RU2475617C1 - Well building plant - Google Patents

Well building plant Download PDF

Info

Publication number
RU2475617C1
RU2475617C1 RU2011123980/03A RU2011123980A RU2475617C1 RU 2475617 C1 RU2475617 C1 RU 2475617C1 RU 2011123980/03 A RU2011123980/03 A RU 2011123980/03A RU 2011123980 A RU2011123980 A RU 2011123980A RU 2475617 C1 RU2475617 C1 RU 2475617C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working
preventer
installation according
wellhead
drilling device
Prior art date
Application number
RU2011123980/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011123980A (en
Inventor
Александр Илларионович Плугин
Рашид Сагидович Бозиев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Реактивное бурение"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Реактивное бурение" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Реактивное бурение"
Priority to RU2011123980/03A priority Critical patent/RU2475617C1/en
Publication of RU2011123980A publication Critical patent/RU2011123980A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2475617C1 publication Critical patent/RU2475617C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: plant contains wellhead equipment, drill device, pulling-and-running mechanism, auxiliary equipment and tools. It is provided with mobile drilling device, chambers filled with fuel components, coolant and pressure gas. It is equipped with the following: programmed control unit, gas and slurry distributing system, device for separation of drilling slurry, mechanism for preliminary fixation of wall of driven well. Equipment of wellhead is designed as a preventer equipped in its cavities with chambers with fuel components, coolant and pressure gas. Preventer chambers have tubes for filling chambers and connection pipes for components removal. Preventer guide forming wellhead is provided with power driven catchers for mobile drilling device designed as a self-contained unit with module blocks, which are series-connected: working rock destruction tool, generator of working agent, chambers filled with pressure gas, coolant, fuel components, additional pressure gas bottle, additional generator of working agent, chamber with coolant, programmed unit for control of work of valve openings and manifolds connecting the module blocks of self-contained drilling device.
EFFECT: improving efficiency of well driving and increasing efficiency of used drilling device.
13 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к способам проходки горных пород путем воздействия на буримую среду энергией струй рабочего агента под давлением и предназначено для образования скважин и выработок различного назначения.The invention relates to methods for driving rocks by exposing a drilling medium to the energy of the jets of a working agent under pressure and is intended for the formation of wells and workings for various purposes.

Технологические процессы проходки горных пород и образования скважин в настоящее время решены определенными приемами и операциями, из которых наиболее представительными являются способы образования скважин, существенными приемами и признаками которых являются: оборудование устья постановкой превентора, проходка геологических горизонтов путем воздействия на буримую среду энергией струй рабочего агента, формирование восходящего потока к устью скважины для выноса бурового шлама из зоны забоя и полости скважины [Дмитриев А.П. и др., Термическое и комбинированное разрушение горных пород, М., Недра, 1978, с.135-136; US 3917007, 175/14; FR 2232670, E21B 7/18; RU 2161245, E21B 7/14].The technological processes of rock sinking and well formation have now been solved by certain methods and operations, of which the most representative are the methods of well formation, the essential methods and signs of which are: equipment of the mouth by setting a preventer, sinking of geological horizons by exposing the drilling medium to the energy of the working agent jets the formation of the upward flow to the wellhead for the removal of drill cuttings from the bottom zone and cavity [Dmitriev A.P. and others, Thermal and combined destruction of rocks, M., Nedra, 1978, S. 135-136; US 3917007, 175/14; FR 2232670, E21B 7/18; RU 2161245, E21B 7/14].

Технологии проходки скважин в настоящее время развиваются использованием комплексных методов и технических средств для сокращения сроков работ и повышения эффективности. Одним из направлений развития технических средств является создание установок для проходки скважин, использующих энергию струй рабочего агента под давлением совместно с использованием механического разрушения минеральной среды. Такие установки содержат корпус в виде удлиненного полого цилиндра, размещенный в его полости термогазогенератор, рабочее пространство которого соединено с полостью рабочего породоразрушающего органа, оснащенного соплами и механическим инструментом в виде комбинированных резцов.Well sinking technologies are currently being developed using integrated methods and technical means to reduce the time of work and increase efficiency. One of the directions of development of technical means is the creation of installations for sinking wells, using the energy of the jets of a working agent under pressure together with the use of mechanical destruction of the mineral medium. Such installations contain a body in the form of an elongated hollow cylinder, a thermogas generator located in its cavity, the working space of which is connected to the cavity of the working rock cutting body, equipped with nozzles and a mechanical tool in the form of combined cutters.

Аналогами установки являются устройства того же назначения: Дмитриев А.П., Термическое и комбинированное разрушение горных пород, М., Недра, 1978, с.135-138; SU 924389, 1978; SU 1475245, 1987; RU 2148699, 1998; RU 2167266, 2000; RU 2178503, E21B 37/16, 2002.Analogues of the installation are devices of the same purpose: Dmitriev AP, Thermal and combined destruction of rocks, M., Nedra, 1978, p.135-138; SU 924389, 1978; SU 1475245, 1987; RU 2148699, 1998; RU 2167266, 2000; RU 2178503, E21B 37/16, 2002.

Наиболее близким техническим решением по сущности и техническому результату является установка для строительства скважин RU 2222681, E21B 7/00, 7/14, 2003, содержащая оборудование устья, буровой аппарат, технологическое оснащение.The closest technical solution in essence and technical result is the installation for the construction of wells RU 2222681, E21B 7/00, 7/14, 2003, containing wellhead equipment, drilling apparatus, technological equipment.

