Компоновка

Конструкция и особенности

Наземное оборудование
Сборка КНБК и спуск в скважину осуществляется с помощью стандартного подъемника КРС типа А50/УПА60. Для противофонтанной безопасности используется обычное противовыбросовое оборудование, предусмотренное для данного типа скважин согласно ПБ в НГП.

Для циркуляции бурового раствора используется стандартный вертлюг, соединенный с насосным агрегатом гибкой или жесткой линией высокого давления (определяется совместно с подрядчиком КРС при планировании работы).

Емкостной блок мобильного исполнения предусматривает постоянное хранение бурового раствора в объеме, достаточном для проходки канала. Устанавливаются дополнительные емкости для хранения резервного объема бурового раствора в соответствии с требованиями безопасности ПБ в НГП.

Система приготовления бурового раствора представлена горизонтальным шламовым насосом и гидроворонкой (гидроэжектором) для упрощения работы с химреагентами полимерной группы (ксантановые смолы, крахмалы). Мобильный емкостной парк оборудован перемешивателями.

Привязка компоновки по глубине и ориентация по азимуту осуществляется подрядчиками с помощью стандартного геофизического оборудования. Спуск оборудования – на стандартном или жестком геофизическом кабеле, в зависимости от конфигурации траектории скважины.

Насосная установка представлена триплексным насосом с электроприводом СИН46.03. Позволяет регулировать подачу жидкости в широких пределах.

Диаметр плунжеров, мм 45 55 65 75 100
Давление максимальное, МПа 40 23 16 12 7
Макс. подача, м3 11 16,5 23 30,6 54,4
Передаточное отношение редуктора 5
Габаритные размеры (max), мм 2680х 1930х 1270
Масса, кг 2600

Подземная часть оборудования

Модернизированная конструкция бурильной компоновки «Перфобур» выполнена в модульном исполнении для удобства сборки на устье скважины. Основными элементами являются: труба-толкатель, соединенная сверху с переливным клапаном, а внизу с направляющим переходником, связанным посредством гидротолкателя – демпфера-осциллятора и гибкой компоновкой труб с винтовым двигателем, шпинделем и долотом (фрезой) диаметром 58 (60) мм. Снизу к трубному корпусу подсоединен клин-отклонитель и якорный модуль с ориентирующей воронкой.

Применение модульного Перфобура позволяет вскрывать продуктивный пласт без проведения подготовительных операций включающих в себя: удаление части обсадной колонны, создание цементного моста и разбуривание в нем вспомогательного канала, что также способствует повышению экономической эффективности от применения данного метода, а система извлекаемых клиньев-отклонителей, позволят значительно сократить время, требуемое на много сетевое строительство разветвленных каналов.

Модульный вариант конструкции Перфобура позволяет компоновать нижний модуль в виде технической системы регламентировано ориентированных, многочисленных клиньев отклонителей, размещенных последовательно, даже в горизонтальных стволах скважин, с возможностью ступенчатого извлечения и обратной установки, в том числе с корректирующей их ориентацией. Что позволяет создавать скелетоподобные, разветвленные, с прогнозированно ориентированной траекторией каналы как в открытых (карбонатных) так и в обсаженных скважинах при вторичном вскрытии продуктивных коллекторах нефтяных и газоконденсатных месторождений.

Над ВЗД находятся модуль автономного инклинометра и специальный переводник для дозирования подачи бурового раствора на входе ВЗД. Спуск в скважину компоновки осуществляется на НКТ, ГНКТ или бурильных трубах.

Долота и фрезы

Конструкция долота имеет сходство с конструкцией фрезерных долот. Фрезерные долота обладают рядом преимуществ, например, хорошая сопротивляемость, износ по диаметру при требуемом армировании боковой поверхности, большая устойчивость, прочность. В предложенной конструкции долота роль породоразрушающих элементов выполняют твердосплавные резцы, установленные на лопастях. Промывочным устройством служат четыре отверстия в корпусе долота.

В предложенной конструкции долота лопасти крепятся к корпусу по две одинаковых симметрично друг к другу относительно оси вращения. Это позволяет свести дисбаланс практически к нулю. Расположение резцов на симметричных лопастях дублируется. А общая расстановка резцов создает необходимое перекрытие

  • Долота Перфобур

При конструировании долота для «Перфобура», упор делался на усиленное вооружение торцевой и калибрующей частей для обеспечения большей проходки. При работе на испытательном стенде были опробованы несколько десятков конструкций долот.

