RU2529038C1 - Device and method of hole reaming - Google Patents

Device and method of hole reaming Download PDF

Info

Publication number
RU2529038C1
RU2529038C1 RU2013124527/03A RU2013124527A RU2529038C1 RU 2529038 C1 RU2529038 C1 RU 2529038C1 RU 2013124527/03 A RU2013124527/03 A RU 2013124527/03A RU 2013124527 A RU2013124527 A RU 2013124527A RU 2529038 C1 RU2529038 C1 RU 2529038C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
drilling
expanding
inclined annular
diameter
Prior art date
Application number
RU2013124527/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Евгеньевич Коляда
Дмитрий Николаевич Сорокин
Артем Юрьевич Шатраков
Original Assignee
Дмитрий Николаевич Сорокин
Игорь Евгеньевич Коляда
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 Дмитрий Николаевич Сорокин, Игорь Евгеньевич Коляда filed Critical Дмитрий Николаевич Сорокин
Priority to RU2013124527/03A priority Critical patent/RU2529038C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2529038C1 publication Critical patent/RU2529038C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: device for hole reaming comprises a drilling tool, a guide element mounted in front of the drilling tool, and a stabilising element mounted behind the drilling tool. The surface of the guide element has a cylindrical shape. The device comprises rods connected with the ends of the guide element and the stabilising element. The cylindrical surface of the guide element is articulated by the inclined annular chamfer to the end of the guide element, the surface of the stabilising element has a cylindrical shape articulated by the inclined annular chamfer to the end of the stabilising element, the surface of the drilling tool has a cylindrical shape articulated by the inclined annular surfaces with cylindrical surfaces of the guide element and the stabilising element. The method of hole reaming comprises making a pilot hole and its reaming by the said device in the forward and reverse directions.
EFFECT: improving the efficiency of hole reaming.
8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к формированию скважин большого диаметра, и может быть использовано в других отраслях промышленности. Более конкретно, изобретение относится к устройствам и способам для расширения скважин.The invention relates to the mining industry, in particular to the formation of large diameter wells, and can be used in other industries. More specifically, the invention relates to devices and methods for expanding wells.

Известно устройство для бурения прямолинейных скважин (заявка РФ №94026822, МКИ E21B 5/16, опубл. 1996 г.), содержащее буровой блок и два стабилизатора. Известное устройство реализует операции способа при реализации формирования скважин.A device for drilling straight wells (RF application No. 94026822, MKI E21B 5/16, publ. 1996), containing a drilling unit and two stabilizers. The known device implements the operation of the method when implementing the formation of wells.

Известные способ и устройство позволяют формировать прямолинейные скважины небольшого диаметра.The known method and device allows you to form straight-line wells of small diameter.

Наиболее близкими по совокупности существенных признаков являются устройство и реализованный в нем способ формирования скважин методом горизонтально направленного бурения (патент РФ №2276246, МКИ E21B 7/28, опубл. 2006 г.), содержащее направляющий элемент, бурильное средство и связанную с ним стабилизирующую поверхность.The closest in the set of essential features are the device and the method of forming wells using the horizontal directional drilling method (RF patent No. 2276246, MKI E21B 7/28, published in 2006) containing a guiding element, a drilling tool and a stabilizing surface associated with it .

Известное устройство по известному способу позволяет формировать горизонтальную скважину. Операции горизонтального бурения обычно подразумевают, что подземная скважина, которая проходит по криволинейной траектории, начинается в одном месте, чтобы выйти в другом месте, удаленном от точки входа. Такие технологии горизонтального бурения обычно используются, чтобы проложить трубопровод под руслом реки, канала или гавани. Трубопроводы используются для прокладывания коммуникаций, таких как нефте- и газопроводы, водопровод, канализация или электроснабжение.The known device by a known method allows you to form a horizontal well. Horizontal drilling operations usually imply that an underground well that follows a curved path starts in one place to exit in another place remote from the entry point. Such horizontal drilling technologies are commonly used to lay pipelines beneath a river, canal or harbor. Pipelines are used for laying communications, such as oil and gas pipelines, water supply, sewage or electricity.

Использование направляющего элемента и стабилизирующей поверхности (стабилизатора) для поддержания и центровки породоразрушающего инструмента позволяет уменьшить боковые нагрузки на режущие или дробяще-скалывающие элементы инструмента, что значительно улучшает эффективность работы инструмента, скорость бурения, а также снижает износ режущих или дробяще-скалывающих элементов.The use of a guiding element and a stabilizing surface (stabilizer) to maintain and center the rock cutting tool can reduce lateral loads on cutting or crushing-chipping elements of the tool, which significantly improves the efficiency of the tool, drilling speed, and also reduces wear of cutting or crushing-chipping elements.

Однако для формирования скважины используется подача бурового раствора под большим давлением перед бурильным средством, что приводит к большому перерасходу бурового раствора и не позволяет регулировать подачу раствора позади бурильного средства. Это создает трудности при обратном расширении скважины и вытаскивании бурильного средства.However, for the formation of the well, the drilling fluid supply is used under high pressure in front of the drilling tool, which leads to a large overrun of the drilling fluid and does not allow to regulate the flow of fluid behind the drilling tool. This creates difficulties in the reverse expansion of the well and pulling out the drilling tool.

Использование стабилизирующей поверхности предусматривает движение в рабочем режиме бурильного средства только вперед. Это ограничивает функциональные возможности установки для формирования скважин большого диаметра и способа ее применения.The use of a stabilizing surface provides for the movement in the operating mode of the drilling tool only forward. This limits the functionality of the installation for the formation of large diameter wells and the method of its application.

