RU2105126C1 - Device for adjusting bottom-hole pressure in process of drilling - Google Patents

Device for adjusting bottom-hole pressure in process of drilling Download PDF

Info

Publication number
RU2105126C1
RU2105126C1 RU96103044A RU96103044A RU2105126C1 RU 2105126 C1 RU2105126 C1 RU 2105126C1 RU 96103044 A RU96103044 A RU 96103044A RU 96103044 A RU96103044 A RU 96103044A RU 2105126 C1 RU2105126 C1 RU 2105126C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
hole
well
pressure
packer
Prior art date
Application number
RU96103044A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96103044A (en
Inventor
З.М. Шахмаев
В.Р. Рахматуллин
А.Г. Хакимов
М.Л. Галимуллин
Original Assignee
Научно-производственное предприятие "Уфабурнефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное предприятие "Уфабурнефть" filed Critical Научно-производственное предприятие "Уфабурнефть"
Priority to RU96103044A priority Critical patent/RU2105126C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2105126C1 publication Critical patent/RU2105126C1/en
Publication of RU96103044A publication Critical patent/RU96103044A/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil production industry; bore-hole drilling technology. SUBSTANCE: device has body with packing member, and installed inside this member is pipe which is hydraulically connected with above- and under-packing annular space. Packing member is made in the form of collar with reinforced ring. Internal space of it through non-return valve with calibrated hole is connected with internal space of drilling string. Device ensures local dynamic disconnection of annular space of drilling tool in adjusting bottom-hole pressure in process of drilling bore-hole at maintaining round circulation of liquid through drilling tool. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для горной отрасли промышленности. The invention relates to well drilling and is intended for the mining industry.

Известны различные конструкции противовыбросового оборудования [1]. There are various designs of blowout control equipment [1].

Их недостатком являются большая высота подъема основания вышки от поверхности Земли при строительстве скважины, трудоемкость монтажа и эксплуатации всех видов противовыбросового оборудования, в особенности в зимний период. Their disadvantage is the high elevation of the base of the tower from the Earth’s surface during well construction, the complexity of installation and operation of all types of blowout control equipment, especially in winter.

Известен пакер-превентор для разобщения пластов при бурении скважины [2] , принятый за ближайший аналог. Known packer preventer for uncoupling the layers while drilling the well [2], adopted for the closest analogue.

Этот пакер-превентор предназначен для запакеровки скважины на заданной глубине для предотвращения нефтегазопроявлений и последующего утяжеления бурового раствора над проявляющим пластом. This preventer packer is designed to pack the well at a predetermined depth to prevent oil and gas occurrences and subsequent weighting of the drilling fluid over the developing formation.

Недостатком пакер-превентора для разобщения пластов являются конструктивные и технологические сложности изготовления, а также применения. The disadvantage of the packer preventer for the separation of the layers are the structural and technological difficulties of manufacturing, as well as applications.

Пакер-превентор не может быть использован для регулирования забойного давления на вскрываемые пласты в процессе бурения, т.е. при углублении скважины,
Предлагаемое техническое решение направлено на динамическое местное разобщение затрубного пространства бурильного инструмента, для регулирования забойного давления в процессе бурения скважины при сохранении круговой циркуляции через бурильный инструмент.
The packer preventer cannot be used to control the bottomhole pressure on the exposed formations during the drilling process, i.e. when deepening the well,
The proposed technical solution is aimed at dynamic local uncoupling of the annular space of the drilling tool, to control the bottomhole pressure during drilling while maintaining circular circulation through the drilling tool.

Эта задача решается тем, что в устройстве, содержащем корпус с пакерующим элементом, внутри корпуса установлена труба гидравлически соединяющая под- и надпакерное затрубное пространство, а пакерующий элемент выполнен в виде манжеты с армированным каркасом и рубашки с армированным кольцом, внутренняя полость которого через обратный клапан с тарированным отверстием соединена с внутритрубным пространством колонны. This problem is solved in that in the device containing the housing with a packing element, a pipe is installed inside the housing hydraulically connecting the sub- and nadpakerny annular space, and the packing element is made in the form of a cuff with a reinforced frame and a shirt with a reinforced ring, the inner cavity of which is through a check valve with a calibrated hole connected to the in-tube space of the column.

