Буровой снаряд (варианты), способ бурения скважины с использованием бурового снаряда и способ изготовления бурового снаряда

Группа изобретений относится к бурению скважин для добычи нефти и газа. Снаряд выполнен с возможностью приложения непрерывно действующей силы на буровое долото во время операций бурения для поддерживания бурового долота в контакте с формацией и содержащий первую внешнюю трубу, первый резьбовой соединитель, закрепленный относительно первой внешней трубы, первый передающий силу резьбовой соединительный элемент, установленный с возможностью осевого перемещения в первом резьбовом соединителе и предназначенный для передачи части непрерывно действующей силы через первый резьбовой соединитель, вторую внешнюю трубу, второй резьбовой соединитель, закрепленный относительно первой внешней трубы, второй передающий силу резьбовой соединительный элемент, установленный с возможностью осевого перемещения во втором резьбовом соединителе. Первый резьбовой соединитель и второй резьбовой соединитель выполнены с возможностью резьбового соединения, а после соединения первого резьбового соединителя и второго резьбового соединителя второй передающий силу элемент механически соединен с первым передающим силу элементом, воспринимая часть непрерывно действующей силы. Способ бурения скважины включает соединение множества резьбовых соединительных деталей, связанных с множеством труб, буровой установки для формирования бурового снаряда, обеспечение соответствующей скользящей и передающей силу секции в одной или нескольких трубах, обеспечение передачи силы через каждую соответствующую передающую силу секцию по направлению к буровому долоту через множество резьбовых соединений для приложения ее к буровому долоту во время бурения скважины, поддержание одной или нескольких труб в состоянии растяжения с помощью колонны бурильных труб во время бурения скважины. Тяжелая секция из сплава вольфрама выполнена с возможностью осевого перемещения относительно внешней трубы, создавая условия растяжения для внешней трубы и делая забойный снаряд жестче. Обеспечивает получение долговечного, статически и динамически сбалансированного забойного снаряда, обладающего высокоплотным материалом с высокой пластичностью, позволяющего резко улучшить операцию бурения. 8 н. и 33 з.п. ф-лы, 24 ил.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде

1. Буровой снаряд в бурильной колонне для бурения подземной формации, выполненный с возможностью приложения, по существу, непрерывно действующей силы на буровом долоте во время операций бурения для поддерживания бурового долота в контакте с формацией, выполненный с возможностью резьбового соединения с буровой установкой и содержащий первую внешнюю трубу, первый резьбовой соединитель, закрепленный относительно первой внешней трубы, первый передающий силу резьбовой соединительный элемент, установленный с возможностью осевого перемещения в первом резьбовом соединителе и предназначенный для передачи, по меньшей мере, части, по существу, непрерывно действующей силы через первый резьбовой соединитель, вторую внешнюю трубу, второй резьбовой соединитель, закрепленный относительно первой внешней трубы, второй передающий силу резьбовой соединительный элемент, установленный с возможностью осевого перемещения во втором резьбовом соединителе, при этом первый резьбовой соединитель и второй резьбовой соединитель выполнены с возможностью резьбового соединения, а после соединения первого резьбового соединителя и второго резьбового соединителя второй передающий силу элемент механически соединен с первым передающим силу элементом, воспринимая, по меньшей мере, часть, по существу, непрерывно действующей силы.

2. Буровой снаряд по п.1, в котором первая труба находится в условиях растяжения, а не сжатия, когда, по существу, непрерывно действующая сила приложена к буровому долоту во время операций бурения.

3. Буровой снаряд по п.1, дополнительно содержащий первый передающий силу элемент, установленный вдоль оси в первой внешней трубе и выполненный с возможностью осевого перемещения относительно первой внешней трубы, и второй передающий силу элемент, установленный вдоль оси во второй внешней трубе и выполненный с возможностью осевого перемещения относительно второй внешней трубы, при этом первый передающий силу элемент, первый передающий силу резьбовой соединительный элемент, второй передающий силу резьбовой соединительный элемент и второй передающий силу элемент способны соединяться после осуществления резьбового соединения первого резьбового элемента и второго резьбового соединения для передачи, по меньшей мере, части, по существу, непрерывно действующей силы.