При производстве работ в несвязанных грунтах применение стабилизатора диаметром, равным диаметру расширенной скважины (рабочему диаметру расширителя), приводит к осложнениям, вызванным увеличением тяговых усилий и крутящего момента из-за накопления породы между расширяющим инструментом и стабилизатором (стабилизатор не «перепускает породу» через себя).When working in unbound soils, the use of a stabilizer with a diameter equal to the diameter of the extended well (working diameter of the expander) leads to complications caused by increased traction and torque due to the accumulation of rock between the expanding tool and the stabilizer (the stabilizer does not “pass the rock” through itself )

Применение стабилизатора диаметром, равным диаметру расширенной скважины (рабочему диаметру расширителя), в несвязанных грунтах приводит к осложнениям при подъеме компоновки низа бурильной колонны в обратном направлении, так как происходит накопление породы за стабилизатором, на задней стороне которого отсутствуют породоразрушающие элементы и форсунки выхода бурового раствора.The use of a stabilizer with a diameter equal to the diameter of the extended well (working diameter of the expander) in unbound soils leads to complications when lifting the bottom assembly of the drill string in the opposite direction, as rock accumulates behind the stabilizer, on the back side of which there are no rock-cutting elements and mud nozzles .

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.The objective of the present invention is to remedy these disadvantages.

Технический результат состоит в повышении эффективности расширения скважин и формирования скважин большого диаметра.The technical result consists in increasing the efficiency of well expansion and the formation of large diameter wells.

Результат достигается тем, что в устройстве для расширения скважины, содержащем бурильное средство, направляющий элемент, установленный перед бурильным средством, и стабилизирующий элемент, установленный за бурильным средством, поверхность направляющего элемента имеет цилиндрическую форму, согласно изобретению устройство содержит штанги, соединенные с торцами направляющего элемента и стабилизирующего элемента, при этом цилиндрическая поверхность направляющего элемента сочленена наклонной кольцевой фаской с торцом направляющего элемента, поверхность стабилизирующего элемента имеет цилиндрическую форму, сочлененную наклонной кольцевой фаской с торцом стабилизирующего элемента, поверхность бурильного средства имеет цилиндрическую форму, сочлененную наклонными кольцевыми поверхностями с цилиндрическими поверхностями направляющего элемента и стабилизирующего элемента.The result is achieved in that in a device for expanding a well containing a drilling means, a guiding element installed in front of the boring means, and a stabilizing element installed behind the boring means, the surface of the guiding element has a cylindrical shape, according to the invention, the device comprises rods connected to the ends of the guiding element and a stabilizing element, while the cylindrical surface of the guide element is joined by an inclined annular chamfer with the end face of the guide lementa surface of the stabilizing element has a cylindrical shape, articulated with the inclined annular chamfered end of the stabilizing element, the surface of the drilling means has a cylindrical shape, articulated oblique ring surfaces with cylindrical surfaces of the guide element and the stabilizing element.

На наклонных кольцевых поверхностях бурильного средства и на наклонных кольцевых фасках направляющего элемента и стабилизирующего элемента могут быть установлены режущие элементы.Cutting elements can be mounted on the inclined annular surfaces of the drilling means and on the inclined annular chamfers of the guide element and the stabilizing element.

На наклонных кольцевых поверхностях бурильного средства и на наклонных кольцевых фасках направляющего элемента и стабилизирующего элемента могут быть выполнены форсунки для подачи бурового раствора.On inclined annular surfaces of the drilling tool and on the inclined annular chamfers of the guide element and the stabilizing element, nozzles for supplying drilling fluid can be made.

Форсунки для подачи бурового раствора могут быть выполнены рабочими и вспомогательными, причем рабочие форсунки установлены для подачи бурового раствора перед устройством по ходу движения, а вспомогательные форсунки установлены для подачи бурового раствора за устройство по ходу движения.The nozzles for supplying drilling fluid can be made working and auxiliary, and working nozzles are installed to supply drilling fluid in front of the device in the direction of travel, and auxiliary nozzles are installed to supply drilling fluid for the device in the direction of travel.

Как вариант, диаметр поверхности направляющего элемента на два шага меньше диаметра поверхности бурильного средства, а диаметр поверхности стабилизирующего элемента на шаг меньше диаметра поверхности бурильного средства.Alternatively, the diameter of the surface of the guide element is two steps smaller than the diameter of the surface of the drilling tool, and the diameter of the surface of the stabilizing element is one step smaller than the diameter of the surface of the drilling tool.

Как вариант, диаметр поверхности направляющего элемента меньше диаметра поверхности стабилизирующего элемента, например, на два дюйма.Alternatively, the surface diameter of the guide element is less than the diameter of the surface of the stabilizing element, for example, two inches.

