RU2281370C2 - Method for vertical well drilling - Google Patents

Method for vertical well drilling Download PDF

Info

Publication number
RU2281370C2
RU2281370C2 RU2004133455/03A RU2004133455A RU2281370C2 RU 2281370 C2 RU2281370 C2 RU 2281370C2 RU 2004133455/03 A RU2004133455/03 A RU 2004133455/03A RU 2004133455 A RU2004133455 A RU 2004133455A RU 2281370 C2 RU2281370 C2 RU 2281370C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
vertical
well
rotator
rig
Prior art date
Application number
RU2004133455/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004133455A (en
Inventor
Юрий Александрович Данилов (BY)
Юрий Александрович Данилов
Original Assignee
Юрий Александрович Данилов
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 Юрий Александрович Данилов filed Critical Юрий Александрович Данилов
Publication of RU2004133455A publication Critical patent/RU2004133455A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2281370C2 publication Critical patent/RU2281370C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining industry, particularly to drill vertical freezing holes with the use of movable or stationary installations provided with movable rotators and hydraulic directional supply means.
SUBSTANCE: method involves predrilling strictly vertical well 14; stabilizing vertical direction with the use of centrators, calibrators and heavy-weight bottomhole assembly made of pipes by aligning thereof with well 14 axis; manually or automatically regulating vertical position of rotator 4 travel in continuous mode with the use of support adjustable jacks 2 by retaining drilling rig 13 frame in horizontal position. The frame position is controlled in two perpendicular planes by means of level sensor installed on frame 1 or mast 1 or rotator 4. Drilling is performed with extended drilling string under axial load equal to not more than 80% of heavy-weight bottomhole assembly weight.
EFFECT: increased productivity and efficiency of drilling stabilization process, possibility to drill strictly vertical wells.
3 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проходки скважин различного назначения, в частности для бурения вертикальных замораживающих скважин, с использованием передвижных или стационарных установок с подвижным вращателем и гидравлической направленной подачей.The invention relates to the mining industry and can be used for sinking wells for various purposes, in particular for drilling vertical freeze wells, using mobile or stationary units with a movable rotator and hydraulic directional feed.

Известен способ бурения прямолинейных скважин с использованием лазерного луча для обозначения заданного направления [1]. Способ включает ориентирование и установку рабочего органа бурильной машины в заданном направлении, бурение скважины буровым ставом с направляющей головной частью. Став наращивают отдельными звеньями с одновременным размещением на нем в определенной последовательности опорных фонарей, диаметр которых не менее диаметра породоразрушающего инструмента, а в скважину подают очистной агент. В головной части става размещен автоматически управляемый направляющий опорный фонарь. Для обозначения заданного направления используют лазерный луч, который направляют вовнутрь полого бурового става соосно его продольной оси. Очистной агент используют совместно с лазерным лучом для управления направляющим опорным фонарем в процессе бурения. В качестве очистного агента используют сжатый воздух или жидкость.A known method of drilling straight wells using a laser beam to indicate a given direction [1]. The method includes orienting and installing the working body of the drilling machine in a given direction, drilling the well with a drill stand with a guide head. The stave is being built up by separate links with simultaneous placement of support lamps on it in a certain sequence, the diameter of which is not less than the diameter of the rock cutting tool, and a cleaning agent is fed into the well. An automatic guided guide light is located in the head of the stav. To indicate a given direction, a laser beam is used, which is directed inside the hollow drill stand coaxially with its longitudinal axis. The cleaning agent is used in conjunction with a laser beam to control the guide reference light during drilling. As a cleaning agent, compressed air or liquid is used.

Недостатком способа является его довольно узкое применение - только для бурения скважин с использованием полого бурового става и низкая технологичность, обусловленная сложностью оптического лазерного контроля.The disadvantage of this method is its rather narrow application - only for drilling wells using a hollow drill stand and low adaptability, due to the complexity of the optical laser control.

Известен также способ стабилизации направления ствола скважин по визуальному определению места контакта колонковой трубы со стенкой скважины [2]. Для этого в процессе бурения отбирают керн, извлекают его на поверхность в колонковом наборе, визуально определяют места контакта колонковой трубы со стенкой скважины и корректируют параметры колонкового набора после визуального определения места контакта трубы со стенкой скважины. Затем рассчитывают точку прогиба колонковой трубы в месте контакта со стенкой скважины по определенной зависимости, после чего производят корректировку параметров колонкового набора путем деформации изгиба трубы в точке ее прогиба в месте контакта со стенкой скважины в противоположную сторону от места контакта на величину, рассчитанную по формуле:There is also a method of stabilizing the direction of the wellbore by visually determining the contact point of the core pipe with the wall of the well [2]. To do this, in the process of drilling, a core is taken, it is extracted to the surface in a core set, the contact points of the core pipe with the wall of the well are visually determined, and the parameters of the core set are adjusted after visual determination of the contact point of the pipe with the wall of the well. Then, the deflection point of the core pipe at the point of contact with the well wall is calculated according to a certain relationship, after which the parameters of the core set are adjusted by bending the pipe at the point of its deflection at the point of contact with the wall of the well in the opposite direction from the point of contact by the value calculated by the formula:

Fk.н.=Lk.н.·(Lб.в.)-1·[E·Iб.в./E·I k.н.]1/2-0,5 fп,F k.n. = L k.n. · (L b.v. ) -1 · [E · I b.v. / E · I k.s.] 1/2 -0.5 f p ,

где Lб.в. - длина полуволны изгиба бурильных труб над колонковым набором, м;where L b.v. - the half-wave length of the bend of the drill pipe over the core set, m;

fб.в. - полуразность диаметров бурильных труб и скважин, м;f b.v. - the half-difference in the diameters of drill pipes and wells, m;

fп - полуразность диаметров скважин и переходника колонкового набора, м;f p - the half-difference of the diameters of the wells and the adapter core set, m;

E·Ik.н., E·Iб.в. - соответственно жесткость поперечного сечения колонкового набора и бурильных труб, даН·м2;E · I k.n. , E · I b.v. - respectively, the stiffness of the cross section of the core set and drill pipe, daN · m 2 ;

Lk.н. - длина колонкового набора, м.L k.n. - the length of the core set, m

Бурение скважины осуществляют СБТН диаметром 50 мм и колонковой трубой длиной 4,5 м диаметром 57 мм при частоте вращения 600 об./мин. После визуального определения места износа колонковой трубы рассчитывают точку изгиба колонковой трубы, а затем по указанной формуле определяют величину изгиба колонковой трубы. Далее соответствующей деформацией изгиба колонковой трубы, в точке ее прогиба в месте контакта со стенкой скважины в противоположную сторону от места контакта, осуществляют корректировку параметров набора и тем самым обеспечивают стабилизацию направления ствола скважины.Well drilling is carried out by SBTN with a diameter of 50 mm and a core pipe with a length of 4.5 m and a diameter of 57 mm at a speed of 600 rpm. After visual determination of the place of wear of the core pipe, the bending point of the core pipe is calculated, and then the value of the bending of the core pipe is determined by this formula. Then, with the corresponding bending deformation of the core pipe, at the point of its deflection at the point of contact with the borehole wall in the opposite direction from the point of contact, the set parameters are adjusted and, thus, the direction of the borehole is stabilized.

Недостатком такого способа стабилизации направления бурения является низкая технологичность процесс и эффективность самого метода, основанного на фиксации последствий фактического отклонения от вертикальности и только после этого устранения этого отклонения, что существенно снижает скорость проходки скважин.The disadvantage of this method of stabilizing the direction of drilling is the low adaptability of the process and the effectiveness of the method itself, based on fixing the consequences of the actual deviation from verticality and only after this elimination of this deviation, which significantly reduces the speed of drilling wells.

Известен метод и оборудование для бурения замораживающих скважин вращательным способом с прямой промывкой [3]. Согласно способу порода разрушается и выбуривается в виде керна, а затем удаляется из забоя с помощью промывочной жидкости. Технология проходки таких скважин определяется их глубиной, конструкцией, а также от горно-геологических условий. Так, например, буровыми установками УБЗШ-2-20 и УБЗШ-2-30 роторным способом бурят скважины в сложных горно-геологических условиях. При этом бурение производят как по окружности ствола на расстоянии не менее 0,8 м или по прямой линии с расстоянием друг от друга 1-2 м. Установки оснащены породоразрушающим инструментом (например, шарошечным долотом), колонной, состоящей из колонковых бурильных труб для направления бурового инструмента, передачи осевого усилия и приема выбуренного керна, утяжеленными бурильными трубами (УБТ) для создания осевого усилия на рабочий орган, устранения искривления ствола скважин и стабилизации заданного направления при бурении. При этом УБТ дополнительно снабжают центраторами и колибраторами, которые устанавливают по их длине [4]. Центраторы устанавливают в месте максимального прогиба инструмента; это расстояние определяют расчетом. Конструктивно центраторы сходны с колибраторами и в значительной мере выполняют одни и те же функции.A known method and equipment for drilling freezing wells in a rotational manner with direct flushing [3]. According to the method, the rock is destroyed and drilled in the form of a core, and then removed from the bottom using a washing fluid. The technology for driving such wells is determined by their depth, design, and also from mining and geological conditions. So, for example, with the UBZSh-2-20 and UBZSh-2-30 drilling rigs, wells are drilled using the rotary method in difficult mining and geological conditions. At the same time, drilling is carried out both around the circumference of the trunk at a distance of at least 0.8 m or in a straight line with a distance of 1-2 m from each other. The rigs are equipped with a rock cutting tool (for example, a cone bit), a string consisting of core drill pipes for direction drilling tool, transmitting axial force and receiving drill core, weighted drill pipes (UBT) to create axial force on the working body, eliminate curvature of the wellbore and stabilize a given direction when drilling. At the same time, drill collars are additionally equipped with centralizers and colibrators, which are installed along their length [4]. Centralizers are installed in the place of maximum deflection of the tool; this distance is determined by calculation. Structurally, centralizers are similar to colibrators and to a large extent perform the same functions.

