SU1250637A1 - Устройство дл бурени скважин с одновременной обсадкой - Google Patents

Description

t 1

Изобретение относитс  к горному елу, а именно к бурению скважин в породах, перекрытых сверху толей рыхлых отложений.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности бурени  путем увеличени  скорости выноса частиц шлама за счет уменьшени  зоны размыва затрубного пространства обсадной колонны,

На фиг.1 и фиг.2 представлено устройство в двух проекци х, общий вид j на фиг.З - разрез устьевой части устройства; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.З; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.6 и фиг.7 обсадна  колонна с продольной прорезью и поперечными надрезами, варианты выполнени .

Устройство дл  бурени  скважин с одновременной обсадкой состоит из буровой колонны 1 (фиг.1 и 2) с закрепленными в ее нижней части забойным двигателем 2, породоразру- шающим инструментом 3 и цеитратором 4. На буровой колонне с помощью хомута 5 закреплена обсадна  колон - на 6, в которой выполнена продольна  прорезь 7 со скосами 8 в торцовых част х колонны. В прорезь 7 вставлена каретка 9 с разжимными роликами 10 (фиг. 3-5), выполненными из закаленной стали образую- щими в обсадной колонне щель 11 длиной (фиг.2). Разжимные ролики

10 закреплены в каретке 9 с помощью одшипников 12 качени , защищенных т шлама с помощью уплотнений 13 (фиг.З и 4). На внешней части каетки 9 выполнен упор 14,а к нижней ее части закреплены защитные ланки 15 и 16, перекрывающие щель с внешней и внутренней сторон обсадной колонны. Защитные планки усановлены с обеспечением герметиза- ции щели, дл  чего подпружинены относительно друг друга с помощью пружин 17, надетых на пальцы 18. Дл  исключени  попадани  частиц шлама под ролики 10 каретка 9 снабжена уплотнени ми 19 и 20. В верхней части каретки закреплен лоток 21 дл  отвода шлама через стенку колонны. Упор 14 касаетс  верхней торцовой части опорного стакана 22, расположенного на устье скважин. Дл  снижени  деформаций обсадной колонны при ее раскрытии

50637-2

и уменьшени  длины щели (фиг.2) в обсадной колонне могут быть выполнены поперечные надрезы 23 (фиг.6), расположенные вдоль про5 дольной прорези 7 и соединенные с ней,Величину раскрыти  обсадной колонны , т.е. ширину b щели (фиг.5) и ее длину t (фиг.2), определ ют

О из следующих условий: d, b Ь„, NLG, где максимальный диаметр частиц шлама движущегос  в кольцевом сечении между обсадной и буровой колоннами, Ьр - ширина щели,

15 соответствующа  началу пластических деформаций в буровой колонне, N - усилие на перемещение каретки по обсадной колонне и G - осева  нагрузка на забой. Значени  Ь и N

20 определ ют экспериментально. Дп  зтого предварительно выбирают отре- зок трубы нужного диаметра D, и длиной около 10 D и разрезают трубу вдоль, например, фрезерованием или

25 с помощью сварочного аппарата,

стрем сь при зтом получить возможно большую чистоту поверхности разреза. jПо кра м разреза делают скосы 8 (фиг.2). Конструкци  каретки пре30 дусматривает установку в ней роликов со смещением (фиг.5) таким образом , чтобы ширина их р да несколько превышала максимально возможный

размер частиц шлама. I 35 Затем подвод т каретку к скосу

8 трубы и, нанос  удары по каретке или ее упору 14, загон ют каретку в середину разрезанного участка. При этом определ ют длину Р раскрытой

40 части трубы и оценивают усилие N на перемещение каретки. Если после извлечени  каретки из трубы ширина прорези осталась прежней (исходной), а усилие N не превысило допустимого

45 значени , то обсадную колонну де-. лают из данного сечени  труб. Если в выбранном отрезке труб возникла остаточна  деформаци , то выбирают другую трубу с меньшей толщиной

50 стенки или большего диаметра. Дополнительной возможностью исключить остаточную деформацию трубы  вл етс  периодическа  поперечна  надрез- ка трубы участками 23 вдоль линии

55 основной продольной прорези 7 (фиг.6) или замена металлической трубы на неметаллическую, например полиэтиленовую. Указанные меропри 3

ти  позвол ют одновременно снизить и усилие дл  продвижени  каретки п трубе. Длину защитных планок 15 и 16 выбирают равной половине длины щели, т.е. Р/2.

Устройство дл  бурени  скважин с одновременной обсадкой собирают и работают с ним следующим образом

Перед началом бурени  заготавливают обсадную колонну расчетной , достаточной дл  перекрыти  всей мощности рыхлых отложений, и выполн ют в ней продольную прорезь 7 со скосами 8, указанньп способом а если необходимо, дополнительные поперечные надрезы 23 (фиг.2, 6). Закрепл ют на буровой колонне забойный гидродвигатель 2 (например, турбобур), породоразрушающий инстрмент 3, центратор 4 и обсадную колонну 6 с помощью хомута,5. При этом породоразрушающий инструмент должен (в данном варианте применени  устройства) свободно проходить в обсадной колонне и выступать из нее на некоторую величину.

