RU2016119913A - Скважинные звенья очистки ствола и способ их применения - Google Patents

Claims (58)

1. Звено очистки ствола для бурильной колонны, спускающейся в ствол скважины, проходящей подземный пласт, содержащее:

тело трубы, соединяющееся с бурильной колонной; и

секцию очистки ствола, устанавливаемую вокруг тела трубы, причем секция очистки ствола имеет наружную поверхность, входящую в контактное взаимодействие со стенкой ствола скважины, причем наружная поверхность имеет спиральные канавки, проходящие в ней, образующие лопасти между собой, спиральные канавки имеют конец со стороны устья скважины и конец со стороны забоя скважины со спиральной выемкой, проходящей между ними;

при этом по меньшей мере участок спиральной выемки имеет ширину, уменьшающуюся в направлении к концу со стороны устья скважины спиральной выемки для образования сужающегося канала потока для приема выбуренной породы, проходящей через него? для осуществления перемещения к устью скважины выбуренной породы во время бурения.

2. Звено очистки ствола по п. 1, дополнительно содержащее соединительную часть по меньшей мере на одном конце тела трубы.

3. Звено очистки ствола по п. 2, в котором соединительная часть содержит по меньшей мере одно из следующего: втулка, соединительная муфта, внутренняя резьба, резьбовой конец, кольцо, ниппельный конец и муфтовый конец.

4. Звено очистки ствола по п. 1, в котором сечение секции очистки ствола имеет форму цевочного колеса, образованную множеством лопастей с множеством спиральных канавок между ними, причем спиральные канавки имеют скошенный участок и наклонный участок с локализованной площадью перемешивания в них.

5. Звено очистки ствола по п. 1, в котором спиральные канавки представляют собой пару выполненных зеркально канавок.

6. Звено очистки ствола по п. 1, в котором спиральные канавки имеют участок со стороны устья скважины, промежуточный участок и участок со стороны забоя скважины с периферийными углублениями между ними.

7. Звено очистки ствола по п. 1, в котором спиральные канавки имеют несколько значений шага.

8. Звено очистки ствола по п. 7, в котором несколько значений шага содержат первый шаг и второй шаг, причем первый шаг больше второго шага.

9. Звено очистки ствола по п. 1, дополнительно содержащее по меньшей мере одно кольцо.

10. Звено очистки ствола по п. 9, в котором по меньшей мере один конец секции очистки ствола заканчивается на по меньшей мере на одном кольце.

11. Звено очистки ствола по п. 9, в котором диаметр секции очистки ствола уменьшается по меньшей мере к одному кольцу.

12. Звено очистки ствола по п. 1, в котором спиральные канавки имеют винтообразную форму.

13. Звено очистки ствола по п. 1, в котором спиральные канавки ориентированы в направлении вращения.

14. Звено очистки ствола по п. 1, в котором ширина спиральных канавок увеличивается на участке между их концами со стороны устья скважины и со стороны забоя скважины.

15. Звено очистки ствола по п. 1, в котором спиральная канавка сужается на площадке между своим концом со стороны устья скважины и концом со стороны забоя скважины.

16. Звено очистки ствола по п. 1, в котором секция очистки ствола имеет конец, функционально соединяющийся с соединительной частью.

17. Звено очистки ствола по п. 1, в котором секция очистки ствола имеет тело трубы на одном своем конце и соединительную часть на противоположном своем конце.

18. Звено очистки ствола по п. 1, в котором секция очистки ствола имеет наружный диаметр, уменьшающийся от своего конца со стороны устья скважины и до своего конца со стороны забоя скважины.

19. Звено очистки ствола по п. 1, в котором секция очистки ствола имеет наружный диаметр, увеличивающийся между противоположными концами тела трубы.

20. Звено очистки ствола по п. 1, в котором наружный диаметр секции очистки ствола больше наружного диаметра тела трубы.

21. Звено очистки ствола по п. 1, в котором наружный диаметр секции очистки ствола равен наружному диаметру тела трубы.

22. Звено очистки ствола по п. 1, в котором секция очистки ствола является интегральной или модульной по отношению к телу трубы.

23. Звено очистки ствола по п. 1, в котором секцию очистки ствола сваривают по меньшей мере с одним из следующего: тело трубы, по меньшей мере одна соединительная часть и их комбинации.

24. Звено очистки ствола по п. 1, в котором секция очистки ствола представляет собой множество секций очистки ствола по меньшей мере с одним из тел трубного изделия между ними.

25. Звено очистки ствола по п. 1, в котором спиральные канавки имеют наклон, ширину, глубину, шаг и ориентацию для осуществления прохождения потока выбуренной породы к устью скважины через канал потока.

26. Звено очистки ствола по п. 1, в котором секция очистки ствола имеет заданный наружный диаметр, форму, длину и ориентацию для содействия прохождению потока выбуренной породы к устью скважины через канал потока.

