Κεφάλαιο 9ο Κεκλιμένες & Οριζόντιες Γεωτρήσεις (Μέρος 3...

1/18

Μάθημα: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΕΩΤΡΗΣΕΩΝΚεφάλαιο 9ο: ΚΕΚΛΙΜΕΝΕΣ & ΟΡΙΖΟΝΤΙΕΣ ΓΕΩΤΡΗΣΕΙΣ

(Μέρος 3ο: Εξοπλισμός – Όρυξη)

Σχολή Μηχ. Μεταλλείων – ΜεταλλουργώνΣχολή Μηχ. Μεταλλείων – ΜεταλλουργώνΤομέας ΜεταλλευτικήςΤομέας ΜεταλλευτικήςΚαθηγ.: Καθηγ.: Σ. ΣταματάκηΣ. Σταματάκη

Κεφάλαιο 9ο Κεφάλαιο 9ο

Κεκλιμένες & Οριζόντιες Κεκλιμένες & Οριζόντιες

ΓεωτρήσειςΓεωτρήσεις

(Μέρος 3(Μέρος 3οο: Εξοπλισμός – Όρυξη): Εξοπλισμός – Όρυξη)

2/18




Ζώνη ενδιαφέροντος

Μηχανολογικός εξοπλισμός – ΌρυξηΜηχανολογικός εξοπλισμός – Όρυξη

Φάσεις όρυξης οριζόντιων γεωτρήσεωνΦάσεις όρυξης οριζόντιων γεωτρήσεων

3/18




Α. Σφήνες (whipstocks) μόνιμης τοποθέτησης ή ανακτήσιμες

Β. Αντίβαρα σταθερής ή μεταβλητής κλίσης (bent-subs)

Γ. Αρθρωτά εργαλεία (knuckle-joint)

Δ. Ειδικά κοπτικά για την όρυξη μαλακών σχηματισμών με τη βοήθεια των κυκλοφορούντων ρευστών διάτρησης (jetting-bits)

Μηχανολογικός εξοπλισμόςΜηχανολογικός εξοπλισμός

1. Όργανα πρόσδωσης αρχικής παρέκκλισης (1. Όργανα πρόσδωσης αρχικής παρέκκλισης (kick-off point-kop)kick-off point-kop)

4/18





Προετοιμασία του αρχικού σημείου απόκλισης (kick-off point-kop)Προετοιμασία του αρχικού σημείου απόκλισης (kick-off point-kop)

5/18




Δημιουργία της αρχικής απόκλισηςΚατακόρυφη τομή στο kop, όπου αρχίζει η

απόκλιση της γεώτρησης


Προετοιμασία του αρχικού σημείου απόκλισης (kick-off point-kop)Προετοιμασία του αρχικού σημείου απόκλισης (kick-off point-kop)

6/18




Μετά το kop, η σταδιακή μεταβολή στον προσανατολισμό της γεώτρησης επιτυγχάνεται με:

Χρησιμοποίηση διαφόρων τύπων διατάξεων της κατώτερης συνδεσμολογίας της διατρητικής στήλης (Bottom-Hole-Assemblies - BHA), ανάλογα με ποιο τμήμα της γεώτρησης ορύσσεται

Αλλαγές στο βάρος επί του κοπτικού (Weight on Bit – WOB)

Χρήση ειδικών κοπτικών άκρων ανάλογα με τις επικρατούσες συνθήκες


2. Όργανα μετά την αρχική παρέκκλιση (2. Όργανα μετά την αρχική παρέκκλιση (kick-off point-kop)kick-off point-kop)

7/18




1. Όρυξη τμημάτων αύξησης της καμπυλότητας

2. Όρυξη εφαπτομενικών τμημάτων

3. Όρυξη τμημάτων μείωσης της καμπυλότητας

4. Όρυξη υπό σταθερό προσανατολισμό

Τύποι κατώτερης Τύποι κατώτερης συνδεσμολογίας διατρητικής συνδεσμολογίας διατρητικής

στήληςστήλης

1 2

34


8/18




Προσδίδουν στην κατώτερη συνδεσμολογία βάρος και ευκαμψία

Παρέχουν ρυθμό μεταβολής της γωνίας κλίσης έως 3º/ft


Αντίβαρα ειδικού τύπου (wigglies), μικρού μήκους με αρθρώσειςΑντίβαρα ειδικού τύπου (wigglies), μικρού μήκους με αρθρώσεις

9/18




Διάταξη κατώτερης

συνδεσμολογίας που φέρει ειδικά κατασκευασμένα

αντίβαρα (wigglies), σε συνδυασμό με

σταθεροποιητές που έχουν

εξωτερικά λεπίδες. Για την όρυξη του

ευθύγραμμου – εφαπτομενικού τμήματος της

γεώτρησης


Κατώτερη συνδεσμολογία με αντίβαρα ειδικού τύπου (wigglies)Κατώτερη συνδεσμολογία με αντίβαρα ειδικού τύπου (wigglies)

10/18




Διάταξη κατώτερης συνδεσμολογίας που φέρει σταθεροποιητές με δόντια στην εξωτερική τους επιφάνεια

Διάταξη κατώτερης συνδεσμολογίας που φέρει μεταξύ του κοπτικού άκρου και των ειδικών

