Dụng cụ khoan định hướng thông thường

Ba vấn đề cần được giải quyết trong việc kiểm soát quỹ đạo giếng khoan:

① Thiết kế hợp lý cụm thiết bị đáy giếng (BHA) để kiểm soát tốc độ thay đổi góc lệch của lỗ khoan.

② Thiết kế hoặc lựa chọn hợp lý các dụng cụ khoan giếng có cấu trúc đặc biệt để kiểm soát tốc độ thay đổi góc phương vị của lỗ khoan.

③ Lựa chọn và kiểm soát trọng lượng tác dụng lên mũi khoan (WOB) một cách hợp lý để điều chỉnh tốc độ xuyên thẳng đứng của mũi khoan và cường độ lực tác động lên địa tầng, từ đó kiểm soát được độ cong của giếng khoan.

Các dụng cụ khoan định hướng thông thường chủ yếu bao gồm các bộ phận định hướng, cổ khoan không từ tính (NMDC), ống khoan trọng lượng lớn (HWDP), bộ ổn định, bộ gạt rãnh then, v.v.

I. Bộ chuyển đổi định hướng

1. Các loại

Đầu nối thẳng định hướng: Được sử dụng cho khoan định hướng với máy khoan khoang tiến triển có vỏ uốn cong (PCD).

Đầu khoan định hướng dạng cong: Được sử dụng cho khoan định hướng với máy khoan khoang tiến triển (PCD) có vỏ thẳng.

2. Cấu trúc cơ bản

1) Tàu ngầm thẳng định hướng

Các bộ phận: Vỏ 4, ống định tâm 1, khóa điều hướng 3, vít định vị 2

2) Loa siêu trầm uốn cong định hướng

Các bộ phận: Vỏ 4, ống định tâm 1, khóa định hướng 3, vít định vị 2. So với bộ phận định hướng thẳng, nó có góc uốn cong kết cấu λ, và công thức tính toán là: λ = 57,3 × (a – b) / d

II. Cổ khoan không từ tính (NMDC)

1. Chức năng

Che chắn các dụng cụ đo từ tính để tránh sai số đo.

Thực hiện các chức năng của cổ khoan thông thường.

2. Vật liệu của cổ mũi khoan không nhiễm từ

Chủ yếu bao gồm hợp kim Monel (chứa đồng, niken, crom, v.v.), hợp kim crom-niken, hợp kim austenit gốc crom-mangan, hợp kim berili-đồng, thép không từ tính SMFI và thép mangan-crom-niken trong nước.

3. Lựa chọn chiều dài cổ khoan không từ tính

Tham khảo “Bản đồ cường độ từ trường Trái đất theo phương ngang”. Việc lựa chọn chiều dài ống khoan không nhiễm từ hợp lý cho phép đo chính xác góc phương vị từ trường trong đoạn lỗ khoan. Cường độ từ trường của khu vực càng cao, chiều dài ống khoan không nhiễm từ cần thiết càng dài.

4. Kiểm tra và sử dụng cổ khoan không từ tính

1) Độ thẳng của bề mặt hình trụ bên ngoài của cổ khoan không từ tính phải ≤ 2mm/m, và độ thẳng của toàn bộ chiều dài phải ≤ 5mm/m.

2)Các vết xước trên bề mặt thân ống của cổ khoan không từ tính không được vượt quá giới hạn vết xước cho phép đã quy định.

3)Bề mặt ren phải nhẵn mịn, không được có các vết lồi lõm, vết nứt, rạn hoặc các hư hỏng khác.

4()Mô-men xoắn siết chặt của ren cổ khoan không từ tính phải lớn hơn hoặc bằng mô-men xoắn quay tối thiểu quy định.

5)Độ thẩm từ tương đối và độ đồng nhất từ ​​của cổ khoan không nhiễm từ phải được kiểm tra mỗi năm một lần, và kết quả kiểm tra phải tuân thủ các thông số kỹ thuật của Tiêu chuẩn cổ khoan không nhiễm từ (SY5145-86).

III. Ống khoan trọng lượng lớn (HWDP)

Nó được sử dụng ở đáy cụm khoan (BHA) để thay thế các ống khoan nhằm tạo áp lực. Trong các hoạt động khoan định hướng với các công cụ điều khiển, nó làm giảm diện tích tiếp xúc với thành giếng, giảm thiểu lực ma sát, tạo điều kiện thuận lợi cho các hoạt động trượt, tăng cường an toàn dưới giếng và giúp kiểm soát các thông số giếng khoan định hướng. Nó cũng đóng vai trò là một đoạn chuyển tiếp giữa các ống khoan và ống khoan để giảm thiểu sự thay đổi độ cứng.

IV. Chất ổn định

1.Ứng dụng chất ổn định trong khoan định hướng

Trong các cụm giếng khoan tích tụ và cụm giếng khoan thả rơi, các bộ ổn định đóng vai trò như điểm tựa. Bằng cách điều chỉnh vị trí của các bộ ổn định trong cụm giếng khoan đáy, trạng thái ứng suất của cụm giếng khoan đáy có thể được thay đổi để kiểm soát quỹ đạo giếng khoan.

