Способ бурения скважин

Изобретение относится к области горноразведочных работ, а именно к способу бурения скважин. Способ бурения скважин включает спуск в скважину забойного гидродвигателя, состоящего из статора с полуцилиндрическими лопастями и полого ротора, образующих рабочую камеру, и подачу промывочной жидкости. Рабочую камеру оснащают дном, прикрепляемым к статору. Между полуцилиндрическими лопастями рабочую камеру разделяют круговой стенкой на внешние части в переднем по вращению окончании, плавным поворотом переходящие во внутренние части. Дно внешней части рабочей камеры выполняют поперечным уступом с превышением в сторону внутренних поверхностей полуцилиндрических лопастей. Промывочную жидкость наклонно направляют на дно внешней части рабочей камеры по направлению вращения статора. На роторе пробивают боковые радиальные каналы, входом обращенные навстречу движению промывочной жидкости из внутренней части рабочей камеры и выходом – в полость ротора. Обеспечивается достижение высоких энергетических характеристик способа бурения скважин на объем подаваемой промывочной жидкости. 1 ил.

 

Изобретение относится к области горноразведочных работ, а именно к способам бурения скважин.

Известен способ бурения скважин, включающий спуск в скважину забойного гидравлического двигателя, состоящего из статора и ротора, образующих рабочую камеру, и подачу промывочной жидкости. X. Акчурин, В. Ипполитов, С. Соломенников. Возможные пути повышения эффективности строительство скважин. Бурение & Нефть, май, 2004.

Однако в данном способе не имеются технологические возможности для полного использования потенциальной энергии промывочной жидкости.

Прототипом изобретения выбран способ бурения скважин, включающий спуск в скважину забойного гидродвигателя, состоящего из статора с полуцилиндрическими лопастями и полого ротора, образующих рабочую камеру, и подачу промывочной жидкости. Булатова А.И., Проселков Ю.М. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. Учебник для вузов. - М.: ООО «Недра-Бизнес центр», 2001.

Недостатки прототипа - низкие значения энергетических характеристик способа на объем подаваемой промывочной жидкости, что также указывает на неполное использование потенциальной энергии последней, со снижением эффективности бурения скважин.

Задача изобретения - повышение эффективности способа бурения скважин.

Технический результат - достижение высоких энергетических характеристик способа бурения скважин на объем подаваемой промывочной жидкости посредством использования силы веса и направленности промывочной жидкости в рабочей камере.

Это достигается тем, что в известном способе бурения скважин, включающем спуск в скважину забойного гидродвигателя, состоящего из статора с полуцилиндрическими лопастями и полого ротора, образующих рабочую камеру, и подачу промывочной жидкости, согласно изобретению, рабочую камеру оснащают дном, прикрепляемым к статору, между полуцилинрическими лопастями круговой стенкой разделяют на внешние части в переднем по вращению окончании плавным поворотом переходящие во внутренние части, при этом дно внешней части рабочей камеры выполняют поперечным уступом с превышением в сторону внутренних поверхностей полуцилиндрических лопастей, промывочную жидкость наклонно направляют на дно внешней части рабочей камеры по направлению вращения статора, на роторе пробивают боковые радиальные каналы, входом обращенные навстречу движению промывочной жидкости из внутренней части рабочей камеры и выходом в полость ротора.

Отличительными признаками изобретения - промывочную жидкость наклонно направляют на дно внешней части рабочей камеры обеспечивается преобразование силы веса столба промывочной жидкости и ее выталкивающей силы в крутящий момент статора, образование зон разности давлений промывочной жидкости разделенные линией приложения потока промывочной жидкости на дно внешней части рабочей камеры, впереди нее по вращению высокие, сзади низкие, чем создаются благоприятные условия для увеличения значений крутящего момента статора и снижение гидродинамических помех его вращению.

Выполнением дна внешней части рабочей камеры поперечным уступом с превышением в сторону внутренних поверхностей полуцилиндрических лопастей, появляются дополнительные площади приложения скоростного напора промывочной жидкости и эффект гидравлического прыжка сжатого потока, направленного на внутренние поверхности полуцилиндрических лопастей, способствующие повышению пульсации скоростей и давлений, следовательно, крутящего момента статора.

Признаком - рабочую камеру между полуцилиндрическими лопастями круговой стенкой разделяют на внешние части в переднем по вращению окончании плавным поворотом переходящие во внутренние части, при повороте потока промывочной жидкости в промежутке между окончаниями круговой стенки и внутренней поверхности полуцилиндрических лопастей, последние испытывают наибольшие давления промывочной жидкости, чем, совокупно с предыдущими признаками, достигается полное использование ее потенциальной энергии и высокие энергетические характеристики способа бурения скважин.

