×
25.12.2019
219.017.f21a

Результат интеллектуальной деятельности: Компоновка низа бурильной колонны для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002710052
Дата охранного документа
24.12.2019
Аннотация: Изобретение относится к техническим средствам для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины, в частности к устройствам для бурения с применением длинномерных гибких труб (колтюбинга). Компоновка низа бурильной колонны (КНБК) для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины содержит колонну длинномерных гибких труб (ДГТ), долото, забойный двигатель и центратор. Колонна длинномерных гибких труб последовательно снизу вверх оснащена долотом, осциллятором-турбулизатором с винтовыми пазами, выполненными на его наружной поверхности, винтовым забойным двигателем и гидравлическим аварийным разъединителем, выполненным в виде полого корпуса, оснащенного внутри посадочным седлом под сбрасываемый с устья в колонну длинномерных гибких труб шар. Нижний конец колонны длинномерных гибких труб соединен с корпусом гидравлического аварийного разъединителя срезными штифтами. Центратор оснащен переточными каналами. Снаружи гидравлический аварийный разъединитель оснащён наружной цилиндрической выборкой для захвата наружной труболовкой. Компоновка позволяет снизить вероятность прихвата КНБК, при возникновении прихвата КНБК в боковом стволе отсоединить колонну ДГТ от КНБК, а затем извлечь КНБК из бокового ствола, повысить скорость проходки долота при бурении бокового ствола, что позволяет сократить время проведения работ и снизить затраты, снизить металлоёмкость, направить траекторию бокового ствола для эффективного вскрытия продуктивного пласта. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к техническим средствам для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины, в частности к устройствам для бурения с применением длинномерных гибких труб (колтюбинга).

Известна компоновка низа бурильной колонны (КНБК) для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем (патент RU №2280748, МПК E21B 7/04, опубл. 27.07.2006 в бюл. №21), состоящая из бурильной колонны, долота, винтового забойного двигателя и установленной между нижней трубой бурильной колонны и винтовым забойным двигателем телескопической системы, включающей цилиндр, выполненный в нижней части с отверстиями и соединенный с бурильной колонной, и расположенный внутри него полый поршень, соединенный с корпусом двигателя. Компоновка снабжена неподвижным золотником, выполненным в виде втулки с эластичным хвостовиком и установленным в цилиндре выше его отверстий, причем эластичный хвостовик для входа в него поршня выполнен с конической поверхностью и с кольцевыми канавками, в которых размещены кольцевые уплотнения из эластомерного материала.

Недостатками компоновки являются:

- во-первых, ограниченные функциональные возможности, так как компоновка предназначена только для спуска на колонне бурильных труб и не позволяет осуществлять бурение с применением длинномерных гибких труб (колтюбинга);

- во-вторых, высокая вероятность прихвата КНБК из-за образования шламовых подушек в процессе бурения из бокового ствола из горизонтальной части необсаженной скважины, чему способствуют жесткие центраторы без переточных каналов и утяжеленная бурильная труба;

- в-третьих, невозможность отсоединения КНБК от колонны дальномерных гибких труб при образовании прихвата КНБК;

- в-четвертых, сложность конструкции, обусловленная наличием телескопической системы, включающей цилиндр, выполненный в нижней части с отверстиями и соединенный с бурильной колонной, и расположенный внутри него полый поршень, соединенный с корпусом двигателя, неподвижный золотник, выполненный в виде втулки с эластичным хвостовиком и установленный в цилиндре выше его отверстий, а также кольцевые уплотнения из эластомерного материала;

- в-пятых, большая металлоемкость (колонна бурильных труб, телескопическая система, неподвижный золотник и т.д.).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является компоновка низа бурильной колонны (патент RU № 2236538, МПК E21B 7/06; E 20.09.2004 в бюл. №26), состоящая из последовательно размещенных на бурильной колонне длинномерных гибких труб долота, центраторов, забойного двигателя и утяжеленной бурильной трубы. Компоновка снабжена двигательной эксцентричной рабочей парой, состоящей из корпуса, в котором установлен винтовой элемент, жестко соединенный с колонной длинномерных гибких труб. На обоих концах корпуса установлены переводники с сальниковыми уплотнениями. На наружной поверхности корпуса и переводников размещены ребра, установленные под углом к оси компоновки.

