Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УСТАНОВКИ ДОЛОТА

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при установке и креплении долота на компоновке низа бурильной колонны при бурении наклонных скважин.

Известно приспособление для навинчивания и отвинчивания бурового долота, содержащее полый корпус с фигурным участком под входное отверстие стола ротора, размещенный в полости корпуса стакан с центраторами и фиксаторы долота (Авторское свидетельство СССР №1219777, кл. Е21В 12/00, опубл. 23.03.1986).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является приспособление для навинчивания и отвинчивания бурового долота, которое содержит корпус с фигурным участком и наклонными пазами в верхней части и отверстиями на днище. Внутри корпуса размещены стакан и пружинная подвеска, расположенная между днищами корпуса и стакана. В окнах стакана совмещенных с ними пазах корпуса установлены плашки для заклинивания бурового долота за лапы. Плашки имеют привод в виде пружин с поджимной гайкой и выполнены с одной стороны с наклонным торцом под паз, а с другой стороны - с выемкой под спинку лапы шарошек. При установке долота на дне стакана последний, сжимая пружинную подвеску, опускается вниз вместе с плашками. Последние при опускании стакана перемещаются в радиальном направлении и фиксируют долото относительно корпуса. После этого посредством машинного ключа и ротора осуществляют крепление долота с турбобуром. При подъеме долота плашки под действием привода утапливаются в окнах стакана и освобождают его проходное сечение (Патент РФ №2119037, кл. Е21В 12/00, опубл. 20.09.1998 - прототип).

Общим недостатком известных технических решений является недостаточная защищенность долота от повреждения при навинчивании на компоновку низа бурильной колонны.

В предложенном изобретении решается задача обеспечения сохранности долота при навинчивании на компоновку низа бурильной колонны.

Задача решается способом установки долота, заключающимся в том, что шейку долота размещают в удерживающем приспособлении в виде вилки, вилку закрепляют на цилиндрическом корпусе с возможностью смещения перпендикулярно оси цилиндрического корпуса, в качестве цилиндрического корпуса используют цилиндр с внутренним диаметром большим диаметра долота на величину не менее максимального изменения положения долота при закреплении в вилке, цилиндрический корпус закрепляют в гидравлическом ключе, закрепленном под углом бурения на буровой мачте и соосно с компоновкой низа бурильной колонны, вилку с долотом перемещают относительно цилиндрического корпуса до центрирования долота относительно цилиндрического корпуса, опускают компоновку низа бурильной колонны до касания резьбы долота и ответной резьбы на компоновке, перемещением вилки относительно цилиндрического корпуса окончательно центрируют долото и компоновку низа бурильной колонны, наворачивают компоновку низа бурильной колонны на долото, затягивают резьбу вращением цилиндрического корпуса гидравлическим ключом, снимают гидравлический ключ, вилку и цилиндрический корпус.

Сущность изобретения

При бурении наклонных скважин с углом к горизонту порядка 45 градусов при навинчивании долота на компоновку низа бурильной колонны возникает опасность повреждения хоть и весьма прочных, но чрезвычайно хрупких алмазных элементов долота, выполняющих основную работу при бурении. Скалывание даже одной алмазной грани приводит к отбраковке долота и необходимости его замены. Существующие приспособления для навинчивания долота способствуют механизации работ и применимы при навинчивании компоновки низа бурильной колонны на долото при их вертикальном расположении. Их применение не исключают возможности повреждения долота при наклонном расположении деталей. В предложенном изобретении решается задача обеспечения сохранности долота при навинчивании на компоновку низа бурильной колонны при наклонном бурении скважины. Задача решается следующим образом.

Шейку долота размещают в удерживающем приспособлении, представленном на фиг.1 и 2. Приспособление включает цилиндрический корпус 1 с прорезью 2 и вилку 3, размещаемую в прорези 2 с возможностью перемещения в прорези 2. Долото 4 размещено в вилке 3.

Вилку 3 закрепляют на цилиндрическом корпусе 1 с возможностью смещения в прорези 2 перпендикулярно оси цилиндрического корпуса 1. Вследствие неточности размеров шейки долота 4, вызванных металлическим литьем, при закреплении в вилке 3 возможны перекосы долота 4 относительно оси корпуса 1. В результате ось долота 4 оказывается непараллельной оси корпуса 1. Во избежание контактирования долота 4 с корпусом 1 в качестве цилиндрического корпуса 1 используют цилиндр с внутренним диаметром большим диаметра долота 4 на величину не менее максимального изменения положения долота 4 при закреплении в вилке 3. Испытания большой партии долот показали, что для полной гарантии исключения контакта зазор между долотом 4 и корпусом 1 должен составлять величину порядка 14 мм на сторону.

Цилиндрический корпус 1 закрепляют в гидравлическом ключе (не показан), закрепленном под углом бурения на буровой мачте и соосно с компоновкой низа бурильной колонны, вилку 3 с долотом 4 вручную перемещают относительно цилиндрического корпуса 1 до центрирования долота 4 относительно цилиндрического корпуса 1, опускают компоновку низа бурильной колонны до касания резьбы долота 4 и ответной резьбы на компоновке, перемещением вилки 3 относительно цилиндрического корпуса 1 окончательно центрируют долото 4 и компоновку низа бурильной колонны, наворачивают компоновку низа бурильной колонны на долото 4, затягивают резьбу вращением цилиндрического корпуса 1 гидравлическим ключом, снимают гидравлический ключ, вилку 3 и цилиндрический корпус 1.

В качестве компоновки низа бурильной колонны может быть применены вал забойного двигателя или буровой инструмент.

Пример конкретного выполнения

На компоновку низа бурильной колонны навинчивают долото 4 диаметром 215,9 мм. Корпус 1 изготовлен из обсадной трубы внутренним диаметром 245 мм. Операции по смене долота 4 на наклонной буровой установке производят с использованием гидравлического ключа «Апач» и верхнего привода. Корпус 1 устанавливают в нижнее трубозажимное устройство ключа «Апач», внутрь корпуса 1 помещают буровое долото 2, параллельно в продольный паз корпуса 1 и под шейку долота 4 вставляют вилку 3, которая удерживает и фиксирует долото 4 относительно корпуса 1, исключая его проворот при навинчивании или отвинчивании. Затем при помощи верхнего привода осуществляют навинчивание или отвинчивание бурового долота на вал забойного двигателя с последующим докреплением или раскреплением его гидравлическим ключом «Апач».

В результате удается надежно закрепить долото в компоновке низа бурильной колонны без механических повреждений алмазных граней долота.

Применение предложенного способа позволит обеспечить сохранность долота при навинчивании на компоновку низа бурильной колонны.