автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.10, диссертация на тему:Разработка технологии и создание технических средств для низкооборотного наклонно-направленного бурения и забуривания дополнительных стволов изобсаженных скважин

КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 110 ГЕОЛОГИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НЕДР

камскип 11ауч110-псс;п:до»лт1:.тьскпп

ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНЫХ ПССДЕДОИАП1И I ГЛУБОКИХ И Cm-РХГЛ УБОКПХ скплжпп

На правах рукописи

КАПЛУН Вачесаан ц>л\чт.ич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И СОЗДАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ НИЗКООБОРОТНОГО НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ И ЗАБУРИВАНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СТВОЛОВ ИЗ ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН

(11 роб.'1С.м ы, ¡ччпснп а )

(ачцна, ¡ ыюе п> ОТ), i ,->. 10 --• - (ivpcniie с к 1; о жни

Днее ср т а на; в ппде научного доклада .

па сопела а а о 'пап агпс.ч дт-лера U-MIK'KW ' а1.

Пермь l'J'Jü

Официальные оппонентьт:

доктор технических паук, профессор Спивак А. И.

доктор 1 схничссьнх наук локтор технических паук

Крыспн H. М. Буслаев В. Ф.

Ведущее il j ) ч'л 11 ¡> I i я т не ■ Д.Б.П. Ттменбурпп

Зашита согпнмеи 20 нюня 199Ü г. и 10 час<ж ни -.ai сланин (.пришли■iiipiMiaiiiinri) Сонета Д.()()■!.07.03 по чаппмг дпсссрта-ilmi't пн соискание ученой степени доктора технических наук при Тюмеисчпч i i-cwiapo венном нефюпг-.оиом v ¡'itiuwuH-i-гит адресу: 025000, г. Тюмень, у.т. Володарского, ;:.S.

С диссертацией можно о ¡пакомитьси к ополпотем. Тк.мП НУ.

Диссертация разослана 24 мая 19% г.

Ваши от .чьим.! в трех экземплярах, заверенные печать'/-просим направить по укачанному адресу на имя Ученого Сек рстаря Специализированного Совета.

Ученый секретарь специализированного Совета, доктор технических на}

профессор

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертации, представленной и форме научного доклада, приводится основное содержание опубликованных в 1974—1995 годах работ автора по результатам разработки технических средств н технологии тгзыюборотиого бурешн наклонно-направленных и дополнительных стволов из обсаженных скважин, а также внедрения их в буровых, нефтедобывающих и геологоразведочных предприятиях.

1.1. Актуальность проблемы. Большие объемы бурения наклонно-направленных скважин и значительный фонд простаивающих нефтяных и газовых скважин, требующих их воссстановления бурением дополнительных стволов во всех нефтедобывающих районах России обусловливают актуальность проблемы разработки технических средств и технологии низкооборотного бурения.

Актуальность данной проблемы подчеркивается высокой эффективностью пнзкооборотпого бурения забойными двигателями при одновременном отсутствии инструктивных и методических рекомендаций по совершенствованию их конструкций и технологии бурения.

1.2. Связь темы диссертация с плановыми исследованиями.

Исследования проводились в соответствии с координационным планом ГКНТ при СМ СССР на 197П— 1980 гг. (Постановление СМ СССР Л1> 640 от 10.12.75 г. н ГКПТ ЛЬ 45 от 18.11.76 г.), целевой комплексной научно-технической программой на 1981—85 гг. (Постановление ГКНТ при СМ СССР и Госплана СССР Л!> 515/271 оч 29.12.81), правительственной программой на 1987—1991 гг. (Постановление СМ СССР № 539 от 08.05.87 г.), общесоюзной научно-технической программой 0.50.01 (Задания 03.01-03.02.11.03 и 03.02.11.04 (уточненные задачи и этапы по постановлению ГКНТ СССР от 31 декабря 1986 г. Л"» 535) п разделом Госпрограммы развития минерально-сырьевой базы и геологической службы России в 1993 г., утвержденном Управлением науки Роскомиед-ра,по созданию методов технических средств для бурения глубоких и сверхглубоких скважин,

1* 3

Работа базировалась на результатах, полученных в трудах известных ученых (М. М. Александрова, Н. Г. Середы, Н. С. Тимофеева, Р. Л. Иоаннесяна, М. Т. Гусмана, М. Г1. Гу-лизаде, А. Г. Калинина, А. И. Спивака, Ю. С. Васильева, А. Н. Шаньгина, С. М. Кулиева, С. А. Огапова, Л. Я. Сушо-на, Б. 3. Султанова, Е. И. Ишемгужина, Л. Я- Кауфмана, К. Б. Шахбазбекова, С. С. Сулакшина, Ю. В. Вадецкого, И. П. Дородного, С. С. Никомарова, Д. Ф. Балденко, А. М. Кочнева, Н. И. Крысина, В. Ф. Буслаева, В. О. Бело-руссова, Л. Лубянского, Г. Вудса, Л. А. Зего, Д. Р. Бернгар-да и др.).

1.3. Цель работы.

Исследовать и разработать технологию и технические средства низкооборотного бурения для эффективного строительства наклонно-направленных и дополнительных стволов из обсаженных скЕажин путем выполнения проектного профиля и повышения скоростей бурения при снижении затрат.

1.4. Основные задачи исследований:

— разработать методологию теоретических, стендовых и промысловых исследований в области низкооборотного бурения винтовыми забойными двигателями наклонно-направленных и дополнительных стволов из пробуренных скважин;

— разработать гамму низкооборотных забойных двигателей и отклоняющих устройств для бурения наклонно-направленных и дополнительных стволов из пробуренных скважин;

— исследовать зависимость показателей работы породо-разрушающего инструмента от режимов бурения и изменения профиля наклонно-направленных скважин от типа и местл установки отклоняющих и стабилизирующих устройств;

— создать комплекс технических средств для вырезания «окон» в обсадной колонне при забуривании дополнительных стволов из обсаженных скважин;

— обобщить результаты исследований и разработать научные основы бурения наклонно-направленных и дополнительных стволов низкооборотными забойными двигателями;

— реализовать установленные зависимости при бурении наклонно-направленных и дополнительных стволов из обсаженных скважин.

1.5. Методика исследований.

В работе использован комплекс методов, включающий аналитические п стендовые исследования, натурные наблюдения и статистические обобщения, а также теории решения

изобретательских задач для разработки принципиально новых технологий, технических средств и оборудования, широкий производственный эксперимент, технико-экономическая оценка эффективности разработок.

1.6. Основные научные положения, представляемые на защиту:

!. Методология комплексного подхода к проблеме исследовании технологии ипзкооборотпого бурении па всех участках наклонно-направленных скважин и бурения вторых стволов из раннее пробуренных скважин.

2. Экспериментальные исследования энергетической характеристики ннзкооборотных объемных двигателей па всех участках бурения наклонно-направленных скважин.

Методика расчета ориентируемых пиз кооборотпых отклоняющих компоновок низа бурильной колонны.

4. Методика расчета неорнентнруемых ннзкооборотных компоноеок низа бурильной колонны.

5. Методика определения оптимальных параметров низкооборотного режима бурения.

6. Критерии выбора конструктивных параметров укороченных низкооборотных забойных двигателей и их рациональных конструктивных схем.

7. Обоснование и установление исходных данных для разработки размерного ряда механизмов искривления и центраторов для низкооборотного бурения.

8. Определение путей дальнейшего развития техники и технологии низкооборотного бурения и крепления наклонно-направленных скважин, в том числе и малого диаметра.

1.7. Достоверность и обоснованность научных положений,

выводов и рекомендаций обеспечивается подтверждением теоретических положений опытными данными, результатами внедрения разработок в промышленности и с данными, полученными другими исследователями.

1.8. Научная новизна заключается в следующем:

1. Выполнено научное обобщение и развитие исследований по разработке комплекса технических средств и реализуемых с их помощью технологий низкооборотного бурения наклонно-направленных и дополнительных стволов из обсаженных скважин.

2. Доказано, что энергетическая характеристика ннзкооборотных объемных двигателей остается жесткой при одновременном действии отклоняющей силы па долоте и осевой на-

грузк-е И не накладывает ограничений на выбор элементов компоновок низа бурильной колонны, их геометрических параметров и позволяет проводить бурение наклонно-направленных и горизонтальных стволов на оптимальных режимах бурения.

3. Впервые установлено, что при низкооборотном режиме бурения критерий минимума стоимости метра проходки совпадает с максимумом проходки за рейс, причем оптимальными параметрами режима бурения являются большие осевые нагрузки и частота вращения.

4. Выполнены теоретические расчеты ориентируемых и не-ориентируемых компоновок низа бурильной колонны (КНБК) для управления искривлением ствола скважин.

5. Установлено, что низкооборотная ориентируемая отклоняющая компоновка имеет ряд преимуществ по сравнению с компоновками, применяемыми при роторном и турбинном бурении н должна иметь специальный механизм искривления корпуса двигателя и кривой переводник над двигателем.

6. Впервые определено, что бурение прямолинейных участков наклонно-направленных скважин на низкооборотном режиме следует вести неориентируемыми компоновками низа бурильной колонны, имеющими два центратора.

7. Выявлены и обоснованы критерии выбора конструктивных параметров укороченных низкооборотных забойных двигателей и определены их рациональные конструктивные схемы..

8. Предложен ряд новых оригинальных конструктивных решений, позволяющих реализовать приведенные выше положения.

9. Впервые установлены исходные данные и разработаны размерный ряд механизмов искривления и стабилизирующих устройств для низкооборотного бурения в интервалах набора кривизны и на прямолинейных участках ствола скважины.

10. Разработаны и определены требования к технологии низкооборотного бурения, реализация которых позволит повысить скорости бурения при выполнении проектного профиля скважин.

11. Определены пути дальнейшего развития технических средств н технологии низкооборотного бурения наклонно-направленных и дополнительных стволов из пробуренных скважин.

1.9. Научное значение работы состоит в теоретическом обосновании и подтверждении на практике критериев выбора

оптимальных параметров технологии ннзкооборотного бурения и технических средств для ее реализации.

Основана школа создателей техники и технологии для восстановления малодебитных и бездействующих скважин посредством вырезания части колонны или «окон» и последующего вскрытия продуктивных пластов бурением наклонно-направленных или горизонтальных стволов.

1.10. Практическое значение работы состоит в разработке н широком промышленном внедрении технологии низкооборотного бурения, низкооборотпых ориентируемых и неорн-снтнруемых компоновок низа бурильной колонны, что привело к увеличению проходок' на долото в 1.5-г-2,5 рала и успешному выполнению проектного профиля скважин, а также к созданию комплекса технических средств и технологий за-бурнвання и бурения дополнительных стволов из обсаженных скважин.

1.11. Реализация работы выразилась в разработке руководящих документов, инструкций, рекомендаций, режимно-технологических карт по технологии низкооборотного бурения, создании низкооборотных укороченных и неукороченных забойных двигателей, низкооборотных керноотборных снарядов, комплекта технических средств для строительства дополнительных стволов из ранее пробуренных нефтяных и газовых скважин, компоновок низа бурильного инструмента с низкооборотиыми двигателями для управления искривлением, большинство ИЗ которых приняты 1ч серийному производству.

1.12. Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались в 1975—1996 гг. и получили одобрение па конференциях, совещаниях, симпозиумах, на ежегодных координационных совещаниях, проводимых ГК.НТ, Миннефте-газпромом, Мингео, Роскомнедра, во многих производственных объединениях, на Ученых Советах ВНИИБТ, ПФ ВНИИБТ, 1\ам11ИИКИГС, НПО «Недра», Г1ГТУ. Работы экспонировались на международных выставках.

1.13. Публикации. Список научных трудов автора содержит 121 наименование, в т. ч. одна монография, 71 печатная работа, 19 авторских свидетельств и патентов СССР и РФ и 0.1.ИН зарубежный патент, 11 научно-методических и 20 фондовых работ (отчетов по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам).

Основное содержание диссертации изложено в 66 статьях,

16 авторских свидетельствах и 9 нормативно-методических работах.

Положения, выносимые автором на защиту, нашли отражение в режимно-технологнческнх картах, инструкциях, рекомендациях по технологии и режимам низкооборотного бурения наклонно-направленных скважин, в разработанных автором конструктивных решениях низкооборотных забойных двигателей, низкооборотных керноотборных снарядов, ориентируемых и неориентируемых компоновках низа бурильной колонны, комплексе технических средств для бурения дополнительных стволов из обсаженных скважин, защищенными авторскими свидетельствами и патентами СССР и РФ.

Исследование, разработка и внедрение новых технологий и технических средств, низкооборотного бурения наклонно-направленных скважин и дополнительных стволов из обсаженных скважин выполнялись автором в координации с учеными, конструкторами и специалистами ВНИИБТ, КамНИИКИГС, Азинефтехим, ВНИИКРнефть, ПермНИПИ-нефть п ряда других институтов Министерств нефтяной и газовой промышленности, Геологии, Роскомнедра, Павловского и Кунгурского заводов, НПО «Недра», большого числа буровых и нефтедобывающих предприятий.

