Компоновка нижней части бурильной колонны

 

Союз Советски к

Социалнстичесиик

Республик

ОП САНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 10.07,78 (21) 2640520/22-0 с присоединением заявки 34 (51)М. Кл.

Е 21 В 17/00

Ваударатаеииые камитет

СССР ао левам изабретаиий и еткрмтий (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.79. Бюллетень М 48 (53)УДК 622. . 24(088.8) Дата опубликования описания 30. 12.79 (72) Авторы изобретения

A. П. Шпренк, P. Д. Тычинский, О. Я. Бортник и И. И. Глуханик

Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) КОМПОНОВКА НИЖНЕЙ ЧАСТИ БУРИЛЬНОЙ

КОЛОННЫ

- Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, в частности к инструментам для проводки скважин методом совмещения турбинно-роторно-, го и роторного бурения с образованием ступенчатого забоя.

Известны компоновки нижней части бурильной колонны для совмещенного тур. бинно-роторного способа бурения с образованием наружно-ступенчатого забоя, вклю10 чающие долото, турбобур, расширитель и утяжеленные бурильные трубы (УБТ). В компоновку также могут включаться калибраторы, центраторы, стабилизаторы . или маховики, устанавливаемые между долотом и турбобуром (1).

Недостатком известных компоновок является неравномерное перераспределение в процессе бурения осевой нагрузки с долота на расширитель и наоборот.

Наиболее близким решением иэ извесь ных является компоновка нижней части бурильной колонны для проводки вертикальных скважин совмещенным турбинно-роторным способом с образованием наружноступенчатого забоя АКС 1 — 394, включающая долото, калибраторы КЛС, турбобур, расширитель PIIl6C, утяжеленные бурильные трубы (УБТ) и бурильные трубы f 2).

Недостатком такой компоновки также является неравномерное распределение осевой нагрузки и несоответствие ее оптимальньтм значениям нагрузок на долото и расширитель, в результате чего снижаез ся эффективность бурения.

Целью изобретения является повьппение эффективности бурения путем регулирования распределения нагрузок на долото и расширитель

Поставленная цель достигается тем, что компоновка нижней части бурильной колонйы для совмещенного турбинно-ротор-. ного бурения, включающая долото, турбо"t бур, расширитель, калйбратор и утяжеленные бурильные трубы, установленные над и под расширителем, снабжена регуляторами осевых нагрузок, один из которых установлен над нижней, а другой - над

3 7065 верхней секциями утяжеленных бурильных труб, причем длину нижней секции утяжеленных бурильных труб определяют из соотношения где 8, — длина нижней секции УБТ, м;

P ñìñ — осевая нагрузка HB истру- 10 мент, т;

- скорбсть вращения вала турТ бобура, об/мин; ° ф - вес погонного метра УБТ, т/м; — скорость вращения ротора, об/мин.

В качестве регулятора осевых нагрузок могут быть использованы различные амортизаторы, виброгасители и другйе подобные устройства, позволякецие осу20 ществить такое перераспределение нагрузок между долотом и расширителем, при котором достигается равенство механических скоростей бурения расшйрйте= лем и долотом.

На чертеже изображена компоновка нижней части бурильной колонны, общий вид.

Она включает долото 1, турбобур 2, 30 нижнюю секцию утяжеленных бурильных труб (УБТ) 3, регулятор осевой нагрузки 4 на долото, расширитель 5, калибратор 6, верхнюю секцию утяжеленных бурильных труб 7, регулятор 8 осевой нагрузки на расширитель и бурильные тру35 бы 9.

Компоновка работает следующим, образом.:- "

При бурении суммарная осевая нагрузка распределяется верхним регулятором

8, установленным между расширителем 5 и бурильными трубами. Регулятор осевой нагрузки 4 раСпределяет ее между долотом и расширителем. При этом," если вес нижней секции УБТ 3, установленной под расширителем, окажется недостаточным для обеспечения механической скорости бурения долотом 1, равйой скорости расшйрения ствола скважины, регулятор нагрузки 4 воспринимает дополнительное усилие сжатия эа счет перераспределения ее между расширителем 5 и долотом 1.

В случае завышенного веса нижней секции УБТ 3 регулятор осевой нагрузки воспринимает усилие растяжения и частично снимает осевую нагрузку с долота, 24 4

1 обеспечивая равенство скоростей расширения и бурения долотом.

Благодаря упругой в осевом направле»нии характеристике регулятора осевой нагрузки 4 не происходит резких пиковых колебаний ее. Длина нижней секции УБТ

3 выбрана с учетом зависимости скорости бурения и расширения от числа о6оро тов долота 1 и расширителя 5, обеспечивает заданную нагрузку и режим работы турбобура 2.

Компоновка нижней части бурильной колонны обеспечивает повышение коммерческой скорости бурения совмещенным турбинно-роторным способом и позволяет сократить затраты на бурение в твердйх породах.

Формула изобретения

Компоновка нижней части бурильной колонны для совмещенного турбинно мотор-. ного бурения, включающая долото, турбо= бур, расширитель, калибратор и утяжеленные бурильные трубы, установленные над и под расширителем, о т л и ч а ю щ а яс я- тем, что, с целью повышения эффективности бурения, она снабжена регуляторами осевых нагрузок, один из которых установлен над нижней, а другой - над верхней секциями утяжеленных бурильных труб, причем длину нижней секции утяжеленных бурильных труб определяют из соотношения мс ко Р

%(ит+2ирЭ где Ю - длина нижней секции УБТ, м;

Н.С. Р - осевая нагрузка на инструмент, мокс т

- скорость вращения вала турТ бобура, об/мин; с - вес погонного метра УБТ, тlм; . и - скорость вращения ротора, об/мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Буримов Ю. Г. и др, Бурение верхних интервалов глубоких скважин большого диаметра. М., Недра, 1975.

2. Мельниччук А. Н. Бурение стволов большого диаметра совмещенным турбинно-роторным способом. - "Нефтяное хо-, ° зяйство", 1973, ¹ 11, с. 59.

706524

Составитель И. Глуханик

ТехредЛ. Алферова Корректор 1 Задерновскаи

Редактор о. Хоаакова

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 8182/26 . Тираж 657 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/S