Существенным недостатком такого способа бурения является ненадежная стабилизация направления бурения скважин, искривление которых предупреждают исключительно лишь за счет использования эффекта маятника, характерного для утяжеленного низа, что существенно снижает надежность стабилизации и экономичность проходки замораживающих скважин.A significant drawback of this method of drilling is the unreliable stabilization of the direction of drilling, the curvature of which is prevented only by using the pendulum effect characteristic of a heavier bottom, which significantly reduces the stability of the stabilization and the cost-effectiveness of freezing wells.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению способ регулировки режима бурения скважин по величине осевой нагрузки на долото при фиксированном верхнем конце бурильной колонны, который и выбран в качестве прототипа [5]. При этом для осуществления способа по месту бурения обычным образом размещают, например, мобильную буровую установку, а над устьем скважины известными приемами устанавливают станину на регулируемых опорах с буровой мачтой, которую оснащают соответствующей комплектацией: подвижным вращателем с гидравлическим приводом, комплектом бурильных труб с компоновкой утяжеленного низа и центратором. Далее осуществляют вертикальное забуривание и последующее бурение, включающее спуск буровой колонны с породоразрушающим инструментом в скважину и подачу промывочного агента. Через бурильные трубы от подвижного вращателя на породоразрушающий инструмент - буровую коронку передают крутящий момент, осевую нагрузку и промывочный агент. Затем согласно способу в процессе бурения фиксируют верхний конец бурильной колонны от осевых перемещений и измеряют величину осевой нагрузки на долото, вращающий момент, амплитуду и частоту собственных изгибных колебаний утяжеленного низа. Далее определяют осевые нагрузки, соответствующие экстремумам измеряемых параметров. Вращение колонны вокруг собственной оси или вокруг оси скважины предотвращают в значительной степени путем регулировки величины осевой нагрузки на долото. Экспериментально установлено, что эта нагрузка должна соответствовать значениям Pi или 0,5·(Pi+Pi+1), где Pi - величина осевой нагрузки на долото, соответствующая i-му количеству касаний сжатой части утяжеленного низа бурильной колонны (УНБК) со стенками скважины. Расчетным путем или методом бурения с заторможенным барабаном лебедки определяют нагрузки Pi, которые соответствуют экстремумам в зависимости между темпом изменения нагрузки на долото и величиной нагрузки или в зависимостях между вращающим моментом на долоте (на роторе) или амплитудой (частотой) колебаний колонны и нагрузкой на долото. При большой вероятности искривления скважины, о чем судят по ранее пробуренным скважинам, искривление предупреждают или уменьшают, поддерживая осевую нагрузку равной одному из значений 0,5·(Pi+Pi+1) или близкой к нему. Наиболее оптимальной в этом случае является поддержание нагрузки, равной Рi, с периодическим увеличением или уменьшением ее до значений 0,5·(Рi+Pi+1). При этом частоту вращения долота поддерживают вне частоты собственных изгибных колебаний УНБК, что предотвращает опасность аварий с элементами УНБК и долотами.Closest to the proposed invention is a method of adjusting the mode of drilling for the magnitude of the axial load on the bit with a fixed upper end of the drill string, which is selected as a prototype [5]. At the same time, for the implementation of the method, for example, a mobile drilling rig is placed in the usual place at the drilling site, and a well-mounted techniques are installed over the wellhead with adjustable supports with a drill mast, which is equipped with the appropriate equipment: a movable rotator with a hydraulic drive, a set of drill pipes with a weighted layout bottom and centralizer. Next, vertical drilling and subsequent drilling is carried out, including lowering the drill string with a rock cutting tool into the well and supplying a flushing agent. Through the drill pipe from the movable rotator to the rock cutting tool - the drill bit transmit torque, axial load and flushing agent. Then, according to the method, during drilling, the upper end of the drill string is fixed from axial movements and the value of the axial load on the bit, torque, amplitude and frequency of natural bending vibrations of the weighted bottom are measured. Next, axial loads corresponding to the extremes of the measured parameters are determined. The rotation of the column around its own axis or around the axis of the well is prevented to a large extent by adjusting the magnitude of the axial load on the bit. It was experimentally established that this load should correspond to Pi or 0.5 · (P i + P i + 1 ), where Pi is the value of the axial load on the bit, corresponding to the i-th number of touches of the compressed part of the weighted bottom of the drill string (UNBK) with the walls of the well. The load Pi is determined by calculation or by the method of drilling with a braked winch drum, which correspond to extrema depending on the rate of change of the load on the bit and the load value or in the relationships between the torque on the bit (on the rotor) or the amplitude (frequency) of the column vibrations and the load on the bit . At high probability wellbore curvature, as judged by the previously drilled wells, prevent or reduce a curvature while maintaining the axial load equal one of the values 0,5 · (P i + Pi + 1) or near thereto. The most optimal in this case is to maintain the load equal to P i , with a periodic increase or decrease to 0.5 · (P i + P i + 1 ). In this case, the rotational speed of the bit is maintained outside the frequency of the natural bending vibrations of the UNBK, which prevents the risk of accidents with UNBK elements and bits.

