Исследование конструктивных параметров отклонителя непрерывного действия механического типа

Аннотация

Дудина Е. С. Исследование конструктивных параметров отклонителя непрерывного действия механического типа. В статье приводится расчет конструктивных параметров отклонителя непрерывного действия механического типа.

Отклонитель непрерывного действия предназначен для углубления скважины с определенным смещением забоя от имеющегося направления оси ствола, что в итоге выражается образованием плавного и направленного изгиба скважины в требуемой плоскости пространства. Отклонитель представляет собой забойный механизм, обеспечивающий передачу породоразрушающему инструменту осевого, крутящего и смещающего или отклоняющего усилий.

Невращающаяся часть отклонителя является направляющим устройством и снабжена распором, причем направляющая часть и распор поступательно перемещаются в процессе углубки скважины. Конструктивная схема с шарниром над корпусом является более простой, но не может обеспечить малый радиус кривизны скважины.

Рассматривая треугольник OAB на расчетной схеме (рис. 1), можно определить радиус R кривизны скважины.

где L – общая длина снаряда; D – диаметр породоразрушающего инструмента (долота); d – максимальный диаметр корпуса по распору.

Для анализа конструктивных соотношений отклонителя непрерывного действия построим графическую зависимость вида R = f(L). На рис. 2 нанесены кривые, построенные для возможных различных соотношений δ = D–d . На графике также отмечена область ограничения, связанная с невозможностью искривления скважины по малому диаметру R ≤ 200 м. Ограничение касается безаварийной работы колонны бурильных труб.

Рисунок 1 – Схема к расчету основных габаритных соотношений отклонителя

График показывает, что длина отклонителя зависит от соотношения диаметра бурения и диаметра корпуса снаряда. Для формирования радиуса R > 200 м длина должна составлять не менее 1,8 м для диаметра бурения 93 мм и диаметра корпуса отклонителя 73 мм; не менее 1,9 м для диаметра бурения 76 мм и диаметра корпуса отклонителя 57 мм; не менее 2,0 м для диаметра бурения 59 мм и диаметра корпуса 42 мм.

При малой разнице диаметра бурения и диаметра корпуса (76 мм и 73 мм) будет формироваться радиус кривизны скважины, существенно больший требуемого. Так при длине отклонителя 1,5 м радиус составляет 750 м, а при длине 2 м – уже 1333 м.

Рисунок 2 – График взаимосвязи радиуса кривизны скважины и геометрических параметров отклонителя

Таким образом, для искривления с малыми радиусами 200–400 м требуется значительная разница диаметров долота и верхней опоры и небольшая длина снаряда.