Способ бурения скважин в осложненных условиях

 

Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить зффективность способа за счет исключения дополнительных источников давления и обеспечения возможности регулирования противодавления по стволу скважины. На колонне бурильных труб ВТ 11 ниже статического уровня устанавливают перекачивающее устройство (ПУ). В БТ 11 буровым насосом нагнетают буровой раствор (БР), создавая поток БР в БТ 11 и затрубье с ПУ. Изменяют режим перемещения БР

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„138853

Ai!

59 4 E 21 В 21/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3959267/22-03 (22) 30.07.85 (46) 15.04.88. Бюл. № 14 (71) 1Ожно-Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского геолого-разведочного нефтяного института (72) А.Э.Крист, В.В.Ипполитов, В.Д.Терентьев, С.В.Соломенников, В.Н.Михеев и В.Г.Абрамов (53) 622.241.243 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 794181, кл. Е 21 В 21/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1343000, кл. Е 21 В 21/08, 1985. (54) СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИН В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ (57) Изобретение относится к области горной пром-ти и позволяет повысить эффективность способа за счет исключения дополнительных источников давления и обеспечения возможности регулирования противодавления по стволу скважины. На колонне бурильных труб БТ 11 ниже статического уровня устанавливают перекачивающее устройство (ПУ). В БТ 11 буровым насосом нагнетают буровой раствор (БР), создавая поток БР в БТ 11 и затрубье с ПУ. Изменяют режим перемещения БР

1388539

Q „— Qq) в открытом стволе разделением потока его цо меньшей мере на два. Один иэ них направлен к долоту по трубному пространству и предназначен для очистки забоя, а другой — в открытый ствол скважины через ПУ для его привода. Обеспечивается работа

ПУ в качестве струйного насоса, причем поток БР в .пространстве между стволом скважины и ПУ создают в месте установки, последнего в направле1

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтега— зодобывающей, и может быть использовано при бурении скважин в осложненных условиях с регулированием давления в стволе на стенки скважины.

Цель изобретения — повышение эффективности способа за счет исключения дополнительных источников давления и обеспечение возможности регулирования нротиводавления по стволу скважины.

На фиг.1 изображена схема, поясняющая способ бурения скважин в осложенных условиях; на фиг.2 — перека15 чивающее устройство, используемое в способе бурения скважин в осложненных условиях; на фиг.3 — сечение

А-А на фиг.2.

Сущность способа заключается в том, что на колонне бурильных труб устанавливают перекачивающие устройства, создают поток бурового раствора в бурильных трубах и затрубном пространстве и изменяют режим перемещения бурового раствора в открытом стволе разделением потока его по меньшей мере на два, один из которых направляют к долоту но трубному пространству, а другой — в откры30 тый ствол скважины через перекачивающее устройство для его привода, причем поток бурового раствора в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством создают в 35 месте установки последнего в направлении, противоположном потоку, направляемому B открытый ствол из бунии, противоположном потоку, направленному в открытый ствол иэ БТ 11.

При этом БР с забоя засасывается в нижние окна 9 нижнего переводника ПУ, смешивается с потоком, направляемым в ПУ, и по затрубью движется к устью скважины. Количество жидкости в потоке БР между стволом скважины и ПУ поддерживают по определенному соотношению. 3 ил.

2 рильных труб, а количество жидкости в потоке бурового раствора в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством поддерживают по соотношению где Q — количество жидкости в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством, л/с;

Q „ — подача перекачивающего устройства, л/с; — количество жидкости в пото L ке бурового раствора в бурильных трубах до разделения, л/с.

Перекачивающее устройство включают в компановку бурильньгх труб выше зоны поглощения с учетом проходки на долото, т.е. так, чтобы к концу долбления струйный насос не оказался ниже зоны поглощения.

Струйный насос снимает избыточное давление на поглощающий пласт и гаким образом предотвращается поглощение. При вскрытии пласта с аномально высоким пластовым давлением струйный насос включают в компановку бурильной колонны над его кровлей в обратном направлении, т.е. против потока бурового раствора, движущегося от забоя к устью скважины. В этом случае под струйным насосом создается избыточное давление, предотвращающее нефтегазопроявления. Аналогично регулируется противодавление в зонах

1388539

15

25

55 ствола скважины, склонных к обвалообразованию.