Результат также достигается тем, что в способе расширения скважины, включающем выполнение пилотной скважины, расширение пилотной скважины методом горизонтально-направленного бурения устройством для расширения скважины с использованием подачи бурового раствора в область бурения перед устройством для расширения скважины по ходу движения, центрирование бурильного средства, согласно изобретению осуществляют двустороннее центрирование с помощью направляющего и стабилизирующего элементов с цилиндрическими поверхностями и кольцевыми фасками на их торцах, причем для подачи бурового раствора, крутящего момента и тягового усилия используют штанги, соединенные с указанными торцами, поверхность бурильного средства выполняют цилиндрической формы, сочлененной наклонными кольцевыми поверхностями с цилиндрическими поверхностями направляющего элемента и стабилизирующего элемента, буровой раствор подают дополнительно в область бурения за устройство для расширения скважины по ходу движения, при этом расширение скважины ведут в прямом и обратном направлениях с помощью двух буровых комплексов, установленных на противоположных сторонах скважины и связанных со штангами устройства для расширения скважины.The result is also achieved by the fact that in the method of expanding the well, including the implementation of the pilot well, expanding the pilot well by the method of horizontal directional drilling with the device for expanding the well using the drilling fluid into the drilling area in front of the device for expanding the well in the direction of travel, centering the drilling means, according to The invention carries out two-sided centering using guide and stabilizing elements with cylindrical surfaces and annular bevels at their ends, moreover, for supplying drilling fluid, torque and traction, rods are used connected to these ends, the surface of the drilling tool is cylindrical, articulated by inclined annular surfaces with cylindrical surfaces of the guide element and the stabilizing element, the drilling fluid is additionally supplied to the area drilling for a device for expanding the well in the direction of travel, while expanding the well in the forward and reverse directions using two x drilling complexes installed on opposite sides of the well and connected to the rods of the device for expanding the well.

Расширение скважины могут вести поэтапно, используя при этом поочередно несколько устройств для расширения скважины из их линейки с пошаговым увеличением диаметра поверхности бурильного средства устройства для расширения скважины.The expansion of the well can be carried out in stages, using at the same time several devices for expanding the well from their line, with incremental increase in the diameter of the surface of the drilling means of the device for expanding the well.

Использование такой конструкции компоновки низа буровой колонны позволяет обеспечить безаварийный подъем инструмента в направлении обратном проходки.Using this design of the layout of the bottom of the drill string allows for trouble-free lifting of the tool in the direction of reverse penetration.

Вариант конструкции устройства приведен на фиг.1, конструктивное исполнение механизма подачи бурового раствора приведено на фиг.2, на фиг.3 показан вид А по фиг.2. Используемый ряд (линейка) устройств для формирования скважин приведен на фиг.4.A design variant of the device is shown in FIG. 1, a design of a drilling fluid supply mechanism is shown in FIG. 2, FIG. 3 is a view A of FIG. 2. Used row (line) of devices for forming wells shown in figure 4.

Устройство содержит штанги 1 и 2, соединенные с торцами направляющего элемента и стабилизирующего элемента. Штанги необходимы для формирования колонны штанг для передачи усилий вращения и тяги в бурильное средство, а также для подачи бурового состава в направляющий элемент 3, стабилизирующий элемент 4 и бурильное средство 5, выполненное в виде цилиндра 6 с передней и задней наклонными кольцевыми поверхностями 7 и 8, направляющий элемент 3 выполнен в виде цилиндра 9 и наклонной кольцевой фаски 10, стабилизирующий элемент 4 выполнен в виде цилиндра 11 и наклонной кольцевой фаски 12. На передней и задней наклонных кольцевых поверхностях 7 и 8 средства 5 выполнены буровые зубья 13 и рабочие форсунки 14, а также ограниченное количество выделенных вспомогательных форсунок 15 и 16, на наклонной кольцевой фаске 10 элемента 3 выполнены буровые зубья 17 и рабочие форсунки 18, а также ограниченное количество выделенных вспомогательных форсунок 19, на наклонной кольцевой фаске 12 элемента 4 выполнены буровые зубья 20 и рабочие форсунки 21, а также ограниченное количество выделенных вспомогательных форсунок 22.The device comprises rods 1 and 2 connected to the ends of the guide element and the stabilizing element. The rods are necessary for forming a string of rods for transferring rotational and traction forces to the drilling tool, as well as for supplying the drilling composition to the guide element 3, the stabilizing element 4 and the drilling tool 5, made in the form of a cylinder 6 with front and rear inclined annular surfaces 7 and 8 , the guide element 3 is made in the form of a cylinder 9 and an inclined annular chamfer 10, the stabilizing element 4 is made in the form of a cylinder 11 and an inclined annular chamfer 12. On the front and rear inclined annular surfaces 7 and 8 of the means 5 drill teeth 13 and working nozzles 14 are flaxed, as well as a limited number of allocated auxiliary nozzles 15 and 16, on the inclined annular facet 10 of element 3, drill teeth 17 and working nozzles 18, as well as a limited number of allocated auxiliary nozzles 19, on the inclined annular facet 12 are made Element 4 is made of drilling teeth 20 and working nozzles 21, as well as a limited number of allocated auxiliary nozzles 22.

Цилиндрическая поверхность 9 направляющего элемента 3 сочленена наклонной кольцевой фаской 10 с торцом направляющего элемента, к этому торцу прикреплена штанга 1. Поверхность стабилизирующего элемента 4 имеет цилиндрическую форму 11, сочлененную наклонной кольцевой фаской 12 с торцом стабилизирующего элемента, к этому торцу прикреплена штанга 2. Поверхность бурильного средства 5 имеет цилиндрическую форму 6, сочлененную наклонными кольцевыми поверхностями 7 и 8 с цилиндрическими поверхностями 9 и 11 направляющего элемента 3 и стабилизирующего элемента 4.The cylindrical surface 9 of the guiding element 3 is joined by an inclined annular chamfer 10 with the end face of the guiding element, a rod 1 is attached to this end. The surface of the stabilizing element 4 has a cylindrical shape 11 articulated by an inclined annular chamfer 12 with the end of the stabilizing element, a rod 2 is attached to this end. the drilling tool 5 has a cylindrical shape 6, articulated by inclined annular surfaces 7 and 8 with the cylindrical surfaces 9 and 11 of the guide element 3 and stabilizing about item 4.

