RU2276246C2 - Drilling tool used for horizontal drilling - Google Patents
Drilling tool used for horizontal drilling Download PDFInfo
- Publication number
- RU2276246C2 RU2276246C2 RU2003113555/03A RU2003113555A RU2276246C2 RU 2276246 C2 RU2276246 C2 RU 2276246C2 RU 2003113555/03 A RU2003113555/03 A RU 2003113555/03A RU 2003113555 A RU2003113555 A RU 2003113555A RU 2276246 C2 RU2276246 C2 RU 2276246C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- drilling tool
- tool
- drill
- well
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 133
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage 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
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
- E21B17/1078—Stabilisers or centralisers for casing, tubing or drill pipes
-
- 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
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
- E21B10/28—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with non-expansible roller cutters
-
- 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
- E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (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)
- Drilling Tools (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Данное изобретение относится к бурильному инструменту, используемому при горизонтальном бурении, и, в частности, к бурильному инструменту, имеющему улучшенную стабильность, чтобы уменьшить боковую нагрузку, приложенную к режущим компонентам бурильного инструмента.The present invention relates to a boring tool used in horizontal drilling, and in particular to a boring tool having improved stability to reduce lateral load applied to the cutting components of the boring tool.
Уровень техникиState of the art
Режущие части или бурильные средства бурильного инструмента предназначены выдерживать силы, которые в основном параллельны продольной оси бурильного инструмента. Однако в случае горизонтального бурения вес инструмента и других частей, присоединенных к инструменту, выражается в нагрузках, которые приложены в направлении, поперечном к продольной оси инструмента. Многие режущие элементы не предназначены выдерживать эту боковую нагрузку, и результатом этого являются неточности в просверливаемом отверстии. Поэтому целью этого изобретения является уменьшение боковых нагрузок, приложенных к режущему элементу в бурильных инструментах, используемых для горизонтального бурения.The cutting parts or drilling tools of the drilling tool are designed to withstand forces that are substantially parallel to the longitudinal axis of the drilling tool. However, in the case of horizontal drilling, the weight of the tool and other parts attached to the tool is expressed in loads that are applied in a direction transverse to the longitudinal axis of the tool. Many cutting elements are not designed to withstand this lateral load, and the result is inaccuracies in the drilled hole. Therefore, the aim of this invention is to reduce lateral loads applied to the cutting element in drilling tools used for horizontal drilling.
Операции горизонтального бурения обычно подразумевают, что скважина, которая проходит вблизи поверхности по дуге, начинается в одном месте, чтобы выйти в другом месте, удаленном от точки входа. Такие технологии горизонтального бурения обычно используются, чтобы создать трубопровод под руслом реки, канала или гавани. Трубопроводы используются для прокладывания коммуникаций, таких как водопровод, канализация или электроснабжение.Horizontal drilling operations usually imply that a well that passes near the surface in an arc starts in one place to exit in another place remote from the entry point. Such horizontal drilling technologies are commonly used to create pipelines under a river, canal or harbor. Pipelines are used for laying communications, such as water, sewage or electricity.
Следует иметь в виду, что такое горизонтальное бурение также включает бурение скважин, которые наклонены к горизонтали. Изобретение будет полезно в тех случаях, где угол наклона создает боковые нагрузки, которые прикладываются к режущим инструментам, результатом чего может быть повреждение режущих элементов.It should be borne in mind that such horizontal drilling also includes drilling wells that are inclined to the horizontal. The invention will be useful in cases where the angle of inclination creates lateral loads that are applied to the cutting tools, resulting in damage to the cutting elements.
Изобретение, в частности, направлено на создание устройств, используемых для расширения ранее пробуренной скважины посредством расширяющего действия. То есть скважина расширяется от диаметра ранее пробуренной скважины до второго, большего диаметра скважины. Обычной практикой является, когда диаметр по существу горизонтальной скважины постепенно увеличивается при второй и последующих проходках.The invention, in particular, is directed to the creation of devices used to expand a previously drilled well by means of an expanding action. That is, the well expands from the diameter of the previously drilled well to a second, larger diameter of the well. It is common practice when the diameter of a substantially horizontal well gradually increases during the second and subsequent penetrations.
Недостатком ранее известных инструментов для горизонтального бурения является то, что бурильные средства или режущие инструменты поддерживают бурильный инструмент во второй, расширенной скважине. Обычно в качестве режущих инструментов используются конические шарошки. Конические шарошки обычно поддерживаются подшипниковым узлом на цапфе или стойке. Окружность конической шарошки обычно слегка поднимается над поверхностью цапфы или стойки, результатом чего является боковая нагрузка, приложенная к окружности конической шарошки.A disadvantage of previously known horizontal drilling tools is that the drilling tools or cutting tools support the drilling tool in a second, extended well. Typically, conical cones are used as cutting tools. Tapered cones are usually supported by a bearing assembly on a trunnion or stand. The circumference of the cone cone usually rises slightly above the surface of the trunnion or strut, resulting in a lateral load applied to the circumference of the cone cone.
