Способ бурения скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B21/00 E21B4/00 E21B7/00 

Изобретение относится к строитель ству геологоразведочных и эксплуатационных скважин, предназначенных для поиска и добычи жидких полезных иско паемых, таких как нефть, газ, минеральные, термальные, иодобрсмистые и др. воды и т.п. Известен способ бурения скважин путем разрушения горной вращающимся, нагруженным вдоль оси сква жины, долотом и последующего выноса продуктов разрушения с забоя скважины на дневную поверхность циркулирующим потоком жидкости tl3 Недостатком указанного способа является существенное снижение эффективности бурения с увеличением . глубины скважины из-за трудностей контролирования крутящего мсжента и осевой нагрузки на долоте. Известен и другой способ бурения скважин путем разрушения горной породы вращающимся долотом, подаваемым вниз по оси скважины гидравлическим забойным механизмом подачи, установленным в нижней части колонны бурильных труб, с последующим выносом продуктов разрушения из сква- жины восходящим потоком бурового рас вора Г23. Недостатком этого способа бурения скважин является низкая эффективность бурения из-за большой велнчины Диффе{ енциального давления в системе скважина - пласт. Цель изобретения - повьаиение эффективности процесса бурения путем снижения гидродинамической составляющей дифференциального давления в системе скважина - пласт. Указанная цель достигается тем, что в процессе бурения колонне бурильных труб сообщают возвратнопоступательные перемещения вдоль оси скважины, причем скорость движения колонны бурильных труб вниз больше скорости движения вверх. Бурение скважин осуществляется следую1ф м образом. Перед спуском бурильной колоню в сквазшиу к ее нижнему концу присоединяют гидравлический забойный механизм подачи долота (ГЗМПД)«представляющий собой соединенный с колонной цилиндр, в котором размещен с возможностыр осевого перемещения кольцевой поршень с польм штоком. Проворачивание поршня в цилиндре исключается с помощью шпоночного, шлицевого и т.п. зацепления.

К штоку поршня ГЗМПД присоединяют либо забойный двигатель с долотом, либо просто долото, в случае роторного бурения. В таком виде бурильный инструмент спускают в скважину до забоя. Включают циркуляцию бурового (раствора и приводят во вращение долото.. При этом возникающий на долоте и забойном двигателе (в случае его .применения) период давления потока бурового раствора воздействует на поршень ГЗМПД и толкает его под нагрузкой вниз. Через шток эта нагрузка Подается на долото, которое разгружает горную породу на забое, тем самым углубляя скважину. Продукты разрушения из скважины выносятся восходящим потоком бурового раствора С самого начала процесса разрушения породы колонне бурильных труб сообщают бозвратно-поступательные перемещения на 2-3 м, т.е. расхаживают ее в скважине. При зтом величины перепада давления и осевой нагрузки на поршень ГЗМПД и долото остаются по-, стоянными, а величина гидродинамической составляющей дифференциального давления в системе скважина пласт периодически изменяется. При движении колонны вниз к забою она увеличивается, а при подъеме ее уменшается. Поскольку скорость движения колонны вниз выше скорости движения ее вверх, то пропорционально отношению скоростей увеличивается доли периода долота на забое скважины при благоприятных условиях в общем балансе рабочего времёйи.

Бурение по предлагаемому способу возможно только в тех случаях, когда повьииение гидродинамического давления во время движения бурильной колонны вниз не вызывает гидравлический разрыв пластов, слагающих геологический разрез, вскрываемый скважиной.

Экономическая эффективность ориентировочно может составить до 250 руб. на одном долблении.

Формула изобретения

Способ бурения скважин путем разрушения горной породы вращающимся долотом, подаваемым вниз по оси скважины гидравлическим забойным механизмом подачи, установленным в нижней части колонны бурильных труб, с послэдуищим выносом продуктов разрушения из скважины восхоядщим потоком бурового раствора, о т л и ч аЮщ и и с я тем, что,с целью повышени эффективности процесса буре.ния путем снижения гидродинамической составляющей дифференциального давления в системе скважина - пласт, в процессе бурения колонне бурильных труб- сообщают возвратно-поступательные перемещения вдоль оси скважины, причем скорость движения колонны бурильных труб вниз больше скоростидвижения вверх.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Середа Н.Г. и Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин.

:М., Недра, 1974, с. 18.

2.Справочник инженера по бурению. Под ред. Мишевича В. И. М. , Недра, 1973, т.1, с. 147.