27. Система очистки ствола для бурения скважины, проходящей подземный пласт, содержащая:

бурильную колонну, развертываемую с буровой установки;

компоновку низа бурильной колонны, которую несет бурильная колонна; и

звено очистки ствола, содержащее:

тело трубы, соединяющееся с бурильной колонной; и

секцию очистки ствола, устанавливаемую вокруг тела трубы, причем секция очистки ствола имеет наружную поверхность, входящую в контактное взаимодействие со стенкой ствола скважины, причем наружная поверхность имеет спиральные канавки, проходящие в ней, образующие лопасти между собой, спиральные канавки имеют конец со стороны устья скважины и конец со стороны забоя скважины со спиральной выемкой, проходящей между ними;

при этом по меньшей мере участок спиральной выемки имеет ширину, уменьшающуюся в направлении к концу со стороны устья скважины спиральной выемки для образования сужающегося канала потока для приема выбуренной породы, проходящей через него, что содействует перемещению к устью скважины выбуренной породы во время бурения.

28. Система очистки ствола по п. 27, в которой бурильная колонна содержит по меньшей мере одно трубное изделие и по меньшей мере одно из звеньев очистки ствола, причем трубное изделие представляет собой по меньшей мере одно из следующего: бурильная труба, утяжеленные бурильные трубы, толстостенная бурильная труба, втулка, муфта и их комбинации.

29. Система очистки ствола по п. 27, в которой бурильная колонна содержит пары бурильных труб и множество звеньев очистки ствола, причем одно из множества звеньев очистки ствола функционально соединено с каждой парой бурильных труб бурильной колонны.

30. Система очистки ствола по п. 27, в которой звено очистки ствола содержит множество секций очистки ствола, соединенных по меньшей мере с одним из тел труб.

31. Система очистки ствола по п. 30, в которой звено очистки ствола содержит соединительные части на каждом своем конце, соединяющиеся в замок с соединительными частями смежного звена очистки ствола для образования по меньшей мере участка бурильной колонны.

32. Способ бурения ствола скважины, проходящей подземный пласт, в котором осуществляют:

развертывание скважинного инструмента с буровой установки с помощью бурильной колонны;

функциональное соединение по меньшей мере одного звена очистки ствола с бурильной колонной, причем звено очистки ствола имеет секцию очистки ствола со спиральными канавками, проходящими в его наружной поверхности, спиральные канавки имеет ширину, уменьшающуюся в направлении к своему концу со стороны устья скважины для образования сужающегося канала потока, проходящего через них;

вырабатывание выбуренной породы при продвижении скважинного инструмента в подземный пласт с помощью бурильной колонны;

содействие проходу потока выбуренной породы к поверхности с помощью пропуска бурового раствора через бурильную колонну и вверх по кольцевому пространству между бурильной колонной и стенкой ствола скважины так, что по меньшей мере часть выбуренной породы проходит через сужающийся канал потока спиральных канавок.

33. Способ по п. 32, в котором дополнительно осуществляют перемешивание выбуренной породы в канале потока.

34. Способ по п. 32, в котором функциональное соединение содержит функциональное соединение по меньшей мере одного звена очистки ствола и по меньшей мере одного трубного изделия с бурильной колонной.

35. Способ по п. 32, в котором дополнительно обеспечивают контактное взаимодействие стенки ствола скважины по меньшей мере с участком звена очистки ствола.

36. Звено очистки ствола для бурильной колонны, спускающейся в ствол скважины, проходящей подземный пласт, содержащее:

тело трубы, соединяющееся с бурильной колонной; и

секцию очистки ствола, устанавливаемую вокруг тела трубы, причем секция очистки ствола имеет наружную поверхность, входящую в контактное взаимодействие со стенкой ствола скважины, причем наружная поверхность имеет спиральные канавки, проходящие в ней, образующие лопасти между собой, спиральные канавки имеют конец со стороны устья скважины и конец со стороны забоя скважины со спиральной выемкой, проходящей между ними;

при этом спираль выемки имеет скошенный участок и наклонный участок с тупым углом между ними, образующие локализованную площадь перемешивания в ней, что содействует перемещению к устью скважины выбуренной породы во время бурения.

37. Звено очистки ствола по п. 36, в котором сечение секции очистки ствола имеет форму цевочного колеса.

38. Звено очистки ствола по п. 37, в котором форма цевочного колеса образована множеством лопастей с множеством спиральных канавок между ними.

39. Звено очистки ствола по п. 36, в котором глубина спиральных канавок увеличивается между скошенным участком и наклонным участком.

40. Звено очистки ствола по п. 36, в котором спиральные канавки имеют закругленный угол между скошенным участком и наклонным участком.

41. Звено очистки ствола по п. 35, в котором спиральные канавки имеют винтообразную форму.

42. Звено очистки ствола по п. 35, в котором спиральные канавки ориентированы в направлении вращения.