Коллектор для бурового раствора

Авторы патента:


Коллектор для бурового раствора
Коллектор для бурового раствора

 


Владельцы патента RU 2470138:

НЭШНЕЛ ОЙЛВЕЛЛ НОРВЕЙ АС (NO)

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к устройствам для предотвращения потерь бурового раствора при отсоединении труб. Коллектор для сбора бурового раствора из трубы (во время ее отсоединения от колонны труб в своем рабочем положении охватывает зону присоединения трубы к колонне труб. Коллектор содержит боковые части, собирающий объем, по меньшей мере, одно выпускное отверстие для бурового раствора. Собирающий объем коллектора содержит пористый материал, пригодный для затекания в него бурового раствора. Упрощаются операции при отсоединении трубы, снижаются капитальные затраты. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к коллектору для бурового раствора. Более конкретно, оно относится к коллектору для бурового раствора, вытекающего из трубы при ее отсоединении от колонны труб, причем коллектор в своем активном положении окружает зону трубного соединения. Собирающий объем коллектора содержит пористый материал.

Область техники

Далее все указания на направления соответствуют рабочему положению коллектора, как правило, на буровой площадке.

Когда колонна труб, например буровых труб, должна быть поднята из скважины, по мере извлечения колонны необходимо отсоединять трубу или группу соединенных труб ("свечу") от колонны труб.

Отсоединение часто производят посредством так называемых приводных трубных ключей. Удерживающий трубный ключ захватывает часть буровой колонны, выступающую над буровой площадкой, а рабочий трубный ключ, поворачивающийся вокруг продольной оси трубы, захватывает отсоединяемую трубу. Рабочий трубный ключ ослабляет сцепление трубы с колонной труб, а затем вывинчивает резьбовую часть трубы, вращая ее, из муфты на колонне труб, в то время как рабочий трубный ключ смещается вверх относительно удерживающего трубного ключа.

Извлекаемые колонны труб часто бывают заполнены буровым раствором. Труба, которую нужно отсоединить от колонны труб, в типичном случае содержит несколько сотен литров бурового раствора, который вытекает из зоны присоединения трубы, когда резьбовая часть трубы (ниппель) вывинчивается из соответствующей муфты. При выливании из трубы буровой раствор, вследствие наличия давления столба жидкости в трубе, имеет значительную скорость.

Вытекающий буровой раствор загрязняет рабочую зону и окружающее пространство. В дополнение, он является относительно дорогостоящим. Поэтому обычно буровой раствор собирают с помощью соответствующих средств.

В соответствии с уровнем техники при отсоединении трубы от колонны труб вокруг зоны трубного соединения располагают собирающий контейнер. Этот контейнер (коллектор) снабжен необходимыми уплотнениями и заслонками, чтобы уменьшить скорость вытекающей жидкости и произвести сбор бурового раствора. Вследствие большого размера такого коллектора необходимо отодвигать от него приводной трубный ключ, имеющий U-образную форму, после того как сцепление трубы с колонной труб будет ослаблено, чтобы обеспечить достаточное пространство для собирающего контейнера. Отвинчивание трубы производят, например, посредством вращающего механизма с верхним приводом, когда собирающий контейнер охватывает зону трубного соединения. Собранный буровой раствор сливают из собирающего контейнера через выпускное отверстие.

Необходимость удаления приводного трубного ключа, чтобы освободить место для собирающего контейнера, существенно замедляет работу по отсоединению труб от колонны труб в случае использования обычного U-образного приводного трубного ключа.

Когда используется полностью охватывающий трубу трубный ключ, так называемый трубный ключ на 360°, обычно применяют составной коллектор, снабженный необходимыми уплотнениями, который устанавливают между удерживающим и рабочим трубными ключами.

Раскрытие изобретения

Задача, решаемая изобретением, состоит в устранении или ослаблении, по меньшей мере, одного недостатка, присущего известным решениям.

