Способ ликвидации прихватов колонны труб в скважине

 

(> ., 1

>

О П И С А Н И Е 16886ОО

Союз Советских

Сопиалистических

Республик ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.05.78 (21) 2646351/22-03 с присоединещ1ем заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.09.79. Бюллетень ¹ 36 (45) Дата опубликования описания 10.09.79

,51) Ч.Кл.- "Е 21 В 23,100

Государственный комитет по делам изобретений и открытий! (53) УДК 622.248.13 (088.8) (72) Авторы изобре ген1 я

С. С . Григорян, M В. Каменева, А. А. Шахназаров и Э. А. Акопов

Научно-исследовательский институт механики

Московского ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени "осударственного университета им. М. В. Ломоносова (7!) Заязптел1. (54) СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ПРИХВАТОВ

КОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к технике бурения, а именно к бурению скважин различного назначения, и может использоваться для ликвидации азарий, связанных с приI0B3ToM колонны труб в скважине.

Известен способ воздействия на зону прихвата бурильного инструме:1та в скважине, заключающийся в том, что прихваченный инструмент медленно натягивают талевой системой и затем снима1от нагруз ку 11).

Недостатком такого способа является низкая эффективность его, так как сила натяжения прихваченного инструмента ограничивается грузоподъемностью буровой установки и прочностью .колочны.

Наиболее близким решением из известных является способ ликвидации прихватов колонны труб в сквал<ине, заключающийся в том, что внутреннюю полость ко.лонны труб заполняют рабочим агентом, удельный вес которого меньше плотности агента, находящегося в затрубном пространстве, затем герметизируют внутре гн1ою .полость колонны труб и сообщают ее с атмосферой j2).

Недостатком изв "стного способа яв.ляется низкая эффекти1вность ликвидации прихвата из-за интенсивности затухания упругих волн, распространяющихся в колонне труб при расположении зоны прихва. та на глубине 2,5 кл1 и более.

Целью изобретения является повышение эффективности ликвидации прихвата пут>м увеличения выталкивающей силы.

Указанная цель достигается тем, что затрубное пространство скважины изолируют от полости колонны труб в ее нижней части, например, обратным клапаном.

Сущность способа заключается в слеДУ1ОЩЕМ.

Бурение ведут при наличии в компановке труб обратного клапана пли другого приспособления, выполняющего функцгпо обратного клапана, установленного в колонне у нижнего торца. Такое изменение компановки бурильных труб позволяет поновому осуществить воздействие на прихват.

Пои возникновении прихвата бурильного инструмента жидкость, заполня1ощ ю полость колонны труб, вытесняют в затрубное пространство воздухом или облегченной жп."х сть1о, после чего сообщают полость колонны Tp Î с arìoñô рой — дел3!От это>

1!3.>1111М P> ПУTЕМ ПОРЫВ3 ДпафРЗГМЫ Н3 устье, ч-,n,п"риводит и появ 1енп,э перепада давлений В затруоном IIpocTp31>rñ738 и В полост.1 .колонны труб, и обратный клапан, установленный у нижнего торца колонны

688600

= — -Hy„4D5 = тОБЗТм )з

F= От„, Т„= 5,.

G4,„— — - — H(4D5y,,, — D- та,) =

= — HDy„,(20о о— D).

Формула |изобретения фак — - »вб

-сВ - ;. (D — 26) - ) д.. соб— 1? 2 Ir ii I

4 4 ) Составитель В. Борискина

Техред Н. Строганова

Корректор И. Симкина

Редактор 3. Ходакова

Заказ 961/1067 Изд. Ко 539 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )!(-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» труб, герметично отделяют, полость колонны труб от затрубного пространства, в результате чего на зону прихвата, на нижню|о торцовую часть колонны труб начинает действовать выталкивающая вверх (архимедова) сила F, действие .которой постоянно продолжается все то время, пока кла пан закрыт.

Величина выталкивающей силы определяется по формуле =H 5 у, где 7 — удельный вес раствора, находящегося в затрубном пространстве;

Н вЂ” высота колонны труб;

S — .площадь нижнего торца колонны труб.

П р и и е р. Способ осуществляется при у=1,5 т/м, на глубине Н=4 км, сечение труб S=250 см (диаметр 178 мм), величина силы F равна примерно 150 т.

Затем при необходимости можно устанавливать нефтяные или кислотные ванны и производить расхаживание инструмента.

Сущность способа не изменится, если вместо обратного клапана будет использовано какое-либо другое устройство того же назначения.

При спуске труб в скважину обратный клапан закрывается под действием перепада да влений в затрубном пространстве и в полости колонны труб. Таким образом, колонна при спуске облегчается за счет архимедовой силы, действующей на нижний ее торец.

Перед проведением операции по подъему колонны труб из скважины жидкость, заполняющую полость колонны труб, вытесняют,воздухом или более легкой жидкостью и сообщают полость колонны труб с атмосферой, после чего обратный клапан на нижнем торце колонны закрывается по указанной выше г ричине, в результате фактический вес колонны тру|6 снижается за счет дейсгвия,выталкивающей архимедовой силы на нижний ее торец.

Вес колонны труб с учетом действия выталкивающей силы равен где б„б — собственный вес колонны;

F — выталкивающая колонну труб сила. где D — наружный диаметр колонны труб: б — толщина трубы;

Н вЂ” высота колонны труб;

7„— удельный вес металла.

Преобразуя последнее выражение, получим

7t

G„á = — Т(- — D- + 40б — 4оз) .= сО где y, — удельный вес раствора жидкости. находящегося в затрубном пространстве

Из последнего выражения следует, что при соответствующем подборе величин диаметра и толщины труб, выталкивающая колонну труб сила может стать больше собственного веса колонны.

Способ ликвидации прихватов колонны труб в скважине, заключающийся в том, что внутреннюю полость колонны труб заполняют рабочим агентом, удельный вес которого меньше плотности. агента, находящегося в затрубном пространстве, затем герметизируют внутреннюю полость колонны труб и сообщают ее с атмосферой, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности ликвидации прихвата путем увеличения выталкивающей, силы, затрубное пространство скважины изолируют от полости колонны труб в ее нижней части, например, обратным клапаном.

Источники информации, принятые во

50 внимание при экспертизе:

1. Пустовойтенко И. П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. М., «Недра», 1973, с. 236 — 237.

2. Авторское свидетельство СССР

55 № 224431, кл. Е 21 В 23/00, 1967 (прототип).