Способ бурения с отбором керна Советский патент 1993 года по МПК E21B4/00 E21B3/00 

Изобретение относится к горному делу, а конкретно к бурению скважин с отбором керна.

Целью изобретения является повышение проходки за рейс и выхода керна путем роста стойкости забойного двигателя и увеличения числа рейсов керноприемника благодаря предотвращению заклинивания керноприемника внутри вала.

Отличительный признак предлагаемого технического решения, заключающийся в том, что осевую нагрузку на забой периодически меняют с большей, чем гидравлическая, до меньшей,, или с меньшей, чем гидравлическая, до большей, приводит к следующему. Если бурение ведут с нагрузкой на забой, меньшей, чем гидравлическая (т.е. нагрузка, создаваемая усилием на ротор и, следовательно, на бурильную головку, и, соответственно на забой скважины, возникающая от перепада давления в забойном двигателе), то вал находится в нижнем положении, т.е. детали опооы (подшипника), закрепленные в системе ротора (вала), прижаты сверху к деталям опоры (подшипника), закрепленным в системе статора (корпуса).

и люфт (зазор), имеющийся в Подшипнике, расположен над роторными деталями подшипника. Когда, в соответствии с предлагаемым техническим решением, нагрузку временно увеличат выше гидравлической, т.е. создадут большее усилие на корпус, последний опустится на величину люфта, и вал окажется в верхнем положении. При этом статарные детали опоры прижаты сверху к роторным деталям, и люфт расположен над статорными деталями опоры. Вал переместился из нижнего положения относительно корпуса в верхнее. А поскольку кернопри- емник связан с корпусом, то вал переместился относительно находящегося в нем керноприемника. При этом, если в зазоре между валом и керноприемником начала создаваться шламовая пробка, ведущая к заклинке, то она разрушится при взаимном перемещении вала и керноприемника. Через некоторое время нагрузку уменьшат до величины, меньшей гидравлической, вал снова переместится и опять станет в нижнее положение. И так далее.

Если бурение вели с осевой нагрузкой на забой, превышающей гидравлическую, и

(Л

С

00

о

00

о

s

вал находился в верхнем положении, то нагрузку временно уменьшают, и вал переходит в нижнее положение, перемещаясь при этом относительно керноотборника и разрушая возможную , пробку. Затем нагрузку вновь увеличивают и так далее.

Рассмотрим конкретное применение предложенного способа. Наиболее широко бурение с отбором керна забойными двигателями ведут в районах Западной и центральной Сибири. Самое распространенное здесь керноотборное устройство - турбодо- лотр КТД4С-172/40 со съемным керноот- борником. При бурении используется, как правило, промывочный раствор плотностью f 1,2. Производительность насОсов 26-28 л/сек, при этом перепад давления в забойном двигателе составляет 60-80 кг/см. Бурение ведут обычно с осевой нагрузкой на забой 8-12 т, в зависимости от геолого-технических условий.

-Гидравлическая нагрузка G на систему ротора составляет

РЯ,

10,2т,

где Р 70 кг/см - перепад давления в забойном Двигателе,

D 148 мм - внутренний диаметр корпуса,

d « 80 мм - наружный диаметр вала.

Если бурение ведут с нагрузкой менее 10,2 т, то следует периодически кратковременно увеличивать ее до 11-12 т. Если же бурение ведут с нагрузкой более 10,2 т, следует периодически кратковременно умень- шать ее до 9-10 т. При кратковременных (буквально на минуту-другую) уменьшениях или увеличениях нагрузки потери механической скорости будут ничтожны и составят доли процента. А выигрыш - исключение спуско-подъемов из-за обрыва каната при заклинке керноприемника благодаря беспрепятственному извлечению съемного керноприемника. на всем протяжении интервала бурения, определяемого либо ГТН, либо стойкостью опоры или бурголовки. Если предотвращается только 1 вынужденный подъем на 10 рейсов керноотборника, то на 1000 м проходки экономия составит

э100

п

В С :10 Р 8-200:10-40000 руб

где П 4 - проходка на 1 рейс керноприемника, м,

В 8 - продолжительность Спуско-подъ- ема и подготовительно-заключительных работ при смене турбодолота, час

С 200 - стоимость 1 часа работы буро вой установки в интервале отбора, руб.

Кроме Tofo, повышается выход керна, поскольку керн не теряется в заклиненном в валу кёрноприемнике..

Техническим преимуществом предлагаемого способа бурения с отбором керна является повышение проходки за рейс керноотборного забойного двигателя, рост стойкости последнего, увеличение числа рейсрв керноприемника за один рейс двигателя и увеличение выхода керна, что достигается благодаря предотвращений) заклиниванию керноприемника внутри вала забойного двигателя.

Общественно-полезным преимуществ вом предлагаемого решения является сокращение сроков и затрат на разведку и ввод в эксплуатацию новых месторождений. Формула изо бретени я Способ бурения с отбором керна забойным двигателем, содержащим керноприем- ник, размещенный по меньшей мере частично в валу забойного двигателя и связанный с его корпусом, включающий создание осевой нагрузки на забой, отличающийся тем, что, с целью повышения проходки за рейс и выхода керна путем ро- ста стойкости забойного двигателя и увели- чения числа рейсов керноприемника благодаря предотвращению заклинивания керноприемника внутри вала, величину осевой нагрузки на забой периодически меня- ют с величины большей, чем гидравлическая

нагрузка, на меньшую или наоборот,

Использование: бурение скважин на нефть и газ. Сущность изобретения; при бурении с отбором керна забойным двигателем величину осевой нагрузки на забой периодически меняют с величины большей, чем гидравлическая нагрузка, на меньшую или наоборот.