2.Tăng độ cứng của cụm khoan đáy (BHA) để ổn định độ lệch và phương vị của lỗ khoan. Trong các cụm khoan giữ góc (hold-angle BHA), độ cứng của cụm khoan đáy được tăng cường bằng cách giảm khoảng cách giữa mũi khoan và bộ ổn định, cũng như giữa các bộ ổn định, nhằm hạn chế biến dạng nén của cụm khoan đáy và đạt được hiệu quả giữ ổn định độ lệch.

3.Gia công lại giếng khoan để độ cong của giếng thay đổi một cách nhẹ nhàng và trơn tru, giúp giảm thiểu các sự cố xảy ra dưới giếng.

Lưu ý! Khi đưa thiết bị ổn định giếng vào và kéo ra khỏi giếng, hãy đo cẩn thận đường kính ngoài của thiết bị ổn định, kiểm tra tình trạng mài mòn và vị trí lắp đặt trong cụm khoan đáy giếng (BHA). Độ mài mòn đường kính ngoài của thiết bị ổn định không được vượt quá 2mm.

Các loại chất ổn định:

Bộ ổn định đối xứng dạng gân thẳng Bộ ổn định hình cầu năm thùy (ba thùy)

Bộ ổn định xoắn ốc năm thùy (ba thùy)Ống ổn định có thể thay thế

Bộ ổn định lệch tâm ba thùyBộ ổn định có thể thay thế

V. Cần gạt nước ghế chìa khóa

Hình dạng hình học của lưỡi gạt rãnh then tương tự như bộ ổn định xoắn ốc. Kích thước tổng thể của nó nhỏ hơn bộ ổn định nhưng lớn hơn cổ khoan. Khác với bộ ổn định xoắn ốc, cả hai vai nghiêng trên và dưới của lưỡi gạt rãnh then đều được hàn phủ bằng điện cực hợp kim cứng thành hình nón, có chức năng cắt, doa và gạt rãnh then.

Vị trí của bộ phận gạt rãnh then trong chuỗi khoan như sau:

1. BHA chuyên dụng để lau chùi các ghế quan trọng

Cấu hình BHA để làm sạch các rãnh then chung: Mũi khoan + cổ khoan cỡ nhỏ (50~60m) + gạt nước kiểu ghế then + bình khoan + ống khoan trọng lượng lớn (HWDP).

Để làm sạch các rãnh then dài hơn, có thể sử dụng bộ dụng cụ khoan đáy (BHA) sau: Mũi khoan + 1 bộ cổ khoan cỡ nhỏ + dụng cụ làm sạch rãnh then + 1 bộ cổ khoan cỡ nhỏ + khớp nối mềm + máy rung khoan + ống khoan trọng lượng lớn (HWDP).

Đường kính ngoài của cổ khoan cỡ nhỏ trong chuỗi khoan phải bằng đường kính ngoài của khớp ống khoan được sử dụng trong quá trình khoan. Khi hạ chuỗi khoan xuống khoảng 100m phía trên vị trí chốt, hãy kiểm soát tốc độ vận hành; khi gặp lực cản, hãy bắt đầu doa rộng và kiểm soát chặt chẽ lực ép mũi khoan (thường nhỏ hơn 49kN).

2. Lau sạch rãnh then trong quá trình khoan

Trong khoan định hướng, bắt đầu từ đoạn tạo thành giếng, các dụng cụ gạt rãnh then thường được sử dụng trong cụm khoan đáy giếng (BHA). Tùy thuộc vào độ cong của giếng khoan và đặc điểm địa tầng, dụng cụ gạt rãnh then được sử dụng để doa nhiều lần ở các đoạn "hình chữ L" nơi có khả năng hình thành rãnh then, nhằm ngăn ngừa sự hình thành rãnh then.

VI. Van phao

Chức năng chính của nó là ngăn chặn dòng chảy ngược của dung dịch khoan (có thể làm hỏng các dụng cụ đo dưới giếng) và ngăn chặn tắc nghẽn các vòi phun của mũi khoan.

VII. Tàu ngầm Hanger

Thiết bị đo trong quá trình khoan (MWD) được đặt bên trong, tạo ra môi trường đo an toàn và ổn định cho MWD.

Trên thành ngoài của cụm giá treo có một vạch chia độ phía trên, được sử dụng để hiệu chỉnh phía trên của mũi khoan khoang tiến triển (PCD) và đo giá trị độ lệch giữa MWD và PCD. Thành trong của cụm giá treo được trang bị một chốt nhô ra, được sử dụng khi đặt MWD. ​​Khi không sử dụng MWD, cần chú ý tháo cụm giá treo trước để tránh chốt bị cuốn trôi do lưu lượng dòng chảy quá lớn (có thể gây ra tai nạn dưới giếng).

VIII. Bình

Chức năng chính của nó là duy trì sự cân bằng hoạt động của mũi khoan và cần khoan, và giúp giải phóng ống bị kẹt khi xảy ra hiện tượng kẹt ống.

IX. Khớp linh hoạt

Chức năng chính của nó là bảo vệ bộ rung và tăng độ đàn hồi của cần khoan trong quá trình rung lắc.