เครื่องมือเจาะทิศทางแบบดั้งเดิม

ประเด็นสำคัญสามประการที่ต้องพิจารณาในการควบคุมทิศทางการเจาะหลุม:

① ออกแบบชุดอุปกรณ์ปลายหลุม (BHA) อย่างเหมาะสมเพื่อควบคุมอัตราการเปลี่ยนแปลงของมุมเบี่ยงเบนของหลุม

② ออกแบบหรือเลือกใช้อุปกรณ์ใต้ดินที่มีโครงสร้างพิเศษอย่างเหมาะสม เพื่อควบคุมอัตราการเปลี่ยนแปลงของมุมอะซิมุธของหลุมเจาะ

③ เลือกและควบคุมน้ำหนักที่กดลงบนหัวเจาะ (WOB) อย่างเหมาะสม เพื่อควบคุมอัตราการเจาะในแนวดิ่งของหัวเจาะและขนาดของแรงที่เกิดขึ้นกับชั้นหิน ซึ่งจะช่วยให้สามารถควบคุมความโค้งของหลุมเจาะได้

เครื่องมือเจาะแบบกำหนดทิศทางทั่วไปส่วนใหญ่ประกอบด้วย อุปกรณ์กำหนดทิศทาง, ปลอกเจาะที่ไม่ใช้แม่เหล็ก (NMDC), ท่อเจาะน้ำหนักมาก (HWDP), อุปกรณ์รักษาเสถียรภาพ, อุปกรณ์เช็ดทำความสะอาดร่องลิ่ม เป็นต้น

I. การกำหนดทิศทางย่อย

1. ประเภท

หัวเจาะตรงแบบกำหนดทิศทาง: ใช้สำหรับการเจาะแบบกำหนดทิศทางด้วยดอกสว่านแบบโพรงก้าวหน้า (PCD) ที่มีตัวเรือนโค้งงอ

ข้อต่อแบบงอตามทิศทาง: ใช้สำหรับการเจาะตามทิศทางด้วยดอกสว่านแบบโพรงต่อเนื่อง (PCD) ที่มีตัวเรือนตรง

2. โครงสร้างพื้นฐาน

1) ซับวูฟเฟอร์แบบตรงทิศทาง

ส่วนประกอบ: ตัวเรือน 4, ปลอกปรับศูนย์กลาง 1, กุญแจกำหนดทิศทาง 3, สกรูยึด 2

2) ซับวูฟเฟอร์แบบโค้งทิศทาง

ส่วนประกอบ: ตัวเรือน 4, ปลอกปรับศูนย์กลาง 1, กุญแจกำหนดทิศทาง 3, สกรูยึด 2 เมื่อเปรียบเทียบกับชิ้นส่วนตรงแบบกำหนดทิศทางแล้ว จะมีมุมโค้งงอของโครงสร้าง λ และสูตรการคำนวณคือ: λ = 57.3 × (a – b) / d

II. ปลอกดอกสว่านแบบไม่ใช้แม่เหล็ก (NMDC)

1. ฟังก์ชัน

ป้องกันเครื่องมือวัดสนามแม่เหล็กด้วยวัสดุป้องกัน เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการวัด

ทำหน้าที่เหมือนปลอกดอกสว่านทั่วไป

2. วัสดุที่ใช้ทำปลอกดอกสว่านแบบไม่ใช้แม่เหล็ก

โดยหลักๆ แล้วได้แก่ โลหะผสมโมเนล (ประกอบด้วยทองแดง นิกเกล โครเมียม ฯลฯ) โลหะผสมโครเมียม-นิกเกล โลหะผสมออสเทนิติกที่ใช้โครเมียม-แมงกานีสเป็นพื้นฐาน โลหะผสมเบริลเลียม-ทองแดง เหล็กกล้าไร้แม่เหล็ก SMFI และเหล็กกล้าแมงกานีส-โครเมียม-นิกเกลที่ผลิตในประเทศ

3. การเลือกความยาวปลอกดอกสว่านที่ไม่ใช่แม่เหล็ก

โปรดดู “แผนที่ความเข้มสนามแม่เหล็กโลกแนวนอน” การเลือกความยาวของปลอกเจาะที่ไม่เป็นแม่เหล็กอย่างเหมาะสมจะช่วยให้สามารถวัดทิศทางแม่เหล็กในส่วนที่เปิดอยู่ได้อย่างแม่นยำ ยิ่งบริเวณนั้นมีความเข้มสนามแม่เหล็กสูงเท่าใด ก็ยิ่งต้องใช้ปลอกเจาะที่ไม่เป็นแม่เหล็กที่ยาวขึ้นเท่านั้น

4. การตรวจสอบและการใช้งานปลอกดอกสว่านแบบไม่ใช้แม่เหล็ก

1) ความตรงของพื้นผิวทรงกระบอกด้านนอกของปลอกดอกสว่านที่ไม่ใช่แม่เหล็กต้องไม่เกิน 2 มม./ม. และความตรงตลอดความยาวทั้งหมดต้องไม่เกิน 5 มม./ม.