Недостатком известного способа бурения вертикальных скважин является его ненадежность, обусловленная эмпирическим расчетным подходом регулировки вертикальности проходки, и, как следствие, низкая эффективность и технологичность бурения.The disadvantage of this method of drilling vertical wells is its unreliability, due to the empirical calculation approach to adjust the verticality of penetration, and, as a result, low efficiency and adaptability of drilling.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков: повышение производительности и эффективности процесса стабилизации бурения, в частности при проходке замораживающих скважин, где особенно важно обеспечить максимальную вертикальность бурения.The aim of the invention is to remedy these disadvantages: increasing the productivity and efficiency of the process of stabilization of drilling, in particular when driving freezing wells, where it is especially important to ensure maximum vertical drilling.

Поставленная цель достигается тем, что в способе бурения вертикальных скважин, включающем монтаж над устьем скважины на опорных регулируемых домкратах станины буровой роторной установки с прямой промывкой, содержащей жестко связанную с ней мачту с подвижным вращателем, вертикальное забуривание и бурение путем погружения в скважину компоновки утяжеленного низа с центраторами и буровым инструментом, а также регулировку, контроль и стабилизацию вертикальности процесса бурения, согласно изобретению вертикальность процесса бурения обеспечивают строго вертикальным забуриванием скважины и стабилизацией набранного вертикального направления посредством центраторов и колибраторов компоновки утяжеленного низа путем жесткого центрирования ее с осью скважины, при этом дополнительно, посредством опорных домкратов, непрерывно в автоматическом или ручном режиме регулируют вертикальность хода подвижного вращателя за счет поддержания в горизонтальном положении станины буровой установки, которое контролируют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях дополнительно смонтированными на станине или мачте или вращателе датчиками уровня, а бурение ведут на растянутой буровой колонне с осевой нагрузкой не более 80% от веса компоновки утяжеленного низа.This goal is achieved by the fact that in the method of drilling vertical wells, including mounting above the wellhead on support adjustable jacks of the bed of a rotary drilling rig with direct washing, containing a mast rigidly connected to it with a movable rotator, vertical drilling and drilling by immersing a heavier bottom assembly in the well with centralizers and drilling tools, as well as adjustment, control and stabilization of the verticality of the drilling process, according to the invention, the verticality of the drilling process they are heated strictly by vertical drilling of the well and stabilization of the gained vertical direction by means of centralizers and colibrators of the weighted bottom layout by rigidly centering it with the axis of the well, while additionally, by means of support jacks, the vertical rotation of the movable rotator is continuously or automatically controlled by maintaining the horizontal position bed rig, which is controlled in two mutually perpendicular planes level sensors mounted on a bed or mast or rotator, and drilling is carried out on an extended drill string with an axial load of not more than 80% of the weight of the weighted bottom assembly.

Строго вертикальное забуривание скважины обеспечивают предварительной регулировкой вертикального положения мачты и оси подвижного вращателя в процессе монтажа станины буровой установки путем настройки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях датчиков уровня посредством функционально связанного с ними теодолита, который дополнительно монтируют на поверхности земли независимо от буровой установки.Strictly vertical drilling of the well is provided by preliminary adjusting the vertical position of the mast and the axis of the movable rotator during installation of the bed of the drilling rig by adjusting level sensors in two mutually perpendicular planes by means of a theodolite functionally associated with them, which is additionally mounted on the earth's surface regardless of the drilling rig.

В качестве датчиков уровня используют, например, цилиндрические или круглые пузырьковые гидравлические уровни с ценой деления 1-10 секунд, которые настраивают в процессе монтажа буровой установки посредством теодолита.As level sensors, for example, cylindrical or round bubble hydraulic levels with a division value of 1-10 seconds are used, which are adjusted during the installation of the drilling rig by means of a theodolite.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена принципиальная блок-схема мобильной буровой установки.Figure 1 presents a schematic block diagram of a mobile drilling rig.

На фиг.2 - схема бурильной колонны с компоновкой утяжеленного низа (УНБК).Figure 2 - diagram of the drill string with the layout of the weighted bottom (UNBK).

