Способ бурения скважин и устройство для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК E21B7/00 E21B4/00 

(54) СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к горному делу, а именно к способам бурения скважин особенно горизонтальных. Известен способ бурения скважин, вклю чающий подачу с осевой нагрузкой невращающегося шнекового става на забой с приводом рабочего инструмента погруженного забойного двигателя 1 . Недостатком этого способа является его неприменимость для бурения горизонтальных скважин. Наиболее близким к предлагаемому является способ бурения скважин, включающий подачу с осевой нагрузкой невращающегося бурового става на забой с вращением : породоразрушающего инструмента .забойным двигателем, бурение интервала скважины с промывкой забоя, снятие осевой нагрузки, наращивание буро вого става и дальнейшее бурение t2 } Устройство для осуществления этого способа включает породоразрушающий инструмент, забойный двигатель, корпус с ходовыми катками, шарнир и буровой став С 2. Недостатком известного способа является искривление буримой скважины за счет отклонения породоразрушающего инструмента и зашламовьтание скважины крупными частицами разрушенной породы. Цель изобретения - снижение искрив ления буримой скважины за счет разработки стенок скважины породоразрушающим инструментом и улучшение выноса шлама за счет вовлечения осевших частиц шлама в поток промывочной жидкости при бурении горизонтальных скважин. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу бурения скважин включающему подачу с осевой нагрузкой неврашающегося бурового става на забой с вращением породоразрушающего инструмента забойным двигателем, бурение интервала скважины с промывкой забоя, снятие основной нагрузки наращивание бурового става и дальнейшее бурение, после снятия осевой нагрузки буровой став вращаюг в сторону, противоположную вра щеншо породоразрушающего HHcrpyMearaj а наращивание бурового става производяг после остановки его вращения. Устройство для бурения скважин согласно этому способу, включающее породо разрушаюшкй инструмент, забойный двигатель, корпус с ходовыми катками, шар, нир и буровой став, снабжено имеющим корпус -- нол щипниковым узлом, размещенным между буровым ставом и шарни ром и связанным с буровым ставом посредством переводника, при этом переводник выполнен в виде станка, внутри кото рого размещен корпус подшипникового узла. На фиг. I изображена компоновка забойной части бурового снаряда; на фиг, 2- буровой снаряд, общий вид; на фиг. 3- устройство подшипникового узла. Способ осуществляется следующим образом. В буровой снаряд (фиг, 1) между забойным двигателем 1 и колонной бурильных труб устанавливают подшипниковый узел, который обеспечивает вращение колбнны бурильных труб без вращения бурового устройства. В забойный двигатель 1 под напором подают поток ЖJЩкocти, энергия, которого преобразуется в меха ническую энергию и вращает долото 2 в направлении А., Под действием осевой нагрузки колонну буровых труб с буровым устройством подают на забой скважины, и долотоВыбуривает в угольном массиве скважину. Поток ншдкости, выбр сываамый под напором из сопла долота, охлалодает долото и смывает разрушенный ; уголь. От забоя до устья скважины поток нздцкости закручивают по спирали шн ков, и в таком спиралеобразном потоке этот разбуренный уголь по скважине нап равляется до устья скваж1П1ы, Мелкие ча типы угля потоком жидкости выносятся на дневную поверхность, а.крупные частицы оседают по стенке скважины. Когда бурик-гая скваншна, углубляется на длИ ну наращиваемой (1-2 м) трубы, усилием в направлении тс устью скважины буровой снаряд на забое разгружают .и приводят во вращение колонну бурильных труб в направлении, противоположном направлению вращения долога. При этом вращении буровой снаряд, отклонив шийся от заданного направления, возвращается в первонач альное направление, осевший щлам шнековыми спиралями поды мают со стенок скважины, сбрасьтают его в поток жидкос и, который подхватывает его и выносит из скважины. После вьфавнивания бурового снаряда и очистки скважины от uuiat, вращеН1Ге .