Устройство для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой Российский патент 2023 года по МПК E21B7/20 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к бурению нефтяных и газовых скважин с одновременной изоляцией зон осыпаний и обвалов при бурении колонной обсадных труб.

Известно устройство для одновременного бурения и крепления зон осыпаний и обвалов при бурении скважины (патент RU № 2753428, МПК Е21В 7/20, опубл. 16.08.2021г., бюл. № 23), включающее бурильную и обсадную колонны, породоразрушающий элемент. Породоразрушающий элемент выполнен в виде разбуриваемого долота, завинченного к нижнему концу обсадной колонны на упорной конической резьбе и снабженного седлом под шар. В верхней части обсадной колонны установлен герметично переводник со шпонками, вставленными в ответные пазы, выполненные на верхнем торце обсадной колонны. Переводник снабжен снизу долотом с отверстием для прохождения шара, а сверху проточкой, вставленной в сужение обсадной колонны, при этом угол конусности фаски проточки переводника выполнен обеспечивающим дополнительное расширение при выходе через сужение обсадной колонны, кроме того, переводник сверху снабжен резьбой для соединения с бурильной колонной. Снаружи сужение обсадной колонны снабжено эластичным элементом с наружным диаметром, равным диаметру обсадной колонны, при этом диаметр обсадной колонны на 10-15 % меньше диаметра разбуриваемого долота.

Недостатками устройства являются:

- высокая вероятность заклинивания переводника с долотом при выходе из верхнего конца обсадной колонны, так как в тоже время происходит сжатие эластичного элемента и, как следствие, значительно возрастает осевое усилие;

- большие временные и материальные затраты при разбуривании бурильной головки, так как при разбуривании происходит ее вращение, перемещение по забою;

- долото которым осуществляют разбуривание, как правило становится непригодным для дальнейшего бурения ствола скважины, что приводит к дополнительным СПО для его замены;

- высокие временные и материальные затраты из-за длительного времени сборки устройства, так как трубы собираются сваркой;

- низкая механическая скорость, так как применяется только роторное бурение, нет возможности применить забойный двигатель.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для бурения на обсадной колонне (патент RU № 2792480, МПК Е21В 7/20, опубл. 22.03.2023 г., бюл. № 9), включающее обсадную колонну, разбуриваемое долото, переводник, установленный в верхней части обсадной колонны и снабженный сверху резьбой для соединения с бурильной трубой. Обсадная колонна выполнена из обсадных труб, соединенных между собой муфтами, а разбуриваемое долото свинчено с забойным двигателем и выполнено в виде разбуриваемой бурильной головки с многогранным отверстием со вставленным в многогранное отверстие бурильной головки неразбуриваемым переводником, зафиксированным с бурильной головкой срезным элементом, разрушаемым во время извлечения переводника при упоре бурильной головки в торец соединительного устройства. Верхний переводник выполнен диаметром, равным диаметру муфты обсадных труб, и оснащен центратором диаметром на 1,5-2 % меньше внутреннего диаметра обсадных труб, выполненным из полимерного материала.

Недостатками устройства являются:

- большие временные и материальные затраты при разбуривании бурильной головки, так как для разбуривания необходимо собирать УБТ для веса компоновки, а при разбуривании происходит вращение бурильной головки, перемещение по забою;

- долото которым осуществляют разбуривание, как правило становится непригодным для дальнейшего бурения ствола скважины, что приводит к дополнительным СПО для его замены;

- возможно падение бурильной головки из-за преждевременного разрушение срезного элемента при прихвате и затяжках, как следствие извлечение компоновки с подъёмом обсадных труб их заменой.

Технической задачей является создание устройства для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой простого в изготовлении за счет унификации лопастей для разных типоразмеров обсадных колонн, надежного в работе, позволяющего исключить оставление породоразрушающего инструмента на забое скважины.

Техническая задача решается устройством для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой, включающим обсадную колонну из обсадных труб, соединенных между собой муфтами, с соединительным устройством на конце и извлекаемую бурильную компоновку, содержащую забойный двигатель и долото и соединенную с соединительным устройством переходником.

Новым является то, что корпус соединительного устройства на наружной поверхности в нижней части снабжен пазами с установленными жестко в пазах лопастями с резцами PDC таким образом, что торцевая часть лопастей расположена ниже торцевой части корпуса соединительного устройства с возможностью бурения ствола скважины диаметром, достаточным для спуска муфтовой обсадной колонны, внутренняя поверхность лопастей выполнена под внутреннюю заходную фаску корпуса соединительного устройства, при этом переходник выполнен с промывочными отверстиями для охлаждения резцов PDC на лопастях и выноса шлама, а 4 лопасти выполнены унифицированными под соединительные устройства для бурения разными типоразмерами обсадных колонн.

На фиг. 1 показано устройство с частичным осевым продольным разрезом.

На фиг. 2 показано сечение А-А.

