Морской кондуктор для бурения с бурового судна

Морской кондуктор для бурения с бурового судна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к бурению геологоразведочных скважин с буровых судов на мелководье континентального шельфа и в частности, к устройствам колонн водоотделяющих труб (КВТ) кондукторов. Целью изобретения является повышение эффективности бурения за счет повышения устойчивости КВТ в процессе бурения. Устройство содержит КВТ с установленным концентрично ей опорным узлом. Опорный узел выполнен в виде расположенных одна над другой двух втулок, связанных междусобой шарнирными тягами. Нижние тяги имеют опорные элементы (ОЭ), которые в рабочем положении опираются на морское дно. Верхняя втулка удерживается от опускания тяговым тросом, а, например, нижняя снабжена фиксирующим узлом в виде подпружиненных конусных зажимных плашек. Плашки сверху имеют выступающие над торцом втулки толкатели. После пуска с судна на дно КВТ приступают к фиксации КВТ с дном. Для этого ослабляют тяговый трос, и под действием собственного веса верхняя втулка опускается на нижнюю, взаимодействуя с толкателями, которые перемещают зажимные плашки вовнутрь до зажима КВТ. Соединенные с нижней втулкой нижние тяги принимают горизонтальное положение и ложатся ОЭ на морское дно. В таком положении благодаря достаточной площади ОЭ обеспечивается устойчивость КВТ в опорном узле на морском дне. Для бурения через КВТ опускают бурильную колонну. Благодаря опорному узлу КВТ воспринимает реактивный момент бурения. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.слсИзобретение относится к бурению скважин с плавучих оснований на мелководье континентального шельфа.Известен морЬкой кондуктор, представляющий собой водоотделительную колонну, верхний конец которой размещен в направляющей трубе, закрепленной на буровом судне, а нижний конец выполнен с возможностью заглубления в рыхлые донные отложения.При бурении скважин с использованием морского кондуктора последний опускается через направляющунэ трубу, размещенйую в шахте бурового судна. Нижний конец морского кондуктЬра заглубляется в грунт под действием своего веса или с использованием ударных или вибрационных механизмов. Бурильная колонна размещается внутри водоотделитель ной колонны, а вращатель и механизм подачи установлены на палубе бурового судна.J^ оON Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4745010/03 (22) 02.10.79 (46) 23.02.92. Бюл. N- 7 (71) Донецкий политехнический институт (72) А.А.Чаленко, В.А.Русанов, S.È.Áëèíîâ и

О.Я.Тоде р (53) 622.242.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 825836, кл. Е 21 В 7/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

hL 1189985, кл. Е 21 В 7/12, 1985. (54) МОРСКОЙ КОНДУКТОР ДЛЯ БУРЕНИЯ

С БУРОВОГО СУДНА (57) Изобретение относится к бурению геологоразведочных скважин с буровых судов на мелководье континентального шельфа и в частности, к устройствам колонн водоотделяющих труб (КВТ) кондукторов. Целью изобретения является повышение эффективности бурения за счет повышения устойчивости КВТ в процессе бурения.

Устройство содержит КВТ с установленным концентрично ей опорным узлом. Опорный узел выполнен в виде расположенных одна над другой двух втулок, связанных между

Изобретение относится к бурению скважин с плавучих оснований на мелководье континентального шельфа.

Известен морской кондуктор, представляющий собой водоотделительную колонну, верхний конец которой размещен в направляющей трубе, закрепленной на буровом судне, а нижний конец выполнен с возможностью заглубления в рыхлые донные отложения.

