Устройство для проводки скважины через осложняющийся пласт

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для бурения скважин с одновременной обсадкой в зонах осложнения бурения. Устройство включает обсадную колонну, буровой инструмент с погружным забойным двигателем и циркуляционной системой энергоносителя, выполненной в виде полой нагнетательной трубы, шлицевое соединение. Обсадная колонна выполнена длиной, достаточной для перекрытия осложняющегося пласта, в виде соединенных участков многолучевых продольногофрированных труб, оснащена снизу нижним переводником, в который герметично вставлена нагнетательная труба, а сверху - верхним переводником, герметично соединенным с верхним концом колонны с возможностью отсоединения, и изнутри - с нагнетательной трубой. Верхний переводник оснащен продольными выборками под шлицы, которые выполнены на наружной поверхности технологической втулки, вставленной сверху с возможностью продольного перемещения в обсадную колонну снаружи нагнетательной трубы, и размещены в соответствующих гофрах верхнего участка многолучевых труб. Забойный двигатель жестко соединен с нижним переводником который сверху оснащен ловителем под ловильную головку и выполнен с возможностью отсоединения от обсадной колонны после взаимодействия ловителя и ловильной головки. Полость нагнетательной трубы снабжена каналами, сообщенными с внутренней полостью обсадной колонны, которые изнутри перекрыты герметично втулкой, зафиксированной в транспортном положении, оснащенной седлом под бросовый шар и выполненной с возможностью ограниченного перемещения вниз с открытием каналов. Позволяет расширить технологические возможности устройства, а также исключить опасные нагрузки на обсадную колонну. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для бурения скважин с одновременной обсадкой в зонах осложнения бурения.

Известно «Устройство для бурения скважин в неустойчивых и разрушенных горных породах с одновременной обсадкой» (патент RU №2262578 C1, E21B 7/20, опубл. Бюл. №29 от 20.10.2005 г.), состоящее из бурильной и обсадной колонн, башмака с центратором, породоразрушающего элемента, направляющего элемента и отклонителя с подводящими каналами, причем направляющий элемент выполнен с эксцентричным поперечным пазом прямоугольной формы, нижняя часть которого на величину эксцентриситета, определяемого разностью Rскв - Rп.и, где Rскв и Rп.и - радиусы скважины и породоразрушающего инструмента соответственно, выполнена с конусностью, равной конусности хвостовика отклонителя, который размещен в эксцентричном поперечном пазу направляющего элемента с возможностью осевого и горизонтального смещений, при этом ось подводящего канала отклонителя для подачи очистного агента на забой скважины расположена под углом к его оси и оси скважины. При этом хвостовик отклонителя имеет продольное отверстие некруглой формы, большая ось которого параллельна его оси и оси скважины и расположена на расстоянии от оси отклонителя, равном не менее 1,5 величины эксцентриситета со смещением в сторону эксцентриситета, в котором размещена горизонтальная ось, жестко соединенная с направляющим элементом, а минимальная длина продольного отверстия некруглой формы равна величине эксцентриситета. Кроме того, в подводящие каналы направляющего элемента и отклонителя вмонтирована эластичная втулка с возможностью осевого перемещения в канале направляющего элемента.

Недостатками этого устройства являются:

- низкая эффективность при бурении крепких или перемежающихся горных пород, когда породоразрушающий инструмент, закрепленный эксцентрично, испытывает большие изгибающие напряжения, что может привести к поломке устройства и искажению диаметра (овальности) скважины;

- высокая вероятность аварийных ситуаций, связанная с передачей крутящего момента на долото через колонну бурильных труб, проходящих внутри обсадной колонны, что может привести к повреждению обсадной колонны и ее заклиниванию, особенно в наклонно направленных и горизонтальных стволах скважин;

