Способ освобождения прихваченного бурильного инструмента Советский патент 1993 года по МПК E21B31/00 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к способам ликвидации прихватов.

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет возможности уве- личения усилия на прихваченный бурильный инструмент в процессе ликвидации прихвата.Положительный эффект от использования изобретения связан с повышением эффективности проведения работ за счет обеспечения возможности производить эти работы на первоначальной стадии прихвата путем приложения значительных усилий к П0ихваченному инструменту в процессе ликвидации прихвата.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе освобождения прихваченного бурильного инструмента, включающем нагнетание рабочей жидкости в бурильные трубы, повышение давления в них и подъем бурильного инструмента, в качестве бурильного применяют инструмент с наружным гидросопротивлением в виде диска с-осевыми каналами, который устанавливают на расчетном расстоянии от долота; в качестве рабочей жидкости используют эластичную полимерную композицию, которую после нагнетания в бурильные трубы выдавливают в заколонное пространство в интервал установки гидросопротивления, а повышение давления в

V|

ю о ю чэ

CJ

бурильных трубах осуществляют до получения результата снижения их веса, после чего давление дополнительно повышают до давления разрушения эластичной полимерной .композиции, при этом давление в бурильных трубах ограничивают давлением гидроразрыва пород.

Существенными отличительными признаками изобретения являются:

в качестве бурильного применяют инструмент с наружным гидросопротивлением в виде диска с осевыми каналами, который устанавливают на расчетном расстоянии от долота;

в качестве рабочей жидкости используют эластичную полимерную композицию;

полимерную композицию после нагнетания в бурильные трубы продавливают в заколонное пространство в интервал установки гидросопротивления;

повышение давления в бурильных трубах осуществляют до получения результата снижения их веса, после чего давление дополнительно повышают до давления разру- шения эластичной полимерной композиции, при этом давление в бурильных трубах ограничивают давлением гидроразрыва пород, .

Способ осуществляют следующим образом.

В компоновку бурильного инструмента на расчетном (из условия необходимой высоты столба эластичной полимерной композиции с данным значением предельного напряжения сдвига, для создания заданного давления на диск) расстоянии от долота устанавливают гидросопротивление в виде диска с осевыми каналами.

При прихвате инструмента в бурильную колонну в качестве рабочей жидкости нагнетают определенный объем эластичной полимерной композиции с расчетным значением предельного напряжения сдвига (в дальнейшем полимерная композиция) и производят продавливание ее, регистрируя давление, в затрубное пространство в интервал установки гидросопротивления. Достигнув гидросопротивления, полимерная композиция перекроет осевые каналы в диске и кольцевое пространство между ним и стенкой скважины, вследствие чего на колонну передадутся -усилия, создаваемые давлением промывочной жидкости, которые приведут бурильную колонну в движение, освободив его тем самым от прихвата.

В зависимости от характера прихвата повышение давления в бурильных трубах, во время перекрытия полимерной композицией осевых каналов в диске и кольцевого пространства между ним и стенкой скважины, производят плавно путем уменьшения производительности насосов или ступенчато путем периодической работы и остановки насосов до получения результата снижения

веса бурильной колонны, после чего дополнительным повышением давления до давления разрушения эластичной полимерной композиции, последнюю продавливают через осевые каналы в диске и кольцевое пространство между ним и стенкой скважин,

ограничивая при этом давление в бурильных трубах давлением гидроразрыва пород. В дальнейшем полимерную композицию вымывают на поверхность через затрубное пространство и производят подьем инструмента или продолжают прерванный технологический процесс.

Полимерную композицию по величине предельного напряжения сдвига и высоте

столба в затрубном пространстве подбирают из условия, чтобы она не разрушалась в осевых каналах диска и кольцевом пространстве между ним и стенкой скважины давлением, создаваемым для освобождения

инструмента, и разрушилась при воздействии дополнительным давлением.

Диаметр осевых каналов в диске определяют из условия создания ими необходимых сопротивлений продавливанию

полимерной композиции.

Максимально возможный наружный ди- aNjeTp перфорированного диска определяют, учитывая состояние ствола скважины, из условия спуска бурильного инструмента в

комповке с. диском на забой без дополнительной проработки.

Изобретения иллюстрируется следующим примером.

Для освобождения прихваченного в

скважине на глубине 2023 м (забой 2025 м) бурильного инструмента состоящего из: долота 295.3С-ЦВ; КЛ6Н-295,3-0,9б м; УБТС1-229-26 м; КЛ6Н 295,3-0,96 м; диск - наружным диаметром 295 мм с осевыми каналами диаметром 40 мм-0,4 м; УБТ 203-24 м; КЛбН-295,3-0,96 м; УБТ 203-108 м; бурильные трубы ТБВК 140-1683 м произвели следующие работы,

1. Определили по известной методике (И.П.Пустовойтенко Предупреждение и ликвидация аварий в бурении М., Недра, 1988 г., стр. 98-100) верхнюю границу прихвата. Она составила - 1970 м.

