EA012199B1 - Установка и способ забивания обсадной или кондукторной трубы - Google Patents
Установка и способ забивания обсадной или кондукторной трубы Download PDFInfo
- Publication number
- EA012199B1 EA012199B1 EA200702420A EA200702420A EA012199B1 EA 012199 B1 EA012199 B1 EA 012199B1 EA 200702420 A EA200702420 A EA 200702420A EA 200702420 A EA200702420 A EA 200702420A EA 012199 B1 EA012199 B1 EA 012199B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- conductor
- drill string
- fluid
- pipe
- ground
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title claims abstract description 136
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009527 percussion Methods 0.000 claims description 43
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 34
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 19
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 5
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 27
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 7
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 6
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/18—Drilling by liquid or gas jets, with or without entrained pellets
- E21B7/185—Drilling by liquid or gas jets, with or without entrained pellets underwater
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/12—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor using drilling pipes with plural fluid passages, e.g. closed circulation systems
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/02—Subsoil filtering
- E21B43/10—Setting of casings, screens, liners or the like in wells
- E21B43/101—Setting of casings, screens, liners or the like in wells for underwater installations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
Abstract
В изобретении описан способ забивания трубы (1) в землю (2), особенно подходящий для забивания кондукторных труб, которые при добыче углеводородов обычно устанавливаются в процессе сооружения нефтяных и газовых скважин, в частности морских скважин, в котором осуществляют: а) сборку на нижнем конце буровой колонны (3) узла из (i) средств для крепления кондукторной трубы (1) на буровой колонне (3), (ii) ударного инструмента (5) возвратно-поступательного действия, (iii) средств для возвратно-поступательного перемещения ударного инструмента с использованием текучей среды, нагнетаемой сквозь буровую колонну, (iv) наковальни (8), обеспечивающей передачу энергии удара ударного инструмента (5) кондукторной трубе (1), и (v) средств (10) для нагнетания струй текучей среды, б) размещение узла внутри кондуктора (1) таким образом, что узел и кондуктор поддерживаются буровой колонной, а средства (10) для нагнетания струй текучей среды находятся в нижнем конце кондуктора (1), в) расположение нижнего конца кондукторной трубы (1) на земле (2), в которую она должна быть забита, г) приведение в действие ударного инструмента (5) для нанесения ударов по наковальне (8) и забивания кондукторной трубы (1) в землю (2) и д) одновременно или вслед затем, нагнетание струй текучей среды в нижнюю часть кондукторной трубы (1) так, чтобы она протекала вверх, унося с собой частицы (12), попавшие в кондукторную трубу (1), которые выводятся через верхнюю часть кондукторной трубы (1).
Description
Изобретение относится к установке для забивания обсадной трубы, свайного основания или кондукторной трубы, а также соответствующему способу. В частности, изобретение относится к установке и способу для забивания кондукторных труб, которые при добыче углеводородов обычно устанавливаются в процессе сооружения нефтяных и газовых скважин, особенно морских скважин.
В промышленности по добыче углеводородов буровые скважины обычно обсаживаются рядом концентрических труб для укрепления выбуренного отверстия и снижения риска разрушения породы при бурении с утяжеленным буровым раствором. Верхняя часть обсадной трубы обычно называется кондукторной трубой или кондуктором или, иногда, направляющей обсадной колонной. Этот кондуктор, по существу, является основанием скважины и в течение срока эксплуатации скважины выполняет различные функции.
Основными функциями кондуктора являются:
1) стабилизировать и защищать приповерхностные осадочные отложения при проходке верхнего интервала скважины, предотвращая обрушение выбуренного отверстия скважины и разрушения породы давлением бурового раствора;
2) временно удерживать вес следующей секции обсадной колонны, обычно называемой устьевой колонной обсадной трубы;
3) вместе с зацементированной наружной обсадной трубой оказывать сопротивление временным осевым растягивающим нагрузкам, срезающим нагрузкам и изгибающим моментам, создаваемым наклонным трубопроводом через устройство предотвращения выбросов (ВОР), при бурении остальных частей скважины;
4) вместе с устьевой колонной обсадной трубы оказывать противодействие продолжительным эксплуатационным нагрузкам, создаваемым устьевым оборудованием скважины, эксплуатационными райзерами и другим технологическим оборудованием.
На суше или на мелководье кондуктор может быть забит в землю с использованием технологии установки свай. Однако при забивании кондуктора сквозь относительно толстый или глубокий слой песка возникают трудности. Установка кондуктора на больших глубинах представляет дополнительные трудности. В одном из предложенных способов использовалось забивание нижнего конца кондуктора. В этом случае, обсадная труба забивается в почву ударами молота, воздействующего на донный, нижний конец сваи, в отличие от ударов молотом по верхнему концу сваи. В одном из примеров наконечник специальной конструкции содержит наковальню и конический проникающий наконечник. Гидравлический молот, установленный внутри обсадной трубы, ударяет по наковальне и вбивает конический наконечник в почву. Обсадная труба соединена с наконечником не жестко, а через амортизирующий удары элемент, который втягивает обсадную трубу в почву вслед за наконечником. Этот способ не получил широкого распространения при работах на больших глубинах, поскольку не обеспечивал возможности глубокого проникновения.