- невозможность установки обсадных труб впотай без уменьшения проходного диаметра скважины в зонах осложнения бурения.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и количеству совпадающих существенных признаков является «Способ бурения скважин с одновременной обсадкой и устройство для его осуществления» (патент RU №2338051 C1, E21B 7/20, опубл. Бюл. №31 от 10.11.2008 г.), причем устройство включает обсадную трубу с внутренним выступом в передней части, погружную ударную машину с обсадно-буровым инструментом, содержащим местную циркуляционную систему энергоносителя, кольцевую коронку с головной и хвостовой ступенями, последняя из которых размещена свободно в обсадной трубе, и центральное долото, установленное в погружной ударной машине с возможностью взаимодействия с кольцевой коронкой при передаче ей ударных импульсов и крутящего момента, причем центральное долото установлено на торце хвостовой ступени кольцевой коронки, которая снабжена муфтой, взаимодействующей с внутренним выступом обсадной трубы и соединенной с центральным долотом посредством подвижного шлицевого соединения. Кроме того, местная циркуляционная система энергоносителя в обсадно-буровом инструменте выполнена в виде продувочных и шламоотводных каналов в центральном долоте, продольных продувочных пазов на внутренней поверхности выступа обсадной трубы и торцевых радиальных пазов на головной ступени кольцевой коронки.

Недостатками данного устройства являются:

- высокая вероятность аварийных ситуаций, связанная с передачей крутящего момента на обсадно-буровой инструмент через погружную ударную машину, находящуюся внутри обсадной колонны, что может привести к повреждению обсадной колонны, особенно в наклонно направленных и горизонтальных стволах скважин;

- конструкция устройства не предусматривает подъема на поверхность породоразрушающей коронки, что делает невозможным дальнейшее бурение в случае ее износа или поломки;

- невозможность установки обсадных труб впотай без уменьшения проходного диаметра скважины в зонах осложнения бурения.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства с одновременным повышением его надежности за счет перекрытия зон осложнения бурения без уменьшения проходного диаметра скважины, а также исключения опасных нагрузок на обсадную колонну и аварийных ситуаций за счет возможности извлечения породоразрушающего инструмента.

Техническая задача решается устройством для проводки скважины через осложняющийся пласт, включающим обсадную колонну, буровой инструмент с погружным забойным двигателем и циркуляционной системой энергоносителя, выполненной в виде полой нагнетательной трубы, шлицевое соединение.

Новым является то, что обсадная колонна выполнена длиной, достаточной для перекрытия осложняющегося пласта, в виде соединенных участков многолучевых продольногофрированных труб, причем обсадная колонна оснащена снизу нижним переводником, в который герметично вставлена нагнетательная труба, а сверху - верхним переводником, герметично соединенным с верхним концом колонны с возможностью отсоединения, и изнутри - с нагнетательной трубой, при этом верхний переводник оснащен продольными выборками под шлицы, которые выполнены на наружной поверхности технологической втулки, вставленной сверху с возможностью продольного перемещения в обсадную колонну снаружи нагнетательной трубы и размещены в соответствующих гофрах верхнего участка многолучевых труб, при этом забойный двигатель жестко соединен с нижним переводником, который сверху оснащен ловителем под ловильную головку и выполнен с возможностью отсоединения от обсадной колонны после взаимодействия ловителя и ловильной головки, причем полость нагнетательной трубы снабжена каналами, сообщенными с внутренней полостью обсадной колонны, которые изнутри перекрыты герметично втулкой, зафиксированной в транспортном положении, оснащенной седлом под бросовый шар и выполненной с возможностью ограниченного перемещения вниз с открытием каналов.

На фиг.1 показано устройство для проводки скважины через осложняющийся пласт (частично в разрезе); на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство для проводки скважины через осложняющийся пласт содержит обсадную колонну 1 (фиг.1), буровой инструмент (не показан), установленный ниже погружного забойного двигателя 2 (показан условно), циркуляционную систему энергоносителя, выполненную в виде полой нагнетательной трубы 3, и шлицевое соединение 4.