Оэ) 00

1 (я)з Е 21 В 7/12 собой шарнирными тягами. Нижние тяги имеют опорные элементы (ОЭ), которые в рабочем положении опираются на морское дно. Верхняя втулка удерживается от опускания тяговым тросом, а, например, нижняя снабжена фиксирующим узлом в виде подпружиненных конусных зажимных плашек. Плашки сверху имеют выступающие над торцом втулки толкатели. После пуска с судна на дно КВТ приступают к фиксации

КВТ с дном. Для этого ослабляют тяговый трос, и под действием собственного веса верхняя втулка опускается на нижнюю. взаимодействуя с толкателями, которые перемещают зажимные плашки вовнутрь до зажима КВТ. Соединенные с нижней втулкой нижние тяги принимают горизонтальное положение и ложатся ОЭ на морское дно. B таком положении благодаря достаточной площади ОЭ обеспечивается устойчивость КВТ в опорном узле на морском дне, Для бурения через КВТ опускают бурильную колонну. Благодаря опорному узлу КВТ воспринимает реактивный момент бурения. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

При бурении скважин с использованием морского кондуктора последний опускается через направляющую трубу, размещенную в шахте бурового судна, Нижний конец морского кондуктора заглубляется в грунт под действием своего веса или с использованием ударных или вибрационных механизмов.

Бурильная колонна размещается внутри водоотделительной колонны, а вращатель и механизм подачи установлены на палубе бурового судна.

1714069

Недостатком известного морского кондуктора является низкая эффективность бурения скважин, обусловленная тем, что уже при небольшом волнении водной поверхности буровое судно перемещается относительно жестко закрепленной водоотделительной колонны, что затрудняет процесс бурения и может привести к обрыву водоотделительной колонны и потере бурового инструмента.

Наиболее близким к изобретению является морской кондуктор для бурения с бурового судна, включающий собственно морской кондуктор, расположенный в его нижней части телескопический компенсатор, два угловых компенсатора и опорный узел, выполненный в виде донной плиты с присоединенным к ней хвостовиком, имеющим породоразрушающий инструмент для заглубления в грунт, При выполнении буровых работ морской кондуктор опускают через шахту бурового судна на морское дно, затем вращением его с судна заглубляют хвостовик с породоразрушающим инструментом до тех пор, пока донная плита не достигнет поверхности дна. Зафиксированный в верхней части к буровому судну и закрепленный нижней частью на морском дне морской кондуктор образует гибкий трубчатый канал между буровым судном и морским дном, через которые пропускается бурильная колонна с колонковым грунтоносным инструментом.

Недостатком известного морского кондуктора является низкая эффективность процесса бурения вследствие ограниченной гибкости морского кондуктора, вызванной конструктивными особенностями угловых компенсаторов. Увеличение продельных углов отклонения последних повлечет за собой снижение прочности морского кондуктора. Кроме того, сложность и продолжительность операций по спуску морского кондуктора, обусловленные большим весом и габаритами морского кондуктора и необходимостью заглублять хвостовик с вращением, вызывают снижение эффективности буровых работ.

Известно устройство, содержащее опорный узел, выполненный в виде двух расположенных концентрично колонне подвижных втулок, связанных между собой посредством шарнирных тяг, на которых закреплены опорные элементы. Такая конструкция позволяет уменьшить габариты опорного узла при выполнении спускоподъемных операций, Однако не известно оборудование подвижной втулки фиксирующим элементом, выполненным с возможностью взаимодействия с водоотделительной колонной в рабочем положении опорного узла. Это позволит повысить эффективность процесса бурения за счет восприятия опорным уз5 лом реактивного крутящего момента от силового вертлюга и возможности крепле ния скважины путем заглубления водоотделительной колонны при нерабочем положении опорного узла.

Известно выполнение фиксирующего элемента в виде подпружиненных плашек с тол кателями.

Однако не известна установка фиксирующего элемента в нижней подвижной втул15, ке и установка толкателей с возможностью взаимодействия с верхней подвижной втулкой. Такое выполнение позволит обеспечить фиксацию водоотделительной колонны в опорном узле только при рабочем положе20

55 нии последнего, а следовательно, надежно стабилизировать водоотделительную колонну на морском дне.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса бурения путем устранения жесткой связи морского кондуктора и бурового судна и обеспечение стабилизации водоотделительной колонны на дне с помощью малогабаритного опорного узла..