Автор выражает благодарность коллективу работников ПФ ВНИИБТ, отделов технологии бурения и конструирования технических средств, коллективу опытно-экспериментального производства КамНИИКИГС, которые автор организовал и с которыми работает, без чьего многолетнего труда не была бы выполнена эта работа, а также руководству НПО «Недра» за помощь и поддержку.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. История проблемы. Задачи и направления исследований и разработок. В последние годы идет успешное внедрение в нефтегазовой п геологической промышленностях при проводке глубоких скважин низкооборотных забойных двигателей. Опыт бурения ими показывает, что технико-экономические показатели бурения возрастают за счет кратного увеличения проходки на шарошечные долота с маслонаполненными опорами. Наибольшее распространение среди низкооборотных двигателей получили виитовые двигатели. Винтовые двигатели применялись в основном при бурении вертикальных и прямолинейных участков скважин. Их применение при про-

водке искривленных участков наклонно-направленных скважин сдерживалось из-за отсутствия теоретических исследований работы компоновок.

Винтовые двигатели начали применяться в бурении нак-лопно-иаправлепных скважин с начала семидесятых годов. По своей характеристике и геометрическим размерам они должны были хорошо подходить к решению задач по изменению зенитного угла и стабилизации прямолинейных участков скважин. Однако па практике, при переходе с турбинного бурения на винтовые. двигатели, произошел ряд осложнений как с темпом набора зенитного угла, так к получением необходимого азимута. Неблагополучно было также иа участках стабилизации кривизны. Все это осложнило применение двигателей. В то же время массовое распространение наклонно-направленного бурения, составляющего в настоящее время более 70% всего объема буровых работ в нашей стране, и дальнейшее наращивание его до 80% требует скорейшего решения задач бурения таких скважин низкооборот-иыми двигателями. Это особенно необходимо, учитывая, что низкая частота вращения низкооборотных двигателей дает возможность получать высокие проходки за долбление на всех этапах бурения скважин.

Работа автора — первое исследование, посвященное использованию низкооборотных объемных двигателей в наклонно-направленном бурении.

Далее, в последние годы у нас в стране резко увеличился объем простаивающих (бездействующих) эксплуатационных нефтяных и газовых скважин. Причин много. Главная из них — отсутствие техники и технологии их восстановления. Применение наклонно-направленного и горизонтального бурения позволит восстановить (пустить) в эксплуатацию простаивающие скважины. Для адекватного дренирования некоторых коллекторов требуется в среднем в пять раз меньше горизонтальных скважин, чем вертикальных. Статистика показывает ,что при использовании технологии разработки нефтяных месторождений горизонтальными скважинами извлечение углеводородов может достигнуть 60—80%.

Бурение горизонтальных скважин — не новая идея. Большая работа была выполнена между 30-ми и 50-ми годами: были пробурены многие горизонтальные скважины, больше в США, меньше в СССР. Но техническое оснащение было ограничено довольно сложными устройствами, разработанными для искривления ствола скважины с большим радиусом искривления. Большие радиусы искривления дают возмож-

ность горизонтального проникновения в пласт только на первые десятки метров. Отечественная техника бурения имела в активе изогнутые трубы, кривые переводники, навариваемые планки, позднее ОТС, турбинные отклонители, шарнирные соединения. Все шарошечные долота имели один тип вооружения — фрезерованные зубья и были пригодны для работы в неабразивных породах средней твердости. Алмазных долот в стране не было. Аварийность при производстве таких работ на порядок превосходила аварийность бурения вертикальных скважин.

Развитие способа гидравлического разрыва пласта в пятидесятых годах значительно уменьшило использование и интерес к горизонтальным скважинам, хотя скважины с большими углами наклона продолжали буриться. Развитию способствовала морская буровая индустрия с учетом высоких цен на буровые платформы. Специфика и природные условия Западной Сибири также способствовали развитию технологии бурения наклонно-направленных скважин.

Но большие радиусы кривизны — это повышенные затраты, значительное время на заканчивание и на преодоление сил трения. Технология бурения с малым радиусом кривизны для бурения по кривой должна обеспечивать очень высокий темп набора кривизны, но при этом очень трудно регулировать азимутальный угол на небольшом участке ствола: очень трудно крепить горизонтальный ствол обсадной колонной, технология бурения и технические средства для скважин с таким радиусом кривизны должны обеспечивать темп набора кривизны от 3° до 8° на 10 м.

Наибольший эффект наблюдается при бурении дополнительных стволов скважин из эксплуатационных колонн диаметром 127 мм и более. Не существует какого-то единственного оптимального способа горизонтального бурения, это зависит от многих горно-геологических, технико-технологических условий.

Учитывая состояние и перспективы применения техники и технологии наклонно-направленного и горизонтального бурения и что несколько десятков тысяч существующих нефтяных скважин в России простаивают и «ждут капитального ремонта» путем забурнвания и бурения дополнительных наклонно-направленных или горизонтальных стволов, автором были поставлены и решены следующие задачи:.

1. Анализ причин, обусловливающих эффективность применения низкооборотного бурения наклонно-направленных скважин больших и уменьшенных диаметров.

2. Исследование причин, влияющих на эффективность применения существующей техники и технологии для бурения дополнительных стволов из существующих скважин.

3. Установление и исследование факторов, определяющих качественные, количественные и экономические величины низкооборотного бурения н крепления наклонно-направленных скважин, а также дополнительных стволов из ранее пробуренных скважин.

4. Разработка, исследование, внедрение технологии и режимов бурения с нпзкооборотными забойными двигателями.

5. Разработка, исследование и внедрение новых конструкций низкооборотных забойных двигателей, низкооборотных ксрноотборных двигателей, вырезающих устройств, ориентируемых и неориентируемых компоновок ннза бурильной колонны, клиньев, расширителей, цанговых разъединителей гидравлического действия и способов бурения и крепления дополнительных стволов из обсаженных скважин.

С целью выполнения этих задач были проанализированы и классифицированы факторы, определяющие возможность применения низкооборотных двигателей в различных интервалах профиля скважин, в том числе и для отбора керна. Разработаны принципиально новые подходы к выбору техники и технологии для бурения дополнительных стволов нз ранее пробуренных скважин. Разработан и введен в практику бурения целый ряд укороченных низкооборотных двигателей, расширителей, райберов, вырезающих устройств, центраторов, цанговых гидравлических разъединителей и технологических приемов их применения. Приняты к внедрению и внедрены режимно-технологнческие карты, инструкции и рекомендации по технологии низкооборотного бурения.

Проводившиеся по инициативе и с участием автора исследования и разработки привели к созданию и применению в стране новых технологий и технических средств низкооборотного бурения, а также оснастки для крепления дополнительных стволов, пробуренных из существующих старых скважин, в частности, низкооборотных отклонителей, двигателей для горизонтальных участков, кассетных винтовых двигателей, вырезающих устройств, лопастных двигателей, съемных передвижных центраторов, расширителей, райберов, клиньев. Разработанными под руководством и при участии автора укороченными винтовыми двигателями осуществляется в настоящее время бурение более 70% дополнительных стволов из обсаженных скважин. В результате проведенных исследований, изготовления, испытаний и внедрения появилась возмож-

ность восстановить и сделать действующими с большим экономическим эффектом десятки и сотни нефтедобывающих скважин.

2.2. Разработка технологий и создание технических средств для низкооборотного наклонно-направленного бурения и забурнвания дополнительных стволов из обсаженных ск~важмн.

2.2.1. Ннзкооборотные забойные двигатели.

Как известно, наша страна—-страна турбинного бурения. Свыше 80% всех скважин у нас бурится турбинным способом. Мы не будем останавливаться на преимуществах роторного способа бурения или турбинного. Они есть у обоих способов бурения и известны. Но техническое перевооружение, повышение технико-экономических показателей бурения, по-видимому, можно связывать с низкооборотными высокомо-мептными забойными двигателями, обеспечивающими оптимальные режимы бурения современными долотами. К числу наиболее перспективных низкооборотных забойных двигателей относятся объемные винтовые забойные двигатели, объемные кассетные винтовые двигатели, роторно-пластннча-тые (лопастные) двигатели, в разработке которых автор также пр'иппмал са мое непосредственное участие. Эти забойные двигатели имеют высокий крутящий момент, небольшие геометрические размеры, низкую частоту вращения. Одним из наиболее перспективных путей повышения качественных и количественных показателей управления искривлением стволов наклонных скражин и горизонтально-разветвленного бурения в настоящее время является использование низкооборотных забойных двигателей в качестве ориентируемых отклоняющих компоновок. При определении теоретической и экспериментальной жесткости, проведенные исследования показали, что жесткость винтовых забойных двигателей меньше жесткости турбобуров. Так жесткость секции двигателя Д-172 длиной Ь=3,21 м составила 615- 104 Нм2, а жесткость шпиндельной секции длинен Ь = 3,696 м—735- 10* Им2. Вычисленное теоретическое значение жесткости Д-172 отличаете,! от экспериментального на коэффициент 1,387. Полученный коэффициент даст возможность определить экспериментальные значения жестко стп всех винтовых забойных двигателей. Уменьшение жесткости и уменьшение длины винтовых забой-пых двигателей (ВЗД), по сравнению с турбобурами одинакового диаметра по разному влияет на проводку отдельных участков наклонных скважин. 12

При бурении участка набора кривизны с отклонИтелем, установленным над ВЗД интенсивность искривления ствола, по сравнению с турбобуром больше, не уменьшается отклоняющая способность из-за снижения жесткости ВЗД. Кроме того, уменьшение жесткости ВЗД увеличивает возможность упругой деформации, что приводит ¡с качественному изменению процесса искривления ствола, т. е. вместо ожидаемого роста кривизны может происходить стабилизация или снижение. Практика бурения наклонных скважин подтверждает правильность изложенных положений. Меньшая жесткость может играть положительную роль, если отклонитель установлен ии/ке центра тяжести. Уменьшение веса иизкооборот-ных забойных двигателей по сравнению с турбобурами, уменьшает нормальную составляющую на Нижнюю стенку ствола, чго приводит к менее интенсивному се фрезерованию.

Важное значение имеет обстоятельное исследование, проведенное нами, поведения винтового двигателя на главных этапах бурения наклонно-направленных скважин. Установлено, что характеристика низкооборотного винтового двигателя значительно лучше удовлетворяет условиям бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин, благодаря жесткости характеристики, большому вращающему моменту и меньшей скорости вращения, малым линейным размерам.

Эти качества позволяют легко преодолевать совместное действие нагрузки на забое и отклоняющего усилия, получить высокую проходку за долбление, избегая тем самым необходимости дополнительных работ, связанных со сменой долота но время набора кривизны или при исправительных работах.

Исследование рабочей характеристики и конструкции двигателей для условий их использования в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах автором впервые проведено па оригинальной установке в стендовых условиях, максимально приближенных к реальным. Получены значения отклоняющей силы и определено влияние различных факторов, определяющих ее величину. Проверено влияние этой силы на изменение энергетических параметров ВЗД и получены расчетные соотношения.

Результаты экспериментальных исследований в условиях максимально приближенных к реальным, позволили рекомендовать способы управления искривлением ствола ориентируемой и пеориентируемой компоновками низа бурильной колон-нроведено на оригинальной установке в стендовых условиях, пы с ВЗД. Выявлено, что отклоняющая сила незначительно влияет на частоту вращении. Энергетическая характеристика

ВЗД остается жесткой, как при изменении отклоняющей силы от 0 до 20 кН, так и при одновременном действии осевой нагрузкой до 160 кН. Результаты исследования изменения частоты вращения и вращающего момента от одновременного действия отклоняющей силы и осевой нагрузки позволили сделать вывод, что энергетическая характеристика ВЗД не накладывает ограничений на выбор параметров режима бурения и выбор основных параметров компоновок низа бурильной колонны.

Для того, чтобы сделать из любого забойного двигателя ориентируемую отклоняющую компоновку (отклонитель) с определенной длиной направляющего участка (от долота до плоскости искривления) и определенными размерами угла изгиба, необходимо было ввести конструкторские изменения. В результате получили такие конструкции, как ТО, ОТС, ШО. Низкооборотные винтовые двигатели позволяют механизм искривления располагать на соединительном переводнике между шпиндельной и двигательной секциями с укорочением шпиндельной секции. Необходимая интенсивность искривления при этом зависит от размеров долот и других факторов. Эта низкооборотная отклоняющая компоновка реализована в конструкции двигателей и широко применяется на практике. Но это решение тоже обусловливает дополнительные трудности и дополнительные затраты на создание и эксплуатацию таких технических средств. Чтобы исключить эти факторы, нами созданы сверхкороткие мощные низкооборотные двигатели.