Сравнение заявляемого технического решения с ближайшим аналогом позволило установить соответствие его критерию "новизна". Comparison of the claimed technical solution with the closest analogue allowed us to establish compliance with its criterion of "novelty."

Известны различные устройства [1, 2], используемые для разобщения пластов и предотвращения нефтегазопроявлений в процессе бурения скважины. There are various devices [1, 2] used to separate layers and prevent oil and gas occurrences during well drilling.

Однако, их применение для разобщения пластов возможно только без движения бурильного инструмента. However, their use for separating the layers is possible only without the movement of the drilling tool.

В предлагаемом техническом решении выполнения в корпусе устройства внутренняя труба позволит сохранить круговую циркуляцию и не потребует остановки процесса углубления скважины для предотвращения нефтегазопроявления. In the proposed technical solution, the implementation of the inner tube in the device’s body will allow maintaining circular circulation and will not require stopping the process of deepening the well to prevent oil and gas manifestations.

Наличие в обратном клапане тарированного отверстия, выполняющего роль регулятора давления, позволяет сохранить местную герметизацию затрубного пространства бурильной колонны за время наращивания инструмента. Выполнение пакерующего элемента в виде манжеты с армированным каркасом и рубашки с армированным кольцом делается с целью получения цельного герметичного узла и увеличения прочности пакерующего элемента, а также упрощения его изготовления. The presence of a calibrated hole in the non-return valve, acting as a pressure regulator, allows local sealing of the annular space of the drill string during tool build-up. The implementation of the packer element in the form of a cuff with a reinforced frame and a shirt with a reinforced ring is done in order to obtain a one-piece sealed unit and increase the strength of the packer element, as well as simplifying its manufacture.

Кроме того, в результате разности между забойным и пластовым давлениями (положительное дифференциальное давление) происходит проникновение твердых частиц бурового раствора в поры коллектора или при проникновении бурового раствора в коллектор и контакта его с пластовым флюидом происходит осаждение нерастворимого твердого осадка в порах коллектора. Все выше сказанное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения "изобретательский уровень". In addition, as a result of the difference between the bottomhole and reservoir pressures (positive differential pressure), penetration of solid particles of the drilling fluid into the pores of the reservoir or, when the drilling fluid penetrates the reservoir and comes into contact with the reservoir fluid, precipitates insoluble solid sediment in the pores of the reservoir. All of the above allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criteria of the invention "inventive step".

На фиг. 1 представлено устройство для регулирования забойного давления в процессе бурения; на фиг. 2 показан укрупненно узел пакерующего элемента (узел Б); на фиг. 3 показан обратный клапан. In FIG. 1 shows a device for controlling downhole pressure during drilling; in FIG. 2 shows an enlarged assembly of a packer element (assembly B); in FIG. 3 shows a check valve.

Устройство для регулирования забойного давления в процессе бурения состоит из корпуса 1 с отверстиями 2 для установки обратных клапанов 3 в сборе, пакерующего элемента 4, полумуфт верхней 5 и нижней 6, внутренней трубы 7, служащей циркуляционным каналом, гидравлически связанным с верхней и нижней частями пакерующего элемента 4, и через них с затрубным пространством бурильного инструмента, муфты 8 и ниппеля 9 для соединения с бурильными трубами, центратора 10. Пакерующий элемент 4 установленный на корпусе, выполнен в виде манжет 11 с армированным каркасом 12 и рубашки 13 с армированным кольцом 14. A device for controlling downhole pressure during drilling consists of a housing 1 with holes 2 for installing check valves 3 assembled, a packer element 4, half couplings of the upper 5 and lower 6, an inner pipe 7 that serves as a circulation channel hydraulically connected to the upper and lower parts of the packer element 4, and through them with the annular space of the drilling tool, sleeve 8 and nipple 9 for connection with drill pipes, centralizer 10. Packing element 4 mounted on the housing, made in the form of cuffs 11 with reinforced Arkása 12 and jacket 13 with the reinforced ring 14.

Обратный клапан с регулятором давления состоит из седла 15, крышки 16 с отверстиями 17, пружины 18, клапана 19 с тарированным центральным отверстием 20. The non-return valve with a pressure regulator consists of a seat 15, a cover 16 with holes 17, a spring 18, a valve 19 with a calibrated central hole 20.

Бурение скважины с применением устройства для регулирования забойного давления в процессе бурения осуществляется следующим образом. Drilling a well using a device to control the bottomhole pressure during drilling is as follows.