4. Буровой снаряд по п.3, в котором первый передающий элемент содержит кольцевую тяжелую секцию, имеющую удельный вес, превышающий 10,0, и создающую, по меньшей мере, часть силы для передачи ее через резьбовой соединитель посредством первого передающего силу резьбового соединительного элемента.

5. Буровой снаряд по п.1, дополнительно содержащий первый передающий силу узел, установленный вдоль оси в первой внешней трубе и выполненный с возможностью осевого перемещения относительно первой внешней трубы, при этом, по меньшей мере, часть первого передающего силу узла выполнена чувствительной к температуре для регулирования перемещения первого передающего силу узла в первой внешней трубе.

6. Буровой снаряд по п.1, дополнительно содержащий первый передающий силу элемент, установленный вдоль оси в первой внешней трубе и выполненный с возможностью осевого перемещения относительно первой внешней трубы, при этом, по меньшей мере, часть этого элемента выполнена чувствительной к температуре, и температурно-компенсированный стабилизатор для центровки первого передающего силу элемента в первой внешней трубе.

7. Способ бурения скважины в подземной формации с использованием колонны бурильных труб, содержащей буровой снаряд и буровое долото, включающий следующие операции: соединение множества резьбовых соединительных деталей, связанных с множеством труб, буровой установки для формирования бурового снаряда; обеспечение соответствующей скользящей и передающей силу секции в одной или нескольких трубах; обеспечение передачи силы через каждую соответствующую передающую силу секцию по направлению к буровому долоту через множество резьбовых соединений для приложения ее к буровому долоту во время бурения скважины, поддержание одной или нескольких труб в состоянии растяжения с помощью колонны бурильных труб во время бурения скважины.

8. Способ по п.7, при котором каждая скользящая и передающая силу секция содержит высокоплотный материал с удельным весом, превышающим 10,0, при этом сила, прикладываемая к буровому долоту, включает совокупный вес каждой скользящей и передающей силу секции.

9. Буровой снаряд для использования в качестве забойного бурового снаряда для бурения скважины сквозь пласт грунта с помощью бурового долота, выполненный с возможностью крепления к колонне бурильных труб и приложения веса бурового снаряда к буровому долоту и содержащий первую внешнюю трубу, первый верхний переводник, закрепленный относительно первой внешней трубы, первый нижний переводник, закрепленный относительно первой внешней трубы, первую высокоплотную тяжелую секцию, установленную в первой внешней трубе для приложения, по меньшей мере, части веса бурового снаряда к буровому долоту, содержащую материал с удельным весом, превышающим 10,0, и установленную с возможностью скольжения относительно первой внешней трубы для обеспечения осевого перемещения первой высокоплотной тяжелой секции относительно первой внешней трубы, первого верхнего переводника и первого нижнего переводника.

10. Буровой снаряд по п.9, в котором первая высокоплотная тяжелая секция содержит соединение вольфрама, не содержащее кобальт.

11. Буровой снаряд по п.9, в котором первая высокоплотная тяжелая секция установлена рядом с первой внешней трубой с образованием кольцевого пространства между ними.

12. Буровой снаряд по п.11, дополнительно содержащий центратор, расположенный в кольцевом пространстве для предотвращения радиального перемещения первой высокоплотной тяжелой секции.

13. Буровой снаряд по п.9, дополнительно содержащий вторую внешнюю трубу, выполненную с возможностью закрепления относительно первого нижнего переводника, вторую высокоплотную тяжелую секцию, содержащую материал с удельным весом, превышающим 10,0, и установленную с возможностью скольжения, допускающего осевое перемещение относительно второй внешней трубы, и передающий вес элемент, проходящий сквозь первый нижний переводник, выполненный с возможностью скольжения, допускающего осевое перемещение относительно первого нижнего переводника, и установленный с возможностью создания опоры для первого веса первой высокоплотной тяжелой секции.