Данная задача решена созданием изобретения, признаки которого раскрыты в нижеследующем описании и в прилагаемой формуле изобретения.

Согласно изобретению коллектор для бурового раствора, вытекающего из трубы в процессе ее отсоединения от колонны труб, в своем активном положении охватывающий зону соединения указанной трубы с колонной труб, характеризуется тем, что весь собирающий объем коллектора или его части заполнен (заполнены) пористым материалом.

Пористый материал может иметь различную пористость в различных частях собирающего объема коллектора. Может, в частности, оказаться желательным, чтобы пористый материал, который находится ближе всего к зоне соединения (т.е. к трубному замку), имел меньшую плотность, чем материал, расположенный ближе к стенкам коллектора.

Пористый материал может быть образован, например, волокнистым материалом или пеноматериалом с открытыми порами, или комбинацией двух названных материалов.

Пригодными материалами являются натуральные волокна, например пакля или пенька, а также синтетические волокна, например арамидные. Некоторые синтетические вещества становятся пригодными для осуществления изобретения после их вспенивания (т.е. преобразования в пеноматериалы).

Коллектор снабжен вырезом, проходящим от отверстия коллектора до одной из его боковых частей. Благодаря этому коллектор может раздвигаться в радиальном направлении, охватывая трубу или трубный замок. Вырез предпочтительно имеет неплоский профиль, чтобы предотвратить выплескивание бурового раствора через этот вырез.

Пористый материал предпочтительно является относительно гибким. В связи с этим целесообразно установить коллектор на относительно жесткую пластину-поддон, снабженную, по меньшей мере, одним выпускным отверстием. Это, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сообщается с выходным каналом (сливным патрубком). В волокнистом материале могут быть предусмотрены коллекторные каналы, ведущие к выпускному отверстию.

Чтобы препятствовать утечкам через боковые части коллектора, эти части снабжены (перекрыты) гибкими пластинами, например резиновыми. Желательно также снабдить относительно жесткой покрывающей пластиной верхнюю сторону коллектора.

Коллектор может быть присоединен к верхней стороне удерживающего трубного ключа. При этом коллектор будет расположен между удерживающим и рабочим трубными ключами. Когда нужно ослабить трубное соединение, коллектор вместе с удерживающим трубным ключом устанавливают в положение, соответствующее охвату трубного замка, при этом вырез упруго раскрывается для ввода в него трубного замка. Вырез снова смыкается, когда трубный замок оказывается внутри вертикального отверстия. Когда рабочий трубный ключ смещают в сторону удерживающего трубного ключа, коллектор подвергается определенному сжатию.

Когда резьбовая часть трубы (ниппель) вывинчивается из муфты на колонне труб, буровой раствор вытекает через трубный замок в пористый материал коллектора, причем в процессе заполнения пористого материала буровым раствором скорость этого раствора снижается.

Одновременно буровой раствор вытекает через, по меньшей мере, одно выпускное отверстие в пластине-поддоне и далее по сливному патрубку, например, в приемную емкость (приемный чан).

Когда в процессе отведения рабочего трубного ключа его отводят вверх относительно удерживающего трубного ключа, коллектор, сохраняя свое герметизирующее положение, расширяется с охватом трубного замка до тех пор, пока буровой раствор не вытечет из трубы.

Таким образом, изобретение обеспечивает создание коллектора для бурового раствора, который особенно эффективен при использовании с U-образными приводными трубными ключами. Изобретение существенно упрощает операции, выполняемые при отсоединении трубы от колонны труб. Кроме того, по сравнению с уровнем техники коллектор согласно изобретению требует существенно меньших капитальных затрат.

Краткое описание чертежей

Далее, в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, будет описан предпочтительный вариант изобретения

На фиг.1 в перспективном изображении, с частичным разрезом, изображен коллектор согласно изобретению.