αντιβάρων (wigglies) ένα μεγάλου μήκους λεπτό σωλήνα από χάλυβα ειδικής αντοχής


Κατώτερη συνδεσμολογία για την όρυξη ευθύγραμμων – εφαπτομενικών Κατώτερη συνδεσμολογία για την όρυξη ευθύγραμμων – εφαπτομενικών

τμημάτωντμημάτων

11/18





Σύστημα Eastman Whipstock για την όρυξη γεωτρήσεων μικρού τόξουΣύστημα Eastman Whipstock για την όρυξη γεωτρήσεων μικρού τόξου

12/18




Διάταξη κατώτερης συνδεσμολογίας που αποτελείται

από το κοπτικό άκρο, περικοπτήρα (διευρυντήρα) και αρθρωτό εργαλείο. Για την όρυξη του

τμήματος αύξησης της γωνίας κλίσης μιας κατευθυνόμενης

γεώτρησης


Κατώτερη συνδεσμολογία με αρθρωτό εργαλείοΚατώτερη συνδεσμολογία με αρθρωτό εργαλείο

13/18




♦ Στροφή 360ο στο οριζόντιο επίπεδο, με ταυτόχρονη μεταβολή στη γωνία κλίσης (από 0ο έως 2,5ο ή 3ο)

♦ Επιλογή της επιθυμητής γωνία κλίσης από την επιφάνεια, με τηλεχειρισμό (ως εκ τούτου και ο χαρακτηρισμός του ως remote controlled bent-sub)


Σύστημα TelepiloteΣύστημα Telepilote

Σύστημα Telepilote ≡≡ Τηλεχειριζόμενο αντίβαρο υπό

κλίση

Επιτυγχάνει:

14/18




ΧάλυβαςGrade Ε

Αλουμίνιο

Εξωτ. διάμετρος στελέχουςΕσωτ. διάμετρος στελέχουςΕξωτ. διάμετρος συνδέσμου Βάρος/ft (lb) στον αέρα σε λάσπη με ε.β. 10 lb/gal σε λάσπη με ε.β. 12 lb/gal σε λάσπη με ε.β. 14 lb/gal Όριο εφελκυσμού (103 lb)Όριο στρέψης (103 ft lb)Όριο διάρρηξης (103 psi)Όριο αστοχίας (103 psi)Μέτρο ελαστικότητας (106 psi)

5.004.287.00

,,

21.4018.1017.5016.80

396.00

41.0013.008.10

30.00

5.154.107.00

13.208.497.566.62

442.00

44.0011.409.50

10.60

Συνδυασμός στελεχών από χάλυβα και αλουμίνιο (σύνθετη διατρητική στήλη)

Κινητήρες πυθμένα

Υδραυλικά αντίβαρα


Διατρητικά στελέχη από αλουμίνιοΔιατρητικά στελέχη από αλουμίνιο

Προσδίδουν στην κατώτερη συνδεσμολογία ευκαμψία και ελαστικότητα

Μειώνουν το βάρος της διατρητικής στήλης μείωση των δυνάμεων τριβής

15/18





Ενιαίο σύστημα οδήγησης στην κορυφή του γεωτρυπάνου Ενιαίο σύστημα οδήγησης στην κορυφή του γεωτρυπάνου

(Top Drive System)(Top Drive System)

16/18




Πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο (βάρος επί του κοπτικού, ταχύτητα περιστροφής, ταχύτητα διάτρησης, πίεση και θερμοκρασία εντός και εκτός των διατρητικών στελεχών)

Μετρήσεις της πορείας της γεώτρησης (directional surveys) και του προσανατολισμού των οργάνων πρόσδωσης παρέκκλισης (toolface angles)


Συστήματα εκτέλεσης μετρήσεων κατά τη διάτρηση Συστήματα εκτέλεσης μετρήσεων κατά τη διάτρηση

(Measurements-While-Drilling - MWD)(Measurements-While-Drilling - MWD)

17/18




Κοπτικό άκρο - Κινητήρας πυθμένα - Όργανα MWD - Σταθεροποιητές

Στόχος:Αποφυγή ανέλκυσης της διατρητικής στήλης στην επιφάνεια κάθε φορά που απαιτείται αλλαγή του προσανατολισμού της τροχιάς της γεώτρησης

Οδήγηση του κοπτικού:

Αλλαγή πορείας

Κινητήρας πυθμένα

Διατήρηση σταθερής πορείας

Περιστροφική τράπεζα + Κινητήρας πυθμένα


Συστήματα οδήγησης κοπτικού (Συστήματα οδήγησης κοπτικού (Steerable drilling systemsSteerable drilling systems))

18/18




Συνδυασμός συστημάτων MWD και LWD

Γεωπροσανατολισμός:

Εκτέλεση μετρήσεων που συμβάλλουν στον προσανατολισμό της πορείας της γεώτρησης σε πραγματικό χρόνο, καταγραφή των πληροφοριών που αφορούν στα γεωλογικά χαρακτηριστικά του υπεδάφους και στις φυσικές ιδιότητες των πετρωμάτων και ορθολογική συσχέτισή τους με τη χρήση της πληροφορικής


Συστήματα οδήγησης κοπτικού (Συστήματα οδήγησης κοπτικού (Steerable drilling systemsSteerable drilling systems))

Κεφάλαιο 9ο Κεκλιμένες & Οριζόντιες Γεωτρήσεις (Μέρος 3...

Documents

Transcript of Κεφάλαιο 9ο Κεκλιμένες & Οριζόντιες Γεωτρήσεις (Μέρος 3...