Устройство для бурения скважин

 

Изобретение относится к бурению глубоких скважин. Цель - повышение эффективности бурения путем дополнительного снижения давления на забое и улучшение условий работы забойного двигателя. Для этого полости высокого и низкого давления забойного двигателя выполнены с возможностью сообщения с наружным пространством бурильной колонны. 1 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 E 21 В 10/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОТНРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4370843/24-03 (22) 29,01,88 (46) 23.07.90. Бюл, М- 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) В.С.Будянский и С.И.БрудныйЧелядинов (53) 622.?4.051,55 (088.8) (56) Патент Франции Х= 2407336, кл. Е 21 В, опублик. 1977, „,SU„„1579971 A 1

2 (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к бурению глубоких скважин, Цель — повышение эффективности бурения путем дополнительного снижения давления па забое и улучшение условий работы забойного двигателя. Для этого полости высокого 12 и низкого 13 давления забойного двигателя 8 выполне-. ны с возможностью сообщения с. на1579971

25 ко р "жным пространством бурильной колонны. Наружный диаметр бурильной колонны между выходом полостей высокого 12 и низкого 13 давления забойного двигателя 8 в наружное пространство бурильной колонны выполнен меньше диаметра породораэрушающего инструмента на величину, определяемую из математической формулы. Благодаря тому, что забойный двигатель 8 выполняется с диаметральными габариИзобретение относится к устройствам для бурения глубоких скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности бурения путем дополнительного снижения давления на забое и улучшения условий работы забойного двигателя.

На чертеже показано устройство для бурения скважин.

Устройство содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 части бурильной колонны, скважинный насос 3 струйного типа, всасывающая линия 4 которого сообщена с внутренней полостью 5 нижней части 1 бурильной колонны, а нагнетательная линия 6 — с наружным пространством 7, Выход 6 из насосного агрегата 3 размещен между нижней 1 и верхней 2 частями бурильной колонны. Гидравлический забойный двигатель 8 имеет ротор 9» связанный с породоразрушающим йнструментом 10, и статор 11, соедийенный с нижней частью 1 бурильной колонны.

Полости высокого 12 и низкого 13 давления забойного двигателя 8 сообщены с наружным пространством 7 бурильной колонны, а наружный диаметр

14 бурильной колонны между выходом полостей высокого 12 и низкого 13 давления забойного двигателя 8 выполнен »аеньше диаметра породоразрушающего инструмента 10 на величину а, определяемую ие соо тнонения ,. а+1) где Л „- коэффициент сопротивления; — плотность бурового раствора, г/см () — расход бурового раствора, Л/C тами, близкими к диаметру воропоразрушающего инструмента, создается гидравлическая сила от срабвтываемого вием перепада давлений, действующего на кольцевую площадь между этими диаметрами. На основе использования этой силы осуществляют бурение с высокими нагрузками ва долото при

10 облегченной бурильной колонне и отсутствии утяжеленных бурильных труб.

1 ил.

L — расстояние между выходом полостей забойного двигателя в наружное простран— ство бурильной колонны, м;

D — диаметр породоразрушающего инструмента, мм;

d — - диаметр бурильной колонны, мм; перепад давления на за2 бойном двигателе, кгс/см

Устройство работает следующим образом.

После спуска устройства в скважину до забоя производят пуск скважинного насоса 3, который осуществляет циркуляцию бурового раствора по контуру от выхода 6 иэ насосного агрегата 3 по кольцевому наружному пространству 7 к забойному двигателю 8, далее к забою, породоразрушающему инструменту 10 по внутреннему каналу

40 в роторе 9 двигателя 8 и внутренней полости 5 нижней части l бурильной колонны к всасывающей линии 4 насоса 3, I

Перепад давлений, затраченный на45 сосом 3 на перекачку жидкости от выхода 6 до забоя (нисходящий поток), вычитается иэ давления гидростатического столба жидкости в скважине. Основным гидросопротивлением в нисходя50 щем потоке является забойный двигатель 8. Поэтому гидравлическая мощность, создаваемая скважинным насосом

3, практически полностью расходуется на снижение давления ва забое скважины и одновременно на вращение под нагрузкой породоразрушающего инструмента 10. Для эффективной рзбс ты устройства необходимо обеспечить возможно более полное поступление жид1579971 кости непосредственно в рабочие ор: аны двигателя 8. Это обеспечивается уплотнением двигателя 8 и

Формула изобретения

Устройство для бурения скважин, содержащее бурильную колонну с верхней и нижней частями, размещенные на бурильной колонне скважинный насос, всасывающая линия которого сообщена с нижней частью бурильной колонны, а нагнетательная размещена между верхней и нижней частями и сообщена с наружным пространством бурильной колонны, и гидравлический забойный двигатель с полостью высокого давкп

Р

Составитель А.Скалунов

Техред M.Õoäàíè÷

Редактор Yi.Áëàíàð

Корректор Г,(1 енкун.

Заказ 1993 Тираж 476 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 1303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 скважине путем уменьшения зазора, применения эластичных уплотнителей> перекрывающих переток жидкости помимо рабочих органон двигателя при его работе и других технических средств.

Благодаря тому, что забойньп» дни— гатель 8 нь»полняется с диаметральными габаритами. близкими к диаметру породоразрушающего инструмента 1»), определенными по приведенному соотношению, создается гидравлическая сила от срабатываемого в нем перерада давлений, действукпцего на кольцевую площадь между этими диаметрами, Эта сила может составлять величину, превышающую необходимую нагрузку на породоразрушающий инструмент, т.е. на основе использования этой силы можно осуществлять бурение с высокими нагрузками на долото при облегченной бурильной колонне и отсутствии утяжеленных бурильных труб. ленц»я на входе и ьи»экого давления на выходе из двигателя, ротор кото-рого соединен с породоразрушающим

5 инструментом, а ста тор — с нижней частью бурильной колонны, о т л и— ч ающ е е с я тем, что, с целью повьппения эффектив иост»» бурения путем дополнительного снижения давления на забое и улучшения условий работы забойного двигателя, полости высокого и низкого давления забойного двигателя выполненгп с возможностью сообщения с наружным пространством бурильной колонны, наруж»»ьп» диаметр которой между выходом полостей высокого и низкого давления забойного двигателя н наружное пространство бурильной колонны ныполнен меныпе

20 диаметра породоразрушаюшего инструмента на величину а, определяемую из соотношения 82 64 кп7 q L а

Р (D«-d)

25 где М „„— коэФфициент сопротивления

G,?5; плотность бурового раствора, г/см

Π— расход бурового раствора, 30 л/с;

L — расстояние между выходом полостей забойного двигателя в наружное Пространство бурильной колонны M, 35 D — диаметр породоразрушающего инс трумента, мм;

Й вЂ” диаметр бурильной колонны, MMj перепад давления на забойном двигателе, кгс/см