Подвесной аварийный буровой агрегат для извлечения прихваченной бурильной колонны

Авторы патента:

Лобанов Николай Владимирович (RU)

Семенов Андрей Александрович (RU)

Симисинов Денис Иванович (RU)

Симисинов Иван Леонидович (RU)

Гаков Алексей Львович (RU)

E21B7/28 - расширение пробуренных скважин, например разбуриванием (буровые долота для расширения буровых скважин E21B 10/26)

E21B23/00 - Устройства для перемещения, установки, фиксации, освобождения или удаления инструментов, пакеров и т.д. в буровых скважинах (установка обсадных труб, сетчатых фильтров или фильтровальных труб E21B 43/10)

E21B2023/008 - Бурение грунта или горных пород (эксплуатация шахт или карьеров E21C; проходка шахтных стволов, выработок или туннелей E21D); добыча нефти, газа, воды, растворимых или плавких веществ или полезных ископаемых в виде шлама из буровых скважин

E21B19/24 - направляющие или центрирующие устройства для буровых штанг или труб

Владельцы патента RU 2662833:

ООО НПЦ "Технические средства бурения" (RU)

Изобретение относится к области буровой техники и предназначено для извлечения прихваченной бурильной колонны и бурового инструмента в наклонно направленных и горизонтальных скважинах. Подвесной аварийный буровой агрегат для извлечения прихваченной бурильной колонны либо бурового инструмента в наклонно направленных и горизонтальных скважинах путем бурения параллельно сопряженной скважины включает параллельно сопряженную бурильную колонну с буром и гидромониторной головкой. При этом параллельно сопряженная бурильная колонна соединена жестко и соосно с подвесной направляющей втулкой, оснащенной зубцами, скользящей по прихваченной бурильной колонне. Технический результат заключается в повышении надежности высвобождения прихваченной колонны либо бурового инструмента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

В настоящее время при строительстве инженерных коммуникаций бестраншейным способом широко применяется горизонтально направленное бурение скважин (ГНБ). Для технологии ГНБ характерны частые аварии, сопровождающиеся потерей в скважинах дорогостоящего бурового и навигационного оборудования. Потраченное время на попытки устранения аварий приводит увеличению степени прихвата и оставлению (потери) всей или части бурильной колонны. Ситуация осложняется тем, что не существует технологии и оборудования, позволяющих эффективно извлекать прихваченную бурильную колонну либо буровой инструмент в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.

Для извлечения части бурильной колонны или инструмента применяется способ бурения вспомогательной вертикальной скважины в определенный участок аварийной скважины с последующим разрушением целостности бурильной колонны для извлечения ее части или бурового инструмента через аварийную скважину или вспомогательную скважину.

Однако данный способ имеет ограниченное применение по причине наличия препятствий над извлекаемым интервалом бурильной колонны или невозможностью точно локализировать участок прихвата колонны. Способ не гарантирует ликвидацию прихвата и извлечение даже части бурильной колонны или инструмента.

Недостатки описанного способа могут быть устранены бурением параллельно сопряженной скважины с последующим освобождением и извлечением всей прихваченной бурильной колонны.

Известно устройство для бурения параллельно сопряженных скважин (Авторское свидетельство №1765344, Е21В, 30.09.92. Бюл. №36), включающее цилиндрическую направляющую штангу с жестко закрепленной на ней втулкой и установленную во втулке буровую штангу с буровой коронкой, направляющая штанга выполнена с лыской по всей длине, втулка закреплена на конце направляющей штанги, а буровая штанга установлена во втулке с возможностью осевого перемещения.

Однако приведенное устройство предназначено для бурения параллельно сопряженной скважины с направлением инструмента по ранее пробуренной скважине и не может использоваться для направления бурового инструмента прихваченную буровую колонну, применение устройства ограниченно перфораторным способом бурения.

Задачей, на которую направлено техническое решение, является создание устройства, позволяющего извлекать прихваченную бурильную колонну и буровой инструмент в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.

Техническим результатом является снижение технических рисков при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин.

Указанный технический результат достигается тем, что подвесной аварийный буровой агрегат для извлечения прихваченной бурильной колонны либо бурового инструмента в наклонно направленных и горизонтальных скважинах путем бурения параллельно сопряженной скважины, включающий параллельно сопряженную бурильную колонну с буром и гидромониторной головкой, которая с целью качественного и надежного высвобождения прихваченной колонны либо бурового инструмента соединена жестко и соосно с направляющей втулкой, которая имеет возможность скольжения по прихваченной бурильной колонне, а ее передний бурт оснащен зубцами.

