Способ бурения морской скважины

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСа ЬЛИН

„„SU „„1245681

gg 4 Е 21 В 7/128

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ.при этом р(. %. g %

Р V U

Р =ч« ю р (5 — 8ф< )- 16 а . И

P (5- 8(Ô,- „)) - 168 о

М1

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3863149/22-03 (22) 29.12.84

l(46) 23.07.86. Бюл. У 27 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт по освоению месторождений нефти и газа (72) И.А. Мовсумов, А.Г. Тагиев и В.Н. Бабич (53) 622.242.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 519944, кл. Е 21 В 15/02, 1974.

Шенкс Ф.Э. Оборудование для бурения в глубоководных районах с сильными течениями. — Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1983, 8 8, с. 13, 17. (54) (57) СПОСОБ БУРЕНИЯ МОРСКОЙ СКВАЖИНЫ, включащий спуск бурового инструмента,на дно, определение его искривления под действием скорости морского течения и смещение бурового судна от оси скважины, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности забуривания скважины путем предотвращения искривления ее ствола, смещение судна от оси, скважины осуществляют на величину которую определяют по формуле где D - диаметр бурового инструмента (труб), м; и — погонный вес в воде бурового инструмента, Н/м;

EI — жесткость бурильных труб, Н/м2 °

h — глубина моря, м; — плотность воды, кг/и ;

Р— осевая нагрузка на долото, Н;

V " скорость морского течения на дне, м/с;

V„ — скорость морского течения у поверхности, м/с, после чего осуществляют спуск бурового инструмента на дно и забуривают скважину, а по мере увеличения глубины скважины производят смещение судна в сторону оси скважины на расстояние, которое определяют по формуле где Z — глубина скважины, м.

1 124

Изобретение относится к бурению- морских нефтяных и газовых скважин с буровых судов.

Цель изобретения — повышение эффективности забуривания скважины путем предотвращения искривления ее ствола.

На фиг. 1 показана схема реализации способа; на фиг. 2 — график изменения смещения судна в сторону оси скважины по мере увеличения глубины скважины для конкретного примера.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При работе с бурового судна I в районе моря с течением, направление и величина 2 которого известны, для проведения бурения под направление 3 предварительно производят маневрирование — смещение бурового судна вверх по течению. Величину сдвига 4 выбирают с таким расчетом, чтобы буровой инструмент 4, который опускают с судна, прогнувшись под действием течения в толще воды, в области непосредственно над устьем 5 скважины оставал-ся бы строго вертикальным. Этим самьм обеспечивается вертикальность ствола, образующегося на дне 6 моря.

После этого производят забуривание скважины, далее по мере углубления ствола, наращивания труб и утяжеления инструмента производят маневрирование в обратном направлении " по течению к устью скважины, в сторону ее оси.

Для расчета величины горизонталь- ного смещения против течения ставится задача для горизонтального смещения сечений упругого стержня

E3 —,- ((rp-P) )=05pV (x)D

Йх 3((dx О

ЬО(о1 3 0(ь) @ Ll(QJ

Зк 4 х dx (1)

Стержень считается растянутым соб-. ственным весом и сжатым концевой наг.рузкой. Нижний конец его считается шарнирно заделанным при дополнительном условии отвесности (угол поворота равен нулю); на верхнем же конце— только условие отвесности. В- (1) обозначено: U — - горизонтальное смещение Х, отсчитываемого от дна моря;

D,q,ЕТ вЂ” диаметр, погонный вес в воде и жесткость бурильных труб h — - глубина моря; — плотность воды; V(X) величина скорости течения на высоте

Х от дна моря, P — - осевая нагрузка на долото при бурении.

5681 2

Эпюра скорости морского течения имеет вид

Ч (х)» \/о + -- — Х ° (2)

Приближенное решение задачи (1) с учетом (2), полученное методом Галеркина, имеет вид

Ц(х)- " 11 42 +25 fZixi ixkl

Е 6)y(S-S,Èàå lT) Ц

I где

Р 1,з ж- — =2Л g»4 1 (3)

0 < 1

Для величины необходимого горизонтального смещения от устья вверх по течению получаем из (3) при X=h

, /„(aii. . o

ЕУ

42 i (63 4253) 4) 20

В зависимости от углубления ство ла скважины на величину Z будет меняться параметр у(„

Р-%2 „2, o, (5) и, следовательно, при забое Z (от дна моря) величину сдвига необходимо уменьшить до значения

30 P (5- S и(») - 168

b»b - (6) у(5-8(w,-+ )j — 168

Так как на практике возможно очень большое количество сочетаний глубин моря, скоростей течений, осевых нагрузок на долото и глубин направления, для реализации предлагаемого способа предварительно проводится расчет величин N . (,,l,,h и изменения ве4р личины ь по формуле (6) в зависимости от 2.

Во время каждого углубления сдвиг, бурового судна уменьшается до соответствующей величены ь

4 По мере роста глубины направления

2 уменьшается величина сдвига и .

Например, при h 150 м; V< 0,1 м/с;

V„ 0 5 м/с; D О, 127 м, q 300 Н/м, Е 1,22 ° 10 Н и ; Р 104 Н; о р1 30 кг/м ; вычисляя по (4),находим: к =0,22; =830; 8 =4 н. ; — 4,15 м.

Такйм образом,дляданного примера, прежде чемприступить кспуску инструмента ибурению,необходимо произвести

>>:ñäâèã буровогосудна вверхпо течению на 4,15м погоризонтали от устья.

Зная все константы, входящие в формулу (6), строят график изменения.

1245б81, Фиг.1

Л,м

10 20 30 9050 ао Ю 80 90 Юа z,ì

Фиг.2

Составитель Е. Столбцов

Техред О.Гортвай Корректор А. Обручар

Редактор Е. Папп

3968/21 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ь в зависимости от 2 для данного конкретного примера (фиг. 2). По мере углубления направления величину сдвига необходимо уменьшать до значения, определяемого прямо по этому графику. Например, для значений Z=

25,50,75 м соответственно находим

=2,9; 2,2; 1,8 м.