Устройство для бурения скважин Советский патент 1980 года по МПК E21B21/00 

КОСТИ при бурении с -частичной аэрацией, а также обеспечение регулирбвания глубины ввода воздуха в восходящий поток жидкости.

Указанная цель достигается тем, что колонна бурильных труб имеет упор под башмак дополнительной колонны, ограничивающий перемещение последней по бурильной колонне во время их совместного спуска и подъема, причем диаметр дополнительной колонны меньше диаметра породоразрушающего инструме.нта.

На чертеже схематически изображено устройство для бурения скважин с подачей воздуха в восходящий поток промывочной жидкости.

Устройство включает съемную дополнительную колонну 1, размещенную концентрично между обсадной 2 и бурильной 3 колоннами труб. Дополнительная колонна 1, внутренний диаметр которой меньше диаметра иодороразрушающего инструмента 4, подвешена герметично (на время пребывания породоразрушающего инструмента на забое) с помощью имеющейся на ее верхнем конце уплотнптельной тарели 5 в упорном седле 6, установленном на верхнем конце обсадной колонны 2 и имеющей отвод 7 для соединения с трубопроводом воздуха.

Колонна бурильных труб 3, на которой осуществляется спуск и подъем дополи;iтельной колонны 1 с башмаком 8 на нижнем ее конце, содержит расположенный под ним упор 9, ограничивающий перемещение дополнительной колонны на бурильной во время их совместного спуска и подъема при спуско-подъемных операциях. В качестве упора может быть использозан переводник с выступами, как это показано на чертеже, или же другие элементы бурильной колонны, наружный диаметр которых больше внутреннего диаметра башмака 8, наиример УБТ или турбобур.

Работа в скважине с использованием устройства ведется следующим образом.

В скважину со спущенной обсадной колонной 2 и устьем, оборудованным вращающимся превентором 10, а также, при необходимости, противовыбросовым оборудованием 11, спускают на упоре 9 совместно с трубами бурильной колонны 3 (после спуска породоразрушающего инструмента 4 и других элементов бурильной колонны, наружный диаметр которых больше диаметра башмака 8 дополнительной колонны 1) дополнительную колонну 1. После спуска дополнительной колонны 1 на необходимую глубину, пропуска уплотнительной тарели 5 ниже ротора 12 и посадки ее в упорное седло 6 колонна 1 остается подьешенной на устье скважины на время допуска и работы породоразрушающего инструмента 4 на забое. При этом в верхней части ствола скважины, до глубины спуска

дополнительной колонны, образуются кольцевых канала: канал А между колоннами обсадной 2 и дополнительной 1 и канал Б - между дополнительной 1 и бурильной 3 колоннами. Длину эт.чл каналов можно оперативно изменять в случае необходимости изменением глубины спуска дополнительной колонны 1. При циркуляции в процессе бурения промывочная жидкость поступает внутрь бурильной колонны 3, подвешенной к вертлюгу 13 и, пройдя через нородоразрушаюшпй инструмент 4, поднимается по затрубному пространству. Воздух подается под

давлением через отвод 7 под уплотнительной тарелью 5 (которая весом дополнительной колонны 1 герметично прижата к упорному седлу 6) и направляется в скважину по кольцевому каналу А до глубины расПоложения башмака 8 колонны 1. Па выходе из башмака 8 воздух поступает в восходящий поток промывочной жидкости и аэрирует ее. Образующаяся аэрированная жидкость по кольцевому каналу Б поднимается к усгью и выходит через отвод вращающегося превентора 10. Возможна и иная схема циркуляции. Воздух поступает в скважину через отвод превентора 10 по кольцевому каналу Б, а аэрированная жидкость поднимается по каналу А.

Паличие столба аэрированной жидкости, движущейся в верхней части ствола скважины в интервале нахождения дополнительной колонны, снижает общее давление

циркулирующей промывочной жидкости на вскрытые горные породы и забой скважины, предотвращая тем самым поглощение промывочной жидкости и повышая эффективность бурения.

Операция по наращиванию бурильной колонны 3 в процессе углубления скважины производятся как обычио. Дополнительная колонна 1 остается подвешенной на устье в положении, указанном на чертеже. При

этом во время наращивания подачу воздуха можно не прекращать. Канал для его подачи остается без изменения.

Подъем бурильной колонны 3 до подхода упора 9 к башмаку 8 дополнительной колонны, которая остается подвешенной на устье До этого момента, также осуществляется как обычно. Затем дополнительная колонна 1 поднимается из скважины совместно с бурильной на упоре 9.

Таким образом, преимуществами предложенного устройства для бурения скважины с частичной аэрацией является возможность подачи воздуха в восходящий поток промывочной жидкости с помощью дополнительной колонны труб без увеличения диаметра верхней части ствола скважины и без наличия сложного в конструктивном и эксплуатационном отношениях оборудования, как двойные бурильные и ведущие

трубы и вертлюги.

Кроме того, предложенное устройство позволяет изменять в случае необходимости глубину ввода воздуха в восходящий поток жидкости, сохранить канал для подачи воздуха постоянным на время наращивания и даже проведения спуска и подъема части бурильной колонны, а также регулировать глубину ввода воздуха в поток жидкости в зависимости от условий в скважине.

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин с подачей воздуха в восходящий поток промывочной жидкости, включающее бурильную с нородоразрушающим инструментом и обсадную колонны труб с установленной между ними концентрично дополнительной колонной, отличающееся тем, что, с

целью упрощения конструкции и обеспечения регулирования глубины ввода воздуха в восходящий ноток промывочной жидкости, колонна бурильных труб имеет упОр под башмак дополнительной колонны, ограничивающий перемещение последней по бурильной колонне во время их совместного спуска и подъема, причем диаметр дополнительной колонны меньше диаметра породоразрушающего инструмента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Межлумов А. О. Использование аэрированных жидкостей при проводке скважин. М., «Недра, 1976, с. 22-26, рис. Зе.

2.Межлумов А. О. Использование аэрированных жидкостей при проводке скважин. М., «Недра, 1976, с. 22-26, рис. Зд (прототип).