Способ бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к горному делу и строительству, в частности к бурению скважин. Цель - повышение эффективности бурения путем ускорения процесса удаления продуктов разрушения. При осуществлении способа бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин расширяют пионерную скважину расширителем (Р) 1 и удаляют продукты разрушения шнековым буровым ставом (ШБС) 7 в камеру, образованную в призабойном пространстве. Затем камеру заполняют жидкостью по трубке-каналу 5 и Р 1 перемешивают ее с продуктами разрушения до образования текучей пульпы. Загружают увлажненные продукты разрушения в ШБС 7 одновременно в радиальном и осевом направлениях. Загрузку осуществляют путем повышения их объема в камере до уровня, обеспечивающего транспортирование продуктов разрушения ШБС 7. Загрузку увлажненных продуктов разрушения можно осуществлять также путем их вытеснения в ШБС, например, изменением объема камеры. Для этого ограждающую стенку 2 перемещают с помощью штока гидроцилиндра 4 в сторону Р 1. Изменение объема камеры осуществляют либо одновременно с разрушением забоя, либо без разрушения забоя. Устройство для бурения скважин включает ШБС 7, размещенный в обсадной колонне труб опорно-приемный лоток 8 с радиальным окном в верхней части и торцовыми окнами 9 и Р 1 с разрушающими элементами 10. Внутри подшипникового узла 11 расположен вал 12, который соединен с одной стороны с секцией ШБС 7, а с другой - валом 13, на котором размещен задний опорный фонарь 3. На нем закреплена ограждающая стенка 2, которая установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси ШБС 7 гидроцилиндром 4. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 2 ил.

QQIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

13560 A 1 (19) (Щ (51) 5 Е 21 В 7/20, 7/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ид((хль

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4633500/24-03 (22) 09. 01. 89 (46) 15.12.90. Бюл. № 46, 7 I ) Кузбасски и по.п итех нический институт (72) М. С. Сафохин, Л. Е. Маметьев, А. Н. Ананьев и С. М. Карпенко (53) 622.233.051.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 592975, кл. Е 21 В 7/28, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 848560, кл. Е 21 В 7/20, 1979. (54) СПОСОБ БУРЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И СЛАБОНАКЛОННЫХ СКВАЖИН

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к горному делу и строительству, в частности к бурению скважин. Цель — повышение эффективности бурения путем ускорения процесса удаления продуктов разрушения. При осуществлении способа бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин расширяют пионерную скважину расширителем (Р) 1 и удаляют продукты разрушения шнековым буровым ставом (ШБС) 7 в камеру, образованную в призабойном пространстве. Затем камеру за полняют жидкостью по трубке-каналу 5 и P 1 перемешивают ее с продуктами разрушения

Я 1 до образования текучей пульпы. Загружают увлажненные продукты разрушения в ШБС

7 одновременно в радиальном и осевом направлениях. Загрузку осуществляют путем повышения их объема в камере до уровня, обеспечивающего транспортирование продуктов разрушения ШБС 7. Загрузку увлажненных продуктов разрушения можно осуществлять также путем %х вытеснения в

ШБС, например, изменением объема камеры.

Для этого ограждающую стенку 2 перемешают с помощью штока гидроцилиндра 4 в сторону P I. Изменение объема камеры осуществляют либо одновременно с разрушением забоя, либо без разрушения забоя.

Устройство для бурения скважин включает

ШБС 7, размещенный в обсадной колонне труб опорно-приемный лоток 8 с радиальным окном в верхней части и торцовыми окнами 9 и P 1 с разрушающими элементами

10. Внутри подшипникового узла 11 расположен вал 12, который соединен с одной стороны с секцией, ШБС 7, а другой — валом

13, на котором размещен задний опорный фонарь 3. На нем закреплена ограждающая стенка 2, которая установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдочь оси ШБС 7 гидроцилиндром 4. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1613560

Изобретение относится к горному делу и строительству, в частности к бурению скважин, преимущественно горизонтальных и с.пабонак.чонных.

