Способ направленно-наклонного бурения глубоких скважин и устройство для осуществления способа

Способ направленно-наклонного бурения глубоких скважин и устройство для осуществления способа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 5а, 17

К 71772

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ( т;

P. А. Иоаннесян, П. П. Шумилов, Э. И. Тагиев и" М. Т. Гусман

СПОСОБ НАПРАВЛЕННО-НАКЛОННОГО БУРЕНИЯ ГЛУБОКИХ

СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

Заявлено 15 июня 1941 г. за М 3/32241о в Народный комиссариат нефтяной промышленности СССР

Расположение нефтяных пластов под водной поверхностью, гористый рельеф местности, наличие на поверхности ме стор ожден ия кап итал ьных сооружений требуют применения направленно-наклонного бурения.

Известные способы направленнонаклонного бурения требуют для искривления скважины предварительной работы по забуриванию плеча специальным долотом малого диаметра, последующего углубления долотом того же размера и затем уже расширения скважины до неооходимого диаметра. При таком способе бурения требуется большое число спуско-подъемных работ, что приводит к замедленным темпам бурения.

В практике бурения глубоких скважин уже известен способ направленно-наклонного бурения при помощи невращающейся бурильной колонны с забойным двигателем для инструмента.

Особенностью предлагаемого cnocoda является то, что к инструменту в процессе бурения прилагают постоянно действующее усилие, перпендикулярное направлению подачи инструмента. Это дает возможность избежать забуривание плеча для требуемого искривления ствола скважины.

В предлагаемом устройстве для осуществления указанного способа буровой инструмент смещен от оси бурильной колонны путем такого соединения корпуса забойного двигателя и бурильной колонны, которое имело бы упругую деформацию при принудительном совмещении осей колонны и корпуса двигателя.

Согласно видоизменению предлагаемого способа направленно-наклонного бурения глубоких скважин изменение степени искривления ствола скважины производят изменением скорости подачи инструмента.

На чертеже схематически изображена установка бурового инструмента для осуществления предлагаемого способа.

Неподвижность колонны бурильных труб при турбинном бурении позволяет применить такую компоновку низа колонны, которая может создавать на долоте постоянное отклоняющее усилие, действующее в течение всего процесса бурения.

Сущность предлагаемого способа направленного бурения заключается в отказе от последовательных забуриваний плеча с помощью отклоняющих приспособлений, ориентирующих инструмент, и в использовании преимущества бурения с неподвижной колонной путем создания над № 71772 турбобуром момента упругих сил, вызывающего на долоте в процессс бурения постоянно действующую силу, перпендикулярную оси инструмента.

Для создания пад турбобуром момента упругих сил низ колонны компонуется с расчетом получения пеоекрещивания или смешения осей ovрильной колонны и турбобура в непосредственной близости от последнего.

При спуске инструмента в скважину оси бурильной трубы и турбобура, ввиду малых диаметральных габаритов скважины, почти совмещаются, благодаря чему в сечении, в котором имело место пересечение осей, возникает момент упругих сил, создающий на долоте отклопяющее усилие.

Для получения момента упругих сил над турбобуром может быть использована различная компоновка низа колонны бурильных труб, както: изогнутая труба над тур бобу ром. эксцентричный переводник на турбобуре, отклоняющие салазки на корпусе турбобура и т. п. Наибольшее распространение в настоящее время получило применение изогнутой толстостенной бурильной трубы.

При направленном бурении турбобуром непосредственно на вал турбобура 1 наворачивается обычное трехшарошечное долото 2. Над турбобуром устанавливается изогнутая труба 8 с изгибом, обусловленным получением максимального момента упругих сил. В таком виде инструмент опускается на забой скважины и плоскость искривлспия трубы ориентируется в заданном направлении.

Наличие постоянного усилия, непрерывно отклоняющего долото в процессе направленного турбинного бурения, обусловливает плавное аростание кривизны ствола скважины.

При направленном турбинном бурении необходимое искривление ствола скважины получается B процессе самого бурения.

В этом случае число оборотов долота, развиваемых турбобуром, имеет существенное значение и определяет интенсивность искривления ствол а с кв а ж ины.

Ввиду того, что уводящее усилие, действующее па долото в процессе бурения, постоянно, отклонение в единицу времени, т. е. скорость отклонения, при одинаковых геологических условиях, режущем инструменте и числах оборотов долота также является величиной постоянной.

Поэтому при прочих равных условиях удельное отклонение, т. е. горизонтальное отклонение на метр проходки, является функцией механической скорости бурения.

Следовательно, в тех случаях, когда требуется резко изменить направление ствола скважины или интенсивно набрать кривизну, как, например, при уходе в сторону вторым стволом в аварийных скважинах, пеобходимо некоторый промежуток ьремени работать с ограниченной подачей. В этом случае удельное отклонение будет достигать максимальных значений.

Изменяя величины отклопяющего усилия, осевое давление и число оборотов долота, а также типы применяемого режущего инструмента и режим работы турбобура, можно получить оптимальные условия разрушения пород и необходимое удельное отклонение для каждой геологической пачки месторождения.

Благодаря возможности управления в процессе направленного турбинного бурения величиной удельного отклонения механические скорости бурения не снижаются против таковых при вертикальном бурении.

Выигрыш в механических скоростях является следствием изменепия угла вхождения долота в пласт и повышения режима бурения, необходимого для увеличения числа оборотов долота и момента фрезерования.

Форсирование режима бурения при прохождении пород, требующих для своего разрушения больших осевых давлений, е вызывает уменьшения удельного отклонения, так как вместе с ростом механической скорости бурения благодаря увеличению числа оборотов долота, обусловленного изменением режима работы т урбобура, растет и скорость отклонения. № 71772

Предмет изобретения

Отв. редактор И. В. Макаров

Л59316 от 7/I 1955 г. Стандартгиз. Объем 0,25 п. л. Тираж 400. Цена 50 коп.

Тип. «Московский печатник». Москва, Лялин пер., б. Зак. 12

1, Способ направленно-наклонного бурения глубоких скважин при помощи невращающейся бурильной колонны с забойным двигателем для инструмента, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью избежания забуривания плеча для требуемого искривления ствола скважины, к инструменту в процессе бурения прилагают постоянно действующее усилие, перпендикулярное направлению подачи инструмента.

2. Видоизменение способа по п. 1, отличающееся тем, что изменение степени искривления ствола скважины производят изменением скорости подачи инструмента.

3. Устройство для осуществления способа по п. 1, отл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью создания постоянно действующего усилия на инструмент, перпендикулярного направлению подачи последнего, бурильный инструмент смещен от оси бурильной колонны путем такого соединения корпуса забойного двигателя и бурильной колонны, которое имело бы упругую деформацию при принудительном совмещении осей колонны и корпуса двигателя.