Способ очистки наклонных и горизонтальных стволов скважин

Авторы патента:

E21B21/08 - контроль или управление давлением или током бурового раствора, например автоматическое заполнение буровых скважин, автоматическое управление забойным давлением (клапанные устройства для этой цели E21B 21/10)

Владельцы патента RU 2524228:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к способам очистки наклонных и горизонтальных скважин. Создают циркуляцию бурового раствора прокачиванием его через бурильную колонну с переводником, установленным в начале горизонтального участка и содержащим полый корпус с радиальными каналами, выполненными в корпусе под углом 30-60° к его оси. При проходе через переводник поток бурового раствора разделяется на две части. Одну часть бурового раствора выбрасывают через радиальные каналы в виде турбулентного потока, обеспечивающего вынос частиц шлама в вертикальный участок скважины, а другую часть бурового раствора направляют в виде ламинарного потока в горизонтальный участок скважины. Повышается качество очистки. 2 ил.

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к способам очистки наклонных и горизонтальных скважин.

Известен способ промывки наклонно-горизонтальной скважины, патент RU 2026954 C1, МПК E21B 21/00 от 20.01.1995 г., предусматривающий прокачивание в скважину через бурильную колонну основного бурового раствора плотностью, обеспечивающей проводку скважины на равновесии гидростатического и пластового давлений. Создают циркуляцию основного раствора по прямой схеме промывки. Начиная с интервала набора кривизны и далее при бурении горизонтальной части ствола скважины при каждом добуривании последних 1-2 м длины ведущей трубы промывку осуществляют раствором с повышенной выносящей способностью при вязкости 60-80 с. Такую вязкость получают добавлением к основному раствору водного раствора гидролизованного полиакриламида или водного раствора гидролизованного полиакрилнитрила. В качестве основного раствора используют полимерглинистый буровой раствор с вязкостью 20-25 с, а водный раствор гидролизованного полиакриламида приготавливают с вязкостью 100-150 с.

Недостатком способа является необходимость установки дополнительных емкостей для перемешивания бурового раствора с указанными реагентами. Кроме того, так как выносящая способность бурового раствора повышается за счет увеличения условной вязкости, возможно поглощение бурового раствора продуктивным пластом, гидроразрыв пласта и прочие осложнения, обусловленные возрастанием сопротивления течению бурового раствора через затрубное пространство.

Известен также способ очистки ствола скважины, патент RU 2176017 C2, МПК E21B 21/00 от 20.11.2001 г., который включает вынос выбуренной породы промывочной жидкостью по затрубному пространству. Создают в затрубном пространстве на интервале горизонтального участка скважины в процессе бурения радиальное движение потока промывочной жидкости для обеспечения выноса частиц шлама в верхнюю часть радиального сечения затрубного пространства соответствующего движению основной части потока промывочной жидкости.

Недостатком известного способа является образование высокоскоростной зоны за устройством и падение удерживающей способности бурового раствора за счет увеличения скорости сдвига и разрушения его структуры, что может привести к повторному выпадению шлама в застойные участки радиального сечения затрубного пространства скважины.

Задачей технического решения является повышение качества очистки наклонных и горизонтальных стволов скважины от выбуренной породы.

Технический результат заключается в обеспечении выноса частиц шлама из горизонтального участка скважины.

Сущность способа заключается в создании циркуляции бурового раствора прокачиванием его через бурильную колонну с переводником, установленным в начале горизонтального участка и содержащим полый корпус с радиальными каналами, выполненными в корпусе под углом 30-60° к его оси. При проходе через переводник поток бурового раствора разделяется на две части, при этом одну часть бурового раствора выбрасывают через радиальные каналы в виде турбулентного потока, обеспечивающего вынос частиц шлама в вертикальный участок скважины, а другую часть бурового раствора направляют в виде ламинарного потока в горизонтальный участок скважины.