Существенными недостатками указанных установок и выбранного прототипа являются: незначительный энергетический потенциал термогазогенератора, ввиду ограниченных геометрических объемов камеры выработки рабочего агента, не позволяющего повышать массовые, температурные и динамические характеристики рабочего агента, воздействующего на забой и формирующего восходящий поток бурового шлама, что приводит к цикличности процесса работы установки и существенно понижает эффективность использования энергии, подаваемой в рабочий орган установки и на разрушение забоя. Кроме того, являются: сверхнормативные удельные расходы рабочего агента на забое и повышенные затраты энергии на формирование потока бурового шлама, направляемого из ствола к устью скважины; неуправляемость характеристик процесса по тепловой и кинетической энергиям, параметрам рабочего агента и воздействию его на забой и стенки проходимой скважины. Это ведет к стохастическому процессу выбора операций и параметров способа и отражается на перерасходах компонентов, формирующих объем рабочего агента для проходки скважины в геологических горизонтах.Significant disadvantages of these installations and the selected prototype are: the insignificant energy potential of the thermogas generator, due to the limited geometric volumes of the working agent generation chamber, which does not allow increasing the mass, temperature and dynamic characteristics of the working agent acting on the face and forming an upward flow of drill cuttings, which leads to a cyclic process operation of the installation and significantly reduces the efficiency of use of energy supplied to the working body applications, and the destruction of the face. In addition, there are: excess unit costs of the working agent at the bottom and increased energy costs for the formation of a stream of drill cuttings directed from the trunk to the wellhead; uncontrollability of the process characteristics in terms of thermal and kinetic energies, parameters of the working agent and its effect on the bottom and walls of the well passed through. This leads to a stochastic process of selecting operations and method parameters and is reflected in the cost overruns of the components that form the volume of the working agent for drilling a well in geological horizons.

Технической задачей и положительным технологическим результатом предлагаемой технологии образования скважины и выработок является дальнейшее совершенствование процессов, операций и параметров воздействия на забой, стенки скважины, формирование потока бурового шлама, за счет выбора оптимальных операций, режимов и их параметров для процесса разрушения массива породы на забое, дробления отдельных частиц, управления скоростями и температурой воздействия рабочего агента и потока бурового шлама, ведущих к повышению эффективности способа и увеличению производительности используемого бурильного агрегата.The technical task and the positive technological result of the proposed technology for the formation of boreholes and workings is to further improve the processes, operations and impact parameters on the bottom, borehole walls, formation of drill cuttings stream, by selecting the optimal operations, modes and their parameters for the process of destruction of the rock mass at the bottom, crushing of individual particles, controlling the speed and temperature of the impact of the working agent and the flow of drill cuttings, leading to improved efficiency and increase the productivity of the used drilling unit.

Технический результат и эффективность достигаются за счет того, что установка для строительства скважин, содержащая оборудование устья скважины, бурильное устройство, спуско-подъемный механизм, вспомогательное оборудование и инструмент, характеризуется тем, что она снабжена мобильным буровым устройством, камерами, заполненными топливными компонентами, хладагентом, сжатым газом, оснащена: программированным устройством управления, газо- и шламораспределительной системой, устройством для разделения бурового шлама, механизмом для предварительного закрепления стенки проходимой скважины, при этом оборудование устья скважины выполнено в виде превентора, оснащенного в своих полостях камерами: с топливными компонентами, хладагентом и сжатым газом, эти камеры превентора имеют патрубки для их заполнения и штуцеры для удаления компонентов, направляющая превентора, формирующая устье скважины, оснащена приводными захватами для мобильного бурового устройства, выполненного в виде автономного устройства, имеющего модульные блоки, соединенные между собой в виде удлиненного цилиндрического корпуса, модульные блоки представляют собой последовательно соединенные: рабочий породоразрушающий инструмент, генератор рабочего агента, камеры, заполненные сжатым газом, хладагентом, топливными компонентами, дополнительный баллон сжатого газа, дополнительный генератор рабочего агента, камера с хладагентом, программированное устройство управления работой клапанных отверстий и магистралей, соединяющих указанные модульные блоки автономного бурового устройства, имеющего на своем корпусе кольцевые сопловые насадки для воздействия на стенку скважины, на корпусе также закреплены упругоподатливые элементы, имеющие привод их деформации.The technical result and efficiency are achieved due to the fact that the installation for the construction of wells, containing equipment wellhead, a drilling device, tripping mechanism, auxiliary equipment and tools, is characterized in that it is equipped with a mobile drilling device, chambers filled with fuel components, refrigerant compressed gas, equipped with: programmed control device, gas and sludge distribution system, device for separating drill cuttings, mechanism for pre test fixing the walls of the well being drilled, while the wellhead equipment is designed as a preventer equipped with chambers in its cavities: with fuel components, refrigerant and compressed gas, these preventer chambers have nozzles for filling them and fittings for removing components, a preventer guide forming the mouth wells, equipped with drive grippers for a mobile drilling device, made in the form of a stand-alone device having modular units interconnected in the form of an elongated qi in the case, the modular blocks are connected in series: working rock cutting tool, working agent generator, chambers filled with compressed gas, refrigerant, fuel components, additional compressed gas cylinder, additional working agent generator, refrigerant chamber, programmed valve openings and highways connecting these modular blocks of an autonomous drilling device having annular nozzle nozzles for its body impact on the wall of the well, on the body are also fixed elastically flexible elements having a drive for their deformation.

Установка характеризуется тем, что превентор оснащен выдвижными штуцерами для временного соединения со штуцерами автономного бурового устройства, а также имеет контактные токовыводы для стыковки с токовыводами устройства.The installation is characterized in that the preventer is equipped with retractable fittings for temporary connection with the fittings of an autonomous drilling device, and also has contact current leads for docking with the device current leads.