Опоры подшипников для конической шарошки и вкладыши на конических шарошках не очень подходят для несения этих боковых нагрузок, результатом чего является выход из строя подшипников и вкладышей за относительно короткий период времени. Результатом боковых нагрузок также является бурение скважины некруглой формы. Это нестабильное движение называется "уход" в скважине, где центральная ось бурильного инструмента колеблется, результатом чего является некруглая скважина большого размера. Скорость продвижения бура уменьшается, и режущие инструменты работают неэффективно.Bearings for cones and bushings on cones are not very suitable for these lateral loads, resulting in failure of bearings and shells in a relatively short period of time. The result of lateral loads is also the drilling of a non-circular well. This unstable movement is called “drift” in the borehole, where the central axis of the drilling tool fluctuates, resulting in a non-circular large borehole. Drill advancement speed is reduced, and cutting tools are inefficient.
Эти проблемы до сих пор приходилось терпеть и допускать, что в результате боковой нагрузки существующие инструменты имеют несколько уменьшенный ожидаемый срок службы.Until now, these problems had to be tolerated and assumed that as a result of lateral loading, existing tools have a slightly reduced expected life.
Целью изобретения является создание устройства, которое имеет улучшенную эффективность.The aim of the invention is to provide a device that has improved efficiency.
Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Можно сказать, что изобретение в его самой широкой форме заключается в бурильном инструменте, используемом при горизонтальном бурении для расширения диаметра ранее пробуренной скважины, причем бурильный инструмент содержит:We can say that the invention in its broadest form consists in a drilling tool used in horizontal drilling to expand the diameter of a previously drilled well, and the drilling tool contains:
корпус,case
бурильное средство, расположенное на корпусе и предназначенное для расширения ранее пробуренной скважины до скважины второго, большего диаметра,a drilling tool located on the body and designed to expand a previously drilled well to a well of a second, larger diameter,
направляющий элемент, проходящий вперед от указанного корпуса и располагающийся в указанной ранее пробуренной скважине, чтобы направлять движение бурильного инструмента по ранее пробуренной скважине, иa guiding element extending forward from said body and located in a previously drilled well to direct the movement of the drilling tool along a previously drilled well, and
по меньшей мере, одну стабилизирующую поверхность, расположенную сзади от указанного бурильного средства так, что стабилизирующие поверхности примыкают к стенке указанной второй скважины, уменьшая те действующие на бурильные средства нагрузки, которые являются поперечными к продольной оси бурильного инструмента.at least one stabilizing surface located rear of said drilling tool so that the stabilizing surfaces are adjacent to the wall of said second well, reducing those loads acting on the drilling tools that are transverse to the longitudinal axis of the drilling tool.
Согласно изобретению в бурильном инструменте используется направляющий элемент, который имеет тот же или слегка меньший диаметр, что и ранее пробуренная скважина. Направляющий элемент поддерживает передний конец бурильного инструмента и обеспечивает продвижение бурильного инструмента по той же траектории, что и ранее пробуренная скважина.According to the invention, a guiding element is used in the drilling tool, which has the same or slightly smaller diameter as the previously drilled well. The guide element supports the front end of the boring tool and allows the boring tool to advance along the same path as a previously drilled well.
Усовершенствование в этом изобретении состоит в том, чтобы создать, по меньшей мере, одну стабилизирующую поверхность, расположенную сзади от бурильного средства, так что бурильный инструмент поддерживается горизонтально внутри пробуриваемых скважин направляющим элементом и стабилизирующей поверхностью. Боковые нагрузки, приложенные к бурильному средству, уменьшаются благодаря тому, что оно поддерживается между направляющим элементом и стабилизирующей поверхностью, и инструмент удерживается в сущности на центральной линии ранее пробуренной скважины. Это улучшает как эффективность, так и скорость бурения.An improvement in this invention is to create at least one stabilizing surface located at the rear of the drilling means, so that the drilling tool is supported horizontally inside the bored holes by the guiding element and the stabilizing surface. The lateral loads applied to the drilling tool are reduced due to the fact that it is supported between the guide element and the stabilizing surface, and the tool is held essentially in the center line of a previously drilled well. This improves both efficiency and drilling speed.