Перекачивающее устройство состоит.из корпуса 1, в котором установлены патрубок 2, три диффузора 3, распределительная камера 4 с одним центральным 5 и тремя периферийными расположенными равномерно по окруж— ности насадками 6, крепящимися в корпусе 1 верхним 7 и нижним 8 перевод,никами с входными 9 и выходными 10 окнами. Перекачивающее устройство включают в колонну труб 11, имеющих в нижней части долото 12.

В колонну бурильных труб буровым насосом нагнетают буровой раствор.

Движущийся по патрубку 2 буровой раствор попадает в распределительную камеру 4, где разделяется на два потока, один направляется через центральный насадок 5 вниз, другой— через насадки 6, диффузоры 3, выходные окна 10 в эатрубное пространство над перекачивающим устройством.

За счет выхода бурового раствора с большой скоростью из насадков 6 в пространстве между ними и диффузорами 3 образуется зона пониженного давления, в которую через входные окна 9 поступает буровой раствор из затрубного пространства ниже перекачивающего устройства и подхваты— вается потоком, выходящим иэ насадков 6. Объединенный поток, обладающий требуемым напором (энергией давления )„через диффузоры 3, выходные окна 10 направляется вверх, так как в диффузоре заканчивается обратное преобразование кинетической энергии в энергию давления.

Перекачивающее устройство создает на выходе диффузоров 3 напор, благодаря которому весь буровой раствор, находящийся выше устройства, перемещается вверх до выхода на устье скважины. Устройство на выходе диффузоров 3 имеет мягкую характеристику взаимосвязи напора и производительности,с ростом напора производительность падает и наоборот. Необходимый для подъема бурового раствора до устья скважины напор и соответствующая производительность обеспечиваются геометрическими параметрами насадков 6, диффузоров 3 и количеством подаваемого к насадкам 6 бурового раствора.

Перекачивающее устройство включается в колонну бурильных труб 11 ниже статического уровня Н . Подаваемый буровым насосами раствор в перекачивающем устройстве разделяется на два потока: один направляется по трубному пространству вниз к долоту 12 для очистки забоя, другой обеспечивает работу перекачивающего устройства в качестве струйного насоса. Буровой раствор, поднимающийся с забоя, засасывается в нижние окна 9, смешивается с потоком; направляемым в перекачивающее устройство, объединенный поток с требуемым потоком выходит через окна 10 и по затрубному пространству движется вверх к устью скважины, создавая замкнутый цикл циркуляции бурового раствора. Выходящий из перекачивающего устройства и движущийся к устью скважины поток бурового раствора формирует столб, равный расстоянию от устья скважины до глубины установки этого устройства. За счет действия давления формирующего столба часть бурового раствора из выходных окон 1О устройства движется обратно к входным окнам 9.

Замкнутый цикл циркуляции бурового раствора сформируется при условии равенства или превышения сопротивления движению бурового раствора от

10 K BXQPHbIM GKHBM 9 по кольцевому зазору 13 IIQ сравнению с сопротивлением движению от выходных окон 10 по затрубному пространству к устью скважины. формула изобретения

Способ бурения скважин в осложненных условиях, включающий создание потока бурового раствора в бурильных трубах и эатрубном пространстве с перекачивающими устройствами, устанавливаемыми по колонне бурильных труб и изменение режима перемещения бурового раствора в открытом стволе разделением потока его по меньшей мере на два, один иэ которых направляют к долоту по трубному пространству, а другой — в открытый ствол скважины через перекачивающее устройство для его привода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности способа sa счет исключения дополнительных источников

138853 9 давления и обеспечения возможности регулирования противодавления по стволу скважины, поток бурового раствора в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством создают в месте установки последнего в направлении, противоположном потоку, направленному в открытый ствол из бурильных труб, причем ко- 10 личество жидкости в потоке бурового раствора в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством поддерживают по соотношению где Я количество жидкости в пространстве между стволом скважины и перекачивающим устройством, л/с;

Q, подача перекачивающего устройства, л/с;

Qz количество жидкости в потоке бурового раствора в бурильных трубах до разделе-. ния, л/с.

Составитель Е.Молчанова

Редактор А.долинич Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1556/33 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4