Компоновка низа бурильной колонны Советский патент 1992 года по МПК E21B25/00 

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно - к компоновкам низа бурильной колонны, включающая бурильную головку, керноотборный снаряд, состоящий из керноводной и циркуляционной, труб, и расширитель, установленный над керноотборным снарядом.

Недостатки указанного устройства - низкая эффективность бурения в условиях потери устойчивости ствола скважины, обусловленная гидравлическими потерями от бурильной головки до расширителя, ава- рийноопасностью и. в связи с размещением керноприемного снаряда на участке ствола скважины от бурильной головки до расширителя, ограниченная емкость снаряда из- за малого диаметра пилотного ствола.

Наиболее близка к предлагаемой компоновка низа бурильной колонны для бурения с отбором керна, содержащая бурильную головку, керноотборный снаряд в виде корпуса с размещенной в нем емкостью для складирования керна, циркуляционную и керноводную трубы и расширитель, размещенный над корпусом.

Недостаток компоновки низа бурильной колонны - низкая способность гидротранспорта керна в условия потери устойчивости ствола скважины, малая кер- новместимость кернотборного снаряда.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения путем интенсификации гидротранспорта керна и увеличения кер- новместимости керноотборного снаряда.

2

СЛ 00 xj О

Достигается поставленная цель тем, что в компоновке низа бурильной колонны, содержащий бурильную головку, керноотбор- ный снаряд в виде корпуса с размещенной в нем емкостью для складирования керна, циркуляционную и керноводную трубы и расширитель, размещенный над корпусом, гидравлическое сопротивление и расширитель установлены между бурильной голо- в-кой и керноотборным снарядом, диаметр корпуса которого на участке размещения в нем емкости для складирования керна больше диаметра бурильной головки. При этом корпус выполнен с каналами для сообщения с затрубным пространством, емкость для складирования керна - в виде разъемного контейнера, а керноотборная и циркуляционные трубы размещены в корпусе.

Сущность изобретения заключается в обеспечении оптимального обратного потока в призабойной зоне (в зоне формирования и отделения керна от массива) за счет повышенного значения удельного расхода промывочной жидкости в опережающем стволе по сравнению с основным стволом скважины, исключения возможности осложнений в скважине (прихватов из-за проявле- ний горного давления за счет формирования основного ствола скважины после его вскрытия и разгрузки пилотным стволом с помощью расширителя Выполнение корпуса керноотборного снаряда на участке размещения в нем емкости для складирования керна, диаметр которого больше диаметра бурильной головки, позволяет существенно увеличить керновме- стимость без увеличения его длины за счет многорядности расстановки керна.

На фиг 1 изображен продольный разрез компоновки низа бурильной колонны; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1.

Компоновка низа бурильной колонны состоит из бурильной головки 1, циркуляционного переводника 2, гидравлического сопротивления в виде пакера-переводника 3, расширителя 4, керноотборного снаряда, состоящего ич перфорированного корпуса 5, пакера циркуляционных труб 6 и керно- водных труб 7, емкости 8 для складирования керна, представленной в виде разъемного контейнера, закрепленного в единую сборку с циркуляционной и керноводной трубами с помощью верхней опорной плиты 9 и нижней опорной плиты 10. Вся сборка из деталей 6-10 размещена в корпусе 5 свободно. Ее извлекают из снаряда для выемки керна с помощью оверщота, присоединяемого к головке 11. Диаметр расширителя выбирают в соответствии с минимально возможным уширением ствола скважины

при потере его устойчивости, т.е. в 1,3-2 раза большим, чем диаметр бурильной головки (исходя из практики бурения скважин в породах кристаллического фундамента), и

больше диаметра корпуса керноотборного снаряда. При этом диаметр корпуса керноотборного снаряда на участке размещения в нем емкости для складирования керна больше наружного диаметра бурильной го0 ловки и пакера-переводника, диаметр которого равен диаметру бурильной головки. Пакер-переводник из-за соответствия его размеру бурильной головки перекрывает за- трубное пространство только в призабой5 ной зоне при бурении и не создаст помех при спуско-подъемных операциях.

Компоновку низа бурильной колонны, собранную в соответствии со схемой, представленной на фиг. 1, присоединяют к валу

0 забойного двигателя или бурильной колонне и опускают в скважину.

Работает компоновка низа бурильной колонны следующим образом.

При включении насосов в начале про5 цесса бурения промывочная жидкость, двигаясь по внутреннему каналу бурильных труб, поступает в компоновку, где направляется по циркуляционной трубе б и выходит через отверстия циркуляционного перевод0 ника 2 в затрубное пространство над бурильной головкой. В затрубном пространстве поток разделяется: небольшая часть омывает пакер-переводник по специальным наружным каналам (на черте5 же не показано), основная часть поступает через центральное отверстие в бурильной головке внутрь компоновки. Керн и шлам, захватываемые этим потоком, поступают по керноводной трубе 7 в емкость 8 для скла0 дирования, где они отделяются от промывочной жидкости. Количество жидкости поступающей, внутрь для создания обратной циркуляции, регулируется за счет применения пакера-переводника с различными

5 наружными каналами (от частичной обратной циркуляции до полной). В то же самое время в связи с тем, что емкость для складирования керна существенно (кратно) больше диаметра керна, осуществляется его

0 многорядность. При этом исключается необходимость секционности керноотборных устройств. После окончания рей.са происходит подъем компоновки низа бурильной колонны в соответствии с едиными

5 техническими правилами по бурению.

При применении данной компоновки, например, в стволе диаметром 295,3 мм (диаметр расширителя) и бурильной головке диаметром 212,7 с керном 60 мм при диаметре корпуса снаряда 240 мм может быть

обеспечено увеличение керновместимости на единицу длины компоновки (на 1 м) на 100% (в 2 раза), интенсивность обратной циркуляции (в 1,6-1,8 раз) при прочих равных условиях.

По сравнению с известными керноот- борными снарядами механическая скорость может быть увеличена на 10-20%, проходка за рейс до двух раз, вынос керна - 40-50%.

Формула изобретения

Компоновка низа бурильной колонны, содержащая бурильную головку, керноот- борный снаряд в виде корпуса с размещенными в нем емкостью для складирования керна, циркуляционную и керноводную трубы, гидравлическое сопротивление и расширитель, размещенный над ним, отличающаяся тем, что. с целью повышения эффективности бурения путем интенсификации гидротранспорта керна в условиях

потери устойчивости ствола скважины и увеличения керновместимости керноотборного снаряда, гидравлическое сопротивление и расширитель установлены между бурильной головкой и керноотборным снарядом,

диаметр корпуса которого на участке размещения в нем емкости для складирования керна больше диаметра бурильной головки, при этом корпус выполнен с каналами для сообщения с затрубным пространством, емкость для складирования керна - в виде разъемного контейнера, а керноотборная и циркуляционная трубы размещены в корпусе.

аЛ

А-Д

Фиг.г

Использование: бурение скважин с отбором керна. Сущность изобретения: устройство содержит бурильную головку, керноотборный снаряд в виде корпуса. В нем размещены емкость для складирования керна, циркуляционная и керноводная трубы. Гидравлическое сопротивление и расширитель, размещенный над ним, установлены между бурильной головкой и керноотборным снарядом. Корпус выполнен с каналами для сообщения с затрубным пространством и имеет диаметр на участке размещения в нем емкости для складирования керна больше диаметра бурильной головки. Емкость для складирования керна выполнена в виде разъемного контейнера, а керноотборна я и циркуляционная трубы размещены в корпусе. 2 ил. ел С