Стабилизирующая поверхность может содержать на внешней поверхности ребра, каждое из которых проходит вдоль продольной оси бурильного инструмента и которые расположены по окружности вокруг бурильного инструмента. В альтернативном случае стабилизирующая поверхность может содержать внешнюю поверхность кольца, которое расположено сзади от бурильного средства, или может содержать внешнюю поверхность из приливов, которые расположены по окружности бурильного инструмента и находятся сзади бурильного средства.The stabilizing surface may comprise ribs on the outer surface, each of which extends along the longitudinal axis of the boring tool and which are arranged in a circle around the boring tool. Alternatively, the stabilizing surface may comprise an outer surface of the ring that is located rear of the drilling tool, or may include an outer surface of tides that are located around the circumference of the drill tool and are located behind the drill tool.
Стабилизирующие поверхности могут содержать сочетание продольных ребер, кольца или колец, или приливов, или некоторых из этих элементов.Stabilizing surfaces may contain a combination of longitudinal ribs, rings or rings, or tides, or some of these elements.
Кроме того, стабилизирующая поверхность может содержать радиально расположенные ролики, имеющие ось вращения, которая параллельна продольной оси бурильного инструмента.In addition, the stabilizing surface may comprise radially spaced rollers having an axis of rotation that is parallel to the longitudinal axis of the drilling tool.
Поверхность направляющего элемента может быть цилиндрической, чтобы входить в ранее пробуренную скважину, но может также иметь продольные ребра или ролики, расположенные по окружности направляющего элемента. Кроме того, могут быть использованы винтовые продольные ребра на поверхности направляющего элемента или как опорная поверхность позади бурильного средства.The surface of the guide element may be cylindrical to enter a previously drilled well, but may also have longitudinal ribs or rollers located around the circumference of the guide element. In addition, helical longitudinal ribs on the surface of the guide element or as a supporting surface behind the drilling means can be used.
Комбинация направляющего элемента и стабилизирующей поверхности согласно изобретению помогает бурильному инструменту в поддержке нагрузки бурильного инструмента и нагрузки, создаваемой другими компонентами, которые могут быть присоединены к нему. Эти компоненты могут включать средства, используемые для вращения бурильного инструмента, такие как забойный турбинный двигатель, соединители и фитинги между забойным турбинным двигателем и бурильным инструментом и дополнительными стабилизирующими элементами. Обычно существует зазор между внешним диаметром забойного турбинного двигателя и буровой скважиной. Вес двигателя создает во время горизонтального бурения значительную нагрузку, поперечную к оси бурильного инструмента. Буровая штанга, которая подает жидкость под давлением к забойному турбинному двигателю, также может прикладывать значительные боковые нагрузки к бурильному инструменту. Это происходит несмотря на то, что вдоль буровой штанги могут использоваться дополнительные стабилизаторы, расположенные в скважине выше забойного турбинного двигателя.The combination of the guide element and the stabilizing surface according to the invention helps the drilling tool to support the load of the drilling tool and the load created by other components that can be attached to it. These components may include tools used to rotate the drilling tool, such as a downhole turbine engine, connectors and fittings between the downhole turbine engine and the drilling tool and additional stabilizing elements. There is usually a gap between the outer diameter of the downhole turbine engine and the borehole. The weight of the engine creates a significant load during horizontal drilling, transverse to the axis of the drilling tool. A drill rod that delivers pressurized fluid to a downhole turbine engine can also exert significant lateral loads on the drill tool. This happens despite the fact that additional stabilizers located in the well above the downhole turbine engine can be used along the drill rod.
Дополнительный аспект изобретения включает применение вышеописанного бурильного инструмента для обратного расширения. При обычном бурении отрезки буровой колонны постепенно добавляются по мере продвижения бурильного инструмента по ранее пробуренной скважине. В случае обратного расширения бурильный инструмент протягивается через ранее пробуренную скважину так, что буровая штанга постепенно рассоединяется по мере продвижения бурильного инструмента по ранее пробуренной скважине.An additional aspect of the invention includes the use of the above-described drilling tool for back expansion. In conventional drilling, sections of the drill string are gradually added as the drilling tool moves through the previously drilled well. In the case of reverse expansion, the drilling tool is pulled through a previously drilled well so that the drill rod is gradually disconnected as the drilling tool moves through the previously drilled well.
