Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ

Изобретение относится к области бурения скважин в сложных геологических условиях, в том числе в неустойчивых осадочных породах.

Известно устройство для бурения, включающее обсадную колонну, колонну бурильных труб, установленный в обсадной колонне с возможность вращения породоразрушающий инструмент для разрушения периферийной части забоя и колонковую трубу [1].

В известном устройстве отсутствует ударный механизм, что затрудняет процесс бурения с отбором керна в породах, содержащих галечные отложения. Для привода породоразрушающего инструмента используется длинный шпиндель, на вращение которого за счет взаимодействия его с породой затрачивается значительное количество энергии. Устройство является сложным.

Известно устройство для бурения, включающее обсадную колонну, установленный в обсадной колонне с возможностью вращения породоразрушающий инструмент для разрушения периферийной части забоя, колонну бурильных труб, соединенное с колонной бурильных труб пневмоударное устройство, и две взаимодействующие между собой полумуфты, одна из которых скреплена с породоразрушающим инструментом [2].

Известное устройство позволяет производить бурение в сложных геологических условиях с применением обсадной колонны, однако оно не позволяет бурить с получением керна.

Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в обеспечении максимального выхода кернового материала в сложных геологических условиях, в том числе в неустойчивых осадочных породах с включением галечника.

Указанный результат достигается за счет того, что устройство для бурения, включающее обсадную колонну, установленный в обсадной колонне с возможностью вращения породоразрушающий инструмент для разрушения периферийной части забоя, колонну бурильных труб, соединенное с колонной бурильных труб пневмоударное устройство и две взаимодействующие между собой полумуфты, одна из которых скреплена с породоразрушающим инструментом, снабжено керноприемным устройством, включающим колонковую трубу с кернозахватным устройством, размещенную над пневмоударным устройством шламовую трубу, причем вторая полумуфта скреплена с наружной поверхностью колонковой трубы. Обсадная колонна может быть выполнена с размещенными над шламовой трубой окнами.

Пример выполнения устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено заявленное устройство, на фиг.2 и 3 - соответственно места А и Б.

Устройство для бурения содержит обсадную колонну 1, установленный в обсадной колонне с возможностью вращения породоразрушающий инструмент 2, который служит для разрушения периферийной части забоя, колонну 3 бурильных труб, соединенное с колонной бурильных труб пневмоударное устройство 4 и две взаимодействующие между собой полумуфты 5 и 6, причем полумуфта 5 скреплена с породоразрушающим инструментом 2. Устройство снабжено керноприемным устройством, которое состоит из колонковой трубы 7 с кернозахватным устройством 8. Над пневмоударным устройством 4 размещена шламовая труба 9. Вторая полумуфта 6 скреплена с наружной поверхностью колонковой трубы 7. Обсадная колонна 1 выполнена с размещенными над шламовой трубой окнами 10.

Полумуфты 5 и 6 могут быть выполнены кулачковыми. Для предохранения попадания шлама в пространство между колонной бурильных труб и обсадной трубой предусмотрено уплотнение 11.

При бурении производят вращение колонны 3 бурильных труб и, подавая продувочный агент в нее, приводят в действие пневмоударное устройство 4. Вращение колонны бурильных труб и ударные импульсы от пневмоударного устройства передаются через взаимодействующие между собой полумуфты 5 и 6 на породоразрушающий инструмент 2, который производит разрушение периферийной части забоя.

Продувочный агент, поступая от пневмоударного устройства 4 через керноприемное устройство к породоразрушающему инструменту, производит очистку забоя от разрушенной породы и производит охлаждение породоразрушающего инструмента.

По мере разрушения забоя породоразрушающим инструментом обсадная колонна 1 опускается вслед за породоразрушающим инструментом 2.

Разрушенная порода, поднимаясь в пространстве между обсадной колонной и скважиной, попадает через окна 10 обсадной колонны в шламовую трубу 9. Более мелкие частицы разрушенной породы поднимаются по зазору между внутренней поверхностью обсадной колонны и колонной бурильных труб и поступают в расположенное на поверхности шламоприемное устройство (на чертеже не показано). Ввиду того, что основная часть разрушенной породы поступает в шламовую трубу, минимизируется расход сжатого воздуха.

После заполнения колонковой трубы производят подъем колонны бурильных труб, извлекают керн из колонковой трубы и освобождают шламовую трубу от шлама. Далее цикл повторяется.

Таким образом, предложенное техническое решение позволит:

- обеспечить максимальный выход кернового материала в сложных геологических условиях, в том числе в неустойчивых осадочных породах с включением галечника;

- минимизировать количество продувочного агента и, следовательно, уменьшить затраты на его получение.

Источники информации

1. Патент РФ №2014430, МКИ Е21В 7/00, 1987.

2. Патент US №5921332, МКИ Е21В 10/36, 1999.