На фиг.2 схематично, в уменьшенном масштабе, показан коллектор, установленный между удерживающим и рабочим трубными ключами во время отсоединения трубы от колонны труб.

Осуществление изобретения

На чертежах коллектор по изобретению обозначен как 1. Собирающий объем 2 коллектора 1 заполнен пористым и гибким волокнистым материалом 4. Волокнистый материал 4 может представлять собой пеноматериал.

Коллектор 1 снабжен отверстием 6, которое в рабочем положении коллектора является вертикальным. Это отверстие согласовано по размерам с размерами зоны трубного замка 10, т.е. зоны соединения трубы 30 с колонной 8 труб. От отверстия 6 в радиальном направлении отходит, по существу, вертикальный вырез 12, выходящий на боковую часть 14 коллектора. Вырезу 12 придан волнообразный профиль, чтобы предотвратить выплескивание бурового раствора через этот вырез.

С нижней стороны коллектора 1 установлена относительно жесткая пластина-поддон 16, тогда как герметизирующая, гибкая пластина 18 перекрывает боковые части коллектора 1. Верхняя сторона коллектора 1 снабжена покрывающей пластиной 20. В пластине-поддоне 16 и в верхней пластине 20 выполнены U-образные вырезы 19, ширина которых превышает максимальный используемый диаметр трубы. Пластина-поддон 16 снабжена выпускным отверстием 21.

Коллектор 1 устанавливается в свое рабочее положение между удерживающим трубным ключом 22 и рабочим трубным ключом 24 (см. фиг.2), и в этом положении он охватывает трубный замок 10.

Выпускное отверстие 21 в пластине-поддоне 16, которое предпочтительно сообщается с коллекторным каналом 26, имеющимся в волокнистом материале 4, подведено к сливному патрубку 28. Сливной патрубок 28 в предпочтительном варианте связан с удерживающим трубным ключом 22.

Когда требуется отсоединить трубу 30 от колонны 8 труб, трубные ключи 22, 24 вместе с коллектором 1 подводятся к трубному замку 10 на колонне труб таким образом, что вырез 12 раскрывается, а затем, после того как трубный замок 10 войдет в отверстие 6 коллектора 1, закрывается.

Удерживающий трубный ключ 22 захватывает колонну 8 труб и фиксирует ее от поворота вокруг своей оси, тогда как рабочий трубный ключ 24 захватывает трубу 30 и ослабляет сцепление резьбовой части (ниппеля) 32 трубы 30 с муфтой 34 колонны 8 труб. Ниппели 32 и муфты 34 совместно образуют трубные замки 10 на колонне 8 труб.

Когда ниппель 32 вывинчен из муфты 34, рабочий трубный ключ 24 смещают вверх относительно удерживающего трубного ключа 22. Коллектор 1, находившийся до этого в сжатом состоянии, расширяется, заполняя пространство между трубными ключами 22, 24.

Одновременно из трубного замка 10 в пористый материал 4, находящийся в собирающем объеме 2 коллектора, начинает затекать буровой раствор. Когда собирающий объем 2 коллектора будет заполнен, скорость поступления бурового раствора уменьшится. Одновременно буровой раствор вытекает по коллекторным каналам 26 и через выпускное отверстие 21 в сливной патрубок 28. На фиг.2 поток бурового раствора обозначен стрелками.

Коллектор 1 предотвращает утечку бурового раствора в окружающую среду, поскольку герметично охватывает, во время выливания бурового раствора, трубный замок 10. При этом коллектор все время находится между трубными ключами 22, 24, так что нет необходимости убирать эти ключи во время операции отсоединения трубы.

1. Коллектор (1) для сбора бурового раствора, вытекающего из трубы (30) в процессе ее отсоединения от колонны (8) труб, в своем рабочем положении охватывающий зону соединения указанной трубы с колонной (8) труб и имеющий:
- боковые части (14);
- собирающий объем (2) и,
- по меньшей мере, одно выпускное отверстие (21) для бурового раствора, отличающийся тем, что собирающий объем (2) коллектора (1) содержит пористый материал (4), пригодный для затекания в него бурового раствора.

2. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что весь собирающий объем (2) коллектора (1) заполнен пористым материалом (4).

3. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что пористый материал (4) имеет различную пористость в различных частях объема (2) коллектора.

4. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что пористый материал (4) образован волокнистым материалом.

5. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что пористый материал (4) образован пеноматериалом с открытыми порами.

6. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что снабжен вырезом (12), проходящим от отверстия (6) коллектора (1) до его боковой части (14).

7. Коллектор по п.6, отличающийся тем, что вырез имеет неплоский профиль.

8. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что с его нижней стороны установлена пластина-поддон (16).

9. Коллектор по п.7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно выпускное отверстие (21) выполнено в пластине-поддоне (16).

10. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна его боковая часть (14) снабжена гибкой пластиной (18).

11. Коллектор по п.1, отличающийся тем, что его верхняя сторона снабжена покрывающей пластиной (20).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам бурения и расширения скважин в крепких породах. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано при строительстве нефтяных и газовых скважин на суше. .
Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к их промывке и охране пресных подземных вод от загрязнения буровым раствором. .

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для бурения и расширения скважин в крепких породах. .

Изобретение относится к емкостям-хранилищам в естественных грунтах и может быть использовано для сооружения техногенного барьера, ограничивающего распространение в грунтах нефти и нефтепродуктов при их добыче, хранении и переработке.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к способам бурения скважин с промывкой в карбонатных пластах. .

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к их промывке и охране пресных вод от загрязнения буровым раствором. .

Изобретение относится к охране окружающей природной среды в нефтегазовой промышленности, в частности к способам безопасного для фауны складирования отходов бурения.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для бурения нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для бурения шпуров. .

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам отвода шлама от рабочего места бурильщика на буровых станках, предназначенных для бурения скважин ударно-вращательным способом в подземных условиях
Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к способам экологически безопасной утилизации буровых сточных вод при проведении буровых работ на суше. Способ включает экспериментальные исследования, на основании которых устанавливают допустимую норму объема утилизации буровых сточных вод и допустимую концентрацию солей для почв данного района. Утилизацию предварительно подготовленных буровых сточных вод производят периодически в несколько циклов в процессе углубления скважины и после окончания бурения. Перед утилизацией буровых сточных вод, путем орошения растений на смежной с буровой площадкой территории, ее нормализуют подкислением по рН до 6.0-8.5 и разбавляют свежей водой до ирригационно допустимой концентрации солей (1 г/дм3). Повышается экологическая безопасность, сокращаются сроки ликвидации амбара-накопителя отходов бурения. 2 табл.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к наземным комплексам контроля параметров бурового раствора. Устройство содержит, по меньшей мере, датчик температуры, измерители уровня и скорости течения раствора и плотномер, включающий источник гамма-излучения и блок детектирования, а также электронный блок обработки сигналов и компьютер. Датчик температуры, измерители уровня и скорости и источник гамма-излучения совместно компактно смонтированы на единой несущей платформе, выполненной в виде быстросъемной крышки люка, предусмотренного в верхней части желоба. Вовнутрь последнего введен подвесной жестко связанный с платформой акустически прозрачный контейнер, разделенный на две полости, в одной из которых размещен датчик температуры, а в другой - измеритель скорости в виде электроакустического преобразователя, взаимодействующего через контактную жидкость со стенкой контейнера и обращенного приемоизлучающей поверхностью в сторону данной поверхности желоба. Источник гамма-излучения размещен на внешней нижней поверхности контейнера. Обеспечивается высокая точность контролируемых параметров, простота, компактность и мобильность конструкции, безопасность обслуживания, уменьшение затрат времени на проведение монтажно-демонтажных работ.1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению скважин. Устройство для совмещенного механического и термического расширения скважин содержит буровой став с породоразрушающими элементами, размещенную в торце става горелку с магистралями подвода горючего и воздуха, установку пылегазоподавления с встроенной трубой для отвода горячего парогазового потока в окружающую среду, пульт управления, электронагреватели с адсорбером, который имеет вид двух вставленных один в другой и ограниченных поверхностями цилиндров разного диаметра для размещения адсорбента между внутренней стенкой большего цилиндра и внешней стенкой меньшего цилиндра, а внутренней стенкой он насажен на внешнюю поверхность трубы для отвода парогазовой смеси в атмосферу. Меньший цилиндр выполнен из биметалла. Внутренняя стенка меньшего цилиндра имеет коэффициент теплопроводности, в 2,5-3,0 раза превышающий коэффициент теплопроводности внешней его стенки. Внутренняя поверхность большего цилиндра покрыта теплоизолирующим и теплоаккумулирующим тонковолокнистым базальтовым материалом, причем тонковолокнистый базальтовый материал расположен продольно растянутым по высоте адсорбера. Обеспечивается снижение энергозатрат при длительной эксплуатации адсорбера. 2 ил.

