Analysis of conditions for drilling a new direction of a well in solid rocks with a removable deflecting complex

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Relevance. Currently, in the practice of geological exploration, if the adjustments to well direction is required, the continuous action deflectors are mainly used. However, their application is fraught with certain difficulties. The time spent on lifting operations associated with the need to prepare the well for curvature, deflector descent, study of the curvature interval, etc. are significant and unproductive. The formed curvature of the well with intensity values from 1.5 degrees/m, even after working through the interval with special projectiles, leads to the risk of significant column bends and potential emergencies, especially when using a projectile with a removable core receiver, due to the impossibility of its use in wells with a curvature intensity of more than 0.1–0.3 degrees/m. The design features of the deflectors and orienting devices determine the difficulties with the correct setting and reliable fixing of the devices on the face, there are frequent cases of deviation of the curvature set plane from the design one. Taking into account the above, the development of a special technical tool that allows with high accuracy and moderate intensity of curvature making operational adjustments to the direction of wells without lifting the drilling column using the removable core receiver complex is an urgent and demanding task.

Aim. To assess the force effect on the rock-cutting tool during the formation of a new direction of the borehole by a removable deflecting complex; assess the influence of the side armament of the diamond tool on the trajectory of the drilled borehole; justify the optimal location of the armament on the periphery of the diamond rock-cutting tool.

Object. Mechanism of formation of a new well direction during milling its wall.

Methods. Collection, analysis and generalization of information about the operation of continuous action deflectors, analytical studies of force interaction in the bottomhole zone when forming a new direction of wells by milling its wall.

Results. The paper introduces the estimate of the time spent on unproductive technological operations when adjusting the direction of wells using continuous action deflectors and a removable deflecting complex. The authors have described the dependence of the formed deflecting force when using a removable deflecting complex on the physico-mechanical and geometric characteristics of the tool, properties of rocks. The paper introduces the dependence to determine the optimal angle of inclination of diamond-cutting stacks to compensate the disorienting force when milling the well wall with a diamond rock-cutting tool.

About the authors

Vyacheslav V. Neskoromnykh

Siberian Federal University

Email: sovair@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-8922-0779

Dr. Sc., Professor

Russian Federation, 79, Svobodny avenue, Krasnoyarsk, 660041

Igor A. Komarovsky

Siberian Federal University

Email: igorkomarovskij702@gmail.com

Postgraduate Student

Russian Federation, 79, Svobodny avenue, Krasnoyarsk, 660041

Dmitry V. Lysakov

Siberian Federal University

Email: Lysackovd@yandex.ru

Postgraduate Student

Russian Federation, 79, Svobodny avenue, Krasnoyarsk, 660041

Anton E. Golovchenko

Siberian Federal University

Author for correspondence.
Email: antong77@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7069-6483

Cand. Sc., Associate Professor

Russian Federation, 79, Svobodny avenue, Krasnoyarsk, 660041

Marina S. Popova

Yugra State University

Email: alleniram83@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1462-8339

Cand. Sc., Associate Professor

Russian Federation, 16, Chekhov street, Khanty-Mansiysk, 628012

Liu Baochang

Jilin University

Email: liubc@jlu.edu.cn
ORCID iD: 0000-0002-0185-3684

Professor

China, 938, Ximinzhu street, Changchun, 130061

References

  1. Che D., Zhu W.-L., Ehmann K.F. Chipping and crushing mechanisms in orthogonal rock cutting. International Journal of Mechanical Sciences, 2016, no. 119, pp. 224–236.
  2. Wang X., Wang Z., Wang D., Chai L. A novel method for measuring and analyzing the interaction between drill bit and rock. Measurement, 2018, no. 121, pp. 344–354.
  3. Zhabin A.B., Polyakov А.V., Averin E.A., Linnik Y.N., Linnik V.Y. Estimation of abrasiveness impact on the parameters of rock-cutting equipment. Journal of Mining institute, 2019, vol. 240, рр. 621–627.
  4. Weiliang Wang, Yanfeng Geng, Ning Wang, Xiaojiao Pu, Joice de Oliveira Fiaux. Toolface control method for a dynamic point-the-bit rotary steerable drilling system. Energies, 2019, no. 12, pp. 1–20.
  5. Tianshou Ma, Ping Chen, Jian Zhao. Overview on vertical and directional drilling technologies for the exploration and exploitation of deep petroleum resources. Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources, 2016, vol. 2, no. 4, pp. 365–395.
  6. Bashir B., Piaskowy M., Alusta G. Overview on directional drilling wells. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 2021, vol. 16, no. 22, pp. 2305–2316.
  7. Petenev P.G. Research and improvement of the layout of the drill string to improve the efficiency of drilling exploration wells. Cand. Diss. Tomsk, 2016. 179 p. (In Russ.)
  8. Sulakshin S.S., Krivosheev V.V., Ryazanov V.I. Guidelines for directional drilling of exploration wells. Moscow, Nedra Publ., 1978. 186 p. (In Russ.)
  9. Morozov Yu.T., Mochulovskiy A.M. Mechanism of artificial curvature of wells by sliding deflectors of continuous action. Zapiski Gornogo Instituta, 2017, vol. 170, no. 1, pp. 33–36. (In Russ.)
  10. Elovykh, P.F. Improvement of drilling of new directions in an open borehole from an artificial face. Cand. Diss. Moscow, 2021. 146 p. (In Russ.)
  11. Peng G., Chuanmin Z., Yiqing Y., Yinyue W. Evaluation and prediction of drilling wear based on machine vision. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2021, vol. 114 (11), pp. 2055–2074.
  12. Wang M., Li X., Wang G., Huang W., Fan Y., Luo W., Zhang J., Shi X. Prediction model of build rate of push-the-bit rotary steerable system. Mathematical problems in engineering, 2020, vol. 2020, pp. 1–9.
  13. Jeong M.-J., Lee S.-W., Jang W.-K., Kim H.-J., Seo Y.-H., Kim B.-H. Prediction of Drill Bit Breakage Using an Infrared Sensor. Sensors, 2021, vol. 21, pp. 1–13.
  14. Vasil'ev S.I., Miloserdov E.E., Trjapichkin M.A. Technological techniques for drilling additional directions from artificial faces in unsettled boreholes. Russian Mining Industry, 2016, vol. 128, no. 4, pp. 73–76.
  15. Morenov V., Leusheva E. Development of drilling mud solution for drilling in hard rocks. International journal of engineering, transactions А: basics. Materials and Energy Research Center, 2017, vol. 30, no. 4, pp. 620–626.
  16. Epikhin A., Zhironkin V. Method for determining the loads on the deflection module of the push-the-bit rotary steerable system. IOP Conference Series Earth and Environmental Science, 2021, no. 1, pp. 1–7.
  17. Neskoromnykh V.V., Lysacov D.V. Development of technologies and tools for drilling additional wells from artificial bottom-hole with whipstock of continuous action in hard and very hard rocks. Proceedings of higher educational establishments. Geology and Exploration, 2020, no. 2, рр. 86–94. (In Russ.)
  18. Neskoromnyh V.V., Komarovskiy I.A. Device for directional drilling of wells. Patent RF, no. 2714998, 2020. (In Russ.)
  19. Neskoromnyh V.V., Petenev P.G., Lysakov D.V., Popova M.S., Golovchenko A.E., Baochang Liu. Development of diamond drilling bit for directional drilling. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Аssets Engineering, 2022, vol. 333, no. 5, pp. 116–125. (In Russ.)
  20. Neskoromnyh V.V., Golovchenko A.E., Lysakov D.V. Diamond drill bit. Patent RF, no. 198234, 2020. (In Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».