На наклонных кольцевых поверхностях 7 и 8 бурильного средства 5 и на наклонных кольцевых фасках 10 и 12 направляющего элемента 3 и стабилизирующего элемента 4 установлены режущие элементы 13, 17.Cutting elements 13, 17 are installed on the inclined annular surfaces 7 and 8 of the drilling tool 5 and on the inclined annular chamfers 10 and 12 of the guide element 3 and the stabilizing element 4.

В наклонных кольцевых поверхностях 7 и 8 бурильного средства 5 и в наклонных кольцевых фасках 10 и 12 направляющего элемента 3 и стабилизирующего элемента 4 выполнены форсунки 14, 15, 16 для подачи бурового раствора.In the inclined annular surfaces 7 and 8 of the drilling means 5 and in the inclined annular chamfers 10 and 12 of the guide element 3 and the stabilizing element 4, nozzles 14, 15, 16 are made for supplying the drilling fluid.

Форсунки для подачи бурового раствора выполнены рабочими (например, 14) и вспомогательными (например, 15, 16), причем рабочие форсунки установлены для подачи бурового раствора перед устройством по ходу движения, а вспомогательные форсунки установлены для подачи бурового раствора за устройство по ходу движения.The nozzles for supplying drilling fluid are made by working (e.g., 14) and auxiliary (e.g., 15, 16), and the working nozzles are installed to supply drilling fluid in front of the device in the direction of travel, and auxiliary nozzles are installed to supply drilling fluid by the device in the direction of travel.

Диаметр поверхности направляющего элемента может быть на два шага меньше диаметра поверхности бурильного средства (например, на 200 мм меньше), а диаметр поверхности стабилизирующего элемента на шаг меньше диаметра поверхности бурильного средства (для вышеуказанного примера - на 100 мм меньше). Диаметр поверхности направляющего элемента может быть на 100 мм меньше диаметра поверхности бурильного средства, тогда диаметр поверхности стабилизирующего элемента на 50 мм меньше диаметра поверхности бурильного средства.The diameter of the surface of the guide element can be two steps smaller than the diameter of the surface of the drilling tool (for example, 200 mm less), and the diameter of the surface of the stabilizing element is one step smaller than the diameter of the surface of the drilling tool (for the above example, 100 mm less). The diameter of the surface of the guide element may be 100 mm less than the diameter of the surface of the drilling tool, then the diameter of the surface of the stabilizing element is 50 mm less than the diameter of the surface of the drilling tool.

Диаметр поверхности направляющего элемента может быть меньше диаметра поверхности стабилизирующего элемента, например, на два дюйма, на 100 мм и т.п.The diameter of the surface of the guide element may be less than the diameter of the surface of the stabilizing element, for example, two inches, 100 mm, etc.

Цилиндрическая форма 6 средства 5 расширителя может быть выполнена с очень малым углом возрастания от начала к концу.The cylindrical shape 6 of the expander means 5 can be made with a very small angle of increase from beginning to end.

На фиг.2 и фиг.3 показан вариант внутренней конструкции установки со схемой подачи бурового раствора, где дополнительно показаны труба 23 с заглушкой 24, на трубе схематично показан направляющий элемент 3 в виде цилиндра 9 и наклонной кольцевой фаски 10, стабилизирующий элемент 4 в виде цилиндра 11 и наклонной кольцевой фаски 12, бурильное средство 5 в виде цилиндра 6 с передней и задней наклонными кольцевыми поверхностями 7 и 8. В месте соединения цилиндра 9 и наклонной фаски 10 установлена вертикальная диаметральная заглушка 25, образующая совместно с трубой 23 и наклонной фаской 10 рабочую зону подачи бурового раствора в рабочие форсунки 18 направляющего элемента 3. Внутри этой зоны в трубе 23 выполнены отверстия 26 для подачи бурового раствора при движении вперед. В местах начала и конца передней наклонной кольцевой поверхности 7 средства 5 установлены вертикальные диаметральные заглушки 27 и 28, образующие совместно с поверхностью 7 и трубой 23 рабочую зону подачи бурового раствора в рабочие форсунки 14 передней наклонной кольцевой поверхности 7 средства 5. Внутри этой зоны в трубе 23 выполнены отверстия 29 для подачи бурового раствора при движении вперед.Figure 2 and figure 3 shows a variant of the internal structure of the installation with a drilling fluid supply, which additionally shows a pipe 23 with a plug 24, the guide element 3 in the form of a cylinder 9 and an inclined annular chamfer 10, the stabilizing element 4 in the form the cylinder 11 and the inclined annular chamfer 12, the drilling tool 5 in the form of a cylinder 6 with the front and rear inclined annular surfaces 7 and 8. In the junction of the cylinder 9 and the inclined chamfer 10 there is a vertical diametrical plug 25 forming together with a pipe 23 and an inclined chamfer 10, the working zone for supplying drilling fluid to the working nozzles 18 of the guide element 3. Inside this zone, holes 26 are made in the pipe 23 for supplying the drilling fluid while moving forward. In the places of the beginning and end of the front inclined annular surface 7 of the tool 5, vertical diametrical plugs 27 and 28 are installed, which together with the surface 7 and the pipe 23 form a working zone for supplying drilling fluid to the working nozzles 14 of the front inclined annular surface 7 of the tool 5. Inside this zone in the pipe 23, holes 29 are provided for supplying drilling fluid when moving forward.