Цель достигается тем, что в морском кондукторе-для бурения с бурового судна, включающем водоотделительную колонну и опорный узел, последний выполнен в виде двух расположенных концентрично водоотделительной колонне подвижных втулок, связанных между собой посредством шарнирных тяг, на которых закреплены опорные элементы, подвижная втулка оборудована фиксирующим элементом, а верхняя подвижная втулка связана с буровым судном грузовым тросом, причем верхняя часть водоотделительной колонн ы оборудована направляющими для силового вертлюга, а фиксирующий элемент выполнен с возможностью взаимодействия с водоотделительной колонной в рабочем положении опорного узла, фиксирующий элемент установлен в нижней подвижной втулке и выполнен в виде подпружиненных конусных зажимных плашек, снабженных толкателями, которые установлены с возможностью взаимодействия с верхней подвижной втулкой, На фиг. 1 изображен морской кондуктор при спуске опорного узла; на фиг. 2 — то же, в процессе, бурения, на фиг. 3 — узел I на фиг.

2.

Морской кондуктор для бурения с бурового судна включает водоотделительную коланну, состоящую из обсадной колонны 1 и

1714069 тяг8 и 9. 45

Когда нижняя подвижная втулка 7 коснется дна, на ослабленном грузовом тросе

14 начинает опускаться верхняя подвижная втулка 6. Шарнирные тяги 8 и 9 складываются. В нижнем своем положении верхняя по- .50 движная втулка 6 взаимодействует.с толкателем 12, который перемещает вниз конусную зажимную плашку 11, сжимая пружину 13. Конусные зажимные плашки 11 фиксируют нижнюю подвижную втулку 7 на 55 обсадной колонне 1 (фиг. 3). В этот момент опорные элементы 10 ложатся на дно.

После этого в водоотделительную ко", лонну опускается буровой снаряд 17, связанный с механизмом 5 подачи и верхней трубы 2; оборудованной направляющими 3 для силового вертлюга, в состав которого входят вращатель 4 и механизм 5 подачи. Концентрично водоотделительной колонне расположен опорный узел, состоящий из верхней 6 и нижней 7 подвижных втулок, которые связаны между собой минимум тремя парами шарнирных тяг, Каждая из этих пар включает верхнюю 8 и нижнюю

9 тяги, шарнирно соединенные между собой и с подвижными втулками 6 и 7. На нижних тягах 9 закреплены опорные элементы 10 (фиг. 1).

В нижней подвижной втулке 7 размещен фиксирующий элемент, состоящий из конусных зажимных плашек 11, тоЛкателей

12 и пружин 13 (фиг. 3). Верхняя подвижная втулка 6 связана грузовым тросом 14 с лебедкой 15, размещенной на буровом судне

16.

Вращатель 4 и механизм 5 подачи силового вертлюга связаны с буровым снарядом

17, который размещается внутри обсадной колонны 1, шлангом 18 с насосом 19, тросом

20 с лебедкой 21 и силовым кабелем 22 с приводом 23, расположенным на буровом судне 16 (фиг. 2).

Морской кондуктор работает следующим образом.

Первоначально в шахту бурового судна

16 опускается водоотделительная колонна, состоящая из обсадной колонны 1 и верхней трубы 2. Под действием собственного веса обсадная колонна 1 незначительно заглубляется в донные отложения. После этого на водоотделительную колонну одевается опорный узел — вначале нижняя подвижная

- втулка 7, а затем верхняя 6, Под действием веса нижней втулки 7 шарнирные тяги 8 и 9 остаются в разложенном состоянии (фиг. 1).

Благодаря этому опорный узел имеет незначительные габариты, что позволяет производить его спуск через небольшую шахту

I бурового судна 16 при значительной длине

40 вращателем 4, и осуществляется бурение.