Установка кондукторов на большой глубине обычно включает формирование бурением большого отверстия с последующим цементированием кондуктора либо размыванием гидромонитором, процедура, аналогичная гидравлическому бурению в геотехнической разведке. Несмотря на то, что при работе на мелководье бурение и цементирование применяются широко, грунт на больших глубинах может быть сравнительно слабым. В результате, существует тенденция заполнения выбуренного отверстия оползающим сбоку грунтом не только при выходе бурового шлама, но и при извлечении буровой колонны перед введением обсадной трубы. Поэтому при работах на глубине более часто используется размывание гидромонитором. Размывание гидромонитором часто бывает предпочтительным, потому что оказывается более быстрым и, при надлежащем выполнении, более надежным, чем бурение и цементирование в осадочных отложениях с нормальной плотной глиной. Однако при нарушениях в планировании и осуществлении размывание гидромонитором может привести к чрезмерным задержкам и даже ликвидации скважины. Одной из самых больших опасностей является чрезмерное ослабление и увлажнение грунта, результатом чего являются низкая осевая грузоподъемность кондуктора и его чрезмерная осадка, когда на него устанавливается устьевая колонна обсадной трубы.
В обычном способе размывания гидромонитором буровая труба проходит внутри всей длины кондуктора и прикреплена к кондуктору спускным приспособлением для бурения. Секция буровой трубы внутри кондуктора, в целом, называемая забойным блоком, обычно может содержать буровое долото, установленное вблизи нижнего конца кондуктора, забойный турбинный двигатель, измерительные датчики направления бурения и последовательность утяжеленных бурильных труб с проставками. Этот узел опускается на дно, и кондуктор опускается в размыв, создаваемый морской водой и вязким буровым раствором, нагнетаемым сквозь буровое долото. Текучая среда под давлением разъедает грунт внутри кондуктора и забойного блока. Уменьшающееся в результате сопротивление грунта позволяет гидромониторному узлу проникать в морское дно под действием суммарного веса кондуктора и забойного блока. Если этого веса оказывается недостаточно для преодоления сопротивления трения, кондуктор можно поднимать и опускать (возвратно-поступательно) на несколько метров и заново формовать поверхность пробуренного отверстия.
Поскольку наружная поверхность кондуктора имеет непосредственный контакт с окружающим
- 1 012199 грунтом по всей длине установки, при гидромониторном бурении может не возникать необходимости в цементировании. Крепление кондуктора основано на осыпании окружающего грунта снаружи кондуктора, которым удерживается вес кондуктора и, затем, обсадных труб. Зачастую размывание гидромонитором оказывается возможным только на сравнительно малых глубинах, обычно до 80 м ниже границы ила, поскольку далее уже может и не происходить оползание грунта вокруг кондуктора для создания ему достаточной поддержки либо этот процесс займет неприемлемо длительное время. Другая возможная проблема известных технологий размывания гидромонитором состоит в том, что, если не произойдет достаточного уплотнения грунта вокруг кондуктора, грунт не создаст требуемой изоляции пласта. Это может оказаться важным, когда при небольшой глубине залегания пласта он разогревается при дальнейшем бурении либо продукция или гидрат газифицируется и поднимется сквозь ослабленный грунт вокруг кондуктора к морскому дну, еще более ослабляя грунт и снижая его несущую способность.
В настоящем изобретении устраняются или по меньшей мере ослабляются проблемы известных технологий забивания обсадной трубы с открытым концом, свай или кондукторной трубы. Несмотря на то, что изобретение эффективно при установке кондукторной трубы, и в особенности при установке кондукторной трубы на больших глубинах, оно также может быть использовано для забивки трубчатых элементов в землю, и использованные в настоящем описании термины кондуктор и кондукторная труба предполагают охват подобных, более широких применений.
Можно также ожидать, что в результате использования предлагаемых в настоящем изобретении способа и установки по сравнению с обычным способом бурения и цементирования колонны труб будет достигнута экономия времени и затрат.
