Технология стыковки в бестраншейном переходе

При построении междугороднего горизонтально-направленного бурения через пилотные отверстия, из-за большого сопротивления трению между бурильной колонной и стенкой отверстия, вращение бурового долота явно отстает от вращения силовой головки буровой установки, что затрудняет контроль угла наклона забоя инструмента. , чтобы снизить точность рулевого управления. Чтобы решить эту проблему, Используется технология стыковки. В данной работе в основном представлен принцип технологии стыковки и комбинированный метод скважинного бурового инструмента при стыковке.

1. Преимущества технологии стыковки

В технологии бестраншейного строительства трубопроводов, технология горизонтально-направленного бурения высоко ценится за ее преимущества, такие как меньший ущерб и помехи для движения и окружающей среды, безопасное и эффективное строительство, и низкая комплексная стоимость. С применением и развитием данной технологии, появилась технология стыковки для дальнего направленного бурения через конструкцию. Технология горизонтально-направленного бурения имеет следующие преимущества:
(1) Решить сложную задачу направленного управления горизонтальным направленным бурением на большие расстояния. В процессе пересечения направленного бурения, с увеличением длины бурения, значительно возрастает фрикционное сопротивление бурильной колонны пласту, и увеличивается торсионная деформация бурильной колонны, что приводит к выходу из строя крутящего момента буровой установки, подлежащего своевременной передаче на буровое долото, и сверло находится в прерывистом состоянии на дне скважины. состояние вращения. В этом случае, бурильщику трудно контролировать направление угла забоя скважинного инструмента, так что существует определенное отклонение между углом лицевой стороны инструмента, отображаемым на поверхности, и фактическим углом наклона инструмента, что приводит к выходу из-под контроля направления бурения. Технология стыковки, С другой стороны, сверла от точки входа и точки выемки конструкции, пересекающие кривую до середины одновременно, тем самым эффективно сокращая длину бурения одностороннего пилотного отверстия, избегание направленного управления сверхдальним расстоянием, и облегчение азимута и наклона бурения. Управление для обеспечения плавной кривой сверления.
(2) Точка входа и точка земляных работ полностью соответствуют требованиям к проектированию. При построении направленного бурения на средних и малых дистанциях, технология одностороннего направленного управления обычно используется для строительства пилотных отверстий, и для фактической точки раскопок трудно точно соответствовать проектной точке раскопок. Однако, так как технология стыковки бурит от точки входа и точки выемки грунта до середины одновременно, нет проблемы погрешности положения точки выемки грунта. Преимущества технологии стыкового соединения особенно очевидны в проекте, где оболочки используются для изоляции слоев гальки и гравия на обоих концах кривой пересечения..

2. Статус применения технологии стыковки

Технология стыковочного перехода успешно применяется во многих крупных строительных проектах в стране и за рубежом. В Китае, есть дальние или специальные геологические пилотные скважины, такие как река Цяньтан, Водный путь Модаомэнь, Фуцзянь СПГ Восток-Западный Поток, Река Иньма, и проект пересечения Хэйлунцзян китайско-российского нефтепровода. Побив мировой рекорд по направленному бурению (см. таблицу 1).
В зарубежных странах, самое большое расстояние, пройденное горизонтально-направленным бурением, составляет 11 км пересечения в Бостон бэй в США. Эта переправа разделена на 4 сортовое железо, из которых самый длинный участок имеет расстояние пересечения более 4 Км; Компания NACAP внедряет эту технологию в Роне, Франция. (Лонг-Ривер) Долина успешно пересекла толстые слои гравия по обе стороны долины, и проложен стальной газопровод общей протяженностью более 1 036 м и диаметр трубопровода 609.6 мм;
На реке Рейн на севере Германии, Расстояние прохождения горизонтально-направленного бурения горных пород, выполняемое этой технологией, составляет до 2500 m, и максимальная прочность породы на сжатие достигает 160 MPa; в августе 2005, Немецкая буровая компания LMR успешно внедрила эту технологию в реке Эльба. Прокладка нефтепровода pe длиной 2 626 м и диаметр 350 мм.

