×
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 31-40 of 170 items.
06.02.2020
№220.017.ff50

Способ эксплуатации пары скважин, добывающих высоковязкую нефть

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке залежи высоковязкой и битумной нефти. Техническим результатом является повышение дебита добывающей скважины, обеспечение стабильности работы пары скважин с постоянным расходом закачки пара через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713277
Дата охранного документа: 04.02.2020
06.02.2020
№220.017.ff5c

Способ изоляции заколонных перетоков в скважине

Изобретение относится к способу изоляции заколонных перетоков в скважине. Техническим результатом является снижение трудоемкости. Способ изоляции заколонных перетоков в скважине включает разбуривание месторождения скважинами, пересекающими пласт, состоящий из водонасыщенных и нефтенасыщенной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713279
Дата охранного документа: 04.02.2020
06.02.2020
№220.017.ff85

Устройство для углубления забоя скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при углублении забоя скважины в процессе её эксплуатации с возможностью отбора керна. Устройство включает полый корпус, плунжер, размещённый внутри полого корпуса, пружину, кольцевой буртик и клапан. Плунжер сверху...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713284
Дата охранного документа: 04.02.2020
06.02.2020
№220.017.ff9d

Устройство для извлечения клина-отклонителя из скважины

Изобретение относится к области бурения и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин и может быть использованопри строительстве многозабойных скважин и переводе существующих скважин в разряд многоствольных. Устройство включает ствол c ловильным крюком под ответную выборку клина-отклонителя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713276
Дата охранного документа: 04.02.2020
06.02.2020
№220.017.ffa6

Способ эксплуатации добывающей скважины

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при эксплуатации нефтедобывающей скважины. Технический результат – повышение эффективности способа за счет его упрощения. Способ включает спуск и герметичную посадку в эксплуатационной колонне выше продуктивного пласта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713287
Дата охранного документа: 04.02.2020
06.02.2020
№220.017.ffa9

Способ измерения длины колонны труб при спускоподъёмных операциях

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения длины колонны труб оптическими методами. Технической задачей предлагаемого изобретение является создание способа измерения длины труб при спускоподъёмных операциях, упрощающего использование за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713280
Дата охранного документа: 04.02.2020
06.02.2020
№220.017.ffbe

Устройство для магнитной дефектоскопии насосных штанг

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к дефектоскопии штанг при помощи магнитных исследований во время спускоподъемных операций. Техническим результатом является создание конструкции устройства для магнитной дефектоскопии насосных штанг при их спуске или подъеме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713282
Дата охранного документа: 04.02.2020
06.02.2020
№220.018.000b

Способ исследования высоты и направления трещины разрыва пласта

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения азимутального направления и высоты трещины после проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП) в породах со слабосцементированной призабойной зоной пласта. Техническим результатом является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713285
Дата охранного документа: 04.02.2020
06.02.2020
№220.018.0010

Башмак-клапан для установки расширяемой системы в скважине

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к области бурения скважин, в частности к устройствам для установки расширяемых систем при изоляции зон осложнений при бурении. Устройство включает корпус с центральным проходным каналом, выполненным с внешней резьбой с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713281
Дата охранного документа: 04.02.2020
13.02.2020
№220.018.0271

Обратный клапан

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для предотвращения обратного потока рабочей среды. Обратный клапан включает корпус с уплотнительными участками, поворотный запорный орган и седло. Запорный орган представляет собой круглый эластичный диск, состоящий из периферийного и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713933
Дата охранного документа: 11.02.2020
Showing 31-40 of 290 items.
20.12.2013
№216.012.8d9c

Способ ремонта обсадной колонны в скважине с дефектным участком

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к восстановлению герметичности обсадных колонн. На устье скважины производят сборку инструмента в следующей последовательности снизу вверх: универсальное вырезающее устройство, снабженное раздвижными резцами, винтовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501935
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.01.2014
№216.012.981e

Способ изоляции зоны поглощения в скважине

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ремонтно-изоляционных работ в скважинах в условиях больших поглощений. Техническим результатом является повышение эффективности изоляции зоны поглощения в скважине за счет более интенсивного перемешивания двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504641
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.9827

Способ разработки обводненного нефтяного месторождения

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к способам изоляции заколонных перетоков в скважинах между нефте- и водонасыщенной зонами пласта. Спускают в скважину обсадную колонну с последующей перфорацией пласта. Исследуют интервалы нефтеводонасыщенности и интервалы их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504650
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.02.2014
№216.012.9efd

Способ изоляции поглощающих пластов

Предложение относится к ремонтно-изоляционным работам на скважинах нефтяных месторождений, в частности изоляции поглощающих пластов, способам восстановления крепи скважин. Способ изоляции поглощающих пластов включает спуск заливочных труб в интервал изоляции. Последовательно закачивают по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506409
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.9f08

Способ обработки пласта

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обработке призабойной зоны скважины. Способ обработки пласта включает спуск колонны труб с пакером в интервал перфорации пласта. Промывают скважину, оснащенную центральной и затрубной задвижками. Сажают пакер выше...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506420
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.9f09

Способ обработки призабойной зоны скважины

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - повышение эффективности обработки призабойной зоны пласта за счет повышения проницаемости призабойной зоны пласта с одновременным упрощением технологического процесса и снижением стоимости и продолжительности обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506421
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.02.2014
№216.012.9f0a

Способ обработки призабойной зоны скважины

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - повышение эффективности обработки призабойной зоны пласта за счет повышения проницаемости призабойной зоны пласта с одновременным упрощением технологического процесса, снижением стоимости и продолжительности обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506422
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a2b4

Устройство для фиксации колонны труб с забойным двигателем

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано в качестве компенсатора реактивного момента при работе забойного двигателя. Устройство для фиксации колонны труб с забойным двигателем включает спущенную через опорный фланец в обсадную колонну скважины колонну труб....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507367
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a2bd

Способ герметизации эксплуатационной колонны

Изобретение относится к способам герметизации эксплуатационной колонны. Перед герметизацией эксплуатационной колонны временно блокируют пласт самораспадающимся после проверки герметичности нижнего пакера гелем, затем на устье скважины снизу вверх собирают следующую компоновку: нижний пакер,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507376
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.03.2014
№216.012.ac7e

Способ герметизации эксплуатационной колонны

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам герметизации эксплуатационной колонны. Способ герметизации эксплуатационной колонны включает спуск в эксплуатационную колонну скважины двух пакеров, соединенных между собой трубой, на посадочном инструменте, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509873
Дата охранного документа: 20.03.2014
+ добавить свой РИД