Устройство для регулирования забойного давления в процессе бурения спускается в скважину в компоновке с бурильным инструментом. Наворачивается ведущая труба (квадрат) и восстанавливается циркуляция через бурильный инструмент. После восстановления циркуляции поднимается давление, что обеспечивает срабатывание клапанов 3 (фиг. 1) при давлении 2 - 3 МПа (20 - 30 кгс/см2).A device for controlling downhole pressure during drilling is lowered into the well in a layout with a drilling tool. The lead pipe (square) is screwed up and circulation through the drilling tool is restored. After the restoration of circulation, the pressure rises, which ensures the actuation of valves 3 (Fig. 1) at a pressure of 2 to 3 MPa (20 to 30 kgf / cm 2 ).

При наполнении буровым раствором внутренней полости пакерующего элемента 4, манжеты 11, пакерующего элемента 4 перемещаются в осевом направлении, а рубашка 13 - в радиальном, до упора со стенкой скважины или обсадной колонны. When the drilling fluid is filled with the inner cavity of the packer element 4, the cuff 11, the packer element 4 are moved in the axial direction, and the shirt 13 in the radial direction, against the stop with the wall of the well or casing.

Для обеспечения надежной гарантированной герметизации затрубного пространства пакерующим элементом давления в бурильной колонне поддерживается не менее 6 МПа (60 кгс/см2), что технологически реализуется при бурении скважин с применением забойных двигателей.To ensure reliable guaranteed sealing of the annulus with a packer pressure element in the drill string, at least 6 MPa (60 kgf / cm 2 ) is supported, which is technologically realized when drilling wells using downhole motors.

При достижении давления в бурильной колонне более 6 МПа происходит местное разобщение затрубного пространства бурильного инструмента в процессе углубления скважины, а буровой раствор в скважине циркулирует через вход нижней части пакерующего элемента, канал внутренней трубы и выход верхней части пакерующего элемента в затрубное пространство. When the pressure in the drill string reaches more than 6 MPa, there is a local disconnection of the annular space of the drilling tool in the process of deepening the well, and the drilling fluid in the well circulates through the inlet of the lower part of the packing element, the channel of the inner pipe and the outlet of the upper part of the packing element in the annulus.

С целью сохранения местной герметизации затрубного пространства бурильной колонны за время наращивания инструмента или другое расчетное время, чтобы давление сразу не снизилось до гидростатического столба бурового раствора, за счет вытеснения жидкости из пакерующего элемента 4, в обратном клапане просверлено тарированное отверстие 20, рассчитанное на определенное время опорожнения от рабочей жидкости пакерующего элемента 4. In order to preserve local sealing of the annular space of the drill string during the time of building up the tool or other estimated time so that the pressure does not immediately decrease to the hydrostatic column of the drilling fluid, due to the displacement of fluid from the packing element 4, a calibrated hole 20 is drilled in the check valve for a certain time emptying from the working fluid of the packing element 4.

Перед подъемом бурильного инструмента из скважины после окончания долбления делается технологическая остановка для снятия давления в пакерующем элементе 4, а так же для набора прочности структуры бурового раствора в поровом пространстве коллектора вскрытой скважины. Before lifting the drilling tool from the well after the end of the drilling, a technological stop is made to relieve pressure in the packer element 4, as well as to increase the strength of the drilling fluid structure in the pore space of the open hole reservoir.

При необходимости поднятия давления в стволе скважины в процессе спуско-подъемных операций достаточно восстановить циркуляцию через бурильный инструмент с забойным двигателем. If it is necessary to increase the pressure in the wellbore during tripping operations, it is sufficient to restore circulation through the drilling tool with a downhole motor.

В зависимости от технологических требований устройство для регулирования забойного давления в процессе бурения устанавливается в колонне бурильного инструмента выше кровли нефтегазоводопроявляющих пластов или в колонне обсадных труб. Эффективность применения устройства увеличивается, когда пакерующий элемент устройства находится выше кровли нефтегазоводопроявляющего пласта при вскрытии его на полную толщину. Depending on the technological requirements, the device for regulating the bottomhole pressure during the drilling process is installed in the drill string above the roof of the oil and gas reservoirs or in the casing string. The efficiency of the device is increased when the packer element of the device is located above the roof of the oil and gas developing layer when it is opened to its full thickness.