Конструктивно один из таких двигателей представляет многокамерную гидравлическую машину на базе винтовых пар, размещенных параллельно в едином корпусе, роторы которых связаны с общим шпинделем. Крутящие моменты каждого из роторов через торсионные валы передаются на ведущие шестерни передачи интегратора, и далее, суммируясь, на вал шпинделя и долото. Этому двигателю мы дали шифр КД — кассетные двигатели.

Эти двигатели позволяют осуществить бурение скважины с любым радиусом искривления. Двигатели с наружным диаметром корпуса 354 мм позволяют бурить скважины большого диаметра до 520 мм как сплошным забоем, так и с отбором керна при проводке сверхглубоких разведочных скважин. Многофункциональное назначение, малые линейные размеры и, как следствие, малая металлоемкость при большой мощности двигателя — все это выгодно отличает кассетные двигатели от существующих аналогов.

Основное назначение кассетного двигателя КД-145 — бурение наклонно-направленных и горизонтальных стволов с малым радиусом кривизны с использованием долот от 158,7 мм до 190,5 мм и бурового раствора плотностью до 0,0015 кг/смЛ. Основные технические данные: расход 0,014 м3/с; частота вращения — 3,5 с-1; перепад давления — 7 ЛШа; крутящий момент — 1,9 кНм; наружный диаметр — 145 мм; длина—1,800 м; масса—1200 Н. Этот кассетный двигатель запатентован во всех странах, подписавших договор РС'Г.

Двигатель КД-145 прошел стендовые испытания в фирме «Халпбэртон» США при температуре 120—140°С, подтвердив все технические характеристики. Эти двигатели успешно испытаны при бурении скважин.

Для набора кривизны в дополнительных стволах, бурящихся из обсаженных скважин разработан и применяется забойный двигатель ДГК-105 с использованием долот от 120,6 мм до 151 мм и бурового раствора плотностью до 0,0016 кг/м3. Основные технические данные: расход — 0,006 0,014 м3/с, обороты 2,4 3,9 с~!; перепад давления на двигателе— 2,5-г-4,0МПа; крутящий момент—1,2 1,8 кНм. Угол перекоса осей в данном двигателе от 2° до 3,5°, что определяется необходимым углом искривления скважины и величины горизонтального проложения. Общая длина двигателя 2820 мм, масса 1540 1<. При бурении дополнительных стволов двигатель ДГК-105 успешно применяется для набора кривизны любой технологически необходимой интенсивности для выхода па горизонтальный участок.

В 1990 г. с нашим участием была разработана принципиально новая конструкция забойного низкооборотного иысо-комоментного двигателя для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин в условиях агрессивных сред и комоментного двигателя для бурения наклонно-направленных для высоких до 350°С забойных температур. Аналогов подобного двигателя, пи в России, ни за рубежом, в настоящее время не имеется.

Разработанные гидравлические лопастные двигатели объемного типа с шифром ДРП (двигатель роторно-пластинча-тый) позволяют обеспечить большую мощность в достаточно широком диапазоне частот вращения, активно управлять частотой вращения за счет изменения расхода промывочной жидкости. В двигателе отсутствуют детали с низкой термостойкостью н пет больших контактных нагрузок в рабочих органах двигателя.

Конструктивно двигатель состоит из двух секций. Секции шпинделя включает корпус с переводниками н вал с осевыми и радиальными опорными узлами. Секция двигателя содержит корпус с переводниками, гидромотор и шлицевой вал для передачи вращения на шпиндель.

Гидромотор состоит из неподвижного статора, ротора с поворотными пластинами. Между корпусом и статором проходят диаметрально расположенные каналы высокого и низкого давлений.

Поворотные пластины шарнирно связаны с ротором с возможностью отклонения до 45 град.

Конфигурация ротора выполнена таким образом, что происходит постоянное скользящее уплотнение между зонами высокого и низкого давления. Вращающий момент, возникающий на пластинах под действием перепада давления, с ротора передается шпиндельной секции через шлицевой вал. Вал ротора установлен в радиальные опоры скольжения. Гидромотор работает следующим образом. Рабочая жидкость подается под давлением в два канала и через окна поступает в. рабочие камеры гидромотора. Под действием перепада жидкости в камерах происходит силовое' замыкание двух лопаток между статором и ротором. Возникающий на пластинах вращающий, момент приводит к движению ротор. При вращении ротора происходит, копирование пластинами внутренней; поверхности статора. При подходе пластин к окнам канала низкого давления пластина полностью разгружается и, следуя за кривизной статора, укладывается' в гнездо ротора. Для уменьшения влияния износа лопаток, они принудительно поджаты пружинами.

Малые линейные размеры двигателя (длина секции у ДРП-108 равна- 0;800 м, ДПР-172= 1,200 м) позволяют использовать его в горизонтальной скважине со средним и малым радиусом кривизны. Наружный диаметр ДРП-108 равен 0;108м, диаметр применяемых долот от 0,120 до 0;172'м, длина двигателя со стандартной опорной секцией 2,5 м, с укороченной — 1,9 м, расход промывочной жидкости 0,0124-0,018 м3/с, частота вращения 2,5 ч-4 с-1, момент силы на валу 2,1 кНм; перепад давления 3,5 МПа, плотность промывочной жидкости до 0,002 кг/м3, механический коэффициент полезного действия 0,7 н- 0,85. Результаты исследований и испытаний показывают, что роторно-пластинчатые двигатели ДРП' могут быть наилучшими низкооборотными забойными' двигателями для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин, 16

2.2.2. Низкооборотные керноотборные двигатели.

Отбор керна производится не только при разведочном бурении, но и при эксплуатационном — для уточнения коллек-торскнх свойств продуктивного пласта, получения необходимых дополнительных данных для подсчета запасов. Практически в каждой десятой эксплуатационной скважине проводится отбор керна. Автором была выдвинута идея создания низкооборотного керноотборного двигателя на базе объемнбк винтовых двигателей. Были созданы и отработаны винтовые керноотборные двигатели ДВК-172/40, ДВК-195/60 и ДВК-240/60. Винтовые керноотборные двигатели — это высокоэффективные машины объемного типа, рабочие органы которых выполнены по оригинальной схеме планетарного механизма с внутренним зацеплением и винтовыми зубьями. Эти двигатели состоят из двигательной секции, шпинделя и кернопрн-емного устройства — съемной грунтонесущей трубы, последняя размещена внутри полых ротора и вала шпинделя. Передача крутящего момента от планетарно-вращающего ротора к валу шпинделя осуществляется трубчатым торсионом.

Конструкция низкооборотных кериоотборных двигателей позволяет отбирать керн без подъема бурильных труб в процессе бурения.,

Так как технические характеристики, геометрические размеры керноотборных снарядов идентичны винтовым забойным двигателям, то ориентируемые и неориентируемэде компоновки низа бурильной колонны можно применять и с кер-ноотборнымн снарядами.

Технические характеристики низкооборотных керноотборных двигателей приведены в таблице

Керноотборные двигатели ДВК-172/40 и ДВК-195/60 успешно прошли весь цикл промысловых испытаний в ПО «Пермнефть» п в ПО «Удмуртгеологня» п приняты к серийному изготовлению.

2.2.3. Ориентируемые низкооборотные компоновки низа бурильной колок-ны. С учетом результатов экспериментальных исследований отклоняющих компоновок с забойными двигателями для достижения проектных значений угла и азимута нами сделан расчет компоновок низа бурильной колонны с отклонителем ВЗД для'определения возможного темпа искривления ствола скважин, при этом за основу принято асимметричное расположение компоновки в стволе.

Подобрав определенные конструктивные размеры механизма искривления (МИ) для данной компоновки винтового

Таблица

Параметры/Тин снаряда ДВК-172/40 ДВК-195/60 ДВК-240/60

1 2 3 4 ■

Наружный диаметр, мм 172 195 240

Диаметр применяемых бурго- 187,3 212,7—295,3 269,9—295,3

ловок, мм .

Длина снаряда, мм 7200 8300 8000

Присоединительные резьбы

по ГОСТ 5286-78:

— к бурильным трубам 3—447 3—171 3—171

— к бурильном головке 3—.147 3—161 3—152

Расход бурового раствора, м3/'с 0,025—0,036 0,025—0,035 0,025—0,050

Момент силы на валу, кНм 3,1—3,7 4,5—5,8 10-114

Частота вращения вала, с-1 1,3—1,8 1,3—1,9 1,2—2,2

Перепад давления, МПа 3,9—4,9 4,4—5,9 6—3,

Диаметр керна, мм 40 60 60

Длина керноприемнои части, мм 6400 7500 7200

Масса снаряда, кг, не более ' 900 1300 1750

забойного двигателя в сочетании с размерами долота, можно добиться, чтобы искривление скважины происходило только за счет асимметричного расположения направляющего участка компоновки без участия отклоняющей силы (Рот). При работе такими компоновками геологические факторы (анизотропия пород по бурнмости) слабо влияют на искривление ствола.

Расчеты выполнены для компоновки: долото, ВЗД с механизмом искривления, кривой переводник, УБТ, находящейся в стволе наклонной скважины. Кривой переводник над двигателем, как опора, необходим для выполнения следующих функций: винтовой забойный двигатель своим верхним концом может касаться нижней стенки скважины при большой разности диаметров долота и двигателя. В этом случае в точке касания между двигателем и УБТ (или бурильными трубами) возникает момент, пропорциональный кривизне ствола скважины на участке расположения компоновки. С возрастанием величины этого момента на долото действует отрицательная отклоняющая сила, способная значительно уменьшить эффект асимметричного разрушения забоя сква-

жины, что вызывает уменьшение темпа набора угла искривления, а также быстрый износ опор долота и шпинделя забойного двигателя. Для предупреждения быстрого износа долота и шпинделя винтового забойного двигателя и сохранения эффекта асимметричного разрушения необходимо уменьшить этот момент до нуля, что можно достичь установкой какой-либо фиктивной опоры. Такой фиктивной опорой является установка кривого переводника между винтовым двигателем н УБТ или бурильными трубами. Поскольку в процессе набора зенитного угла механизм искривления (МИ) в компоновке винтового забойного двигателя касается стенки скважины по одной образующей (лишь своей наибольшей стороной), то нецелесообразно изготовлять МИ различных диаметров. Поэтому встала необходимость разработать механизмы искривления (на основе присоединительного переводника между секциями шпинделя и двигателя) по номиналу к винтовым забойным двигателям, но со съемными планками по наибольшей образующей. Ширина съемных планок постоянна для каждого винтового двигателя. Высота этих планок изменяется в зависимости от диаметра долота и заданной интенсивности набора угла искривления ствола скважины.

Автором предложен в корпусе, искривленного под необходимым углом присоединительного переводника между секциями шпинделя и рабочей парой двигателя паз типа «ласточкина гнезда», куда вставляются планки необходимого размера.

Величины параметров «МИ», в основном, зависят от заданной интенсивности набора зенитного угла ствола скважины, Теоретические и практические исследования по изучению проходимости бурильных н обсадных колонн показали, что темп искривления ствола скважины нецелесообразно превышать 2—3° па 10 м проходки. Реже, в практике бурения дополнительных стволов из ранее пробуренных скважин, интенсивность искривления достигает 6—8° и более на 10 м проходки (на небольшом интервале, около 15—20 м).

Анализируя результаты вычисления, установили, что при интенсивности набора зенитного угла = 1—2°/10 м с изменением длины секции шпинделя винтового забойного двигателя величина угла перекоса осей механизма искривления колеблется в небольших пределах, а толщина съемных планок резко изменяется. Для достижения в процессе искривления ствола скважины допустимой интенсивности набора зенитного угла до 2—3е на К) м проходки достаточно в компоновку забойного винтового двигателя включать механизмы

>

искривления с углами перекоса осей—к винтовым забойным двигателям Д-172 а = 0,5—2,0°;

Д-195 а = 1 —2,5°.

Следовательно, для серийно выпускаемых винтовых забойных двигателей необходимо изготовлять механизмы искривления (МИ) со следующими углами искривления: 0,5°, Г, 1,5°, 2°.

При этом, высоту съемной планки МИ выбирают исходя из заданной интенсивности набора зенитного угла, длины секции шпинделя и диаметра долота. Рациональным местом установки механизма искривления в компоновку забойного винтового двигателя, при котором достигаются проектные темпы набора зенитного угла, является расстояние от долота, равное не более 2,0 метра. При этом к конструкции механизма искривления предъявляются следующие требования:

1. Компенсировать величину эксцентриситета между ротором и статором.

2. Механизм искривления должен позволять преобразование планетарного движения ротора в соосное движение вала шпинделя.

3. Смещение осей механизма искривления относительно плоскости угла искривления на требуемую величину должно обеспечиваться надежностью, долговечностью конструкции механизма искривления.

Наш механизм искривления монтируется между рабочей парой двигателя и шпинделем и состоит из одного зубчатого шарнира и кулачкового шарнира турбинного отклонителя. Шарнир состоит из центрального шара, служащего для передачи осевой нагрузки и четырех мощных кулачков, расположенных равномерно по окружности опор.

