Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 [ 65 ] 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182

Надежной работа расширителя будет в случае превышения силы прижатия инструмента к стенке скважины реактивной силы струи жидкости, истекающих из сопел.

Сила прижатия расширителя к стенке скважины

0,43 q arl g

(4.24)

где q - вес 1 м бурильных труб; a - угловая скорость вращения ротора; r - расстояние от оси скважины до оси корпуса расширителя; l - длина нижней полуволны бурильной колонны

l = 4,67

EJg;

(4.25)

EJ - жесткость бурильных труб.

Для бурильных труб диаметром 60, 73 и 88 мм и частотой вращения ротора 120 об/мин значения прижимающей силы приведены в табл. 4.8. Реактивная сила струи

Рр = K

4Q 2Р

107 nd.

(4.26)

где K - коэффициент, учитывающий увеличение реактивной силы в результате гидроимпульсного прерывания потока жидкости (K « 2); Q - расход промывочной жидкости, р - плотность промывочной жидкости, d0 - диаметр выходного сечения сопла.

В реальных условиях сила прижатия колонны превышает реактивную силу потока, истекающего из сопел, что обеспечивает надежный контакт насадок с породой и эффективное разрушение забоя. Существенную роль на эффективность расширения оказывает конструкция насадок. Разработана и внедрена новая конструкция крепления гидромониторного узла с использованием стандартных сопел ВНИИБТ (рис. 4.25).

В предлагаемом варианте в корпусе сверлится промывочное отверстие диаметром 24 мм, а затем ему придают форму, показанную на рис. 4.25. Уступ, образовавшийся при расточке, служит

Таблица 4.8

Рис. 4.25. Крепление гидромониторного узла с использованием стандартных сопел ВНИИБТ:

1 - упорная гайка; 2 - резиновая манжета; 3 - сопо

упором сопла 3, на который одета самоуплотняющаяся под действием перепада давления промывочной жидкости резиновая манжета 2, обеспечивающая герметизацию узла. Узел крепится с помощью кольцеобразной упорной гайки 1 , вворачивающейся в корпус долота. Кольцевой уступ в корпусе и буртик на торцевой поверхности упорной гайки предотвращают осевое и радиальное смещения сопла. Высота проходного отверстия упорной гайки принята минимальной и равна 6-8 мм, а ее диаметр - 20 мм. На выходных кромках промывочного отверстия сняты фаски, что снижает размывающее действие струи. На наружной поверхности гайки нанесены крестообразные пазы для ее отворачивания, которые в последнее время заменены глухими отверстиями под вилку.

Крепление узла с помощью наворачиваемой на резьбу гайки обеспечивает легкость разборки и смену сработавшихся насадок. Опрессовка долот с узлом описанной конструкции показала, что они способны выдерживать высокие давления.

При другом варианте крепления гидромониторного узла (рис. 4.26) насадка 5 уплотняется в корпусе долота 3 по наружному диаметру двумя резиновыми кольцами 4, предварительно с натягом вставленными в кольцевые канавки корпуса долота. Удерживается насадка от выпадения на забой шайбой с раструбом 1, изготовленной из стали ШХ15, которая вставляется в выточку корпуса долота и закрепляется стопорным болтом 2.

Рис. 4.26. Вариант крепления гидромониторного узла Азинмаша

Наиболее широкое применение гидромониторные расширители нашли в практике сооружения геотехнологических скважин и гидродобычи. Учитывая требования к конструкциям скважин данного назначения, предусматривающих расширение до большого диаметра, создание подземных камер, разработка инструмента осуществлялась двумя путями. Первый заключается в снижении пластового давления и осушении ствола скважины до интервала, в котором работает гидромонитор. Работа расширителя в этом случае сопровождается откачкой эрлифтом или гидроэлеватором. При работе гидромонитора в воздушной среде его разрушающее воздействие многократно увеличивается в сравнении со скважиной, заполненной жидкостью. В связи с этим появляется возможность создания в интервале расширения полостей существенных размеров.

Применение данного метода осушения возможно только при наличии продуктивных пластов сухих или с низкими пластовыми давлениями. В противном случае снижение динамического уровня до глубины залегания обильного продуктивного интервала технологически сложно и экономически неоправдано.

Второй путь заключается в создании гидромониторов, насадки которых по мере разработки пласта смещаются внутрь камеры вслед за забоем (рис. 4.27). При работе гидромонитора с гибким наконечником насадка имеет возможность максимально приближаться к забою, увеличивая тем самым эффективную силу, которая разрушает породу. Внедрение инструмента показало, что со временем пространство между шлангом и направляющей забивается песком, гибкость его снижается, и уменьшается эффективность разрушения породы. Существует много технических решений, основанных на создании инструмента, который способен изменять свою конфигурацию после спуска в скважину и углубляться внутрь пласта, но все эти устройства сложны.

Для создания полостей, характеризующихся увеличением диаметра от нижней к верхней границе продуктивного пласта, в Русбурмаш разработан инструмент, сочетающий в себе гидроэлеватор и сваб (рис. 4.28).

При спуске в скважину 4 через отверстия в свабе жидкость свободно циркулирует через снаряд, что обеспечивает минимальное гидродинамическое давление на пласт, а следовательно и минимальную возможность его кольматации. После достижения гидроэлеватором забоя снаряд поднимают сначала плавно. Отверстия в свабе 2 перекрываются и создается репрессия на пласт. Часть породы продуктивного пласта обрушается и ею заполняется ствол скважины (см. рис. 4.28, а). Инструмент спускают, включив промывку. Движение рабочего потока жидкости создает