Устройство для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой, включающее обсадную колонну из обсадных труб 1 (фиг. 1), соединенных между собой муфтами (на фиг. 1, 2 не показаны), соединительное устройство 2 (фиг. 1), забойный двигатель 3 и долото 4. Корпус 5 соединительного устройства 2 на наружной поверхности в нижней части снабжен пазами 6 с установленными жестко (например, сваркой) в пазах лопастями 7 (фиг. 1 и фиг. 2) с резцами PDC таким образом, что торцевая часть 8 (фиг.1) лопастей 7 расположена ниже торцевой части корпуса 5 соединительного устройства 2 с возможностью бурения ствола скважины диаметром достаточным для спуска муфтовой обсадной колонны. Внутренняя поверхность 9 лопастей 7 выполнена под внутреннюю заходную фаску 10 корпуса 5 соединительного устройства 2. Переходник 11 соединительного устройства 2 снабжен промывочными отверстиями 12, а лопасти 7 выполнены унифицированными под соединительные устройства для бурения разными типоразмерами обсадных колонн.

Устройство работает следующим образом.

Устройство для бурения на обсадной колонне в составе с компоновкой, расположенной ниже – винтовой забойный двигатель 3 (фиг. 1) и долото 4, на колонне обсадных труб 1 спускают в ранее пробуренное направление до забоя. Затем приподнимают компоновку выше на один метр включают буровой насос и запускают винтовой забойный двигатель 3. Плавной подачей вниз достигают забоя и начинают одновременное бурение с расширением. Бурение основного ствола скважины осуществляется долотом 4 за счет передачи крутящего момента от винтового забойного двигателя 3. Для расширения скважины необходимо вращать обсадную колонну либо верхним силовым приводом, либо ротором.

Лопасти 7 с резцами PDC установленные в пазах 6 корпуса 5 соединительного устройства 2 выполняют функцию расширителя. Так как диаметр расширения больше диаметра муфт обсадных труб 1, это позволяет беспрепятственно спускать обсадную колонну в скважину. Для достаточного охлаждения резцов PDC на лопастях 7 и выноса шлама, переходник 11 соединительного устройства 2 снабжен промывочными отверстиями 12. Внутренняя поверхность 9 лопастей 7 выполнена под внутреннюю заходную фаску 10 корпуса 5 соединительного устройства 2, для надежного крепления лопастей 7. Кроме того лопасти 7 выполнены унифицированными под соединительные устройства 2 для бурения разными типоразмерами обсадных колонн. Например, лопасти толщиной 14 мм подходят для бурения под 146, 168, 178, 245-мм обсадные колонны, так как диаметр ствола скважины на 28 мм больше диаметра муфт этих колонн.

Таким образом происходит одновременное бурение с расширением и спуск обсадной колонны в скважину. По окончании бурения в колонну обсадных труб 1 спускают известное извлекающее устройство, соединяют с компоновкой, расположенной ниже соединительного устройства 2, и поднимают компоновку на устье скважины, а обсадную колонну цементируют. Благодаря этому исключается большие временные и материальные затраты при разбуривании бурильной головки.

Предлагаемое устройство для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой просто в изготовлении за счет унификации лопастей для разных типоразмеров обсадных колонн, надежно в работе, позволяет исключить оставление породоразрушающего инструмента на забое скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к бурению нефтяных и газовых скважин с одновременной изоляцией зон осыпаний и обвалов при бурении колонной обсадных труб. Устройство для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой включает обсадную колонну из обсадных труб, соединенных между собой муфтами, с соединительным устройством на конце и извлекаемую бурильную компоновку, содержащую забойный двигатель и долото и соединенную с соединительным устройством переходником. Корпус соединительного устройства на наружной поверхности в нижней части снабжен пазами с установленными жестко в пазах лопастями с резцами PDC таким образом, что торцевая часть лопастей расположена ниже торцевой части корпуса соединительного устройства с возможностью бурения ствола скважины диаметром достаточным для спуска муфтовой обсадной колонны. Внутренняя поверхность лопастей выполнена под внутреннюю заходную фаску корпуса соединительного устройства. Переходник соединительного устройства снабжен промывочными отверстиями, а лопасти выполнены унифицированными под соединительные устройства для бурения разными типоразмерами обсадных колонн. Предлагаемое устройство для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой просто в изготовлении за счет унификации лопастей для разных типоразмеров обсадных колонн, надежно в работе, позволяет исключить оставление породоразрушающего инструмента на забое скважины. 2 ил.

Устройство для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой, включающее обсадную колонну из обсадных труб, соединенных между собой муфтами, с соединительным устройством на конце и извлекаемую бурильную компоновку, содержащую забойный двигатель и долото и соединенную с соединительным устройством переходником, отличающееся тем, что корпус соединительного устройства на наружной поверхности в нижней части снабжен пазами с установленными жестко в пазах лопастями с резцами PDC таким образом, что торцевая часть лопастей расположена ниже торцевой части корпуса соединительного устройства с возможностью бурения ствола скважины диаметром, достаточным для спуска муфтовой обсадной колонны, внутренняя поверхность лопастей выполнена под внутреннюю заходную фаску корпуса соединительного устройства, при этом переходник выполнен с промывочными отверстиями для охлаждения резцов PDC на лопастях и выноса шлама, а лопасти выполнены унифицированными под соединительные устройства для бурения разными типоразмерами обсадных колонн.