В. новом двухшарннрном механизме искривления крутящий момент передается через верхний зубчатый шарнир па кулачковый шарнир и через кулачки на вал шпинделя. Необходимый перекос ротора и вала шпинделя достигается благодаря зазорам между венцами зубчатого шарнира и между опорами шарнира и кулачками.

Плоскость искривления «кривого» переводника располагается между шарнирами.

При таком расположении осей шарниров относительно плоскости искривления переводника каждый шарнир работает лишь на угол, равный половине угла искривления. Изменение положения осей шарниров приводит, в этом случае, только к перераспределению углов между шарнирами. Конструкция устройства не только обеспечивает надежный за-

пуск забойноГо двйгателя с отклонителем на буровой, но и повышение долговечности шарниров, вследствие предотвращения возможности их заклинивания.

В винтовых объемных двигателях установлены шпинделя типа ШШО с шаровой-многоступенчатой амортизированной опорой на базе двойного упорно-радиального шарикоподшипника. Такие опоры могут принимать па себя осевые нагрузки, превосходящие технологически необходимые при применении винтовых отклонителей. Поэтому появляется возможность уменьшить по длине корпус шпинделя за счет выброса нескольких рядов опор. Четыре—шесть ступеней опоры вместо десяти—двенадцати достаточно для винтового отклонитсля. Это позволило легко и быстро иметь направляющий участок необходимо/! длины отклоняющей компоновки. На базе разработанного механизма искривления и укороченного шпинделя создан универсальный винтовой отклоннтель, который может иметь необходимый угол искривления корпуса и длину нижнего плеча.

Такой винтовой отклоннтель имеет ряд преимуществ по сравнению с другими ориентируемыми отклоняющими компоновками:

1. Винтовой отклоннтель сохраняет энергетические характеристики «прямого» базового винтового забойного двигателя.

2. При проходке горных пород винтовым отклонителем появляется возможность по развиваемому перепаду давлений па выкпде насосов и гидравлической характеристике двигателей оценивать величину реактивного вращающего момента. Это позволяет, в свою очередь, оценивать угол закручивания бурильной колонны.

3. Меньшее поперечное смещение компоновки в стволе скважины.

4. Упрощенная ориентировка компоновки.

5. Более интенсивный набор кривизны.

Ориентируемые отклоняющие компоновки на базе винтовых двигателей нашли применение во всех нефтегазодобывающих объединениях бывшего СССР, а ныне России и стран СНГ. Ниже приведены примеры использования отклонителей в сложных геолого-технических условиях на глубинах до 5500 метров и плотности применяемого бурового раствора 2000 кг/м3.

В объединении «Каспморнефть» они применялись на площадях Бахар, Булла-море, им. Губкина.

В скважине ,\ь 49 Бахар при ликвидации прихвата бурильного инструмента оказалось, что открытый конец остав-

щейся части низа бурильной колонны- находится на глубине 4343 м. ' " ■

Зарезку нового ствола необходимо было осуществлять с глубины 4318 м, т. е. на 25 метров выше «головы» инструмента, оставшегося в скважине. Исходя из геолого-технических условий проводки скважины рекомендовано осуществить зарезку нового ствола с помощью винтового забойного двигателя Д2-172М. В компоновке винтового двигателя предложено использовать механизм искривления МИ—1,5° и кривой переводник — акп=1,0° с целью быстрого отхода нового ствола от старого, в котором угол искривления составил 1,5°. Исходя из сочетания диаметров скважины и двигателя, с целью обеспечения требуемой интенсивности набора угла искривления (1 а = 1—4° (10 м) были определены параметры компоновки винтового двигателя: длина шпинделя Ь = 3,7 м, а — 1,5°, Д = 190 мм и а — 1,0°. Механизм искривления был изготовлен на основе присоединительного переводника между шпинделем и секцией двигателя. Диаметр механизма искривления со 172 мм был увеличен до 190 мм с помощью втулки, приваренной к корпусу присоединительного переводника. Таким образом, зарезку нового ствола в скважине начали на глубине 4318 м следующей компоновкой низа бурильной колонны: специальное зарезное алмазное долото типа МВД-212С2, Д2-172 М с МИ—1,5° кривой переводник а == == 1,0°, УБТ-146 мм — 8 м, БТ-140 мм. Данной компоновкой пройден интервал 4318—4337 м за 40 часов при следующих параметрах режима бурения и показателях свойств промывочной жидкости: (2 = 0,022 м3/с, й = 5—20 кН, Р = 13— 15 МПа, 7= 0,00172 кг/м3, Т = 60—70 сек. При повторном спуске этой компоновки низа бурильной колонны инструмент встал на глубине 4320 м. Поэтому спустили компоновку без винтового двигателя и пробурили 3 м (4337—4340 м) за 4 часа. Поскольку до встречи с инструментом .находящимся в скважине осталось еще 3 м, то решили вновь спустить компоновку инструмента: МВД-212С2, Д2-172М, с МИ-1,5°, кривой переводник а= 1,0°, УБТ-146 мм — 8 м, БТ-140 мм, который был пройден интервал 4340—4353 м за 44 часа. Осевую нагрузку на долото поддерживали в малых пределах 5—15 кН. Зарезка нового ствола была осуществлена успешно при проектируемой интенсивности набора угла искривления.

Следующий пример. Во время бурения скважины № 26 Булла-море турбинным способом на глубину 5470 м инструмент оказался прихваченным. При' торпедировании бурильного инструмента в скважине остался открытый» конец

йнбтрумента на глубине 532Ô м. Неоднократные попытки за-резки нового ствола с помощью турбобуров ТСШ-172 мм (2 секции) не дали положительных результатов. Было принято решение осуществить зарезку нового ствола отклоняющей компоновкой с винтовым забойным двигателем. Компоновка низа бурильной колонны состояла пз алмазного долота диаметром 188 мм, Д2-172М с МИ-172-1,5°, УБТ-146 мм — 17 м, бурильные трубы диаметром 1 14 и 127 мм. Механизм искривления МИ-172-1,5° находился па расстоянии 3,7 м от режущей кромки долота. Работа винтового забойного двигателя Д2-172 м с МИ-172-1,5° совместно с долотом диаметром 190 мм была опробована на стендовой буровой в обсадной колонне с внутренним диаметром 199 мм. После установки цементного .моста вышеприведенной компоновкой низа бурильной колонны начали осуществлять зарезку нового ствола с глубины 5293 м.

Данной КНБК одним рейсом пройдено 30 м . (5293— 5323 м) за 66,75 час при высоком удельном весе промывочной жидкости = 0,0019 кг/м3. Зарезка нового ствола была осуществлена успешно. Ориентирующие отклоняющие компоновки с механизмами искривления были испытаны при проводке наклонно-направленных скважин №№ 809, 926, 1042, 340, 1011 в Чернушинском УБР ПО «Пермнефть». По результатам испытаний можно сделать следующие выводы: низкооборотные винтовые двигатели работоспособны на больших глубинах и при высоких значениях удельного веса и вязкости промывочных жидкостей; ориентируемые компоновки с низкооборотнымн двигателями увеличивают показатели работы долот по сравнению с другими компоновками и подтверждают достоверность приведенных расчетов и соответствие этим расчета,м разработанных конструкций.

С учетом жесткой характеристики винтового отклонптеля, упрощается определение реактивного момента. Для этого определяются перепады давления на двигателе без долота на устье (Рд), на холостом ходу двигателя у забоя (Рг) и при нагружении двигателя, обеспечивающим оптимальный режим бурения (Ргг). Из последнего перепада давления вычитаем перепад давления на холостом ходу у забоя (Pri) и получаем перепад давления, вызванный только нагруженпем инструмента. К полученному значению перепада давления прибавляем значение перепада давления па устье без долота (Рд) и получаем общий перепад давления на двигателе (Рда) при нагружении. Используя гидравлическую характеристику двигателя при этом расходе промывочной жидкости, определяет-

ся реактивный момент двигателя. Зная реактивны^ момент, определяется угол закручивания бурильной колоннк с учетом угла наклона ствола скважины и ее глубины.

2.2,4. Неориентируемые компоновки с низкооборотными забойными двигателями.

Метод управления искривлением неориентируемыми компоновками получил в настоящее время довольно широкое применение. Ввиду того, что винтовые завбйные двигатели развивают значительный реактивный момент и имеют меньшую длину и жесткость по сравнению с секционными турбобурами, использование одного центратора в компоновке винтового забойного двигателя оказалось недостаточным для стабилизации азимутального угла ствола скважины. Для решения данной задачи исследовалась работа низа бурильной колонны, имеющего винтовой забойный двигатель с двумя центраторами.

Рассматриваемая задача сводилась к отысканию усилия на долоте в зависимости от диаметров и месторасположения центраторов в КНБК с винтовыми'забойными двигателями.

Для определения необходимых параметров неориентируе-мых КНБК, обеспечивающих выполнений заданного профиля наклонной скважины вычислены" жесткость винтового забойного двигателя и оптимальные величины диаметров центраторов; а'также места их установки. Все расчеты проведёны на ЭВМ. '

Анализ результатов расчета показал, что оптимальное место установки первого и второго центраторов составляет 1,7 и 10 м от торца долота соответственно. При этом обеспечивается достаточно широкий диапазон регулирования отклоняющей силы изменением диаметра второго центратора.

Для примера, иеориентир.уемая КНБК для управления зенитным углом и стабилизации азимута ствола скважины при бурении винтовым двигателем, состоит из следующих элементов:

— для малоинтенсивного набора зенитного угла (до 1° на 10.0 м): долото 2.15,9 мм, винтовой забойный двигатель 172 мм с центратором диаметром 214 мм, установленный на расстоянии 1,7 м от торца долота; второй центратор диаметром 198—200 мм, установленный на расстоянии 10 м от торца долота; УБТ; бурильные трубы;

— для стабилизации зенитного угла: долото 215,9 мм, винтовой забойный двигатель 172 мм с центратором, диаметром 2.14 мм, установленным на расстоянии 1,7 м от торца долота,

«торой центратор диаметром 200—202 мм, установленный на расстоянии 10 м от верхнего торца долота, УБТ, бурильные трубы;

— для малоинтенсивного спада зенитного угла (до 1° на 100 м): долото 215,9 мм, винтовой забойный двигатель 172мм с центратором диаметром 212 мм, установленным на расстоянии 1,7 м от торца долота; второй центратор диаметром 202— 204 мм, установленный па расстоянии 10 м от верхнего торца двигателя, УБТ, бурильные трубы.

Особенности конструкции винтового забойного двигателя не позволяют наваривать на корпусе рабочей пары планочные центраторы, так как статор винтовых забойных двигателей обрезинен, данное обстоятельство и ограничивало возможности управления искривлением неориентируемымп компоновками низа бурильной колонны. Наряду с указанным не представлялось возможным пользоваться конструкциями центраторов, включаемых в резьбовые соединения секционных турбобуров, потом^то винтовые забойные двигатели являются неразъемными по валу в условиях буровой установки. Нами разработан и изготовлен центратор на базе присоединительного переводника между шпинделем и секцией двигателя без применения сварки и отворота резьб. Конструктивно фонарь центратора состоит из двух половин, имеющих на наружной поверхности центрирующие ребра. С торцов центратор скрепляется кольцами с внутренним коническим скосом. Кольца зажимаются натягом резьбового соединения между шпинделем и секцией винтового двигателя.

Для смены фонаря центратора, состоящего из двух половин, производится открепление резьбы между шпинделем и рабочей парой ВЗД па несколько ниток, так чтобы кольца освободили фонарь центратора.

При освобождении две половины фонаря убираются и, на их место ставится другой фонарь и зажимается кольцами при довертывании резьбы.

Но такие конструкции центраторов не обеспечивают стопроцентную надежность и безаварийность процесса бурения, так как при отсутствии натяга в резьбе между шпинделем и рабочей парой может произойти разворот этой резьбы. При этом центратор развалится и может заклинить бурильный инструмент.

Дальнейшую разработку центратора на винтовой забойный двигатель для бурения наклонных скважин вели в направлении создания центратора с возможностью установки его в любом месте корпуса ВЗД.

6.результате выполненных исследований был разработан центратор бурильного инструмента, который состоит из корпуса с лопастями. Внутренняя часть корпуса выполнена в виде конусных поверхностей. Устройство для крепления включает конусную втулку, нижнюю и верхнюю запорные гайки. Конусная втулка имеет прорези и размещена внизу по внутренней части корпуса. Верхняя запорная гайка снабжена конусным хвостиком с прорезями, который взаимодействует с конусной поверхностью корпуса. Запорные гайки соединены с корпусом резьбовыми соединениями.

Устанавливается центратор на винтовом двигателе или па бурильном инструменте следующим образом. Надевается центратор в сборе вместе с запорным устройством, при этом резьбовые соединения верхней и нижней запорных гаек не затянуты. После крепления указанных гаек конусная втулка и конусный хвостовик закрепляет корпус на винтовом двигателе или на бурильном инструменте.

Разборку центратора для замены или перемещения делают в обратном порядке. На лопастях наплавливается слой в 2—4 мм из релита.

