Điều khiển quỹ đạo giếng khoan

• Kiểm soát tốc độ thay đổi độ nghiêng (Tỷ lệ xây dựng/thả):Điều này đòi hỏi cụm lỗ đáy (BHA) được thiết kế phù hợp để quản lý tốc độ tăng (xây dựng) góc giếng hoặc giảm (giảm).
• Kiểm soát tốc độ thay đổi góc phương vị (Tốc độ quay):Điều này đòi hỏi các công cụ hạ cấp được thiết kế đặc biệt (chẳng hạn như động cơ vỏ uốn cong hoặc hệ thống điều khiển quay) để kiểm soát tốc độ thay đổi hướng của giếng khoan sang trái hoặc phải.
• Kiểm soát trọng lượng trên bit (WOB) và lực hình thành:Việc lựa chọn và quản lý WOB phù hợp sẽ kiểm soát tốc độ xuyên thấu (ROP) của bit và độ lớn của lực phản ứng hình thành, ảnh hưởng trực tiếp đến độ cong của giếng (mức độ nghiêm trọng của dogleg).

Các công cụ sau đây thường được sử dụng trong hoạt động khoan định hướng thông thường để đạt được các mục tiêu kiểm soát trên.

1. Tiểu Định Hướng (Directional Sub)

Hai loại chính tồn tại:

• Phụ định hướng trực tiếp:Được sử dụng với động cơ chuyển vị dương (PDM) có vỏ bị uốn cong.
• Định hướng uốn cong phụ:Được sử dụng với PDM{0}}thân thẳng. Phần phụ này kết hợp góc uốn cấu trúc (λ) để cung cấp mặt công cụ cần thiết cho việc điều khiển.
• Kết cấu:Cả hai loại đều có vỏ, ống bọc trung tâm, phím định hướng (để căn chỉnh mặt dao với động cơ) và vít định vị. Phiên bản uốn cong có-góc uốn cong tích hợp.

2. Vòng cổ khoan không từ tính (NMDC)

• Chức năng:Bảo vệ các thiết bị khảo sát từ tính (ví dụ: từ kế MWD) khỏi nhiễu từ của dây khoan thép, đảm bảo các phép đo góc phương vị chính xác. Nó cũng tạo ra trọng lượng giống như vòng cổ máy khoan tiêu chuẩn.
• Nguyên vật liệu:Các vật liệu phổ biến bao gồm hợp kim Monel (đồng-niken-crom), hợp kim crom-niken, hợp kim crom austenit-mangan, đồng berili, thép không từ tính SMFI-và thép mangan nội địa-crom{6}}niken.
• Lựa chọn chiều dài:Xác định bằng cách tham khảo bản đồ cường độ trường địa từ. Các vùng có cường độ từ trường cao hơn đòi hỏi NMDC dài hơn để cách ly nhiễu một cách hiệu quả.
• Kiểm tra & Sử dụng:Độ thẳng ( Nhỏ hơn hoặc bằng 2 mm/m, Tổng nhỏ hơn hoặc bằng 5 mm), giới hạn khuyết tật bề mặt, bề mặt ren nhẵn, mô-men xoắn-trang điểm phù hợp ( Lớn hơn hoặc bằng mức tối thiểu được chỉ định) và kiểm tra hàng năm về tính thấm từ tương đối và tính đồng nhất từ ​​tính theo tiêu chuẩn (ví dụ: SY5145-86).

3. Ống khoan hạng nặng (HWDP)

Được sử dụng ở phần dưới của BHA để thay thế một số vòng cổ máy khoan. Ưu điểm của nó trong khoan định hướng bao gồm:

• Giảm diện tích tiếp xúc với thành lỗ khoan, giảm thiểu ma sát và mô men xoắn.
• Cải thiện khả năng trượt (khi sử dụng động cơ bùn không quay ống).
• Tăng độ an toàn khi hạ xuống.
• Phục vụ như một sự chuyển tiếp giữa vòng khoan và ống khoan tiêu chuẩn, giảm bớt sự thay đổi độ cứng.

