Компоновка бурильной колонны для бурения направленных скважин

Компоновка бурильной колонны для бурения направленных скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>878895

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.09.79 (21) 2823176/22 03 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.81. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.81 (51) М Кч з Е 21 В 7/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.243.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Буслаев, Я. А, Гельфгат, 10. С. Лопатин

С С H ()

ДЛЯ БУРЕНИЯ НАПРАВЛЕННЫХ СКВА)КИН

Изобретение относится к области бурения направленных окважын: вертикальных, наклонных и естественно искривленных.

Изобретение может быть,использовано IHpH необходимости изменения азимута или уменьшения величяны зенвпного угла.

Известны компоновки для роторного бурения, состоящие из долота, опорноцентрирующих элементов, утяжеленных и бурильных труб, с помощью которых изменяют азимут, уменьшают зенитный угол ствола скважины путем, изменения налравлен ия в;ращения долота 11).

Однако в данном случае для работы необходимо наличие двух,комлоно вок бурильной колонны с правыми и левыми резьбовыми соединениями. Перед проведением работ,по,изменению азимута,:и уменьшению зенитного угла необходимо производить разборку и укладку бурильных, утяжеленных, .ведущих труб и опорноцентрирующих элементов компоновки с одним, видом резьбы и сборку комлоновки с другим видом резьбы. Существуют .и технологические ограничен ия по нрименению извествого способа, а именно: роторный способ бурения не является универсальным и может быть признан эффективным только для частных геолопических и технико-технологических условий. П ри бурении наклон но направленных скважин из-за ограниченной прочности бурнльных труб лрименение роторного способа менее предпочтительно чем бурение с забойными двигателями. Ванду налочия перечисленных,и других еедостатков такой способ не применяется при лроводке глубоких скважин.

Известна компоновка бурильной колонны для бурения на правленных скважин, состоящая из долота, опорноцентрирующего элемента отклоняющих систем, забойного двигателя с лравым вращением ipompa, кривого переводника, средств для ориентирования красивого лереводника, утяжеленных и бурильных труб с,правыми резьбовыми соединециями 12).

Недостаток этой компоновки заключается в том, что для обеспечения сохранения направления скважины требуется допол нительная отклоняющая система, работа с,которой пребует затрат времени на ее установку, ориентирование, ннкли номет рию и т.д.

Цель изобретения — упрощение конст25 рукции за счет обеспечения вращения долота в левую сторону при нспользованип утяжеленных и бурильных пруб с правыми резьбовыми соединениями.

Цель достнгается тем, что комлоновка снабжена забойным двигателем с левым

878895 вращением ротора, стато1р которого связан с,ротором забойного двигателя правого вращения.

На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные схемы компоновок бурильной колонны для бурения,направленных скважин.

Долото 1 при помощи п|раво-левого переводника 2 соединяется с ротором 3 левого вращения турбобура 4 (фиг. 1). Правое резьбовое соединение долота 1 с переводни- 10 ком 2 для предупреждения отворачивания закрепляется сваркой. Статор 5 левого вращения турбобура 4, имеющего левые .резьбовые соединения, крепится к опорноцентрирующему элементу (калибратору) 6, ко- 15 торый верхним своим,Ko)HIII!oIM соединен с ротором 7 забойного двигателя 8, например,,винтового, имеющего правое в ращение ротора 7. Статор 9:за бойного,двигателя 8 соединен с утяжеленными 10 и бурильным и 20 трубаии 11, .имеющими правые резьбовые со,единения.

Пр и этом для предупреждения самопроизвольного отворота резьбо вых соединений

УБТ (утяжеленных бурильных труб) и со- 25 единения калибратора 6 с ротором 7 забой.ного двигателя 8 необходимо, чтобы крутящий момент забойного даигателя с правым вращением ротора был больше максимальното реактивного момента забойного двига- з0 теля с левым вращением ротора.

