Об образовании рельефной поверхности в скважинах

Работами МГРИ по скоростной киносъемке движения колонкового снаряда подтверждена связь характера движения колонны труб и колонковой трубы [3]. В наклонной скважине точка оси трубы в сечении ее на расстоянии 1, 5 м от забоя описывает в плоскости сечения эллипсовидную фигуру, короткая ось которой располагается в плоскости, близкой к апсидальной, или смещена относительно нее на некоторый угол, зависящий от соотношения диаметров скважины и бурильной колонны. Установлено, что полный замкнутый цикл движения оси колонковой трубы относительно некоторой фиксированной точки скважины происходит за время, превышающее время одного оборота снаряда.

Рис.1 Схема перемещения изогнутого бурового снаряда в искривленной скважине Рассмотрим схему на рис. 1. При обращении изогнутой бурильной колонны вокруг оси скважины она стремится соприкасаться со стенками скважины в точках С и О. Характер воздействия на колонковый набор при этом различен. При соприкосновении колонны со скважиной в точке С колонковая труба возникает боковая сила, действующая на коронку вниз со стороны висячей стенки скважины. Эта сила зависит от силы прижатия колонны к стенке скважины, и соотношения плеч СА и АЕ. Плечо АЕ уменьшается с увеличением кривизны скважины. Так, при изменении интенсивности искривления с 0, 01 до 0, 06 град/м для диаметра трубы 73 мм расстояние АЕ уменьшается с 4 до 1, 7 м.

Соответственно должна увеличиться и отклоняющая коронку сила. Учитывая, что величина силы, по-видимому, непостоянна, а ее возникновение приходится не на каждый оборот снаряда, на керне образуются более глубокие борозды в моменты, соответствующие возникновению силы максимальной величины. Влияние сил, возникающих в плоскости, перпендикулярной апсидальной (бикасательная плоскость), в обе стороны примерно равнозначно. При прижатии колонны к стенке скважины в точке О, т. е. к вогнутой поверхности, условий для возникновения боковой силы, направленной вверх, не создается, или такая сила возникает, но в связи с опорой колонкового набора в точке В на переходник. При этом расстояние от точки В до забоя больше плеча АЕ.

С описанных позиций находит объяснение указанный выше факт, что четкая рельефность при алмазном бурении наблюдается при более высокой интенсивности искривления, чем при твердосплавном бурении. Очевидно, что для более крепких пород нужно большее усилие для создания существенной борозды на керне. Кроме того, твердосплавное бурение обычно ведется большими диаметрами, чем алмазное, т. е. возможности для отклонения колонны труб от оси скважины больше. На рис. 1 показана жесткая колонковая труба. Ситуация в принципе не изменится, если рассматривать упруго прогнутую колонковую трубу. И в этом случае периодически будет возникать боковая сила, прижимающая коронку к керну в моменты, когда соприкасаются выпуклые поверхности скважины и колонковой трубы.

Таким образом, причиной образования рельефной поверхности на верхней стороне керна может являться обращение бурового снаряда в искривленной скважине с частотой, меньшей, чем частота вращения снаряда. Направление обращения принципиального значения, по-видимому, не имеет. Образование подшлифованной поверхности по схеме на рис. 1 может быть объяснено следующим образом. При периодическом переходе колонкового набора из положения, показанного пунктиром, в положение, когда труба прижата к стенке скважины в точке А, плоскость торца коронки поворачивается относительно точки Е, отрываясь от забоя. Это может привести к дополнительному взаимодействию подрезных резцов или алмазов с нижней поверхностью керна по сравнению с верхней и дополнительной проработкой и срезанию имевшейся шероховатости.

Амплитуда колебания нижней части коронки составляет сотые доли миллиметра, но ее величина имеет один порядок с углубкой скважины за оборот снаряда, т. е. с фактором, определяющим образование шероховатости. В крепких породах величина углубки за оборот падает, в то время как амплитуда колебаний сохраняется, что может явиться объяснением большей степени сглаженности. Кроме того, поскольку с нижней стороны керна не создается условий для нанесения борозд, гладкий характер этой части керна может являться следствием обычной обработки керна, наблюдаемой как особый характер обработки лишь по контрасту с диаметрально противоположной стороной керна, имеющей микроуступы

Перейти на страницу: 1 2 3

Публикации по географии >>>

Возрастание роли СПб как важнейшего транзитно- торгового узла Северо-Запада и сопутствующие экологические последствия
Санкт-Петербург в действительности является важнейшим городом Северо-Западного экономического района во многих промышленных и экономико-социальных отраслях. В качестве особенностей и отличий Санкт-Петербурга ...

Роль транспорта в организации экономического пространства России
Россия - это, прежде всего, огромное пространство, требующее наличия достаточного количества транспортных коммуникаций, чтобы связывать это пространство, не давать ему превращаться в некую аморфную массу, лишенн ...

Галерея

Демографические процессы

Демографические процессы представляют собой: рождаемость, продолжительность жизни, смертность, статистика абортов, детская смертность, самоубийства, миграция, интеллектуальная эмиграция из России.

>>>