RU200806U1 - Устройство для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин - Google Patents
Устройство для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин Download PDFInfo
- Publication number
- RU200806U1 RU200806U1 RU2020127152U RU2020127152U RU200806U1 RU 200806 U1 RU200806 U1 RU 200806U1 RU 2020127152 U RU2020127152 U RU 2020127152U RU 2020127152 U RU2020127152 U RU 2020127152U RU 200806 U1 RU200806 U1 RU 200806U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- drilling
- motor
- magnetic
- spindle
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000009491 slugging Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001315 Tool steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
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
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/02—Fluid rotary type drives
-
- 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
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области бурения, в частности к устройствам бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин. Бурильное устройство содержит буровое долото, соединенное с валом шпиндельной секции забойного двигателя; забойный двигатель, содержащий шпиндельную секцию, вал которой соединен с буровым долотом; регулятор угла перекоса или косой переводник, соединяющий шпиндельную и двигательную секции; карданный вал, передающий вращение от винтового героторного механизма на вал шпиндельной секции; двигательную секцию, содержащую верхнее ловильное устройство, винтовой героторный механизм, содержащий статор с обкладкой из эластомера и ротор; обратный клапан; переливной клапан; немагнитную буровую трубу, соединенную с забойным двигателем, с размещенным в ней магнитным датчиком инклинометрического зонда, причем регулятор угла перекоса или косой переводник, карданный вал, корпус статора, ротор, ловильное устройство, обратный клапан, переливной клапан выполнены из немагнитного материала. Обеспечивается снижение помех на магнитный зонд телесистемы, повышается точность бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин. 4 ил.
Description
Полезная модель относится к устройствам для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин с использованием геоизмерительных телесистем.
При бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин необходима высокая точность проводки стволов для обеспечения попадания в заданные коридоры между различными пластами и исключения возможного прорыва газа из газовой шапки или чрезмерного приближения к границе водоносного горизонта.
Для отслеживания траектории скважины в процессе бурения в компоновке низа буровой колонны применяются различные геоизмерительные телесистемы, например телесистема LWD-650 компании «Halliburton», размещаемые выше переливного и (или) обратного клапанов и гидравлического забойного двигателя. Для обеспечения корректной работы датчиков и магнитных зондов телесистемы, а особенно инклинометрических, их размещают в немагнитных переводниках или немагнитных буровых трубах.
На точность измерения инклинометрических зондов влияет присутствие намагничиваемых металлических элементов забойного двигателя и дополнительных устройств, общая длина которых, в зависимости от габарита двигателя и необходимой мощности, составляет порядка 7-11 метров, поэтому данный зонд (точка замера) в компоновке телесистемы отдаляют (до 12-18 м) от забойного двигателя и долота. Отдаление инклинометрического зонда от долота ухудшает точность прогнозирования азимутального и зенитного углов бурового инструмента, что затрудняет удержание ствола при проходке скважины в пределах проектных вертикальных коридоров (±1 м), особенно с волнообразной пространственной траекторией проходки через пласты с высоким водоносным насыщением.
Известны гидравлические устройства, входящие в компоновку низа буровой колонны, такие как переливной клапан (RU 168809 U1, опубл. 21.02.2017) или клапан обратной промывки переливной (RU 155797 U1, опубл. 20.10.2015), обратный клапан бурильной колонны (RU 129142 U1, опубл. 20.06.2013) или обратный клапан для предотвращения зашламовывания забойных устройств (RU 178337 U1, опубл. 30.03.2018), обеспечивающие безаварийную работу забойного двигателя при спуско-подъемных операциях и исключают его зашламовывание. Известен гидравлический забойный двигатель (RU 2586124 С1, опубл. 10.06.2016), содержащий двигательную секцию, включающую в себя верхнее ловильное устройство и винтовой героторный механизм, вращение которого осуществляется насосной подачей текучей среды; регулятор угла перекоса или косой переводник, соединяющего двигательную секцию со шпинделем; карданный вал, проходящий через регулятор угла перекоса или косой переводник и передающий вращение от винтового героторного механизма на вал шпиндельной секции; шпиндельную секцию, вал которой соединен с долотом.