В этом аспекте изобретения конец направляющего элемента бурильного инструмента присоединен к ряду соединенных бурильных труб. Бурильная труба переносит находящуюся под давлением жидкость, которая передается через трубопроводы внутри бурильного инструмента, к забойному турбинному двигателю, который расположен позади бурильного инструмента. Забойный турбинный двигатель используется для вращения бурового инструмента, в то время как к буровой колонне прикладывается усилие натяжения, чтобы тянуть бурильный инструмент вдоль ранее пробуренной скважины.In this aspect of the invention, the end of the drill tool guide is attached to a series of connected drill pipes. The drill pipe transfers the pressurized fluid, which is transmitted through pipelines inside the drill tool, to the downhole turbine engine, which is located behind the drill tool. A downhole turbine engine is used to rotate the drilling tool, while a pulling force is applied to the drill string to pull the drilling tool along a previously drilled well.
Этот аспект изобретения имеет преимущество, заключающееся в том, что для достижения бурения буровую колонну размещают под натяжением вместо использования сжимающих сил внутри буровой колонны в случае обычного бурения.This aspect of the invention has the advantage that in order to achieve drilling, the drill string is placed under tension instead of using compressive forces inside the drill string in the case of conventional drilling.
В этом варианте направляющий элемент и стабилизирующая поверхность все еще несут нагрузку на буровую коронку, увеличивая, таким образом, точность бурения.In this embodiment, the guide element and the stabilizing surface still bear the load on the drill bit, thereby increasing drilling accuracy.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Чтобы изобретение было более понятным, здесь будут описаны предпочтительные варианты. Однако следует иметь в виду, что изобретение не ограничивается точными признаками, описанными в этих вариантах.To make the invention more clear, preferred embodiments will be described herein. However, it should be borne in mind that the invention is not limited to the precise features described in these embodiments.
Варианты представлены сопровождающими чертежами, на которых:The options are presented in the accompanying drawings, in which:
фиг.1 показывает поперечное сечение работы при горизонтальном бурении,figure 1 shows a cross section of the work during horizontal drilling,
фиг.2 показывает вид сбоку на бурильный инструмент согласно первому варианту,figure 2 shows a side view of a drilling tool according to the first embodiment,
фиг.3 показывает аксонометрический вид бурильного инструмента, показанного на фиг.2,figure 3 shows a perspective view of the drilling tool shown in figure 2,
фиг.4 показывает аксонометрический вид бурильного инструмента согласно второму варианту изобретения,4 shows a perspective view of a drilling tool according to a second embodiment of the invention,
фиг.5 показывает узел, состоящий из бурильного инструмента, забойного турбинного двигателя и спирального стабилизатора, и5 shows a node consisting of a drilling tool, a downhole turbine engine and a spiral stabilizer, and
фиг.6 показывает узел, состоящий из бурильного инструмента, использующего роликовые стабилизаторы, в сочетании с роликовым стабилизатором.6 shows an assembly consisting of a drilling tool using roller stabilizers in combination with a roller stabilizer.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТАDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
На фиг.1 показан типичный процесс горизонтального бурения под судоходным руслом, при котором получают горизонтальную скважину, в целом показанную как позиция 10. Горизонтальная скважина 10 начинается в одной точке и выходит на поверхность в другой точке. Скважина 10 имеет траекторию в виде дуги, что позволяет ей, как показано на фиг.1, пройти под некоторыми сооружениями, такими как дороги и канал. Как видно из фиг.1, скважина 10 обычно всегда проходит под углом по отношению к горизонтали. Этот угол обычно весьма невелик, результатом чего являются значительные нагрузки, приложенные поперек продольной оси бурильного оборудования, используемого для создания скважины 10.Figure 1 shows a typical horizontal drilling process under the navigable channel, in which a horizontal well is obtained, generally shown as position 10. The horizontal well 10 starts at one point and comes to the surface at another point. Well 10 has a trajectory in the form of an arc, which allows it, as shown in figure 1, to go under some structures, such as roads and canals. As can be seen from figure 1, the well 10 usually always passes at an angle with respect to the horizontal. This angle is usually very small, resulting in significant loads applied across the longitudinal axis of the drilling equipment used to create the well 10.
На фиг.1 также видна буровая установка 11, которая расположена у начала буровой скважины и используется, чтобы прикладывать продольную силу к буровой колонне для продвижения бурильного инструмента вдоль буровой скважины 10 и вращать буровую колонну.Figure 1 also shows the drilling rig 11, which is located at the beginning of the borehole and is used to apply longitudinal force to the drill string to advance the drilling tool along the borehole 10 and rotate the drill string.
Как показано более подробно в увеличенном виде на фиг.1, существует первая скважина 9 первого диаметра, которая уже пробурена, после чего используется буровая установка 11, чтобы рассверлить отверстие 9 до большего диаметра 8, используя бурильный инструмент 7, управляемый буровой колонной 6 с буровой установки 11.As shown in greater detail in FIG. 1, there is a first well 9 of a first diameter that has already been drilled, after which a drilling rig 11 is used to drill a hole 9 to a larger diameter 8 using a drilling tool 7 driven by a drill string 6 with a drill installation 11.