2. Определили вес инструмента, находя- ще гося ниже верхней границы прихвата. Он составил - 322 кн.

3. Определили допустимое давление на открытый ствол скважины в интервале 1997-2025 м (затрубное пространство от забоя до устройства) из условия недопущения гидроразрыва пород по формуле

Рдоп - С,9Рг.р. - Рг.с.

где: Рг.р. 50,0 МПа - давление гидроразрыва пород;

Рг.с. - гидростатическое давление

Рг.с. 0.1 /Эп.ж. х Н

р п.ж. 1150 кг/м3 - плотность промывочной жидкости;

Н - глубина скважины

Рдоп 50,0 х 0.9-0,1 х 1150x2025 21.7 МПа

4. Определили необходимую высоту столба полимерной композиции с предельным напряжением сдвига 0,05 МПа из условия ее разрушения в осевых каналах радиусом 20 мм давлением 21,7 МПа по формуле (см. ГОСТ 7143-73):

. R Рдоп

п 4 т

где Рдоп - максимальное давление, кгс/см2; R - радиус отверстия в устройстве, см; г - предел прочности используемой полимерной композиции, кгс/см .

п

20x217 4x0,5

2170 см 21.7м

5. Определили необходимый объем полимерной композиции

V 0,785 (0,296 - 0.2292) х 21,7 0.58 м3

6. Определили величину усилия, кото- рое будет приложено к бурильной колонне

G Рдоп S где S - площадь диска

S 21,7 х 0.785 (0.2962 - 2292) 631 кН

7. Приготовили в отдельной емкости 0,6 м полимерной комяозиции на основе гидролизованного полиакрилнитрила с пределом прочности на сдвиг 0.05 МПа.

8. Ввели приготовленную полимерную композицию в трубное пространство и про- извели продавливание ее к гидравлическому сопротивлению промывочной жидкости при производительности насосов 25 х м/с, регистрируя давление и количество закачанной жидкости. Продавливание производили при давлении 5.0 МПа. При закачке 29,0 м3 промывочной жидкости давление начало повышаться, Продолжив закачива- ние жидкости, повысили давление до 20,0 МПа и остановили насосы. В этот момент по

приборах, измеряющих вес бурильного инструмента, было зарегистрировано уменьшение его веса, что свидетельствовало об освобождении инструмента.

В дальнейшем, увеличив давление до

21,7 МПа, полимерную композицию продавили через осевые каналы в диске и вымыли на поверхность. После этого произвели подъем инструмента.

Формула из о-б р е т е н и я

Способ освобождения прихваченного бурильного инструмента, включающий нагнетание рабочей жидкости в бурильные трубы, повышение давления в них и подъем бурильного инструмента, отличающий

с я тем, что. с целью повышения эффективности способа за счет возможности увеличения усилия на прихваченный бурильный инструмент в процессе ликвидации прихвата, в качестве бурильного применяют инструмент с наружным гидросопротивлением в виде диска.с осевыми каналами, который устанавливают на расчетном расстоянии от долота, в качестве рабочей жидкости ис- пользунат эластичную полимерную композицию. которую после нагнетания в бурильные трубы продавливают в заколон- ное пространство в интервал установки гидросопротивления, а повышение давления в бурильных трубах осуществляют до получения результата снижения их веса, после чего давление дополнительного повышают до давления разрушения эластичной полимерной композиции, при этом давление в бурильных трубах ограничивают давлением

гидрораэрыва пород.

Использование: при ликвидации прихватов в скважинах. Обеспечивает повышение эффективности способа за счет возможности увеличения .усилия на прихваченный бурильный инструмент в процессе ликвидации прихвата. Сущность изобретения: по способу в бурильнике трубы нагнетают рабочую жидкость. В качестве бурильного применяют инструмент с наружным гидросопротивлением. В качестве гидросопротивления применяют диск с осевыми каналами. Его устанавливают на расчетном расстоянии от долота. В качестве рабочей жидкости используют эластичную полимерную композицию. Ее продавливают в заколонное пространство. В заколонном пространстве ее помещают в интервале установки гидросопротивления. Затем повышают давление в бурильных трубах. Повышение давления осуществляют до получения результата снижения веса бурильного инструмента. После этого давление дополнительно повышают. Это осуществляют до давления разрушения эластичной полимерной композиции. Давление в бурильных трубах ограничивают давлением гидрорэзрыва пород. После этого бурильный инструмент поднимают из скважины.