Бурильная колонна

 

Бурильная колонна относится к оборудованию и инструменту для бурения наклонно направленных скважин и может быть использована в нефтегазодобывающей промышленности. Бурильная колонна состоит из забойной компоновки, включающей долото, забойный двигатель, отклоняющие устройства и утяжеленные бурильные трубы, и жестких металлических бурильных труб с замковыми соединениями отдельных свечей. Колонна также состоит из одной или нескольких свечей гибких армированных труб, которые установлены над забойной компоновкой. Общая длина гибких армированных труб равна длине искривленного участка наклонно направленной скважины за вычетом длины забойной компоновки. Повышается надежность работы колонны и ее производительность. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию и инструменту для бурения наклонно направленных скважин на нефть и газ и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известна гибкая армированная бурильная колонна для бурения скважин с применением гибких бурильных труб - шлангокабеля [1]. Она состоит из долота, забойного двигателя, утяжеленных бурильных труб и секций (длиной 500 м и более) шлангокабеля, оснащенных замковыми соединениями.

Недостатком этой бурильной колонны является то, что она может быть использована только в комплексе со специальным оборудованием для непрерывного спуска-подъема, без сборки и разборки бурильных труб на отдельные части.

Известна также бурильная колонна [2], состоящая из забойной компоновки, включающей долото, забойный двигатель, отклоняющие устройства (на период ухода от вертикальной оси скважины), утяжеленные бурильные трубы, и жестких металлических бурильных труб. Эта бурильная колонна принята за прототип.

Недостатком этой бурильной колонны является то, что на искривленных участках наклонно направленной скважины она подвергается интенсивному износу из-за большой жесткости труб и значительных сил трения при спускоподъемных операциях. Весьма часты при этом затяжки и заклинивания бурового инструмента в желобообразованиях, многие из которых приводят к авариям.

Техническим результатом предлагаемой бурильной колонны является устранение отмеченных недостатков за счет резкого уменьшения поперечной жесткости гибких армированных труб и повышения на этой основе технико-экономических результатов проводки скважин. Технический результат предлагаемой бурильной колонны достигается тем, что она состоит из одной или нескольких свечей гибких армированных труб, которые установлены над забойной компоновкой, причем общая длина гибких армированных труб равна длине искривленного участка наклонно направленной скважины за вычетом длины забойной компоновки.

На чертеже представлена предлагаемая бурильная колонна. Она состоит из забойной компоновки 1, включающей долото, забойный двигатель и утяжеленные бурильные трубы, свечей гибких армированных труб 2, оснащенных замковыми соединениями, и жестких бурильных труб 3, также состоящих из отдельных свечей.

При спускоподъемных операциях гибкие армированные трубы сажаются на клинья или элеватор, собираются и разбираются теми же средствами, что и жесткие бурильные трубы, устанавливаются за палец. Зарезка нового ствола и уход в нужном направлении от вертикальной оси скважины также осуществляются обычным способом, применяемым для жестких бурильных труб.

Проходимость бурильной колонны на искривленных участках наклонно направленной скважины осуществляется выбранным профилем, а также жесткостью бурильных труб, которую можно оценить модулем упругости второго рода G, т.е. модулем поперечной жесткости.

Для жестких металлических труб он равен

Н/мм²,

где Е - модуль упругости первого рода - модуль продольной жесткости, Н/мм²; для стали Е=2·10⁵Н/мм²;

μ - коэффициент Пуассона; μ≅0,4 [3].

Т.е. для жестких металлических труб

Н/мм².

По данным института ВНИИТнефть для гибких армированных труб - шлангокабеля модуль упругости первого рода равен

Е≅0,85·10⁵Н/мм².

Тогда

Н/мм².

Таким образом, поперечная жесткость гибких армированных труб в два с лишним раза меньше, чем жестких металлических.

Применение гибких армированных труб с уменьшенной поперечной жесткостью будет способствовать уменьшению износа бурильной колонны и затрат времени и средств на проводку наклонно направленных скважин.

Источники информации

1. Wold Oil, 1971, vol. 173, № 6. Depht record set by rig using ftexible drillstem.

2. Калинин А.Г., Никитин Б.А., Солодкий К.М., Султанов Б.З. Бурение наклонных и горизонтальных скважин. М.: Недра, 1997, рис. 9.11, с.391 и 9.14, с.395.

3. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1970.

Формула изобретения

Бурильная колонна, состоящая из забойной компоновки, включающей долото, забойный двигатель, отклоняющие устройства и утяжеленные бурильные трубы, и жестких металлических бурильных труб с замковыми соединениями отдельных свечей, отличающаяся тем, что она состоит из одной или нескольких свечей гибких армированных труб, которые установлены над забойной компоновкой, причем общая длина гибких армированных труб равна длине искривленного участка наклонно направленной скважины за вычетом длины забойной компоновки.

РИСУНКИ

Рисунок 1