Фиг.2 показывает вид сбоку, а фиг.3 показывает аксонометрический вид бурильного инструмента 12 в соответствии с этим изобретением. Бурильный инструмент 12 содержит центральный корпус 13, к которому прикреплены бурильные средства. В этом варианте бурильное средство содержит конические шарошки 14. Конические шарошки 14 хорошо известны в промышленности и имеют твердые вставки, расположенные внутри поверхности каждой конической шарошки. Эти твердые вставки используются, чтобы создать сжимающую динамическую нагрузку на поверхность скального грунта, результатом чего является расщепление или раздробление скального грунта. Это нарастающее расщепление или раздробление делают возможным продвижение бурильного инструмента 12.Figure 2 shows a side view, and Figure 3 shows a perspective view of a
Бурильный инструмент 12 также содержит направляющий элемент 15, который расположен у переднего конца бурильного инструмента 12. Направляющий элемент 15 располагается внутри ранее пробуренной скважины 16, которую также называют направляющей скважиной. Направляющий элемент 15 используется для поддержки переднего конца бурильного инструмента 12 и также для обеспечения продвижения бурильного инструмента 12 вдоль требуемой траектории.The
Ранее пробуренная скважина 16 расширяется коническими шарошками 14 до скважины 17 второго диаметра. Поверхности 18 стабилизатора между коническими шарошками 14 и позади них используются для поддержки бурильного инструмента 12 между ранее пробуренной скважиной 16 и скважиной 17 второго диаметра. Поверхности 18 стабилизатора примыкают к стенке скважины 17 второго диаметра.The previously drilled well 16 is expanded by
В варианте изобретения, показанном на фиг.2, поверхности 18 стабилизатора содержат радиально расположенные ребра 20, где внешняя поверхность каждого ребра 20 содержит поверхность 18 стабилизатора. Кроме того, в задней части бурильного инструмента 12, у концов каждого ребра 20 расположено кольцо 21. Внешняя поверхность кольца содержит поверхность 18 стабилизатора.In the embodiment of the invention shown in FIG. 2, the stabilizer surfaces 18 comprise radially spaced
Как можно видеть из изобретения, представленного на фиг.2 и 3, любая боковая нагрузка, которая может быть приложена к бурильному инструменту 12, будет поддерживаться направляющим элементом 15 и поверхностями 18 стабилизатора. Это уменьшит боковую нагрузку, которая прикладывается к коническим шарошкам 14, которые расположены между этими двумя элементами.As can be seen from the invention shown in FIGS. 2 and 3, any lateral load that may be applied to the
Направляющий элемент 15 содержит опорные поверхности 23, которые образуются либо на продолжениях 24 ребер 20, либо на дополнительных ребрах 25, которые проходят вдоль направляющего элемента 15.The
Бурильный инструмент 12 имеет втулку 26 с резьбовым соединением 27, чтобы можно было присоединять бурильный инструмент 12 к другому бурильному оборудованию, такому как забойный турбинный двигатель или буровая колонна. Бурильный инструмент 12 имеет центральный канал (не показан), который проходит через резьбовое соединение 27, втулку 26, корпус 13 и направляющий элемент 15. Центральный канал открывается к концу направляющего элемента 15, а внутри отверстия канала у конца направляющего элемента 15 имеется муфта с внутренней резьбой. Буровая колонна (не показана) может проходить от этой резьбовой муфты до конца буровой скважины, наиболее удаленного от буровой установки, и дает возможность протягивать бурильный инструмент через пробуренную скважину, чтобы обеспечить обратное расширение скважины.The
Наклонные ребра 19 проходят от кольца 21 до втулки 26. Ребра 19 обеспечивают обратное расширение при извлечении бурильного инструмента 12, а также способствуют повторному входу бурильного инструмента 12 в трубчатую обсадную трубу, которая может частично входить в пробуриваемую скважину от ее точки входа. Обычно такая обсадная труба оканчивается в твердом или уплотненном грунте. Повторное вхождение бурильного инструмента в обсадную трубу обычно не является проблемой. Однако, если грунт мягкий или скважина на конце обсадной трубы расширена другим образом, обычный бурильный инструмент может зацепляться и препятствовать его дальнейшему вытаскиванию. Ребра 19 гарантируют, что бурильный инструмент 12 направляется в корпус так, что он не цепляется. Подобные ребра могут быть использованы на других компонентах, таких как стабилизаторы.The
