БУРОВАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2005 года по МПК E21B7/02 E21B19/84 

Изобретение предназначено для бурения глубоких направленных скважин.

Известен желоб для перемещения труб, включающий лоток, транспортер в виде конвейера с бесконечной лентой, головными и опорными катками, раму, установленную на гидроцилиндрах, а также ролик, установленный над головным катком конвейера (авт. св. №601386, МКИ Е 21 В 19/14, опубл. 5.04.1978 г., бюл. №13).

При проведении буровых работ и спуско-подъемных операций с использованием этого желоба необходим привод и манипуляции гидроцилиндров, что осложняет процесс бурения, в том числе по эргономическим требованиям. Отсутствие жесткого зацепления труб с конвейером потенциально ограничивает вес перемещаемых труб из-за возможного проскальзывания в роликах.

Известна буровая установка для бурения наклонных скважин, включающая основание, наклонную мачту, вращатель, центратор, каретку и трубоукладчик с захватами бурильных труб и со стелажом, талевую систему (авт. св. №487996, МКИ Е 21 В 3/00, опубл. 15.10.1975 г., бюл. №38, прототип).

Недостатком этой установки является то, что талевая система при работе соприкасается с направляющей, что способствует ее износу, а при свободном состоянии выходу каната из роликов талевого блока и кронблока. Кроме того, длина наклонной мачты конструктивно ограничена, что вызывает ограничения на длину хода каретки. Вследствие этого, возрастает число разъемов бурильной колонны, время проведения спуско-подъемных операций и наращиваний, что снижает эффективность ведения буровых работ.

Задачей изобретения является создание установки, обеспечивающей повышение эффективности бурения глубоких направленных и горизонтальных скважин.

Для реализации предложена буровая установка, которая включает наклонную раму с нижним приводом - вращателем и центратором, захваты бурильных труб, стеллажи для укладки бурильных труб. Отличительной особенностью установки является то, что на наклонную раму установлен конвейер, имеющий регулируемый привод, при этом к тяговым ветвям конвейера прикреплены имеющие штропа захваты бурильных труб, открытые центраторы и верхний привод-вертлюг-вращатель, а стеллажи для укладки бурильных труб расположены по ходу движения конвейера в верхней его части. Кроме того, верхний конец бурильной колонны размещен в трубопроводе скважин, а в конце стеллажей для укладки бурильных труб расположено транспортное средство с захватами бурильных труб для обеспечения дополнительного тягового усилия и проведения спуско-подъемных операций бурильных свечей, состоящих из нескольких бурильных труб.

Принципиальное устройство буровой установки поясняется чертежом на фиг.1А, вид сверху, изображена схема установки в процессе бурения скважины. На фиг.1Б представлена верхняя часть конвейера в процессе подъема (спуска) инструмента со спуском (подъемом) его в трубопроводе - скважину - фиг.1В, и при укладке его на грунт (в море) с использованием транспортного средства - фиг.1Г.

На фиг.1А - на наклонной раме 1 установлен конвейер, имеющий регулируемый привод, включающий несущие барабаны 2 с приводом от двигателя 3 через редуктор и муфты 4. Барабаны 2 связаны тяговыми ветвями 5 (цепями, лентой, пластинами-траками), что не имеет принципиального значения. К тяговым ветвям 5 по всей длине закреплены трубные центраторы 6 и имеющие штропы 7 захваты бурильных труб 8, которые должны обеспечить свободную центрацию и захват элементов бурильной колонны 9 и верхнего привода-вертлюга-вращателя 10. В нижней части установки на раме 1 установлен нижний центратор-вращатель 11 с приводом от двигателя 12 через редуктор 13. По ходу движения конвейера за его пределами установлены стеллажи 14.

На фиг.1Б бурильная колонна 9 с помощью захвата 8, установленного снизу замка 15 извлекается из скважины с помощью конвейера и размещается в трубопроводе - скважине 16 - фиг.1В, или верхний конец бурильной колонны 17 закрепляется к управляющему транспортному средству 18 (тележке, автомобилю, трактору, катеру, понтону) и бурильная колонна целиком или частями укладывается на грунт, обочины дорог, просеки, на дно рек, озер, морей.