В местах начала и конца задней наклонной кольцевой поверхности 8 средства 5 установлены вертикальные диаметральные заглушки 30 и 31, образующие совместно с поверхностью 8 и трубой 23 рабочую зону подачи бурового раствора в рабочие форсунки 14 задней наклонной кольцевой поверхности 8 средства 5. Внутри этой зоны в трубе 23 выполнены отверстия 32 для подачи бурового раствора при движении назад.At the places of the beginning and end of the rear inclined annular surface 8 of the means 5, vertical diametrical plugs 30 and 31 are installed, which together with the surface 8 and the pipe 23 form a working zone for supplying drilling fluid to the working nozzles 14 of the rear inclined annular surface 8 of the means 5. Inside this zone in the pipe 23, holes 32 are provided for supplying drilling fluid when moving backward.

В месте соединения цилиндра 11 и наклонной фаски 12 установлена вертикальная диаметральная заглушка 33, образующая совместно с трубой 23 и наклонной фаской 12 рабочую зону подачи бурового раствора в рабочие форсунки 18 стабилизирующего элемента 4. Внутри этой зоны в трубе 23 выполнены отверстия 34 для подачи бурового раствора при движении назад.At the junction of the cylinder 11 and the inclined chamfer 12, a vertical diametric plug 33 is installed, which forms, together with the pipe 23 and the inclined chamfer 12, a working zone for supplying drilling fluid to the working nozzles 18 of the stabilizing element 4. Inside this zone, holes 34 for drilling fluid supply are made in the pipe 23 when moving backward.

На ограниченное количество выделенных дополнительных форсунок 16 наклонной поверхности 8 и ограниченное количество выделенных дополнительных форсунок 22 на фаске 12 буровой раствор при движении вперед поступает из полости, ограниченной наклонной поверхностью 7 и вертикальными диаметральными заглушками 27 и 28 по полым трубкам 35.For a limited number of allocated additional nozzles 16 of the inclined surface 8 and a limited number of allocated additional nozzles 22 on the chamfer 12, the drilling fluid moves forward from the cavity bounded by the inclined surface 7 and the vertical diametrical plugs 27 and 28 through the hollow tubes 35.

На ограниченное количество выделенных дополнительных форсунок 15 наклонной поверхности 7 и ограниченное количество выделенных дополнительных форсунок 18 на фаске 10 буровой раствор при движении назад поступает из полости, ограниченной наклонной поверхностью 8 и вертикальными диаметральными заглушками 30 и 31 по полым трубкам 36.For a limited number of allocated additional nozzles 15 of the inclined surface 7 and a limited number of allocated additional nozzles 18 on the chamfer 10, the drilling fluid, when moving backward, comes from a cavity bounded by the inclined surface 8 and the vertical diametrical plugs 30 and 31 through the hollow tubes 36.

Способ расширения скважины включает выполнение пилотной скважины, расширение пилотной скважины методом горизонтально-направленного бурения вышеописанным устройством для расширения скважины (см., например, фиг.1) с использованием подачи бурового раствора в область бурения перед устройством для расширения скважины по ходу движения (посредством рабочих форсунок), центрирование бурильного средства. Центрирование бурильного средства 5 осуществляют двусторонне с помощью направляющего 3 и стабилизирующего 4 элементов с цилиндрическими поверхностями 9 и 11 и кольцевыми фасками 10 и 12 на их торцах. Для подачи бурового раствора, крутящего момента и тягового усилия используют штанги 1 и 2, соединенные с указанными торцами. Поверхность 6 бурильного средства 5 выполняют цилиндрической формы, сочлененной наклонными кольцевыми поверхностями 7 и 8 с цилиндрическими поверхностями 9 и 11 направляющего элемента 3 и стабилизирующего элемента 4. Буровой раствор подают дополнительно в область бурения за устройство для расширения скважины по ходу движения (посредством вспомогательных форсунок). Расширение скважины ведут в прямом и обратном направлениях (вперед и назад) с помощью двух буровых комплексов (не показаны), установленных на противоположных сторонах скважины и связанных со штангами 1 и 2 устройства для расширения скважины.A method of expanding a well includes performing a pilot well, expanding the pilot well by horizontal directional drilling with the above-described device for expanding the well (see, for example, FIG. 1) using the supply of drilling fluid to the drilling area in front of the device for expanding the well in the direction of travel (through workers nozzles), centering the drilling fluid. The centering of the drilling tool 5 is carried out bilaterally using the guide 3 and the stabilizing 4 elements with cylindrical surfaces 9 and 11 and ring chamfers 10 and 12 at their ends. To supply the drilling fluid, torque and traction, rods 1 and 2 are used, connected to these ends. The surface 6 of the drilling tool 5 is cylindrical, articulated by inclined annular surfaces 7 and 8 with the cylindrical surfaces 9 and 11 of the guide element 3 and the stabilizing element 4. The drilling fluid is additionally supplied to the drilling area for a device for expanding the well along the way (through auxiliary nozzles) . Well expansion is carried out in the forward and reverse directions (forward and backward) using two drilling complexes (not shown) installed on opposite sides of the well and connected to the rods 1 and 2 of the device for expanding the well.