14. Буровой снаряд по п.13, в котором передающий вес элемент установлен с возможностью приложения первого веса первой высокоплотной тяжелой секции к второй высокоплотной тяжелой секции.

15. Буровой снаряд по п.9, который статически сбалансирован.

16. Буровой снаряд по п.15, дополнительно содержащий множество тяжелых элементов, способных устанавливаться в выбранном поворотном положении.

17. Буровой снаряд для бурения скважины в подземной формации, содержащий буровое долото, прикрепленный к колонне бурильных труб, выполненный с возможностью приложения веса бурового снаряда к буровому долоту и содержащий первую внешнюю трубу, имеющую толщину стенки, первый верхний переводник, закрепленный относительно первой внешней трубы, первый нижний переводник, закрепленный относительно первой внешней трубы, и первое множество кольцевых высокоплотных тяжелых секций, установленных в первой внешней трубе для приложения, по меньшей мере, части веса бурового снаряда, причем кольцевые тяжелые секции уложены стопой друг относительно друга, обеспечивая толщину трубной стенки тяжелых секций, по меньшей мере, на 25% превышающую толщину стенки внешней трубы, при этом каждая кольцевая высокоплотная тяжелая секция имеет удельный вес, превышающий 10,0.

18. Буровой снаряд по п.17, в котором толщина стенки трубы тяжелой секции, по меньшей мере, на 50% превышает толщину стенки внешней трубы.

19. Буровой снаряд по п.17, в котором каждая кольцевая высокоплотная тяжелая секция содержит соединение вольфрама, не содержащее кобальт.

20. Буровой снаряд по п.17, дополнительно содержащий центратор, расположенный между первым множеством кольцевых высокоплотных тяжелых секций и первой внешней трубой для предотвращения радиального перемещения первого множества кольцевых высокоплотных тяжелых секций относительно первой внешней трубы.

21. Буровой снаряд по п.17, дополнительно содержащий первую внутреннюю трубу, ограничивающую проходящий сквозь нее проточный канал текучей среды.

22. Буровой снаряд по п.21, дополнительно содержащий уплотнение для герметичного уплотнения текучей среды между первой внутренней трубой и первым множеством кольцевых высокоплотных тяжелых секций.

23. Буровой снаряд по п.17, в котором первая кольцевая высокоплотная тяжелая секция установлена с возможностью скольжения, допускающего осевое перемещение первой кольцевой высокоплотной тяжелой секции относительно первой внешней трубы.

24. Буровой снаряд по п.23, дополнительно содержащий вторую внешнюю трубу, выполненную с возможностью закрепления относительно первого нижнего переводника, второе множество высокоплотных тяжелых секций, установленных с возможностью скольжения, допускающего осевое перемещение второй внешней трубы, передающий вес элемент, проходящий сквозь первый нижний переводник и выполненный с возможностью скольжения, допускающего осевое перемещение относительно первого нижнего переводника, и установленный с возможностью передачи веса первого множества кольцевых высокоплотных тяжелых секций на вторую совокупность кольцевых высокоплотных тяжелых секций.

25. Буровой снаряд для бурения скважины, содержащий внешнюю трубу, верхний переводник, нижний переводник, высокоплотную тяжелую секцию из сплава вольфрама, не содержащего кобальт, и установленную во внешней трубе, верхнем переводнике и нижнем переводнике.

26. Буровой снаряд по п.25, в котором содержание вольфрама в сплаве вольфрама составляет более 50%.

27. Буровой снаряд по п.25, в котором сплав вольфрама дополнительно содержит никель, железо и молибден.

