Компоновки низа бурильной колонны с забойным

Двигателем

Компоновки с забойным двигателем являются универсальными и применяются во всех участках направленных и горизонтальных скважин. Они используются для от­клонения от вертикали и набора зенитного угла, бурения участков стабилизации зе­нитного угла и обеспечивают точное управление траекторией скважины. Проектирова­ние компоновки с забойным двигателем будет зависеть отцелей спуска компоновки. Как вслучае с роторными компоновками, характеристика компоновки с забойным двигателем также изменяется с помощью кривых переводников и изогнутых корпусов. Некоторые компоновки с забойным двигателем проектируются с возможностью вра­щения, а другие без вращения. Вращаемые компоновки называются " компоновки, включающие забойный двигатель с регулируемым углом перекоса", так как они допус­кают попеременно вращение и ориентирование для точного направления скважины по намеченной траектории.

Рисунок 3-7. График характеристики интенсивности резкого перегиба скважины

На рис. 3-7 показан изогнутый корпус компоновки, включающей забойный дви­гатель с регулируемым углом перекоса (SMA) без каких-либо центраторов. Действие этой компоновки чувствительно к зенитному углу и положению зоны изгиба. На рис. 2-32 показана характеристика интенсивности резкого перегиба скважины в зависимо­сти от расстояния между долотом и перекосом для зенитных углов менее и более 20⁰. Для зенитных углов менее 20⁰ максимальная интенсивность резкого перегиба сква­жины имеет место в том случае, когда место перекоса расположено на расстоянии около 10 м (30 фут.) от долота. Эта интенсивность эквивалентна интенсивности в слу­чае применения прямого забойного двигателя с кривым переводником. По мере увели­чения зенитного угла максимальная интенсивность резкого перегиба имеет место то­гда, когда перекос расположен на расстоянии примерно в 2, 5м (8 фут.) от долота. Эта компоновка представляет собой типичную компоновку с изогнутым корпусом. Данный график подтверждает часто упоминаемый факт, чтокомпоновка с изогнутым корпусом неэффективна в качестве компоновки для отклонения скважины.

Причина такой характеристики компоновки показана на рис: 3-8. По мере уве­личения зенитного угла скважины сила тяжести прижимает верхний конец забойного двигателя с изогнутым корпусом к нижней стенке скважины и увеличивает боковую силу на долоте (ВSF). Компоновка с кривым переводником при небольшом зенитном угле скважины вначале создает большую боковую силу на долоте. На рис. 3-9 показан забойный двигатель с изогнутым корпусом с одним центратором на корпусе шпинделя и одним центратором над рабочей секцией забойного двигателя. Дополнительные цен­траторы улучшают работу компоновок, включающих забойный двигатель с регулируе­мым углом перекоса при небольших зенитных углах скважины.

Рисунок 3-10. Сравнение интенсивности резких перегибов для компоновок, включаю­щих забойный двигатель с регулируемым углом перекоса, с центраторами и без них   Рисунок 3-11. Сравнение интенсивности резких перегибов для компоновок с регули­руемым углом перекоса	На рис. 3-10 показана зависимость интенсивности резких перегибов от зенит­ного угла скважины для гладкой компоновки, включающей забойный двигатель с ре­гулируемым углом перекоса, и компоновки с центратором на забойном двигателе и центратором, установленным над забойным двигателем. Следует отметить, что компо­новка с цен­траторами характеризуется большей интенсивностью резких перегибов при неболь­шом зенитном угле и достигает меньшего максимального зенитного угла, чем гладкая компоновка. В целом, чем больше диаметр верхнего центратора, тем более эффективна эта компоновка в точке отклонения скважины от вертикали и при высоких зенитных углах максимальная интенсивность резкого перегиба будет ниже. Чем больше диаметр нижнего центратора, тем более эффективно будет работать эта компоновка при всех зенитных углах скважины.
Рисунок 3-12. Забойные двигатели с экс­центричным корпусом/накладкой	На рис. 3-11 сравниваются интен­сивности резких перегибов в зависимости от ориента­ции направления действия от­клонителя для компоновок, включающих забойный дви­гатель с регулируемым уг­лом перекоса, без центраторов и с центра­торами. Гладкая компоновка очень чувст­вительна к ориентации направления дей­ствия отклонителя. Она дает максималь­ную интенсивность резкого прегиба при направлении действия отклонителя к верхней стенке скважины (ТFО - 0 град.) и минимальную при повороте (ТО - 90 и 270 град.). Компоновка с центраторами характеризуется меньшей чувстви­тельно­стью к ориентации направления действия отклонителя (ТFО). При уменьшении диа­метра центраторов компоновка стано­вится более чувствительной к ориентации на­правления действия отклонителя. На рис. 3-12 показан забойный дви­гатель с изогнутым корпусом и накладкой или экс­центричным корпусом вместо нижнего центратора. Накладку можно считать как сме­щенный центратор. Такие конструкции компоновок с регулируемым углом перекоса дают большие возможно­сти менятьпроектные интенсивности на­бора угла, так как на­кладка позволяет мо­делировать центратор любого диаметра: от диаметра меньше диа­метра скважины до диаметра больше диаметра скважины.