Согласно первой особенности настоящего изобретения установка для забивания кондуктора в землю содержит в сочетании:
а) кондукторную трубу, пригодную для забивания в землю,
б) буровую колонну,
в) средства для нагнетания текучей среды сквозь буровую колонну,
г) средства для закрепления кондукторной трубы на буровой колонне,
д) ударный инструмент возвратно-поступательного действия, приспособленный для крепления на буровой колонне внутри кондукторной трубы,
е) средства для возвратно-поступательного перемещения ударного инструмента возвратно-поступательного действия, использующие текучую среду, нагнетаемую сквозь буровую колонну,
ж) наковальня для передачи энергии удара ударного инструмента возвратно-поступательного действия кондукторной трубе и
з) средства для нагнетания струй текучей среды в нижнюю часть кондукторной трубы.
В качестве средств для нагнетания текучей среды (флюида) сквозь буровую колонну удобно использовать насосы для бурового раствора, например те, что обычно применяются на буровых установках для осуществления циркуляции буровых растворов сквозь буровую колонну и обратно через затрубное пространство между буровой колонной и отверстием скважины либо в обратном направлении. Использование обычной буровой колонны и насосов для бурового раствора в настоящем изобретении упрощает работу и сводит к минимуму нарушения в работе буровой установки.
В качестве возвратно-поступательного ударного инструмента может использоваться гидравлический молот, аналогичный применяемому для забивания свай или бурения скальной породы. Молот, пригодный для использования на относительно большой глубине, должен развивать энергию удара примерно от 100 до 250 кДж. Для меньших глубин подходят менее мощные молоты, например молот с энергией удара примерно от 10 до 100 кДж. Средства для возвратно-поступательного перемещения такого ударного инструмента приводятся в действие текучей средой, нагнетаемой сквозь буровую колонну. Использование текучей среды, нагнетаемой сквозь буровую колонну, избавляет от необходимости иметь специальную гидравлическую систему для приведения в действие молота.
Ударный инструмент бьет по наковальне, которая позволяет передать энергию удара этого инструмента кондукторной трубе. Соответственно, у кондукторной трубы имеется внутренний выступ, с которым входит в зацепление наковальня.
Известны соответствующие средства для закрепления кондукторной трубы на буровой колонне и средства для закрепления ударного инструмента возвратно-поступательного действия. Кондукторная труба и/или ударный инструмент могут быть прямо или через посредство вспомогательных приспособлений закреплены на буровой колонне.
В предпочтительном варианте осуществления установка дополнительно содержит амортизирующие средства для уменьшения передачи ударных воздействий между кондукторной трубой и буровой колонной. Например, амортизатор может быть включен в буровую колонну над средствами крепления кондукторной трубы к буровой колонне. При этом силы, возникающие при работе ударного инструмента, не в полной мере передаются на всю буровую колонну.
Средства для нагнетания текучей среды в нижние отделы кондукторной трубы включают трубчатый элемент, сообщающийся либо одновременно с буровой колонной и ударным инструментом возвратно-поступательного действия, либо с одним из них, при этом трубчатый элемент имеет отверстия, сквозь
- 2 012199 которые текучая среда относительно высокого давления может поступать в нижнюю часть кондукторной трубы. В предпочтительном варианте осуществления средства для нагнетания текучей среды располагаются таким образом, чтобы струи гидромонитора были направлены, в основном, внутри кондуктора. При этом, например, струи могут быть направлены радиально, к внутренней стенке кондукторной трубы или, лучше, направлены приблизительно перпендикулярно к внутренней стенке кондуктора, например под углом 20° вверх или вниз от горизонтальной плоскости. В предпочтительном варианте осуществления струи направлены под углом 15° вниз от горизонтальной плоскости.
Могут быть также дополнительно использованы средства для разрушения грунта, ослабленного струями текучей среды, например по меньшей мере одна вращающаяся лопасть. В предпочтительном варианте средства для разрушения грунта расположены вблизи средств нагнетания текучей среды в нижней части кондукторной трубы. Например, хвостовик гидромонитора может иметь по меньшей мере одну вращающуюся лопасть, которая может разрушать грунт, ослабленный струями текучей среды. Этим упрощается удаление грунта. Вращающиеся лопасти для приведения их во вращение могут оснащаться отдельными силовыми устройствами, например электрическим или гидравлическим двигателем. В предпочтительном варианте вращающиеся лопасти приводятся во вращение текучей средой, протекающей по буровой колонне.
Хотя использование струй текучей среды является основным способом удаления грунта из внутренней части кондукторной трубы, он может быть дополнен использованием другого бурильного устройства. Например, обычное вращающееся буровое долото, приводимое во вращение забойным двигателем, может быть использовано для бурения грунта в помощь струям текучей среды.