Обсадная колонна 1 выполнена длиной, достаточной для перекрытия осложняющегося пласта (не показан), в виде соединенных (например, при помощи сварки) участков многолучевых продольногофрированных труб, причем обсадная колонна 1 оснащена снизу нижним переводником 5, в который герметично (благодаря уплотнительным кольцам 6) вставлена нагнетательная труба 3, а сверху - верхним переводником 7, герметично (благодаря уплотнительным кольцам 8) соединенным с верхним концом обсадной колонны 1 с возможностью отсоединения по левой резьбе 9, и изнутри - с нагнетательной трубой 3.

При этом верхний переводник 7 (фиг.2) оснащен продольными выборками 10 под шлицы 11, которые выполнены на наружной поверхности технологической втулки 12 (фиг.1, 2), вставленной сверху с возможностью продольного перемещения в обсадную колонну 1 (фиг.3) снаружи нагнетательной трубы 3, и размещены в соответствующих гофрах 13 верхнего участка многолучевых труб.

Забойный двигатель 2 (фиг.1) при помощи резьбы 14 соединен с нижним переводником 5, который сверху оснащен ловителем в виде, например, конической резьбы 15 под ловильную головку вальцующего инструмента (не показаны) и выполнен с возможностью отсоединения от обсадной колонны 1 по резьбе 16 после взаимодействия ловителя 15 и ловильной головки.

Полость 17 нагнетательной трубы 3 снабжена каналами 18, сообщенными с внутренней полостью 19 обсадной колонны 1, которые изнутри герметично (благодаря уплотнительным кольцам 20) перекрыты втулкой 21, зафиксированной в транспортном положении при помощи пружинного кольца 22. Причем втулка 21 оснащена сверху седлом 23 под бросовый шар (не показан) и выполнена с возможностью ограниченного перемещения вниз с открытием каналов 18.

Работает устройство следующим образом.

Устройство, имеющее в своем составе обсадную колонну 1 из продольногофрированных труб расчетной длины, забойный двигатель 2 и буровой инструмент (долото, расширитель), спускается на колонне бурильных труб 24 в скважину, пробуренную до кровли осложняющегося пласта (не показан), подтвержденную геофизическими исследованиями для определения оптимальной длины перекрытия. Заполнение скважинной жидкостью внутренней полости 19 обсадной колонны 1 с целью предотвращения ее смятия внешним давлением происходит через обратный клапан 25, расположенный в верхней части обсадной колонны 1.

Данной компоновкой полностью вскрывают осложняющийся пласт с расчетным углублением в нижеследующий пласт, обеспечивающим запас глубины для долота, расширителя, забойного двигателя 2 и его полного перекрытия. При этом подвод энергоносителя (промывочной жидкости) к забойному двигателю 2 осуществляется по колонне бурильных труб 24 и нагнетательной трубе 3, а вынос шлама из призабойной зоны скважины осуществляется между стенками скважины и обсадной колонной 1. Благодаря шлицевому соединению 4 шлицы 11 (фиг.2) которого выполнены в технологической втулке 12 и размещены, соответственно, в выборках 10 верхнего переводника 7 и продольных гофрах 13 (фиг.3) обсадной колонны 1, исключаются аварийные ситуации, связанные с отворотом обсадной колонны 1 по левой резьбе 9 (фиг.1) от верхнего переводника 7.

По достижении намеченной глубины останавливают процесс бурения, отрывают долото с расширителем от забоя (не показан) и фиксируют бурильную колонну 24 на элеваторе (не показан), установленном на устье скважины. Отсоединив ведущую трубу (не показана), в бурильную колонну 24 сбрасывают шар, затем, повторно соединив ведущую трубу с бурильной колонной 24, устанавливают обсадную колонну 1 из продольногофрированных труб в расчетный интервал глубины перекрытия осложняющегося пласта.

