Устройство для заглубления колонны направления с бурового судна Советский патент 1982 года по МПК E21B7/128 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГЛУБЛЕНИЯ КОЛОННЫ НАПРАВЛЕНИЯ С БУРОВОГО СУДНА

1

Изобретение относится к морскому бурению нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для заглубления колонны направления, включающее направляющую колонну, буровую колонну с буровым инструментом, размещенную внутри направляющей колонны 1.

Недостатком известного устройства является необходимость подъема буровой колонны перед цементацией скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является устройство для заглубления колонны направления с бурового судна, включающее буровую колонну, пяту с направляющей колонной, жестко связанные между собой буровые агрегаты с забойными двигателями и цементировочную муфту 2.

Недостатком данного устройства является малая мощность забойного двигателя для бурения скважин больщого диаметра, а также сложность конструкции цементировочного узла.

Цель изобретения - повыщение надежности заглубления и улучшение крепления направляющей колонны.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено телескопическим стаканом, размещенным между буровыми агрегатами, причем в стакане выполнено отверстие, а цементировочная муфта выполнена в виде втулки с седлом под щариковый клапан, закрепленной посредством срезных штифтов совместно с телескопическим стаканом в буровой колонне.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в процессе одновременного бурения

10 и заглубления колонны направления; на фиг. 2 - то же, при подъеме бурового инструмента выще «башмака колонны и цементировании скважины; на фиг. 3 - буровой инструмент при извлечении.

Устройство для осуществления данного

15 способа включает бурильную колонну 1 (фиг. 1) и подвешенную на ней направляющую колонну 2 с опорной плитой 3. Колонны 1 и 2 связаны при помощи управляемых гидравлических муфт 4 и 5, причем внутрен20няя часть муфты 5 выполнена в виде вращающегося превентора.

На конце бурильной колонны 1 параллельно установлены два турбобура 6 и 7, на валу которых смонтированы буровые долота 8 и 9 и ступенчато расположенные эксцентрические расширители 10 и 11. Между корпусами турбобуров размещена труба 12 и телескопический стакан 13, головка которого размещена выше распределительного устройства жидкости 14 и прикреплена к корпусу 15 распределительного устройства при помощи срезных штифтов 16. На уровне головки телескопического стакана 13 при помощи срезных штифтов 17 прикреплена цементировочная муфта 18 для осевого смещения feлecкoпичecкoгo стакана 13 при помощи шара 19 (фиг. 2). В телескопическом стакане 13 (фиг. 2) имеются отверстия 20 для направления жидкости к турбобурам 6 и 7 в процессе бурения. Корпус телескопической трубы 12 на верхней части имеет упорный буртик 21 для ограничения движения телескопического стакана 13 с соответствующим упорным буртиком 22 на уровне головки. Нижняя часть подвижного телескопического стакана 13 снабжена конусом 23 из легко разбуриваемого материала (например алюминия) и имеет отверстия 24 для выхода жидкости при прямой циркуляции (фиг. 2). Внутренняя часть стакана 13 размещает в себе муфту- втулку 18 и шар 19 в процессе цементировки, и этот стакан легко может быть отделен от телескопической трубы при помощи обратной резьбы 25. Устройство снабжено обратным клапаном 26 с шаром 27 и компенсирующей муфтой 28 с уплотняющим элементом 29, которые вводятся в действие при цементировке. Стакан 13 имеет уплотнительные кольца 30, а турбобуры прикреплены при помощи хомута 31. Опорная плита 3 имеет акустическую систему управления 32 спуско-подъемными операциями, а также патрубок 33 для заполнения колонны водой при спуске. Устройство работает следующим образом. С борта бурового судна спускается в воду направляющая колонна с последовательным наращиванием на требуемую длину. Носле установки опорной плиты под роторным столом колонна подвещивается. Во внутрь колонны спускается бурильный инструмент - турбобуры с долотами, распределительным устройством и обратным клапаном. Компенсирующая муфта устанавливается с расчетом , чтобы при подъеме инструмента после окончания бурения система турбобуры-долота вышла в колонну на некоторую высоту от башмака, головка телесконической трубы находилась выше уровня башмака. При дальнейшем наращивании колонны после выхода долота и расширителей из башмака подвешенной колонны устанавливаются гидравлические муфты, заглушается патрубок 33 и вся система с направляющей колонной и опорной плитой вместе опускается до достижения подводного грунта. Включением буровых насосов забойные двигатели приводятся в движение. В это время бурильная колонна также приводится во вращение при помощи роторного стола. Разбуриваемый кольцевой забой в последующем разрушается ступенчато расположенными расширителями, которые эксцентрически расположены на валу турбобуров. Первый расширитель разбуривает некоторую часть образовавшегося керна в центре забоя и стенки скважины. Второй расширитель окончательно разрушает керновую часть центра и дает требуемый диаметр скважины. После посадки колонны на требуемую глубину верхняя гидравлическая муфта освобождает бурильную колонну и инструмент приподнимается на некоторую высоту от башмака. Эта высота заранее выбирается по усмотрению технологического процесса цементировки. При этом компенсирующая муфта с уплотняющим элементом опирается на нижнюю гидравлическую муфту и система (бурильная колонна) натягивается при помощи компенсаторов бурового судна. При этом в колонну опускается шар и телескопический стакан после среза штифтов перемещается вниз, минуя долота и расширители. Доступ жидкости к турбобурам прекращается и получается прямая циркуляция жидкости через башмак телескопического стакана. Ведется подготовка к цементированию. Осуществив промывку затрубного пространства через колонны бурильных труб, в скважину прокачивается цементный раствор, за которым опускается шарик обратного клапана. Цементный раствор продавливается в затрубное пространство буферной жидкостью с таким расчетом, чтобы стакан не находился в цементном растворе. Скважина оставляется на затвердение цемента. Если после затвердения цемента этот стакан окажется в цементном растворе, то он остается у башмака при помощи свинчивания обратной резьбы и остается на забое для дальнейшего разбуривания. После затвердевания цементного раствора вторая гидравлическая муфта освобождает колонну от бурильных труб и инструмент извлекается из колонны. Экономическая эффективность от внедрения данного изобретения слагается из совмещения ряда технологических процессов бурения и крепления направляющей колонны, упрощения конструкции устройств, предназначенных для этой цели, повышения надежности элементов этих устройств и значительного сокращения времени строительства морских скважин. Кроме этого, за счет совмещения операций по бурению и спуску направляющей колонны с последующим цементированием, значительно повышается гарантия доведения нанравляющих колонн до проектных глубин и качества крепления верхних интервалов скважип, что способствует исключению осложнений при последующем углублении скважин.

Формула изобретения

Устройство для заглубления колонны направления с бурового судна, включающее буровую колонну, пяту с направляющей колонной, жестко связанные между собой буровые агрегаты с забойными двигателями и цементировочную муфту, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности заглубления и улучщения кренления направляющей колонны, устройство снабжено

телескопическим стаканом, раикмиенным между буровыми aipcM ;r:;iMi;, в стакане выполнено отверстие, л ц.-мштировочная муфта выполн яа в виде- втулки - седлом под шариковый клапан, укрепленной иосредством срезных Н1ТИ(|)тов совместно с телескопическим стаканом в буровой колонне.

Источники ин(|)с)рмации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3519071, кл. 166-5, опублик. 1970.

2. Патент США № 3376923, кл. 166-5, оиублик. 1968.