Общим недостатком приведенных устройств является создание существенных помех магнитным зондам геоизмерительных телесистем из-за наличия в них намагничиваемых металлических узлов и элементов. Известны конструкции забойных двигателей, в которых отдельные элементы конструкции выполнены из немагнитных материалов. Так в винтовой гидромашине (RU 2471076 С2, опубл. 27.12.2012) статор является твердым металлическим, сплавным, керамическим или композитным материалом; в забойном двигателе (RU 2566512 С2, опубл. 27.10.2015) труба статора и шпиндель содержит материал, выбранный из группы: железа, стали, инструментальной стали, углеродистой стали, вольфрамовой стали, латуни и меди; в буровом долоте для бурильного устройства (RU 2644975 С2, опубл. 15.02.2018) на валу шпиндельной секции установлен датчик-магнитомер, а шпиндель и его хвостовик выполнены из немагнитного материала.
Недостатком приведенных конструкций является частичная замена материала забойного двигателя на немагнитный материал, что не решает в полной мере задачу по снижению влияния металлических элементов двигателя на точность измерения магнитных зондов телеметрической системы.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание бурового устройства для наклонно-направленного и горизонтального бурения с пониженным уровнем помех, оказываемых на работу магнитного зонда телесистемы.
Технический результат - повышение точности измерений магнитными зондами телеметрической системы при определении пространственного положения бурового инструмента за счет снижения помех от элементов бурового устройства, и как следствие, повышение точности бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин. Технический результат достигается путем замены материала, из которого выполнены забойный двигатель и дополнительные устройства, на немагнитный.
Предприятием проведены исследовательские работы по подбору материала, удовлетворяющего поставленной задаче, в результате которых, в качестве конструкционного материала была выбрана немагнитная аустенитная Mn-Cr сталь марки Р550, имеющая высокие физико-механические свойства, обеспечивающие надежную работу высоконагруженных элементов двигателя в тяжелых условиях бурения и имеющая, в отличие от обычных конструкционных сталей, (например, стали SAE 1045, μ=1000) более низкую относительную магнитную проницаемость (μ=1,005).
Из предложенной стали была изготовлена опытная партия двигателей диаметром 76 и 106 мм с двигательной секцией и ловильным устройством. Двигатели успешно прошли стендовые испытания, после чего при проведении промысловых испытаний на месторождениях Урало-Поволжья и Республики Коми были подтверждены повышение точности бурения наклонно-направленных и горизонтальных проходок с использованием имеющихся у буровых компаний систем телеметрии, а также показатели ресурса работы и надежности высоконагруженных узлов забойного двигателя, показавшие целесообразность использования выбранной марки стали для изготовления забойного двигателя и дополнительных устройств.
Сущность изобретения поясняется рисунками.
Фиг. 1 - Устройство для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин содержит буровое долото 1; забойный двигатель 2, включающий в себя шпиндельную секцию 9 вал 8 которой соединен с долотом 1, регулятор угла перекоса или косой переводник 11 с карданным валом 10, двигательную секцию 12, включающую в себя винтовой героторный механизм и верхнее ловильное устройство 13; обратный клапан 3; переливной клапан 4; немагнитную буровую трубу 5 с размещенным в ней магнитным датчиком инклинометрического зонда 6. Поток бурового раствора 7 показан стрелками.
Фиг. 2 - Переливной клапан содержит корпус 4 с отверстиями в стенке 14; поршневую втулку 15 с отверстиями в стенке 16; пружину 17.
Фиг. 3 - Обратный клапан содержит корпус 3; поршень 18; пружину 19.
