Бурильная колонна Советский патент 1990 года по МПК E21B17/18 E21B21/00 

Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра с применением прямой и обратной циркуляции очищающего забой агента, подаваемого с поверхности через колонну двойных бурильных труб.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспечения бурения с исполъзовани- ем эрлифтной очистки забоя скважины.

На фиг,1 показана секция бурильной колонны, продольный разрез; на фиг.2 и 3 - перекрыватель потока в диаметрально противоположных его по- ложениях, аксонометрия; на фиг.4 и

5- узел на фиг.1, при расположени перекрыэателя потока по фиг.2 и 3;

на фиг1.6, - сечение А-А на фиг.1; на фиг. 7 - сечение на фиг,

Бурильная колонна содержит секции двойных труб, каждая из которых содержит наружную трубу 1 с узлом соединения (фиг.1), к верхнему концу жестко (например, с помощью сварки) присоединен ниппельный полузамок 2, а к нижнему концу - муфтовый полуза- мок 3, Последний выполнен в виде цилиндрической детали с центральным отверстием 4 (фиг.1 и 2) многогран- ной формы,а ниппельный полузамок 2 - в виде многогранной призмы ответной формы с центральным каналом 5 (фиг. 1 и 7), в котором образованы посадочные гнезда 6 для расположения кон цов внутренних труб 7, причем верхний конец их закреплен в гнезде 6, например, сваркой, а нижний конец внутренних труб установлен в гнезде

6свободно. Верхний и нижний концы внутренних труб снабжены уплотнитель ными кольцами 3. Нижняя часть каждой внутренней трубы секций колонны оснащена ребрами центраторами 9. В кор5

Q

0 г п

пусе ниппельного полузамка 2 выполнены продольные каналы 10, связывающие кольцевые пространства 11 между внутренними и наружными трубами, обеспечивая проход очистного агента.

Ниппельный и муфтовый полузамки соединены накидной муфтой 12, в которой имеются поперечные отверстия 13 под штыри 14. Последние вставляются в отверстия, образованные поперечными отверстиями 13 и полусферической кольцевой канавкой 15 (фиг.1 и 6), выполненной на наружной поверхности нижней части корпуса ниппельного полузамка, и фиксируются стопорными кольцами 16 (фиг.6). Над канавкой 15 на наружной поверхности корпуса ниппельного полузамка 2 образован кольцевой выступ 17, который может взаимодействовать с кольцевым выступом 18, образованным во внутренней поверхности муфтового полузамка 3, соединяемого со смежной секцией двойной бурильной колонны. Стык в районе указанных взаимодействующих кольцевых выступов1 17 и 18 уплотнен кольцом 19. Ниппельный и муфтовый полузамки имеют посадочные пояски 20 и 21. В нижней части внутренней трубы 8 одной из секций бурильной колонны выполнен ряд радиальных каналов 22 (три), сообщающих кольцевое пространство 11 с полостью внутренней трубы 7 (фиг. 4 и 5).

В этой секции бурильной колонны в нижней части кольцевого пространства на ограничителе 23, в данном случае им является торец ниппельного ролузамка 2, устанавливается перекрыв ватель потока, выполненный в виде патрубка 24 с радиальными каналами 25 в верхней части и наружным кольцевым буртом 26 в нижней части. Коль

цевой бурт 26 в сечении имеет форму, ответную поперечному сечению в месте расположения ограничителя 23, в данном случае - многогранной формы. Радиальные каналы внутренней трубы расположены от ограничителя 23 на расстоянии, равном расстоянию от торца бурта 26 до радиальных каналов патрубка 24.

Сборку трубы (фиг.4 и 5) осуществляют следующим образом.

При опускании в скважину секции бурильной колонны, в которой должен быть установлен патрубок 24, пос ледний в зависимости от требуемого режима очистки забоя скважины вставляется в эту трубу буртом 26 вниз ил или вверх (фиг.2 или 3), после чего труба этой секции стыкуется с трубой секции, находящейся в скважине. Затем производится скрепление соединения накидной муфтой 13 (фиг.1) и его фиксация штырями 14.

