Устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины

 

Использование: в горной промышленности при бурении и заканчивании нескольких стволов-отводов из ствола общей вертикальной скважины. Сущность изобретения: устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины включает обсадную колонну большого диаметра с башмаком и с размещенной в ней опорной плитой с отверстиями по числу стволов-отводов для их бурения и установки в них обсадных труб и элемент фиксации опорной плиты относительно колонны. Устройство снабжено группой соосно установленных вверх дном стаканов, с выполненными в дне отверстиями различного диаметра для установки в них обсадных труб стволов-отводов. Количество стаканов равно количеству стволов-отводов. Отверстия в опорной плите выполнены наклонными, а башмак обсадной колонны выполнен с упором для опорной плиты. Элемент фиксации опорной плиты относительно колонны выполнен в виде выступа по всей длине внутренней поверхности колонны и паза, выполненного на боковой наружной поверхности опорной плиты и стаканов. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройству для бурения и заканчивания нескольких стволов-отводов из ствола общей вертикальной скважины.

Известно устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины, содержащее обсадную колонну с окнами, через которые производится бурение стволов-отводов. Оборудование их обсадными трубами производится либо путем вывода каждой колонны труб на поверхность через вертикальную скважину, либо цементированием обсадных труб в стволах-отводах до входа в рабочий ствол вертикальной скважины, см. кн. Гигорьян А.М. Вскрытие пластов многозабойными горизонтальными скважинами М. Недра, 1969 г. патент США N 4415205, кл. E 21 B 43/28 от 15.11.83 г.

Недостатком такого решения является ненадежная герметизация стволов-отводов при вводе их в вертикальную скважину, сложность центрирования при установке нескольких обсадных колонн в общей вертикальной скважине, а также низкая экономическая эффективность бурения.

Кроме того, выполнение окон в обсадной колонне на различной глубине, а следовательно и такое же расположение выводов колонн стволов-отводов усложняет их эксплуатацию и ремонт.

Наиболее близким решением к заявленному является устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины, содержащее обсадную колонну труб с размещенными в ней направляющим элементом с тремя отводами по числу стволов-отводов и опорной плитой с отверстиями, также по числу стволов-отводов. Элемент фиксации опорной плиты выполнен над направляющим элементом в виде выступа на внутренней поверхности обсадной колонны и паза на плите, см. патент США N 4396075, кл. E 218 7/08, от 02.08.83. Недостатком известного устройства является сложность и ненадежность устройства и технологии заканчивания скважин, т. к. необходимо применение направляющего элемента, предварительное цементирование двух из трех отводов с последующим разбуриванием их при бурении стволов-отводов. В известном решении цементирование стволов-отводов производится единовременно с помощью единой тройной подвески после окончания бурения, что снижает качество цементирования, а иногда делает его невозможным, так как при длительном простое в ожидании спуска обсадных колонн и их цементирования возможны осложнения: обвалы, разрушения стволов-отводов, уменьшение диаметра. Кроме того, для стволов-отводов предусматривается применение гибких фиберглассовых труб и их цементирование по затрубному пространству, что в условиях больших глубин (2-3 км) наклонно-направленного бурения практически невозможно.

Расположение элемента фиксации опорной плиты над направляющим элементом, непосредственно у башмака обсадной колонны, снижает надежность вертикальной скважины вследствие неточной установки бурильных труб относительно поверхности обсадной колонны вертикальной скважины, из-за возможного повреждения или загрязнения фиксирующего выступа бурильным инструментом или шламом бурового или цементного раствора. Кроме того, т.к. тройная трубная подвеска устанавливается выше элемента фиксации, выступ на обсадной колонне будет зацементирован в процессе цементирования обсадных колонн стволов-отводов, что делает невозможным ориентированный спуск инструментов и приборов в каждый из стволов-отводов в процессе эксплуатации для их ремонта и проведения исследовательских работ.

Предлагаемое решение позволит упростить устройство и технологию заканчивания скважин путем отказа от использования направляющего элемента и применения традиционной технологии цементирования скважин, повысить качество цементирования за счет раздельного цементирования каждого из стволов-отводов и дополнительного перекрытия внутреннего диаметра нижней части обсадной колонны вертикальной скважины пакетом опорных плит, обеспечить проведение ремонтных и исследовательских работ в стволах-отводах.

Указанный результат достигается тем, что известное устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины, включающее обсадную колонну большого диаметра с башмаком и с размещенной в ней опорной плитой с отверстиями по числу стволов-отводов для их бурения и установки в них обсадных труб и элемент фиксации опорной плиты относительно колонны, снабжено группой соосно установленных вверх дном стаканов с выполненными в дне отверстиями различного диаметра для установки в них обсадных труб стволов-отводов, причем количество стаканов равно количеству стволов-отводов, отверстия в опорной плите выполнены наклонными, а башмак обсадной колонны выполнен с упором для опорной плиты, при этом элемент фиксации опорной плиты относительно колонны выполнен в виде выступа, выполненного по всей внутренней поверхности колонны, и паза, выполненного на боковой наружной поверхности опорной плиты и стаканов.

Устройство отличается и тем, что обсадные трубы стволов-отводов выполнены с переводником, диаметр которого превышает наименьшее отверстие в дне стакана и со срезным элементом для фиксации стакана на переводнике обсадной трубы ствола-отвода.

На фиг.1 схематично изображена начальная стадия забуривания ствола-отвода.

На фиг. 2 законченная многозабойная скважина с наклонно-направленными стволами-отводами.

На фиг.3 разрез по А-А на фиг.2.

На фиг.4 направляющая опорная плита для бурения стволов-отводов.

