Условия работы бурильной колонны в скважине при разных способах бурения.
При роторном бурении БК, передающая вращение от ротора к долоту и нагрузку на долото, испытывает действие ряда сил. Верхняя часть БК под действием сил собственного веса и перепада давления в промывочных отверстиях долота находится в растянутом, а нижняя, воспринимающая реакцию забоя в сжатом состоянии. Следовательно, в БК имеется сечение, в котором отсутствуют осевые растягивающие и сжимающие силы. Выше этого сечения действуют напряжения растяжения, возрастающие к вертлюгу, а ниже него – напряжения сжатия, увеличивающиеся к долоту.
Передаваемый БК вращающий момент приводит к возникновению в ней напряжений кручения, а вращение колонны с определенной частотой порождает центробежные силы и, следовательно, изгибающие напряжения. Первые уменьшаются от вертлюга к долоту, а вторые имеют максимальное значение в нижней части БК. Одновременное действие на БК перечисленных выше сил осложняет условия ее работы при роторном способе бурения.
При бурении с забойными двигателями БК не вращается и испытывает в основном врастянутой и сжатой частях колонны соответственно напряжения растяжения и сжатия.
Изгибающие нагрузки, возникающие при потере сжатой частью прямолинейной формы невелики. Незначителен и реактивный момент забойного двигателя, и поэтому касательные напряжения, действующие на БК в направлении к вертлюгу, не достигают опасных значений.
Аварии при роторном бурении происходят, в основном, из-за поломок БК по причине усталостного износа резьб, сварочного шва, материала трубной части и присоединительных элементов. Аварии при бурении с забойными двигателями происходят, в основном, из-за прихватов, неподвижно лежащей на стенке скважины БК, и размыва резьбовых соединений и стенок труб.
Особенности компоновки нижней части бурильной колонны (кнбк) при бурении вертикальных скважин.
Предупреждение самопроизвольного искривления скважин
Увеличение жесткости компоновки низа бурильной колонны (КНБК).
Установка 2 – 3 полно размерных центраторов (для центрирования нижнего направляющего участка бурильной колонны в стволе скважины и предупреждения его самопроизвольного искривления).
Снижение осевой нагрузки на долото.
Периодическое вращение бурильной колонны.
Использование КНБК, основанных на эффекте маятника или отвеса.
Применение метода пилотной проводки скважины.
Применение реактивно-турбинных буров РТБ
Применение турбинно-роторного способа бурения.
Особенности компоновки нижней части бурильной колонны (кнбк) при бурении наклонных скважин.
1 – калибратор 2 – секция забойного двигателя
3 – дополнительный опорный элемент
4 – искривленный переводник
5 – телеметрическая система
6 – переводник для ввода геофизического кабеля в БК