колонны бурильных труб йрекрашают, наращивают следующую в колонну бурильных труб. Затем подают поток жидкости в забойный двигатель I, в котором гидравлическая энергия преобразуется в мехашгаескую , вращая долото. .Для дальнейшего процесса бурения прикладывают осевую нагрузку к буровому снаряду, и этим самым устройство с долотом подается на забой, и процесс бурения повторяется. В такой последовательности происходит бурение скважины. Устройство, с помощью которого осуществляется способ, состоит из забойно.го двигателя I, долота 2, трубчатого корпуса 3, шарнирного узла 4, подшипникового узла 5, обеспечивающего вращение буровой колонны труб без вращения бурового устройства, колонны бурильных труб 6 со шнековыми спиралями 7, ходовых роликов 8, привода 9 вращения, блочного узла 1О, блоков II, грузовьпс лебедок 12 и 13, измерительного прибора 14, грузовых канатов 15 и 16, гибкого трубопровода 17 и рельсового пути 18, по которому движется привод 9 вращения. Узел 5 (фиг. 2) состоит из корпуса 19, тр5бчатого става 20 с опорным диском 21, опорных подшипников 22, переводнш а 23 с резьбовым соединением 24, вкладыша 2S под уплотнитель, JTIлотнитель 26, гранбуксы 27, подшипников 28 переводника 29 со стаканом 30 и упора-ограничителя 31, Устройство работает следующим образом. Поток промывочной жидкости подают сначала по гибкому трубопроводу 17, колонне бурильных труб 6 в забойный двигатель I. В забойном двигателе I гидравлическая энергия преобразуется в механическую, вращая вал. забойного двигателя с долотом 2, По стенкам скважины забойный двигатель I с корпусом 3 перекатьюается на катках 8. Осевое давление на забой осуществляется лебедкой 12 через канал 15, пропущенный через систему блоков 10 и II. Величина осевого давле1шя на забой измеряется контрольно-измерительным прибором 14, Движение бурового снаряда от забоя скважины к устью осуществляется лебедкой 13 через канал 16. Вращение колонны бурильных труб без вращения бурового устройства осуществляется приводом 9, который передвигается по мере углубления скважины по рельсовому пути 18. Применение предлагаемого способа позволяет бурить длинные направленные скважины по горизонтальным и наклонным пластам. В наклонных пластах обес печивается возможность бурения сква жин как снизу вверх, так и сверху вниз. На 9О% снижается аварийность по обрьш буровой колонны. Снижаются на 98% зет раты энергомощности. Значительйо; увели чивается выход годньпс скважин. Применение предлагаемого способа и устройства увеличивает механизацию работ по проведению нарезаных печей. На выбросоопасных пластах обеспечивае ся возможность проводить эффективную дегазавдпо. Формула и 30 бретения I. Способ бурения скважин, включа ющий подачу с осевой нагрузкой невращающегося бурового става на забой с вращением породоразрушающего инструм та забойным двигателем, бурение интервала скважины с промывкой забоя, снят осевой нагрузки, наращивание бурового става и дальнейшее бурение, о т л и ч ю щ и и с я тем, что, с цепью снижени искривления буримой скважины путем разработки стенок скважины породоразрушающим инструментом и упучщения выноса щлама за счет вовлечения осевщих частиц щлама в поток промьгоочной жидкости при бурении горизонтальных скважин, irogne. снятия .осевой нагрузки буровой .. став вращают в сторону, противоположную вращению породоразрущающего инструМ В Ьг Л.. бурового става производят после остановки его вращения. 2. Устройство для бурения скважин, включающее породоразрущающий инсгрумент, забойный двигатель, корпус с ходовыми катками, щарнир и буровой став отличающееся тол, что но . -.. снабжено имеющим корпус подщипниковым узлом, раамещенным мемщу буровым. ставом и шарниром и связанным с буровым ставом посредством переводника, при этом переводник выполнен в виде стакана, внутри которого размещен корпус подщипникового узла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 2336029, кл. 175-103, опублик. 1943. . 2.Шутий Н. И. Чолак 3. О. и Лагерь А. И. Бурение направленной скважины по породам. - Уголь Украины, 1980, № 6, с. 14 «.прототип).

X