2)รอยขีดข่วนบนพื้นผิวตัวท่อของปลอกเจาะที่ไม่ใช่แม่เหล็กต้องไม่เกินขีดจำกัดรอยขีดข่วนที่อนุญาตตามที่ระบุไว้

3)พื้นผิวเกลียวต้องเรียบเนียน ปราศจากรอยไม่สม่ำเสมอ รอยแตก รอยร้าว หรือความเสียหายอื่นใดที่ยอมรับได้

4)แรงบิดในการประกอบเกลียวของปลอกดอกสว่านที่ไม่ใช่แม่เหล็กจะต้องมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับแรงบิดการหมุนขั้นต่ำที่กำหนดไว้

5)จะต้องตรวจสอบค่าการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์และความสม่ำเสมอของสนามแม่เหล็กของปลอกเจาะที่ไม่ใช่แม่เหล็กปีละครั้ง และผลการตรวจสอบต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานปลอกเจาะที่ไม่ใช่แม่เหล็ก (SY5145-86)

III. ท่อเจาะน้ำหนักมาก (HWDP)

ชิ้นส่วนนี้ใช้ติดตั้งที่ส่วนล่างของชุดอุปกรณ์เจาะ (BHA) เพื่อทดแทนปลอกเจาะสำหรับเพิ่มแรงดัน ในการเจาะแบบกำหนดทิศทางด้วยเครื่องมือบังคับทิศทาง ชิ้นส่วนนี้ช่วยลดพื้นที่สัมผัสกับผนังหลุมเจาะ ลดแรงเสียดทาน ช่วยให้การเลื่อนตัวง่ายขึ้น เพิ่มความปลอดภัยในหลุมเจาะ และเอื้อต่อการควบคุมพารามิเตอร์ของหลุมเจาะแบบกำหนดทิศทาง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นส่วนเชื่อมต่อระหว่างปลอกเจาะและท่อเจาะเพื่อลดการเปลี่ยนแปลงความแข็งอีกด้วย

IV. สารกันสั่น

1.การประยุกต์ใช้อุปกรณ์รักษาเสถียรภาพในการเจาะแบบกำหนดทิศทาง

ในชุดอุปกรณ์เจาะหลุมแบบเพิ่มแรงดัน (build-up BHA) และชุดอุปกรณ์เจาะหลุมแบบลดแรงดัน (drop-off BHA) ตัวกันสั่นทำหน้าที่เป็นจุดหมุน โดยการปรับตำแหน่งของตัวกันสั่นในชุดอุปกรณ์เจาะหลุมด้านล่าง จะสามารถเปลี่ยนแปลงสภาวะความเค้นของชุดอุปกรณ์เจาะหลุมด้านล่างเพื่อควบคุมวิถีการเจาะหลุมได้

2.เพิ่มความแข็งแกร่งของส่วนล่างของชุดหัวเจาะ (BHA) เพื่อรักษาเสถียรภาพของการเบี่ยงเบนและทิศทางของหลุมเจาะ ในชุดหัวเจาะแบบรักษาองศา (hold-angle BHA) ความแข็งแกร่งของส่วนล่างของชุดหัวเจาะจะเพิ่มขึ้นโดยการลดระยะห่างระหว่างหัวเจาะกับตัวรักษาเสถียรภาพ และระหว่างตัวรักษาเสถียรภาพด้วยกัน เพื่อจำกัดการเสียรูปจากการบีบอัดของส่วนล่างของชุดหัวเจาะ และเพื่อให้ได้ผลในการรักษาการเบี่ยงเบน

3.ปรับแต่งหลุมเจาะเพื่อให้การเปลี่ยนแปลงความโค้งของหลุมเจาะเป็นไปอย่างนุ่มนวลและราบรื่น ซึ่งจะช่วยลดการเกิดภาวะแทรกซ้อนในหลุมเจาะ

หมายเหตุ! ขณะติดตั้งและดึงอุปกรณ์กันสั่นออกจากบ่อ ให้วัดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของอุปกรณ์กันสั่นอย่างระมัดระวัง ตรวจสอบสภาพการสึกหรอและตำแหน่งการติดตั้งในชุดอุปกรณ์เจาะ (BHA) การสึกหรอของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของอุปกรณ์กันสั่นต้องไม่เกิน 2 มม.