Фиг. 4 - Гидравлический забойный двигатель содержит шпиндельную секцию 9 с валом 8; карданный вал 10; регулятор угла перекоса или косой переводник 11, двигательную секцию 12, представляющую собой статор винтового героторного механизма с эластомером 22 и ротор 23; верхнее ловильное устройство 13, включающее вал 20 и гайку 21.
Работа устройства.
Перед спуском буровой колонны, в зависимости от выполняемой операции, с помощью регулятора угла перекоса 11 на забойном двигателе 2 устанавливается требуемое искривление оси шпиндельной секции 9 и долота 1 относительно оси двигательной секции 12, 13, клапанов 3, 4 и колонны буровых труб 5.
При спуско-подъемных операциях буровой колонны переливной 4 и обратный 3 клапаны обеспечивают ее безаварийное заполнение или опорожнение, предотвращают возможные выбросы газа или жидкости через бурильные трубы, исключая зашламовывание забойного двигателя 2 и бурового долота 1.
При бурении буровой раствор 7 через буровые трубы 5, переливной 4 и обратный 3 клапаны с избыточным давлением подается на забойный двигатель 2, приводя во вращение ротор 23 винтового героторного механизма и через карданный вал 10 и вал 8 шпиндельной секции 9, долото 1, осуществляя процесс бурения.
В процессе бурения магнитный зонд 6 измеряет положение (направление) бурового инструмента и передает координаты в систему навигации (не показана), на основании которых оператор управляет процессом бурения увеличивая или уменьшая забойным двигателем 2 скорость вращения долота 1, скорость подачи (опускания) колонны бурильных труб 5, при необходимости вращая колонну буровых труб 5 с забойным двигателем 2, клапанами 3, 4 или поворачивая ее на необходимый угол с учетом установленного угла искривления шпиндельной секции 9 и долота 1 относительно оси двигательной секции 12, 13, клапанов 3, 4 и колонны 5 бурильных труб, обеспечивая тем самым необходимый вектор и скорость бурения.
Claims (1)
- Бурильное устройство для наклонно-направленного и горизонтального бурения, содержащее буровое долото, соединенное с валом шпиндельной секции забойного двигателя; забойный двигатель, содержащий шпиндельную секцию, вал которой соединен с буровым долотом; регулятор угла перекоса или косой переводник, соединяющий шпиндельную и двигательную секции; карданный вал, передающий вращение от винтового героторного механизма на вал шпиндельной секции; двигательную секцию, содержащую верхнее ловильное устройство, винтовой героторный механизм, содержащий статор с обкладкой из эластомера и ротор; обратный клапан; переливной клапан; немагнитную буровую трубу, соединенную с забойным двигателем, с размещенным в ней магнитным датчиком инклинометрического зонда, отличающееся тем, что регулятор угла перекоса или косой переводник, карданный вал, корпус статора, ротор, ловильное устройство, обратный клапан, переливной клапан выполнены из немагнитного материала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020127152U RU200806U1 (ru) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Устройство для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020127152U RU200806U1 (ru) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Устройство для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU200806U1 true RU200806U1 (ru) | 2020-11-12 |
Family
ID=73456048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020127152U RU200806U1 (ru) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Устройство для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU200806U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2813646C1 (ru) * | 2023-02-21 | 2024-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Героторный гидравлический двигатель |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU252236A1 (ru) * | Куйбышевский научно исследовательский институт нефт ной | Устройство контроля за направлением скважины в процессе бурения | ||
| SU1280117A1 (ru) * | 1985-04-15 | 1986-12-30 | Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Устройство дл ориентировани бурильного инструмента в скважине |
| US20020122722A1 (en) * | 2001-03-01 | 2002-09-05 | Bertin Robert D. | Mud motor |