Целью изобретения является повыц ение эффективности бурения путем ускорения процесса удаления продуктов разрушения.

На фиг. 1 показан общий вид в положении увеличения о6.ьема камеры; на фиг.

2 -- то же. при минимальном объеме камеры.

Способ бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин заключается в следующем.

В процессе бурения происходит разрушение забоя расширителем 1, после чего продукты разрушения попадают в призабойное пространство, где поверхностьк> забоя, стенок скважины и ограждающей стенки

2, закрепленной на заднем опорном фонаре

3 посредством гидроцилиндра 4, образуется камера, Влажность продуктов разрушения повышают до образования текучей пульпы, например, путем подачи в призабойное пространство жидкости по трубке-каналу 5, выполненной в цилиндрической обечайке 6 заднего опорного фонаря 3. Содержимое камеры перемешивают породоразрушающими элементами вращающегося расширителя 1 и возвратно-поступательно .чвижущейся вчоль оси расширителя ограждающей стенкой 2. Увлажненные продукты разрушения загружают в шнековый буровой став 7 в радиальном и осевом направлениях.

Загрузку можно осуществлять путем повышения их объема в камере до уровня, обеспечивающего транспортирование Ilpoдуктов разрушения шнековым буровым ставом. Загрузку увлажненных продуктов разрушения можно осуществлять также путем их вытеснения в шнековой буровой став, например, посредством изменения объема камеры, для чего ограждающую стенку

2 перемещают с помощью штока гидроцилиндра 4 в сторону расширителя.

Изменение объема камеры осуществляют либо одновременно с разрушением забоя, для чего скорость выдвижения штока гидроцилиндра 4 должна быть выше скорости бурения, либо без разрушения забоя, Последний случай может быть реализован как при вращении инструмента, так и при его остановке, когда загрузка продуктов разрушения сопровождается их перемешиВВННрМ элементами камеры. Для улучшения процесса перемешивания ограждающую стенку 2 перемещают циклически возвратнопоступательным движением вдочь оси скважины. Изменение объема камеры целесообразно производить в пределах зоны перемешивяния текучей пульпы.

Способ осуществляется устройством для бурения горизонтальных и слябонаклонных скважин.

Устройство содержит шнековый буровой став 7 в обсадной колонне труб, опорноприемный лоток 8 с радиальным окном в верхней части и торцовыми окнами 9, расширитель с разрушающими элементами

5 1О, подшипниковым узлом 11, прикрепленным к лотку 8, и задним опорным фонарем 3.

Внутри подшипникового узла 11 расположен вял 12, который соединен с одной стороны с секцией шнекового бурового става 7, а с ð другой -- с валом 13, на котором размещен ьсдний опорный фонарь 3 с возможHocTbK фиксации, например, посредством шквс рня 14. Задний опорный фонарь 3 имеет цилиндрическую обечайку 6, и которой выполнена трубка-канал 5 для подачи жидкости и элс хенты 15 для крепления трубыкожуха, например, проушины.

На заднем опорном фонаре 3 закреплена ограждающая стенка 2 по р".дством, по крайней мере одного гидроцилиндра 4 с возрр можностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси шнекового бурового става 7. При этом ol раждающая стенка

2 размещена внутри ци.чиндрической обечайки 6 с возможностью иерем. щений и герметично сопряжена с ее внутренней по2> верхностью.

Устройство работает следующим образом, Вра щательное движение передается от ротора бурошнековой машины через шнековый буровой став 7 и вал 12 расширителю

1 и ва чу 13 Осевое перемещение передастся от механизма подачи через колонну

>бсадHblx труб, опорно-приемный лоток 8, подшипниковый узел 11 расширителю 1, а далее чер з вал 3, шкворень 14 заднему опорному фонарю 3 . Расширитель разрушает забой элементами 10, а разрушенная порода попадает в призабойную зону, в которую также посотупает жидкость через трубку-канал 5. При этом ограждающая стенка

2 образует с забоем и стенками расширенной

4Р скважины камеру, в которой происходит перемешнвание ее содержимого элементами вращающегося расширителя 1 и поступательно движущейся ограждающей стенкой 2.

