КОЛОННА УТЯЖЕЛЕННЫХ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ Российский патент 1995 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к утяжеленным бурильными трубам (УБТ).

Известна утяжеленная бурильная труба с присоединительными резьбами и центральным промывочным каналом, выполненная в поперечном сечении в форме круга, срезанного с одной стороны [1].

Недостатком этих труб является то, что под действием осевой нагрузки труба изгибается в плоскости искривления скважин.

Известна колонна утяжеленных бурильных труб, содержащих присоединительные резьбы и центральный промывочный канал, в которой с целью предупреждения искривления скважин присоединительные резьбы и промывочный канал расположены эксцентрично, при этом эксцентричные УБТ, соединенные между собой, размещены симметрично по длине колонны относительно продольной оси [2]. Однако и эти трубы не предотвращают полностью изгиб в плоскости искривления скважин.

Кроме того, симметричное расположение эксцентричных УБТ в колонне вызывает повышение нагрузки на резьбовые соединения, что снижает надежность их работы, особенно в момент вывода на оптимальный режим вращения колонны.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является колонна УБТ, содержащая присоединительные резьбы и центральный промывочный канал и выполненная в поперечном сечении в форме эллипса [3]. Такая конструкция позволяет повысить эффективность стабилизации и уменьшения кривизны скважин, однако когда плоскость, проходящая через малую ось эллипса, совпадает с плоскостью искривления скважины, действие осевой нагрузки на долото не способствует стабилизации и уменьшению кривизны ствола скважины, т.е. за каждый оборот инструмента стабилизация и уменьшение кривизны обеспечиваются только дважды.

Предложенное решение позволяет повысить эффективность бурения скважин за счет повышения эффективности стабилизации положения бурового инструмента в изменяющихся горно-технических условиях путем многократной стабилизации его за каждый оборот, гашения продольных и поперечных колебаний, возникающих в бурильной колонне, повышения надежности работы резьбового соединения; обеспечения лучшего перемешивания потока промывочной жидкости, что будет способствовать более полному выносу выбуренной породы и предупреждению образования застойных зон при малой производительности буровых насосов, а также снижению возможности прихвата колонн, а также за счет осуществления одновременно механической кольматации стенок скважины.

Поставленные технические задачи решаются тем, что в известной компоновке УБТ, содержащей УБТ, выполнены в поперечном сечении в форме эллипса присоединительные резьбы и центральный промывочный канал, смежно расположенные утяжеленные трубы установлены друг относительно друга со смещением их одноименных осей эллипса в горизонтальной плоскости на угол, определяемый по зависимости α = 360^о/2n, где α - угол между одноименными осями эллипсов смежных труб в колонне; n - количество труб в колонне.

За счет пространственного расположения соединяемых УБТ относительно друг друга возрастает эффективность бурения скважин и достигается получение в комплексе всех вышеуказанных технических результатов, что не достигалось всеми ранее известными компоновками УБТ.

На фиг. 1 изображена колонна утяжеленных бурильных труб; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - варианты размещения УБТ в колонне.

Колонна утяжеленных бурильных труб содержит основное тело трубы 1, выполненное в поперечном сечении в форме эллипса с присоединительными резьбами 2 и центральным промывочным каналом 3. УБТ в колонне размещены таким образом, что большие и малые оси эллипса соединяемых между собой труб расположены в горизонтальной плоскости относительно одноименных осей под углом α = 360^о/2n, где α - угол между одноименными осями эллипсов смежных труб в колонне; n - количество труб в колонне. Максимально удаленные по большей оси точки эллипса могут быть армированы твердым сплавом. Выбор угла смещения каждой последующей УБТ относительно предыдущей обусловлен геолого-техническими условиями проводки скважины, нагрузками на колонну труб.

Так, при использовании в компоновке двух УБТ они смещены относительно друг друга под углом 90^о, что обеспечивает наибольшую жесткость колонны. Такую компоновку целесообразно применять для бурения вертикальных скважин. При использовании более двух УБТ со смещением относительно друг друга на одинаковый угол (фиг. 4) колонна УБТ приобретает форму сверла, обеспечивая непрерывный контакт со стенками скважины по всей окружности. Такая компоновка более гибкая и может использоваться в наклонно-направленных скважинах с большим углом наклона.

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к утяжеленным бурильным трубам. Колонна утяжеленных бурильных труб содержит основное тело трубы 1, выполненное в поперечном сечении в форме эллипса с присоединенными резьбами 2 и центральным промывочным каналам 3. УБТ в колонне размещены таким образом, что смежно расположенные утяжеленные трубы установлены друг относительно друга со смещением их одноименных осей эллипса в горизонтальной плоскости на угол, определяемый по зависимости где α - угол между одноименными осями эллипсов смежных труб в колонне; n - количество труб в колонне. 4 ил.

КОЛОННА УТЯЖЕЛЕННЫХ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ, включающая утяжеленные бурильные трубы, выполненные в поперечном сечении в форме эллипса, содержащие присоединительные резьбы и центральный промывочный канал, отличающаяся тем, что смежно расположенные утяжеленные трубы установлены одна относительно другой со смещением их одноименных осей эллипса в горизонтальной плоскости на угол, определяемый по зависимости

где α - угол между одноименными осями эллипсов смежных труб в колонне;
n - количество труб в колонне.