Недостатками компоновки являются:

- во-первых, высокая вероятность прихвата КНБК из-за образования шламовых подушек в процессе бурения из бокового ствола из горизонтальной части необсаженной скважины, чему способствуют жесткие центраторы без переточных каналов и утяжеленная бурильная труба;

- во-вторых, невозможность отсоединения КНБК от колонны дальномерных гибких труб при образовании прихвата компоновки низа бурильной колонны;

- в-третьих, снижение скорости проходки долота, увеличение нагрузки на долото, связанное с увеличением твердости пород и ростом глубины скважины при бурении боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины;

- в-четвертых, большая металлоемкость (утяжеленная бурильная труба, двигательная эксцентричная пара, сальниковые уплотнения, ребра);

- в-пятых, невозможность направления бокового ствола (горизонтально или вниз) от заданной траектории проводки.

Техническими задачами изобретения являются исключение возникновения аварийных ситуаций в скважине, увеличение скорости проходки долота, снижение металлоемкости с возможностью задания направления проводки бокового ствола (вверх, прямо, вниз).

Поставленные технические задачи решаются компоновкой низа бурильной колонны для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины, состоящей из последовательно размещенных снизу вверх на нижнем конце колонны длинномерных гибких труб долота, забойного двигателя, центратора.

Новым является то, что колонна длинномерных гибких труб последовательно снизу вверх оснащена долотом, осциллятором-турбулизатором с винтовыми пазами, выполненными на его наружной поверхности, винтовым забойным двигателем и гидравлическим аварийным разъединителем, выполненным в виде полого корпуса, оснащенного внутри посадочным седлом под сбрасываемый с устья в колонну дальномерных гибких труб шар, при этом нижний конец колонны длинномерных гибких труб соединен с корпусом гидравлического аварийного разъединителя срезными штифтами, а центратор оснащен переточными каналами, причем снаружи гидравлический аварийный разъединитель оснащен наружной цилиндрической выборкой для захвата наружной труболовкой.

Также новым является то, что при горизонтальной траектории бокового ствола центратор размещен на наружной поверхности винтового забойного двигателя на расстоянии 1,2 м от долота, при этом соотношение наружного диаметра центратора к диаметру долота составляет 0,9:1.

Также новым является то, что при наклоне траектории бокового ствола вниз на 3° от горизонтальной оси центратор размещен в компоновке между винтовым забойным двигателем и гидравлическим аварийным разъединителем на расстоянии не менее 4 м от долота, соотношение наружного диаметра центратора к диаметру долота составляет 0,85:1.

На фиг. 1-3 схематично изображена предлагаемая КНБК для выполнения бокового ствола с горизонтальной траекторией.

На фиг. 4-6 схематично изображена предлагаемая КНБК для выполнения бокового ствола с отклонением вниз от горизонтальной оси.

КНБК для бурения боковых стволов 1 (фиг. 1-6) из горизонтальной части необсаженной скважины состоит из колонны длинномерных гибких труб (ДГТ) 2, например, диаметром 44 мм, которая последовательно снизу вверх оснащена долотом 3, осциллятором-турбулизатором (ОТ) 4 с выполненными на его наружной поверхности винтовыми пазами 5, винтовым забойным двигателем (ВЗД) 6 и гидравлическим аварийным разъединителем (ГАР) 7, выполненным в виде полого корпуса, оснащенного внутри посадочным седлом 8 под сбрасываемый с устья в колонну ДГТ 2 шар 9. Нижний конец колонны ДГТ 2 соединен с корпусом гидравлического аварийного разъединителя 7 срезными штифтами 10.

Центратор 11 (на фиг. 1-6 показан условно) расположены на наружной поверхности ВЗД 6 и оснащен переточными каналами 12. Переточные каналы 12, выполненные на наружной поверхности центратора 11, исключают задержку выноса шламовых отложений из боковых стволов 1 при их бурении.

Снаружи ГАР 7 оснащен наружной цилиндрической выборкой 13 для захвата наружной труболовкой (на фиг. 1-6 не показана).

При горизонтальной траектории бокового ствола центратор 11 (фиг. 1-3) устанавливают на наружной поверхности ВЗД 6 на расстоянии не более 2 м от

долота 3, при этом наружный диаметр центратора dц=0,9⋅Dф. Например, устанавливают центратор 11 на расстоянии 1,2 м от долота 3 при диаметре долота Dф=68 мм используют центратор 11 с наружным диаметром:

dц =0,9⋅68 мм = 61,2 мм.