Этот центратор позволяет производить смену КНБК на буровой без применения специального оборудования, менять место установки на корпусе забойного двигателя.

Установка второго центратора на расстоянии 10 м от торца долота открывает большие возможности для разработки конструкции, так как нет ограничений по корпусу забойного двигателя. Центратор можно создать как самостоятельный узел. Кроме оперативного управления зенитным углом и стабилизации азимута ствола скважины, необходимо этому центратору компенсировать износ нижнего (первого) центратора. С этой целью разработан, изготовлен и внедрен центратор с изменяющимся диаметром. Регулирование величины отклоняющего усилия на долоте можно производить изменением диаметра данного центратора, а центратор, устанавливаемый на расстоянии 1,7 м от долота, не менять даже при наличии некоторого износа.

Данные центраторы нашли достаточно широкое применение при бурении наклонно-направленных скважин ВЗД в объединениях «Пермнефть» и «Юганскнефтегаз».

Для бурения скважин малого диаметра разработан н применяется центратор ниппельный ЦРН-116 с пределами плавного изменения диаметра от 116 мм до 122 мм, а также калибратор КР-1 с пределами изменения диаметра от 120 мм до 126 мм. Диаметр регулируется ступенчато через каждые

2 мм. Эти технические средства успешно испытаны на 14скважинах п показали высокую работоспособность и технологичность управления траекторией ствола скважины уменьшенного диаметра при малой интенсивности.

2.2.5. Режимы низкооборотного бурения. Проведены многочисленные эксперименты, направленные на получение данных об оптимальных режимах бурения как пассивными экспериментами, гак и аналитическим путем, исследуя модели бурения. В основных исследованиях использовалась методика планирования экспериментов, сокращающая необходимы!"! объем работ для получения коэффициентов модели бурения. С помощью этой методики на основании данных четырех последовательных рейсов, были получены коэффициенты модели бурения и проведен оптимизационный анализ для пачек равной буримости в ПО «Пермнефть», «Удмурт-нефть» и Западной Сибири.

Режимные параметры этих рейсов определялись как крайние в режимном диапазоне работы турбобуров и низкооборотных забойных двигателей. Например, нижний уровень нагрузки— 120 кН, верхний — 200 кН, нижний уровень оборотов — 3,3 с-1, верхний— 15 с-1. Во время экспериментов постоянный заданный уровень режимных параметров контролировался и поддерживался гндрот урботахометром ГТН-ЗМ, передвижной измерительной лабораторией ПИЛ-1, пультом контроля бурильщика ПКБ-2У. Производя необходимые вычисления, строили поверхность, соответствующую выбранному функционалу Ф (Р, и)—соп?1, представив ее в виде линий равного уровня, V мех. (Р, п = соп51, Н (Р, п)=сопз1, Нрейс (Р, п) — = сопй1, С (Р, п) =соп81, где С — стоимость 1 часа работы бурового стайка по затратам, зависящим от времени, V мех.— механическая скорость проходки, Нрейс—проходка на долото за рейс, Р — нагрузка на долото, п — частота вращения.

Значения показателен бурения, V мех. и Н, полученные расчетным путем по этим графикам (прогнозные показатели), достаточно точно совпадают со среднестатистическими данными по указанной площади для используемых режимов бурения (ошибка лежит в пределах 10%). В большинстве случаев наиболее объективным критерием был критерий минимума стоимости метра проходки, совпадающий с областями, выбираемыми по критерию максимума проходки за рейс, при этом оптимальными параметрами режимов бурения являются большие нагрузки и малые обороты. Причем, существенным является поддержание частоты вращения двигателя на низко-

оборотном режиме, требования же к нагрузке могут быть не очень жесткими, без существенного ухудшения показателен бурения. Но все же породоразрушающий инструмент, низкооборотные забойные двигатели, компоновки низа бурильной колонны должны быть выполнены так, чтобы выдерживать повышенные нагрузки. Исследованиями доказано, что энергетическая характеристика низкооборотных забойных двигателей объемного типа не накладывают ограничений на выбор осевых нагрузок в пределах технологически необходимых и прочностных характеристик породоразрушающего инструмента.

Жесткая характеристика объемных* двигателей позволяет проводить оптимизацию режимов бурения оперативного характера, которая сводится к уточнению величины двух параметров: осевой нагрузки — Р и частоты вращения долота — п.

Определен ряд технологических приемов, форсировавших режимы бурения и способствующих повышению показателей работы долот. Так, проведенными экспериментами показана целесообразность использования гидромониторного эффекта подбором и сменой насадок в гидромониторных долотах при бурении объемными двигателями песчаников, алевролитов, аргиллитов в Западной Сибири. Наибольший эффект получается при одновременном увеличении как перепада давлений на долоте, так и осевой нагрузки. Низкий перепад давления, срабатываемый на самом двигателе, по сравнению с турбобурами создал запас гидравлической мощности, т. е. дополнительный перепад, срабатываемый в гидромониторных долотах. Представилась возможность уменьшить диаметр насадок в долоте. В связи с износом в рабочей паре статор-ротор объемных низкооборотных двигателей уменьшается перепад давления в двигателе, уменьшается и энергетическая характеристика двигателя, поэтому замеряя перепад давления в двигателе можно оценить и его состояние. Восстановить рабочую характеристику объемных двигателей можно увеличением расхода промывочной жидкости.

Результаты теоретических, экспериментальных исследований вошли в разработанные рекомендации, инструкции по технологии низкооборотного бурения наклонно-направленных скважин, обеспечивающие бурение стволов скважин в заданном направлении с увеличением проходки на долото в 1,5ч-2,5 раза при снижении механической скорости проходки на 15ч-25%, в том числе и с высокооборотными долотами.

Этими результатами были опровергнуты бытовавшие в учебниках, технической литературе и изложенные в инструк-28

тивпых материалах положения об обязательной необходимости применения низкооборотных забойных двигателей только с низкооборотнымн долотами с герметизированной опорой.

Разработан ряд рекомендаций. Например, секционировать как изношенные, так и неизношепные рабочие нары (статор-ротор) для увеличения энергетических характеристик двигателей и увеличения межремонтного периода их работы.

Учитывая, что износ статора и ротора идет неравномерно, было предложено производить селективную сборку двигателей н восстанавливать статор для изношенного ротора или ротор для изношенного статора.

2.3. Разработка технологии низкооборотного бурения и технических средств при забуривании и бурении дополнительных стволов из обсаженных скважин.

Многолетними наблюдениями, исследованиями, статистическими обобщениями установлено, что технология низкооборотного бурения наклонно-направленных и вторых стволов из ранее пробуренных скважин в очень сильной степени определяет ее результаты. Анализ материалов показал, что результаты бурения во многом зависят от методов выполнения отдельных технологических операций.

Применение роторного способа бурения для забуривании и бурения вторых стволов обусловливает высокую аварийность, особенно в интервалах искривления ствола. Последнее обстоятельство накладывает ограничения на интенсивность искривления. При роторном способе вибрации и крутяшпе моменты приводят к разрушению обсадных колон при вырезании в них «окоп».

В то же время турбобуры малых диаметров имеют и меньше мощности и значительные гидравлические потери и ухудшают проходимость инструмента и увеличивают число рейсов. Инзкооборотные забойные двигатели объемного типа малого диаметра имеют небольшие геометрические размеры, необходимые энергетические характеристики при меньшем расходе промывочной жидкости и меньшем давлении в нагнетательной линии. Они позволяют повысить интенсивность искривления ствола, при этом улучшается проходимость инструмента. Все -.го лает возможность уменьшить длину дополнительного ствола н увеличить горизонтальное нроложение.

Учитывав отсутствие надлежащих рекомендации по забу-рпганию и бурению дополнительных стволов, особенно с применением ппзкооборотпого бурения и большую перспективность этого метода, считаем целесообразным более подробно

остановиться на основных этапа-х бурения дополнительных стволов.

Небольшой по объему, но весьма важной частью комплекса, составляющего технические средства для забуривания и бурения дополнительных наклонно-направленных.и горизонтальных стволов из ранее пробуренных скважин является клин-отклонитель.

Из всего многообразия клиньев и наиболее близкого нашему клину-отклонителю по технической сущности и достигаемому результату клина-отклонителя ОТЗ, недостатком которого является то, что возможно отклонение верхней части отклоняющего клина от вертикали (стенки колонны), после срезания шпильки, установленной между клином-отклоппте-лем и корпусом опоры, что приводит к непрохождению инструмента через клин. Наличие в нашей конструкции отклоняющего клина в верхней его части — непосредственно под спускным клином на расстоянии не менее одного диаметра его срезного болта закрепленной пробки, которая после срезания болтов вдавливается между стенкой обсадной колонны и отклоняющим клином, обеспечивает неподвижность верхней части отклоняющего клина. Выход плашки из плашкодержа-теля обеспечивает жесткое закрепление нижней части отклоняющего клина в обсадной колонне: с одной стороны плашкой, а с другой — за счет вдавливания твердосплавного покрытия плашкодержателя. Это способствует тому, что отклоняющий клин принимает аксиальное положение и оказывается надежно прижат к стенке обсадной колонны стороной противоположной той, на которой установлены пробка и плашка.

Перед спуском отклоняющего клина УКР-115 в скважину производится проверка его размеров и всех основных узлов.

К. спускному клину отклонителя при помощи специального переводника крепится устройство для ориентации клина в необходимом направлении. Спуск отклонителя в скважину производится замедленно. При достижении искусственного забоя производится ориентация клина в нужном направлении. Ориентация осуществляется при помощи инклннометра ИЗМ—36—80/20 или других типов ориентирующих устройств. Затем осуществляется посадка клина на цементный забой толчком с осевой нагрузкой 80 кН и расклинивание в обсадной 146 мм колонне.

Вес бурильных труб, па которых спускается отклонитель, должен превышать нагрузку, при которой срезаются шпильки, соединяющие спускной клин с отклонителем.

Конструкция бурильной колонны для спуска УКР-И5 сле-

Дующая: УКР-115, ориентатор установки клина, бурильные трубы.

После установки клипа-отклопителя в 146 мм обсадной колонне, освобожденный спускной клин поднимается па поверхность.

Компоновка бурильной колонны для прорезания окна состоит из: фрезера-райбера, вала-удлшштеля, Д1-105 ^секции), бурильных труб.

Окно прорезается при осевой нагрузке 0,2—20 кН и расходе бурового раствора 0,0! м3/с. Для прорезания окна используется три райбера Л1> 1, ЛЬ 2, ЛЬ 3, отличающиеся конструкцией. Окно считается полностью прорезанным, когда' райбер Лг° 3, без вращения свободно проходит по окну за колонну. Максимальный выход компоновки за колонну 1,5—2 м.

При необходимости спуска 114 мм хвостовика со специальными муфтами предусматривается расширка окна упругим расширителем УР-124/132. Компоновка инструмента для расширения окна состоит из следующих элементов: фрезер-рай-бер № 3 с максимально допустимым диаметром, обеспечивающим зазор 1—2 мм, упругий расширитель УР-124/132 диаметром в транспортном положении 124 мм, забойный двигатель Д1-105 (2 секции), бурильные трубы. После спуска компоновки в скважину и достижения расширителем верхнего среза клипа включают промывку и доводят давление до 8 МПа. при -лом происходит срез стопорных винтов расширителей и его диаметр увеличивается до 132 мм. С осевой нагрузкой «с навеса до 20 кН п расходе бурового раствора ü,U0(i м3/с приступают к расширке окна. Максимальный выход компоновки за колонну 1,5—2 м.

В процессе работы над расширителем УР-124/132 анализу были подвергнуты все элементы расширителей. У наиболее близкого интервальному расширителю Каммерсра недостатком является то, что не исключена возможность заклниниапня лап с шарошками в пазах корпуса в случае цашламования, при возвращении лап в исходное положение.

Наличие в конструкции гидравлического расширителя ограничительной втулки, позволяет получить сигнал о раскрытии лап по росту давления в колонне за счет перекрытия сигнальных отверстии уплотняющимся резиновым кольцом, установленным, в проточке корпуса, при наезде па нижнюю част!., ограничительной втулки. Наряду с указанным данная конструкция позволяет исключить вероятность заклинивания лай из-за возможного шламования, за счет срезания штифтов

ограничительной втулкой под действием корпуса во время разгрузки бурильной колонны. При этом лапы съезжают со стержней и под действием пружин их нижние концы размещаются между стержнями и плунжером-шпинделем.