Установка, характеризующаяся тем, что ее рабочий породоразрушающий инструмент выполнен в виде полого рабочего органа, соединенного с выходом генератора рабочего агента, оснащенного струйными и механическими рабочими насадками.Installation, characterized in that its working rock cutting tool is made in the form of a hollow working body connected to the output of the working agent generator, equipped with jet and mechanical working nozzles.

Установка, характеризующаяся также тем, что ее рабочий породоразрушающий орган выполнен в виде проточной камеры, имеющей газо- и шламоводные каналы, соединенные с призабойным пространством и с полостью скважины.Installation, characterized in that its working rock cutting body is made in the form of a flow chamber having gas and sludge channels connected to the bottomhole space and to the cavity of the well.

Установка, характеризующаяся тем, что рабочий породоразрушающий орган имеет отверстие, соединенное магистралью с камерой хладагента, или имеет несколько таких отверстий, направленных на поверхность забоя.Installation, characterized in that the working rock cutting body has an opening connected by a line to the refrigerant chamber, or has several such openings directed to the bottom surface.

Установка, характеризующаяся тем, что она оснащена телескопическим трубопроводом или эластичным подвижным коаксиальным трубопроводом, соединенным открытым кольцевым пространством с превентором, а своим глухим (торцевым) торцем - с автономным буровым устройством.Installation, characterized in that it is equipped with a telescopic pipe or flexible movable coaxial pipe connected with an open annular space with a preventer, and its own blind (end) end with an independent drilling device.

Установка характеризуется также тем, что корпус автономного бурового устройства своими модулями состыкован посредством полых шарниров, имеющих приводы наклона частей корпуса относительно друг друга и - рабочего органа.The installation is also characterized by the fact that the body of an autonomous drilling device is docked with its modules by means of hollow hinges having tilt drives of the body parts relative to each other and - the working body.

Установка оригинальна также тем, что подача к забою разрушение породы на забое, возврат к устью скважины ее автономного бурового устройства осуществляется за счет регулирования усилий воздействий этого устройства на забой, на стенку скважины и на отводимый поток бурового шлама подачей команд от программированного устройства управления на клапаны открытия-закрытия отверстий коммуникаций подачи компонентов.The installation is also original in that the submission to the face of the destruction of the rock at the bottom, the return to the wellhead of its autonomous drilling device is carried out by regulating the efforts of the impact of this device on the bottom, on the wall of the well and on the discharge flow of drill cuttings by command from the programmed control device to the valves opening-closing openings of the communications of the component supply.

Установка характеризуется эффективностью за счет того, что шламоразделительная система выполнена в виде пневмоциклона, сообщенного своим входным патрубком с направляющей превентора, формирующей устье скважины.The installation is characterized by efficiency due to the fact that the sludge separation system is made in the form of a pneumatic cyclone communicated by its inlet pipe with a preventer guide forming the wellhead.

Установка характеризуется также тем, что устройство для разделения бурового шлама выполнено в виде пневмогидроциклона.The installation is also characterized in that the device for separating drill cuttings is made in the form of pneumohydrocyclone.

Установка характеризуется по результату тем, что клапанные отверстия оснащены приводом открытия их проходного сечения для регулирования истечения рабочего агента на забой под давлением 3-100 кгс/см2 и расходом 1-9 м3/с при удалении от забоя со скоростью 10-60 м/с.The installation is characterized by the result that the valve openings are equipped with a drive to open their bore to regulate the flow of the working agent to the face at a pressure of 3-100 kgf / cm 2 and a flow rate of 1-9 m 3 / s when moving away from the face with a speed of 10-60 m /from.

Установка, характеризующаяся также тем, что отверстие, сообщенное с камерой хладагента, имеет клапан регулирования его проходного сечения для подачи на забой и стенки скважины рабочего агента с его температурой 600-900°C.Installation, characterized in that the hole in communication with the refrigerant chamber has a valve for regulating its flow area for supplying a working agent with a temperature of 600-900 ° C to the bottom and walls of the well.

Установка, отличающаяся и оригинальна также тем, что она оснащена упругоподатливыми элементами, закрепленными на корпусе одним своим концом с помощью шарнира, а противоположные их концы прижаты к корпусу посредством пружинящего кольца, при этом полость между этими элементами и корпусом сообщена с помощью клапанного отверстия с рабочим пространством дополнительного генератора рабочего агента или - с баллоном сжатого газа.Installation, characterized and original also in that it is equipped with resilient elements fixed to the housing at one end with a hinge, and their opposite ends are pressed against the housing by means of a spring ring, while the cavity between these elements and the housing is communicated by means of a valve hole with a working the space of the additional generator of the working agent or - with a cylinder of compressed gas.

Установка для строительства скважин раскрывается прилагаемым графическим материалом, где:Installation for the construction of wells is disclosed by the attached graphic material, where:

на фиг.1 показан общий вид установки;figure 1 shows a General view of the installation;

на фиг.2 - конструкция оборудования устья;figure 2 - the design of the equipment of the mouth;

на фиг.3 - превентор с шламоотводом;figure 3 - preventer with a sludge;

на фиг.4 - газо-шламораспределительная система;figure 4 - gas-sludge distribution system;

на фиг.5 показан общий вид бурового устройства;figure 5 shows a General view of the drilling device;

на фиг.6 и 7 - соединение модулей устройства;6 and 7 - connection of the device modules;

на фиг.8 и 9 - конструкции рабочего органа;on Fig and 9 - design of the working body;

на фиг.10 и 11 - трубы для полости скважины;figure 10 and 11 are pipes for the well cavity;

на фиг.12 - клапаны с приводами;in Fig.12 - valves with actuators;

на фиг.13 - узел соединения модулей устройства.in Fig.13 - the connection node of the device modules.