Согласно второй особенности изобретения способ забивания кондукторной трубы в землю включает:
а) сборку на нижнем конце буровой колонны узла из: (ί) средств для крепления кондукторной трубы на буровой колонне, (ίί) ударного инструмента возвратно-поступательного действия, (ίίί) средств для возвратно-поступательного перемещения ударного инструмента возвратно-поступательного действия с использованием текучей среды, нагнетаемой сквозь буровую колонну, (ίν) наковальни, обеспечивающей передачу энергии удара ударного инструмента возвратно-поступательного действия кондукторной трубе, и (ν) средств для нагнетания струй текучей среды;
б) размещение узла внутри кондуктора таким образом, что узел и кондуктор поддерживаются буровой колонной, а средства для нагнетания струй текучей среды находятся в нижнем конце кондуктора;
в) расположение нижнего конца кондукторной трубы на земле, в которую она должна быть забита;
г) приведение в действие ударного инструмента возвратно-поступательного действия для нанесения ударов по наковальне и забивания кондукторной трубы в землю;
д) одновременно или вслед затем нагнетание струй текучей среды в нижнюю часть кондукторной трубы так, чтобы она протекала вверх, унося с собой частицы, попавшие в кондукторную трубу, причем текучая среда и частицы удаляются через верхнюю часть кондукторной трубы.
Согласно третьей особенности настоящего изобретения предлагается скважинное устройство для использования в настоящем изобретении, содержащее прикрепленные к нижнему концу буровой колонны: (ί) средства для крепления кондукторной трубы на буровой колонне, (ίί) ударный инструмент возвратно-поступательного действия, (ίίί) средства для возвратно-поступательного перемещения этого ударного инструмента с использованием текучей среды, нагнетаемой сквозь буровую колонну, (ίν) наковальню, обеспечивающую передачу энергии удара ударного инструмента кондукторной трубе, и (ν) средства для нагнетания струй текучей среды.
Далее настоящее изобретение будет описано на примере со ссылкой на приложенную фигуру, представляющую схематическое изображение сечения предлагаемой в настоящем изобретении установки.
На фигуре показана кондукторная труба (1) с открытым концом, частично забитая в морское дно (2). Кондукторная труба (1) закреплена на буровой колонне (3) средствами для закрепления кондукторной трубы на буровой колонне, в частности посредством монтажного элемента (4). Нижний конец (14) кондукторной трубы (1) имеет скошенную кромку для облегчения проникновения кондукторной трубы (1) в грунт. Ударный инструмент (5) возвратно-поступательного действия также закреплен на буровой колонне (3) внутри кондукторной трубы (1). Ударный инструмент (5) содержит ударный элемент (6) с гидравлическим приводом, который может перемещаться внутри корпуса (7).
Текучая среда нагнетается вниз по буровой колонне (3) посредством насосов для бурового раствора (не показаны), расположенными на буровой установке (не показана), для приведения в действие ударного инструмента (5). Текучая среда поднимает ударный элемент (6), после чего он падает либо только под действием одной силы тяжести, либо также и под действием нагнетаемой текучей среды. В качестве текучей среды удобно использовать буровой раствор и/или морскую воду. Подходящие механизмы для приведения в действия ударного инструмента возвратно-поступательного действия и управления им будут очевидны для специалиста и могут, например, быть аналогичны известным гидравлическим молотам для бурения скальных пород. Кроме того, нагнетаемые текучие среды могут быть дополнительно использованы для приведения в действие забойных турбинных двигателей, которые могут использоваться в качестве механического привода ударного элемента (6).
- 3 012199
Корпус (7) ударного инструмента (5) расположен на наковальне (8), которая, в свою очередь, лежит на внутреннем выступе (9) внутри кондукторной трубы (1). Когда падает ударный элемент (6) ударного инструмента (5), он ударяет в дно корпуса (7), передавая энергию удара ударного инструмента (5) кондукторной трубе (1) через посредство наковальни (8) и выступа (9). Наковальня (8) может быть отделена от корпуса (7) либо интегрирована с ним. Наковальня (8) может быть прикреплена к кондукторной трубе (1).
Ниже наковальни (8) находятся средства для нагнетания струй текучей среды в нижнюю часть кондукторной трубы, в частности хвостовик (10) для гидромониторного бурения, сообщающийся с буровой колонной (3) и/или корпусом (7) ударного инструмента (5) возвратно-поступательного действия. Хвостовик (10) для гидромониторного бурения содержит трубчатый элемент с отверстиями, сквозь которые находящаяся под давлением текучая среда выходит в дно кондукторной трубы (1) в виде струй гидромонитора. Струи текучей среды, выходящие из отверстий 11, разрыхляют грунт, входящий в дно кондукторной трубы (1). Обломки (12) выбуренной породы увлекаются текучей средой и двигаются вверх, сквозь затрубное пространство между буровой колонной и кондукторной трубой (1), и выводятся через верхнюю часть кондукторной трубы (1). В оборудовании, включая монтажный элемент (4) и наковальню (8), имеются отверстия для прохождения сквозь них текучей среды и бурового шлама.