Создав циркуляцию промывочной жидкости внутри бурильной колонны 24, доводят шар до седла 23 втулки 21, перекрыв полость 17 нагнетательной трубы 3. Создавшееся при этом избыточное давления сжимает пружинное кольцо 22, и втулка 23, проседая вниз, открывает боковой канал 18 нагнетательной трубы 3, сообщая внутреннюю полость 19 обсадной колонны 1 с полостью нагнетательной трубы 3 и бурильной колонны 24. Закачивая жидкость в полость 19 обсадной колонны 1 с расчетным избыточным давлением, выправляют профиль продольногофрированных труб и закрепляют обсадную колонну 1 на стенках скважины. Натяжением и разгрузкой бурильной колонны 24 определяют осевую устойчивость обсадной колонны 1, затем, вращая бурильную колонну 24 вправо, отсоединяются по левой резьбе 9 от обсадной колонны 1. Это становится возможным после выправления профиля труб обсадной колонны 1, когда шлицы 11 (фиг.2) технологической втулки 12 уже не фиксируются в продольных гофрах 13 (фиг.3) обсадной колонны 1. Далее извлекают бурильную колонну 24 (фиг.1) с верхним переводником 7, технологической втулкой 12 и нагнетательной трубой 3. В скважине остается долото, расширитель, забойный двигатель 2, нижний переводник 5 и обсадная колонна 1.

Следующим этапом на колонне бурильных труб 24 спускают развальцеватель (не показан) и калибруют продольногофрированные трубы обсадной колонны 1 без уменьшения (благодаря расширению расчетного интервала скважины расширителем) проходного диаметра скважины до нижнего переводника 5, соединяющего обсадную колонну 1 с забойным двигателем 2.

Происходит свинчивание резьбы 15 ловителя нижнего переводника 5 с ответной резьбой ловильной головки развальцевателя, а далее происходят отвинчивание по резьбе 16 нижнего переводника 5 от обсадной колонны 1 и довальцовка резьбового цилиндрического конца обсадной колонны 1 с выходом в открытый ствол скважины. Герметизация перекрытого осложняющегося пласта достигается за счет установленных по концам обсадной колонны 1 пакерных элементов (не показано) в виде, например, эластичных резиновых рукавов. Дальнейшим этапом осуществляется подъем оставшейся компоновки, после чего продолжают бурение скважины.

Изобретение позволяет расширить технологические возможности устройства для проводки скважины через осложняющийся пласт за счет установки обсадной колонны из многолучевых продольногофрированных труб впотай без уменьшения проходного диаметра скважины, а также исключить опасные нагрузки на обсадную колонну, которые могут вызвать ее повреждение и аварийные ситуации, за счет размещения забойного двигателя и бурового инструмента ниже обсадной колонны с возможностью их извлечения из скважины.

Устройство для проводки скважины через осложняющийся пласт, включающее обсадную колонну, буровой инструмент с погружным забойным двигателем и циркуляционной системой энергоносителя, выполненной в виде полой нагнетательной трубы, шлицевое соединение, отличающееся тем, что обсадная колонна выполнена длиной, достаточной для перекрытия осложняющегося пласта, в виде соединенных участков многолучевых продольно гофрированных труб, причем обсадная колонна оснащена снизу нижним переводником, в который герметично вставлена нагнетательная труба, а сверху - верхним переводником, герметично соединенным с верхним концом колонны с возможностью отсоединения, и изнутри - с нагнетательной трубой, при этом верхний переводник оснащен продольными выборками под шлицы, которые выполнены на наружной поверхности технологической втулки, вставленной сверху с возможностью продольного перемещения в обсадную колонну снаружи нагнетательной трубы, и размещены в соответствующих гофрах верхнего участка многолучевых труб, при этом забойный двигатель жестко соединен с нижним переводником, который сверху оснащен ловителем под ловильную головку и выполнен с возможностью отсоединения от обсадной колонны после взаимодействия ловителя и ловильной головки, причем полость нагнетательной трубы снабжена каналами, сообщенными с внутренней полостью обсадной колонны, которые изнутри перекрыты герметично втулкой, зафиксированной в транспортном положении, оснащенной седлом под бросовый шар и выполненной с возможностью ограниченного перемещения вниз с открытием каналов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к бурению нефтяных и газовых скважин с одновременной изоляцией зон осложнений при бурении колонной расширяемых труб.