После прорезания окна в колонне для бурения наклонно-направленного участка с набором угла в соответствии с проектным профилем собирается компоновка, включающая в себя: долото диаметром 120,6 мм, двигатель-отклонитель ДГК-105 с перекосом осей между шпиндельной и двигательной секциями 2,5 град., устройство ориентации, бурильные трубы. Собранная компоновка спускается до забоя, внутрь бурильного инструмента на каротажном кабеле пропускается ориентирующая аппаратура, производится ориентация откло-нителя в требуемом направлении, стопорится ротор и осуществляется направленное бурение дополнительного ствола до требуемых значений параметров кривизны скважины. Контрольный замер параметров кривизны производится после каждого долбления в открытом стволе. После набора требуемых значений зенитного угла и азимута собирается компоновка для бурения наклонно-прямолинейного участка: долото, двигатель Д1-105, бурильные трубы. После этого, для добора зенитного угла и выхода на горизонтальный участок собирается компоновка: долото диаметром 120,6 мм, муфта-калибратор МК-120,6, двигатель-отклонитель ДРУ-105 с перекосом осей между шпиндельной и двигательной секциями 2,5 град., устройство ориентации, ЛБТ90Х90 мм длиной из расчета установки УБТС120 в 146 мм обсадной колонне, УБТС120— 50 м, бурильные трубы — остальное.

После спуска долота до забоя производится ориентация инструмента в нужном направлении и бурение дополнительного ствола.

Замеры зенитного угла и азимута производятся через 2— 3 м проходки в бурильном инструменте и после каждого долбления — в открытом стволе.

После набора зенитного угла 90 град., собирается компоновка для бурения горизонтального участка скважины, которая включает в себя: долото диаметром 120,6 мм, забойный двигатель ДУ-105 с эксцентричными центраторами для управления траекторией горизонтатлышго ствола, забойный измерительный комплекс ГЗИК 102—120/100, ЛБТ, УБТС, бурильные трубы — остальное. Для спуска и крепления хвостовиков нами усовершенствованы цанговые разъединители.

Цанговые разединителн известны и хорошо себя зарекомендовали, но для небольших диаметров хвостовиков и об-

садных колони были введены в конструкцию сменные ограничительные втулки, позволяющие разводить лепестки цанги на необходимую величину диаметра спускаемой обсадной колонны и не допускать у них остаточной деформации, а также передвижная 'втулка, которая позволяет фиксировать запорные элементы в радиальной расточке внутри муфты-воронки.

Замена у разъединителей сменной ограничительной и передвижной втулок и муфты-воропкн позволяет выполнять спуск и цементирование обсадных колонн различного диаметра па одном типоразмере модуля (часть разъединителя, извлекаемая па поверхность после разъединения) разъединителя.

«Голова» хвостовика устанавливается па 50 м выше вырезанного участка обсадной колонны. В зоне продуктивного пласта- хвостовик оснащен предварительно перфорированным фильтром. Цементирование производится от кровли продуктивного пласта до головы хвостовика при помощи цементировочных пробок.

3. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ

3.1. Объемы использования разработанной технологии и техники. Основной объем буровых работ— наклонное бурение (около 80% эксплуатационного бурения) в стране в течении многих лет осуществлялось турбинным способом. Но с появлением долот с герметизированной опорой (опорами качения, скольжения) и иизкооборотных забойных двигателей (в первую очередь винтовых объемных двигателей) стали расти объемы ипзкооборотиого бурения и в 1985—1988 гг. достигли 10—12% от общего объема бурения паклонно-папран.теиных скважин.

Основными изготовителями винтовых забойных двигателей в нашей стране были: Кунгурский и Павловский машиностроительные заводы в Пермской области, Бердичевский машиностроительный завод на Украине, опытное производство Пермского филиала ВНИИБТ. Здесь в разные годы изготовлялось примерно от 1000 до 4000 секций двигателя. Все серийные двигатели выпускались на основе наших технологий и, рекомендаций. С учетом результатов наших исследований разработаны инструкции и рекомендации по применению низкооборотного бурения наклонно-направленных и дополнительных стволов из обсаженных скважин. Используются в АО «Перм-пефть», «Удмуртнефть», «Красполениискнефтегаз», «Ноябрьскнефтегаз, «Сургутнефтегаз», «Юганскнефтегаз». В связи с

распадом СССР и резким сокращением объема буровых работ снизились и объемы низкооборотиого бурения. Низкооборотные двигатели стали применяться в специальных видах бурения технологических процессах, таких как бурение с отбором керна, при зарезке наклонно-направленных и дополнительных стволов из обсаженных скважин.

Единственным предприятием у нас в стране, на котором сегодня мелкими сериями изготавливается весь комплект технических средств для низкооборотной технологии забури-вания и бурения дополнительных наклонно-направленных и горизонтальных стволов является институт КамНИИКИГС, хотя отдельные технические средства для этой цели выпускаются АО «Азимут» г. Уфа, ВНИИБТ г. Москва и г. Пермь, Павловский машиностроительный завод, Пермская область, промышленный цех АО «Удмуртнефть», СК.ТБ и экспериментальный завод Главтюменьнефтегаз в г. Тюмени. На опытном производстве института КамНИИКИГС изготовлено 22 комплекта технических средств, которые позволили ввести в эксплуатацию несколько десятков скважин, результаты их испытания и применения показали высокую эффективность. Большой интерес к этим техническим средствам был проявлен на международной выставке «Геологоразведка-95» (г. Москва).

3.2. Оценка экономической эффективности

Подсчет экономической эффективности производился по РД—39—3—79—78 и РД 39—01/06—000—89 «Методика определения экономической эффективности использования при строительстве нефтяных и газовых скважин новой техники, изобретений и рационализаторских предложений».

Экономия на 1 м проходки по Главтюменьнефтегазу составила 1,67 руб. (с учетом коэффициента индексации 3000) — 5010 руб., экономия затрат на одну дополнительную зарезку для попадания забоя скважины в круг допуска — 6114 руб. (с учетом коэфициента индексации 3000) — 18342 тыс. руб. По объединению «Пермнефть» экономия на 1 м проходки составила 4,4 руб. (с учетом коэффициента индексации) — 13,9 тыс. руб. В целом экономический эффект за 1979—80 гг. от применения разработанных автором техники и технологии низкооборотного бурения наклонно-направленных скважин составил 175 тыс. руб. (с учетом коэффициента индексации — 525 млн. руб.). Поскольку после этого объемы бурения увеличивались, можно считать, что такой эффект получали, по крайней мере в течении десяти лет.

Большинство из числа восстановленных скважин вступили

в строй действующих с дебитамй, превышающими дебиты окружающих скважин.

Поданным АООТ Лукойл-Пермпефть разработанная нами технология низкооборотиого бурения и крепления дополнительных стволов из обсаженных скважин дают экономический эффект и он составил 672,5 млн. руб. в расчете на одну скважину в год (в цепах па 1.07. 1995 г.).

4. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ НИЗКООБОРОТНОГО БУРЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СТВОЛОВ ИЗ ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН

Анализ тенденции развития техники и технологии, в т. ч. и низкооборотиого бурения, позволяет нам сделать следующие выводы.

Объемы низкооборотного бурения на базе забойных двигателей будут расти потому, что только низкооборотное бурение с забойными двигателями аккумулирует в себе преимущества и роторного способа бурения и турбинного. Низкооборотные забойные двигатели могут обеспечить значительный рост скоростей бурения при снижении затрат.

В низкооборотных забойных двигателях, как п в ксрно-отборных низкооборотных двигателях, появится возможность контролировать работу статора-ротора и управлять работой двигателя, обеспечивая с помощью гидроэлектроипых систем работу двигателя в режиме максимальной мощности, что приведет к росту проходок и скоростей бурения и увеличит срок и надежность двигателя.

Основные изменения в технике и технологии низкооборотиого бурения в будущем будут связаны с созданием работ-способных и надежных объемных двигателей роторно-пда-стинчатого типа.

Применение таких двигателей позволит решить проблему бурения глубоких скважин в условиях аномально высоких температур, а также создать любой размерный ряд их энергетических и геометрических характеристик, в том числе и с полой серединой для размещения керноприемной трубы или геофизических приборов, максимально приближенных к долоту, что особенно важно при бурении с малым радиусом кривизны и проводке горизонтальных участков.

Совершенствование керноотборных пнзкооборотных двй-] ателей, по-видимому, пойдет по пути создания специальных конструкций для решения частных задач, но тенденция освобождения середины двигателя для размещения невращаю-щейся кериопрпемной трубы при сохранении энергетической характеристики базового «сплошного» двигателя сохранится, в том числе со съемной «самовсплывающей» кериопрпемной трубой.

Что касается забуривания и бурения вторых стволов, то следует ожидать создания райберов, имеющих истирающе-ре-жущее вооружение, способное выдержать работу с высокой контактной нагрузкой п специальных двигателей для работы с данными райберами, обеспечивающих Мкр = 200 кН/м и частоту вращения 5—6 с-1. При полностью вырезанной части обсадной колонны будет больше возможностей для строительства «многоствольной» скважины. При таких технологических операциях крайне нужны новые производительные долота режуще-истирающего действия с показателями по проходке, кратно превышающими показатели работы серийных долот. Кроме того, для осуществления крепления «многоствольных» скважин необходимы надежные пакерные устройства для качественного разобщения пластов. При этом должен быть получен экономический эффект на порядок превосходящий экономический эффект от внедрения новых видов прогрессивной технологии в настоящее время.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация в виде научного доклада представляет собой законченную научно-исследовательскую работу, в. которой на основе обобщения результатов теоретических, экспериментальных и промышленных исследований и разработок по технологии низкооборотного бурения и техническим средствам для наклонно-направленных и вторых стволов из ранее пробуренных скважин, отражено решение крупной научно-технологической проблемы, заключающейся в установлении факторов, определяющих качественные и количественные показатели бурения наклонно-направленных скважин, забуривания и бурения вторых стволов низкоборотными забойными двигателями и установления критериев, которым должны отвечать техника и технология низкооборотного бурения наклонно-направленных скважин, на основе чего разработаны и внедрены в промышленность ориентируемые и неорнеитн-

руемые компоновки низа бурильной колонны с пизкоборот-нымп забойными двигателями. Ксрноотборпые низкооборотные забойные двигатели, комплекс технических средств для забуривания-и бурения дополнительных наклопно-паправленных и горизонтальных стволов из ранее пробуренных скважин, включающий ориентируемые и пеориентируемые- компоновки низа бурильной колонны с инзкооборотными забойными двигателями, клинья-отклопнтели, вырезающие устройства, разъединители для спуска и цементирования обсадных колонн и «хвостовиков», а также вспомогательный инструмент, удовлетворяющий потребности нефтегазовой промышленности, геологоразведки в рациональной технологии ннзкооборотного бурения наклонно-направленных скважин, забурнвании и бурения вторых стволов, внедрение которых внесло значительный вклад в научно-технический прогресс в области технологии и техники низкооборотного бурения наклонно-направленных нефтяных и газовых скважин и их сервиса.

Автором создана школа технологов-буровиков и разработчиков технологии и техники ннзкооборотного бурения наклонно-направленных и дополнительных стволов нз обсаженных скважин.

5.1. Основные выводы и результаты работы.

1. Выполнено научное обобщение, проведены исследования, разработана технология ннзкооборотного бурения, созданы технические средства и проведена комплексная п\ реализация при бурении наклонно-направленных скважин и дополнительных стволов из обсаженных скважин.

2. Впервые исследована рабочая характеристика винтовых забойных двигателей для условий применения в наклонно-иаправленном стволе. Доказано, что энергетическая характеристика низкооборотных, объемных двигателей остается жесткой при одновременном действии отклоняющей силы на долоте и осевой нагрузке н не накладывает ограничений па выбор элементов 1\НБ1\, их геометрических параметров и позволяет проводить бурение наклонно-направленных и горизонтальных стволов на оптимальных .режимах бурения.

3. Установлено, что из-за малой жесткости винтовых забойных двигателей управление траекторией наклонного ствола скважины двигателем с кривым переводником над ним затруднено. Решение этой задачи может быть осуществлено с номощыо механизмов искривления корпуса винтовых забойных двигателей или разработкой укороченных низкооборотных двигателей.

4. Разработана методика расчета отклоняющей компоновки низа -бурильной колонны с низкоборотными забойными двигателями, позволяющая для требуемых величии интенсивности набора зенитного угла определять угол перекоса, длину направляющего участка компоновки.

5. Исследованиями доказана целесобразность форсирования режимов низкооборотного бурения — осевой нагрузки, интенсивности промывки, низкооборотной частоты вращения, что при условии соответствующих прочностных и гидравлических характеристик породоразрушающего инструмента приводит к увеличению проходок и скоростей бурения.

6. Выявлены факторы, определяющие эффективность низ-кообортного бурения при забуривании и бурении дополнительных наклонно-направленных и горизонтальных стволов из обсаженных скважин.

7. Разработан и внедрен в серийное производство комплекс технических средств и организовано их сервисное обслуживание для бурения дополнительных стволов из обсаженных скважин, обеспечивающие потребности нескольких крупных буровых и нефтегазодобывающих предприятий.

8. Разработаны низкоборотные двигатели ДО-172, ДО-195, КД-145; КД-172; ДГУ-105, ДУ-105, обеспечивающие бурение прямолинейных участков, участков с набором зенитного угла 1—2° на 10 м, участков с набором зенитного угла 6-^-8° на 10 м. Организовано их серийное производство и внедрение в практику бурения.