На фиг.4 показан второй вариант изобретения. Этот вариант также содержит направляющий элемент 15, корпус 13 и стабилизирующие поверхности 18. Однако в этом варианте стабилизирующие поверхности 18 содержат внешние поверхности продольных ребер 20 и приливов 29, которые присоединены к кольцу 21. Результатом этого является зазор между поверхностями 18 на приливах 29 и поверхностями 18 на ребрах 20. Это содействует извлечению бурильного инструмента 12 и позволяет обломкам при бурении проходить через бурильный инструмент 12, а не накапливаться сзади бурильного инструмента 12, результатом чего может быть зажатие бурильного инструмента в скважине.Figure 4 shows a second embodiment of the invention. This embodiment also includes a guiding
На фиг.5 показан узел, состоящий из бурильного инструмента 12 и забойного турбинного двигателя 30. Диаметр забойного турбинного двигателя 30 меньше диаметра второй скважины 17, поэтому он поддерживается бурильным инструментом 12 и спиральным стабилизатором 31, который имеет стабилизирующие поверхности 33 на внешних поверхностях. От стабилизатора 31 выходит из скважины наружу буровая штанга 32.Figure 5 shows the assembly consisting of a
Забойный турбинный двигатель, который подвешен внутри второй скважины 17, очевидно создает значительную нагрузку на бурильный инструмент 12. Однако к коническим шарошкам 14 прикладывается минимальная боковая нагрузка, что является результатом того, что бурильный инструмент 12 поддерживается направляющим элементом 15 и стабилизирующими поверхностями 18 на бурильном инструменте 12 и стабилизирующими поверхностями на спиральном стабилизаторе 31.The downhole turbine engine, which is suspended inside the
Альтернативное устройство для бурильного инструмента показано на фиг.6. В этом варианте ролики 34 прилегают к направляющему элементу 15. В предпочтительном случае ролики 34 установлены внутри продолжений 24 ребер 20 и дополнительных ребер 25.An alternative device for a drilling tool is shown in Fig.6. In this embodiment, the
Ролики могут быть также установлены в бурильном инструменте 12 так, что они имеют стабилизирующие поверхности 18. В этом случае ролики 34 также устанавливаются внутри ребер 20.The rollers can also be installed in the
Ролики 34 также устанавливаются в стабилизаторе 31. Стабилизатор 31, показанный на фиг.5 и 6, может быть также снабжен наклонными ребрами 19, которые облегчают вход в обсадную трубу при извлечении инструмента и стабилизатора 31.The
В дополнение к продольным ребрам 20 и дополнительным ребрам 25 ребра 24 и 25 могут иметь винтообразную форму для гарантии того, что при вращении бурильного инструмента стабилизирующая поверхность 18 или опорная поверхность 23 всегда находится в контакте либо со второй скважиной 17, либо со скважиной 16. Кроме того, изгиб винтообразных желобков может быть таким, что в сочетании с вращением бурильного инструмента осколки бурения выводятся назад вдоль направляющего элемента 15 и бурильного инструмента 12.In addition to the
Другой аспект изобретения включает применение бурильного инструмента 12 в узле для обратного расширения скважины. В этом варианте бурильные инструменты, показанные на фиг.2 -4, могут иметь буровую штангу, присоединенную к переднему концу направляющего элемента 15. Забойный турбинный двигатель может быть присоединен к задней части бурильного инструмента 12 с находящейся под давлением буровой жидкостью, протекающей через бурильный инструмент 12 для приведения в действие забойного турбинного двигателя. Затем к буровой штанге может быть приложено усилие натяжения для приложения бурильного усилия к коническим шарошкам 14, в то время как необходимое вращение бурильного инструмента 12 создается забойным турбинным двигателем. В этом варианте бурильная труба работает при растяжении, а не при сжатии, как это имеет место при обычном бурении. Растягивающее усилие не вызывает изгиба буровой штанги, которое происходит при приложении сжимающих сил. Поэтому для извлечения бурильного инструмента 12 со сравнительно большим диаметром могут быть использованы буровые штанги с гораздо меньшим диаметром.Another aspect of the invention includes the use of a