Изобретение относится к обработке нефтесодержащих отходов и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности. Способ включает отделение водной фазы и свободных углеводородов, смешение нефтешлама с породообразующими, инокулирующими и нейтрализующими добавками, формирование штабелей, компостирование с аэрацией, продувкой или перемешиванием. Нефтешлам предварительно перемешивают с раствором ПАВ, обладающим деэмульгирующими свойствами, с температурой 60-70°С, затем смесь промывают раствором ПАВ в направлении снизу вверх, отмытый нефтешлам смешивают с породообразующими, инокулирующими, нейтрализующей и каталитической добавками. В качестве нейтрализующей добавки используют силицированный кальцит. Фильтрат, полученный при промывании нефтешлама, отстаивают, удаляют твердые взвешенные вещества в нефтешлам, удаляют всплывшие нефтепродукты на утилизацию, фильтруют водонефтяную эмульсию в слое углеводородной жидкости, корректируют концентрацию ПАВ, нагревают раствор ПАВ, перемешивают с исходным нефтешламом. Повышается эффективность обработки нефтешлама. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к области охраны окружающей среды и может быть использована при строительстве буровых скважин для размещения отходов бурения. Способ включает создание чаши шламонакопителя, устройство противофильтрационного экрана на днище и бортах чаши. Перед созданием чаши по ее периметру с отступлением на 1,0-5,0 м от внешнего края прокладывают узкую траншею, глубина которой совпадает с высотой бортов чаши. В траншее монтируют ограждающую конструкцию, герметично собранную из модульных панелей, выступающих после установки над бортами чаши на 0,1-0,2 м, затем траншею равномерно заполняют грунтом, используемым при строительстве шламонакопителя. После устройства экрана из гидроизоляционного материала и размещения на нем отходов бурения в виде твердой фазы бурового шлама и/или обезвреженных отходов бурения их накрывают изоляционным слоем в виде минерального грунта до уровня, не превышающего 0,3-0,4 м от внешнего края чаши, затем снова укладывают гидроизоляционный слой. Концы обоих гидроизоляционных слоев заводят за выступающий край ограждающей конструкции и заглубляют на 0,3-0,5 м, после чего укладывают слой минерального грунта и затем рекультивационный слой грунта толщиной 0,3-0,4 м. Для гидроизоляционного слоя используют синтетический материал. Повышается безопасность для окружающей среды. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к изоляции и мониторингу текучей среды, используемой для гидроразрыва пласта. Система включает в себя несколько гибких конструкций изоляции текучей среды для хранения текучих сред, применяемых или получаемых в процессе гидроразрыва пласта. Гибкие емкости могут заполняться водой для ее хранения перед вводом в скважину или отходами бурения, удаленными из скважины. Система задвижек и насосов управляет потоками текучих сред, проходящими в гибкие емкости, скважину и оборудование очистки, и выходящими из них. Превентор блокирования обратного потока, включающий в себя основной патрубок, отгружающий патрубок и возвратный патрубок поддерживает в двух направлениях гидравлическое сообщение со скважиной. Буровые растворы подаются в отгружающий патрубок и выходят из основного патрубка в скважину. Расходомер может соединяться с отгружающим патрубком для определения объема текучей среды, проходящей через отгружающий патрубок в скважину. Отходы бурения могут также возвращаться из скважины через основной патрубок и выходить в возвратный патрубок, который может также включать в себя расходомер. Упрощается ввод в эксплуатацию, уменьшаются утечки в окружающую среду и ее загрязнение, обеспечивается возможность точного мониторинга. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию, в частности к буровым насосам. Буровой насос прямого привода с постоянными магнитами имеет электродвигатель с постоянными магнитами, вал, соединенный с электродвигателем, и блок нагнетания насоса, соединенный с концом вала, противоположным электродвигателю. Электродвигатель содержит кожух, содержащий внутреннюю камеру и стенку, окружающую внутреннюю камеру, ротор, совместно действующий со статором и установленный внутри статора в кожухе. Статор установлен смежно со стенкой кожуха и содержит множество обмоток и наружное покрытие. Множество обмоток расположены на расстоянии и проходят вокруг внутренней поверхности внешнего покрытия. Внутренняя поверхность обмоток образует круглое отверстие. Обмотки проходят радиально внутрь от внешнего покрытия, которое обеспечивает расстояние между множеством обмоток и стенкой. Ротор соединен с валом так, что вращение, создаваемое электродвигателем, может непосредственно сообщаться валу и, соответственно, блоку нагнетания насоса без использования трансмиссии. Повышается удельная мощность, уменьшается действие инерции, облегчается транспортировка и сборка насоса. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к системам для локализации и регулирования жидкостей, получаемых на рабочей площадке, например площадке для бурения нефтяных или газовых скважин. Система включает одну или несколько зон локализации жидкости, выполненных в виде бассейна для сбора и удержания жидкостей, берму, образующую периметр указанных зон, слой песка, помещенный поверх каждого бассейна, непроницаемую для жидкости мембрану, помещенную на слой песка, и дренажный камень, помещенный поверх мембраны и заполняющий бассейн. На мембрану для улучшения защиты мембраны от неблагоприятных повреждений дренажным камнем может накладываться геотекстильная ткань. С мембраной может быть связана система обнаружения утечек, предназначенная для определения возможных утечек в системе локализации. Один или несколько отстойных бассейнов для приема жидкостей могут проходить через бассейн и дренажный камень, заполняющий бассейн. Дренажная система связана с отстойными бассейнами для отвода жидкостей из зоны локализации. Обеспечивается высокий уровень защиты окружающей среды, повышается надежность и эффективность локализации жидкостей. 3 н. и 48 з.п.ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно к наземным комплексам контроля параметров промывочной жидкости. Устройство содержит аккумулирующую емкость с сетчатым фильтром и выходным отверстием, гидравлически сообщающимся с откалиброванным струйным аппаратом. Аккумулирующая емкость имеет заборное сопло для закрепления на днище горизонтального транспортного участка циркуляционной системы буровой скважины. Струйный аппарат выполнен многоканальным. Между ним и выходным отверстием аккумулирующей емкости установлен патрубок с накладным датчиком ультразвукового расходомера, электрически соединенным с компьютером информационно-измерительной системы. При этом струйный аппарат имеет то количество каналов, которое обеспечивает в патрубке скорость движения жидкости в пределах диапазона измерений скорости расходомера. Обеспечивается непрерывность и автоматизация контроля вязкости, снижаются трудоемкость и временные затраты, повышается качество технологических операций в скважине. 1 ил.
Наверх