Далее закрепл ют к нижней части каретки 9 уплотнение 20 и защитные планки 15 и 16, подпружиненные и соединенные между собой с помощью пальцев 18.

Подвод т каретку 9 к обсадной колонне со стороны породоразрушаю- щего инструмента 3 и забивают ее вначале в скос 8, а затем в прорез трубы упором 14 наружу до тех пор, пока концы защитных планок дойдут до нижнего обреза обсадной колонны

Буровой снар д вывешивают в вертикальном положении над точкой бурени , подвод т под него опорный стакан 22 (фиг.1-3), вставл ют в верхнюю часть каретки 9 уплотнение 19, там же закрепл ют лоток 21 и приступают к бурению.

Дл  этого в полость буровой колонны подают под напором рабочую жидкость, котора , пройд  через гидродвигатель 2, приводит во вращение породоразрушающий инструмент

После опускани  снар да на забой начинаетс  углубка скважины в рыхл толще. Реактивный момент от гидродвигател  воспринимаетс  мачтой

5063: 4

станка через верхнюю часть колонны бурильных труб, В начальньп момент углубки снар да отработанна  жид- кость со шламом изливаетс  из-под 5 обслдной колонны. Дальнейшее заглубление снар да происходит за счет размыва рыхлой толщи и разрушеш1  ее породоразру1пающим инструментом. При этом упор 14 каретки соприка10 саетс  с торцовой.поверхностью стакана 22 (фиг.З), каретка 9 с защитными планками 15 и 16 удерживаетс  на уровне усть  скважины. Ролики (О каретки начинают катитьс  по

f5 плоскост м прорези 7 обсадной колонны , образу  в ней бегущую щель, котора  перемещаетс  по обсадной колонне снизу вверх, остава сь при этом иа уровне усть  скважины.

20 Промывочна  жидкость со шламом поступает в кольцевое пространство между обсадной и бурильной колоннами , поднимаетс  до уровн  каретки

9и изливаетс  наружу через откры- 5 тую часть щели 11 по лотку 21. Защитные планки 15 и 16 предотвращают попадание и заклинивание частии ишама в часть щели 11, расположенную ниже каретки 9, что обеспечива0 ет CNfbiKaHne щели под действием пил упругости обсадной колонны.

В свою очередь сальниковое уплотнение 19 в верхней части каретки 9 предотвращает попадание и заклини вание ч стиц  шлма между роликами

10и плоскост ми разреза 7 обсад- Hoi i колонны.

К моменту завершени  перекрыти  Q всей толщи рыхлых отложений каретка 9 выходит через перхннй скос 8 обсад})ой трубы. а этом бурение временно прекращают. Каретку 9 с лот.- ком 21, защитными штанками 15 и 16, 5 а также хомут 5 снимают. Дальнейшее бурение ведут в устойчивых породах без подъема буровой колонны, наращива  ее по мере необходимости. В этом случае промывочна  жидкость Q со шламом под}1имаетс  с забо  вверх по обсадной колонне и изливаетс , как обычно, через верхнее ее сечение, расположенное несколько выше уровн  поверхности грунта.

Ч

ЗГ

(pusi

Григ Z

6-6

10

cfJue.S

.гз

фиг. 6

72

10 J

Редактор М. Недолуженко

Составитель Л. Черепенкина

Техред М.Ходанич Корректор С. Шекмйр

Заказ 4382/24

Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,4

(рие.7

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН С ОДНОВРЕМЕННОЙ ОБСАДКОЙ, включающее буровую колонну с закрепленным в ее нижней части породоразрушающим инструментом и размещенную концентрично ей обсадную колонну, отличаю«щееся тем, что, с целью повышения производительности бурения путем увеличения скорости выноса частиц шлама за счет уменьшения зоны размыва затрубного пространства обсадной колонны, обсадная колонна выполнена с прорезью вдоль ее образующей, а уст ройство снабжено опорным стаканом, размещенным концентрично с внешней стороны обсадной колонны, кареткой С разжимными элементами и упором, лотком, закрепленным в верхней части каретки, и защитными планками, прикрепленными к нижней части каретки с внешней и внутренней стороны обсадной колонны вместе прорези, при этом разжимные элементы каретки размещены в прорези с возможностью перемещения и образования щели при взаимодействии упора кагэтки с опорным стаканом, а защитные планки установлены с возможностью герметизации щели.

2. Устройство по п.1, о т пинающееся тем, что вдоль продольной прорези обсадной колонны выполнены поперечные надрезы, расположенные по обе ее стороны.

3. Устройство по пп.1 и 2, о тличающееся тем, что разжимные элементы выполнены в виде роликов.

фиг.4 фиг.5 фиг.6 и продольной