4. Bộ ổn định (Centralizer)

Chức năng khoan định hướng:

• Là điểm tựa:Khi xây dựng hoặc thả các cụm lắp ráp, việc thay đổi vị trí của bộ ổn định sẽ làm thay đổi hoạt động cơ học của BHA, kiểm soát quỹ đạo.
• Tăng độ cứng:Khi giữ các cụm lắp ráp, việc giảm khoảng cách giữa mũi khoan và (các) bộ ổn định sẽ tạo ra BHA cứng hơn, chống lại những thay đổi về độ nghiêng và góc phương vị.
• Reaming & điều hòa:Làm phẳng các bất thường của lỗ khoan, giảm nguy cơ bị kẹt phím và các vấn đề khác.
• Điều tra:Các phép đo đầu vào và đầu ra của đường kính ngoài, kiểm tra độ mòn (độ mòn OD Nhỏ hơn hoặc bằng 2 mm) và vị trí thích hợp là rất quan trọng.

5. Keyseat Wiper (Cắt chìa khóa)

Về mặt hình học tương tự như bộ ổn định xoắn ốc nhưng có đường kính ngoài nhỏ hơn (lớn hơn vòng cổ khoan nhưng nhỏ hơn bộ ổn định hoàn toàn). Các vai côn trên và dưới của nó được gia công cứng bằng cacbua vonfram để cắt và doa.

Ứng dụng:

• BHA loại bỏ ghế phím chuyên dụng:Bit + nhỏ-Vòng OD (50-60m) + cần gạt chỗ phím + bình + HWDP. Đối với các phím dài hơn, có thể thêm một phụ linh hoạt.
• Trong khi khoan:Chạy cần gạt chỗ ngồi phím như một phần của BHA trong các phần xây dựng, chuyển động qua lại qua các chốt cố định đã biết để ngăn chặn sự hình thành chỗ ngồi phím.
• Hoạt động:Khi chạy vào, giảm tốc độ xuống trên độ sâu chỗ ngồi phím (≈100m) và doa với WOB rất thấp (<49 kN).

6. Van phao

Ngăn chặn dòng chảy ngược của dung dịch khoan (dòng chảy ngược) làm hỏng các công cụ khảo sát lỗ khoan (ví dụ: thiết bị điện tử MWD) và ngăn các đầu phun bit bị tắc do các mảnh vụn.

7. Sub Hạ Cánh (Hanger Sub)

Cung cấp một môi trường an toàn, ổn định để gắn các thiết bị MWD. Nó có một đường khía cạnh cao-trên thành ngoài để căn chỉnh bề mặt dụng cụ của động cơ và đo độ lệch (giá trị OFFSET) giữa MWD và động cơ. Bên trong sub có một phím nhô ra dùng để chốt MWD.Thận trọng:Nếu không sử dụng MWD, cần tháo phụ hạ cánh ra khỏi dây để tránh chìa khóa bị trôi do tốc độ dòng chảy cao, có thể dẫn đến hỏng lỗ hạ cánh.

8. Jar (Bình khoan)

Duy trì điều kiện làm việc cân bằng cho mũi khoan và BHA. Chức năng chính của nó là tạo ra một lực tác động mạnh (lên hoặc xuống) để giúp giải phóng dây nếu nó bị kẹt.

9. Phụ linh hoạt

Được sử dụng chủ yếu để bảo vệ bình bằng cách cung cấp thêm độ đàn hồi trong BHA, đặc biệt là trong các hoạt động đóng bình. Nó cũng giúp giảm ứng suất uốn trong các cụm cứng.

Kiểm soát quỹ đạo giếng thành công đòi hỏi một cách tiếp cận có hệ thống: quản lý sự thay đổi độ nghiêng, thay đổi góc phương vị và trọng lượng-trên-bit, đồng thời triển khai bộ công cụ được lựa chọn cẩn thận. Từ bánh phụ định hướng và vòng cổ không có nam châm-đến bộ ổn định, cần gạt nước ở chỗ phím và bình, mỗi bộ phận đều đóng một vai trò cụ thể. Việc hiểu rõ các công cụ này và sự tương tác của chúng cho phép người khoan định hướng thiết kế BHA hiệu quả, giảm thiểu-thời gian không hiệu quả và hướng dẫn chính xác giếng khoan tới mục tiêu địa chất của nó. Để biết thêm thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ với nhóm Vigor để biết thêm thông tin chi tiết về sản phẩm.