Устройство для бурения скважин
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик ()929810 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.10.78 (21) 2669171/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .
Е 21 В 17/00
Е21В 708
Гасударстееллме кемктет
Опубликовано 23.05.82. Бюллетень № 19 (53) УДК 622.24. .053 (088.8 ) лв делам кзаеретений к етхрмтий
Дата опубликования описания 28.05.82. (72) Автор изобретения
С. А. Омельяненко
Забайкальский комплексный научно-исследовательс®
Министерства геологии СССР (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН
Изобретение относится к технике бурения скважин, а конкретно к бурению геологоразведочных скважин малого диаметра.
Известны гибкие бурильные колонны, состоящие из внутренней герметизирующей камеры с упрочнением, проволочной спирали, грузонесущих поясов стальных канатов и наружного кожуха из металлических, колец, разделенных эластичными прокладками (1).
Однако при бурении геолого-разведочных скважин малого диаметра они не могут применяться из-за своей громоздкости, а также в связи с тем, что они предназначены для работы с забойными двигателями.
Существующие забойные двигатели малого диаметра не обеспечивают высокой механической скорости бурения скважин.
Известно также устройство для бурения скважин, включающее гибкую колонну бурильных труб, размещенную в обсадной колонне и содержащую внутренню силовую обо лочку, внешнюю гибкую трубу, выполненную из отдельных колец, переходник и стабилизатор, расположенный по всей длине гибкой колонны (2J
Недостаток устройства заключается в том, что оно не обладает достаточной устойчивостью при бурении прямолинейных и наклонных скважин.
Цель изобретения — повышение надежности работы при бурении прямолинейных и наклонных скважин.
Поставленная цель достигается тем, что стабилизатор и внешняя гибкая труба связаны с элементами соединения внутренней
1о силовой оболочки с возможностью относительного вращения, причем обсадная колонна имеет продольные направляющие, а наружная поверхность стабилизатора— ответные ей пазы.
Кроме того, полость между внешней гибкой трубой и внутренней силовой оболочкой заполнена смазкой. Внутренняя силовая оболочка имеет два слоя, образованных Z-образными лентами с противоположным напzo равлением навива, внутри которых размещен эластичный шланг; внешняя гибкая труба образована лентой с S-образным профилем, на элементах соединения силовой оболочки выполнены упоры, а внешняя гиб9298
3 кая труба имеет для взаимодействия с ними ответные выступы.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.
Устройство для бурения скважин включает переходник 1, передающий вращение от ведущей штанги 2 бурового станка, расположенного у устья скважины, на внутреннюю гибкую силовую оболочку, содержащую эластичный шланг 3 и оболочки 4 и 5, навитые в противоположных направлениях.
Оболочки 4 и 5 выполнены из Z-образной ленты с противоположным направлением навивки. Каждая из этих лент может состоять из нескольких упругих (например, металлических) нитей. Переходник 1 через подшипник 6 взаимодействует с стабилизатором 7, удерживающим от вращения и падения в скважину внешнюю трубу 8. Стабилизатор 7 своими пазами входит в зацепление с направляющими 9, установленными на внутренней стенке обсадной трубы 10. Внешняя гибкая труба 8 образована лентой S-образного профиля. Соседние навивы ленты перекрывают друг друга таким образом, что между ними вдоль продольной оси колонны имеется зазор оптимальная величина которого выбирается из соотношения С = — - — p еы где P — ширина ленты, d — диаметр вйешней трубы, R — минимально необходимый радиус изгиба колонны.
Стабилизатор 7 и внешняя гибкая труба 8 связаны с элементами 11 соединения внутренней силовой оболочки с возможностью относительного вращения, например с помощью подшипников 6.
Элементы 11 соединения внутренней силовой оболочки имеют упоры 12, а внешняя гибкая труба 8 для взаимодействия с ними через подшипники 6 имеет ответные выступы 13. Отдельные звенья гибкой колонны бурильных труб соединяются между собой в единую, колонну с помощью соединений 11 и 14.
Полость между внешней гибкой трубой
8 и внутренней силовой оболочкой (оболочки 3 — 5) заполнена смазкой.
Устройство работает следующим образом.
Через ведущую штангу 2 и переходник 1 вращение от бурового станка передается на оболочки 3 и 4, которые передают вращение на буровой наконечник (не показан). В связи с тем, что оболочки 3 и 4 имеют противоположное направление навива, а концы их соединены между собой, ленты, взаимодействуя, компенсируют усилия сжатия, внутренняя полость бурильной колонны осается всегда открытой и обеспечивает свободное протекание промывочной жидкости Одновременно с передачей вращения ведущая штанга 2 удерживает силовую оболочку от падения в скважину под действием силы тяжести. Кольцевые упоры, выполненные на переходнике 1 и стабилизаторе 7, удержи10
Зо
4 вают от падения и внешнюю трубу 8 бурильной колонны. Под действием силы трения внешняя труба 8 так же будет стремиться начать вращение, но пазы стабилизатора 7, введенные в зацеппление с направляющими
9, установленными на внутренней стороне обсадной трубы 10, не дадут вращаться стабилизатору и соединенной с ним внешней трубе. В то же время пазы стабилизатора могут перемещаться вдоль продольной оси направляющих и дают возможность опускать стабилизатор в скважину по мере ее углубления. Кольцевые упоры 12 и 13, выполненные на утолщенных жестких участках каждого звена колонны, взаимодействуя между собой, обеспечивают передачу части растягивающих усилий, возникающих в силовой оболочке, на внешнюю трубу и улучшают условия работы первой. Подъем бурильной колонньч производится с помощью существующих тяговых агрегатов. Поднятая бурильная колонна наматывается на барабан обычных размеров. Осевое давление на бурильный наконечник создается любой из известных погружных систем осевого давления (например, за счет разделения с помощью поршня зон высокого и низкого давления промывочной жидкости).
Экономический эффект применения предлагаемого устройства для бурения скважин заключается в повышении скорости бурения скважин при сохранении непрерывности спуско-подъемнь:х операций. Кроме того, устройство позволяет с высокой производительностью бурить интенсивно изогнутые многоствольные скважины. При этом угол перегиба ствола скважины может достигать
90 и более.
Формула изобретения
1. Устройство для бурения скважин, включающее гибкую колонну бурильных труб, размещенную в обсадной колонне и содержащую внутреннюю силовую оболочку, внешнюю гибкую трубу, переходник и стабилизатор, расположенный в ее верхней части, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы при бурении прямолинейных и наклонных скважин, стабилизатор и внешняя гибкая труба связаны с элементами соединения внутренней силовой оболочки с возможностью относительного вращения, причем обсадная колонна имеет продольные направляющие, а наружная поверхность стабилизатора — ответные ей пазы.
2. Устройство по п. 1, отличающееся.тем, что полость между внешней гибкой трубой и внутренней силовой оболочкой заполнена смазкой.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренняя силовая оболочка имеет два слоя, образованных Z-образными лентами
929810
Составитель В. Родина
Редактор О. Юрковецкая Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик
Заказ 3264/40 Тираж 624 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий
113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с противоположным направлением навива, внутри которых размещен эластичный шланг.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешняя гибкая труба образована лентой с S-образным профилем.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью передачи внешней трубе части растягивающих усилий от внутренней силовой оболочки, на элементах соединения внут.ренней силовой оболочки выполнены упоры, а внешняя гибкая труба имеет для взаимодействия с ними ответные выступы.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 459577, кл. Е 21 В 17/00, 17.12.73.
2. Патент США № 2198016, кл. 175 — 82, 23.04.40.