9. Разработанные с участием автора «Инструкция по эксплуатации и ремонту винтовых забойных двигателей», «Временная инструкция по применению КНБК с винтовым забойным двигателем», «Использование винтового забойного двигателя при бурении с отбором керна», «Номограммы для проектирования и анализа режимов бурения винтовыми забойными двигателями» и другие рекомендации являются основными документами для работников бурения в практической работе по подготовке и использованию технических средств и технологии низкооборотного бурения в. наклонно-направленных скважинах.

10. Техническими средствами, разработанными под руководством и при участии автора и на основе защищенных авторскими свидетельствами предложенных им конструктивных решений, осуществляется свыше 50% всего объема забурива-ния и бурения дополнительных стволов из обсаженных скважин.

11. Показано, что наилучшим ипзкооборотпым забойным

двигателем для бурения скважин, в том числе наклонно-направленных и горизонтальных являются роторно-пластннча-тые двигатели (лопастные). Разработана первая отечественная конструкция такого забойного двигателя.

12. Разработки по технике и технологии низкооборотпого бурения наклонно-направленных скважин, забуривания и бурения дополнительных стволов защищены 16 авторскими свидетельствами и патентами СССР и России и одним зарубежным патентом.

13. Использование разработок по технике и технологии ннзкооборотного бурения наклонно-направленных скважин привело к увеличению проходок па долото в 1,5-=-2,5 раза. Применение ориентируемых компоновок (отклонителей) с ВЗД позволяет набирать зенитный угол до 8° иа 10 м проходки, с экономическим эффектом 18342 тыс. руб. иа одну компоновку.

14. Применение разработанной технологии и техники по забуриванию и бурению дополнительных стволов из обсаженных скважин по АООТ Лукойл-Пермнефть дает годовой экономический эфект 672500 тыс. руб. на одну скважину.

6. СПИСОК ТРУДОВ. ВЫНЕСЕННЫХ НА ЗАЩИТУ

1. Каплун В. Д., Вадецкин Ю. В., Князев И. К., Астафьев Г1. И. Особенности технологии бурения винтовыми забойными двигателями//Нефтяное хозяйство.— 1976. — Л;-> 6.— С. 7—10.

2. Вадецкин Ю. В., Плотников В. М., Каплун В. А. Определение оптимальных параметров режима бурения при использовании винтовых забойных двигателей//Нефтяное хоз-во. — 1977. —№ 3. — С. 18—20.

3. Вадецкий Ю. В., Князев И. К-, Каплун В. А., Шяхбаз-беков К. Б. Определение параметров режима и эффективности бурения винтовыми забойными двигателями//Учен, записки

| АзПННефтехп.м. — Баку. — 1978. — сер. IX. — № 1, — С. 17— I 21.

4. Каплун В. А. Определение параметров режима бурения методом планируемого эксперимента // Нефтяное хоз-во.--1978. — Д!1 10.— С. 20—23.

5. Каплун В. А. Технические средства для бурения наклонных скважин винтовыми забойиымп двигателями//Изд. Аз! II [Нефтехнм. — Баку. — 1978. — Тез. докл. Всссоюзи. коиф. ¡ю наклони, бурению. 2 с.

6 Васильев Ю. С., Гельфгат Я. А., Заможин 'Ю.. С., Каплун В. А. Применение планирования экспериментов для оптимизации показателей бурения//Тр. ВНИИБТ.— 1978.— вып. 41, —С. 108—117.

7. Князев И. К., Каплун В. А., Астафьев П. И. Эффективность бурения с применением винтовых забойных двигателей // Бурение. — 1978. — № 10. —С. 6—9. (ВНИИОЭНГ).

8. Каплун В. А. Экспериментальное определение зависимости скорости вращения вала винтового забойного двигателя от отклоняющей силы на долото // Бурение.— 1979. — вып. 8.— С. 7—8. (ВНИИОЭНГ).

9. Вадецкнй Ю. В., Шахбазбеков К. Б., Кауфман Л. Я-, Мннчук В. А., Каплун В. А. Методика расчета отклоняющей КНБК с винтовыми забойными двигателями//Изв. ВУЗов.— Нефть и газ. — Баку. — 1979. — № 5. — С. 19—25.

10. Вадецкнй Ю. В., Шахбазбеков К. Б., Каплун В. А., и др. О применении забойных винтовых двигателей при бурении наклонных скважин//Тр. АзИННефтехнм. — Баку.— 1979. —сер. IX. —№ 1, —2 с.

11. Вадецкнй Ю. В., Астафьев П. И., Каплун В. А. и др. Опыт бурения с применением винтовых забойных двигателей Д2-172М в сочетании с гидромониторными долотами // Бурение. — 1979. — вып. 8.-е. 4—8. (ВНИИОЭНГ).

12. Каплун В. А. Результаты испытаний КНБК при бурении наклонных скважин винтовыми забойными двигателями// Нефтяное хоз-во — 1980. — № 10.— С. 49—51.

13. Князев И: К., Каплун В. А., Кочнев А. М. Опыт применения винтовых забойных двигателей в Западной Сибири// Бурение. —1981. —вып. 4, —С. 11—24. (ВНИИОЭНГ).

14. Разработка н освоение технологии бурения скважин (Отчет о НИР) Пермский филиал ВНИИБТ. — Пермь, 1977.— 65 с.

15. Совершенствование технологии бурсиня скважин ннз-кооборотньши забойными двигателями / Отчет о НИИР / Пф ВНИИБТ, —Пермь, 1982, — 60 с.

16. Каплун В. А. Исследование, разработка и внедрение компоновок низа бурильной колонны с винтовыми забойными двигателями для управления искривлением наклонных скважин: автореф. дисс. канд. техн. паук. М., 1981. — 27 с.

17. Гурьянов Е. В., Каплун В. А., Сурма К. 10. Бурение наклонно-направленных скважин с применением винтовых забойных двигателей // Инф. листок Пермского ЦНТИ.— 1981. — Аг!? 13. — 4 с.

18. Каплун В. А. и др. Использование винтового забойного

двигателя при бурении с отбором керна. М., 1981. — 3 с. (ВНИИОЭНГ).

19. Князев И. К-, Каплун В. Л. О применении винтовых шпгателеп в отклоняющих компоновках//Нефтяное хоз-во.— ЛЬ П.— 1982. —С. 52—53. ' ' ~

20. Каплун В. Д., Исследование, разработка п внедрение КОМ ПОИОБОК низа бурильной колонны с винтовыми забойными двигателями для управления искривлением наклонных скважин: дпсс. па соискание ученой степени канд. техппч. паук. 05. 15. 10. 1981.— 174 с.

21. Князев II. К-, Каплун В. Д., Ремизов М. И. Центра-горы для бурения скважин винтовыми забойными двигателями//Машины и нефтяное оборудование.— 1982.— вып. 10, — С. 2—4. (ВНИИОЭНГ).

2. Вадецкий Ю. В., Каплун В. А. Определение параметров режима бурения при использовании винтовых двигателей// Научи, копф.: Тез. докл. — Баку, 1977. — 2 с.

23. Шахбазбеков К. Б., Вадецкий 10. В., Каплун В. Д. О применении забойных двигателей при бурении наклонных скважин//Научн. конф.: Тез. докл. — Баку, 1978. — 4 с.

24. Вадецкий Ю. В., Каплун В. А. Режимы бурения винтовыми двигателями//Научн. копф.: Тез. докл. — Туапсе.— 1979. —2 с.

25. Шахбазбеков К. Б., Каплуяп В. А. Опьп применения забойных двигателей//Намчп. копф.: Тез. докл. — Тюмень,— 1978.- 2 с.

2(5. Каплун В. А. Компоновка низа бурильной колонны с винтовыми двигателями//На\чп. копф.: Те.;. докл.— Ижевск,—1980.— 2 с.

27. Князев И. К., Евдокимов В. В., Каплун В. Д. Клапанное устройство для забойных механизмов / Пф ВННИГ5Т.— 11ермь, 1977. — 2 с.

28. Князев И. К., Демин В. Е., Каплун В. А. Измеритель числа оборотов / Пф ВНИИБТ. — Пермь, 1978. — 3 с.

29. Гурьянов Е. В., Сурма К- Ю., Каплун В. 0. Бурение паклоипо-напарвленных скважин с применением винтовых двигателей /Пф ВНИИБТ. — Пермь, 1980,— 1 с.

30. Вадецкий Ю. В., Балденко Д. Ф., Каплун В. А. и др. Важный резерв повышения показателей бурения в Западно:'] Сибири//Нефтяное хоз-во.— 1984. — вып. 3. — С. 3—6.

31. Дудкпп М. П.. Каплун В. Д., Ремизов М. И. Отбор керна колонковыми снарядом «Недра» с винтовым забойным двигателей// Нефтяное хоз-во.— 1985. — Л1> 7. — С. 11—13.

32. 1\аплун В. Д., Дудкнн М. П., Богомазов Л. Д. и др.

Режимы бурения скважин с применением винтовых забойных двигателей на Повховской площади АО «Сургутнефтегаз»// ЭИ, сер. Бурение, — 1985, —вып. 11, —С. 1—5. (ВНИИОЭНГ).

33. Каплун В. А., Мусскпп А. В., Бурдаков Б. В. Резервы улучшения показателей бурения//Нефтяник.— 1983. — № 1,— с. 8.

34. Каплун В. А., Богомазов Л. Д., Дудкнн М. П. и др. Управление искривлением ствола наклонно-направленных скважин при исследовании отклоняющих компоновок с забойными винтовыми двигателями//Нефтегазовая геология, геофизика и бурение. — 1984. — Кг 6. — С. 23—25. (ВНИИОЭНГ).

35. Каплун В. А., Ремизов М. И., Нурисламов Д. М. и др. Эффективность применения низкоборотного бурения в Западной Сибири // Нефтегазовая геология, геофизика и бурение.—

1985, —вып. 3. —С. 25—27. (ВНИИОЭНГ).

36. Каплун В. А. Опыт применения неориентированных КНБК с винтовыми забойными двигателями для изменения зенитного угла наклонно-направленных скважин // Бурение.—

1986. — Л« П. —С. 1—3. (ВНИИОЭНГ).

37. Князев И. К., Костыря Е. Д., Каплун В. А. Повышение эффективности использования винтовых двигателей//Нефтяное хоз-во,— 1986, —№ 7, —С. 14—16.

38. Молодило В. И., Каплун В. А., Семенов А. В. Методика оперативного контроля за траекторией ствола скважины с помощью микрокалькулятора//Техника и технология бурения скважин.— 1988, —вып. 2. —С. 1—4. (ВНИИОЭНГ).

39. Деркач Н. Д., Горбунов В. А„ Каплун В А. Забойные двигатели для бурения сверхглубоких скважин: Тез. докл. Междунар. конференции «Сверхглубокое континентальное бурение и глубинные геофиз. исслед». — Ярославль.— 1988.— 1 с.

40. Каплун В. А., Дудкин М. П. Особенности подхода к разработке технологии бурения с применением винтовых забойных двигателей//Научно-пронз. достиж. нефт. промышл. в новых условиях хозяйствования. — 1989. — вып. 6. — С. 2—4. (ВНИИОЭНГ).

41. Каплун В. А., Семенов А. В. Определение угла закручивания бурильной колонны от действия реактнвиого момента забойного винтового двигателя//Строит.-во нефт. и газ. скважин на суше и на море.— 1990. — А'г 9. — С. 5—7. (ВНИИОЭНГ).

42. Каплун В. А. Особенности создания опытно-экспериментального цеха в КамНИИКИГС / КамНИИКИГС.— Пермь, 1989, —8 с.

43. Каплун В. А., Коснырев Б. А., Дссятков Г. И. Винтовой керноотборный снаряд для отбора керна бурголопками 0 295 мм с ориентацией керна и увеличением длины репса/ обоснование НИР/ КамНИИКИГС". — 1989. — 15 с.

- 44. Каплун В. А., Десятков" Г. И., Дубровских "В. П. Устройство для бурения сверхглубоких скважин с гпдропагружс-иие.м н отбором керна / КамНИИКИГС. — Пермь, 1990.— 4 с.

45. Коснырев Б. А., Козубовский И. А., Каплун В. А.. Вап-цев В. Ю. и др. Универсальный разъединительно-стыковочный кемплекс типа КУК-250Ц Инф. листок Пермского ЦЬПП.— 1990. — № 90—36. — сер. Р. 52. 47. 25. — с. 4.

46. Коснырев Б. А., Козубовский И. А., Каплун В. А. и'др. Спуск н цементирование тяжелых секций обсадных колонн па глубоких п сверхглубоких скважинах / НТД ВИЭ.НС.— вып. 2-М; Геопнформмарк, 1991. — С. 55—63.

47. Каплун В. А., Хахаев Б. Н., Певзнер Л. А. и др. Некоторые особености комплексного исследования пород сверхглубоких скважин ¡1 Разведка н охрана недр.— 1991. — Ау 8.— С. 8—10.