Расширение скважины могут вести поэтапно, используя при этом поочередно несколько устройств для расширения скважины из их линейки с пошаговым увеличением диаметра поверхности бурильного средства устройства для расширения скважины. На фиг.4 показана линейка (сверху вниз) вариантов устройства с пошаговым изменением диаметра поверхности бурильного средства.The expansion of the well can be carried out in stages, using at the same time several devices for expanding the well from their line, with incremental increase in the diameter of the surface of the drilling means of the device for expanding the well. Figure 4 shows the ruler (top to bottom) of the device options with a stepwise change in the diameter of the surface of the drilling tool.

Устройство и способ работают следующим образом.The device and method work as follows.

Устройство предназначено для пошагового расширения пробуренных скважин. После завершения бурения направляющей (пилотной) скважины или предыдущего этапа расширения на конце скважины, противоположной стороне установки бурового комплекса к свободному концу буровых штанг накручивается вышеуказанное устройство следующего шага.The device is designed for incremental expansion of drilled wells. After completing the drilling of the pilot (pilot) well or the previous expansion step at the end of the well, opposite the side of the drilling complex installation, the above-mentioned next step device is wound to the free end of the drill rods.

Подача бурового раствора к устройству для расширения подается по внутренней полости колонны штанг 1 и 2, посредством которых к бурильному устройству передается крутящий момент и тяговое усилие.The supply of drilling fluid to the expansion device is supplied through the inner cavity of the rod string 1 and 2, through which torque and traction are transmitted to the drilling device.

В процессе работы буровой комплекс притягивает в свою сторону и одновременно вращает устройство для расширения скважины и таким образом производится увеличение диаметра скважины до диаметра бурильного средства 5. С целью центровки и направления бурильного средства в устройстве для расширения предусмотрен направляющий элемент 3 и стабилизирующий элемент 4.In the process, the drilling complex draws in its direction and simultaneously rotates the device for expanding the well, and thus the diameter of the well is increased to the diameter of the drilling tool 5. In order to center and guide the drilling tool, the guide device 3 and the stabilizing element 4 are provided in the expansion device.

Разрушение породы и промывка скважины производится за счет резцов 13 и рабочих форсунок 14, установленных на наклонной кольцевой поверхности 7, на форсунки 14 буровой раствор подается из полости, образованной вертикальными диаметральными заглушками 27 и 28, наклонной кольцевой поверхностью 7 и трубой 23.The destruction of the rock and the flushing of the well is carried out due to the cutters 13 and working nozzles 14 installed on the inclined annular surface 7, the mud is supplied to the nozzles 14 from the cavity formed by the vertical diametrical plugs 27 and 28, the inclined annular surface 7 and the pipe 23.

На наклонной кольцевой поверхности 10 направляющего элемента 3 также имеются режущие элементы 17 и рабочие форсунки 18, которые используются для разрушения, перемалывания и промывки скважины от остатков породы после предыдущего этапа бурения (расширения). На форсунки 18 подается буровой раствор из полости, образованной вертикальной диаметральной заглушкой 25, наклонной фаской 10 и трубой 23.On the inclined annular surface 10 of the guide element 3 there are also cutting elements 17 and working nozzles 18, which are used to destroy, grind and flush the well from the remnants of the rock after the previous stage of drilling (expansion). Drilling fluid is supplied to the nozzles 18 from a cavity formed by a vertical diametrical plug 25, an inclined chamfer 10 and a pipe 23.

Для промывки участка скважины за бурильным средством 5 при его движении вперед на наклонной кольцевой поверхности 8 средства 5 и фаски 12 стабилизатора 4 имеется ограниченное количество выделенных дополнительных форсунок 16 и 22, к которым подача бурового раствора осуществляется из полости, ограниченной вертикальными диаметральными заглушками 27 и 28, наклонной кольцевой поверхностью 7 и трубой 23 по полому каналу (трубкам) 35. Таким образом, представляется возможным ограничить подачу раствора за расширитель, требуемый объем которого значительно меньше, чем объем раствора, подаваемого перед расширителем.To flush the section of the well behind the drilling tool 5 while moving forward on an inclined annular surface 8 of the tool 5 and the chamfer 12 of the stabilizer 4, there is a limited number of allocated additional nozzles 16 and 22, to which the drilling fluid is supplied from a cavity limited by vertical diametrical plugs 27 and 28 , an inclined annular surface 7 and a pipe 23 along the hollow channel (s) 35. Thus, it seems possible to limit the flow of solution beyond the expander, the required volume of which is significant about less than the volume of solution fed to the expander.

Внутренняя конструкция отсекаемых полостей относительно средней линии симметрична, что позволяет производить работы в обратном направлении (при движении назад) при возникновении осложнений или «расхаживании» колонны, т.е. если подавать раствор через колонну буровых штанг 2 с другого конца скважины и тянуть расширитель в обратном направлении, он будет работать также, как описано выше.The internal design of the cut-off cavities relative to the midline is symmetrical, which allows you to work in the opposite direction (when moving backward) in the event of complications or “pacing” of the column, i.e. if you feed the solution through the string of drill rods 2 from the other end of the well and pull the expander in the opposite direction, it will work as described above.