3. Как работает технология стыковки

Забойная стыковка требует плавной траектории бурения, что может заложить хорошую основу для последующих операций развертки и успешного перетаскивания труб. Плавность траектории бурения в точке стыковки во многом зависит от конструкции пилотного отверстия на ранней стадии.
Две буровые установки бурят от точки входа и обнаруженной точки до средней горизонтальной секции соответственно. Скважина со стороны точки входа называется основной каротажной скважиной, а колодец со стороны раскопанной точки называется каротажным колодцем. При стыковке, основная каротажная скважина отвечает за измерение измеряемой скважины Положение скважинного долота и стыковка реализованы, и основная ось ведения журнала почти параллельна оси ведения журнала.
Магнитное поле, создаваемое осевым магнитом в забойном BHA, которое должно быть зарегистрировано, разлагается на три взаимно перпендикулярных компонента магнитного поля, а именно осевой компонент, компонент высокой стороны и правый компонент; датчик в главном каротаже скважины BHA Измерено значение компонента забойного магнитного поля, а о близости двух скважин судят путем анализа величины компонента магнитного поля.
Для стыковочной системы координат, установленной вблизи стыковочного пункта, Вектор ax — осевой единичный вектор основной каротажной скважины, и вектор s — осевой единичный вектор каротажной скважины. [hs rs] описать. Плоскость стыковочной системы координат [hs rs] перпендикулярно векторному ax и приблизительно перпендикулярно вектору s. Начало стыковочной системы координат [hs rs], То есть, пересечение векторного ax и плоскости [hsrs], - положение датчика в основном каротаже BHA, и значение глубины скважины этой позиции в основном каротаже составляет mdtwt; Суть (hstie, rstie) в системе координат [hs rs], То есть, пересечение вектора s и плоскости [hs rs], - положение осевого магнита в скважине BHA, подлежащее регистрации. Значение глубины скважины в mdmwt. Значения hsconv и rsconv на рисунке используются для характеристики параллелизма между осевым вектором s каротажной скважины и осевым векторным токсом основной каротажной скважины. Среди них, глубина основной каротажной скважины mdtwt получается путем аккумулирования длины бурильной трубы персоналом управления направлением основной каротажной стороны, и глубина каротажной скважины mdmwt, относительное расстояние стыковки (hstie, rstie) и параллельное измерение двух скважин (hsconv, rsconv) может все пройти основное ведение журнала. Измерен датчик скважины. По общей длине проектируемой кривой бурения и фактической длине бурения основной каротажной скважины и каротажной скважины, рассчитано расстояние между основной каротажной скважиной и скважинным участком каротажной скважины, и стыковка осуществляется при расстоянии 5-10 m. При стыковке, основной каротажный скважинный буровой инструмент остается неподвижным, и узел скважинного бурового инструмента, подлежащий регистрации, перемещается в диапазоне от десяти до нескольких десятков метров (Конкретный диапазон зависит от фактической ситуации). Каждый раз, когда он движется 0.5 m, Основной датчик заготовки леса измеряет один раз, и ряд измеренных данных отображаются на основном программном интерфейсе управления журналами в виде графиков и графиков. После измерения вышеупомянутого набора данных, переместить узел основного каротажа скважинного бурового инструмента на другую глубину скважины и сохранить его неподвижно, Повторите описанные выше действия для каротажа скважины, а затем измерьте другой набор данных из основной каротажной скважины. По аналогии, узел основного каротажа скважинного бурового инструмента размещается на нескольких глубинах скважин, и действия по ведению журнала повторяются. После измерения нескольких наборов данных, сравниваются продольные данные, и из них выбирается набор данных с высокой надежностью для определения времени стыковки. Расположение глубины основной каротажной скважины. Анализируя измеренные данные, относительное расстояние (hstie, rstie) из двух скважин в стыковочной системе координат может быть известно, Поскольку это значение представляет вертикаль, Налево, и правильные положения забойного осевого магнита, регистрируемого относительно основного датчика каротажа. В соответствии с этим значением, Оператор может регулировать угол наклона торца инструмента основных каротажных или забойных наклонно-направленных управляющих участков, подлежащих регистрации, и продолжать бурение, чтобы приблизиться к противоположной скважине. После бурения на определенное расстояние, Повторите измерение, чтобы получить относительное расстояние между двумя скважинами. , а затем отрегулируйте угол наклона инструмента забойного регулирующего соединения, чтобы продолжить бурение до тех пор, пока стыковка не будет успешной.

4. Узел скважинного бурения при стыковке

Для проводной системы направления, скважинный BHA в основном состоит из бурового долота, винтовой двигатель с изогнутым корпусом, датчик давления бурового раствора, направленный зонд (с центраторами на обоих концах) и немагнитный сверлильный воротник, где направленный зонд установлен в немагнитном сверлильном воротнике внутри. На этапе строительства до того, как пилотное отверстие будет просверлено до стыковочной точки, основной каротаж сочетается с забойным буровым инструментом, подлежащим заготовке. После достижения стыковочного диапазона, заготовленная скважина должна быть отключена для замены узла скважинного бурового инструмента. В соответствии с фактической ситуацией, Существуют следующие комбинации:
(1) В процессе стыковки, основная каротажная скважина отвечает за продолжение бурения и завершение стыковки с каротажной скважиной. Каротажная скважина просто перемещается вперед и назад в исходной скважине в пределах диапазона стыковки для основной каротажной скважины для измерения данных магнитного поля, генерируемых ее забойным осевым магнитом., а затем каротажная скважина перемещается вперед и назад в исходной скважине в пределах диапазона стыковки. Лесозаготовительный скважинный узел заменен буровым долотом, осевой магнит (сабвуфер с магнитным), датчик давления грязи, направленный зонд и немагнитный сверлильный ошейник.
(2) В процессе стыковки, занесенная скважина отвечает за продолжение бурения и завершение стыковки с основной каротажной скважиной. Основная каротажная скважина измеряет только данные магнитного поля забойного осевого магнита каротажной скважины в пределах диапазона стыковки, а затем заменяется лесозаготовительной скважиной BHA. Для буровых долот, осевые магниты, винтовые двигатели с изогнутыми корпусами, датчики давления грязи, направленные датчики и немагнитные буровые ошейники.

