Устройство для бурения скважин на депрессии с применением обратной циркуляции промывочной жидкости
Заявляемое устройство относится к области строительства нефтяных и газовых скважин, в частности к бурению на депрессии.
Задача полезной модели - повышение эффективности бурения горизонтального ствола скважины на депрессии и обеспечение точности его проводки.
Устройство для бурения скважин на депрессии с применением обратной циркуляции промывочной жидкости состоит из колонны бурильных труб, долота и встроенных в нижней части бурильной колонны насоса и привода долота и насоса.
Новым в устройстве является то, что в качестве привода долота и насоса используется электробур, выполненный с двумя оппозитно расположенными выходными валами, один из которых жестко связан с долотом, а другой с помощью упругой связи - с валом насоса, кроме того устройство снабжено связанным с наземной аппаратурой блоком с датчиками давления и контроля за проводкой горизонтальной скважины, причем упругая связь между электробуром и насосом выполнена в виде гибкого соединения, например, муфты.
Заявляемое устройство относится к области строительства нефтяных и газовых скважин, в частности к бурению на депрессии.
Известно устройство для вскрытия продуктивного пласта с низким пластовым давлением с местной промывкой /"Инструкция по применению местной промывки в роторном бурении", Москва, ВНИИБТ, 1969 г./
Устройство включает бурильную колонну, в нижней части которой размещен шламосборник с центральной трубой и шламоуловителем. В зоне естественного статического уровня жидкости в скважине размещается короткая эрлифтная труба. При подаче в бурильную колонну воздуха в ней образуется перепад давления и, как следствие, обратная циркуляция. В процессе бурения за счет обратной циркуляции шлам поднимается в шламоуловитель, который после заполнения поднимается на поверхность, очищается и вновь устанавливается в компоновку.
При бурении горизонтальных скважин с помощью этого устройства в компоновке бурильного инструмента необходимо устанавливать короткий винтовой двигатель. Для обеспечения нормальной работы устройства необходимо создавать перепад давления в системе "труба - затрубье", достаточного для обеспечения нормальной циркуляции. При таком режиме бурения надо иметь мощные компрессоры.
Ближайшим техническим решением, принятым за прототип, является устройство для вскрытия продуктивного пласта с низким пластовым давлением, включающее колонну бурильных труб, утяжеленную бурильную колонну, узел, регулирующий давление, долото /Патент РФ, №51086, кл. Е21В 21/00, 16.03.05/.
В известном устройстве процесс вращения бурильной колонны с долотом осуществляется ротором. При роторном способе бурения длина горизонтального ствола ограничена, так как возникают большие знакопеременные нагрузки на бурильную колонну, что приводит к частым ее поломкам. Кроме того, при работе известного устройства нельзя обеспечить точность проводки горизонтального ствола скважины из-за отсутствия контроля за этой операцией.
Задачей полезной модели является повышение эффективности бурения горизонтального ствола скважины на депрессии и обеспечение точности его проводки.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для бурения скважин на депрессии с применением обратной циркуляции промывочной жидкости, состоящем из колонны бурильных труб, долота и встроенных в бурильной колонне насоса, привода долота и насоса, в качестве привода долота и насоса используется электробур, выполненный с двумя оппозитно расположенными выходными валами, один из которых жестко связан с долотом, а другой с помощью упругой связи - с валом насоса, кроме того устройство снабжено связанным с наземной аппаратурой блоком, включающим датчики давления и контроля за траекторией проводки горизонтальной скважины, причем упругая связь между электробуром и насосом выполнена в виде гибкого соединения.
Благодаря выполнению электробура с двумя выходными валами, один из которых связан гибким соединением с валом насоса, обеспечивается свободное прохождение через интервал забуривания горизонтального ствола из основного, где угол наклона скважины резко изменяется. Кроме того размещение блока с датчиками давления и контроля за проводкой горизонтальной скважины вблизи долота позволяет контролировать и управлять депрессией в системе скважина-пласт.
Заявляемое устройство поясняется чертежом.
Устройство состоит из колонны обсадных труб 1, через которые проходит бурильная труба 2, на ее конце установлены долото 3, электробур 4,
выполненный с двумя оппозитно расположенными выходными валами 5, 6. Выходной вал 5 жестко связан с долотом 3, а выходной вал 6 с помощью гибкого соединения, выполненного в виде муфты 7, соединен с валом насоса 8. Перед насосом установлен блок 9 с датчиками давления и контроля за проводкой горизонтальной скважины. Блок 9 кабелем 10 соединен с наземной аппаратурой 11.
Устройство работает следующим образом. В скважину, пробуренную до кровли продуктивного пласта с выходом на горизонтальный ствол, спускается компоновка. Путем пуска в работу насоса 8 и электробура 4 восстанавливается обратная циркуляция. С помощью блока 9 с датчиками определяется расход Q и давление Р при круговой циркуляции. Затем с учетом информации, полученной с наземной аппаратуры 11 изменяется расход закачиваемой жидкости в затрубное пространство и выбирается сочетание Q и Р, соответствующие запланированным для бурения в продуктивном пласте на депреессии.
После установления режима обратной циркуляции в соответствии с планом работ начинается процесс бурения. В процессе бурения бурения непрерывно ведется контроль за величиной депрессии (Q - Р) в системе скважина (затрубное пространство) - горизонтальный ствол. При достижении проектной длины горизонтального ствола осуществляется окончательная промывка ствола, и компоновка поднимается на поверхность.
Заявляемое устройство обладает следующим преимуществом перед известным. Благодаря совместно размещенным электробуру и насосу достигается возможность удаления разбуренной породы сразу после углубления ствола, что исключает попадание ее в продуктивный пласт и образование фильтрационных корок на проницаемых стенках горизонтального ствола. В то время как при расположении насоса не на забое при очистки его в стволе образуются дюны, что приводит к кольмотации стенок. Кроме того, размещение насоса непосредственно около забоя горизонтального ствола во время бурения обеспечивает полный контроль за величиной депрессии.
1. Устройство для бурения скважин на депрессии с применением обратной циркуляции промывочной жидкости, состоящее из колонны бурильных труб, долота и встроенных в нижней части бурильной колонны насоса и привода долота и насоса, отличающееся тем, что в качестве привода долота и насоса используется электробур с двумя оппозитно расположенными выходными валами, один из которых жестко связан с долотом, а другой с помощью упругой связи - с валом насоса, кроме того, устройство снабжено связанным с наземной аппаратурой блоком с датчиками давления и контроля за проводкой горизонтальной скважины.
2. Устройство для бурения скважин на депрессии по п.1, отличающееся тем, что упругая связь между электробуром и насосом выполнена в виде гибкого соединения.
