Способ бурения скважин в осложненных условиях Советский патент 1988 года по МПК E21B21/08 

-fZ

(Л

со

СХ) 00 О1

00

:е

в открытом стволе разделением потока его по меньшей мере на два. Один из них направлен к долоту по трубному пространству и предназначен для очистки забоя,, а другой - в открытый ствол скважины через ПУ для его привода. Обеспечивается работа ПУ в качестве струйного насоса, причем поток БР в пространстве между стволом скважины и ПУ создают в мес те установки .последнего в. направле539

НИИ, противоположном потоку, направленному в открытый ствол из БТ 1I. При этом БР с забоя засасывается в нижние окна 9 нижнего переводника ПУ, смешивается с потоком, направляемым в ПУ, и по затрубыр движется к устью скважины. Количество жидкости в потоке БР между стволом скважины и ПУ поддерживают по определенному соотношению. 3 ил.

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить зффективность способа за счет исключения дополнительных источников давления и обеспечения возможности регулирования противодавления по стволу скважины. На колонне бурильных труб ВТ 11 ниже статического уровня устанавливают перекачивающее устройство (ПУ). В БТ 11 буровым насосом нагнетают буровой раствор (БР), создавая поток БР в БТ 11 и затрубье с ПУ. Изменяют режим перемещения БР

1 Изобретение относится к горной

промыгаленностй, а точнее к нефтегазодобывающей, И может быть использовано при бурении скважин в осложненных условиях с регулированием давле- НИН в стволе на стенки скважины.

Цель изобретения - повышение эффективности способ а за счет исключения дополнительных источников давления и обеспечение возможности регу- лирования противодавления по стволу скважины.

На фиг.1 изображена схема, поясняющая способ бурения скважин в ос- ложенных условиях; на фиг.2 - перекачивающее устройство, используемое в способе бурения скважин в осложненных условиях; на фиг.З - сечение А-А на фиг. 2.

Сущность способа заключается в том, что на колонне бурильных труб устанавливают перекачивающие устройства, создают поток бурового раствора в бурильных трубах и затрубном пространстве и изменяют ренсим перемещения бурового раствора в открытом стволе разделением потока его по меньшей мере на два, один из которых направляют к долоту по трубному пространству, а другой - в откры- тьй ствол скважины через перекачивающее устройство для его привода, причем поток бурового раствора в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством создают в месте установки последнего в направлении, противоположном потоку, направляемому в открытый ствол из бу

рильных труб, а количество кидкости в потоке бурового раствора в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством поддерживают по соотношению

Q

Q 1 - Q

г

5

5

5

0

где Q - количество жидкости в пространстве между стволом скважины и перекачиваюпдим устройством, л/с; Q - подача перекачивающего устройства, л/с;

Q - количество жидкости в потоке бурового раствора в бурильных трубах до разделения, л/с.

Перекачивающее устройство включают в компановку бурильных труб выше ЗОНЫ поглощения с учетом проходки на долото, т.е. так, чтобы к концу долбления струйный насос не оказался ниже зоны поглощения. ;

Струйный насос снимает избыточное давление на поглощающий пласт и таким образом предотвращается поглощение . При вскрытии пласта с аномально высоким пластовым давлением струйньш насос включают в компановку бурильной колонны над его кровлей в обратном направлении, т.е. против потока бурового раствора, движущегося от забоя, к устью скважины. В этом случае под струйным насосом создается избыточное давление, предотвращающее нефтегазопроявления. Аналог ично регулируется противодавление в зонах

ствола скважины, склонных к обвало- образованию.

Перекачивающее устройство состоит, из корпуса 1, в котором установлены патрубок 2, три диффузора 3, распределительная камера 4 с одним центральным 5 и тремя периферийными расположенными равномерно по окруж- нести насадками 6, крепящимися в кор пусе 1 верхним 7 и нижним 8 переводниками с входными 9 и выходными 10 окнами. Перекачивающее устройство включают в колонну труб 11, имеющих в нижней части долото 12.