Признаком - на роторе пробивают боковые радиальные каналы, входом обращенные навстречу движению промывочной жидкости из внутренней части рабочей камеры и выходом в полость ротора, достигается эффективное удаление отработавшей промывочной жидкости из рабочей камеры без образования турбулентности потока.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг. показана схема забойного гидродигателя для реализации способа.

Забойный гидродвигатель содержит статор 1 с полуцилиндрическими лопастями 2 и полый ротор 3, образующие рабочие камеры, разделенные между полуцилиндрическими лопастями 2 круговыми стенками 4 на внешние части 5, в переднем по вращению окончании плавным поворотом переходящие во внутренние части 6. Дно внешней части 5 рабочей камеры выполняют поперечным уступом 7 с превышением в сторону внутренних поверхностей полуцилиндрических лопастей 2.

На внутренней части 6 рабочих камер проведены отверстия 8 для прохода части промывочной жидкости без образования застойных зон в них.

На роторе 3 пробивают боковые радиальные каналы 9, входом обращенные навстречу движению промывочной жидкости из внутренней части 6 рабочих камер и выходом в полость ротора 3.

Способ осуществляют следующим образом. С началом процесса бурения скважин, потоки промывочной жидкости наклонно направляют на дно внешней части 5 рабочей камеры по направлению вращения статора 1 относительно невращающегося полого ротора 3, преобразованием веса столба промывочной жидкости и ее выталкивающей силы в крутящий момент статора 1. При этом во внешней части 5 рабочих камер образуются зоны высоких давлений впереди линии приложения потока промывочной жидкости на дно, и низких давлений сзади нее, и при соприкосновении потока со уступом 7 происходит гидравлический прыжок, сопровождающийся повышенной пульсацией скорости и давлений сжатой промывочной жидкости, приложенной на внутренние поверхности полуцилиндрических лопастей 2, совокупно усиливающие значение крутящего момента статора 1.

Далее, плавным поворотом в промежутке между окончаниями круговой стенки 4 и внутренней поверхности полуцилиндрических лопастей 2, промывочная жидкость из внутренней части 6 рабочих камер через боковые радиальные каналы 9 поступает в полость ротора 3 для прохождения на следующую ступень забойного гидродвигателя. Часть промывочной жидкости из внутренней части 6 рабочих камер через отверстия 8 также протекает в направлении следующей ступени забойного гидродвигателя.

Эксперименты проведенные в лабораторных условиях по исследованию характеристик опытного образца забойного гидродвигателя, где статор 1 был изготовлен из прозрачного материала, позволили визуально изучить механизмы силового взаимодействия промывочной жидкости с элементами рабочей камеры забойной гидромашины.

При зафиксированном положении статора в рабочей камере были произведены замеры давлений промывочной жидкости, при разных углах наклона подачи и расходах, показавшие, что данный способ бурения скважин имеет огромные ресурсы для повышения эффективности горноразведочных работ.

Способ бурения скважин, включающий спуск в скважину забойного гидродвигателя, состоящего из статора с полуцилиндрическими лопастями и полого ротора, образующих рабочую камеру, и подачу промывочной жидкости, отличающийся тем, что рабочую камеру оснащают дном, прикрепляемым к статору, между полуцилиндрическими лопастями круговой стенкой разделяют на внешние части в переднем по вращению окончании плавным поворотом переходящие во внутренние части, при этом дно внешней части рабочей камеры выполняют поперечным уступом с превышением в сторону внутренних поверхностей полуцилиндрических лопастей, промывочную жидкость наклонно направляют на дно внешней части рабочей камеры по направлению вращения статора, на роторе пробивают боковые радиальные каналы, входом обращенные навстречу движению промывочной жидкости из внутренней части рабочей камеры и выходом – в полость ротора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области бурения искривленных ответвлений из необсаженного горизонтального ствола скважины и представляет собой отклоняющее устройство. Устройство содержит трубу с открытыми концами, снабженную на своем верхнем конце присоединительной резьбой для присоединения трубы с открытыми концами к колонне труб, и направляющий элемент, расположенный в трубе с открытыми концами.