При наклоне траектории бокового ствола 1 вниз на 3° от горизонтальной оси центратор 11 (фиг. 4-6) размещают в компоновке между ВЗД 6 и ГАР 7 на расстоянии не менее 5 м от долота 3. Например, центратор 11 устанавливают на переводнике (на фиг. 4-6 показан условно) на расстоянии 4,2 м, при этом наружный диаметр центратора dц=0,85⋅Dф. Например, при диаметре долота Dф=68 мм используют центратор 11 (фиг. 4-6) с наружным диаметром:

dц =0,85⋅68 мм = 57,8 мм.

КНБК для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины работает следующим образом.

Перед спуском предлагаемой компоновки в горизонтальную часть необсаженной скважины спускают клин-отклонитель любой известной конструкции, позволяющий сориентировать и отклонить предлагаемую КНБК для бурения бокового ствола в требуемом направлении.

В зависимости от необходимой траектории бокового ствола 1 КНБК собирают в последовательности, описанной выше.

Пример 1. Для выполнения бокового ствола с горизонтальной траекторией собирают компоновку, как показано на фиг. 1-3.

Пример 2. Для выполнения бокового ствола с отклонением вниз на 3° от горизонтальной оси собирают компоновку, как показано на фиг. 4-6.

Принцип работы КНБК для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины одинаковый для обоих примеров.

При спуске в скважину КНБК проходит через клин-отклонитель (на фиг. 1-6 не показан) и поворачивается на угол 5°. Начинают процесс бурения бокового ствола. Под действием рабочей жидкости, например, сточной воды плотностью 1000 кг/м3, начинает работать ВЗД 6 (фиг. 1-6.) ВЗД через ОТ 4 передает вращение на долото 3, которое забуривается в породу.

Например, производят зарезку бокового ствола 1 через клин-отклонитель в интервале 1056 м (нагрузка на долото 3 составляет 1,0 т, давление рабочей жидкости - 12 МПа, расход рабочей жидкости - 3,5 л/с, скорость проходки долота 3 в процессе бурения составляет 2,5 м/час) и пробуривают боковой ствол 1 длиной 80 м до 1136 м. По окончании бурения бокового ствола 1 КНБК извлекают из бокового ствола 1, клина-отклонителя и скважины.

Для бурения бокового ствола в другом интервале перемещают клин-отклонитель в горизонтальной части необсаженной скважины и производят бурение с применением вышеописанной компоновки.

В процессе бурения бокового ствола 1 ОТ 4 приводит к осцилляции низкочастотных колебаний закачиваемой по колонне ДГТ 2 рабочей жидкости и создает малоамплитудные продольные колебания, способствующие созданию динамической нагрузки на долото 3, приводящей к более эффективному разрушению горной породы. Винтовые пазы 5, выполненные на наружной поверхности ОТ 4, способствуют выносу шлама из бокового ствола в горизонтальную часть необсаженной скважины, что исключает образование шламовых подушек и снижает вероятность прихвата КНБК в 1,5-2 раза.

Опытным путем установлено, что применение осциллятора-турбулизатора увеличивает механическую скорость проходки при бурении бокового ствола из горизонтальной части необсаженной скважины на 40-50 %.

В процессе бурения бокового ствола 1 возможен прихват КНБК, например, в результате осыпания слабосцементированных разбуриваемых пород. С целью исключения повреждения (обрыва, растяжения) колонны ДГТ 2 приводят в действие ГАР 7.

Для этого с устья скважины в колонну ДГТ 2 сбрасывают шар 9 (фиг. 2 и 5). Шар 9 по колонне ДГТ 2 доходит до ГАР 7, выполненного в виде полого корпуса, и садится на его посадочное седло 8. Создают в колонне ДГТ 2 гидравлическое давление, достаточное для разрушения штифтов 10, например 9,0 МПа. Колонну ДГТ 2 извлекают из скважины, после чего на аварийном инструменте (на фиг. 1-6 не показан) спускают в скважину наружную труболовку и производят захват КНБК за наружную цилиндрическую выборку 13 (фиг 3 и 6) ГАР 7. Извлекают прихваченную КНБК из бокового ствола 1 из скважины.