Установка содержит оборудование устья скважины в виде превентора 1 оригинальной конструкции, содержащей направляющую 2, камеры 3, 4, 5 с топливными компонентами, хладагентом и сжатым газом, узел управления, захваты 6 для автономного бурового устройства 7, также имеющего оригинальное выполнение: корпус его составлен из модульных блоков, состыкованных между собой - это позволяет осуществлять выбор режимов, параметров, методов проходки скважин. Генераторы 8, 9 рабочего агента предназначены для питания породоразрушающего инструмента 10, имеющего радиальные 11, кольцевые 12 и механические 13 рабочие насадки; а также для обеспечения работы кольцевых сопел 14 и 15 на корпусе; привода упругоподатливых элементов 16 и очистки ствола скважины от шлама. Корпус устройства 7 имеет возможность проходки наклонных и горизонтальных скважин за счет стыковки модулей посредством шарниров 17 с приводами 18 изменения положения модулей относительно оси устройства 7. Рабочий инструмент имеет каналы для пропуска бурового шлама и регулирования газопотоков в призабойной зоне скважины. Устройство оснащено также телескопической трубой для одновременного закрепления стенки скважины при проходке водонасыщенных плавунов и оснащено эластичным коаксиальным трубопроводом для проходки скважины под столбом жидкости. Такая конструкция делает установку универсальной для строительства скважин различного назначения.The installation contains wellhead equipment in the form of a preventer 1 of an original design containing a guide 2, chambers 3, 4, 5 with fuel components, refrigerant and compressed gas, a control unit, grippers 6 for an autonomous drilling device 7, also having an original design: its body is composed from modular blocks docked together - this allows you to select the modes, parameters, methods of drilling wells. Generators 8, 9 of the working agent are designed to power the rock cutting tool 10 having radial 11, ring 12 and mechanical 13 working nozzles; as well as to ensure the operation of the annular nozzles 14 and 15 on the housing; drive elastic elements 16 and clean the wellbore from sludge. The body of the device 7 has the ability to penetrate inclined and horizontal wells by docking the modules by means of hinges 17 with actuators 18 to change the position of the modules relative to the axis of the device 7. The working tool has channels for passing drill cuttings and regulating gas flows in the bottomhole zone of the well. The device is also equipped with a telescopic pipe for simultaneous fastening of the borehole wall when sinking water-saturated floats and is equipped with an elastic coaxial pipe for borehole drilling under a liquid column. This design makes the installation universal for the construction of wells for various purposes.

Установка имеет программированное устройство управления 19, а мобильное буровое устройство 7 - аналогичное устройство управления 20 его работой через клапанные отверстия. Установка также оснащена газо- и шламораспределительной системой 21 с устройством 22 для разделения бурового шлама; оборудована механизмом 23 для предварительного закрепления стенки скважины (при проходке слабых неустойчивых горизонтов). Камеры превентора имеют патрубки 24 для заполнения их компонентами, а также - штуцеры 25 для удаления этих компонентов из полостей камер при заправке ими камер устройства 7, имеющего модульные блоки 26, соединенные между собой в виде удлиненного цилиндрического корпуса. В состав модулей входят: породоразрушающий инструмент 10, генератор 8 рабочего агента, камеры 27, 28 и 29, заполненные, соответственно, сжатым газом (воздухом или азотом, или аргоном), хладагентом (водой, сатурированной CO2), топливными компонентами (горючим и окислителем как отдельными, так и в сбалансированной композиции). Дополнительный генератор 9 оснащен дополнительным баллоном 30 со сжатым газом, имеет камеру 31 с хладагентом, соединен с топливной камерой 29; имеет клапанные отверстия 32; с помощью магистралей 33 и отверстий 32 модульные блоки 26 устройства 7 соединены между собой (их камеры и генераторы).The installation has a programmed control device 19, and the mobile drilling device 7 is a similar control device 20 for its operation through valve openings. The installation is also equipped with a gas and slurry distribution system 21 with a device 22 for separating drill cuttings; equipped with a mechanism 23 for preliminary fixing the wall of the well (when driving weak unstable horizons). The preventer chambers have nozzles 24 for filling them with components, as well as nozzles 25 for removing these components from the chamber cavities when refueling the chambers of the device 7 having modular units 26 connected to each other in the form of an elongated cylindrical body. The module includes: rock cutting tool 10, the working agent generator 8, chambers 27, 28 and 29 filled respectively with compressed gas (air or nitrogen or argon), the coolant (water saturated CO 2), fuel components (combustible and oxidizing agent, both separate and in a balanced composition). The additional generator 9 is equipped with an additional cylinder 30 with compressed gas, has a chamber 31 with a refrigerant, connected to the fuel chamber 29; has valve holes 32; with the help of highways 33 and holes 32, the modular blocks 26 of device 7 are interconnected (their cameras and generators).

Превентор 1 имеет штуцеры 25 для временного соединения (при заправке) со штуцерами 34 устройства 7, а его контактные токовыводы 35 - для стыковки с токовыводами 36 бурового устройства 7.The preventer 1 has fittings 25 for temporary connection (when refueling) with fittings 34 of device 7, and its contact current leads 35 for docking with current leads 36 of the drilling device 7.

Породоразрушающий инструмент 10 выполнен в виде полого рабочего органа 37 и в виде проточной камеры 38 с газо- и шламоводными каналами 39, которые сообщаются с призабойным пространством и с полостью скважины; также имеет отверстие 40, соединенное магистралью с камерой 28, или имеет несколько таких отверстий, направленных на поверхность забоя.The rock cutting tool 10 is made in the form of a hollow working body 37 and in the form of a flow chamber 38 with gas and sludge channels 39, which communicate with the bottomhole space and with the cavity of the well; also has an opening 40 connected by a highway to the chamber 28, or has several such openings directed to the surface of the face.