Группа изобретений относится к области горизонтально или наклонно направленного бурения для разработки скважины вдоль буровой трассы. Технический результат – устремление бурового раствора вдоль подошвы скважины.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для забуривания и крепления дополнительных стволов многоствольной скважины из ранее пробуренных обсаженных скважин.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение стабильности работы насоса, создание более растянутой по горизонтальному стволу скважин паровой камеры, вовлечение большей зоны пласта, равномерный прогрев пласта.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - снижение теплопотерь за счет уменьшения площади прогрева и строительства скважин с учетом их гидродинамических возможностей, увеличение продуктивности залежи.

Группа изобретений относится к способу установки в заданное положение бурильного устройства, при этом бурильное устройство является устройством для бурения восстающей выработки, содержащим ось вращения.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - ускорение освоения скважин, исключение неравномерности прогрева и прорыва пара в добывающую скважину, увеличение надежности работы, снижение энергетических и материальных затрат.

Группа изобретений относится к сооружениям электросетей. Технический результат - обеспечение приповерхностной прокладки подземных кабелей или подземных проводов с длиной участка трубопровода до 1500 м.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности. Породоразрушающий инструмент содержит кольцевой полый корпус с наружными и торцевыми лопастями, в которых закреплены скважинно- и кернообразующие резцы, и центральное кернообразующее отверстие, выполненное в нижней части корпуса, промывочную систему для его охлаждения и очистки забоя от шлама потоком жидкости.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет стабильности водоизолирующего состава при высоких температурах не менее 180°С, качественная изоляция водонасыщенных зон, снижение материальных затрат.

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине. Статор содержит трубчатый корпус с внутренней поверхностью, выполненной в форме геликоида с внутренними винтовыми зубьями, на каждом краю корпуса выполнена внутренняя резьба, а также содержит закрепленную в корпусе обкладку из эластомера, прилегающую к внутренней поверхности корпуса, обкладка из эластомера выполнена с внутренними винтовыми зубьями и совпадает по форме с внутренними винтовыми зубьями в корпусе, а толщина обкладки является максимальной на зубьях, радиально направленных внутрь.

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине. Обкладка из эластомера, закрепленная в трубчатом корпусе гидравлического забойного двигателя, выполнена с асимметричным расположением профиля ее поверхности с внутренними винтовыми зубьями, контактирующими с винтовыми зубьями на наружной поверхности ротора, относительно профиля ее поверхности, прилегающей к внутренним винтовыми зубьям в трубчатом корпусе, и включает первую и вторую стороны каждого винтового зуба обкладки из эластомера таким образом, что геометрия первой стороны обкладки, прилегающей к боковой поверхности внутреннего винтового зуба трубчатого корпуса, образует поверхность уплотнения с винтовыми зубьями на наружной поверхности ротора и выполнена с максимальной толщиной обкладки, а геометрия второй стороны обкладки, прилегающей к боковой поверхности упомянутого внутреннего винтового зуба трубчатого корпуса, образует поверхность нагружения и выполнена с минимальной толщиной обкладки.

Группа изобретений относится к области добычи углеводородов. Система для разделения потока в стволе скважины включает основной трубопровод, определяющий основную линию тока через него, разделитель потока, расположенный в гидравлическом сообщении с основным трубопроводом ниже по течению основной линии тока, определяющий первую и вторую линии тока флюида, проходящую от основной линии тока, и содержащий передний край трубчатого элемента в пределах основного трубопровода, и при этом статор, по меньшей мере, частично расположен в пределах внутренней части трубчатого элемента, турбину в сборе в гидравлическом сообщении с первой линией тока ниже по течению от разделителя потока, состоящую из статора, расположенного на первой линии тока, содержащего множество лопастей статора, выполненных с возможностью поддерживать в целом неподвижное положение относительно основного трубопровода во время прохождения флюида по первой линии тока, ротора, вращающегося относительно статора вследствие прохождения потока флюида по первой линии тока; и привода, соединенного с по меньшей мере одной лопастью статора и выполненного с возможностью перемещать по меньшей мере одну лопасть статора для регулирования гидравлического сопротивления по первой линии тока.

Группа изобретений относится к области бурения скважин забойными двигателями. Гидравлический инструмент содержит статор, имеющий отверстие, выполненное в виде множества зубьев, ротор, имеющий по меньшей мере один зубец на наружной поверхности, причем ротор выполнен с возможностью вращения внутри статора в ответ на поток жидкости через статор, при этом по меньшей мере один из статора и ротора содержит упругий материал, и удаляемое покрытие, расположенное на поверхности по меньшей мере одного из ротора и статора, при этом удаляемое покрытие имеет толщину, выбираемую таким образом, чтобы компенсировать по меньшей мере одно из ожидаемого набухания упругого материала во время операции бурения или ожидаемого уменьшения зазора между ротором и статором за счет теплового расширения ротора и статора, причем удаляемое покрытие разработано с возможностью удаления во время работы гидравлического инструмента.