Изобретение поясняется схемой, приведенной на фиг. 1. Подвесной аварийный буровой агрегат состоит из корпуса 1 с жестко установленной направляющей втулкой 2 и шпинделем 3, установленным на подшипниках параллельно оси втулки 2. На шпинделе установлен бур 4, оснащенный гидравлическими соплами, и гидромониторная головка 5.

Описание работы агрегата демонстрируется на фиг. 2. Бурильная колонна параллельно сопряженной скважины 6 компонуется буром 4, подвесным аварийным буровым агрегатом 7, гидромониторной головкой 5, защитным центратором 8, соединенными замками 9 с бурильными трубами. Подвесной аварийный буровой агрегат 7 устанавливается направляющей втулкой 2 на прихваченную бурильную колонну 10. Далее выполняется бурение параллельно сопряженной скважины 6 буром 4 с применением установки горизонтально направленного бурения. Перемещение направляющей втулки 2 по прихваченной бурильной колонне 10 обеспечивается разрушением кольцевого забоя вокруг прихваченной колонны направляющей втулкой 2, которая оснащена зубцами для активного внедрения в породу и во взаимодействии с гидромониторной промывкой обеспечивает ее разрушение.

Разрушение целика, образованного между прихваченной бурильной колонной 10 и параллельно сопряженной скважиной 6, осуществляется гидравлическими соплами бура 4 с фронтальной стороны и гидромониторной головки 5 с тыльной.

С целью не допущения поломки бурильной колонны параллельно сопряженной скважины 6 при контакте с освобожденной прихваченной бурильной колонной 10 предусмотрены защитные центраторы 8.

После проходки параллельно сопряженной скважины 6 до заданного участка (например, расположения расширительного инструмента прихваченной бурильной колонны 10), бурильная колонна параллельно сопряженной скважины 6 извлекается, прихваченная бурильная колонна 10 освобождается за счет пройденной выработки 8-образного сечения и также извлекается.

С целью уравновешивания момента закручивания колонны, возникающего от реакции силы резания бура, ось направляющей втулки может иметь отклонение вправо относительно оси бура.

В соответствии с изложенным, технический результат изобретения достигается за счет:

- разгрузки зоны сжатия породы прихваченной бурильной колонны;

- гидромониторного эффекта разрушения;

- оседания прихваченной бурильной колонны в разбуренном забое, образованном двумя параллельно сопряженными скважинами;

- возможностью бурения параллельно сопряженной скважины до инструмента (пилотного или расширительного) прихваченной бурильной колонны.

Промышленная применимость технического результата подтверждена испытаниями опытного образца подвесного аварийного бурового агрегата бурением параллельно сопряженной скважины для извлечения прихваченной бурильной колонны диаметром 168 мм. Проходка опытного образца агрегата составила 90 м за три рабочих смены.

Использование предлагаемого подвесного аварийного бурового агрегата позволяет извлекать прихваченную бурильную колонну и буровой инструмент в наклонно направленных и горизонтальных скважинах, снизить технические и экономические риски.

Источник информации

1. Авторское свидетельство №1765344 Е21В, 30.09.92. Бюл. №36

1. Подвесной аварийный буровой агрегат для извлечения прихваченной бурильной колонны либо бурового инструмента в наклонно направленных и горизонтальных скважинах путем бурения параллельно сопряженной скважины, включающий параллельно сопряженную бурильную колонну с буром и гидромониторной головкой, отличающийся тем, что параллельно сопряженная бурильная колонна соединена жестко и соосно с подвесной направляющей втулкой с возможностью скольжения по прихваченной бурильной колонне, передний бурт которой оснащен зубцами.

2. Подвесной аварийный буровой агрегат по п.1, отличающийся тем, что ось подвесной направляющей втулки имеет отклонение вправо относительно оси бура с целью уравновешивания момента закручивания колонны, возникающего от реакции силы резания бура.

Изобретение относится к способам извлечения и использования геотермального тепла. Способ установки геотермальных теплообменников для извлечения низкопотенциального тепла включает бурение скважин с использованием буровой колонны.

Устройство для отвода буровой мелочи // 2637685

Изобретение относится к устройству для отвода отделенной буровым инструментом буровой мелочи при бурении скважины для прокладки трубопровода. Устройство включает по меньшей мере один насос для откачки смешанной с буровой мелочью промывочной жидкости и по меньшей мере один приемный корпус по меньшей мере с одной приемной камерой, которая через отверстия соединена с областью буровой мелочи за буровым инструментом.