28. Забойный буровой снаряд для направленного бурения секции скважины в подземной формации, имеющей изменяющийся угол направления и содержащий буровое долото, гидравлический забойный двигатель для вращения бурового долота, гибкую тяжелую секцию, выполненную с возможностью приложения веса к буровому долоту и содержащую внешнюю трубу, внутреннюю трубу, при этом внешняя и внутренняя трубы образуют между собой отсек и выполнены с возможностью изгиба, который обеспечивает соответствие изменяющемуся углу направления, и изгибаемую тяжелую вольфрамовую секцию, установленную во внутренней трубе и внешней трубе для передачи значительной части веса на буровое долото.

29. Буровой снаряд для направленного бурения по п.28, в котором изгибаемая тяжелая вольфрамовая секция дополнительно содержит порошок или суспензию вольфрама.

30. Буровой снаряд для направленного бурения по п.28, в котором внутренняя труба и внешняя труба состоят из немагнитных материалов.

31. Буровой снаряд для направленного бурения по п.30, в котором изгибаемая тяжелая вольфрамовая секция является, по существу, немагнитной или совершенно немагнитной.

32. Способ изготовления бурового снаряда для бурения скважины в подземной формации, содержащего, по меньшей мере, одну трубу и, по меньшей мере, одну тяжелую вольфрамовую секцию, включающий следующие операции: обеспечение, по меньшей мере, одной трубы и, по меньшей мере, одной тяжелой вольфрамовой секции соответствующими кольцевыми поверхностями сопряжения; обеспечение размера соответствующих поверхностей сопряжения, предотвращающего непосредственное взаимное соединение, по меньшей мере, одной трубы и, по меньшей мере, одной тяжелой вольфрамовой секции, когда, по меньшей мере, одна труба и, по меньшей мере, одна тяжелая вольфрамовая секция имеют приблизительно одинаковую температуру; обеспечение разности температур, превышающей несколько сотен градусов Фаренгейта, между, по меньшей мере, одной трубой и, по меньшей мере, одной тяжелой вольфрамовой секцией, вследствие чего размер обеспечивает взаимное соединение, по меньшей мере, одной трубы и, по меньшей мере, одной тяжелой вольфрамовой секции; осуществление взаимного соединения, по меньшей мере, одной трубы и, по меньшей мере, одной тяжелой вольфрамовой секции при наличии разности температур; обеспечение возможности, по меньшей мере, одной трубы и, по меньшей мере, одной тяжелой вольфрамовой секции достижения приблизительно одинаковой температуры, вследствие чего, по меньшей мере, одна труба и, по меньшей мере, одна тяжелая вольфрамовая секция закреплены относительно друг друга.

33. Способ по п.32, в котором операция взаимного соединения дополнительно включает вставление, по меньшей мере, одной тяжелой вольфрамовой секции в, по меньшей мере, одну трубу.

34. Способ по п.32, в котором операция взаимного соединения дополнительно включает вставление, по меньшей мере, одной трубы в канал, проходящий сквозь, по меньшей мере, одну тяжелую вольфрамовую секцию.

35. Буровой снаряд для бурения скважины в подземной формации посредством бурового долота, содержащий колонну бурильных труб, забойный снаряд, содержащий множество тяжелых секций, прикрепленных к буровому долоту и выполненных с возможностью передачи веса на буровое долото во время бурения, и переходный элемент между колонной бурильных труб и забойным снарядом и содержащий внешнюю трубу, внутреннюю трубу и кольцевую высокоплотную тяжелую секцию, содержащую вольфрам и закрепленную относительно внешней трубы для амортизации вибраций, создаваемых в забойном снаряде.