Т.е. основное количество рабочих форсунок 14 наклонной поверхности 8 бурильного средства 5 и рабочих форсунок 21 наклонной поверхности 12 стабилизатора 4 будут работать за счет раствора, подаваемого из полости, ограниченной вертикальными диаметральными заглушками 30 и 31, наклонной поверхностью 8 и трубой 23 и из полости, ограниченной вертикальной диаметральной заглушкой 33, наклонно фаской 12 и трубой 23. Ограниченное количество выделенных дополнительных форсунок 19 и 15 на наклонных поверхностях 10 и 7 будут работать за счет подачи раствора по полому каналу 36, идущему из полости, ограниченной вертикальными диаметральными заглушками 30 и 31, наклонной плоскостью 8 и трубой 23.Those. the main number of working nozzles 14 of the inclined surface 8 of the drilling tool 5 and working nozzles 21 of the inclined surface 12 of the stabilizer 4 will work due to the solution supplied from the cavity bounded by vertical diametrical plugs 30 and 31, the inclined surface 8 and the pipe 23 and from the cavity bounded by a vertical diametric plug 33, oblique chamfer 12 and pipe 23. A limited number of allocated additional nozzles 19 and 15 on inclined surfaces 10 and 7 will work by feeding the solution through the hollow bulk 36, coming from a cavity bounded by vertical diametrical plugs 30 and 31, an inclined plane 8 and a pipe 23.

Поскольку цилиндр 6 бурильного расширяющего средства 5 (расширителя) может быть выполнен с очень малым углом возрастания от начала к концу, и поскольку бурильное средство содержит наклонные кольцевые поверхности, то при прохождении такого расширителя в скважине ее стенки уплотняются, что способствует повышению эффективности формирования скважины.Since the cylinder 6 of the drilling expansion tool 5 (expander) can be made with a very small angle of increase from the beginning to the end, and since the drilling tool contains inclined annular surfaces, when passing such an expander in the well, its walls are compacted, which increases the efficiency of well formation.

Описанный выше принцип работы бурильного устройства позволяет производить работы в прямом и обратном направлении, что широко применимо при производстве работ двумя буровыми комплексами, установленными на противоположных сторонах скважины, при этом будет наблюдаться значительная экономия бурового раствора за счет возможности ограничения его подачи за расширитель.The principle of operation of the drilling device described above makes it possible to carry out work in the forward and backward directions, which is widely applicable when performing operations with two drilling complexes installed on opposite sides of the well, and significant drilling fluid savings will be observed due to the possibility of restricting its supply to the expander.

Увеличение общей скорости расширения скважины реализуется за счет ускорения работ по «расхаживанию» колонны, более эффективной промывки участка скважины за бурильным устройством и увеличения темпов подъема инструмента в случае осложнений.An increase in the overall speed of well expansion is realized by accelerating work on “pacing” the string, more efficient flushing of the well section behind the drilling device and an increase in the rate of rise of the tool in case of complications.

Claims (8)