В этом варианте сначала бурится направляющая скважина. До извлечения буровой колонны, когда из скважины выходят первый бурильный инструмент и другие компоненты, их удаляют из буровой колонны для того, чтобы можно было присоединить бурильный инструмент 12 для обратного расширения скважины и забойный турбинный двигатель. Затем используется та же самая буровая колонна для протаскивания бурильного инструмента 12 назад через направляющую скважину с целью создания скважины второго, большего диаметра.In this embodiment, a guide well is first drilled. Before the drill string is removed, when the first drilling tool and other components exit the well, they are removed from the drill string so that the
Как можно видеть из приведенного выше описания, изобретение предлагает усовершенствованный бурильный инструмент, который лучше подходит для того, чтобы выдерживать боковые нагрузки, обычно возникающие при операциях горизонтального бурения. Поэтому предполагается, что бурильные инструменты согласно изобретению будут иметь увеличенный срок службы, что значительно улучшит эффективность бурильных работ.As can be seen from the above description, the invention provides an improved boring tool that is better suited to withstand the lateral loads typically encountered in horizontal drilling operations. Therefore, it is assumed that the drilling tools according to the invention will have an extended service life, which will significantly improve the efficiency of drilling operations.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AUPR0689A AUPR068900A0 (en) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | A drilling tool used in horizontal drilling applications |
AUPR0689 | 2000-10-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003113555A RU2003113555A (en) | 2004-11-27 |
RU2276246C2 true RU2276246C2 (en) | 2006-05-10 |
Family
ID=3824747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003113555/03A RU2276246C2 (en) | 2000-10-12 | 2001-10-09 | Drilling tool used for horizontal drilling |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1339939B1 (en) |
CN (1) | CN1282816C (en) |
AT (1) | ATE348241T1 (en) |
AU (1) | AUPR068900A0 (en) |
DE (1) | DE60125228T2 (en) |
HK (1) | HK1060610A1 (en) |
RU (1) | RU2276246C2 (en) |
WO (1) | WO2002031313A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2529038C1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-09-27 | Дмитрий Николаевич Сорокин | Device and method of hole reaming |
RU2543226C2 (en) * | 2013-01-11 | 2015-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бурсервис" | Method for enlargement and reaming of well shaft |
RU2652197C2 (en) * | 2013-08-15 | 2018-04-25 | Херренкнехт Аг | Drill head for expanding a pilot bore in order to create a borehole |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6729418B2 (en) * | 2001-02-13 | 2004-05-04 | Smith International, Inc. | Back reaming tool |
AU2008221114B2 (en) * | 2007-02-28 | 2013-03-28 | Welltec A/S | Drilling head for reboring a stuck valve |
SA108290832B1 (en) * | 2007-12-21 | 2012-06-05 | بيكر هوغيس انكوربوريتد | Reamer with Stabilizer Arms for Use in A Wellbore |
CN101832137B (en) * | 2009-09-17 | 2013-12-25 | 新奥气化采煤有限公司 | Pre-embedding method for coal seam roof strut |
CN101701507B (en) * | 2009-10-30 | 2015-01-21 | 上海佳友市政建筑有限公司 | Underreamer with extrusion and wall-expansion functions |
CA2847567A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | Petrus Christiaan Gouws | Auxiliary equipment for use with drilling apparatus |
CN103147693B (en) * | 2013-03-22 | 2015-10-28 | 四川圆通建设有限公司 | Whether a kind of identifiable design uses the quick reamer reclaiming gear wheel |
US10619420B2 (en) | 2013-05-20 | 2020-04-14 | The Charles Machine Works, Inc. | Reamer with replaceable rolling cutters |
US9714544B2 (en) | 2013-05-20 | 2017-07-25 | The Charles Machine Works, Inc. | Reamer with replaceable rolling cutters |
DE102013111350A1 (en) * | 2013-10-15 | 2015-04-16 | TERRA AG für Tiefbautechnik | Expander tool and device for expanding a passage opening present in the ground |
CN104563878A (en) * | 2014-12-29 | 2015-04-29 | 无锡中地地质装备有限公司 | Waistband structure of novel reamer |
ES2767329T3 (en) * | 2015-01-23 | 2020-06-17 | Master Sinkers Pty Ltd | Tree Expansion Arrangement for a Drilling System |
RU176117U1 (en) * | 2017-08-31 | 2018-01-09 | Владимир Вадимович Калинин | Combined Expander |
CN110857622B (en) * | 2018-08-16 | 2023-06-23 | 中国石油化工股份有限公司 | Alarm device for foreign matter in back dragging hole of directional drilling |
CN110821409B (en) * | 2019-11-15 | 2021-11-09 | 四川石油天然气建设工程有限责任公司 | Manufacturing method of reamer with self-righting guide function |
CN110748298B (en) * | 2019-11-15 | 2022-03-18 | 四川石油天然气建设工程有限责任公司 | Reamer with self-righting guide function |