Способ бурения компенсационных скважин // 2620186

Изобретение относится к буровой технике, а именно к способам для бурения. Технический результат заключается в повышении эффективности бурения компенсационных шпуров и скважин в одну стадию.

Расширитель с улучшенной системой очистки и повышенной монтажной способностью шарошечного узла // 2612775

Изобретение относится к области горного дела, бурения грунта или горных пород, в частности к методу горизонтально направленного бурения. Технический результат заключается в увеличении механической скорости расширения скважины, улучшении очистки рабочих поверхностей шарошек, повышении монтажеспособности и ремонтопригодности, а также в увеличении ресурса работы расширителя за счет периодической реставрации элементов шарошечного узла.

Расширитель // 2612166

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для расширения ствола скважины под башмаком обсадной колонны. Расширитель состоит из корпуса со сквозными пазами, в которых на осях размещены лопасти, армированные твердым сплавом, подпружиненного поршня с центральным штоком и разжимным конусом на конце, входящим во взаимодействием с лопастями, снабжен кожухом с продольными окнами, выполненными симметрично сквозным пазам корпуса, и связан с ним резьбой, конусная поверхность снабжена кольцевым выступом, обращенным к кольцевой проточке в теле корпуса, и продольными пазами на конусной поверхности, выполненными симметрично продольным окнам кожуха.

Буровой инструмент и способ бурения грунта // 2602260

Изобретение относится к области бурения грунта. Буровой инструмент содержит элемент буровой штанги, выполненный с возможностью присоединения к приводу вращения и приведения во вращение вокруг оси бурения, корпус типа рамы и по меньшей мере один разрабатывающий зуб, который установлен в корпусе с возможностью радиальной регулировки между втянутым положением в корпусе и рабочим положением, в котором по меньшей мере один разрабатывающий зуб радиально выступает из корпуса.

Способ и система для автоматической операции разбуривания // 2600995

Изобретение относится в основном к оборудованию буровой, такому как нефтепромысловое наземное оборудование, внутрискважинные узлы и тому подобное. Техническим результатом является повышение эффективности управления инструментом, которое в то же время обеспечивает защиту инструмента.

Устройство для образования сферических расширений в скважинах // 2592305

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для создания в породных массивах полостей, имеющих форму шара. Устройство для образования сферических расширений в скважинах включает корпус с узлом связи с приводом вращения корпуса вокруг его продольной оси, рабочие органы с наружными режущими кромками, установленные в корпусе с возможностью выдвижения за его пределы.

Расширитель скважин // 2578135

Изобретение относится к устройствам для увеличения диаметра скважин в заданном интервале. Расширитель скважин включает полый корпус с внутренним выступом и радиальными отверстиями.

Способ бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин и устройство для его осуществления // 2578081

Группа изобретений относится к горной промышленности и предназначена для бурения горизонтальных и слабонаклонных скважин в грунтах. Способ заключается в том, что механически разрушают забой и удаляют продукты разрушения шнекобуровым инструментом с разрывами шнековой спирали, которому сообщают непрерывное вращательное и осевые колебательные движения с амплитудой, превышающей за один цикл колебаний длину наибольшего разрыва шнековой спирали.

Устройство для установки обсадных фильтров в глубоких перфорационных каналах-волноводах // 2661925

Изобретение относится к техническим средствам для строительства и ремонта нефтяных и газовых скважин, а именно к средствам вторичного вскрытия продуктивных пластов.

Якорь противополетный // 2654088

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для добычи нефти электроцентробежными насосами. Якорь противополетный содержит трубу для прохода жидкости с жестко установленной в верхней части опорной втулкой, размещенный на трубе амортизирующий узел в виде пружины сжатия с конусообразным поршнем и заякоривающий механизм, имеющий раздвижные плашки.

Скважинное отклоняющее устройство с практически сбалансированным по давлению кольцевым уплотняющим узлом // 2651866

Группа изобретений относится к скважинному отклоняющему устройству, скважинной системе и способу герметизации кольцевого зазора. Отклоняющее устройство содержит отклонитель, имеющий отклоняющую поверхность, и кольцевой уплотняющий узел, расположенный снаружи и продольно перемещаемый на отклоняющем устройстве в ответ на перепад давления, приложенного по всему кольцевому уплотняющему узлу.