Технический результат достигается за счет того, что при ламинарном течении бурового раствора его тиксотропная структура не разрушается ввиду отсутствия перемешивания между отдельными слоями течения, и, как следствие, удерживающая способность по отношению к частицам шлама достигает наибольших значений. Также технический результат достигается за счет того, что при ламинарном режиме формируется слоистое течение бурового раствора и каждая отдельно взятая частица шлама движется в пределах одного слоя, не претерпевая перемещения между слоями ввиду отсутствия перемешивания отдельных слоев, вплоть до ее выноса с потоком в вертикальный участок скважины.

На фиг.1 показано то, каким образом разделяется поток бурового раствора при его проходе через переводник.

На фиг.2 показан общий вид устройства, реализующего способ очистки ствола скважины.

Устройство представляет собой переводник 1 с полым корпусом и радиальными каналами 2, выполненными под углом 30-60° к его оси в сторону восходящего потока и оснащенными эрозионно устойчивыми сменными насадками 3, диаметр которых подбирается таким образом, чтобы поток в горизонтальном участке скважины был ламинарным.

Способ осуществляется следующим образом. Подбираются насадки, диаметр которых позволит создать течение промывочной жидкости на горизонтальном участке скважины с числом Рейнольдса 1000÷1200. Насадки устанавливаются в переводник, собранный переводник устанавливается в сборку бурильных труб на уровне начала участка набора кривизны. Бурение ведется до тех пор, пока переводник не спустится до окончания набора кривизны. После чего промывка продолжается до выхода последней порции шлама, затем колонну поднимают и переустанавливают переводник выше на величину длины участка набора кривизны и продолжают процесс бурения.

Способ очистки горизонтальных и наклонных скважин, включающий создание циркуляции бурового раствора прокачиванием его через бурильную колонну с переводником, установленным в начале горизонтального участка, отличающийся тем, что поток бурового раствора разделяют при проходе через переводник, содержащий полый корпус с радиальными каналами, выполненными в корпусе под углом 30-60° к его оси, на две части, при этом одну часть бурового раствора выбрасывают через радиальные каналы в виде турбулентного потока, обеспечивающего вынос частиц шлама в вертикальный участок скважины, а другую часть бурового раствора направляют в виде ламинарного потока в горизонтальный участок скважины.

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к способам контроля давления в скважине. Способ включает уменьшение подачи бурового раствора насосом, сообщенным с бурильной колонной в скважине, обеспечение вытекания текучей среды из скважины в первый вспомогательный трубопровод, соединенный с водоотделяющей колонной, перекрытие уплотнения вокруг бурильной колонны, прокачку текучей среды вниз по второму вспомогательному трубопроводу со скоростью, выбранной для поддержания определенного давления в скважине, остановку потока бурового раствора через бурильную колонну.

Способ для бурения через пласты, содержащие нежелательные углеводороды // 2519319

Изобретение относится к области бурения скважин через подземные пласты, содержащие ограниченный объем углеводородов. Способ включает определение поступления углеводородов в ствол скважины, определение уменьшения скорости поступления углеводорода, переключение регулирования выпуска из ствола скважины для поддержания выбранного давления в стволе скважины на регулирование скорости выпуска флюида из ствола скважины для обеспечения его постоянной скорости, если она уменьшается, возврат регулирования выпуска из ствола скважины для поддержания выбранного давления, когда поступление углеводорода в ствол скважины находится на приемлемом уровне.

Способ обеспечения доступа в угольный пласт // 2505657

Группа изобретений относится к области добычи полезных ископаемых из подземных месторождений, в частности касается способа обеспечения доступа к подземному угольному пласту.

Способ и устройство для бурения и заканчивания при программируемом давлении и программируемом градиенте давления // 2455453

Способ и система циркуляции текучей среды в системе скважин // 2416711

Способ управления работой буровой установки и буровая установка // 2397305

Изобретение относится к способу управления работой буровой установки, в котором определяют расход потока промывочной среды буровой установки и управляют работой буровой установки на основании этого расхода потока промывочной среды.