Установка 13 в мобильном исполнении содержит станину 1 с тремя опорными регулируемыми домкратами 2 (один из них на чертеже не показан). На станине 1 размещена жестко связанная с ней мачта 3, оснащенная подвижным вращателем 4 с гидравлическими цилиндрами подачи 5. На мачте 3 установлены во взаимно перпендикулярных плоскостях два датчика горизонтального уровня 6 в виде цилиндрических гидравлических пузырьковых уровней. Датчики 6 функционально связаны с теодолитом 7, который установлен на грунте отдельно от станины 1 установки 13 и предназначен для настройки уровня 6 и отслеживания вертикальности хода вращателя 4. Вращатель 4 приводным валом (на чертеже не показан) соединен с буровой колонной, состоящей из буровых труб 8, компоновки УНБК, содержащей долото 9, утяжеленные бурильные трубы (УБТ) 10, два калибратора 11, смонтированные на концах первой УБТ, два центратора 12, установленные в середине и на верхнем конце колонны УБТ.Installation 13 in a mobile version contains a frame 1 with three supporting adjustable jacks 2 (one of them is not shown in the drawing). On the bed 1 there is a mast 3 rigidly connected with it, equipped with a movable rotator 4 with hydraulic feed cylinders 5. On the mast 3, two horizontal level sensors 6 are installed in mutually perpendicular planes in the form of cylindrical hydraulic bubble levels. The sensors 6 are functionally connected to the theodolite 7, which is installed on the ground separately from the bed 1 of the installation 13 and is designed to adjust the level 6 and monitor the verticality of the rotation of the rotator 4. The rotator 4 is connected to the drill string, consisting of drill pipes, by a drive shaft (not shown) 8, the layout of the UNBK containing the bit 9, weighted drill pipe (UBT) 10, two calibrators 11 mounted at the ends of the first UBT, two centralizers 12 installed in the middle and at the upper end of the UBT string.

Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.

Станину 1 буровой установки 13 монтируют над устьем скважины 14, мачту 3 устанавливают в строго вертикальном положении. Регулировку установки мачты 3 и оси хода вращателя 4 производят с помощью трех домкратов 2. Точность установки мачты 3 по вертикали и соответственно оси хода вращателя 4 определяют по уровню 6, который предварительно настраивают с помощью теодолита 7. В процессе настройки контролируют, чтобы горизонтальное положение пузырьков уровня 6 совпадало с вертикальным ходом вращателя 4, при этом точность регулировки вертикальности определяется ценой деления уровня 6 и составляет 1-10 секунд и выше в зависимости от заданной величины, которую требуется выдержать в процессе бурения. Затем осуществляют вертикальное забуривание скважины 14. В процессе забуривания аналогичным образом, как и при установке мачты 3, непрерывно контролируют по уровню 6 и регулируют домкратами 2 вертикальность хода вращателя 4, который таким же образом постоянно контролируют и регулируют в процессе дальнейшего бурения скважины 14. При этом проверяют, чтобы допустимое отклонение оси вращателя 4 от вертикали составляло не более допустимых проектных значений. Стабилизацию набранного вертикального направления при забуривании и дальнейшем бурении осуществляют посредством бурильной колонны из труб 8 с жестко сцентрированной компоновкой утяжеленных труб 10 с двумя калибраторами 11 и двумя центраторами 12, при этом бурение ведут на растянутой бурильной колонне таким образом, чтобы создавать осевую нагрузку на долото 9 не более 80% от веса УНБК. В процессе бурения в скважину 14 подают промывочный агент, например, глинистую промывочную жидкость или торфосапропелевый буровой раствор, или другую подобную жидкость (на чертеже не показано).The frame 1 of the drilling rig 13 is mounted above the wellhead 14, the mast 3 is installed in a strictly vertical position. The installation of the mast 3 and the axis of rotation of the rotator 4 are adjusted using three jacks 2. The accuracy of the installation of the mast 3 vertically and, accordingly, the axis of rotation of the rotator 4 is determined by level 6, which is pre-set using theodolite 7. During the adjustment, check that the horizontal position of the bubbles level 6 coincided with the vertical stroke of the rotator 4, while the accuracy of adjusting the verticality is determined by the division price of level 6 and is 1-10 seconds or more, depending on the set value that is required yderzhat during drilling. Then, vertical drilling of the well 14 is carried out. During the drilling process in the same way as when the mast 3 was installed, they are continuously monitored at level 6 and the jacks 2 are controlled by the vertical stroke of the rotator 4, which in the same way is constantly monitored and regulated during further drilling of the well 14. When this check that the permissible deviation of the axis of the rotator 4 from the vertical was not more than the permissible design values. Stabilization of the vertical direction during drilling and further drilling is carried out by means of a drill string of pipes 8 with a rigidly concentrated arrangement of weighted pipes 10 with two calibrators 11 and two centralizers 12, while drilling is carried out on an extended drill string so as to create an axial load on the bit 9 no more than 80% by weight of UNBK. During drilling, a flushing agent, for example, a clay flushing fluid or peat sapropelic drilling fluid, or other similar fluid (not shown) is supplied to the well 14.

