RU2214495C1 - Устройство для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем - Google Patents

Устройство для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем Download PDF

Info

Publication number
RU2214495C1
RU2214495C1 RU2002110357/03A RU2002110357A RU2214495C1 RU 2214495 C1 RU2214495 C1 RU 2214495C1 RU 2002110357/03 A RU2002110357/03 A RU 2002110357/03A RU 2002110357 A RU2002110357 A RU 2002110357A RU 2214495 C1 RU2214495 C1 RU 2214495C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic motor
drill string
cylinder
rod
downhole hydraulic
Prior art date
Application number
RU2002110357/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Д.Ф. Балденко
Ф.Д. Балденко
А.В. Власов
Original Assignee
ОАО НПО "Буровая техника"
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 ОАО НПО "Буровая техника" filed Critical ОАО НПО "Буровая техника"
Priority to RU2002110357/03A priority Critical patent/RU2214495C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2214495C1 publication Critical patent/RU2214495C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в компоновке низа бурильной колонны. Сущность изобретения заключается в том, что устройство включает гидравлический нагружатель, установленный между забойным гидравлическим двигателем и бурильной колонной, состоящий из соединенного с бурильной колонной цилиндра и расположенного внутри цилиндра рабочего поршня, связанного с корпусом забойного гидравлического двигателя, и механизма передачи реактивного момента забойного гидравлического двигателя на бурильную колонну, рабочий поршень выполнен с полыми верхним и нижним штоками, при этом полым нижним штоком он связан с корпусом забойного гидравлического двигателя, а внутри цилиндра выполнен упор, образующий с рабочим поршнем, нижним штоком и расточкой, выполненной в цилиндре, кольцевую камеру, причем в верхней части нижнего полого штока выполнены отверстия, а в его нижней части для сообщения внутренней полости штока с забойным гидравлическим двигателем установлен нормально открытый циркуляционный клапан, при этом кольцевая камера выполнена с возможностью сообщения с затрубным пространством посредством предохранительного клапана, установленного в корпусе цилиндра. Изобретение позволяет обеспечить автоматическую подачу бурильной колонны по мере углубления долота в интервале хода гидравлического нагружателя. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в компоновке низа бурильной колонны, предназначенной для забойных гидравлических двигателей.
Известна компоновка забойного двигателя, которая спускается в скважину на колонне бурильных труб (см. Балденко Д.Ф., Балденко Ф.Д., Гноевых А.Н. Винтовые забойные двигатели. - М.: Недра, 1999, с. 302-310). В этой компоновке нагрузка на долото осуществляется весом бурильных труб.
Ближайшим техническим решением, выбранным авторами за прототип, является устройство для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем, включающее забойный гидравлический двигатель и гидравлический нагружатель, установленный между забойным гидравлическим двигателем и бурильной колонной и состоящий из соединенного с бурильной колонной цилиндра и расположенного внутри цилиндра рабочего поршня, связанного с корпусом забойного гидравлического двигателя, и механизма передачи реактивного момента забойного гидравлического двигателя на бурильную колонну (см. патент РФ 2164582, кл. Е 21 В 7/08, 2001 г.).
Указанная компоновка обеспечивает создание гидравлической нагрузки на корпусе двигателя с последующей передачей ее на долото независимо от положения двигателя в скважине.
Недостатком этой компоновки является то, что после углубления скважины на длину хода гидравлического нагружателя требуется осуществлять с поверхности спуск бурильной колонны с тем, чтобы поршень занял первоначальное верхнее положение в цилиндре.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение автоматической подачи бурильной колонны по мере углубления долота в интервале хода гидравлического нагружателя.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем, включающем забойный гидравлический двигатель, гидравлический нагружатель, установленный между забойным гидравлическим двигателем и бурильной колонной, состоящий из соединенного с бурильной колонной цилиндра и расположенного внутри цилиндра рабочего поршня, связанного с корпусом забойного гидравлического двигателя, и механизма передачи реактивного момента забойного гидравлического двигателя на бурильную колонну, согласно изобретению рабочий поршень выполнен с полыми верхним и нижним штоками, при этом полым нижним штоком он связан с корпусом забойного гидравлического двигателя, а внутри цилиндра выполнен упор, образующий с рабочим поршнем, нижним штоком и расточкой, выполненной в цилиндре, кольцевую камеру, причем в верхней части нижнего полого штока выполнены отверстия, а в его нижней части для сообщения внутренней полости штока с забойным гидравлическим двигателем установлен нормально открытый циркуляционный клапан, при этом кольцевая камера выполнена с возможностью сообщения с затрубным пространством посредством предохранительного клапана, установленного в корпусе цилиндра. Кроме того, механизм передачи реактивного момента забойного гидравлического двигателя на бурильную колонну расположен в верхней части верхнего полого штока.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан общий вид устройства для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем;