Установка снабжена телескопическим трубопроводом 41 или - эластичным подвижным коаксиальным трубопроводом 42, соединенным открытым кольцевым пространством 43 с превентором 1, 2, а глухим торцем 44 - с устройством 7. Корпус устройства 7 своими модулями 26 состыкован посредством полых шарниров 45, имеющих приводы 46 для наклона частей корпуса относительно друг друга и - рабочего органа. Клапанные отверстия 32 оснащены приводом 48 их открытия/закрытия для регулирования режимов и параметров работы устройства 7 в скважине 49 на забое 50 и при обработке ее стенки 51 при формировании ствола скважины.The installation is equipped with a telescopic pipe 41 or an elastic movable coaxial pipe 42 connected by an open annular space 43 with a preventer 1, 2, and a blind end 44 with a device 7. The device body 7 is joined by its modules 26 through hollow joints 45 having tilt actuators 46 parts of the housing relative to each other and - the working body. The valve openings 32 are equipped with a drive 48 for opening / closing them to regulate the modes and parameters of the device 7 in the well 49 at the bottom 50 and during processing of its wall 51 when forming the wellbore.

Установка имеет техническое оснащение на своем корпусе в виде упругоподатливых элементов 52, закрепленных одним своим концом посредством шарнира 53 на корпусе бурового устройства 7, а свободные концы этих элементов стянуты пружинящим кольцом 54, при этом полость под элементами и между стенкой устройства сообщена с помощью клапанного отверстия 55 с рабочим пространством дополнительного генератора 9 рабочего агента или - с баллоном сжатого газа. Отжатием этих элементов от стенки устройства увеличивают местный диаметр устройства, создавая этим резкое повышение давления в забое и вокруг корпуса. Такой технической операцией осуществляют спуск, подъем устройства 7 и пакетирование локального пространства ствола скважины, например, при внезапном выбросе газа, воды и т.п.The installation has technical equipment on its body in the form of resilient elements 52, fixed at one end by a hinge 53 to the body of the drilling device 7, and the free ends of these elements are pulled together by a spring ring 54, while the cavity under the elements and between the wall of the device is communicated via a valve hole 55 with the working space of an additional generator 9 of the working agent or - with a cylinder of compressed gas. By squeezing these elements from the wall of the device, the local diameter of the device is increased, thereby creating a sharp increase in pressure in the face and around the body. Such a technical operation carries out the descent, lifting of the device 7 and packaging of the local space of the wellbore, for example, with a sudden release of gas, water, etc.

Работа установки для строительства скважин осуществляется следующим образом. На устье скважины монтируют оборудование в виде превентора 1 с его функциональным техническим оснащением: направляющей 2, формирующей устье скважины 49; камерами 3, 4 и 5, соответственно, предназначенными для заполнения их объемов компонентами топлива, хладагента и сжатым газом. Превентор 1 также оснащают программированным устройством управления 19. Монтируют газо- и шламораспределительную систему 21 с пневмоциклоном 22 и пневмогидроциклоном 47. Проверяют работу патрубков 24, штуцеров 25 и контактных токовыводов 35.The installation for well construction is as follows. At the wellhead, equipment is mounted in the form of a preventer 1 with its functional technical equipment: a guide 2 forming the wellhead 49; chambers 3, 4 and 5, respectively, designed to fill their volumes with fuel, refrigerant and compressed gas components. The preventer 1 is also equipped with a programmable control device 19. Mount the gas and sludge distribution system 21 with pneumocyclone 22 and pneumohydrocyclone 47. Check the operation of the nozzles 24, fittings 25 and contact current leads 35.

В направляющей 2 превентора монтируют автономное буровое устройство 7, фиксируют его положение захватами 6 до спуска на забой 50 скважины 49. С помощью программированного устройства 20 запускают в работу генератор 8 рабочего агента, подавая в него топливные компоненты и хладагент из камер 29 и 28 через клапанные отверстия 32 по магистралям 33. Работающее автономное мобильное буровое устройство 7 отжимает захваты 6 превентора, опускается на забой и с помощью породоразрушающего инструмента (рабочего органа) 10 и его рабочих насадок 11, 12 и 13 разрушает породу, формирует восходящий поток бурового шлама по стволу скважины 49 вдоль ее стенки 51. Этот буровой шлам из устья скважины поступает в газо- шламораспределительную систему 21, в ее пневмо- 22 и пневмогидроциклон 47, где твердые частицы отделяются от газовых и парогазовых фаз и обеспыливаются (по экологическим нормам).In the guide 2 of the preventer, an autonomous drilling device 7 is mounted, its position is fixed by grippers 6 until the well 49 is launched into the bottom face 50. Using the programmed device 20, the working agent generator 8 is launched into operation, supplying fuel components and refrigerant from the chambers 29 and 28 through the valve openings 32 along highways 33. A working autonomous mobile drilling device 7 squeezes the grippers 6 of the preventer, descends to the bottom and with the help of a rock cutting tool (working body) 10 and its working nozzles 11, 12 and 13 destroys it forms an upward flow of drill cuttings along the borehole 49 along its wall 51. This drill cuttings from the wellhead enters the gas-slurry distribution system 21, into its pneumatic-22 and pneumohydrocyclone 47, where solid particles are separated from the gas and vapor-gas phases and are dust-free (according to environmental standards).

