Розширена методика прогнозування енергетичних затрат, спричинених роботою неорієнтованих компоновок низу бурильної колони

Abstract

Розглядаються важливі питання підвищення техніко-економічних показників і енергоефективності буріння нафтових і газових свердловин за рахунок вдосконалення технічних засобів і науково-методичних основ їх проектування і вибору. Охарактеризовано вплив неорієнтованих компоновок низу бурильної колони на процес управління траєкторією буріння свердловини і енергетичні витрати, які виникають при цьому. Проаналізовано світовий досвід вирішення питань проектування, вибору і експлуатації неорієнтованих компоновок низу бурильної колони з різною кількістю опорно-центрувальних елементів. Окрім того, визначено основні підходи і методики, які використовуються при проектуванні неорієнтованих компоновок і критерії, що є визначальними при їх виборі для різних задач спрямованого буріння. Досліджено процес фрезування стінки свердловини робочими елементами опорно-центрувальних елементів при обертанні та осьовому переміщенні неорієнтованих компоновок в гірничій виробці. Представлено методику розрахунку енергетичних затрат, які зумовлені роботою неорієнтованих компоновок низу бурильної колони з різною кількістю опорно-центрувальних елементів. В якості непродуктивного процесу розглядається фрезування стінок свердловини опорно-центрувальними елементами. Запропоновано новий критерій для вибору енергоефективних неорієнтованих компоновок, залежно від зміни різноманітних техніко-технологічних параметрів процесу буріння скерованих свердловин. На основі проведених розрахунків визначено енергоефективні конструкції неорієнтованих компоновок.

Рассматриваются важные вопросы повышения технико-экономических показателей и энергоэффек- тивности бурения скважин за счет совершенствования технических средств и научно-методических основ их проектирования и выбора. Охарактеризовано влияние неориентированных компоновок низа бурильной колонны на процесс управления траекторией бурения скважины и энергетические затраты, которые возникают при этом. Проанализирован мировой опыт решения вопросов проектирования, выбора и эксплуатации неориентированных компоновок низа бурильной колонны с различным количеством опорно- центрирующих элементов. Кроме того, определены основные подходы и методики, используемые при проектировании неориентированных компоновок и критерии, которые являются определяющими при их выборе для различных задач направленного бурения. Исследован процесс фрезерования стенки скважины рабочими элементами опорно-центрирующих элементов при вращении и осевом перемещении неориентированных компоновок в горной выработке. Представлена методика расчета энергетических потерь, обусловленных работой неориентированных компоновок низа бурильной колонны с разным количеством опорно-центрирующих элементов. В качестве непродуктивного процесса рассматривается фрезерование стенок скважины опорно-центрирующими элементами. Предложен новый критерий для выбора энергоэффективных неориентированных компоновок, в зависимости от изменения различных технико-технологических параметров процесса бурения направленных скважин. На основе проведенных расчетов определены энерго- эффективные конструкции неориентированных компоновок.

The article deals with the important issue of increasing technical and economic performance and efficiency of oil and gas well drilling by improving facilities and scientific and methodological basis of their design and selection. The influence of non-oriented configurations of the bottom-hole assembly on the drilling trajectory control and generated energy costs were characterized. The international experience issues of design, selection and operation of non-oriented configurations of the bottom-hole assembly with a range of centralizing and supporting elements were analyzed. In addition, the main approaches and techniques used in the design and non-oriented configurations and determining criteria for different tasks of directional drilling were analyzed. The milling process using centralizing and supporting elements of the well wall during rotation and axial movement of non-oriented configurations in the mine opening was studied. The calculation method of energy losses generated by application of non-oriented configurations of the bottom-hole assembly with different amount of centralizing and supporting elements was developed. The milling of well walls using centralizing and supporting elements is considered as nonefficient.The new criterion for selection of the energy-efficient non-oriented configurations of the bottom-hole assembly depending on changes in technical and technological process of the directional well drilling. Based on the calculations, the energy-efficient non-oriented configurations of the bottom-hole assembly were identified.