ประเภทของสารกันการเสื่อมสภาพ:

ตัวกันโคลงแบบสมมาตรซี่โครงตรง ตัวกันโคลงทรงกลมห้าแฉก (สามแฉก)

ตัวกันสั่นแบบเกลียวห้าแฉก (สามแฉก)ปลอกกันสั่นแบบถอดเปลี่ยนได้

ตัวกันโคลงแบบเยื้องศูนย์สามแฉกตัวกันสั่นแบบถอดเปลี่ยนได้

วี. ที่ปัดน้ำฝนแบบกุญแจ

รูปทรงเรขาคณิตของตัวปัดร่องลิ่มคล้ายกับตัวกันสั่นแบบเกลียว ขนาดโดยรวมเล็กกว่าตัวกันสั่น แต่ใหญ่กว่าปลอกสว่าน แตกต่างจากตัวกันสั่นแบบเกลียวตรงที่ไหล่เอียงด้านบนและด้านล่างของตัวปัดร่องลิ่มนั้นเชื่อมด้วยอิเล็กโทรดโลหะผสมแข็งเป็นรูปทรงกรวย ซึ่งมีหน้าที่ในการตัด ขยาย และปัดร่องลิ่ม

ตำแหน่งของตัวปัดทำความสะอาดร่องลิ่มในสายเจาะมีดังนี้:

1. BHA เชี่ยวชาญด้านการทำความสะอาดที่นั่งกุญแจ

การกำหนดค่า BHA สำหรับการทำความสะอาดที่นั่งกุญแจทั่วไป: ดอกสว่าน + ปลอกดอกสว่านขนาดเล็ก (50～60 ม.) + ที่ปัดน้ำฝนแบบร่องกุญแจ + กระบอกเจาะ + ท่อเจาะน้ำหนักมาก (HWDP)

สำหรับการเช็ดทำความสะอาดร่องลิ่มที่ยาวขึ้น สามารถใช้ชุดอุปกรณ์เจาะ (BHA) ต่อไปนี้ได้: ดอกเจาะ + ปลอกเจาะขนาดเล็ก 1 ชุด + อุปกรณ์เช็ดทำความสะอาดร่องลิ่ม + ปลอกเจาะขนาดเล็ก 1 ชุด + ข้อต่อแบบยืดหยุ่น + กระบอกเจาะ + ท่อเจาะน้ำหนักมาก (HWDP)

เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของปลอกเจาะขนาดเล็กในสายเจาะจะต้องมีขนาดเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของข้อต่อท่อเจาะที่ใช้ระหว่างการเจาะ เมื่อทำการเจาะสายเจาะไปจนถึงระดับประมาณ 100 เมตรเหนือจุดยึดลิ่ม ให้ควบคุมความเร็วในการเจาะ เมื่อพบแรงต้าน ให้เริ่มทำการคว้านรูและควบคุมแรงกดบนสายเจาะ (WOB) อย่างเคร่งครัด (โดยทั่วไปต้องน้อยกว่า 49 กิโลนิวตัน)

2. การเช็ดร่องลิ่มขณะเจาะ

ในการเจาะแบบกำหนดทิศทาง เริ่มจากส่วนการสร้างร่องลิ่ม มักใช้ตัวปัดร่องลิ่มในชุดอุปกรณ์เจาะใต้ดิน (BHA) โดยขึ้นอยู่กับความโค้งของหลุมเจาะและลักษณะทางธรณีวิทยาของชั้นหิน ตัวปัดร่องลิ่มจะถูกใช้สำหรับการขยายรูซ้ำในส่วนที่มีลักษณะโค้งงอคล้ายขาหมา ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดร่องลิ่ม เพื่อป้องกันการเกิดร่องลิ่ม

VI. วาล์วลูกลอย

หน้าที่หลักของมันคือป้องกันการไหลย้อนกลับของของเหลวในการเจาะ (ซึ่งอาจทำให้เครื่องมือวัดใต้ดินเสียหายได้) และป้องกันไม่ให้หัวฉีดของดอกสว่านอุดตัน

VII. โรงเก็บเครื่องบินย่อย

เครื่องมือวัดขณะเจาะ (MWD) ถูกติดตั้งอยู่ภายในอุปกรณ์นี้ ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมการวัดที่ปลอดภัยและมั่นคงสำหรับเครื่องมือ MWD

บนผนังด้านนอกของตัวยึดท่อจะมีเส้นบอกระดับด้านสูง ซึ่งใช้สำหรับสอบเทียบด้านสูงของเครื่องเจาะโพรงแบบก้าวหน้า (PCD) และวัดค่าชดเชยระหว่าง MWD กับ PCD ผนังด้านในของตัวยึดท่อจะมีร่องสำหรับเสียบกุญแจยื่นออกมา ซึ่งใช้สำหรับตั้งค่า MWD เมื่อไม่ได้ใช้งาน MWD ต้องระมัดระวังโดยการถอดตัวยึดท่อออกก่อนเพื่อป้องกันไม่ให้กุญแจถูกชะล้างไปเนื่องจากอัตราการไหลที่มากเกินไป (ซึ่งอาจทำให้เกิดอุบัติเหตุในหลุมเจาะได้)

VIII. โถ

หน้าที่หลักของมันคือการรักษาสมดุลในการทำงานของหัวเจาะและชุดเจาะ และช่วยปลดท่อที่ติดอยู่เมื่อเกิดปัญหาท่อติด

IX. ข้อต่อแบบยืดหยุ่น

หน้าที่หลักของมันคือการปกป้องกระบอกตวงและเพิ่มความยืดหยุ่นของชุดเจาะระหว่างการกระแทก