RU2029850C1

RU2029850C1 - Column of heavy-weight drill pipes

Info

Publication number: RU2029850C1
Authority: RU
Inventors: В.Д. Гузев; А.Е. Гаврилюк
Original assignee: Центральная лаборатория научно-исследовательских и опытных работ Объединения "Куйбышевнефть"
Priority date: 1992-01-16
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1995-02-27

Abstract

FIELD: drill engineering. SUBSTANCE: column of heavy-weight drill pipes has basic pipe body of elliptic cross-section and with connecting threads 2 and central washing passage 3. The heavy-weight drill pipes are located in the column in such a way, that adjacent heavy-weight pipes are installed with a shift between similar axes of the ellipse in horizontal plane. The shift angle is determined by expression

Description

Изобретение относится к технике бурения скважин, а именно к утяжеленным бурильными трубам (УБТ). The invention relates to techniques for drilling wells, namely to drill collars (UBT).

Известна утяжеленная бурильная труба с присоединительными резьбами и центральным промывочным каналом, выполненная в поперечном сечении в форме круга, срезанного с одной стороны [1]. Known weighted drill pipe with connecting threads and a Central flushing channel, made in cross section in the form of a circle, cut from one side [1].

Недостатком этих труб является то, что под действием осевой нагрузки труба изгибается в плоскости искривления скважин. The disadvantage of these pipes is that under the influence of axial load the pipe bends in the plane of curvature of the wells.

Известна колонна утяжеленных бурильных труб, содержащих присоединительные резьбы и центральный промывочный канал, в которой с целью предупреждения искривления скважин присоединительные резьбы и промывочный канал расположены эксцентрично, при этом эксцентричные УБТ, соединенные между собой, размещены симметрично по длине колонны относительно продольной оси [2]. Однако и эти трубы не предотвращают полностью изгиб в плоскости искривления скважин. A known string of weighted drill pipes containing connecting threads and a central flushing channel, in which, in order to prevent bending of the wells, the connecting threads and the flushing channel are eccentric, while eccentric drill collars connected to each other are placed symmetrically along the length of the column relative to the longitudinal axis [2]. However, these pipes do not completely prevent bending in the plane of curvature of the wells.

Кроме того, симметричное расположение эксцентричных УБТ в колонне вызывает повышение нагрузки на резьбовые соединения, что снижает надежность их работы, особенно в момент вывода на оптимальный режим вращения колонны. In addition, the symmetrical arrangement of eccentric collars in the column causes an increase in the load on the threaded joints, which reduces the reliability of their operation, especially when the column is rotated to the optimum mode.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является колонна УБТ, содержащая присоединительные резьбы и центральный промывочный канал и выполненная в поперечном сечении в форме эллипса [3]. Такая конструкция позволяет повысить эффективность стабилизации и уменьшения кривизны скважин, однако когда плоскость, проходящая через малую ось эллипса, совпадает с плоскостью искривления скважины, действие осевой нагрузки на долото не способствует стабилизации и уменьшению кривизны ствола скважины, т.е. за каждый оборот инструмента стабилизация и уменьшение кривизны обеспечиваются только дважды. Closest to the proposed invention is a column of drill collars containing connecting threads and a central flushing channel and made in cross section in the form of an ellipse [3]. This design makes it possible to increase the efficiency of stabilization and reduction of well curvature, however, when the plane passing through the small axis of the ellipse coincides with the well curvature plane, the action of the axial load on the bit does not help to stabilize and reduce the curvature of the wellbore, i.e. for each revolution of the tool stabilization and curvature reduction are provided only twice.

Предложенное решение позволяет повысить эффективность бурения скважин за счет повышения эффективности стабилизации положения бурового инструмента в изменяющихся горно-технических условиях путем многократной стабилизации его за каждый оборот, гашения продольных и поперечных колебаний, возникающих в бурильной колонне, повышения надежности работы резьбового соединения; обеспечения лучшего перемешивания потока промывочной жидкости, что будет способствовать более полному выносу выбуренной породы и предупреждению образования застойных зон при малой производительности буровых насосов, а также снижению возможности прихвата колонн, а также за счет осуществления одновременно механической кольматации стенок скважины. The proposed solution allows to increase the efficiency of well drilling by improving the stabilization of the position of the drilling tool in changing mining conditions by repeatedly stabilizing it for each revolution, damping the longitudinal and transverse vibrations that occur in the drill string, improving the reliability of the threaded connection; ensuring better mixing of the flow of flushing fluid, which will contribute to a more complete removal of drill cuttings and to prevent the formation of stagnant zones with low productivity of mud pumps, as well as to reduce the possibility of sticking columns, as well as due to the simultaneous mechanical mudding of the walls of the well.

