизить трудовые и материальные затраты.

Рисунок 3.4 - Элементы конструкции в корпусе PowerDrive