На фиг.2 показан общий вид работы установки, представленной конвейером, бурильной колонной 9, которая находится в направленной скважине 19 или 20, при подъеме бурильной колонны 9, верхний конец 17 которой соединен с транспортным средством 18 или опускается в скважину 16.

Принцип работы установки заключается в следующем. На раму 1, которая устанавливается под углом от 0° до 90° закрепляется скребковый конвейер СП-63/1 длиной 80 м с реверсивным электродвигателем постоянного потока с регулируемой частотой вращения, мощностью 32 кВт с гидравлической муфтой 4-ТП-32. В качестве тяговых ветвей используют две штампованные цепи 5 с общим разрывным усилием 58 т.с. Цепи соединены скребками с шагом 640 мм, которые реконструированы в центраторы 6 и с шагом 3200 мм в захваты 8, имеющие штропы 7. При спуске бурильные трубы захватываются под замок 15 с противоположной стороны, показанного на фиг.1Б, затаскиваются на конвейер и при подходе к левому барабану 2 захват 8 освобождается, при этом движение конвейера, действие и освобождение захватов осуществляется непрерывно. При сборке колонны трубы затаскиваются на конвейер, стыкуются и свинчиваются. По окончанию спуска верхний вращатель-вертлюг 10 укладывается на конвейер, стыкуется с бурильной колонной.

Подается промывочная жидкость через грязевой шланг и электроэнергия к верхнему вращателю 10, представляющему трубный электрический двигатель постоянного тока с герметичным радиально-осевым шпинделем. Регулируя скорость вращения и скорость подачи конвейера управляют режимом бурения. Наращивание колонны осуществляют 75 м свечами.

Подъем бурильной колонны производится с установкой захвата с противоположной стороны замка при непрерывном движении конвейера вверх с автоматическим раскрытием захватов 8 и прохождением их совместно с обратными ветвями цепей внизу по обоим барабанам 2.

Трубы извлекаются свечами с укладкой на стеллажи с правой стороны или целиком со спуском в трубопровод или скважину 16 или закрепляются и подвешиваются к управляемому транспортному средству 18, которое обеспечивает управление укладки трубы на грунт и предупреждает посадки торца труб 17 о поверхность.

Благодаря ограничению количества разъемов бурильной колонны, непрерывности проведения спуско-подъемых операций, наращивание длинными свечами и наклонного положения конвейера, значительно повышается скорость бурения, производительность труда, сокращаются затраты на управление траекторией направленных скважин и особенно горизонтальных, что в конечном итоге отвечает задаче изобретения.

Изобретение предназначено для бурения глубоких направленных скважин. Задачей изобретения является создание установки, обеспечивающей повышение эффективности бурения глубоких направленных и горизонтальных скважин. Буровая установка включает наклонную раму с нижним приводом-вращателем и центратором, захваты бурильных труб, стеллажи для укладки бурильных труб. На наклонную раму установлен конвейер, имеющий регулируемый привод, при этом к тяговым ветвям конвейера прикреплены имеющие штропа захваты бурильных труб, открытые центраторы и верхний привод-вертлюг-вращатель, а стеллажи для укладки бурильных труб расположены по ходу движения конвейера в верхней его части. Верхний конец бурильной колонны размещен в трубопроводе-скважине. В конце стеллажей для укладки бурильных труб расположено транспортное средство с захватами бурильных труб для обеспечения дополнительного тягового усилия и проведения спуско-подъемных операций бурильных свечей, состоящих из нескольких бурильных труб. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Буровая установка, включающая наклонную раму с нижним приводом-вращателем и центратором, захваты бурильных труб, стеллажи для укладки бурильных труб, отличающаяся тем, что на наклонную раму установлен конвейер, имеющий регулируемый привод, при этом к тяговым ветвям конвейера прикреплены имеющие штропа захваты бурильных труб, открытые центраторы и верхний привод-вертлюг-вращатель, а стеллажи для укладки бурильных труб расположены по ходу движения конвейера в верхней его части.2. Буровая установка по п.1, отличающаяся тем, что верхний конец бурильной колонны размещен в трубопроводе-скважине.3. Буровая установка по п.1, отличающаяся тем, что в конце стеллажей для укладки бурильных труб расположено транспортное средство с захватами бурильных труб для обеспечения дополнительного тягового усилия и проведения спускоподъемных операций бурильных свечей, состоящих из нескольких бурильных труб.