Способ эксплуатации насосного агрегата в процессе закачки жидкости в пласт // 2395723

Изобретение относится к способам заводнения пластов и может быть использовано при эксплуатации гидромашин, в частности электроцентробежных насосов системы поддержания пластового давления.

Насосная система для промывочной жидкости // 2392414

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к насосным системам для промывочной жидкости. .

Способ и система для управления потреблением мощности в процессе бурения по породе и устройство для бурения по породе для их осуществления // 2367767

Способ вскрытия высоконапорных пластов, насыщенных крепкими рассолами // 2365735

Изобретение относится к технологии строительства глубоких скважин, в частности к способам вскрытия продуктивных пластов. .

Устройство для регулирования расхода флюида // 2529316

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для регулирования потока флюида в скважине. Способ включает обеспечение гидравлического диода в канале гидравлического сообщения со скважиной и перемещение флюида через гидравлический диод. При этом гидравлический диод расположен внутри скважины. Инструмент содержит трубчатую диодную втулку, имеющую диодное отверстие, трубчатую внутриканальную втулку, концентрически установленную внутри диодной втулки, причем внутриканальная втулка содержит внутренний канал, находящийся в гидравлическом сообщении с диодным отверстием, и трубчатую наружноканальную втулку, внутри которой концентрически установлена диодная втулка. Причем наружноканальная втулка содержит наружный канал, находящийся в гидравлическом сообщении с диодным отверстием. Причем в этом инструменте форма диодного отверстия, положение внутреннего канала относительно диодного отверстия и положение наружного канала относительно диодного отверстия определяют сопротивление потоку флюида, текущего во внутренний канал из наружного канала, и другое сопротивление потоку флюида, текущего в наружный канал из внутреннего канала. Технический результат заключается в повышении эффективности регулирования потока флюида в скважине. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Система регистрации параметров закачиваемых в скважину жидкостей // 2539041

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения параметров закачиваемой в скважину жидкости. Система включает расходомер электромагнитный, который снабжен контроллером, составляющим основу первого измерительного модуля, плотномер вибрационный, снабженный контроллером, составляющий основу второго измерительного модуля. Модули встроены в нагнетательную линию манифольда с контролируемой средой, с помощью быстроразъемных соединений к первому измерительному модулю присоединен второй измерительный модуль, производящий измерение плотности, температуры и давления. Модули соединены с компьютером с помощью информационного кабеля и блока питания. Компьютер установлен на монтажной базе - автошасси высокой проходимости. Питание системы осуществлено от сети переменного тока через стабилизатор напряжения или от бортовой сети автомобиля. Повышается универсальность, мобильность, удобство обслуживания, надежность, уменьшаются габариты. 3 ил.

Буровая установка с силовым агрегатом, содержащим муфту (варианты) // 2547536

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к буровым установкам. Буровая установка, согласно одному из вариантов выполнения, содержит буровое долото; первичный привод; систему насосов, функционально связанную с первичным приводом; компрессор; гидравлическую муфту, связанную с первичным приводом и компрессором, причем в конструкции компрессора присутствует техническая возможность неограниченной и ограниченной подачи воздуха в ответ на соответствующее положение муфты во включенном и разъединенном положениях. Гидравлическая муфта связана с первичным приводом посредством соединения «муфта - первичный привод» и содержит концевой корпус компрессора, связанный с муфтой посредством втулки муфты, отделяющей компрессор от первичного привода. При этом гидравлическая муфта выполнена с возможностью менять свое положение с включенного на разъединенное в процессе работы первичного привода. Гидравлическая система теплообмена, содержащая отстойник и теплообменник, выполнена с возможностью подачи тепла из гидравлической муфты. Теплообменник расположен в непосредственной близости к радиатору буровой установки, служащему для охлаждения теплообменника конвекцией воздуха, поступающего из радиатора. Подача гидравлической текучей среды в гидравлической системе теплообмена осуществляется из гидравлической муфты в отстойник, затем в теплообменник для понижения температуры гидравлической текучей среды и далее обратно в гидравлическую муфту, при этом отстойник расположен в непосредственной близости к системе насосов. Обеспечивается снижение объема потребления энергии первичным приводом. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 53 ил.