на фиг.2 показан гидравлический нагружатель;
на фиг.3 показан второй вариант гидравлического нагружателя;
на фиг.4 приведено поперечное сечение по А-А механизма для передачи реактивного момента согласно фиг.2;
на фиг.5 приведено поперечное сечение по Б-Б механизма для передачи реактивного момента согласно фиг.3.
Устройство для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем (фиг. 1) состоит из бурильных труб 1, забойного двигателя 2, гидравлического нагружателя 3 и долота 4.
Нагружатель (фиг. 2) включает корпус 5 в виде цилиндра 6 с внутренней расточкой и кольцевой камерой 7. Внутри корпуса 5 расположен рабочий поршень 8 с полыми верхним 9 и нижним 10 штоками. В верхней части нижнего штока выполнены отверстия или сквозные прорези 11, а в верхней части верхнего штока 9 расположен механизм передачи реактивного момента двигателя на бурильную колонну 12 и, кроме того, предусмотрено гнездо для установки насадка 13. В корпусе также имеются упоры 14 и 15. Для герметичности пар "поршень 8 - цилиндр 6" и "шток 10 - корпус 5" предусмотрены уплотнения 16 и 17. На наружной поверхности механизма 12 размещены шлицы 18 или другие элементы, передающие реактивный момент на корпус нагружателя (фиг.4).
В кольцевой камере 7, образованной расточкой корпуса 5 и нижним штоком 10, в корпусе нагружателя расположен предохранительный клапан 19. Кроме того, внутри нижнего штока размещен нормально открытый циркуляционный клапан 20.
Во втором варианте нагружателя (фиг.3) отсутствуют верхний шток 9, а механизм передачи реактивного момента двигателя на бурильную колонну расположен в нижней части штока 21 (фиг.5).
Гидравлический нагружатель работает следующим образом.
При номинальной подаче промывочной жидкости нормально открытый циркуляционный клапан 20 пропускает жидкость в двигатель 2. По мере разбуривания забоя долото 4 вместе с двигателем 2 и поршень 8 гидравлического нагружателя перемещаются вниз. Под воздействием перепадов давлений в насадке 13 и двигателе с долотом на долоте создается осевая нагрузка G:
G=G1+G2,
где G1 - усилие от перепада давления в насадке;
G2 - усилие от перепада давления в забойном двигателе.
Движение поршневой группы будет продолжаться до тех пор, пока поршень не дойдет до упора 15. Этот момент будет зафиксирован по прекращению проходки и падению давления на выходе насоса.
На корпус 5 нагружателя действует гидравлическая сила G3, зависящая от распределения давлений в каналах нагружателя и гидростатического давления на забое, а также соотношения диаметров рабочего поршня, нижнего штока и проходного отверстия бурильных труб:
G3=P(fбт-fшт)-P3Sбт-Pн(Fл-fбт),
где Р - перепад давления между кольцевой камерой и затрубьем;
Pн - перепад давления в насадке поршня;
P3- затрубное (забойное) давления;
fбт - площадь проходного сечения бурильных труб;
fшт - площадь нижнего штока;
Sбт - площадь сечения бурильных труб;
Fл - площадь поршня.
Необходимым условием создания направленной вниз гидравлической силы G3 является соотношение fбт > fшт.
Сила G3 воздействует на бурильную колонну. Если силы сопротивления передвижению бурильной колонны в скважине окажутся больше силы G3, то перемещение корпуса и, как следствие, перезарядка поршня в цилиндре становится невозможным.
В этом случае для перемещения корпуса 5 нагружателя и бурильной колонны 1 потребуется увеличить расход промывочной жидкости, что позволит закрыть клапан 20 и обеспечить повышение давления в нагружателе.
Повышение давления обеспечит увеличение силы G3, которая переместит бурильную колонну 1 вниз на конструктивно заданный ход, ограниченный посадкой упора 14 корпуса на механизм 12. В случае повышения давления выше заданного срабатывает предохранительный клапан 19 и понижается давление в бурильной колонне и нагружателе, после чего восстанавливается номинальный расход промывочной жидкости и возобновляется бурение и углубление скважины. Далее цикл будет повторяться.
Предложенный нагружатель может эффективно использоваться при наклонно направленном и горизонтальном бурении (поддержание заданной осевой нагрузки на долото) и в особенности в бурении на гибкой непрерывной трубе.