При проходке верхних водонасыщенных и/или неустойчивых, подверженных обрушению, горизонтов используют вспомогательное оборудование и механизм 23 для временного закрепления стенки скважины, с помощью которого на стенку скважины наносят, методом распыления под давлением, быстротвердеющий раствор, предупреждающий обвалы стенки до ее закрепления обсадной трубой. Неустойчивые глинистые горизонты закрепляют высокотемпературным воздействием из кольцевых сопловых насадок 14 и 15 устройства 7 при работе его дополнительного генератора 9 рабочего агента (при его температуре 600-900°C).When driving the upper water-saturated and / or unstable, collapsing horizons, auxiliary equipment and mechanism 23 are used to temporarily fix the well wall, with which a quick-hardening solution is applied to the well wall by spraying under pressure, preventing wall collapse before it is fixed by the casing pipe. Unstable clay horizons are fixed by high-temperature exposure from the annular nozzle nozzles 14 and 15 of the device 7 during operation of its additional generator 9 working agent (at a temperature of 600-900 ° C).

Выбор режимов и параметров работы насадок породоразрушающего инструмента 10 осуществляют в зависимости от степени буримости проходимых пород: при проходке слабых (несцементированных) пород разрушение забоя ведут давлением струи рабочего агента в пределах 20-50 кгс/см2 и расходе агента 1-3 м3/с, задавая скорость восходящего к устью бурового шлама 25-35 м/с. При проходке пород 14-18 категории буримости (гранит, базальт и т.п.) процесс разрушения начинают давлением 3-10 кгс/см2, расходом 1-1.5 м3/с при температуре струй 600-900°C, через промежутки времени, равные 20-60 с, давление струй и расход увеличивают, соответственно, до 70-100 кгс/см2 и 7-9 м3/с, обеспечивая скорость восходящего потока 50-60 м/с в течение 3-10 с. Затем этими же циклами процесс разрушения повторяют.The choice of operating modes and parameters of the nozzles of the rock cutting tool 10 is carried out depending on the degree of drillability of the passable rocks: during the sinking of weak (non-cemented) rocks, the face is destroyed by the pressure of the working agent jet within 20-50 kgf / cm 2 and the agent flow rate of 1-3 m 3 / s, setting the velocity of the ascending drill cuttings to the mouth 25-35 m / s. When sinking rocks of 14-18 category of drillability (granite, basalt, etc.), the fracture process begins with a pressure of 3-10 kgf / cm 2 , flow rate 1-1.5 m 3 / s at a temperature of jets of 600-900 ° C, at intervals equal to 20-60 s, the pressure of the jets and flow rate, respectively, increase to 70-100 kgf / cm 2 and 7-9 m 3 / s, providing an upward flow rate of 50-60 m / s for 3-10 s. Then, the destruction process is repeated with the same cycles.

В процессе образования скважины 49 компоненты (топливо, хладагент, сжатый газ) в камерах устройства 7 расходуются. Это вызывает необходимость подъема данного автономного бурового устройства в направляющую 2 превентора 1, фиксирование его в захватах 6 и последующую дозаправку указанными компонентами из камер: 3 (топливные компоненты), 4 (хладагент) и 5 (сжатый газ) через заправочные штуцеры 25 и клапанные отверстия 32 - в камеры 29, 28 и 27 устройства 7.In the process of formation of the well 49 components (fuel, refrigerant, compressed gas) in the chambers of the device 7 are consumed. This necessitates the lifting of this self-contained drilling device into the guide 2 of the preventer 1, fixing it in the grippers 6 and subsequent refueling with the indicated components from the chambers: 3 (fuel components), 4 (refrigerant) and 5 (compressed gas) through the filling nozzles 25 and valve openings 32 - to the cameras 29, 28 and 27 of device 7.

Заправленное автономное устройство 7 освобождают из захватов 6, спускают на забой 50 и продолжают разрушение пород; проходят скважину 49 до заданной отметки с соблюдением отмеченных операций и режимов работы устройства 7 и всех функциональных агрегатов и узлов данной установки для строительства скважин, которая является универсальным техническим средством для буровой технологии.A self-contained refueling device 7 is released from the grippers 6, lowered to the face 50 and continued to destroy the rocks; pass the well 49 to a predetermined mark in compliance with the noted operations and operating modes of the device 7 and all functional units and components of this installation for well construction, which is a universal technical tool for drilling technology.

Claims (13)