В таблице 1 приведен фрагмент расчетных данных усилия вверх на буровой колонне (до глубины бурения скважины 118,3 м) и давления в гидравлической системе подачи вращателя 4 в качестве примера реализации способа в конкретных производственных условиях.Table 1 shows a fragment of the calculated data of the upward force on the drill string (to a depth of 118.3 m) and pressure in the hydraulic supply system of the rotator 4 as an example of the implementation of the method in specific production conditions.

Таблица 1.Table 1. УБТ-203 по 5 м, вес 1-й трубы 965 кг, штUBT-203, 5 m each, weight of the 1st pipe 965 kg, pcs СБТ-168 по 4,9 м, вес 1-й трубы 191 кг, шт.SBT-168 4.9 m each, weight of the 1st pipe 191 kg, pcs. Вес бурового снаряда, кгWeight of a drill, kg Допустимая нагрузка на долото, кгсPermissible load on a bit, kgf Усилие разгрузки вверх, кгсUnloading force up, kgf (*) Давление в гидросистеме подачи вращателя вверх, атм(*) Pressure in a hydraulic system of supply of a rotator up, atm Интервал бурения от, мDrilling interval from, m Интервал бурения до, мDrilling interval to, m 1one 00 965965 772772 193193 0,7720.772 0,00,0 5,05,0 22 00 19301930 15441544 386386 1,5441,544 5,05,0 10,010.0 33 00 28952895 23162316 589589 2,3162,316 10,010.0 15,015.0 4four 00 38603860 30883088 772772 3,0883,088 15,015.0 20,020,0 55 00 48254825 3500350035003500 13251325 5,35.3 20,020,0 25,025.0 66 00 57905790 35003500 22902290 9,169.16 25,025.0 30,030,0 66 1one 59815981 35003500 24812481 9,9249,924 30,030,0 35,035.0 66 22 61726172 35003500 26722672 10,68810,688 35,035.0 39,939.9 66 33 63636363 35003500 28632863 11,45211,452 39,939.9 44,844.8 66 4four 65546554 35003500 30543054 12,21612,216 44,844.8 49,749.7 66 55 67456745 35003500 32453245 12,9812.98 49,749.7 54,654.6 66 66 69366936 35003500 34363436 13,74413,744 54,654.6 59,559.5 66 77 71277127 35003500 36273627 14,50814,508 59,559.5 64,464,4 66 88 73187318 35003500 38183818 15,27215,272 64,464,4 69,369.3 66 99 75097509 35003500 40094009 16,03616,036 69,369.3 74,474,4 66 1010 77007700 35003500 42004200 16,816.8 74,474,4 79,179.1 66 11eleven 78917891 35003500 43914391 17,56417,564 79,179.1 84,084.0 66 1212 80828082 35003500 45824582 18,32818,328 84,084.0 88,988.9 66 1313 82738273 35003500 47734773 19,09219,092 88,988.9 93,893.8 66 14fourteen 84648464 35003500 49644964 19,85619,856 93,893.8 98,798.7 66 15fifteen 86558655 46004600 51555155 20,6220.62 98,798.7 103,6103.6 66 1616 88468846 46004600 42464246 16,98416,984 103,6103.6 108,5108,5 66 1717 90379037 46004600 44374437 17,74817,748 108,5108,5 113,4113.4 66 18eighteen 92289228 46004600 46284628 18,51218,512 113,4113.4 118,3118.3 (*)Примечание: Давление на манометре рассчитывалось исходя из соотношения: 1 атм=250 кгс.(*) Note: Pressure on the manometer was calculated based on the ratio: 1 atm = 250 kgf.

Необходимое усилие вверх на вращателе 6 для растяжения бурильной колонны определялось по формуле:The required upward force on the rotator 6 to stretch the drill string was determined by the formula:

Рв=(an+bm)-Рд,P in = (an + bm) -P d

где а - вес одной утяжеленной трубы (УБТ), тwhere a is the weight of one weighted pipe (UBT), t

Pв - вес одной бурильной трубы, тP in - the weight of one drill pipe, t

n - количество труб УБТ, шт.n is the number of pipes UBT, pcs.

m - количество бурильных труб, шт.m is the number of drill pipes, pcs.

Рд - осевая нагрузка на долото.R d - axial load on the bit.

В процессе бурения корректируют до оптимальных значений осевую нагрузку, центровку компоновки жесткого утяжеленного низа, частоту вращения долота, параметры бурового раствора и другие технологические характеристики бурения исходя из фактических геологических условий. Данные корректировки вносят в систему автоматического контроля и в дальнейшем используют при бурении последующих скважин.In the process of drilling, the axial load, alignment of the layout of the hard weighted bottom, bit rotation frequency, drilling fluid parameters and other technological drilling parameters are adjusted to optimal values based on actual geological conditions. These adjustments are made to the automatic control system and are subsequently used when drilling subsequent wells.