36. Буровой снаряд в бурильной колонне для бурения подземной формации, выполненный с возможностью приложения, по существу, непрерывно действующей силы на буровом долоте во время операций бурения для поддержания бурового долота в контакте с формацией и содержащий первую внешнюю трубу, первый передающий силу элемент, установленный вдоль оси внутри первой внешней трубы и выполненный с возможностью осевого перемещения внутри первой внешней трубы, первый резьбовой соединитель, закрепленный относительно первой внешней трубы, первый передающий силу резьбовой соединительный элемент, установленный с возможностью осевого перемещения внутри первого резьбового соединителя, проходящий сквозь него, и механически соединенный с первым передающим силу элементом для передачи силы через первый резьбовой соединитель для приложения ее к буровому долоту таким образом, что упомянутая сила включает, по меньшей мере, часть, по существу, непрерывно действующей силы на упомянутом буровом долоте.

37. Буровой снаряд по п.36, в котором первый передающий силу элемент содержит кольцевую тяжелую секцию, имеющую удельный вес, превышающий 10,0, и создающую, по меньшей мере, часть силы для передачи ее через резьбовой соединитель первым передающим силу резьбовым соединительным элементом.

38. Буровой снаряд по п.37, дополнительно содержащий вторую внешнюю трубу, закрепленную относительно первого резьбового соединителя с возможностью ее расположения вблизи бурового долота в буровом снаряде, и второй передающий силу элемент, установленный вдоль оси внутри второй внешней трубы, выполненный с возможностью осевого перемещения внутри второй внешней трубы и механически соединенный с первым передающим силу элементом и первым передающим силу резьбовым соединительным элементом для восприятия упомянутой силы.

39. Буровой снаряд по п.38, дополнительно содержащий второй резьбовой соединитель, закрепленный относительно второй внешней трубы, и второй передающий силу резьбовой соединительный элемент, установленный с возможностью осевого перемещения внутри второго резьбового соединителя, проходящий сквозь него и механически соединенный со вторым передающим силу элементом для передачи упомянутой силы через второй резьбовой соединитель.

40. Буровой снаряд по п.36, в котором первая внешняя труба соединена с бурильной колонной таким образом, что оказывается подвешенной в условиях растяжения, а сила передающего силу элемента направлена вниз к буровому долоту.

41. Буровой снаряд по п.36, в котором первый передающий силу элемент содержит трубчатую конструкцию и дополнительно содержит температурно-компенсированный центратор для центровки первого передающего силу элемента в первой внешней трубе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к инструментам для бурения скважин и ремонта обсадных колонн и найдет применение при калибровке и очистке скважин. .

Изобретение относится к области строительства и ремонта магистральных трубопроводов для транспортировки жидкостей и газов и предназначено для ремонта трубопроводов с заменой дефектного участка.

Изобретение относится к бурению, а именно к бурению участков стабилизации или малоинтенсивного изменения зенитного угла наклонных скважин. .

Изобретение относится к бурению, а именно к устройствам для проводки наклонно направленных скважин турбинным способом. .

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для защиты от износа бурильных замков, бурильных труб и обсадных колонн при бурении и эксплуатации наклонных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к горному делу, а именно к стабилизаторам для обсадных труб. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к центраторам для обсадных труб. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в процессе строительства скважин. .

Изобретение относится к горной промышленности при строительстве скважин, а именно к опорно-центрирующим устройствам бурильной колонны. .

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к устройствам для центрирования насосных штанг и удаления парафинообразований, выпадающих на стенках НКТ

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при создании устройств для эксплуатации насосных штанг в скважине, необходимых для защиты штанг глубинно-насосных установок от износа и проворота подвески штанг

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к предохранительным устройствам кабельных линий питания погружных электродвигателей и центробежных насосов

Изобретение относится к измерительному зонду, в частности для нефтегазовых скважин

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для использования в качестве опорно-центрирующего элемента в компоновке низа бурильной колонны при бурении скважин

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, а именно к устройствам для защиты кабеля, спускаемого на насосно-компрессорных трубах в скважину

Изобретение относится к устройствам для защиты обсадных труб при осуществлении технологических операций в скважине, требующих вращения скважинного инструмента

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к оборудованию для стабилизации режима бурения при спускоподъемных операциях и прохождении искривленных участков

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к направляющим центрирующим приспособлениям для насосных штанг
Наверх