Амортизирующие средства (13) включаются в буровую колонну над монтажным элементом (4). Известны подходящие амортизирующие средства. Амортизирующие средства уменьшают передачу на буровую колонну энергии ударов от ударного инструмента (5) на кондукторной трубе (1).
Текучая среда и находящиеся в ней обломки выбуренной породы могут быть подняты на поверхность и пропущены через сито для отделения твердых частиц от текучей среды. Текучая среда после этого может быть использована повторно.
В альтернативном предпочтительном варианте выполнения в качестве текучей среды может быть использована вода или иная не опасная для окружающей среды текучая среда и текучая среда и связанные с ней обломки выбуренной породы просто могут переливаться через верх кондукторной трубы (1), при этом обломки просто оседают вокруг снаружи кондукторной трубы (1), что способствует уплотнению грунта вокруг нее.
Нижняя часть показанного на фигуре хвостовика (10) для гидромониторного бурения имеет конический конец (15) для улучшения проникновения хвостовика гидромониторного бурения в грунт.
Ударный инструмент (5) и хвостовик (10) для гидромониторного бурения могут использоваться одновременно или последовательно. Может быть, например, удобным забить кондуктор в грунт ударным инструментом (5), остановить возвратно-поступательное движение ударного инструмента (5), после чего использовать хвостовик (10) для разрыхления и удаления грунта, который вошел в дно кондукторной трубы (1), остановить работу гидромонитора и возобновить возвратно-поступательное действие ударного инструмента (5).
Установка в соответствии с настоящим изобретением и способ с ее использованием, очевидно, будут способствовать меньшему повреждению окружающего грунта при погружении кондукторной трубы в морское дно. Стенка кондуктора с открытым концом будет врезаться в морское дно, и, поскольку грунт удаляется из внутреннего пространства кондукторной трубы, сокращается ослабляющее воздействие на окружающий грунт по сравнению с известными способами гидромониторного бурения. Это приведет к тому, что окружающий грунт будет обладать достаточной несущей способностью либо, по меньшей мере, будет существенно сокращено время достижения достаточной плотности окружающего грунта.
Настоящее изобретение также может обеспечить возможность увеличения глубины установки скважинного оборудования. Поскольку грунт из внутреннего пространства кондукторной трубы удаляется, сопротивление забиванию обусловлено только трением о грунт по наружной стенке. Это трение наружной стенки может быть снижено, если сделать стенку более гладкой, например, применением красок или покрытий, снижающих трение. В тех местах, где у кондукторной трубы происходит соединение отдельных секций, то есть кондуктор представляет собой кондукторную колонну, секции удобно соединять соединителями с наружной высадкой концов. Использование на наружной стенке кондуктора соединителей с наружной высадкой концов, или, фактически, наружных высадок, не являющихся соединителями, может дать снижение трения о грунт, что особенно важно в случае твердых подземных пород. Специально сконструированные соединители кондуктора либо иные высаженные концы труб, имеющие подходящий наружный профиль высадки, например плавный профиль, также могут использоваться для сокращения трения грунта о корпус направляющей трубы.
Моделированием было показано, что имеется возможность забивать кондукторную трубу до глубины по меньшей мере 300 м в условиях, типичных для Мексиканского Залива и других нефтеносных районов. При большей глубине можно добиться дальнейшего ослабления проблем, свойственных мелководью, например, в областях течений на мелководье, наличием пластов гидратов и пластов слабого грунта. Более того, даже если требуется большая глубина, например более 300 м, а свойства породы позволяют, установка и способ в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы в многоступенчатом процессе забивки, когда кондукторная труба с меньшим диаметром опускается сквозь установленную кондукторную трубу и вторая труба забивается в землю под первой. Таким образом, как наружная обсадная труба, так и промежуточная обсадная труба могут быть установлены с использованием процес
- 4 012199 са, предложенного в настоящем изобретении, посредством забивания в землю первого наружного кондуктора или кондукторной колонны с последующей установкой второго кондуктора или кондукторной колонны сквозь первый кондуктор или кондукторную колонну. Кондукторная труба может содержать две или более плети трубы, причем каждая следующая плеть имеет диаметр меньше, чем у предыдущей, благодаря чему она может быть пропущена сквозь предыдущую трубу к точке установки. Плети трубы могут иметь одинаковую или различную толщину стенки.
Большая несущая способность кондукторной трубы, которая может быть достигнута при использовании устройства и способа, предложенных в настоящем изобретении, позволяет отказаться от втулки кондуктора на некоторых глубоководных скважинах. Этим можно достичь значительного снижения затрат.