Автоматическое управление давлением в напорной линии при бурении // 2553751

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к оборудованию и действиям, связанным с буровой скважиной. Способ включает сравнение измеренного значения давления в напорной линии с требуемым значением давления в напорной линии и автоматическое управление дросселем в зависимости от результатов этого сравнения, в результате чего уменьшается значение разности между указанным измеренным значением давления в напорной линии и указанным требуемым значением давления в напорной линии. Система управления давлением в напорной линии содержит контроллер, выдающий заданное значение давления в кольцевом пространстве на основании сравнения измеренного значения давления в напорной линии с требуемым значением давления, и дроссель, автоматически управляемый в зависимости от указанного заданного значения давления в кольцевом пространстве. Скважинная система содержит напорную линию, соединенную с бурильной колонной, датчик, измеряющий давление в напорной линии, и контроллер, выдающий заданное значении давления в кольцевом пространстве, по меньшей мере частично, на основании значения разности между указанным измеренным значением давления в напорной линии и требуемым значением давления. Повышается эффективность регулирования давления. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ контроля водоотдачи промывочной жидкости // 2566160

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при автоматическом непрерывном контроле параметров буровых растворов в процессе разбуривания горных пород. При осуществлении способа при разбуривании продуктивного пласта с момента начала подхода к нему породоразрушающего инструмента в циркуляционной системе скважины одновременно и непрерывно осуществляют измерение влажности и плотности промывочной жидкости, по показаниям которых вычисляют текущее объемное содержание свободной воды в указанной жидкости по приведенной формуле, а водоотдачу определяют по мере углубления скважины по разности объемного содержания воды в промывочной жидкости на входе в разбуриваемый пласт и на выходе из него. Повышаются информативность и достоверность контроля, снижаются временные и трудовые затраты на проведение вспомогательных операций.

Вычисление задержки с коррекцией осыпи в открытом стволе // 2567573

Изобретение относится к области бурения и, в частности, к технологическому оснащению для усовершенствованного вычисления задержки. Способ расчета количества осыпи в открытом стволе буровой скважины содержит вычисление фактической задержки для скважины посредством выявления заданного компонента атмосферного воздуха в буровой жидкости. Вычисление содержит выявление события наращивания, выявление изменения в количестве заданного компонента атмосферного воздуха в буровой жидкости, соответствующее событию наращивания, определение первого значения ходов бурового насоса при окончании события наращивания. Определение второго значения ходов бурового насоса при возникновении изменения в количестве заданного компонента атмосферного воздуха в буровой жидкости, соответствующее событию наращивания. Определение третьего значения обратных ходов бурового насоса и вычисление фактической задержки посредством вычитания второго значения и третьего значения из первого значения. Вычисление с помощью системы газового анализатора теоретической задержки для скважины. Вычисление с помощью системы газового анализатора количества осыпи посредством сравнения фактической задержки и теоретической задержки. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Система управления потоком флюида в скважине, содержащая флюидный модуль с мостовой сетью для флюида, и способ применения такой системы // 2568619

Группа изобретений относится к способам и системам управления потоком флюида в скважине. Система содержит флюидный модуль (150) с основным протоком (152), клапаном (162) и мостовой сетью. Клапан (162) имеет первое положение, при котором флюид может течь через основной проток (152), и второе положение, при котором течение флюида через основной проток (152) блокируется. Мостовая сеть имеет первый и второй ответвительные протоки (163, 164), каждый из которых имеет сообщающиеся с основным протоком (152) впуск (166, 168) и выпуск (170, 172) и каждый из которых включает в себя два гидравлических сопротивления (174, 176, 180, 182) с расположенным между ними терминалом (178, 184) отбора давления. При работе перепад давления между терминалами (178, 184) первого и второго ответвительных протоков (163, 164) смещает клапан (162) между первым и вторым положениями. Технический результат заключается в повышении эффективности регулирования потока флюида в скважине. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 16 ил.

