Разновидность клиновых отклонителей для зарезки боковых стволов

В современном нефтегазовом бурении зарезка боковых стволов скважин становится всё более распространённой практикой, обеспечивая более эффективное извлечение углеводородов и оптимизацию разработки месторождений. Одним из ключевых инструментов для выполнения этой операции являются клиновые отклонители. Эти устройства позволяют изменять направление бурения и создавать дополнительные ветки в скважине. Рассмотрим основные разновидности клиновых отклонителей, их конструкции, преимущества и области применения.

При бурении боковых стволов решается ряд проблем:

• 1 . Процесс зарезки боковых стволов в обсаженных стволах требует применения специализированных инструментов и технологий, поскольку обсадная колонна ограничивает доступ к окружающим геологическим образованиям. Наличие обсадной колонны может усложнить выполнение работ, что делает необходимым использование таких инструментов, как клиновые отклонители [1].

• 2    Зарезка боковых стволов несёт риски для целостности обсадной колонны. Важно принять меры, чтобы клиновые отклонители и в процессе строительства скважины не повредили обсадную колонну, так как это может привести к утрате целостности ствола скважины.

• 3    Процесс зарезки боковых стволов требует детального планирования и точного размещения инструментов, а также корректного позиционирования ствола скважины.

В настоящее время для вырезания щелевидного «окна» в стенке эксплуатационной колонны используется специализированное оборудование, которое включает в себя клин- отклонитель, механизм для его фиксации (якорь) и набор фрез (стартовую, оконную и колонные). Клин-отклонитель служит для корректировки траектории движения фрез при создании «окна» в обсадной колонне, а также для долот во время бурения и хвостовиков с фильтрами при их установке и дополнении боковых стволов [2]. Первые клинья-отклонители были изготовлены с плоской поверхностью отклонения из-за упрощенной технологии их производства. Однако использование таких конструкций часто приводило к образованию «окна» неправильной формы и изменению направления бокового ствола ввиду влияния реальных условий.

В настоящее время существуют следующие виды отклонителей (рисунок 1):

• 1.    Отклонители разового действия

• –    закрытые клинья, опускаемые на колонне бурильных труб. Данные отклонители имеют минимальные вероятности осложнений при дальнейшей углубке ствола, также сохраняют диаметр скважины;

• –    закрытые клинья, опускаемые на колонне направляющих труб;

• –    открытые неизвлекаемые клинья.

• –    открытые извлекаемые клинья.

• 2.    Отклонители непрерывного действия

  – кривая труба;

  – кривой переводник;

  – турбинный отклонитель (ТО);

  – отклонитель турбинный секционный (ОТС);

  – шпиндель отклонитель (ШО);

  – отклонитель с эксцентричной накладкой;

  – винтовой забойный двигатель с механизмом искривления;

  – электробур с механизмом искривления;

  – шарнирный отклонитель;

  – центратор с изменяющимся диаметром;

  – КНБК с центраторами и калибраторами;

  – роторные управляемые системы (РУС) [3].

Рисунок 1 – Виды клиновых отклонителей

Рассмотрим модификации клиновых отклонителей.

Клин-отклонитель КО представляет собой конструкцию, в которой корпус с поперечным сечением имеет форму продольного желоба. В области головной части корпуса имеются специальные отверстия для подключения к буровому инструменту, что обеспечивается с помощью срезных элементов. Эта модель предназначена для выполнения задач, связанных с отклонением бурового траектории.

Клин-отклонитель КОТ используется для управления направлением фрезера-райбера при создании боковых стволов. Он спускается на бурильных трубах, используя специализированный переводник. Закрепление клина происходит либо на искусственном забое, либо на механическом якоре, что позволяет достичь заданного курса бурения.

Клин-отклонитель ОТШ применяется для бурения новых стволов из одной или нескольких эксплуатационных колонн, обеспечивая направленное и горизонтальное бурение. Эти отклонители также могут использоваться для исправления деформаций уже пробуренных стволов или обхода препятствий. Конструкция состоит из клина и стопорящего корпуса с плашками. Спуск и установка клина осуществляются на колонне бурильных труб с помощью стартовой фрезы. Крепление фрезы к клину выполняется при помощи срезного винта, а фиксирование отклонителя в колонне – с помощью трех плашек, размещенных в пазах стопорящего корпуса [4]. Смещение клина относительно стопорящего корпуса по наклонному пазу обеспечивает надежное прилегание клина к стенкам обсадной колонны.

Клин-отклонитель ОКМ предназначен для создания необходимого отклонения фрезеров-райберов от оси основного скважинного ствола при прорезании ориентированного «окна» в эксплуатационной колонне, имеющей диаметр 146 мм (168,178 мм). Это устройство также позволяет отклонять породоразрушающий инструмент, что делает его важным элементом в процессе бокового бурения.

На рисунке 1 представлена схема применения данных клинов.

Посадка клина и начало вырезания окна

Забуривание бокового ствола

Калибрование и шаблонировка окна

Бурильные

Срезная шпилька

Стартовый фрезер КФС-124.5

КОС-146

Якорь

Я-140/146

Цементный мост

Рисунок 1

Фрезер-райбер КФР-124,5

Оконный фрезер КФО-124.5

Фрезер-райбер 'КФР-124,5

– Модификация клиньев отклонителей

Фрезер-райбер КФР-124,5

Оконный фрезер КФО-124,5

Каждый из перечисленных клиновых отклонителей играет ключевую роль в обеспечении успешного и эффективного бурения боковых стволов, позволяя буровикам адаптироваться к различным условиям и сложностям подземных конструкций