Claims (14)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Установка для забивания в землю кондукторной трубы с открытым концом, включающая в себя кондукторную трубу (1) с открытым концом, пригодную для забивания в землю (2), буровую колонну (3), средства для нагнетания текучей среды сквозь буровую колонну, средства (4) для закрепления кондукторной трубы на буровой колонне, ударный инструмент (5) возвратно-поступательного действия, приспособленный для крепления на буровой колонне (3) внутри кондукторной трубы (1), средства для возвратно-поступательного перемещения указанного ударного инструмента, использующие текучую среду, нагнетаемую сквозь буровую колонну (3), наковальню (8) для передачи ударной силы ударного инструмента (5) к кондукторной трубе и средства (10) для нагнетания струй текучей среды в нижнюю часть кондукторной трубы (1).
- 2. Установка по п.1, дополнительно содержащая амортизирующие средства (13) для снижения энергии ударов, передаваемых между кондукторной трубой (1) и буровой колонной (3).
- 3. Установка по п.1 или 2, в которой кондукторная труба (1) имеет внутренний выступ (9), входящий в зацепление с наковальней (8).
- 4. Установка по любому из пп.1-3, в которой средства (10) для нагнетания струй текучей среды в нижнюю часть кондукторной трубы включают трубчатый элемент, сообщающийся либо одновременно с буровой колонной (3) и ударным инструментом (5), либо с одним из них, и имеющий отверстия (11), сквозь которые текучая среда относительно высокого давления может поступать в нижнюю часть кондукторной трубы (1).
- 5. Установка по любому из пп.1-4, содержащая средства для разрушения грунта, ослабленного средствами (10) для нагнетания струй текучей среды.
- 6. Установка по п.5, в которой средства для разрушения грунта содержат по меньшей мере одну вращающуюся лопасть, приводимую в движение текучей средой, нагнетаемой сквозь буровую колонну (3).
- 7. Установка по любому из пп.1-6, в которой кондукторная труба (1) имеет наружные высаженные концы.
- 8. Установка по любому из пп.1-7, в которой кондукторная труба содержит две или более плетей труб, причем каждая следующая плеть имеет диаметр меньше, чем у предыдущей трубы.
- 9. Установка по п.8, в которой кондукторные трубы имеют разную толщину стенки.
- 10. Способ забивания в землю кондукторной трубы с открытым концом, при выполнении которого осуществляют сборку на нижнем конце буровой колонны (3) узла из: 1) средств для крепления кондукторной трубы (1) с открытым концом на буровой колонне (3), ίί) ударного инструмента (5) возвратнопоступательного действия, ϊϊΐ) средств для возвратно-поступательного перемещения указанного ударного инструмента (5) с использованием текучей среды, нагнетаемой сквозь буровую колонну (3), ίν) наковальни (8), обеспечивающей передачу энергии удара ударного инструмента (5) кондукторной трубе (1), и ν) средств (10) для нагнетания струй текучей среды, размещают указанный узел внутри кондукторной трубы (1) таким образом, что узел и кондукторная труба (1) поддерживаются буровой колонной, а средства (10) для нагнетания струй текучей среды находятся в нижнем конце кондукторной трубы (1), располагают нижний конец кондукторной трубы (1) на земле (2), в которую она должна быть забита, приводят в действие ударный инструмент (5) для нанесения ударов по наковальне (8) и забивания кондукторной трубы (1) в землю (2), одновременно или вслед затем осуществляют нагнетание струй текучей среды в нижнюю часть кондукторной трубы (1) так, чтобы она протекала вверх, унося с собой частицы (12), попавшие в кондукторную трубу (1), и при этом текучая среда и частицы удаляются через верхнюю часть кондукторной трубы (1).
- 11. Способ по п.10, в котором поток с частицами (12), удаляемый через верхнюю часть кондукторной трубы (1), сливают через ее край и осаждают частицы снаружи вокруг кондукторной трубы (1).- 5 012199
- 12. Способ по п.10 или 11, в котором сначала забивают в землю первую наружную кондукторную трубу, после чего опускают сквозь нее вторую кондукторную трубу меньшего диаметра и забивают вторую трубу в землю ниже первой кондукторной трубой.
- 13. Скважинное устройство для забивания в землю кондукторной трубы с открытым концом, содержащее прикрепляемые к нижнему концу буровой колонны (3) ί) средства (4) для крепления кондукторной трубы с открытым концом на буровой колонне, й) ударный инструмент (5) возвратнопоступательного действия, ш) средства для возвратно-поступательного перемещения указанного ударного инструмента с использованием текучей среды, нагнетаемой сквозь буровую колонну, ίν) наковальню (8), обеспечивающую передачу энергии удара ударного инструмента (5) кондукторной трубе (1), и ν) средства (10) для нагнетания струй текучей среды.