Винтовой забойный двигатель и шпиндельная секция

В системе «Перфобур» используется отечественный винтовой забойный двигатель диаметром корпуса 43 мм.

Двигатель состоит из двух основных узлов: секции двигательной и секции шпинделя-отклонителя, которые соединяются между собой с помощью метрических резьб. В верхней секции Перфобура находится переливной клапан.

Все используемые секции ВЗД проходят стендовые испытания на испытательном стенде.

При подборе винтового забойного двигателя учитывалась обобщенная схема действующих сил и моментов в силовой секции малогабаритных ВЗД:

Для передачи крутящего момента от силовой секции винтового забойного двигателя на долото, а также для восприятия осевой и радиальных нагрузок от веса КНБК, и гидравлических сил - от перепада давлений в узлах технической системы, возникающих в процессе бурения, применяется шпиндельная секция. В процессе проектирования КНБК, именно к этой части силовой установки перфорационного комплекса уделяется наибольшее внимание, так как от качества исполнения шпиндельной секции, её функциональности, зависит эффективность процесса бурения.

В современных конструкциях серийных винтовых забойных двигателях, как правило, применяют торсионные системы, изготовленные с применением титановых сплавов. В этом технологическом решении помимо большого количества положительных сторон, присутствует и ряд отрицательных, к которым относятся: малый угол перекоса, увеличение линейных габаритов КНБК, что ведет к большому радиусу кривизны.

Якорная система

Наиболее оптимальным решением для якорения установочной компоновки «Перфобура» является использование профильного перекрывателя. Расчеты показали, что по сравнению с гидравлическими и механическими якорями, этот тип оборудования более дешев в эксплуатации, и позволяет обеспечить более качественное и надежное якорение за счет увеличенной площади соприкосновения перекрывателя с обсадной колонной.

Последняя модификация якорной системы представляет собой сварную металлическую конструкцию, основным элементом которой служит профильная труба (перекрыватель). К верхней и нижней части профильной трубы прикрепляются специальные втулки.

Нижняя втулка заканчивается башмаком, который зафиксирован четыремя срезными штифтами, а герметичность обеспечивается несколькими уплотнительными кольцами. К верхней втулке якоря присоединена воронка с пазом, играющая роль ориентирующего устройства во время каждого спуска КНБК на бурение и фрезеровку. При движении КНБК вниз, компоновка разворачивается в нужном направлении и надежно фиксируется.

Для присоединения якорной системы к колонне НКТ во время спуска в скважину, применяется специально разработанный мундштук. Для отсоединения от якорной системы после ее активации, используются срезные штифты, срезаемые при натяжении активированной системы.

Схема размещения элементов якорного устройства приведен на схеме:

Элементы КНБК системы «Перфобур»

Автономная инклинометрическая система

Поскольку небольшие диаметры гидравлического канала не позволяют применить классическую систему телеметрии с передачей информации онлайн, в текущей версии системы «Перфобур» применена автономная инклинометрическая система. Инклинометр представляет собой узел длиной 670мм, расположенный над винтовым забойным двигателем.

Автономная инклинометрическая система имеет следующие характеристики:
Объем памяти 130900 точек
Время полного заполнения памяти при интервале 1 сек 36 часов
Диапазон измерения зенитного угла 0 - 1800
Погрешность измерения зенитного угла ±12 минут
Диапазон измерения азимута 0 - 3600
Погрешность измерения азимута в диапазоне зенитных углов:  
от 10 до 30 и от 1770 до 1790 ±50
от 30 до 60 и от 1740 до 1770 ±20
от 60 до 1740  ±10
Диапазон измерения температуры от  -10 до 1200С
Погрешность измерения температуры ±20С
Напряжение питания электронного блока, В от 6 до 12
Диаметр прибора, мм 26
Длина прибора (электронный блок + батарейный отсек), мм 300+200
Вес скважинного прибора, кг не более 3
Диапазон окружающей температуры от -10 до 1200С
Максимальное рабочее давление 50 МПа