Поставленные технические задачи решаются тем, что в известной компоновке УБТ, содержащей УБТ, выполнены в поперечном сечении в форме эллипса присоединительные резьбы и центральный промывочный канал, смежно расположенные утяжеленные трубы установлены друг относительно друга со смещением их одноименных осей эллипса в горизонтальной плоскости на угол, определяемый по зависимости α = 360^о/2n, где α - угол между одноименными осями эллипсов смежных труб в колонне; n - количество труб в колонне.The stated technical problems are solved by the fact that in the known arrangement of drill collars containing drill collars, connecting threads and a central flushing channel are made in cross-section in the form of an ellipse, adjacent heavier pipes are installed relative to each other with a shift of their axes of the same ellipse in the horizontal plane by an angle determined by according to the dependence α = 360 ^о / 2n, where α is the angle between the axes of the same name with the ellipses of adjacent pipes in the column; n is the number of pipes in the column.

За счет пространственного расположения соединяемых УБТ относительно друг друга возрастает эффективность бурения скважин и достигается получение в комплексе всех вышеуказанных технических результатов, что не достигалось всеми ранее известными компоновками УБТ. Due to the spatial location of the connected drill collars relative to each other, the efficiency of well drilling increases and all the above technical results are obtained in a complex, which was not achieved by all previously known drill collar assemblies.

На фиг. 1 изображена колонна утяжеленных бурильных труб; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - варианты размещения УБТ в колонне. In FIG. 1 depicts a drill string; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 and 4 - placement options for drill collars in the column.

Колонна утяжеленных бурильных труб содержит основное тело трубы 1, выполненное в поперечном сечении в форме эллипса с присоединительными резьбами 2 и центральным промывочным каналом 3. УБТ в колонне размещены таким образом, что большие и малые оси эллипса соединяемых между собой труб расположены в горизонтальной плоскости относительно одноименных осей под углом α = 360^о/2n, где α - угол между одноименными осями эллипсов смежных труб в колонне; n - количество труб в колонне. Максимально удаленные по большей оси точки эллипса могут быть армированы твердым сплавом. Выбор угла смещения каждой последующей УБТ относительно предыдущей обусловлен геолого-техническими условиями проводки скважины, нагрузками на колонну труб.The drill pipe string contains the main body of the pipe 1, made in cross section in the form of an ellipse with connecting threads 2 and a central flushing channel 3. The drill collars are arranged in such a way that the large and small axes of the ellipse of the pipes being connected to each other are located in a horizontal plane relative to the pipes of the same name axes at an angle α = 360 ^о / 2n, where α is the angle between the eponymous axes of the ellipses of adjacent pipes in the column; n is the number of pipes in the column. The points of the ellipse that are most distant along the major axis can be reinforced with hard alloy. The choice of the offset angle of each subsequent drill collar relative to the previous one is due to the geological and technical conditions of the well drilling, loads on the pipe string.

Так, при использовании в компоновке двух УБТ они смещены относительно друг друга под углом 90^о, что обеспечивает наибольшую жесткость колонны. Такую компоновку целесообразно применять для бурения вертикальных скважин. При использовании более двух УБТ со смещением относительно друг друга на одинаковый угол (фиг. 4) колонна УБТ приобретает форму сверла, обеспечивая непрерывный контакт со стенками скважины по всей окружности. Такая компоновка более гибкая и может использоваться в наклонно-направленных скважинах с большим углом наклона.Thus, when used in the arrangement of the two collars are offset from each other at an angle ^of 90 that provides the greatest rigidity of the column. This arrangement is advisable to use for drilling vertical wells. When using more than two drill collars with an offset at the same angle (Fig. 4), the drill collar acquires the shape of a drill, providing continuous contact with the walls of the borehole around the entire circumference. This arrangement is more flexible and can be used in directional wells with a large angle of inclination.

Claims

A COLUMN OF STRESSED BORING PIPES, including weighted drill pipes made in cross section in the form of an ellipse, containing connecting threads and a central flushing channel, characterized in that adjacent adjacent weighted pipes are mounted one relative to the other with the offset of their axes of the same ellipse in a horizontal plane at an angle dependency

where α is the angle between the same axis of the ellipses of adjacent pipes in the column;
n is the number of pipes in the column.