- 14. Устройство по п.13, дополнительно содержащее средства для разрушения грунта, ослабленного средствами (10) для нагнетания струй текучей среды, имеюшее по меньшей мере одну вращающуюся лопасть.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB0510670.3A GB0510670D0 (en) | 2005-05-25 | 2005-05-25 | Apparatus and method for driving casing or conductor pipe |
| PCT/GB2006/001692 WO2006125948A1 (en) | 2005-05-25 | 2006-05-09 | Apparatus and method for driving casing or conductor pipe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200702420A1 EA200702420A1 (ru) | 2008-06-30 |
| EA012199B1 true EA012199B1 (ru) | 2009-08-28 |
Family
ID=34834628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200702420A EA012199B1 (ru) | 2005-05-25 | 2006-05-09 | Установка и способ забивания обсадной или кондукторной трубы |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7775304B2 (ru) |
| EP (1) | EP1885989A1 (ru) |
| CN (1) | CN101228334A (ru) |
| AU (1) | AU2006251059A1 (ru) |
| BR (1) | BRPI0611197A2 (ru) |
| CA (1) | CA2609227A1 (ru) |
| EA (1) | EA012199B1 (ru) |
| GB (1) | GB0510670D0 (ru) |
| MX (1) | MX2007014765A (ru) |
| NO (1) | NO20076591L (ru) |
| WO (1) | WO2006125948A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA200710110B (ru) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101382044B (zh) * | 2008-10-30 | 2013-10-23 | 依科瑞德（北京）能源科技有限公司 | 一种筒式合金钻头 |
| US20110020069A1 (en) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Tod Richman | Self-Driving Pylon |
| CN101942982B (zh) * | 2010-09-01 | 2011-09-07 | 中国石油天然气集团公司 | 海洋深水钻井喷射下导管直钻表层装置 |
| CN202337983U (zh) * | 2011-06-17 | 2012-07-18 | 北京荣创科宏岩土工程有限公司 | 喷射器、钻头组合结构及组合钻具 |
| US9291019B2 (en) * | 2011-12-20 | 2016-03-22 | Exxonmobil Upstream Research Company | Systems and methods to inhibit packoff formation during drilling assembly removal from a wellbore |
| US20240044218A1 (en) * | 2012-05-14 | 2024-02-08 | Dril-Quip, Inc. | Control/Monitoring of Initial Construction of Subsea Wells |
| US8684629B2 (en) | 2012-07-10 | 2014-04-01 | Kyle D. Asplund | Sea floor anchoring apparatus |
| CN103452475B (zh) * | 2013-09-17 | 2015-05-20 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种煤矿井下松软破碎地层套管护孔成孔方法 |
| WO2015175703A1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | Cauchy Charles J | Direct insertion ground loop heat exchanger |
| CN105386724B (zh) * | 2014-09-03 | 2017-12-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于导管喷射下入水力参数优化设计的方法 |
| NL2014578B1 (en) * | 2015-04-02 | 2017-01-11 | Ihc Holland Ie Bv | A pile driving assembly and a follower. |
| CN105041215B (zh) * | 2015-06-29 | 2016-12-14 | 中国石油大学(华东) | 一种基于凸轮机构的深水钻井导管送入工具 |
| CN105041248B (zh) * | 2015-09-30 | 2017-04-05 | 中国石油大学(华东) | 一种深水钻井表层导管送入工具 |
| FI20165116L (fi) * | 2016-02-17 | 2017-08-18 | Geonex Oy | Poralaitteisto |
| CN109538122B (zh) * | 2018-12-29 | 2024-05-24 | 中国石油大学(北京) | 深水下导管装置及系统 |
| CN110359843B (zh) * | 2019-08-09 | 2024-04-30 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种适合于深水天然气水合物开采的吸力锚式表层建井装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3376922A (en) * | 1966-06-08 | 1968-04-09 | Mobil Oil Corp | Jet string and weight can assembly |
| US4702325A (en) * | 1984-10-04 | 1987-10-27 | James Hipp | Apparatus and method for driving casing or conductor pipe |
| DE4217293A1 (de) * | 1991-05-24 | 1992-11-26 | Kipp Jens Werner | Vorrichtung zum grabenlosen verlegen von kanalrohren |
| GB2358036A (en) * | 2000-01-07 | 2001-07-11 | Billy James Roberts | Assembly and installation of a drive pipe to an offshore drilling site |
| WO2004001180A1 (fr) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | Saipem S.A. | Conduite de guidage telescopique de forage en mer |
| WO2004051004A2 (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-17 | Bj Services Company | Method and apparatus for sub-sea pile-driving |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3151687A (en) * | 1959-05-25 | 1964-10-06 | Nippon Sharyo Seizo Kk | Driving head with plural impact motors |
| GB1429312A (en) | 1972-06-22 | 1976-03-24 | Hollandsche Betongroep Nv | Pile driving apparatus and method |
| US4474243A (en) * | 1982-03-26 | 1984-10-02 | Exxon Production Research Co. | Method and apparatus for running and cementing pipe |