1. Установка для строительства скважин, содержащая оборудование устья скважины, бурильное устройство, спуско-подъемный механизм, вспомогательное оборудование и инструмент, отличающаяся тем, что она снабжена мобильным буровым устройством, камерами, заполненными топливными компонентами, хладагентом, сжатым газом, оснащена программированным устройством управления, газо- и шламораспределительной системой, устройством для разделения бурового шлама, механизмом для предварительного закрепления стенки проходимой скважины, при этом оборудование устья скважины выполнено в виде превентора, оснащенного в своих полостях камерами с топливными компонентами, хладагентом и сжатым газом эти камеры превентора имеют патрубки для их заполнения и штуцеры для удаления компонентов, направляющая превентора, формирующая устье скважины, оснащена приводными захватами для мобильного бурового устройства, выполненного в виде автономного устройства, имеющего модульные блоки, соединенные между собой в виде удлиненного цилиндрического корпуса, модульные блоки представляют собой последовательно соединенные рабочий породоразрушающий инструмент, генератор рабочего агента, камеры, заполненные сжатым газом, хладагентом, топливными компонентами, дополнительный баллон сжатого газа, дополнительный генератор рабочего агента, камера с хладагентом, программированное устройство управления работой клапанных отверстий и магистралей, соединяющих указанные модульные блоки автономного бурового устройства, имеющего на своем корпусе кольцевые сопловые насадки для воздействия на стенку скважины, на корпусе также закреплены упругоподатливые элементы, имеющие привод их деформации.1. Installation for the construction of wells, containing equipment wellhead, a drilling device, a hoisting mechanism, auxiliary equipment and tools, characterized in that it is equipped with a mobile drilling device, cameras filled with fuel components, refrigerant, compressed gas, equipped with a programmed control device , gas and sludge distribution system, a device for separating drill cuttings, a mechanism for pre-fixing the walls of the drilled hole, while The wellhead is designed as a preventer equipped in its cavities with chambers with fuel components, refrigerant and compressed gas, these preventer chambers have nozzles for filling them and nozzles for removing components, the preventer guide forming the wellhead is equipped with drive grippers for a mobile drilling device, made in the form of a stand-alone device having modular blocks interconnected in the form of an elongated cylindrical body, modular blocks are a sequence newly connected working rock cutting tools, working agent generator, chambers filled with compressed gas, refrigerant, fuel components, an additional compressed gas cylinder, an additional working agent generator, a chamber with refrigerant, a programmable control device for the operation of valve openings and highways connecting these modular blocks of an autonomous drilling rig a device having annular nozzle nozzles on its body for acting on the wall of the well, an elastic support is also fixed on the body livye elements having drive deformation thereof. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что превентор оснащен выдвижными штуцерами для временного соединения со штуцерами автономного бурового устройства, а также имеет контактные токовыводы для стыковки с токовыводами устройства.2. Installation according to claim 1, characterized in that the preventer is equipped with retractable fittings for temporary connection with the fittings of an autonomous drilling device, and also has contact current leads for docking with the device current leads. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ее рабочий породоразрушающий инструмент выполнен в виде полого рабочего органа, соединенного с выходом генератора рабочего агента, оснащенного струйными и механическими рабочими насадками.3. The installation according to claim 1, characterized in that its working rock cutting tool is made in the form of a hollow working body connected to the output of the working agent generator equipped with jet and mechanical working nozzles. 4. Установка по п.1 или 3, отличающаяся тем, что ее рабочий породоразрушающий орган выполнен в виде проточной камеры, имеющей газо- и шламоводные каналы, соединенные с призабойным пространством и с полостью скважины.4. Installation according to claim 1 or 3, characterized in that its working rock cutting body is made in the form of a flow chamber having gas and sludge channels connected to the bottomhole space and to the well cavity. 5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что рабочий породоразрушающий орган имеет отверстие, соединенное магистралью с камерой хладагента, или имеет несколько таких отверстий, направленных на поверхность забоя.5. Installation according to claim 1, characterized in that the working rock cutting body has an opening connected by a line to the refrigerant chamber, or has several such openings directed to the bottom surface. 6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена телескопическим трубопроводом или эластичным подвижным коаксиальным трубопроводом, соединенным открытым кольцевым пространством с превентором, а своим глухим торцем с автономным буровым устройством.6. Installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with a telescopic pipe or flexible movable coaxial pipe connected by an open annular space with a preventer, and with its blind end face with an autonomous drilling device. 7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что корпус автономного бурового устройства своими модулями состыкован посредством полых шарниров, имеющих приводы наклона частей корпуса относительно друг друга и рабочего органа.7. Installation according to claim 1, characterized in that the housing of an autonomous drilling device with its modules is docked by means of hollow hinges having tilt drives of the housing parts relative to each other and to the working body. 8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что подача к забою, разрушение породы на забое, возврат к устью скважины ее автономного бурового устройства осуществляется за счет регулирования усилий воздействий этого устройства на забой, на стенку скважины и на отводимый поток бурового шлама подачей команд от программированного устройства управления на клапаны открытия-закрытия отверстий коммуникаций подачи компонентов.8. Installation according to claim 1, characterized in that the supply to the face, the destruction of the rock at the bottom, the return to the wellhead of its autonomous drilling device is carried out by regulating the efforts of the effects of this device on the bottom, on the wall of the well and on the discharge flow of drill cuttings commands from the programmed control device to the open-close valves of the communication openings of the component supply. 9. Установка по п.1 или 8, отличающаяся тем, что шламоразделительная система выполнена в виде пневмоциклона, сообщенного своим входным патрубком с направляющей превентора, формирующей устье скважины.9. Installation according to claim 1 or 8, characterized in that the sludge separation system is made in the form of a pneumatic cyclone communicated by its inlet pipe with a preventer guide forming the wellhead. 10. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для разделения бурового шлама выполнено в виде пневмогидроциклона.10. Installation according to claim 1, characterized in that the device for separating drill cuttings is made in the form of pneumohydrocyclone. 11. Установка по п.1 или 8, отличающаяся тем, что клапанные отверстия оснащены приводом открытия их проходного сечения для регулирования истечения рабочего агента на забой под давлением 3-100 кгс/см2 и расходом 1-9 м3/с при удалении от забоя со скоростью 10-60 м/с.11. Installation according to claim 1 or 8, characterized in that the valve openings are equipped with a drive to open their bore to regulate the flow of the working agent to the bottom at a pressure of 3-100 kgf / cm 2 and a flow rate of 1-9 m 3 / s when moving away from face at a speed of 10-60 m / s. 12. Установка по п.1 или 5, отличающаяся тем, что отверстие, сообщенное с камерой хладагента, имеет клапан регулирования его проходного сечения для подачи на забой и стенки скважины рабочего агента с его температурой 600-900°C.12. Installation according to claim 1 or 5, characterized in that the hole in communication with the refrigerant chamber has a control valve for its flow area for supplying a working agent with a temperature of 600-900 ° C to the bottom and walls of the well. 13. Установка по п.1 или 7, отличающаяся тем, что она оснащена упругоподатливыми элементами, закрепленными на корпусе одним своим концом с помощью шарнира, а противоположные их концы прижаты к корпусу посредством пружинящего кольца, при этом полость между этими элементами и корпусом сообщена с помощью клапанного отверстия с рабочим пространством дополнительного генератора рабочего агента или с баллоном сжатого газа. 13. Installation according to claim 1 or 7, characterized in that it is equipped with resilient elements fixed to the housing at one end with a hinge, and their opposite ends are pressed against the housing by means of a spring ring, while the cavity between these elements and the housing communicates with using a valve hole with the working space of an additional generator of the working agent or with a cylinder of compressed gas.
RU2011123980/03A 2011-07-05 2011-07-05 Well building plant RU2475617C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123980/03A RU2475617C1 (en) 2011-07-05 2011-07-05 Well building plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123980/03A RU2475617C1 (en) 2011-07-05 2011-07-05 Well building plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011123980A RU2011123980A (en) 2013-01-10
RU2475617C1 true RU2475617C1 (en) 2013-02-20