В 1,5-2 раза снижается вероятность прихвата КНБК в боковом стволе 1 из - за отсутствия образования шламовых подушек в боковом стволе в процессе его бурения благодаря наличию переточных каналов у центратора и отсутствию в конструкции низа бурильной компоновки утяжеленной бурильной колонны.

Предложенная компоновка низа бурильной колонны для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины имеет возможность отсоединения от колонны длинномерных гибких труб в случае образования прихватов благодаря наличию в составе гидравлического аварийного разъединителя.

Наличие в составе компоновки осциллятора-турбулизатора повышает скорость проходки долота в твердых породах независимо от нагрузки на долото, связанной с увеличением глубины скважины при бурении боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины.

В предлагаемой конструкции компоновки низа бурильной колонны исключены утяжеленная бурильная труба, двигательная эксцентричная пара, сальниковые уплотнения, ребра, что позволяет снизить металлоемкость конструкции без снижения эффективности ее работы.

Опытным путем доказано, что подбором наружного диаметра центратора dц в зависимости от диаметра применяемого в процессе бурения долота Dф и расстояния от долота 3 до места установки центратора КНБК возможно направить траекторию бокового ствола горизонтально либо с наклоном вниз от горизонтальной оси в процессе бурения бокового ствола 1.

Предлагаемая компоновка КНБК позволяет:

- снизить вероятность прихвата КНБК;

- при возникновении прихвата КНБК в боковом стволе отсоединить колонну ДГТ от КНБК, а затем извлечь КНБК из бокового ствола;

- повысить скорость проходки долота при бурении бокового ствола, что позволяет сократить время проведения работ и снизить затраты;

- снизить металлоемкость;

- направить траекторию бокового ствола для эффективного вскрытия продуктивного пласта путем изменения положения центратора в составе КНБК.


Компоновка низа бурильной колонны для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины
Компоновка низа бурильной колонны для бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 170 items.
13.12.2019
№219.017.ecc9

Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости

Изобретение относится к горному делу, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и касается устройств для подготовки керна с целью определения их трещиностойкости. Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости включает основание с установленным на нем устройством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708847
Дата охранного документа: 11.12.2019
13.12.2019
№219.017.ece4

Способ многократного гидравлического разрыва пласта в горизонтальном стволе скважины

Изобретение относится нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам интенсификации работы скважин формированием трещин в продуктивном пласте (гидроразрыв пласта - ГРП). Способ включает строительство горизонтальной скважины, вскрывающей продуктивный пласт. Спускают в скважину на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708747
Дата охранного документа: 11.12.2019
13.12.2019
№219.017.ecff

Универсальная переходная катушка устьевой арматуры (варианты)

Изобретение относится к устьевой арматуре и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при ремонте скважин в процессе спуско-подъёмных операций колонны труб, в том числе при спуско-подъёмных операциях в паронагнетательной скважине как однорядной, так и двухрядной колонны труб....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708738
Дата охранного документа: 11.12.2019
13.12.2019
№219.017.ed32

Стенд для опрессовки превентора на скважине

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для опрессовки превентора на скважине и/или на стендовой скважине базы производственного обслуживания. Стенд для опрессовки превентора на скважине включает опорную трубу, проходящую через корпус превентора, нижнюю...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708748
Дата охранного документа: 11.12.2019
13.12.2019
№219.017.ed39

Устройство для опрессовки превентора на скважине

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для опрессовки превентора на скважине. Устройство для опрессовки превентора на скважине включает опорную трубу, проходящую через корпус превентора, установленный в опорной трубе полый шток и размещённую на опорной трубе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708737
Дата охранного документа: 11.12.2019
13.12.2019
№219.017.ed3c

Способ бурения боковых стволов из горизонтальной части необсаженной скважины

Изобретение относится к области бурения боковых стволов нефтяных и газовых скважин. Перед бурением боковых стволов на устье горизонтальной скважины с необсаженным стволом снизу вверх собирают компоновку: телесистема, одна утяжеленная бурильная труба, клин-отклонитель с углом наклона рабочей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708743
Дата охранного документа: 11.12.2019
13.12.2019
№219.017.ed89