-
2005
- 2005-05-25 GB GBGB0510670.3A patent/GB0510670D0/en not_active Ceased
-
2006
- 2006-05-09 CA CA002609227A patent/CA2609227A1/en not_active Abandoned
- 2006-05-09 MX MX2007014765A patent/MX2007014765A/es not_active Application Discontinuation
- 2006-05-09 EA EA200702420A patent/EA012199B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-05-09 AU AU2006251059A patent/AU2006251059A1/en not_active Abandoned
- 2006-05-09 EP EP06743882A patent/EP1885989A1/en not_active Withdrawn
- 2006-05-09 CN CNA2006800266422A patent/CN101228334A/zh active Pending
- 2006-05-09 WO PCT/GB2006/001692 patent/WO2006125948A1/en active Application Filing
- 2006-05-09 US US11/920,871 patent/US7775304B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-05-09 BR BRPI0611197-1A patent/BRPI0611197A2/pt not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-11-22 ZA ZA200710110A patent/ZA200710110B/xx unknown
- 2007-12-20 NO NO20076591A patent/NO20076591L/no not_active Application Discontinuation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3376922A (en) * | 1966-06-08 | 1968-04-09 | Mobil Oil Corp | Jet string and weight can assembly |
| US4702325A (en) * | 1984-10-04 | 1987-10-27 | James Hipp | Apparatus and method for driving casing or conductor pipe |
| DE4217293A1 (de) * | 1991-05-24 | 1992-11-26 | Kipp Jens Werner | Vorrichtung zum grabenlosen verlegen von kanalrohren |
| GB2358036A (en) * | 2000-01-07 | 2001-07-11 | Billy James Roberts | Assembly and installation of a drive pipe to an offshore drilling site |
| WO2004001180A1 (fr) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | Saipem S.A. | Conduite de guidage telescopique de forage en mer |
| WO2004051004A2 (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-17 | Bj Services Company | Method and apparatus for sub-sea pile-driving |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7775304B2 (en) | 2010-08-17 |
| NO20076591L (no) | 2007-12-20 |
| GB0510670D0 (en) | 2005-06-29 |
| CN101228334A (zh) | 2008-07-23 |
| WO2006125948A1 (en) | 2006-11-30 |
| BRPI0611197A2 (pt) | 2010-08-24 |
| MX2007014765A (es) | 2008-02-14 |
| ZA200710110B (en) | 2008-09-25 |
| CA2609227A1 (en) | 2006-11-30 |
| AU2006251059A1 (en) | 2006-11-30 |
| EA200702420A1 (ru) | 2008-06-30 |
| EP1885989A1 (en) | 2008-02-13 |
| US20090078466A1 (en) | 2009-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA012199B1 (ru) | Установка и способ забивания обсадной или кондукторной трубы | |
| US5082069A (en) | Combination drivepipe/casing and installation method for offshore well | |
| US7934563B2 (en) | Inverted drainholes and the method for producing from inverted drainholes | |
| EP2501893B1 (en) | Tubular retrieval | |
| US4616719A (en) | Casing lateral wells | |
| WO2018064171A1 (en) | Through tubing p&a with two-material plugs | |
| US6626248B1 (en) | Assembly and method for jarring a drilling drive pipe into undersea formation | |
| WO2017043977A1 (en) | A plugging tool, and method of plugging a well | |
| JP2007527493A (ja) | 地熱交換器の構成方法 | |
| CA2553236A1 (en) | Downhole drilling of a lateral hole | |
| CA2493378A1 (en) | Wellbore plug system and method | |
| Patel et al. | A review on casing while drilling technology for oil and gas production with well control model and economical analysis | |
| RU2393320C1 (ru) | Способ строительства скважины малого диаметра | |
| EA005478B1 (ru) | Оборудование для бурения пласта с низким пластовым давлением | |
| KR200294253Y1 (ko) | 굴착용 해머비트 타격장치 | |
| RU2410514C1 (ru) | Способ строительства скважины | |
| US20060207770A1 (en) | Methods and apparatus for placement of well equipment | |
| RU2542070C1 (ru) | Способ эксплуатации двухзабойной скважины | |
| US3373806A (en) | Apparatus and method for drilling wells | |
| RU2320843C1 (ru) | Способ строительства скважин с отдаленным забоем | |
| Cruse | A review of water well drilling methods | |
| US11591856B2 (en) | Drillable centering guides used to drill a large diameter water well | |
| RU2439273C1 (ru) | Способ строительства куста скважин | |
| US20010027878A1 (en) | Assembly and floatation method for drilling drivepipe and jarring system | |
| US20210324695A1 (en) | Multi-function mandrel system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ RU |