Разработанный способ был успешно применен при бурении вертикальных замораживающих скважин при строительстве шахтных стволов на Краснослободском руднике РУП "ПО Беларуськалий" (Беларусь, г.Солигорск) в 2003-2004 гг. и показал высокую эффективность и технологичность. При этом было пробурено 76 скважин глубиной 220 м диаметром 244,5 мм. Допустимое проектное отклонение от вертикали составляло 0,5 м или 7,8 минут на конечной глубине. Достигнутая фактическая вертикальность скважин на 90% соответствовала проектным требованиям, а в остальных 10% лишь незначительно превысила их. Это позволило полностью отказаться от бурения 10 дополнительных скважин, на случай существенного отклонения от вертикали основных замораживающих скважин, первоначально предусмотренных проектом по результатам предшествующих аналогичных буровых работ при строительстве 4-х рудников за последние 50 лет, и получить экономию средств порядка 180000 долларов США.The developed method was successfully applied when drilling vertical freezing wells during the construction of mine shafts at the Krasnoslobodsky mine of RUE "PO Belaruskali" (Belarus, Soligorsk) in 2003-2004. and showed high efficiency and manufacturability. At the same time, 76 wells with a depth of 220 m and a diameter of 244.5 mm were drilled. The permissible design deviation from the vertical was 0.5 m or 7.8 minutes at the final depth. The achieved vertical verticality of the wells corresponded to design requirements by 90%, and in the remaining 10% they only slightly exceeded them. This made it possible to completely abandon the drilling of 10 additional wells, in case of a significant deviation from the vertical of the main freezing wells, originally envisaged by the project based on the results of previous similar drilling operations in the construction of 4 mines over the past 50 years, and to receive savings of about $ 180,000.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU №2113588 С1, МПК6 Е 21 В 7/04, Е 21 С 1/00, (22) 10.04.95., (46) 20.06.98 г., бюл. №17, "Способ бурения прямолинейных скважин и устройство для его осуществления".1. Patent RU No. 2113588 C1, IPC 6 E 21 B 7/04, E 21 C 1/00, (22) 10.04.95., (46) 06/20/98, bull. No. 17, "A method of drilling straight wells and a device for its implementation."

2. Патент RU №2124619 С1, МПК6 Е 21 В 7/10, (22) 06.06.97 г., (46) 10.01.99, бюл. №1, "Способ стабилизации направления ствола скважин".2. Patent RU No. 2144619 C1, IPC 6 E 21 B 7/10, (22) 06/06/97, (46) 01/10/99, bull. No. 1, "Method for stabilizing the direction of the wellbore."

3. Буровые установки для проходки скважин и стволов: Справочник: А.Т.Николаенко, Б.Я.Седов, Н.Д.Терехов, Н.С.Болотских, 3-е изд., переработанное и доп. - М.: Недра, 1985, с.18, 19, 52-54.3. Drilling rigs for driving wells and shafts: Reference: A.T. Nikolayenko, B.Ya. Sedov, ND Terekhov, N. S. Bolotskikh, 3rd ed., Revised and ext. - M .: Nedra, 1985, p. 18, 19, 52-54.

4. Справочник по бурению скважин на воду. Под ред. проф. Д.Н.Башкатова, М.: Недра, 1979, с.418.4. Handbook of water well drilling. Ed. prof. D.N. Bashkatova, Moscow: Nedra, 1979, p. 418.

5. Патент RU №2016193 С1, МПК5 Е 21 В 45/00, 7/10, (22) 11.04.89 г., (46) 15.07.94 г., "Способ регулирования режима бурения" (прототип).5. Patent RU No. 2016193 C1, IPC 5 E 21 B 45/00, 7/10, (22) 04/11/89, (46) 07/15/94, "Method of regulating the drilling mode" (prototype).

Claims (3)