48. Технология бурения глубоких скважин долотами 0 295 мм с прпменнием новых технических средств / Отчет о НИР / КамНИИКИГС, — Пермь, 1988, — 18 с.

-19. Каплун В. А., Щеголев А. П., Шулакова В. В. и др. Доклад о наиболее важных достижениях в области науки, техники и производства в геологии//КамНИИКИГС.--Пермь, 1991. — 18 с.

50. Каплун В. А., Щеголев А. П., Шулакова В. В. и др. Аналитический обзор наиболее важных достижений в области геологии п разведки недр за 1993—1994 гг./ВИЭ.МС, М., 1994,— 16 с.

51. Кол л. авт. КамНИИКИГС. Технические и гсолого-гео-физические показатели КамНИИКИГС в области бурения глубоких и сверхглубоких скважни (рекламный проспект)/ КамНИИКИГС. — Пермь, 1994, — 32 с.

52. Каплун В. А., Коснырев Б. А. Керноотборные снаряды 0 127—240 мм/КамНИИКИГС, —Пермь, 1994, —6 с.

53. Каплун В. А., Коснырев Б. А., Десятков Г. И. Керноотборный снаряд с разносторонним вращением корпуса и вала для бурения скважин 0 295—520 мм // Кам1ПТИКИГС. — Пермь, 1994, — 5 с.

54. Коснырев Б. А., Каплун В. А. и др. Керноотборный роторно-турбппный бур РТБК-490/ 60// КамНИИКИГС. — 1994, —5 с.

55. Коснырев Б. А., Каплун В. А. Объемный гидродвигатель для бурения скважин//КамНИИКИГС. — Пермь,—

1994, —4 с.

56. Коспырев Б. А., Десятков Г. И., Каплун В. А. Низкооборотный высокомоментный редукторно-винтовой привод// КамНИИКИГС. —Пермь, 1994, —5 с.

57. Ванцев В. Ю., Каплун В. А., Хахаев Б. Н. Состояние и перспективы изготовления забойных двигателей для бурения и отбора керна в термостойком исполнении в институте КамНИИКИГС: Тез. докл. Сб. Научное бурение в России.— Пермь, 1995. — вып. 3, — С. 10.

58. Каплун В. А., Коснырев Б. А., Десятков Г. И. и др. Новые керноотборные снаряды для бурения глубоких скважин: Сб. Научное бурение в России. — Пермь.— 1995.— вып. 3. — С. 11.

59. Коснырев Б. А., Каплун В. А., Хахаев Б. Н., Десятков Г. И. Новые конструкции забойных двигателей для бурения глубоких и сверхглубоких скважин: Сб. Научное бурение в России. — Пермь, 1995. — вып. 3. — С. 13.

60. Коснырев Б. А., Каплун В. А., Десятков Г. И., Верши-пни А. В., Оксенойд Е. Я- Новые технические средства для крепления глубоких и сверхглубоких скважин: Сб. Научное бурение в России. — Пермь, 1995. — вып. 3. — с. 15.

61. Каплун В. А., Ванцев В. Ю. Доизучение разреза и околоскважинного пространства глубоких и сверхглубоких скважин наклоннонаправленпымн и горизонтальным скважинами, пробуренными из основного ствола сверхглубоких скважин: Сб. Научное бурение в России. — Пермь, 1995.— вып. 3. — с. 14.

62. Каплун В. А. и др. Винтовой керноотборный снаряд ДВК-195/6 Сб. Технич. ср-ва для бурения и крепления скважин.— Пермь, 1995.— 14 с.

63. Каплун В. А. н др. Винтовой кассетный двигатель: Сб. Технич. ср-ва для бурения и крепления скважин. — Пермь,

1995.— 14 с.

64. Каплун В. А. и др. Винтовой кассетный двигатель: Сб. Технич. ср-ва для бурения и крепления скважин. — Пермь, 1995.— 14 с.

65. Каплун В. А. и др. Разъединительно-стыковочное устройство цангового типа РЦ-250: Сб. Технич. ср-ва для бурения и крепления скважин. — Пермь, 1995.— 14 с.

66. Каплун В. А., Семенов А. В., Банных А. В. Комплекс технических средств и сервис для восстановления эксплуатационных скважин (клшьотклонитель, инклинометр, винтовые 44

двигатели Д2-105 (108) и ДГК-105, разъединитель, гидравлический расширитель ГРУ-188/146/ — рекламный проспект дли выставки «Геологоразведка-95». — Пермь, КамННИКИГС.— 1995.—14 с. -

Патентные документы:

67. РСТ (\У0). Е21В4/02, 4/16. Г04С11/00 Гидравлический

забойный двигатель для глубокого бурения (международная заявка) дата подачи: 28.04.92, запатентована I! -10 странах РСТ (ЛУО)92/19835 опубл. РЖ «Изобретения стран мира».— вып. 63. — № 2.— 1994, сер. Бурение. Горное дело. .М., 1991./ Дубровских В. 11., Косннрев Б. Д., Каплун В. Д., Хахасв Б. П., Шилов 10. И, — 16 с.

68. Патент РФ 1601346. Разъединитель / Коснырев Б. Д., Каплун В. Д., Козубовскип И. Д., Монтиков В. Л. Онубл. 23. 10*90, БИ — № 39, 1990.

69. Патент РФ 1794176. Героторный забойный двигатель/ Вершинин Д. В., Каплун В. Д., Козубовскпй И. А., опубл. 07. 02. 93. БИ — АЬ 5 — 1993. — 4 с.

70. А. С. 615194 СССР Клапанное устройство для забойных механизмов. — Опубл. ¡5.07.78. БИ.—Д» 26, ¡078. — Я с.

71. Д. с. 651247 СССР. Измеритель числа обороте« / Каплун В. Д., Князев II. К., Демин В. С. Опубл. 05.03.79. БИ — ЛЬ 9, 1979. — 3 с.

72. Д. с. 751957 СССР. Центратор / Князев 11. К., Кан-л\ и В. Д., Богомазов Л. Д. и др. Опубл. 30.07.80. БИ — ЛЬ 28, !9М1 — 3 с.

73. Д. с. 859597 СССР. Центратор бурильного писфумсп-тг. ' Князев И. К., Каплун В. Д., Мазенн В. Е. и др. Опубл. 30.08.81 БИ — ЛЬ 32, 1981, —3 с.

74. Д. с. 874959 СССР. Центратор бурильного тшетрумеп-и / 1\и;псв 1Е 1С, Каил\н В. Д., Богомазов Л. Д. и др. Опубл.

10.81 БП - ЛЬ 39, 1981, — 3 с.

75. А. с. 943389 СССР. Винтовой забойный двигатель/ Богомазов Л. Д., Каплун В. Д., Князев И. К. и др. Опубл. 15.07.82. БИ —№ 26, 1982, —3 с.

76. Д. с. 945356 СССР. Метра-юр бурильного инструмент/Ремизов .М. П., Каплун Б- Д., Богомазов Л. Д. Опуол. 23. 07. 82. БИ — № 27, 1932. — 3 с.

17. Д. с. 1.006.702 СССР. Центратор бурильного пнет ру-.'.¡|_п. а /' Богимазов Л. Д., Дудкин М. П., Каплун В. А. н др. Опубл. 23.03.83. БИ — №11, 1983, —4 с.

78. Способ контроля режима работы винтового двигателя в забойных условиях, а. с. 1128646 / Балдеико Д. Ф., Бакчу-рин Т.Н., Вадецкий Ю. В., Каплун В. А. Опубл. 30.09. 1990. — 2 с.

79. Патент РФ 2049902. Объемный забойный двигатель: Нагибин Л. Н., Хахаев Б. Н., Каплун В. А., Десятков Г. И., Макеев Н. М., получ. 10. 12.95. —3 с.

80. Забойный двигатель для отбора керна: полож. реш. а. с. 93008101/03 Вершинин А. В., Каплун В. А., Косны-рев Б. А. получ. 24. 05. 1994. — 3 с.

81. А. с. 1290775 СССРШарннрная муфта / Богомазов Л. Д., Ремизов М. И., Каплун В. А. и др. Опубл. 08. 01. 85. М., БИ — № 24. — 2 с.

82. Гидравлический расширитель: полож. реш. з-ка № 94025101 РФ/Ванцев В. Ю„ Козубовскпй И. А., Банных А. В., Каплун В. А. получ. 24.05. 1995. —3 с.

Нормативно-методические работы, стандарты

83. Вадецкий Ю. В., Князев И. К-, Каплун В. А., Коч-пев А. М., Никитин В. М. и др. Инструкция по эксплуатации и ремонту винтовых забойных двигателей / Пф ВНИИБТ.— Пермь, 1976.— 50 с.

84. Вадецки йЮ. А., Астафьев П. И., Каплун В. А., Гурьянов Е. В., Князев И. К. и др. Номограммы для проектирования и анализы режимов бурения винтовыми забойными двигателями Д2-172// Пф ВНИИБТ, —Пермь, 1977, —27 с.

85. Каплун В. А., Князев И. К-, Кочнев А. М. и др. Винтовые забойные двигатели Д2-172М и Д-85: Техническое описание и инструкция по эксплуатации//Пф ВНИИБТ. — Пермь, 1979. —35 с.

86. Каплун В. А. Испол.зовапие винтового забойного двигателя при бурении с отбором керна / рекламный обзор для ВДНХ. М„ 1981.

87. Каплун В. А., и др. Двигатель впнтоеой забойный Д—1—195. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Д—1—195—000.10.//Пф ВНИИБТ, —Пермь, 1980. — 34 с.

88. Вадецкий 10. В., Шахбазбсков К. Б., Каплун В. А. и др. Методика расчета отклоняющей КНБК с винтовыми забойными двигателями // Изв. АзИННефтехим. — Баку, 1979. —6 с.

Sil. Технология óvpiaiiia на i., тин ы\ гкааапш г,ни м>еа,1-аа >пóoi'ni мм H двигателями | nniioiiii iiviiaiaa taiinrba к рекомендации) // Пф HI II IIIIÍT. Перча. №<> (» ■

ПО. К;шл\ и И. Л, Кия.«.-» II К, i Зин» мл •<>!• Л Д , Л кип М. П., Ремизна Л I!. Временна:: aar: р\кинн >•<. ■

il прона п il ¡o и ,ta\ici!i ргч'ючич o¡>¡ .:и<ж к:ц|тиы\ .¡аоойныч i • • г,'j i (vicii li |)слю(Ш1Ы.\ '(слал ¡; na ó\¡>ot¡w\ vIíuiíu.w. ,, I !.;• H ПН I I Ы - I lei lp va, I ^ I • 2i r

ill l\ a il. l vu В. \ a . i i1 I Î рем i i ! a a a a ¡ a ! ;v ■-.;>.:■. a , ■ пню IvHBK с RiiinmiMM запойным тшпаателем /l.l.l'.lô но a, 11 а цаа м paón; Iii) Кнаепм. t í i - ■ - '■■.ам'а, il.:

содержание

общая характеристика работы..............з

1.1. Актуальность проблем!.!....................о

1.2. Связь темы диссертации с плановыми исследованиями

1.3. Цель работы..........................4

1.-1. Основные задачи ....................1

I 5. Методика исследовании..................-1

1.6. Основные научные положения ..............■">

1.7. Достоверность н обоснованность научных положении . .

) Я. Научная новизна ........................•">

19. Научное значение работы ................6

1.10. Практическое значение работы..............7

1.11. Реализация работы......................7

1.12. Апробация работы......... . 7

1.13. Публикации .... ................7

2. основной содержании работы..............к

2.1. История проблемы..................Я

2.2. Разработка технологии и создание технически:; среда и дли низкооборотного наклонно-направленного бурения и забурп-вання дополнительных стволов из обсаженных скважин 12 2.2.1. Ннзкооборотные забойные двигатели .... 12 2 2.2. Ннзкооборотные кериоотборные двигатели ... 17

2.2.3. Ориентируемые ннзкооборотные компоновки низа бурильной колонны......................17

2.2.4. Неориентируемые ннзкооборотные компоновки низа бурильной колонны ..................24

2.2.5. Режимы низкооборотпого бурения .....27

2'! Разработка 1ехполо| пи нпзкооборотноти бурения и технических средств [ 1 р*11 забурпианпп и бурении дополнительных

с;полон нз обсаженных скважин.......29

3. оценка эффективности работы.......зз

3.1. Объемы использовании разработанной технологии . 33

3.2. Опенка экономической эффективности .....34

! основные паг1равлк1! 11я развития технологии низкооборотиого бурения 11 технических средств для наклонно-направленных и дополнительных

стволов из обсаженных скважин.......г>

5 заключение. ....... . 36

5.1. Основные ныноды и релль та гы работы . ... .¡7

5 список трудов. вынесенных на защиту . . . зу

Подписано в печап. 21.05.96. Формат 60X^4'/:•%. Печать высокая. Усл. нем. л. 2,79. Тираж 100 экз. Заказ 134.

611600, т. Нер\и,, ул. Букирева, 15. Типографии П1Т