При этом энергия подается по силовому кабелю 22 от привода 23, а промывочная жидкость — по шлангу 18 от насоса 19.

По мере углубки бурового снаряда 17 вращатель 4 и механизм 5 подачи перемещаются по направляющим 3 верхней трубы

2 (фиг. 2). Реактивный крутящий момент от вращателя 4 воспринимается водоотделительной колонной и опорным узлом. При этом опорные элементы 10 имеют достаточно большую площадь соприкосновения с поверхностью морского дна для того, чтобы при работающем вращателе 4 водоотделительная колонна с зафиксированным на ней опорным узлом сохраняли неподвижность.

Размещение вращателя 4 и механизма 5 подачи в верхней части водоотделительной колонны. позволяет избежать жесткой связи бурового снаряда 17 с буровым судном 16, что исключает вредное воздействие качки на процесс бурения.

Предлагаемый морской контур позволяет производить крепление пробуренной скважины без использования дополнитель-. ной обсадной колонны. Для этого после оче; редного рейса силовой вертлюг и буровой снаряд 17 извлекаются из водоотделительной колонны троса 20 лебедки 21. Верхняя труба 2 с направляющими 3 отсоединяется от обсадной колонны 1 и на ее место накручивается очередная секция обсадной колонны 1. Верхняя подвижная втулка 6 опорного узла приподнимается лебедкой 21. Пружина

13 разжимается, перемещает конусные зажимные плашки 11 вверх и освобождает обсадную колонну, которая под действием собственного веса или с помощью ударного (вибрационного) механизма, присоединенного наверху, опускается на необходимую глубину. Затем опускается верхняя подвижная втулка 6, которая, контактируя с толкателями 12, вызывает перемещение конусных зажимных плашек 11. Водоотделительная колонна фиксируется в опорном узле, после чего присоединяется труба 2, опускается буровой снаряд 17 с силовым вертлюгом и продолжается процесс бурения.

По окончании работ морской кондуктор извлекают на борт бурового судна 16. Для этого, приподняв верхнюю подвижную втулку 6, расфиксируют водоотделительную колонну в опорном узле согласно описанному (буровой снаряд 17 и силовой вертлюг извлечены из морского кондуктора). Водоотделительную колонну извлекают с помощью лебедки 21 или любого выбивного устройства. После этого на грузовом тросе 14 извлекается опорный узел. При перемещении

1714069

Фиг.1 верхней подвижной втулки вверх тяги 8 и 9 раскладываются и опорный узел приобретает компактный вид, удобный для подъема через шахту бурового судна 16, Использование предлагаемого морского кондуктора повысит эффективность процесса бурения путем устранения жесткой связи кондуктора и бурового судна и обеспечения стабилизации водоотделительной колонны на дне с помощью малогабаритного опорного узла.

Формула изобретения

1. Морской кондуктор для бурения с бурового судна, включающий колонну водоотделяющих труб и установленный концентрично им опорный узел, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности бурения за счет повышения устойчивости водоотделяющей колонны, опорный узел выполнен в виде подвижно установленных одна наддругой двух втулок, связанных между собой посредством шарнирных тяг, нижние из которых имеют опор5 ные элементы, одна из втулок имеет фиксирующий узел, установленный с возможностью взаимодействия с колонной водоотделяющих труб в рабочем положении, а верхняя втулка имеет грузовой трос для свя10 зи. с буровым судном, причем внутренняя поверхность верхней части водоотделяющей колонны выполнена с направляющими под силовой вертлюг.

2. Кондуктор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й15 с я тем, что фиксирующий узел выполнен в виде подпружиненных конусных зажимных плашек, установленных на верхнем торце нижней втулки и имеющих выступающие толкатели для взаимодействия с

20 верхней подвижной втулкой.

1714069

1714069

12

71

Составитель В. Петраков

Редактор Н. Гунько Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 668 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101