Бурильная труба работает следующим образом.

В режиме очистки забоя скважины без использования эрлифта (фиг.З и 4 патрубок 24 устанавливается буртом 26 вверх, перекрывая отверстия 22. При бурении поток очистного агента свободно проходит по межтрубному пространству благодаря каналам 10 (фиг.1 и 4) и подается к забою скважины. Обратный поток агента с выбуренной породой проходит по каналу, образованному полостями внутренних труб 8 в двойной бурильной колонне и выносится на поверхность, где происходит отделение от него выбуренной породы известным способом.

В режиме очистки забоя скважины с использованием эрлифта (фиг.2 и 5) патрубок 24 устанавливается буртом 26 вниз и отверстия 22 вкладыша внутренней трубы 8 совпадают. При этом бурт 26 патрубка 24 перекрывает каналы 10. Поворот патрубка 24 вокруг вертикальной оси невозможен в связи с тем, что бурт 26 имеет многогранную форму, соответствующую форме отверстия 4 ниппеля 3. Совпадение отверстий 25 и 22, обеспечивается за счет равенства расстояний от них до бурта 26 и ограничителя 23 соответственно. При бурении скважина заполнена водой. Секция бурильной трубы с

0

5

0

5

0

5

патрубком 24 располагается ниже уровня находящейся в скважине воды на расчетную величину. При подаче сжатого воздуха от источника на поверхности в межтрубное пространство двойкой бурильной колонны он через совпавшие отверстия 25 и 22 поступает во внутреннюю полость бурильной колонны и аэрирует находящуюся там воду. Вследствие разности плотностей аэрированной зоды внутри двойной бурильной колонны и неаэрированной в затрубном пространстве возбуждена циркуляция воды в скважине, причем с забоя скважины поток выносит разбуренную породу на поверхность.

Предлагаемая двойная труба с патрубком в положении буртом вверх (фиг.4) может быть использована в требуемых случаях и для прямой очистки забоя скважины с выносом разбуренной породы по затрубному пространству скважины. В этом случае поток очистного агента с поверхности направляется на забой по центральному каналу двойной бурильной колонны.

Конструкция бурильной колонны обеспечивает возможность выбора наиболее рациональных для данных геологических условии способов очистки скважины от выбуренной породы.

Форму

зобрете ния

Бурильная колонна, включающая секции двойных труб, содержащие концент- рично расположенные внутренние и наружные трубы, образующие кольцевое пространство, узлы соединения внутренних труб и узлы соединения наруж- ных труб с продольными каналами для связи между собой кольцевых пространств смежных секций двойных труб, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения бурения с использованием эрлифтной очистки забоя скважины, одна из секций двойных труб снабжена расположенным в кольцевом пространстве пере- крывателем потока, выполненным в виде патрубка с радиальными каналами в верхней части и наружным кольцевым буртом в нижней части, а внутренняя труба этой же секции в нижней части

выполнена с радиальными каналами и имеет ограничитель перемещения патрубка, причем радиальные каналы пос

леднего и трубы расположены на равном расстоянии соответственно от бурта и ограничителя.

Изобретение относится к бурению скважин большого диаметра. Цель - расширение технологических возможностей за счет обеспечения бурения с использованием эрлифтной очистки забоя скважины. Сущность: одна из секций двойных труб снабжена расположенным в кольцевом пространстве перекрывателем потока, выполненным в виде патрубка с радиальными каналами в верхней части и наружным кольцевым буртом в нижней части, а внутренняя труба этой же секции в нижней части, а внутренняя труба этой же секции в нижней части выполнена с радиальными каналами и имеет ограничитель перемещения патрубка, причем радиальные каналы последнего и трубы расположены на равном расстоянии соответственно от бурта и ограничителя. 2 ил.

Фиг.1

22

Фиг. 5

А-А

Фиг. 6

12

Фиг.7