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине, а именно для фрезерной вырезки окна в обсадной колонне в стволе скважины и бурения боковых каналов для перфорации продуктивного интервала.

Изобретение относится к области бурения скважин и может быть использовано в гидравлических забойных двигателях, работающих в скважинах сверхмалого диаметра и радиуса кривизны.

Группа изобретений относится к области бурения скважин забойными двигателями. Двигатель содержит статор силовой секции, содержащий непрерывный корпус, имеющий первый конец, второй конец и внутреннюю полость, проходящую через них, и роторный узел, расположенный во внутренней полости.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к винтовым забойным двигателям. Винтовой забойный двигатель для бурения скважин содержит шпиндель, в вал которого ввинчен породоразрушающий инструмент, карданный вал, регулятор угла изгиба двигателя, рабочий орган, состоящий из ротора и статора, причем статор состоит из цилиндрической металлической гильзы и снабжен внутри гильзы эластичной обкладкой с внутренними винтовыми зубьями для взаимодействия с ротором, размещенным внутри статора и снабженным наружными винтовыми зубьями, количество которых на единицу меньше числа зубьев статора.

Изобретение относится к получению эластомерного материала для буровой техники и может быть использовано при изготовлении обкладки статора винтового забойного двигателя, предназначенного для бурения наклонно-направленных, глубоких, вертикальных, горизонтальных и других скважин, разбуривания песчаных пробок, цементных мостов в нефтегазовой и нефтегазодобывающей областях, и винтового насоса, предназначенного для перекачки жидкостей различной плотности.

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважинах. Гидравлический двигатель содержит трубчатый корпус, размещенный внутри него винтовой героторный механизм, включающий соосно расположенную в корпусе обкладку из эластомера и установленный внутри обкладки в корпусе винтовой ротор, вращение которого осуществляется насосной подачей текучей среды, корпус шпиндельной секции с размещенным внутри него валом шпиндельной секции, установленным на осевой опоре, выполненной в виде шарикового упорно-радиального многорядного подшипника, а также на верхней и нижней радиальных опорах скольжения, состоящих из наружной и внутренней втулок, размещенных в корпусе шпиндельной секции и, соответственно, на валу шпиндельной секции, вал шпиндельной секции скреплен на входе приводным валом с винтовым ротором двигателя, а на выходе скреплен с долотом, корпусы двигателя и шпиндельной секции скреплены между собой резьбовым переводником, нижняя радиальная опора шпиндельной секции закреплена ниппелем, а корпус шпиндельной секции и ниппель скреплены общей резьбой.

Группа изобретений относится к области бурения. Система бурения с несколькими текучими средами, выполненная с возможностью соединения с концом бурильной колонны, выполненной с возможностью обеспечения раздельного и независимого потока первой текучей среды и второй текучей среды, содержит молоток, расположенный таким образом, что при удержании бурильной колонной первая текучая среда, протекающая через бурильную колонну, может приводить в действие молоток, мотор, расположенный таким образом, что при удержании бурильной колонной вторая текучая среда, протекающая через бурильную колонну, может протекать через мотор и приводить его в действие. При этом мотор соединен с молотком и предназначен для вращения молотка при протекании второй текучей среды через мотор. Система бурения предназначена для обеспечения течения второй текучей среды в скважину, пробуриваемую посредством системы бурения. Обеспечивается оптимизация и эффективность системы и способа бурения. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области горноразведочных работ, а именно к способу бурения скважин. Способ бурения скважин включает спуск в скважину забойного гидродвигателя, состоящего из статора с полуцилиндрическими лопастями и полого ротора, образующих рабочую камеру, и подачу промывочной жидкости. Рабочую камеру оснащают дном, прикрепляемым к статору. Между полуцилиндрическими лопастями рабочую камеру разделяют круговой стенкой на внешние части в переднем по вращению окончании, плавным поворотом переходящие во внутренние части. Дно внешней части рабочей камеры выполняют поперечным уступом с превышением в сторону внутренних поверхностей полуцилиндрических лопастей. Промывочную жидкость наклонно направляют на дно внешней части рабочей камеры по направлению вращения статора. На роторе пробивают боковые радиальные каналы, входом обращенные навстречу движению промывочной жидкости из внутренней части рабочей камеры и выходом – в полость ротора. Обеспечивается достижение высоких энергетических характеристик способа бурения скважин на объем подаваемой промывочной жидкости. 1 ил.

Наверх