Роторно-керовані системи буріння свердловин

• Роторна-керована система «Power Drive» компанії «Schlumberger» складається з таких основних елементів:

– гнучкого патрубка для зниження жорсткості компоновки низу бурильної колони (КНБК), можливості зміни параметрів траєкторії свердловини; це канал зв'язку між РКС і телесистемою;

– калібратора, що є третьою точкою контакту зі стінкою свердловини і забезпечує контроль параметрів кривизни. Існують три типи калібраторів: колонний, інтегрований і рукавного типу, що дає змогу варіювати положення і розміри для забезпечення необхідного компонування КНБК;

– модуля системи керування — комплекту геостаціонарної електроніки, що складається з електронних давачів (антен) усередині немагнітних обважнених бурильних труб (НОБТ). Основне призначення — контроль за розташованим нижче відхиляючим (наддолотним) модулем;

– розташованого безпосередньо над долотом відхиляючого (наддолотного) модуля, призначеного для перетворення гідравлічної енергії промивальної рідини на механічну енергію, необхідну для прокладання стовбура свердловини згідно з проєктною траєкторією.

• До нового покоління РКС належить система «Revolution» компанії «Wеаthеrfоrd». За допомогою цієї системи ефективно контролюють викривлення стовбура, при цьому забезпечується плавність його вигину, зменшується жолобоутворення. Основна перевага цієї конструкції полягає в тому, що в системі є статичний (нерухомий) центратор, довжиною 1,3 м без рухомих внутрішніх частин, та елементи, які можуть бути перекриті частинками породи чи кольматантами. При бурінні інтервалів стабілізації у модуль електроніки задають значення зенітного кута і азимуту і РКС «бере керування на себе», і тим самим, за потреби, самостійно корегує траєкторію.

До складу компоновки РКС «Revolution» входять п'ять основних елементів: — відхилювач (нерухомий); — немагнітні обважнені бурильні труби; — модуль електроніки; — акумулятор; — наддолотний калібратор.

• У перших десятиліттях ХХІ ст. при бурінні застосовуються КНБК із системою LWD геофізичних досліджень свердловин (ГДС), які відіграють значну роль у детальній оцінці пласта, особливо при бурінні складних за профілем свердловин із похило-скерованими і горизонтальними стовбурами. Один із таких пристроїв розміщений безпосередньо над системою РКС і є комбінацією сучасної системи телеметрії і ГДС, забезпечуючи гамма-каротаж і визначення питомого опору оточуючих порід.

При застосуванні РКС із комплексом LWD отримують якісні азимутальні геофізичні дані про пласт завдяки незмінності діаметра стовбура, що забезпечується внаслідок використання системи РКС. При цьому отримують високоякісні дані про гладкі і рівні стовбури, з гарантуванням проводження свердловини в центральній частині продуктивного горизонту. Це дає змогу геофізикам виконувати геонавігацію у пластах малої товщини.

• Моторизовані роторні-керовані системи. Технологією передбачається встановлення гвинтових вибійних двигунів (ГВД) у РКС для пришвидшення обертання долота при збереженні точного контролю траєкторії стовбура свердловини.

Роторні-керована система з силовим приводом — це високоефективна система з повністю інтегрованим силовим приводом, у вигляді високомоментного вибійного двигуна, що перетворює гідравлічну енергію промивальної рідини на механічну. Ця енергія у поєднанні з обертанням від верхнього привода бурової установки значно підвищує потужність, яка надходить на долото. Це уможливлює використання для буріння долота РDС і найоптимальніше застосування навантаження на долото, що сприяє підвищенню механічної швидкості проходження. Інтегрована силова секція обертає долото з великою швидкістю, за якої знижуються швидкість обертання основної частини бурильної колони, торсійні вібрації та інші їх види характерні для традиційного роторного буріння.

РКС широко застосовують при бурінні вертикальних свердловин у складних гірничо-геологічних умовах на родовищах, що перебувають на початковій стадії розроблення, коли дані про фізико-механічні властивості гірських порід іще невідомі.

Технологія роторного-керованого буріння ефективна для продуктивних горизонтів малої товщини за потреби виключно точного контролю траєкторії свердловини. Недоліком системи РКС є те, що у деяких випадках використання долота з РКС може бути неможливе, крім того, в разі неправильного вибору долота може знизитися швидкість проходження.

Ефективність РКС залежить від наземної бурової установки для надання їй необхідної швидкості обертання. Малопотужні бурові установки не забезпечують швидкості, необхідної для максимальної ефективності РКС, зводячи до мінімуму її переваги. Моторизована РКС придатна забезпечити високу швидкість обертання при одночасному збільшенні загальної вартості робіт.

• Орловський В. М., Білецький В. С., Вітрик В. Г., Сіренко В. І. Бурове і технологічне обладнання. Харків: Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова, НТУ «ХПІ», ТОВ НТП «Бурова техніка», Львів, Видавництво «Новий Світ — 2000», 2021. — 358 с.

• Drilling Equipment