Вертикальность скважины


Кольская сверхглубокаяКольская сверхглубокая пробурена созданными в институте турбобурами типа А7Н4С. Это тихоходный и высокомоментный забойный двигатель.

В тихоходности его достоинство, он обеспечивает близкий к оптимальному режим бурения и тем самым увеличивает проходку за рейс.

Когда только начиналась Кольская сверхглубокая, высказывались мнения о непригодности турбинного способа бурения на глубинах более 5-6 километров.

Но вот пройден 7-километровый рубеж, и пройден он турбобуром. Вращается турбобур потоком промывочной жидкости, приходящим сверху, а вся колонна неподвижна.

Именно это обстоятельство сделало возможным вести бурение на таких глубинах с помощью не стальных, а разработанных в свое время в нашем же институте бурильных труб из алюминиевых сплавов.

Погонный метр такой трубы весит 16 килограммов, а стальной — в 2,4 раза больше. Поэтому 7-километровая колонна труб из алюминиевых сплавов весит 100 тонн, а стальная — 240 тонн. Эта выгодная разница в весе позволила бурить скважину стандартной буровой установкой.

Кроме того, легкая колонна меньше изнашивает обсадные трубы, ее можно быстрее поднимать, да и бригаде работать с ней легче. На такой глубине легкосплавные трубы применены впервые.

При бурении глубоких скважин одно из обязательных и довольно трудных требований — соблюдение вертикальности скважины. Косо расположенные пласты горных пород незаметно уводят бур в сторону, и скважина искривляется.

А это сразу же дает массу неприятных последствий: изнашиваются бурильные, обсадные трубы и стенки открытого ствола; при подъеме из скважины бурильная колонна из-за сил трения становится намного «тяжелей» и т. д.

Вертикальность Кольской скважиныПроект СГ-3 предусматривал: каждый километр скважины может отклониться в сторону не более чем на один градус.

И это в таких горных условиях, когда рядом пробуренные поисковые скважины уже на глубине 1-1,5 километра давали крен на 20-30 градусов!

Жесткость проектного запрета можно понять: сверхглубокой предстоит пройти 15 километров!

До 2100 метров ствол скважины удерживали в вертикальном положении с помощью жестких забойных компоновок (особых колец, надетых на турбобур и упирающихся в стенки ствола).

Но ниже на стенках скважины стали появляться каверны, и компоновки оказались бессильными против искривления ствола.

Применили турбинный отклонитель. Он работает под надзором телеметрической системы, моментально улавливает намечающуюся кривизну и выводит скважину на прямую, то есть вертикальную, дорогу.

Но вот забой достиг 5 километров. Мастера пытаются поворотом колонны установить турбинный отклонитель в соответствии с показаниями телеметрии «против кривизны», но колонна скручивается в верхней части и неподвижна в нижней.

Повернет мастер колонну посильнее — вся многокилометровая пружина раскручивается, а отклонитель проскакивает нужное положение. Слишком большая длина колонны оказалась непреодолимым препятствием для такой технологии борьбы с естественным искривлением сверхглубокой.

Снова поиск. Решили применить забойную компоновку с усиленным маятниковым эффектом. Под турбобуром установили тяжелую, заполненную свинцом трубу, которая под действием силы тяжести выводит его на вертикальную прямую.

Сейчас в институте разрабатывается автоматический выпрямитель скважины — принципиально новый тип забойной компоновки для борьбы с кривизной.