Образовавшаяся пульпа под действием цент4 робежных сил расширителя 1 из его внутренней поверхности попадает в радиальное окно опорно-приемного лотка 8 и одновременно с этим flo достижению соответствующего уровня поступает через торцовые окна

9 опорно приемного лотка 8 в зону работы

5р шнекового бурового става 7. Загрузка разжиженных продуктов разрушения можеч осуществляться как путем повышения их объема в камере (скорость перемещения штока гидроцилиндра 4 равна скорости бурения), так и путем их вытес нения в шнековый

55 буровой став 7, например, посредством изменения обьема камеры (скорость перемесцс ния штока гядроцилиндря 4 больше скорости бурения) . Прч этом огряж.,а|ощяя!

613560

Формула изобретения дн ость

11 2

Фиг. г

Составитель. Черепенкнна

Р(дактор М. Ьандура Техред А. Кравчук Корректор,! Ьеск яд

Закаа Зг(7О! Тираж 496 Подписное !

1!11!1((1!! Государствг нного ком нт((и по изобретениям и от лр(ктивм при ГК !1Т (:(.(.Р

1)3035..Мо< ква, ж — 35, Раушская наб., д 4,5

Производственно надатга(, кнй комбинат «Патент», г. Уж:ород, уд Гагарина, 10! стенка подвижно-герметично сопряжена с внутренней поверхностью цилиндрической обечайки и конгруэнтна поверхности вращения обращенных к стенке элементов расширителя, что позволяет осуществлять 6олее полное удаление продуктов разрушения из расширяемой скважины за счет уменьшения объема камеры.

l. Способ бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин, включакт!ций расширение пионерной скважины механическим разрушением забоя с последую(цим удалением продуктов разрушения шнековым

1 ставом, заключенным в обсадную колонну труб с загрузочным окном в призабойном пространстве путем загрузки шнекового става в радиальном направле((ии. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения путем ускорения про- 2(; цесса удаления продуктов разрушения, в призабойном пространстве расширителя образуют камеру, заполняют ее жидкостью и продуктами разрушения забоя, перемешивают содержимое камеры до образования

25 текучей пульпы и загружают увлажненные продукты разрушения в шнековый буровой став одновременно в радиальном и осевом направлениях.

-2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в осевом направлении увлажненные продукты разрушения загружают в шнековый буровой став путем повышения их объема в камере до уровня, обеспечивающего транспортирование продуктов разрушения шнековым буровым ставом.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем. что увлажненные продукты разрушения заг1 13 ! га ружают в осевом направлении в шнековый буровой став посредством изменения объема камеры.

Способ по пп, и 3, отличающийся тем. что объем камеры изменяют одновременно с разрушением забоя.

5. Способ по пп. и 3, отличающийся тем, что объем камеры изменяют без разрушения забоя.

6. Способ по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что перемешивание продуктов разрушения с жидкостью осуществляют элементами расширителя и камеры.

7. Устройство для бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин, включающее шнековый буровой став, размещенный в обсадной колонне труб, опорно-приемный лоток с окном в верхней части, расширите.чь с породоразрушающими элементами, подшипниковым узлом, прикрепленным к лотку, и задним опорным фонарем, размещенным на валу с возможностью фиксации с цилиндрической обечайкой, имеющей элементы для кре((((. ния трубы-кожуха, отличающееся тем, что оно снабжено ограждающей стенкой, установленной на оси вала и закрепленной на заднем опорном фонаре, в опорно-при(мном лотке выполнены торцовые окна, а в верхней торцовой части цилиндрической обечайки выполнен канал для подачи жидкости в призабойное пространство.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что ограждающая стенка закреплена на заднем опорном фонаре посредством по крайней мере одного гидроцилиндра с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси вала фонаря и размещена внутри цилиндричес кои обечайки заднего опорного фонаря с возможностью перемещения и герметично сопряжена с ее внутренней поверхностью.