Переходная катушка устьевой арматуры

Изобретение относится к устьевой арматуре и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при ремонте скважин в процессе спуско-подъёмных операций (СПО) колонны труб, в том числе при СПО в паронагнетательную скважину двухрядной колонны труб. Предложена переходная катушка устьевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708739
Дата охранного документа: 11.12.2019
19.12.2019
№219.017.ef42

Способ бурения и освоения бокового ствола из горизонтальной скважины (варианты)

Группа изобретений относится к области строительства многозабойных скважин. Перед бурением бокового ствола определяют расстояние до водоносного пласта. В процессе спуска компоновки колонну НКТ оснащают тремя пусковыми муфтами. После спуска компоновки на колонне НКТ в интервал зарезки бокового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709262
Дата охранного документа: 17.12.2019
19.12.2019
№219.017.ef4e

Способ бурения и освоения боковых стволов из горизонтальной скважины

Изобретение относится к области бурения и освоения боковых стволов нефтяных и газовых скважин. Перед бурением боковых стволов с основным горизонтальным открытым стволом на устье скважины снизу вверх собирают компоновку: телесистема, одна утяжелённая бурильная труба, клин-отклонитель. Спускают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709263
Дата охранного документа: 17.12.2019
27.12.2019
№219.017.f34c

Способ утилизации нефтешлама

Изобретение относится нефтегазодобывающей промышленности, а именно к переработке и утилизации нефтесодержащего сырья, формируемого на промыслах. Способ утилизации нефтешлама включает подачу в шламонакопитель 1 через парораспределитель и активные сопла 4 паровых эжекторов пара, в поток которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710174
Дата охранного документа: 24.12.2019
Showing 11-20 of 290 items.
27.05.2013
№216.012.44dd

Способ разработки залежи высоковязкой нефти и битума

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - увеличение коэффициента вытеснения высоковязкой нефти и битума, увеличение охвата пласта тепловым воздействием как по горизонтали, так и по вертикали. В способе разработки залежи высоковязкой нефти и битума, включающем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483206
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.44de

Способ разработки трещиноватой залежи высоковязкой нефти

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений. Технический результат - отсутствие прорывов вытесняющего агента по трещинам, выполнение разветвленных стволов из горизонтальной скважины оптимальной длины, равномерное вытеснение добываемой продукции, повышение нефтеотдачи залежи....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483207
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.44e0

Способ гидравлического разрыва пласта в скважине

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при гидравлическом разрыве пласта с близким расположением вод. Способ обеспечивает повышение эффективности гидроразрыва. Сущность изобретения: способ включает спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб - НКТ - с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483209
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.48e8

Способ реагентной разглинизации скважины

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения проницаемости призабойной зоны пласта. Технический результат - упрощение способа и снижение затрат на его осуществление без потери эффективности разглинизации скважин, предохранение эксплуатационной колонны от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484244
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4d02

Способ улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для улучшения гидродинамической связи скважины с продуктивным пластом с целью интенсификации добычи и увеличения нефтеотдачи пластов, обеспечивает упрощение и удешевление способа, повышение качества герметизации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485296
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4d06

Способ разработки залежи нефти в трещиноватых коллекторах

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение для повышения производительности как вновь вводимых, так и действующих добывающих и нагнетательных скважин; обеспечивает повышение эффективности способа. Сущность изобретения: способ включает размещение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485300
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4d08

Способ вызова притока пластового флюида из скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при освоении добывающих скважин. Способ вызова притока пластового флюида из скважины включает спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), снижение противодавления на продуктивный пласт за счет замены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485302
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4d0b

Способ вызова притока пластового флюида из скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при освоении добывающих скважин. Способ вызова притока пластового флюида из скважины заключается в спуске в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ). Снижают противодавление на продуктивный пласт за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485305
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4d0c

Способ гидравлического разрыва пласта в скважине

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение для повышения производительности как вновь вводимых, так и действующих добывающих и нагнетательных скважин за счет гидравлического разрыва пласта - ГРП. Обеспечивает повышение эффективности способа за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485306
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5106

Способ разработки залежи сверхвязкой нефти с термическим воздействием

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений, в частности к способам теплового воздействия на залежь, содержащую высоковязкую нефть. Технический результат - дополнительное вовлечение в разработку участков залежи сверхвязкой нефти с послойной неоднородностью, расположенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486335
Дата охранного документа: 27.06.2013
+ добавить свой РИД