Б колонну бурильных труб буровым насосом нагнетают буровой раствор. Движущийся по патрубку 2 буровой раствор попадает в распределительную камеру 4, где разделяется на два потока, один направляется через центральный насадок 5 вниз, другой - через насадки 6, диффузоры 3, выходные окна 10 в затрубное пространство над перекачивающими устройством

За счет выхода бурового раствора с большой скоростью из насадков 6 в пространстве между.ними и диффузорами 3 образуется зона пониженного давления, в которую через вход- ные окна 9 поступает буровой раствор из затрубного пространства ниже перекачивающего устройства и подхватывается потоком, выходящим из насадков 6. Объединенный поток, обладающий требуемым напором ( энергией давления ),через диффузоры 3, выходные окна 10 направляется вверх, так как в диффузоре заканчивается обратное преобразование кинетической энергии в энергию давления.

Перекачивающее устройство создает на выходе диффузоров 3 напор, благодаря которому весь буровой раствор, находящийся выще устройства, перемещается вверх до выхода на устье скважины. Устройство на вьгходе диффузоров 3 имеет мягкую характеристику

взаимосвязи напора и производительности,с ростом напора производительность падает и наоборот. Необходимый для подъема бурового раствора до устья скважины напор и соответствующая производительность обеспечиваются геометрическими параметрами насадков 6, диффузоров 3 и количеством подаваемого к насадкам 6 бурового раствора.

j

0 5

0

0

0

5

Перекачивающее устройство включается в колонну бурильных труб 11 ниже статического уровня Нр-. Подаваемый буровыми насосами раствор в перекачивающем устройстве разделяется на два потока: один направляется по трубному пространству вниз к долоту 12 для очистки забоя, другой обеспечивает работу перекачивающего устройства в качестве струйного насоса. Буровой раствор, поднимающийся с забоя, засасывается в нижние окна 9, смепшвается с потоком; направляемым в перекачивающее устройство, объединенный поток с требуемым потоком выходит через окна 10 и по затрубному пространству движется, вверх к устью скважины, создавая замкнутый цикл циркуляции бурового раствора. Выходя1ций из перекачивающего устройства и движущийся к устью скважины поток бурового раствора формирует столб, равный расстоянию от устья скважины до глубины установки этого устройства. За счет действия давления формирующего столба часть бурового раствора из выходных окон 10 устройства движется обратно к ВХ.ОДНЫМ окнам 9.

Замкнутый цикл циркуляции бурового раствора сформируется при условии равенства или превышения сопротивления движению бурового раствора от выходных окон 10 к входньп окнам 9 по кольцевому зазору 13 по сравнению с сопротивлением движению от выходных окон 10 по затрубному пространству к устью скважины.

Формула изобретения

Способ бурения скважин в осложненных условиях, включающий создание потока бурового раствора в бурильных трубах и затрубном пространстве с перекачивающими устройствами, ус- танавливаемьми по колонне бурильных труб и изменение режима перемещения бурового раствора в открытом стволе разделением потока его по меньшей мере на два, один из которых направляют к долоту по трубному пространству, а другой - в открытый ствол скважины через перекачивающее устройство для его привода, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет исключения дополнительных источников

5138

давления и обеспечения возможности регулирования противодавления по стволу скважины, поток бурового раствора в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством создают в месте установки последнего в направлении, противоположном потоку, направленному в открытьй ствол из бурильных труб, причем ко- личество жидкости в потоке бурового раствора в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством поддерживают по соотношению

фиг. 2

Составитель Е.Молчанова Редактор А.Долинич Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1556/33 Тираж 531Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Q . Qi - Ргде Q - количество жидкости в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством, л/с;

QJ - подача перекачивающего устройства, л/с;

Q J - количество жидкости в потоке бурового раствора в бу- рильных трубах до разделе- ния, л/с.

фиг.З