Способ управления давлением в стволе скважины на основе теории управления с прогнозирующими моделями и теории систем // 2570687

Изобретение относится к технологии управления давлением в стволе скважины. Техническим результатом является возможность обеспечить давление в стволе скважины в любое время. Способ управления давлением в стволе скважины на основе теории управления с прогнозирующими моделями и теории систем относится к технологиям управления давлением в стволе скважины. Настоящий способ включает в себя: определение давления в забое скважины, давления на стояке, давления в обсадной колонне, расхода закачивания и выходного расхода в ходе процесса строительства скважины, и определение наличия перелива или утечки. Кроме того, при отсутствии перелива или утечки тонкую регулировку давления в обсадной колонне у устья скважины в соответствии с небольшими флуктуациями давления в забое скважины, давления на стояке или давления в обсадной колонне с тем, чтобы обеспечить установленное значение для давления в забое скважины, давления на стояке или давления в вертикальной обсадной колонне. Также, при наличии перелива или утечки использование динамической модели однофазного или многофазного потока в стволе скважины для имитации и вычисления местоположения перелива или утечки и времени начала перелива или утечки. Дополнительно, данный способ включает в себя: прогнозирования на будущий период времени изменения давления в стволе скважины в процессе бурения скважины и использование алгоритма оптимизации для вычисления параметра управления, обеспечивающего минимальное отклонение действительного давления в стволе скважины от заданного значения для будущего периода времени. Также повторение процесса оптимизации для следующего временного периода после выбора и установки первого параметра управления. Настоящий способ позволяет обеспечить управление давлением в стволе скважины в допустимом согласно проектным требованиям диапазоне флуктуаций, реализуя таким образом высокоточное управление давлением. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ управления давлением в стволе скважины при бурении с оптимизацией давления // 2577345

Группа изобретений относится к нефдегазодобывающей отрасли и может быть использована в операциях, выполняемых в подземных скважинах при бурении. Система включает гидроаккумулятор, сообщающийся со стволом скважины, при этом гидроаккумулятор подает давление в ствол скважины, штуцер, который дросселирует с регулированием давления поток текучей среды из ствола скважины. Гидроаккумулятор соединен с возвратной линией между блоком противовыбросовых превенторов и штуцерным манифольдом. Гидроаккумулятор выполнен с возможностью подачи давления в ствол скважины даже в отсутствие потока текучей среды через штуцер. Повышается эффективность управления давлением. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ и устройство определения расхода промывочной жидкости на выходе бурящейся скважины // 2584335

Изобретение относится к бурению скважины и может найти применение при контроле циркуляционной системы. Способ основан на измерении изменения сигнала датчика, учитывающего выходной поток промывочной жидкости, протекающий через желоб, который выполняют в виде двух шарнирно соединенных между собой частей - подвижной и неподвижной, измеряют силу, создаваемую весом промывочной жидкости, протекающей по подвижному концу желоба, установленным под его днищем датчиком силы, преобразующим силу в электрический сигнал по алгоритму. При бурении в стабильных геологических скважинных условиях - первый режим, когда объемные расходы промывочной жидкости на входе и выходе скважины равны между собой, а ее плотность на выходе скважины превышает плотность на входе за счет насыщения промывочной жидкости продуктами разрушения забоя, определяют добавочную плотность промывочной жидкости. Устройство содержит желоб из двух частей - неподвижной и подвижной, шарнирно соединенных между собой. Конец подвижной части установлен с возможностью перемещения по вертикали под действием изменяющегося веса протекающей промывочной жидкости. Измерение этого перемещения осуществляют датчиком силы, установленным под днищем подвижной части желоба на кронштейне, соединенном и с неподвижной частью желоба. Информация в виде электрических сигналов поступает на электронный блок, осуществляющий обработку сигналов датчика по соответствующим алгоритмам вычисления расхода промывочной жидкости при различных режимах, определяемых геологическими условиями забоя. Датчик силы может быть установлен на различных расстояниях от торца подвижной части желоба. Повышается точность определения расхода. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.