Family

ID=48795093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011123980/03A RU2475617C1 (en) 2011-07-05 2011-07-05 Well building plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2475617C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU763569A1 (en) * 1975-05-16 1980-09-15 Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Apparatus for making wells
RU2178504C1 (en) * 2000-09-18 2002-01-20 Азизов Азиз Мустафаевич Self-contained apparatus for making holes and workings
RU39356U1 (en) * 2004-02-24 2004-07-27 Плугин Александр Илларионович MOBILE DRILLING RIG
EA200601056A1 (en) * 2006-04-18 2007-06-29 Александр Алексеевич Генбач DEVICE FOR THERMOMECHANICAL DESTRUCTION OF MOUNTAIN BREEDS
RU88725U1 (en) * 2009-05-20 2009-11-20 Александр Илларионович Плугин TECHNICAL COMPLEX FOR DRILLING WELLS AND PRODUCTION
RU96159U1 (en) * 2010-03-01 2010-07-20 Александр Илларионович Плугин MOBILE DRILLING COMPLEX
US20100218993A1 (en) * 2008-10-08 2010-09-02 Wideman Thomas W Methods and Apparatus for Mechanical and Thermal Drilling

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU763569A1 (en) * 1975-05-16 1980-09-15 Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт Apparatus for making wells
RU2178504C1 (en) * 2000-09-18 2002-01-20 Азизов Азиз Мустафаевич Self-contained apparatus for making holes and workings
RU39356U1 (en) * 2004-02-24 2004-07-27 Плугин Александр Илларионович MOBILE DRILLING RIG
EA200601056A1 (en) * 2006-04-18 2007-06-29 Александр Алексеевич Генбач DEVICE FOR THERMOMECHANICAL DESTRUCTION OF MOUNTAIN BREEDS
US20100218993A1 (en) * 2008-10-08 2010-09-02 Wideman Thomas W Methods and Apparatus for Mechanical and Thermal Drilling
RU88725U1 (en) * 2009-05-20 2009-11-20 Александр Илларионович Плугин TECHNICAL COMPLEX FOR DRILLING WELLS AND PRODUCTION
RU96159U1 (en) * 2010-03-01 2010-07-20 Александр Илларионович Плугин MOBILE DRILLING COMPLEX

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011123980A (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103764940B (en) Cable compatible rig-less operable annulus joint system for use and abandonment of subterranean wells
US9016378B2 (en) Shale gas operation method
US7059426B2 (en) Acoustic flow pulsing apparatus and method for drill string
RU2553697C2 (en) Drill to make circular wells
CN101952545A (en) Be used for during subsurface formations is crept into, it being carried out the method and system of pressure break
RU2014103793A (en) COMPATIBLE WITH CABLE AND CONTROLLED UNLIMITED METHOD, COMPLETED WITH THE POSSIBILITY OF INTERACTION WITH INTER-TUBE SPACES SYSTEM FOR USE AND ELIMINATION OF UNDERGROUND WELL
CN101730783A (en) Method and system for particle jet boring
NO326050B1 (en) Downhole drilling device and method for inducing loft in drilling fluid by means of independent pump
WO1996003566A2 (en) Improvements in or relating to drilling with gas liquid swirl generator hydrocyclone separation combustion thermal jet spallation
CN1190586C (en) Hydro-impact broken down method and device for oil-water well
GB2479432A (en) Selective control of simultaneously flowing fluid streams
US3216512A (en) Well drilling
US20160084009A1 (en) In Situ Pump For Downhole Applications
RU2475617C1 (en) Well building plant
RU2120028C1 (en) Well jet perforator
RU2211920C2 (en) Method of hydraulic fracturing of formation and increase of rock permeability and equipment for method embodiment (versions)
RU2566883C1 (en) Method of hydraulic treatment of coal bed
Ratov et al. Hydroimpulsive development of fluid-containing recovery
RU2373366C1 (en) Technology for development of wells and bores
RU2279522C2 (en) Multibranch well construction method
CA2354994C (en) Acoustic flow pulsing apparatus and method for drill string
RU88725U1 (en) TECHNICAL COMPLEX FOR DRILLING WELLS AND PRODUCTION
RU133557U1 (en) DRILLING RIG FOR WATER WELL CONSTRUCTION IN RELIEF WATERFLOW HORIZONS WITH HEADS
CA2969754C (en) In situ pump for downhole applications
US3630292A (en) Vibratory hammer drill

Legal Events

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

Effective date: 20160706