Сборка нижнего отверстия - Bottom hole assembly

А компоновка низа бурильной колонны (КНБК) является составной частью буровая установка. Это самая нижняя часть бурильной колонны, простираясь от долота до бурильная труба. Сборка может состоять из утяжеленных бурильных труб, переводников, таких как стабилизаторы, расширители, амортизаторы, открыватели отверстий, а также переводника долота и долота.^[1]

Конструкция КНБК основана на требованиях обеспечения достаточной передачи веса на долото (WOB), чтобы иметь возможность бурить и достигать достаточной Скорость проникновения (ROP), давая бурильщику или установщику направленного бурения возможность управления направлением бурения в соответствии с запланированной траекторией, а также включать все Каротаж при бурении (LWD) / Измерение при бурении (MWD) инструменты для оценки пласта. Таким образом, конструкция КНБК может сильно варьироваться от простых вертикальных скважин с небольшими или уже существующими требованиями LWD до сложных наклонно-направленных скважин, которые должны работать с мультикомбинированными комплексами LWD.

Перед запуском КНБК у большинства поставщиков нефтесервисных услуг есть программное обеспечение для моделирования поведения КНБК, такого как максимально достижимая нагрузка на долото, тенденции и возможности направления и даже собственные гармоники сборки, чтобы избежать вибрации, вызываемой возбуждающими собственными частотами.

Вариации

Роторная сборка

Роторные агрегаты^[2] обычно используются там, где пласты предсказуемы, а экономика буровой установки является проблемой. В такой сборке вес утяжеленных бурильных труб придает КНБК тенденцию провисать или прогибаться к нижней стороне ствола скважины, длина жесткости муфты и диаметр стабилизатора и размещение спроектированы как средство управления изгибом КНБК. Это вызовет желаемую тенденцию к удержанию, наращиванию или падению.

Возможность изменять направленность сборки достигается за счет изменения веса долота. Фиксированная сборка имеет только одну направленную тенденцию. Вес на долоте позволяет настроить эту тенденцию.

Компоновка низа бурильной колонны (КНБК) может быть:

гладкий без стабилизаторов
маятниковая установка низа бурильной колонны для уменьшения отклонения скважины
в комплекте со стабилизаторами для прямого отверстия / короткого замка
а точка опоры для увеличения отклонения колодца / длинный замок в сборе

Забойные узлы также описываются как

специализированные, такие как шарнирно-сочлененные,
управляемый, и
ориентированный или неориентированный.

Точка опоры / длинный замок

Эта сборка используется для построения уголка. Сборка обычно включает ближний стабилизатор долота. За этим будет выбор утяжеленных бурильных труб и тяжелых бурильных труб (HWDP). Длина участка ПОСЛЕ ближнего стабилизатора долота будет определять степень увеличения угла.

После трубы соответствующей длины после ближнего стабилизатора долота следует разместить стабилизатор бурильной колонны.

Короче говоря, чем больше зазор между ближним долотом и стабилизатором бурильной колонны, тем больше скорость увеличения угла. Необходимо следить за тем, чтобы этот участок не был слишком длинным, так как труба может слишком сильно прогнуться и потереться о стенку скважины. Это может привести к посадке ключа и врезанию трубы в стенку скважины.

Стабилизация / короткий замок

Этот узел обычно используется для поддержания угла ствола скважины. Этот узел очень жесткий, что позволяет немного перемещать коронку.

Такая сборка будет означать, что стабилизаторы плотно упакованы: ближайший стабилизатор долота в пределах 0–30 футов от бурового долота и еще два, расположенные на расстоянии 30 и 60 футов за ним. Если используется короткая утяжеленная бурильная труба, то стабилизаторы могут быть еще ближе друг к другу.

Чем короче расстояние между стабилизаторами, тем меньше изгибаются утяжеленные бурильные трубы, и нагрузка на долото (WOB) давит прямо на долото, таким образом сохраняя угол.

Маятник в сборе

Маятниковый узел используется для уменьшения скорости наращивания угла или уменьшения угла ствола скважины.

