Обзор технологий оценки, контроля и применения вибраций и ударных воздействий бурильной колонны при строительстве нефтяных и газовых скважин

Вибрации и ударные воздействия бурильной колонны (V&S) могут ограничивать оптимизацию эффективности бурения, создавая серьезные проблемы для оптимизации траектории, проектирования ствола скважины, увеличения срока службы бурового инструмента, повышения механической скорости проходки и интеллектуального бурения. Наклонно-направленные скважины и другие технологии бурения по специальным траекториям часто применяются в глубоководных условиях, при бурении глубоких скважин, твердых пород и хрупких сланцевых толщ. При бурении таких сложных скважин возрастают затраты, обусловленные V&S. На основе существующих теоретических представлений, лабораторных экспериментов и промысловых исследований обобщены и рассмотрены взаимосвязи между десятью видами V&S, включая их основные формы, частоты отклика и амплитуды. Систематически сопоставлены два метода оценки: теоретический и измерительный. Исследованы и рассмотрены типичные средства измерения вибраций. Технологии контроля V&S бурильной колонны подразделены на пассивные, активные и полуактивные. Сопоставлены ключевые методы и основное оборудование, относящиеся к трем типам контроля. На основе предшествующих разработок предложена программа управления V&S бурильной колонны. Рассмотрены технологии применения V&S бурильной колонны, включая повышение механической скорости проходки, управление траекторией ствола скважины, определение источника сейсмических сигналов в процессе бурения и снижение трения бурильной колонны. Сформулированы соответствующие положения и рекомендации по оценке, контролю и применению V&S бурильной колонны.