1. Способ бурения вертикальных скважин, включающий монтаж над устьем скважины на опорных регулируемых домкратах станины буровой роторной установки с прямой промывкой, содержащей жестко связанную с ней мачту с подвижным вращателем, вертикальное забуривание и бурение путем погружения в скважину компоновки утяжеленного низа с центраторами и буровым инструментом, а также регулировку, контроль и стабилизацию вертикальности процесса бурения, отличающийся тем, что вертикальность процесса бурения обеспечивают строго вертикальным забуриванием скважины и стабилизацией набранного вертикального направления посредством центраторов и калибраторов компоновки утяжеленного низа путем жесткого центрирования с осью скважины, при этом дополнительно посредством опорных домкратов непрерывно в автоматическом или ручном режиме регулируют вертикальность хода подвижного вращателя за счет поддержания в горизонтальном положении станины буровой установки, которое контролируют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях дополнительно смонтированными на станине или мачте, или вращателе датчиками уровня, а бурение ведут на растянутой буровой колонне с осевой нагрузкой не более 80% от веса компоновки утяжеленного низа.1. The method of drilling vertical wells, including mounting above the wellhead on adjustable support jacks of a rotary drilling rig bed with direct flushing, containing a rigidly connected mast with a movable rotator, vertical drilling and drilling by immersing a weighted bottom assembly with centralizers and a drilling tool in the well as well as adjustment, control and stabilization of the verticality of the drilling process, characterized in that the verticality of the drilling process provides strictly vertical drilled wells and stabilization of the gained vertical direction by means of centralizers and calibrators weighted bottom layout by hard centering with the axis of the well, while additionally using support jacks continuously automatically or manually adjust the vertical stroke of the movable rotator by maintaining the horizontal bed of the rig, which is controlled in two mutually perpendicular planes additionally mounted on a bed or mast, or rotate le level sensors, and drilling is carried out on an extended drill string with an axial load of not more than 80% of the weight of the layout of the weighted bottom. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что строго вертикальное забуривание скважины обеспечивают предварительной регулировкой вертикального положения мачты и оси подвижного вращателя в процессе монтажа станины буровой установки путем настройки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях датчиков уровня посредством функционально связанного с ними теодолита, который дополнительно монтируют на поверхности земли независимо от буровой установки.2. The method according to claim 1, characterized in that the strictly vertical drilling of the well is provided by preliminary adjusting the vertical position of the mast and the axis of the movable rotator during installation of the bed of the drilling rig by adjusting the level sensors in two mutually perpendicular planes by means of a functionally connected theodolite, which is additionally mounted on the surface of the earth regardless of the rig. 3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве датчиков уровня используют, например, цилиндрические или круглые пузырьковые гидравлические уровни с ценой деления 1-10 с, которые настраивают в процессе монтажа буровой установки посредством теодолита.3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that, for example, cylindrical or round bubble hydraulic levels with a division value of 1-10 s are used as level sensors, which are adjusted during the installation of the drilling rig by means of theodolite.
RU2004133455/03A 2004-07-20 2004-11-16 Method for vertical well drilling RU2281370C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BY20040691 2004-07-20
BYA20040691 2004-07-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004133455A RU2004133455A (en) 2006-04-20
RU2281370C2 true RU2281370C2 (en) 2006-08-10

Family

ID=36607920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004133455/03A RU2281370C2 (en) 2004-07-20 2004-11-16 Method for vertical well drilling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2281370C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100296875A1 (en) * 2007-10-05 2010-11-25 Aquamarine Power Limited Underwater foundation
RU2517024C2 (en) * 2008-09-09 2014-05-27 Евромэйнт АБ Hoisting device
RU2528329C2 (en) * 2012-01-31 2014-09-10 Бауэр Шпециальтифбау ГмбХ Method and plant to erect element of trench wall

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАШКАТОВ Д.Н. Справочник по бурению скважин на воду. - М.: Недра, 1979, с.418. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100296875A1 (en) * 2007-10-05 2010-11-25 Aquamarine Power Limited Underwater foundation
RU2517024C2 (en) * 2008-09-09 2014-05-27 Евромэйнт АБ Hoisting device
RU2528329C2 (en) * 2012-01-31 2014-09-10 Бауэр Шпециальтифбау ГмбХ Method and plant to erect element of trench wall

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004133455A (en) 2006-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6280000B1 (en) Method for production of gas from a coal seam using intersecting well bores
CN101827995B (en) System and method for controlling a drilling system for drilling a borehole in an earth formation
USRE46090E1 (en) Method and apparatus for directional drilling
EP1730385B1 (en) System and method for multiple wells from a common surface location
US3815692A (en) Hydraulically enhanced well drilling technique
US7318491B2 (en) Apparatus and method for modified horizontal directional drilling assembly
AU2015270910B2 (en) Method and system for directional drilling
CN100567698C (en) Tunnel advanced support air circulated drilling construction method and drilling tool
CN110984859B (en) Radial horizontal drilling and sand prevention well completion tool and method
RU2149248C1 (en) Method and device for drilling of bore-hole
NO309994B1 (en) Method and apparatus for placing a guide wedge
US2565794A (en) Directional drilling of deviated boreholes
EP1751390B1 (en) Apparatus and method for modified horizontal directional drilling assembly
RU2509862C2 (en) Borehole systems balanced against bit vibrations, and methods of their use
CN104989272A (en) Upward inverse well drilling process
SU876968A1 (en) Method of communicating wells in formations of soluble rock
RU2281370C2 (en) Method for vertical well drilling
CN111058819A (en) Method for covering hard top plate on hydraulic fracture treatment working face
US4516633A (en) Blind shaft drilling
US20140008129A1 (en) Multidirectional wellbore penetration system and methods of use
US2646253A (en) Directional drilling
RU2637678C1 (en) Well drilling installation
CN113958262A (en) System device for adjusting operation parameters of raise boring machine in real time through ultrasonic detection
RU2209917C1 (en) Way for oriented cutting of windows in casing string
US2646254A (en) Method for controlling deviation in drilling

Legal Events

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

Effective date: 20061117