На фиг.5 стакан для установки обсадной колонны в стволах-отводах.

Устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины содержит обсадную колонну 1 большого диаметра вертикальной части скважины с направляющим выступом 2, выполненным на ее внутренней поверхности по всей длине колонны 1, с размещенными в ней с возможностью перемещения опорной плитой 3 с наклонными отверстиями 4 для бурения стволов-отводов 5 и группой соосно установленных вверх дном стаканов 6 для установки обсадных труб 7 стволов-отводов, с отверстиями разного диаметра: 8 для пропуска бурильных труб 9 со специальным переводником 10, долотом 11, и 12 для обсадных труб 7 при бурении и заканчивании последующих стволов-отводов 5. Количество стаканов 6 для установки обсадных труб 7 равно количеству наклонно-направленных стволов-отводов 5.

Опорная плита 3 и стаканы 6 имеют на боковой наружной поверхности паз 13 под направляющий выступ 2. Башмак 14 обсадной колонны 1 снабжен упором 15 для опорной плиты 3 и стаканов 6, которые устанавливаются для спуска в скважину на бурильных трубах 9 над долотом 11 или над башмаком 14 обсадной колонны ствола-отвода 5 на специальном переводнике 10, диаметр которого больше диаметра отверстия 8 в стакане 6 или отверстия 4 в плите 3.

Опорная плита 3 и стаканы 6 крепятся к переводнику 10 срезными шпильками 16. Верхняя муфта 17 обсадной колонны 7 ствола-отвода имеет увеличенный диаметр, что позволяет подвесить колонну обсадных труб на стакане 6. Выше муфты 17 устанавливается левый переводник для отсоединения обсадных труб после цементирования.

Устройство работает следующим образом: Вначале осуществляют бурение и крепление вертикального ствола скважины большего диаметра обычным способом, с использованием обсадных труб 1, оборудованных на внутренней поверхности направляющим выступом 2 по всей их длине и упором 15 над башмаком 14 обсадной колонны. Затем внутрь обсадной колонны 1 на бурильных трубах 9 до упора 15 спускают опорную плиту 3 с наклонными отверстиями 4, установленную на специальном переводнике 10 и закрепленную срезными шпильками 16, так чтобы паз 13 на боковой поверхности плиты контролировался направляющим выступом 2 на внутренней поверхности обсадной колонны 1.

При установке плиты на упор 15 под действием нагрузки от веса бурильных труб 9 происходит срезание шпилек 16 и колонна бурильных труб проходит через отверстие в опорной плите 3, в результате чего осуществляется бурение наклонно-направленного ствола отвода.

Подъем бурильных труб в процессе бурения ствола-отвода для смены долота и т.п. производится совместно с опорной плитой 3 на специальном переводнике 10, диаметр которого больше диаметра отверстия в опорной плите 3. При повторном спуске бурильных труб 9 с долотом 11 для продолжения бурения ствола-отвода опорная плита 3 вновь крепится на специальном переводнике 10 при помощи срезных шпилек 16.

Геофизические исследования в процессе бурения осуществляются также через бурильные трубы и опорную плиту.

После окончания бурения первого ствола-отвода 5 в скважину спускают обсадные трубы 7 со стаканом 6, устанавливаем на специальном переводнике 10 выше башмака 14. При достижении упора 15 и разгрузки колонны обсадных труб 7 шпильки 16 срезаются и обсадная колонна спускается через отверстие в стакане 6 до необходимой глубины. После этого обсадная колона подвешивается на стакане 6 при помощи муфты 17 увеличенного диаметра.

Цементирование колонны обсадных труб ствола-отвода 5 производится по традиционной технологии с подъемом цементного раствора до стакана 6. После окончания цементирования обсадные трубы выше левого переводника отворачиваются и через них производится промывка внутреннего пространства вертикальной части скважины выше стакана 6.

Бурение и заканчивание остальных стволов-отводов выполняются аналогично, за исключением того, что опорная плиты 3 и стаканы 6 устанавливаются непосредственно на упор 15, а на спущенную и зацементированную ранее стакан 6.

Порядок разбуривания стволов-отводов обуславливается расположением на опорной плите 3 паза 13, ствол, расположенный рядом бурится в последнюю очередь.

После разбуривания и цементирования всех стволов-отводов производится перфорация против продуктивных пластов и вызов притока поочередно из каждого ствола-отвода, для чего каждый из них соединяется с поверхностью при помощи обсадных труб и опорной плиты 6.

Аналогично выполняются спуск насосно-компрессорных труб, приборов и т.п. при помощи опорной плиты с отверстиями соответствующего диаметра.

Формула изобретения

1. Устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины, включающее обсадную колонну большого диаметра с башмаком и размещенной в ней опорной плитой с отверстиями по числу стволов-отводов для их бурения и установки в них обсадных труб и элемент фиксации опорной плиты относительно колонны, отличающееся тем, что устройство снабжено группой соосно установленных вверх дном стаканов с выполненными в дне отверстиями различного диаметра для установки в них обсадных труб стволов-отводов, причем количество стаканов равно количеству стволов-отводов, отверстия в опорной плите выполнены наклонными, а башмак обсадной колонны выполнен с упором для опорной плиты, при этом элемент фиксации опорной плиты относительно колонны выполнен в виде выступа по всей длине внутренней поверхности колонны и паза, выполненного на боковой наружной поверхности опорной плиты и стаканов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обсадные трубы стволов-отводов выполнены с переводником, диаметр которого превышает наименьшее отверстие в дне стакана, и со срезным элементом для фиксации стакана на переводнике обсадной трубы ствола-отвода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5