Предлагаемое устройство для регулирования забойного давления на вскрываемые пласты в процессе бурения обеспечивают:
- упрощение монтажа бурового оборудования и технологию строительства скважины, что снижает общую стоимость скважины;
- надежную охрану окружающей среды при простоте технологического процесса предупреждения нефтегазоводопроявлений в процессе их вскрытия.
The proposed device for regulating bottom-hole pressure on the exposed formations during drilling provide:
- simplification of the installation of drilling equipment and well construction technology, which reduces the total cost of the well;
- reliable environmental protection with the simplicity of the technological process for preventing oil and gas manifestations in the process of opening them.

Claims (1)

Устройство для регулирования забойного давления в процессе бурения, содержащее корпус с пакерующим элементом, внутренняя полость которого через клапан соединена с внутритрубным пространством бурильной колонны, отличающееся тем, что внутри корпуса установлена труба, гидравлически соединяющая под- и надпакерное затрубное пространство, пакерующий элемент выполнен в виде манжеты с армированным каркасом и рубашки с армированным кольцом, а клапан выполнен обратным и имеет тарированное отверстие. A device for controlling downhole pressure during drilling, comprising a housing with a packer element, the inner cavity of which is connected via a valve to the in-pipe space of the drill string, characterized in that a pipe is installed inside the body that hydraulically connects the under- and over-packer annulus, the packer element is made in the form cuffs with a reinforced frame and shirts with a reinforced ring, and the valve is made back and has a calibrated hole.
RU96103044A 1996-02-16 1996-02-16 Device for adjusting bottom-hole pressure in process of drilling RU2105126C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96103044A RU2105126C1 (en) 1996-02-16 1996-02-16 Device for adjusting bottom-hole pressure in process of drilling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96103044A RU2105126C1 (en) 1996-02-16 1996-02-16 Device for adjusting bottom-hole pressure in process of drilling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2105126C1 true RU2105126C1 (en) 1998-02-20
RU96103044A RU96103044A (en) 1998-03-10

Family

ID=20177002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96103044A RU2105126C1 (en) 1996-02-16 1996-02-16 Device for adjusting bottom-hole pressure in process of drilling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2105126C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101994493B (en) * 2009-08-18 2013-05-22 大庆油田有限责任公司 Compound perforation dynamic depressurization device for oil gas well

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Справочник инженера по бурению. - М.: Недра, 1973, с. 500 - 515. 2. Гайворонский А.А. и др. Крепление скважин и разобщение пластов. - М.: Недра, 1981, с. 128 - 136. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101994493B (en) * 2009-08-18 2013-05-22 大庆油田有限责任公司 Compound perforation dynamic depressurization device for oil gas well

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7025146B2 (en) Alternative packer setting method
US4421165A (en) Multiple stage cementer and casing inflation packer
US7681652B2 (en) Packer setting device for high-hydrostatic applications
EP1361334A1 (en) Method and apparatus for maintaining a fluid column in a wellbore annulus
US6352118B1 (en) System and method for communication hydraulic control to a wireline retrievable downhole device
US6367551B1 (en) Monobore riser
US4441552A (en) Hydraulic setting tool with flapper valve
US6871708B2 (en) Cuttings injection and annulus remediation systems for wellheads
US20080110625A1 (en) Stress reduced cement shoe or collar body
WO1999027227A1 (en) Deep-set annulus vent valve
US11015418B2 (en) Tubing pressure insensitive failsafe wireline retrievable safety valve
US4252196A (en) Control tool
RU2105126C1 (en) Device for adjusting bottom-hole pressure in process of drilling
US20190368312A1 (en) Annular controlled safety valve system and method
RU2741882C1 (en) Method for multi-stage cuff cementing of wells
US5009264A (en) Well production apparatus including pump means and thermal absorption means
RU2091564C1 (en) Device for well completion
US2552153A (en) Oil well pump
US20200056714A1 (en) Deep set production tubing pressure insensitive wireline retrievable safety valve
RU2101465C1 (en) Device for cementation of casing string in well
CN113803019B (en) Well completion method and string for horizontal well
RU2777032C1 (en) Set of equipment for multi-stage hydraulic fracturing
RU2214495C1 (en) Device for well drilling by downhole hydraulic motor
RU2283943C1 (en) Clutch for stepped casing pipe cementing
US3050129A (en) Apparatus for cementing well casing