CN111852336B (en) * | 2020-08-27 | 2021-10-29 | 安徽建筑大学 | Drilling tool for horizontal directional drilling and reaming |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5269384A (en) * | 1991-11-08 | 1993-12-14 | Cherrington Corporation | Method and apparatus for cleaning a bore hole |
US5325932A (en) * | 1992-03-27 | 1994-07-05 | The Robbins Company | Down reaming apparatus |
NO178938C (en) * | 1992-04-30 | 1996-07-03 | Geir Tandberg | Borehole expansion device |
US5314267A (en) * | 1992-08-27 | 1994-05-24 | Mark Osadchuk | Horizontal pipeline boring apparatus and method |
CA2158637A1 (en) * | 1993-03-17 | 1994-09-29 | John North | Improvements in or relating to drilling and the extraction of fluids |
US5904213A (en) * | 1995-10-10 | 1999-05-18 | Camco International (Uk) Limited | Rotary drill bits |
US5765653A (en) * | 1996-10-09 | 1998-06-16 | Baker Hughes Incorporated | Reaming apparatus and method with enhanced stability and transition from pilot hole to enlarged bore diameter |
US6059051A (en) * | 1996-11-04 | 2000-05-09 | Baker Hughes Incorporated | Integrated directional under-reamer and stabilizer |
-
2000
- 2000-10-12 AU AUPR0689A patent/AUPR068900A0/en not_active Abandoned
-
2001
- 2001-10-09 CN CNB018173179A patent/CN1282816C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-09 WO PCT/AU2001/001260 patent/WO2002031313A1/en active IP Right Grant
- 2001-10-09 RU RU2003113555/03A patent/RU2276246C2/en active
- 2001-10-09 EP EP01975838A patent/EP1339939B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-09 AT AT01975838T patent/ATE348241T1/en active
- 2001-10-09 DE DE60125228T patent/DE60125228T2/en not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-05-24 HK HK04103652A patent/HK1060610A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2543226C2 (en) * | 2013-01-11 | 2015-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Бурсервис" | Method for enlargement and reaming of well shaft |
RU2529038C1 (en) * | 2013-05-29 | 2014-09-27 | Дмитрий Николаевич Сорокин | Device and method of hole reaming |
RU2652197C2 (en) * | 2013-08-15 | 2018-04-25 | Херренкнехт Аг | Drill head for expanding a pilot bore in order to create a borehole |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AUPR068900A0 (en) | 2000-11-09 |
DE60125228D1 (en) | 2007-01-25 |
EP1339939A4 (en) | 2005-04-06 |
CN1282816C (en) | 2006-11-01 |
EP1339939B1 (en) | 2006-12-13 |
EP1339939A1 (en) | 2003-09-03 |
CN1469964A (en) | 2004-01-21 |
ATE348241T1 (en) | 2007-01-15 |
DE60125228T2 (en) | 2007-09-27 |
HK1060610A1 (en) | 2004-08-13 |
WO2002031313A1 (en) | 2002-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2276246C2 (en) | Drilling tool used for horizontal drilling | |
US8146682B2 (en) | Apparatus and methods of milling a restricted casing shoe | |
CA2684681C (en) | Cladding method and expansion tool | |
US5390750A (en) | Downhole compaction and stabilization back reamer and drill bit | |
BRPI0714508B1 (en) | METHOD OF RADIALLY EXPANDING A TUBULAR ELEMENT, AND RADIALLY EXPANDING TUBULAR ELEMENT | |
BRPI0614207A2 (en) | expander to radially expand a tubular element | |
MXPA02004274A (en) | Self drilling roof bolt. | |
JP2007528459A (en) | One-pass punching device | |
RU2003113555A (en) | DRILLING TOOL USED FOR HORIZONTAL DRILLING | |
JP2008542594A (en) | Method and apparatus for drilling holes in soil or rock material, especially percussion or rotary percussion drilling | |
CA2375582A1 (en) | Guide apparatus | |
CN1322220C (en) | Drill expanding aiguille of anchor shaft, anchor cable, stake and drill expanding technology | |
MX2012005766A (en) | Drill stem tubular connection with internal stiffener ring. | |
US7699123B2 (en) | Bore hole sleeve reaming apparatus and method | |
US6659198B2 (en) | Back reamer assembly | |
HRP20060140A2 (en) | Method and device for boring holes in soil or rock | |
AU2011322539A1 (en) | Method for the underground installation of a pipe. | |
CN116411810A (en) | Reamer and non-excavation pipeline laying method | |
CA2505556A1 (en) | Steerable drill bit arrangement | |
CN212896399U (en) | Slope protection structure | |
AU2001295249B2 (en) | A drilling tool used in horizontal drilling applications | |
RU2229582C1 (en) | Hydraulically expanding underreamer | |
JP3388723B2 (en) | Drilling device and drilling method | |
AU2001295249A1 (en) | A drilling tool used in horizontal drilling applications | |
AU2013101106A4 (en) | Thrust Dolly |