Способ перевооружения газоконденсатной скважины // 2651716

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено при техническом перевооружении газоконденсатных скважин. Способ включает глушение скважины, демонтаж елки фонтанной арматуры, установку противовыбросового оборудования на трубную головку фонтанной арматуры, извлечение лифтовой колонны, спуск и установку в скважине пакера-пробки, демонтаж противовыбросового оборудования, трубной головки и обвязки колонной, установку новой обвязки колонной, трубной головки и монтаж на них противовыбросового оборудования, разбуривание или извлечение пакера-пробки, спуск новой лифтовой колонны, оборудованной циркуляционным клапаном, гидравлическим пакером, посадочным ниппелем и направляющей воронкой, демонтаж противовыбросового оборудования, монтаж новой елки фонтанной арматуры, монтаж лубрикатора, спуск через него клапана-отсекателя и посадку его в посадочном ниппеле.

Дефлектор заканчивания для интеллектуального заканчивания скважины // 2649711

Группа изобретений относится к области наклонно-направленного бурения скважин. Узел дефлектора заканчивания для применения со стволом скважины, имеющим по меньшей мере одну боковую ветвь, содержит дефлектор заканчивания, имеющий по сути трубчатое тело, сформированное стенкой, проходящей вдоль оси, полую внутреннюю часть, наружную поверхность, верхний по стволу скважины конец и нижний по стволу скважины конец, причем указанные верхний по стволу скважины и нижний по стволу скважины концы открыты для указанной внутренней части, указанный верхний по стволу скважины конец имеет наклоненную поверхность относительно указанной оси; и сегмент первой линии связи, проходящий между указанным верхним по стволу скважины концом и указанным нижним по стволу скважины концом, причем указанный сегмент первой линии связи расположен полностью снаружи указанной внутренней части указанного дефлектора заканчивания.

Скважинное устройство и способ // 2638200

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к скважинному устройству активации скважинного инструмента и способу его использования. Активирующее устройство (10) для активации скважинного инструмента содержит верхний переводник (12), нижний переводник (14), наружную муфту (16) с окном (18) и внутреннюю муфту (20) с окном (22).

Уменьшение трения и износа скважинных труб при использовании графена // 2635701

Группа изобретений относится к способу и системе для уменьшения трения бурового оборудования, размещаемого в буровой скважине. Указанный способ включает: обеспечение наружного трубчатого элемента, имеющего ствол с внутренней поверхностью; нанесение первого слоя смазочного материала по меньшей мере на часть внутренней поверхности наружного трубчатого элемента; размещение наружного трубчатого элемента по меньшей мере в части буровой скважины; обеспечение бурового снаряда, содержащего внутренний элемент, имеющий наружную поверхность и центральную продольную ось, совмещенную с центральной продольной осью наружного элемента; нанесение второго слоя смазочного материала по меньшей мере на часть наружной поверхности внутреннего элемента; вставку внутреннего элемента в ствол наружного трубчатого элемента; обеспечение протекания бурового раствора через ствол бурового снаряда; поворот внутреннего элемента по отношению к наружному элементу; измерение показателя механического износа и/или трения между наружным элементом и внутренним элементом; определение того, превышает ли измеренный показатель заранее заданный пороговый уровень; и запуск последующей операции в ответ на определение того, что измеренный показатель превышает заранее заданный пороговый уровень.

Способ и устройство распределенных систем увеличенной досягаемости в нефтяных месторождениях // 2628642

Группа изобретений относится к способу перемещения и устройству размещения колонны гибких труб в стволе скважины. Технический результат заключается в увеличении глубины проникновения колонны гибких труб.

Соединительный узел многоствольной скважины высокого давления (варианты) // 2613685

Группа изобретений относится к соединительным узлам многоствольной скважины высокого давления. Технический результат заключается в ограничении перемещения основной и боковой ветвей при спуске соединительного узла в скважину.

Термический разъединяющий механизм для скважинных инструментов // 2603113

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для приведения в действие скважинного инструмента. Разъединяющий механизм для установки в рабочее положение скважинного инструмента содержит два соединительных устройства, разъемно соединенных друг с другом.

Буровой инструмент // 2655505

Изобретение может быть использовано в горном деле для бурения прямым ходом скважин со ступенчатой формой забоя, либо для расширения ранее пробуренной скважины. Технический результат заключается в снижении расхода масла при повышении количества воздуха, используемого для охлаждения опор шарошек.