Claims (2)

1. Устройство для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем, включающее забойный гидравлический двигатель, гидравлический нагружатель, установленный между забойным гидравлическим двигателем и бурильной колонной, состоящий из соединенного с бурильной колонной цилиндра и расположенного внутри цилиндра рабочего поршня, связанного с корпусом забойного гидравлического двигателя, и механизма передачи реактивного момента забойного гидравлического двигателя на бурильную колонну, отличающееся тем, что рабочий поршень выполнен с полыми верхним и нижним штоками, при этом полым нижним штоком он связан с корпусом забойного гидравлического двигателя, а внутри цилиндра выполнен упор, образующий с рабочим поршнем, нижним штоком и расточкой, выполненной в цилиндре, кольцевую камеру, причем в верхней части нижнего полого штока выполнены отверстия, а в его нижней части для сообщения внутренней полости штока с забойным гидравлическим двигателем установлен нормально открытый циркуляционный клапан, при этом кольцевая камера выполнена с возможностью сообщения с затрубным пространством посредством предохранительного клапана, установленного в корпусе цилиндра.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм передачи реактивного момента забойного гидравлического двигателя на бурильную колонну расположен в верхней части верхнего полого штока.
RU2002110357/03A 2002-04-19 2002-04-19 Устройство для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем RU2214495C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002110357/03A RU2214495C1 (ru) 2002-04-19 2002-04-19 Устройство для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002110357/03A RU2214495C1 (ru) 2002-04-19 2002-04-19 Устройство для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2214495C1 true RU2214495C1 (ru) 2003-10-20

Family

ID=31989068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002110357/03A RU2214495C1 (ru) 2002-04-19 2002-04-19 Устройство для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2214495C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104295231A (zh) * 2014-09-16 2015-01-21 西南石油大学 一种低摩阻可变径液力推力器
RU2574429C2 (ru) * 2009-09-09 2016-02-10 Прэд Рисерч Энд Дивелопмент Лимитед Клапаны, компоновки низа бурильной колонны и способы избирательного приведения в действие двигателя
RU190757U1 (ru) * 2018-06-07 2019-07-11 Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" Подземное гидромеханическое устройство

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАЛДЕНКО Д.Ф. и др. Винтовые забойные двигатели. - М.: Недра, 1999, с.302-310. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2574429C2 (ru) * 2009-09-09 2016-02-10 Прэд Рисерч Энд Дивелопмент Лимитед Клапаны, компоновки низа бурильной колонны и способы избирательного приведения в действие двигателя
CN104295231A (zh) * 2014-09-16 2015-01-21 西南石油大学 一种低摩阻可变径液力推力器
CN104295231B (zh) * 2014-09-16 2016-08-24 西南石油大学 一种低摩阻可变径液力推力器
RU190757U1 (ru) * 2018-06-07 2019-07-11 Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" Подземное гидромеханическое устройство

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6286594B1 (en) Downhole valve
US4589482A (en) Well production system
RU2262586C2 (ru) Скважинная установка для одновременно-раздельной и поочередной эксплуатации нескольких пластов одной скважиной
US4936397A (en) Earth drilling apparatus with control valve
RU2006137251A (ru) Способ раздельной эксплуатации объектов нагнетательной или добывающей скважины и установка для ее реализации
RU2003116852A (ru) Скважинная установка для одновременно-раздельной и поочередной эксплуатации нескольких пластов одной скважиной
US5979553A (en) Method and apparatus for completing and backside pressure testing of wells
EP0511821B1 (en) Well tool bypass apparatus
CA2590901A1 (en) Method and apparatus to hydraulically bypass a well tool
US5899270A (en) Side intake valve assembly
RU2147336C1 (ru) Устройство гидроимпульсного воздействия на пласт
RU2214495C1 (ru) Устройство для бурения скважин забойным гидравлическим двигателем
US3167136A (en) Fluid-actuated drilling tool
RU2303116C1 (ru) Универсальный клапан забойного двигателя
RU2229586C1 (ru) Регулятор-отсекатель шарифова
RU2132933C1 (ru) Комбинированный способ эксплуатации добывающей скважины и оборудование для его осуществления
RU2325508C2 (ru) Циркуляционный клапан
RU2164582C2 (ru) Компоновка низа бурильной колонны для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем
RU2101463C1 (ru) Пакерующее устройство для избирательного испытания пластов
RU2339797C1 (ru) Устройство для одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины
RU2126496C1 (ru) Способ эксплуатации скважины и перфоратор для насосно-компрессорных труб
US2917000A (en) Subsurface hydraulic pump assembly
RU47958U1 (ru) Муфта ступенчатого цементирования обсадной колонны
CA2982072A1 (en) Jet pump lift system for producing hydrocarbon fluids
RU2321726C1 (ru) Муфта для цементирования обсадных колонн

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060420

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20080420

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090420