В этой сборке нет узла ближнего долота. Передняя часть (КНБК) может висеть под действием собственного веса. В таком случае первый стабилизатор размещается на 30–45 футов позади долота.

Такое зависание означает, что на нижнюю сторону отверстия действует сила, которая вызывает отклонение. В случае прямого отверстия сверло просто продолжает движение вниз.

Конфигурации КНБК

Существует три типа конфигураций КНБК.^[3] Эти рассматриваемые конфигурации обычно связаны с использованием или компоновкой утяжеленных бурильных труб, тяжелых бурильных труб и стандартных бурильных труб.

Тип 1, стандартная простая конфигурация, использует только бурильные трубы и утяжеленные бурильные трубы. В этом случае утяжеленные бурильные трубы обеспечивают необходимый вес на долоте.

Тип 2 использует утяжеленные бурильные трубы в качестве перехода между утяжеленными бурильными трубами и бурильными трубами. Вес долота достигается утяжеленными бурильными трубами.

Тип 3 использует утяжеленные бурильные трубы для достижения контроля направления. Утяжеленная бурильная труба воздействует на долото. Такая компоновка способствует более быстрой работе с КНБК пола буровой. Это также может снизить склонность к дифференциальному заеданию.

В большинстве случаев вышеупомянутые три типа конфигураций обычно применяются к прямым / вертикальным стволам скважин, самое большее - к стволам скважин с низким и средним углом. Для наклонных и горизонтальных стволов скважины необходим тщательный контроль веса КНБК. В этом случае вес может быть приложен путем спуска бурильной трубы на сжатие в многоугольной секции. Большой угол может помочь стабилизировать бурильную трубу, позволяя ей выдерживать некоторое сжатие.

Инструменты BHA

Стабилизатор

А стабилизатор используется в колонне утяжеленных бурильных труб. Они помогают направлять сверло в отверстие. Они играют важную роль в направленное бурение так как это помогает определить путь и угол ствола скважины.

Он используется для

уравнять нагрузку на долото;
предотвратить завихрение нижнего узла;
свести к минимуму обход битов;
свести к минимуму изгиб и вибрацию, вызывающие износ замков;
не допускать соприкосновения буртика с боковой стенкой шпура;
минимизировать ключевую посадку с перепадом давления;
ограничивают боковое движение нижней КНБК, таким образом, они снижают нагрузку на утяжеленную бурильную трубу и соединения КНБК.

Твердый стабилизаторы не имеют подвижных или заменяемых частей. Лопатки и оправка могут быть неразъемными (цельными) или приваренными к оправке (приварная / приварная лопатка). Лезвия могут быть как прямыми, так и спиральными. Рабочая поверхность может быть пропитана карбидом вольфрама или алмазными вставками.

Сменное лезвие стабилизаторы могут поддерживать полную стабилизацию калибра, но их лезвия можно менять с помощью инструментов, не требующих механической обработки или сварки

Тип рукава стабилизаторы имеют сменные втулки, которые можно менять в полевых условиях. Втулки могут вращаться или не вращаться.

Развертки Стабилизаторы, в ребра которых встроены режущие элементы, используются для поддержания калиброванного ствола скважины. Их можно использовать для сверления изогнутых участков и посадочных мест в твердых породах. Благодаря режущей способности расширителя долото выполняет меньше работы по поддержанию толщины ствола скважины и больше работает при бурении.

Underreamer

An расширитель используется для увеличения ствола скважины, обычно начиная с некоторой точки под поверхностью. Это достигается за счет использования расширяемых фрез, которые раскрываются только в заданное время или на заданную глубину. Его не следует путать с открытием отверстия, которое происходит с поверхности, и в большинстве случаев инструмент для открывания отверстий имеет фиксированный диаметр.

В расширитель использует увеличение давления бурового раствора или скорости потока для развертывания расширяемых резцов. Соответствующий перепад давления на инструменте будет указывать на то, что инструмент полностью развернут.