Изобретение относится к горному делу и, в частности, к бурению глубоких горизонтальных дренажных скважин в наиболее сложных геологических условиях, например в неустойчивых горных породах - в песчаных водоносных горизонтах, в плывунах и в текучих мелах.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для проходки скважин в неустойчивых породах. .
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при строительстве скважины малого диаметра. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к поинтервальному бурению и способам крепления осложненных участков скважин. .

Изобретение относится к области строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, предусматривающих их крепление хвостовиками обсадных колонн с возможностью забуривания из этих скважин дополнительных стволов, в том числе ориентируемых.

Изобретение относится к способу крепления обсадными трубами пробуренной (цилиндрической) скважины, в частности, нефтедобывающей или газодобывающей, а также к устройству для осуществления этого способа

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии удлинения обсадных колонн в скважине путем наращивания их снизу

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии удлинения обсадной колонны в скважине путем ее наращивания снизу

Группа изобретений относится к способу и устройству для бурения с расплавлением для выполнения точных по размеру скважин, шахт и туннелей в грунте, в частности в скальной породе, в котором с помощью расплава расплавляют основание скважины и расплав вскрышной породы выдавливают в окружающую среду, в частности в разрыхленную за счет воздействия температуры и давления окружающую скальную породу, и в котором во время бурения за счет затвердевающего расплава образуется затяжка скважины вокруг образованной из трубных элементов колонны обсадных труб. В открытую вверх центральную выемку по меньшей мере одного нижнего трубного элемента колонны обсадных труб подают сверху металл в твердом агрегатном состоянии через лежащие выше трубные элементы, в этой выемке его расплавляют за счет подвода энергии и направляют через каналы, которые проходят от выемки наружу и заканчиваются в наружной боковой поверхности трубного элемента, в наружное окружение трубного элемента, образующийся под самым нижним трубным элементом скальный расплав выдавливают в окружающую скальную породу с образованием за счет затвердевания окружающей колонну обсадных труб металлической затяжки. Обеспечивает непрерывную металлическую затяжку высокого качества отливки и упрощение ввода энергии для выполнения процесса плавления. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области бурения скважин в сложных геологических условиях, в том числе в неустойчивых осадочных породах. Устройство для бурения включает обсадную колонну, установленный в обсадной колонне с возможностью вращения породоразрушающий инструмент для разрушения периферийной части забоя, колонну бурильных труб, соединенное с колонной бурильных труб пневмоударное устройство, керноприемное устройство, включающее колонковую трубу с кернозахватным устройством, и две взаимодействующие между собой полумуфты, одна из которых скреплена с породоразрушающим инструментом, а вторая полумуфта скреплена с наружной поверхностью колонковой трубы. Обеспечивает максимальный выход кернового материала в сложных геологических условиях, в том числе в неустойчивых осадочных породах с включением галечника. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной и строительной технике, применяется при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Способ заключается в бурении скважины породоразрушающим инструментом забойного снаряда, соединенного с двойной бурильной колонной, с непрерывным удалением шлама от забоя скважины и транспортировкой шлама потоком отработанного рабочего тела под давлением по центральному каналу двойной бурильной колонны. Для бурения скважины используют двойную бурильную колонну, образованную невращающейся наружной трубой и размещенной в ней буровой штангой, передающей крутящий момент и осевое усилие на забойный снаряд с породоразрушающим инструментом. Одновременно с бурением скважины осуществляют затяжку в нее указанной наружной трубы, которую после завершения бурения оставляют в скважине в качестве обсадной трубы. Центральным каналом двойной бурильной колонны является канал буровой штанги. Технические задачи - повышение эффективности способа за счет совмещения процессов бурения и обсаживания скважины, увеличение надежности и расширение области применения способа за счет одновременной затяжки обсадной трубы, а также снижение массы и стоимости комплекта оборудования за счет применения наружной трубы двойной бурильной колонны из неметаллического материала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам капитального ремонта скважин. Способ ликвидации заколонных перетоков включает стадию проведения геофизических исследований с определением интервалов возможных заколонных перетоков перед спуском обсадной колонны. После чего обсадную колонну снабжают расширяемыми до 24% трубами с наружными уплотнительными элементами и спускают в скважину. Располагают трубы с уплотнениями напротив интервалов возможных перетоков. При возникновении заколонных перетоков, воздействуя на внутреннюю поверхность расширяемых труб, расширяют их во всем интервале перетока, уплотняя заколонное пространство. Предлагаемый способ позволяет повысить надежность ликвидации заколонных перетоков. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к буровым установкам. Буровая установка содержит платформу основания, установленную вокруг секций ротора, и вертлюг, расположенный над центром секций ротора. На платформе основания установлена пространственная рама с вертикальными направляющими вертлюга. В направляющих расположены катки осей балансиров телескопических механизмов. Концы балансиров опорами качания попарно соединены короткими осями. Верхние балансиры телескопических механизмов соединены длинной осью, на которой закреплен вертлюг. На платформе основания также расположены гидроцилиндры подъема секций телескопических механизмов. Головки верхних секций гидроцилиндров соединены осью, на которой на опорах качания установлены середины верхних балансиров нижней секции телескопических механизмов. Середины нижних балансиров этой секции на опорах качания установлены на оси, зафиксированной на пространственной раме. На раме также расположены вертикальные направляющие барабана, в котором расположены свечи труб. Выше центра тяжести барабана расположен вращающийся сепаратор. Сепаратор находится в цанге на гидроподъемниках, а катки наконечников цанги установлены в вертикальных направляющих рамы. Изобретение обеспечивает автоматизацию спускоподъемных операций и расширение эксплуатационных и компоновочных характеристик буровой установки. 8 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам капитального ремонта скважин. Технический результат - повышение эффективности способа за счет уменьшения материальных и временных затрат на ликвидацию заколонных перетоков. Способ включает проведение геофизических исследований с определением интервалов заколонных перетоков. Снабжают обсадную колонну расширяемыми до 24% трубами с наружными уплотнительными элементами. Обсадную колонну в верхней части расширяемых труб изнутри снабжают полым дорном с седлом под цементировочную пробку, а ниже - кольцевым упором для остановки дорна. Расширение обсадной колонны в интервале перетоков производят во время цементирования. Расширяют дорном, который перемещают под действием избыточного давления в обсадной колонне, создаваемого с устья скважины. Перемещение дорна осуществляют цементировочной пробкой после ее посадки на дорн, установленный в заданном интервале скважины. 2 ил.