5. Настройка параметров стыковки

Калибровка и определение параметров наклонно-направленного бурения является ключевой процедурой успеха наклонно-направленного бурения и важным этапом в построении наклонно-направленного бурения. Перед проведением однопроходного наклонно-направленного бурения, Точность датчика управления направлением, Азимутальный угол кривой пересечения, Гравитационное поле, Магнитное поле и включенный угол геомагнитного поля на строительной площадке должны быть измерены. Для азимутального угла пересечения участка, относятся к значениям угла между гравитационным полем, Магнитное поле и геомагнетизм, и определить погрешность измерения датчика рулевого управления, и использовать ошибку в качестве эталона при строительстве. Для методов измерения и калибровки вышеупомянутых связанных параметров, см. соответствующую литературу. В соответствии с изменениями магнитного поля, Гравитационное поле и включенный угол геомагнетизма, О внешнем вмешательстве можно судить, чтобы мы могли принять другие меры для устранения помех. Перед осуществлением стыковочного обхода, Вышеуказанные параметры также должны быть измерены и откалиброваны заранее, для обеспечения наибольшего соответствия траектории пилотного ствола на ранней стадии теоретической траектории бурения, рассчитанной на стыковку. Осевой магнит в каротажной скважине BHA является незаменимым буровым инструментом в стыковочной конструкции. Измерение и калибровка момента магнитного полюса, генерируемого осевым магнитом, и параметров, связанных с распределением магнитного поля вокруг него, является еще одной необходимой процедурой для обеспечения успешной стыковки. .
5.1 Измерение и калибровка магнитного дипольного момента осевого магнита
Для того, чтобы уменьшить погрешность измерений и приблизить данные измерений к фактической ситуации стыковки скважины, Ось рулевого щупа должна совпадать с горизонтальной осевой линией, проходящей через расчетную кривую, и не должно быть внешнего магнитного поля (в том числе высоковольтные кабели) В 10 м положения измерения. , Индуцированные магнитные поля, генерируемые кабелями связи, Другие металлические предметы, Др.). Во время измерения, Направленный зонд размещается на осевой линии расчетной кривой, и подключен к компьютеру около 10 м от него. Осевой магнит размещается рядом с рулевым щупом, и его ось держится параллельно осевому направлению рулевого щупа, А расстояние между ними равно 1 m, как показано на рисунке 4. Используйте компьютер для измерения и записи напряженности магнитного поля Bax осевого магнита., затем измените полярность осевого магнита на 180°, и измерить напряженность магнитного поля Bax (оборот) осевого магнита снова. Тогда момент магнитного полюса осевого магнита можно рассчитать по следующей формуле: М = (Бакс-Бакс (оборот))/2. Все вычисленные здесь значения M являются абсолютными значениями, а значения M во время стыковки являются положительными и отрицательными из-за различной ориентации магнитных полюсов фактических осевых магнитов скважины.
5.2 Измерение и калибровка составляющих магнитного поля вокруг осевых магнитов После завершения измерения магнитного дипольного момента осевых магнитов, Датчик управления направлением остается на месте, а узел сверлильного инструмента с осевым магнитом размещается на расстоянии 1 ~ На расстоянии 2 m, Держите оси параллельно друг другу, а затем измерьте точное вертикальное расстояние между ними. Во время измерения, Датчик управления направлением остается неподвижным, и узел бурового инструмента с осевым магнитом шаг за шагом продвигается вперед на расстояние 0.5 m каждый раз вдоль своей оси. Длина, Относительное положение между ними при измерении.
Каждый раз, когда сверлильный инструмент в сборе движется 0.5 m, Оборудование и персонал, используемые для перемещения, должны быть сохранены 10 м от точки измерения для уменьшения внешних помех. Компьютер, подключенный к датчику рулевого управления, измеряет данные один раз, и завершает процесс из точки A в точку N на рисунке 4. После того, как все замеры будут завершены, Измерение набора данных завершено. После выполнения набора данных измерений, В качестве известного начального условия используется вертикальное расстояние между стержнем рулевого щупа и узлом бурового инструмента, и диапазон значений соответствующих параметров является входным, и обработка данных выполняется для получения значения компонента распределения магнитного поля вокруг осевого магнита. , для использования в скважинной стыковке. С целью уменьшения погрешности измерения, несколько наборов данных могут быть измерены на месте, и среднее значение может быть взято.