| RU2261324C1 (ru) * | 2004-07-27 | 2005-09-27 | Смирнов Борис Михайлович | Устройство для определения углового положения буровой скважины (его варианты) |
| RU129142U1 (ru) * | 2012-12-06 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Воткинский завод" | Обратный клапан бурильной колонны |
| RU2586124C2 (ru) * | 2014-11-05 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Гидравлический забойный двигатель |
| US20160298448A1 (en) * | 2015-04-10 | 2016-10-13 | Scientific Drilling International, Inc. | Near bit measurement motor |
| RU168809U1 (ru) * | 2016-04-14 | 2017-02-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Переливной клапан |
-
2019
- 2019-07-09 RU RU2020127152U patent/RU200806U1/ru active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU252236A1 (ru) * | Куйбышевский научно исследовательский институт нефт ной | Устройство контроля за направлением скважины в процессе бурения | ||
| SU1280117A1 (ru) * | 1985-04-15 | 1986-12-30 | Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Устройство дл ориентировани бурильного инструмента в скважине |
| US20020122722A1 (en) * | 2001-03-01 | 2002-09-05 | Bertin Robert D. | Mud motor |
| RU2261324C1 (ru) * | 2004-07-27 | 2005-09-27 | Смирнов Борис Михайлович | Устройство для определения углового положения буровой скважины (его варианты) |
| RU129142U1 (ru) * | 2012-12-06 | 2013-06-20 | Открытое акционерное общество "Воткинский завод" | Обратный клапан бурильной колонны |
| RU2586124C2 (ru) * | 2014-11-05 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Гидравлический забойный двигатель |
| US20160298448A1 (en) * | 2015-04-10 | 2016-10-13 | Scientific Drilling International, Inc. | Near bit measurement motor |
| RU168809U1 (ru) * | 2016-04-14 | 2017-02-21 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" | Переливной клапан |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ООО "ИнБурТех" приступило к производству немагнитных винтовых забойных двигателей из немагнитной стали марки "Р550". 20.07.2018, [он-лайн] [найдено 12.03.2020]. Найдено в сети Интернет URL:http://www.inburteh.ru/press/news/?pub=19. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2813646C1 (ru) * | 2023-02-21 | 2024-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" | Героторный гидравлический двигатель |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7107154B2 (en) | Wellbore evaluation system and method | |
| US3682256A (en) | Method for eliminating wear failures of well casing | |
| CN101120155B (zh) | 一体化磁测距工具 | |
| US7346455B2 (en) | Wellbore evaluation system and method | |
| US5202680A (en) | System for drill string tallying, tracking and service factor measurement | |
| US6802215B1 (en) | Apparatus for weight on bit measurements, and methods of using same | |
| CN105874162B (zh) | 基于重力的套管定向工具和方法 | |
| US10422201B2 (en) | Diamond tipped control valve used for high temperature drilling applications | |
| US20200003010A1 (en) | Rotary steering systems and methods | |
| US11434696B2 (en) | Directional drilling systems and methods | |
| CN106687242A (zh) | 电化学井管切割工具 | |
| CN108071386A (zh) | 用于沿钻柱传输信息的包括的脉冲发射器的泥浆脉冲遥测系统 | |
| RU200806U1 (ru) | Устройство для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин | |
| Oppelt et al. | New concepts for vertical drilling of boreholes | |
| US20150337606A1 (en) | System and method for controlled slip connection | |
| CN109138840A (zh) | 一种简易型石油地下钻井及套管装置 | |
| US8881414B2 (en) | Inclination measurement devices and methods of use | |
| WO2011022416A1 (en) | Inclination measurement devices and methods of use | |
| US4475605A (en) | Turbodrill | |
| CN211342903U (zh) | 一种鱼顶位置测量装置 | |
| GB2070105A (en) | Equipment for Drilling a Hole in Underground Formations and Downhole Motor Adapted to Form Part of Such Equipment | |
| CN101906932A (zh) | 无磁螺杆钻具 | |
| CN206785301U (zh) | 一种正循环旋挖入岩钻机 | |
| WO2007006105A1 (en) | A line marker | |
| Seitinger | Casing wear analysis. An analysis of the parameters causing casing wear in Troll field and possible solutions |