На муфте первого 1резьбового соединения 12 над забойньгм двигателем 8 с правым вращением lporolpa установлена на.правляющая воронка 13 с на ружным диа- 35 метром IHB 5 — 10 мм меньше диаметра долота 1. Резьбовое соединение 12 ослаблено, например закреплено с усилием 200 кгм, в то время как остальные соединения бурильной колонны закреплены с усилием 400 кгм. 40

Это предусмотрено |на случай, если ротор

7 винтового двигателя 8 в процессе бурения заклинится в статоре 9. Тогда правый реактивный момент М будет передаваться колонке бурильных вруб и резьбовых сое- 45 динений, поскольку резьбовое соединение

12 ослаблено, отворот п роизойдет IIO этому соединению. Момент самопроизвольного отвинчи вания соединения 12 буд ет определяться по снижению давления и уменьше- 50 .:1ию веса компоновки. Направляющая воронка 13 облегчает сборку соединения,за счет его,центр ации.

У турбобура 4 наружный корпус 3 может являться ротором (фиг. 2), причем 55 профиль лопаток турбин ротора 3 и статора

5 обеспечивает ротору 3 левое вращение.

При этом используются турбины ротора .и статора серийно вы пускаемых турбобуров с правым вращением, а турбины ротора и 60 статора турбобура 4 (фиг. 1) имеют левый профиль .и обеспечивают левое вращение ротора.

Возможно л рименение компоновки, где левый турбобур выполнен односекционным, а верхний,правый турбобур — двухсекционным с количеством ступеней в два раза большим чем у левого турбобура.

Компоновка бурильной колонны работает следующим образом.

При необходимости уменьшения зенитного угла малой;интенсивностью компоновку бурильной колонны спускают,в скважину, производят подачу промывочной жидкости в бурильную .колонну. Создают осевую нагрузку на долото. Ротор 3 с долотом

1 турбобу ра 4 вращается влево (против хода часовой стрелки). На долоте 1 создается левый крутящий момент М „р, а на стато ре 5 — правый реактивный момент М р.

На .вращение калибратора 6 частично затрачивается или полностью, компенсируется величина реактивного момента М р. Статор

5,и калибратор 6 приводятся во вращение вправо ротором 7 (винтового) двигателя 8 под действием активного момента М „ который больше максимального (тормозного) реактивного момента М,.

В результате вращения долота влево направление бурения скважины изменилось по азимуту, что при вело к уменьшению зенитного угла.

Для сохранения вертикальности ствола скважины осуществляют, попеременное бурение забойными двигателями с левым и правым вращением ротора. При этом чем меньше интервалы бурения, тем лучше сохраняется вертикальность ствола скважины.

Технико-экономическая эффективность заключается в уменьшении материальных затрат на проводку направленных скважин за счет исключения применения отклоняющих систем, уменьшении вероятности .возн икновения аварийных ситуаций, а также в увеличении показателей бурения, таких как механическая скорость, проходка на долого.

Формула изобретения

Компоновка бурильной колонны для бурения направленных скважин, включающая долото, забойный двигатель с правым вращением ротора, опо рноцентрирующие элементы, утяжеленные;и бурильные трубы с правыми резьбовыми соединениями, о тл ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции за счет обеспечения вращения долота в левую стороBY, она снабжена забойным двигателем с левым вращением ротора, статор которого связали с ротором забойного двигателя .правого вращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Сулакшин С. С.:и д|р. Техника и технология .направленного бурения скважин.

М., «Недра», 1967, с..21.

2. Мищевич В. И.,и Сидоров Н. А. Спра,вочник инженера по бурению. Т. 2, М., «Недра», 1973, с. 3 — 9 (прототип).

878895 ь

Фиг. У

Составитель В. Буслаев

Техред И. Заболотнова

Корректор С. Файн Редактор Л. Павлова

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1467/1111 Изд. № 579 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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