Способ бурения скважины в осложненных условиях Советский патент 1991 года по МПК E21B21/08 

Изобретение относится к технике бурения скважин и можетбыть использовано для создания местной промывки в зоне осложнений скважины.

Цель изобретения - повышение эффективности борьбы с осложнениями в процессе бурения скважины и упрощение способа.

На фиг.1 показан верхний участок нижней части бурильной установки; на фиг.2 - соответственно ее нижний участок; на фиг.З - параметры режимов бурения.

Бурильная установка содержит долото 1, связанное со статором 2 насоса, ротор 3 которого связан с бурильной колонной 4. В качестве насоса может быть использован, например, винтовой забойный двигатель,

перевернутый на 180°. Долоте 1 оборудовано насадкой 5 предельного гидравлическою сопротивления. На бурильной колонне 4 установлен шламоуловитель 6 и циркуляционная муфта 7. Позицией 8 обозначена зона осложнений (поглощающий пласт).

Циркуляционная муфта обеспечивает поступление бурового раствора из затруб- ного пространства внутрь буоить; ей колонны. Она может быть выполнена, например. в виде отверстия в бурильной колонне рассчитанного размера в расчетном км гервэле

Способ осуществляют следующим образом.

Способ бурения скважины в сложней- ных условиях ведут с создание- местное

ж&

промывки в зоне осложнений скважины с созданием локальной области с давлением, равным пластовому.

Местную промывку создают насосом, встроенным в бурильную установку. Для этого статор 2 насоса соединяют с долотом 1, ротор 3-е бурильной колонной 4 и осуществляют вращение бурильном колонны 4 с поверхности с частотой вращения, превышающей требуемую частоту вращения долота 1, а производительность насоса и частоту вращения долота 1 регулируют величиной гидравлического сопротивления потоку промывочной жидкости в долоте 1 установкой насадки 5 предельного гидравлического сопротивления.

Рассмотрим три возможных варианта режима работы бурильной колонны 4. Если поток промывочной жидкости перекрыть полностью, то проворот ротора 3 относительно статора 2 в винтовом насосе станет невозможным (утечками в неплотностях пренебрегаем). Это будет соответствовать максимальному моменту вращения, передающемуся долоту, а число оборотов ротора пр, статора пс и долота пд будет равно число оборотов бурильной колонны Пб.к., т.е.

М Ммакс, к.

Если на пути потока до забоя, включая долото 1, убрать все препятствия для свободного прохода жидкости, то будут существовать все условия для максимального расхода, минимального момента на долоте 1, которое при создании сопротивления будет стоять на месте 0 0макс, .к,

,

Если же создать сопротивление потоку, но оставить возможность для его существования, т.е. оставить свободной, например, одну гидравлическую насадку в долоте 1, тогда О Q Омакс; Ммин М Ммак .

О Пбк.

Таким образом, в последнем случае создаются условия для поддержания местной циркуляции и углубления скважины.

В предлагаемом способе применяется долото Диаметром 90мм, винтовой забойный двигатель Д2-172 М, оснащенный секцией шпиндельной ШШ 0-01-172. Известными методам определяется эффективность режима, для которого при бурении необходимо поддерживать минимальный расход бурового раствора п/с, минимальное число оборотов долота на забое об/мин. С учетом создаваемой нагрузки на долото последнее должно при разбуриаании забоя преодолевать крутящий момент кгм На диаграмме фмг.2 справа в координатах Р - М показаны их соотношения, я в левой части с огноше0

5

0

5

ния n-Q, По диаграмме n-Q находим, что для объемного двигателя расходу л/с соответствует ob/мин. По правой диаграмме определяем, что моменту кгм соответствует перепад давления 26 МПа и обороты двигателя 135 об/мин, Для того чтобы долото вращалось при об/мин, бурильную колонну надо вращать с оборо- тами пб.к.135 об/мин. При этом вал (рогор) винтового двигателя - насоса будет вращаться относительно корпуса (статора) винтового двигателя с числом оборотов 135-52 83 об/мин. Тогда насос будет прокачивать через насадку буровой раствор с расходом л/с, а сопротивление движению раствора в насадке должно быть не меньше 2,6 МПа. Зная расход (8 л/с) и давление (2,6 МПа), известными методами рассчитывают диаметр насадки, которая устанавливается в долоте.

При плотности бурового раствора 1200 кг/м3 расходе 0,008 м3/с и перепаде давления 2,6 МПа суммарная площадь насадки в долоте

f СЭ уПгет-гу

и.

flsijiLa-gctLL

0,9

26

1.36см,

Проходку в таком режиме осуществляют до заполнения шламоуловителя или контролируют по манометру на роторе до полной сработки долота, если бурение сопровождается уносом шлама в поглощающий пласт.

Формула изобретения

1.Способ бурения скважины в осложненных условиях, включающий создание

местной циркуляции промывочной жидкости в зоне осложнений насосом, встроенным в бурильную компановку, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности борьбы с осложнениями в

процессе бурения скважины, статор насоса

соединяют с долотом, ротор - с бурильной

колонной и осуществляют вращение бурильной колонны с поверхности с частотой

вращения, превышающей требуемую частоту вращения долота, а производительность насоса и частоту вращения долота регулируют величиной гидравлического сопротивления потоку промывочной жидкости в долоте установкой насадки предельного гидравлического сопротивления.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что, с целые упрощения способа в качестве насосз используют винтовой забойный двигатель.

4 6

Изобретение относится icтехнике бурения скважин и может быть использовано для создания местной промывки в зоне осложнений скважины. Цель изобретения - повышение эффективности борьбы с осложнениями в процессе бурениа скважин и упрощение способа Для этого в осложненной зоне создают локальную область с давлением, равным пластовому. При этом в компоновку бурильной колонны включат винтовой насос, статор которого соецикя-ot с породоразрушающим элементом (долотом) непосредственно или через нижнюю часть компоновки бурильной колонны и вращают последнюю с большим числом оборотов, чем необходимо для вращения долота В качестве винтового насоса используют винтовой забойный двигатель, дгя -teio по следний переворачивают и создают гидравлическое сопротивление потоку путем установки в долоте насадки предельного гидравлического сопротивление. При этом бурение осуществляют при местной циркуляции бурового раствора регулируя «асготу вращения долота и произв-сть часоса. 1 з п. ф-лы, 3 ил. сл

Фив.1

Фиг.2

300

то

155

wo

52

О 8W 10 SOSrfffO 100110200 300 400 М,кГ

#U8.t