Компоновка нижней части бурильной колонны Советский патент 1979 года по МПК E21B17/00 

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к инструментам для проводки скважин методом совмещения турбинно-роторного и роторного бурения с образованием ступенчатого забоя.. Известны компоновки нижней части бурильной колонны для совмещенного турбинно-роторного способа бурения с образованием наружно-ступенчатого забоя, включающие долото, турбобур, расширитель и утяжеленные бурильные трубы (УБТ), В компоновку также могут включаться калибраторы, центраторы, стабилизаторы . или маховики, устанавливаемые между дс лотом и турбобуром 1. Недостатком известных компановок является неравномерное перераспределение в процессе бурения осевой нагрузки с долота на расширитель и наоборот. Наиболее близким решением из известных является компоновка нижней бурильной колонны для проводки вертикаль ных скважин совмещенным турбинно-роторным способом с образованием наружноступенчатого забоя АКС I - 394, ВКЛКУчающая долото, калибраторы КЛС, турбобур, расширитель РШ6С, утяжеленные бурильные трубы (УБТ) и бурильные трубы . Недостатком такой компоновки также является неравномер ное распределение осевой нагрузки и несоответствие ее оптимальным значениям нагрузок на долото и расширитель, в результате чего снижает ся эффективность бурения. Пелью изобретения является повышение эффективности бурения путем регулирования распределения нагруйок на долото и расщйрнтапь Поставленная цель достигается тем, что компоновка нижней части бурильной колонны для совмещенного турбинно-роторного бурения, включающая долото, турбобур, расширитель, калибратор и утяжеленные бурильные трубы, установленные над и под расширителем, снабжена регуляторами осевых нагрузок, один изкоторых установлен над нижней, а другой - над верхней секциями утяжеленных бурильных труб, причем длину нижней секции утяжеленных бурильных тру.б определяют из со отношения NVOKC H.C. cyCnT-i-itip) где .; - длина нижней секции УБТ, м; Р - осевая нагрузка на инстру . - ; мент, т; : .. . h - cKopoteTb вращения вала Турбобура, рб/мин; С - вес погонного метра УБТ, т/ in - скорость вращения ротора, об/мин В качестве регулятора осевых нагрузок могут быть использованы различные амортизаторы, виброгасители и другие Подобные устройства, позволяющие осу- ществить такое перераспределение нагрузок между долотом и расширителем, при котором достигается равенство механических скоростей бурения расШир лем и долотом. На чертеже изображена компон&вка нижней части бурильной колонны, общий вид. Она включает долото 1, турбобур 2, нижнюю секцию утяжеленных бурильных труб (УБТ) 3, регулятор Ъсевой нагрузки 4 на долото, расширитель 5, калибратор 6, верхнюю секцию утяжеленных бурильных труб 7, регулятор 8 осевой нагрузки на расширитель и бурильные трубы 9.Компоновка работает следующим обра зом, ; При бурении суммарная осевая нагруз ка распределяется верхним регулятором 8, установленным между расширителем 5 и бурильными трубами. Регулятор осевой нагрузки 4 распределяет ее между доло том и расширителем. VПри этом,если вес нижней секции УБТ 3, установленной под расширителем, окажется недостаточным для обеспе чения механической скорости бурения долотом 1, равной скорости рас шйрения ствола скважины, регулятор нагрузки 4 воспринимает дополнительное усилие сжати:я за счет перераспределения ее между расширителем 5 и долотом 1. В случае завьпиенного веса нижней ceijции УБТ 3 регулятор осевой нагрузки воспринимает усилие растяжения и част1ачНЬ снимает осевую нагрузку с дШота обеспечивая равенство скоростей расширения и бурения долотом. Благодаря упругой в осевом направле нии характеристике регулятора осевой нагрузки 4 не происходит резких пиковых колебаний ее. Длина нижней секции УБТ 3 выбрана с учетом зависимости скорости бурения и расширения от числа оборотов долота 1 и расширителя 5, обеспечивает заданную нагрузку и режим работы турбобура 2. Компоновка нижней части бурильной колонны обеспечивает повышение коммерческой скорости бурения совмещенным турбинно-роторным способом И позволяет сократить затраты На бурение в твердых породах. Формула изобретения Компоновка нижней части бурильной колонны для совмещенного турбинно оторного бурения, включающая долото, турбобур, расширитель, калибратф и утяжеленные бурильные трубы, установленные Над и под расширителем, отличающаяс я- тем, что, с целыб повышения эффективности бурения, она снабжена регуляторами осевых нагрузок, один из которых установлен над нижней, а Другой - над верхней секциями утяжеленньтх бурильных труб, причем длину нижней секции утяжеленных бурильных труб определяют из соотношения13Sc- + йИр) где цс длина нижней секции УБТ, м; Р „ - осевая нагрузка на инструмент, ЛлОкСi.- . J /, : : Ц- - скорость вращения вала турбобура, об/мин; q, - вес Погонного метра УБТ, т/м; ц - скорость вращения ротора, об/мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Э/римов Ю. Г. в щэ. Бурение верхних интервалов глубоких скважин большого диаметра. М., Нецра, 1975. 2.Мельники А. Н. Бурение стволов большого диаметра совмещенным турбинно-роторным способом. - Нефтяное хозяйство, 1973, № 11, с. 59.

ИР