Изобретение относится к бурильным компоновкам для выполнения скважины в грунте или горной породе. Технический результат заключается в уменьшении длины буровой коронки и увеличении скорости бурения. Бурильная компоновка содержит пилотное долото, бурящее среднюю часть скважины, и буровую коронку, бурящую скважину кольцевым забоем. При бурении буровая коронка установлена вокруг пилотного долота, и вращение и ударные усилия бурения направляются от пилотного долота на буровую коронку с помощью фасонных отверстий и деталей, установленных между долотами и передающих мощность, при этом буровая коронка выполнена с возможностью отведения, перемещаясь вокруг пилотного долота, и с возможностью установки на него. Накладное кольцо, выполненное с возможностью скрепления с буровой коронкой, установлено вокруг буровой коронки для соединения с трубой обсадной колонны, втягивающейся в бурящуюся скважину к буровой коронке с помощью накладного кольца. Буровая коронка содержит, по меньшей мере, две кольцевые канавки на наружной окружности, в данных кольцевых канавках установлены с возможностью вращения и перемещения в нужных пределах в аксиальном направлении бура части, участвующие в фиксации, такие как пружинящие стопорные кольца, и расположенные на внутренней поверхности накладного кольца, при этом накладное кольцо установлено вокруг периферии буровой коронки таким способом, что из частей, участвующих в возвратно-поступательном перемещении, фиксирующих накладное кольцо и буровую коронку, по меньшей мере, две расположены с разных сторон от линии, когда устройство собрано, причем данная линия проходит, по существу, через среднюю точку поверхности, передающей вращение буровой коронки. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх