Способ бурения наклонных и горизонтальных скважин

 

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к способам проходки и измерения текущих координат забоя наклонных и горизонтальных скважин в процессе бурения. Изобретение обеспечивает повышение точности проводки наклонных и горизонтальных скважин и повышение надежности бурения. Способ включает бурение вертикального ствола скважины, установку в буровую компоновку с глубины набора кривизны забойного двигателя, кривого переводника посадочного устройства, опускание внутри труб компоновки посредством геофизического кабеля инклинометра и фиксации его в посадочном устройстве с дальнейшим монтажом нижнего трубного переводника с размещенным внутри электронным блоком, обеспечивающим прием и передачу сигналов через систему бескабельной передачи информации на поверхность. Новым является то, что в компоновку монтируют между долотом и забойным двигателем дополнительное посадочное устройство с установленным в нем автономным прибором, позволяющим осуществлять проведение гамма-коротажных работ и других измерений, по показаниям которого, получаемым при очередной спускоподъемной операции, производят корректировку координат наклонного и горизонтального участков скважины. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к способам проходки и измерения текущих координат забоя наклонных и горизонтальных скважин в процессе бурения.

Известен способ бурения наклонных скважин, заключающийся в бурении вертикального ствола скважины, установке в буровую компоновку с глубины набора кривизны забойного двигателя и кривого переводника, опускании внутри труб компоновки посредством геофизического кабеля инклинометра и фиксации его в нижней части буровой компоновки, бурении наклонной и горизонтальной частей скважины поочередным использованием роторного бурения и бурения забойным двигателем и контроле текущих координат забоя скважины по показаниям инклинометра (1).

Недостатками данного способа являются: - необходимость вывода геофизического кабеля в затрубное пространство через кабельный переводник с этапа набора кривизны скважины, что создает опасность смятия и порыва кабеля; - наличие кабеля в затрубном пространстве не позволяет осуществлять бурение роторным способом и не позволяет надежно герметизировать скважину с помощью превенторов в случае аварийного выброса газа или нефти.

Перечисленные недостатки снижают точность проводки наклонных и горизонтальных скважин и надежность бурения.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является способ бурения наклонных и горизонтальных скважин, заключающийся в бурении вертикального ствола скважины, установке в буровую компоновку с глубины набора кривизны забойного двигателя, кривого переводника и посадочного устройства, опускании внутри труб компоновки посредством геофизического кабеля инклинометра и фиксации его в посадочном устройстве с дальнейшим монтажом нижнего трубного переводника с размещенным внутри электронным блоком, обеспечивающим прием и передачу сигналов через систему бескабельной передачи информации на поверхность, в которой используют буровые трубы и шар-кран с электрическими дросселями, установленными в ниппелях и муфтах замков буровых труб и соединенных между собой проводом, проложенным по телу труб и шар-крана, а также трубы-ретрансляторы с усилителем и источником питания, и монтажем верхнего трубного переводника с размещенным внутри электронным блоком, обеспечивающим прием и передачу сигналов по кабелю, проходящему внутри квадрата к системе бескабельной передачи данных, смонтированной на вертлюге, бурении наклонной и горизонтальной частей скважины и контроле текущих координат забоя скважины по показаниям инклинометра (2).

Недостатками известного способа являются: - размещение измерительного прибора (инклинометра) значительно выше (до 10 м) долота, что приводит к погрешности в определении истинных координат наклонного и горизонтального участков скважины, - прокладка провода, соединяющего электрические дроссели в пазу, выполненном по наружной поверхности тела буровой трубы, что ослабляет ее сечение и может служить источником аварии (порыв колонны бурильных труб).

Все это снижает точность проводки наклонных и горизонтальных скважин и надежность бурения.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности проводки наклонных и горизонтальных скважин и повышение надежности бурения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе бурения наклонных и горизонтальных скважин, заключающемся в бурении вертикального ствола скважины, установке в буровую компоновку с глубины набора кривизны забойного двигателя, кривого переводника и посадочного устройства, опускании внутри труб компоновки посредством геофизического кабеля инклинометра и фиксации его в посадочном устройстве с дальнейшим монтажем нижнего трубного переводника с размещенным внутри электронным блоком, обеспечивающим прием и передачу сигналов через систему бескабельной передачи информации на поверхность, в которой используют буровые трубы и шар-кран с электрическими дросселями, установленными в ниппелях и муфтах замков буровых труб и соединенных между собой проводом, а также трубы-ретрансляторы с усилителем и источником питания, и монтажем верхнего трубного переводника с размещенным внутри электронным блоком, обеспечивающим прием и передачу сигналов по кабелю, проходящему внутри квадрата к системе бескабельной передачи данных, смонтированной на вертлюге, бурении наклонной и горизонтальной частей скважины и контроле текущих координат забоя скважины по показаниям инклинометра, согласно изобретению в компоновку монтируют между долотом и забойным двигателем дополнительное посадочное устройство с установленным в нем автономным прибором, позволяющим проведение гамма-каротажных работ, измерение угла наклона бурильного инструмента, вибрации, давления и температуры, по показаниям которого, получаемым при очередной спуско-подьемной операции, производят корректировку координат наклонного и горизонтального участков скважины.

Провод, соединяющий электрические дроссели, прокладывают внутри буровых труб и выводят через уплотняемые отверстия к замковым муфтам и ниппелям.

Предлагаемый способ бурения поясняется на фиг. 1. Сущность способа заключается в следующем.

На первом этапе осуществляют бурение вертикального ствола скважины любым из известных способов (роторным, с использованием турбобура или забойного винтового двигателя).

Затем собирают компоновку для бурения наклонных и горизонтальных скважин. Компоновка состоит из долота 1, посадочного устройства 2 с размещенным в нем автономным прибором 3, забойного двигателя 4, кривого переводника 5 и посадочного устройства 6. Далее в состав компоновки входят обыкновенные бурильные трубы 7, внутрь этих труб на геофизическом кабеле 8 спускают скважинный прибор (инклинометр) 9. Заканчивается участок компоновки, состоящий из обычных бурильных труб 7, нижним трубным переводником 10. Внутри нижнего трубного переводника размещен блок электроники 11, обеспечивающий прием и передачу сигналов между инклинометром 9 и пультом оператора 12 на поверхности. Верхний ввод блока электроники 11 присоединен к системе бескабельной передачи информации на поверхность (3,4).

Выше трубного переводника 10 при бурении наклонного и горизонтального участков скважины буровую компоновку собирают из специальных бурильных труб 13 с антенными переводами, обеспечивающими бескабельную передачу информации на поверхность (3,4).

Запирается скважина посредством шар-крана 14. Для осуществления роторного бурения в буровую компоновку монтируют квадрат 15.

Для осуществления бескабельной передачи информации используют специальные буровые трубы 13 и шар-кран 14 с электрическими дросселями 16, установленными в ниппелях и муфтах замков и соединенных между собой проводом, проложенным внутри труб 13, выводимых к электрическим дросселям 16 через уплотняемое отверстие А в теле трубы.

В части буровой компоновки устанавливают трубы-ретрансляторы 17. Такая труба-ретранслятор имеет между дросселями 16 муфты и ниппеля усилитель с источником питания. Этот усилитель ретранслирует информацию, идущую по системе бескабельной передачи информации, повышая надежность работы системы.

Выше установленного в буровую компоновку шар-крана 14 монтируют верхний трубный переводник 18 с размещенным внутри блоком электроники. Этот блок обеспечивает прием и передачу сигналов, причем верхний ввод блока соединен кабелем 19, проходящим внутри квадрата 15, с системой бескабельной передачи данных 20, смонтированной в вертлюге 21.

В предлагаемом способе нет необходимости вывода геофизического кабеля в затрубное пространство с этапа набора кривизны скважины после вертикального ствола.

При проведении очередной спуско-подьемной операции из компоновки извлекают автономный прибор 3, который заменяют аналогичным прибором (дубликатом). После расшифровки показаний прибора 3 производят корректировку координат наклонного и горизонтального участков скважины с учетом длины буровой компоновки до установки инклинометра 9, что позволяет повысить прочность проводки скважины.

Расположение провода, соединяющего электрические дроссели, установленные в ниппелях и муфтах замков специальных бурильных труб, внутри этих труб, позволяет избежать ослабления сечения трубы и тем самым предотвращает возможность аварии (порыва колонны), что повышает надежность бурения.

Источники информации: 1. Патент РФ N 2078921, кл. E 21 В 47/022, 1997 г, БИ N 13.

2. Патент N 2140537, кл. E 21 В 47/022, 1999, БИ N 30 - прототип 3. Патент США N 4806928 кл. G 01 V 1/00, 1989 г.

4. Заявка ФРГ N 3912614, кл. Е 21 В 47/12, 1989 г.

Формула изобретения

1. Способ бурения наклонных и горизонтальных скважин, включающий бурение вертикального ствола скважины, установку в буровую компоновку с глубины набора кривизны забойного двигателя, кривого переводника и посадочного устройства, опускании внутри труб компоновки посредством геофизического кабеля инклинометра и фиксации его в посадочном устройстве с дальнейшим монтажом нижнего трубного переводника с размещенным внутри электронным блоком, обеспечивающим прием и передачу сигналов через систему бескабельной передачи информации на поверхность, в которой используют буровые трубы и шар-кран с электрическими дросселями, установленными в ниппелях и муфтах замков буровых труб и соединенных между собой проводом, а также трубы-ретрансляторы с усилителем и источником питания и монтажом верхнего трубного переводника с размещенным внутри электронным блоком, обеспечивающим прием и передачу сигналов по кабелю, проходящему внутри квадрата к системе бескабельной передачи данных, смонтированной на вертлюге, бурении наклонной и горизонтальной частей скважины и контроле текущих координат забоя скважины по показаниям инклинометра, отличающийся тем, что между долотом и забойным двигателем монтируют дополнительное посадочное устройство с установленным в нем автономным прибором, позволяющим проведение гамма-каротажных работ, измерение угла наклона бурильного инструмента, вибрации, давления и температуры, по показаниям которого, получаемым при очередной спуско-подъемной операции, производят корректировку координат наклонного и горизонтального участков скважины.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что провод, соединяющий электрические дроссели, прокладывают внутри буровых труб и выводят через уплотняемые отверстия к замковым муфтам и ниппелям.

РИСУНКИ

Рисунок 1