1. Устройство для расширения скважины, содержащее бурильное средство, направляющий элемент, установленный перед бурильным средством, и стабилизирующий элемент, установленный за бурильным средством, причем поверхность направляющего элемента имеет цилиндрическую форму, отличающееся тем, что устройство содержит штанги, соединенные с торцами направляющего элемента и стабилизирующего элемента, при этом цилиндрическая поверхность направляющего элемента сочленена наклонной кольцевой фаской с торцом направляющего элемента, поверхность стабилизирующего элемента имеет цилиндрическую форму, сочлененную наклонной кольцевой фаской с торцом стабилизирующего элемента, поверхность бурильного средства имеет цилиндрическую форму, сочлененную наклонными кольцевыми поверхностями с цилиндрическими поверхностями направляющего элемента и стабилизирующего элемента.1. A device for expanding a well, comprising a boring means, a guiding element mounted in front of the boring means, and a stabilizing element mounted behind the boring means, the surface of the guiding element having a cylindrical shape, characterized in that the device comprises rods connected to the ends of the guiding element and stabilizing element, while the cylindrical surface of the guide element is joined by an inclined annular chamfer with the end face of the guide element, the surface the abilizing element has a cylindrical shape, articulated by an inclined annular chamfer with the end face of the stabilizing element, the surface of the drilling tool has a cylindrical shape, articulated by inclined annular surfaces with the cylindrical surfaces of the guide element and the stabilizing element. 2. Устройство для расширения скважины по п.1, отличающееся тем, что на наклонных кольцевых поверхностях бурильного средства и на наклонных кольцевых фасках направляющего элемента и стабилизирующего элемента установлены режущие элементы.2. The device for expanding a well according to claim 1, characterized in that cutting elements are installed on the inclined annular surfaces of the drilling tool and on the inclined annular chamfers of the guide element and the stabilizing element. 3. Устройство для расширения скважины по п.1, отличающееся тем, что на наклонных кольцевых поверхностях бурильного средства и на наклонных кольцевых фасках направляющего элемента и стабилизирующего элемента выполнены форсунки для подачи бурового раствора.3. The device for expanding the well according to claim 1, characterized in that nozzles for supplying the drilling fluid are made on the inclined annular surfaces of the drilling tool and on the inclined annular chamfers of the guide element and the stabilizing element. 4. Устройство для расширения скважины по п.3, отличающееся тем, что форсунки для подачи бурового раствора выполнены рабочими и вспомогательными, причем рабочие форсунки установлены для подачи бурового раствора перед устройством по ходу движения, а вспомогательные форсунки установлены для подачи бурового раствора за устройство по ходу движения.4. A device for expanding a well according to claim 3, characterized in that the nozzles for supplying drilling fluid are made working and auxiliary, moreover, working nozzles are installed to supply drilling fluid in front of the device in the direction of travel, and auxiliary nozzles are installed to supply drilling fluid for the device according to the course of movement. 5. Устройство для расширения скважины по п.1, отличающееся тем, что диаметр поверхности направляющего элемента на два шага меньше диаметра поверхности бурильного средства, а диаметр поверхности стабилизирующего элемента на шаг меньше диаметра поверхности бурильного средства.5. The device for expanding the well according to claim 1, characterized in that the diameter of the surface of the guide element is two steps smaller than the diameter of the surface of the drilling tool, and the diameter of the surface of the stabilizing element is one step smaller than the diameter of the surface of the drilling tool. 6. Устройство для расширения скважины по п.1, отличающееся тем, что диаметр поверхности направляющего элемента меньше диаметра поверхности стабилизирующего элемента.6. The device for expanding the well according to claim 1, characterized in that the diameter of the surface of the guide element is less than the diameter of the surface of the stabilizing element. 7. Способ расширения скважины, включающий выполнение пилотной скважины, расширение пилотной скважины методом горизонтально-направленного бурения устройством для расширения скважины с использованием подачи бурового раствора в область бурения перед устройством для расширения скважины по ходу движения, центрирование бурильного средства, отличающийся тем, что осуществляют двустороннее центрирование с помощью направляющего и стабилизирующего элементов с цилиндрическими поверхностями и кольцевыми фасками на их торцах, причем для подачи бурового раствора, крутящего момента и тягового усилия используют штанги, соединенные с указанными торцами, поверхность бурильного средства выполняют цилиндрической формы, сочлененной наклонными кольцевыми поверхностями с цилиндрическими поверхностями направляющего элемента и стабилизирующего элемента, буровой раствор подают дополнительно в область бурения за устройство для расширения скважины по ходу движения, при этом расширение скважины ведут в прямом и обратном направлениях с помощью двух буровых комплексов, установленных на противоположных сторонах скважины и связанных со штангами устройства для расширения скважины.7. A method of expanding a well, including performing a pilot well, expanding the pilot well by horizontal directional drilling with a device for expanding a well using the drilling fluid into the drilling area in front of the device for expanding the well in the direction of travel, centering the drilling means, characterized in that it is bilateral centering using guide and stabilizing elements with cylindrical surfaces and annular chamfers at their ends, and for feeds drilling fluid, torque and traction use rods connected to these ends, the surface of the drilling tool is cylindrical, articulated by inclined annular surfaces with the cylindrical surfaces of the guide element and the stabilizing element, the drilling fluid is additionally supplied to the drilling area for the device for expanding the well along the way movements, while the expansion of the well is carried out in the forward and reverse directions using two drilling complexes installed on opposite sides of the borehole and connected with the device for reaming rods. 8. Способ расширения скважины по п.7, отличающийся тем, что расширение скважины ведут поэтапно, используя при этом поочередно несколько устройств для расширения скважины из их линейки с пошаговым увеличением диаметра поверхности бурильного средства устройства для расширения скважины. 8. The method of expanding a well according to claim 7, characterized in that the expansion of the well is carried out in stages, using in turn several devices for expanding the well from their line with incremental increase in the diameter of the surface of the drilling means of the device for expanding the well.
RU2013124527/03A 2013-05-29 2013-05-29 Device and method of hole reaming RU2529038C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013124527/03A RU2529038C1 (en) 2013-05-29 2013-05-29 Device and method of hole reaming

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013124527/03A RU2529038C1 (en) 2013-05-29 2013-05-29 Device and method of hole reaming

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2529038C1 true RU2529038C1 (en) 2014-09-27

Family

ID=51656513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013124527/03A RU2529038C1 (en) 2013-05-29 2013-05-29 Device and method of hole reaming

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2529038C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU241164A1 (en) * А. И. Демин, Н. Г. Назаров, Д. И. Воробьев, А. Д. Костыле DEVICE FOR EXPANSION OF WELLS IN GROUND
US5230388A (en) * 1991-11-08 1993-07-27 Cherrington Corporation Method and apparatus for cleaning a bore hole using a rotary pump
RU2166606C1 (en) * 2000-03-02 2001-05-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника" Expander of cutting type
RU2276246C2 (en) * 2000-10-12 2006-05-10 Транско Мэнюфэкчуринг Острейлиа Пти Лтд Drilling tool used for horizontal drilling
RU2436927C2 (en) * 2006-05-15 2011-12-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Drilling reamer lowered on casing pipe or shank, and method of its drilling

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU241164A1 (en) * А. И. Демин, Н. Г. Назаров, Д. И. Воробьев, А. Д. Костыле DEVICE FOR EXPANSION OF WELLS IN GROUND
US5230388A (en) * 1991-11-08 1993-07-27 Cherrington Corporation Method and apparatus for cleaning a bore hole using a rotary pump
RU2166606C1 (en) * 2000-03-02 2001-05-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Буровая техника" Expander of cutting type
RU2276246C2 (en) * 2000-10-12 2006-05-10 Транско Мэнюфэкчуринг Острейлиа Пти Лтд Drilling tool used for horizontal drilling
RU2436927C2 (en) * 2006-05-15 2011-12-20 Бейкер Хьюз Инкорпорейтед Drilling reamer lowered on casing pipe or shank, and method of its drilling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10487656B2 (en) Method for constructing networked preferential gas migration pathways and diverting and extracting gas
CN104452856B (en) U-shaped boring machine
KR100919628B1 (en) If the excavation where the carbide tip is had excavation bit of the excavation system where the expansion and abridgment are possible
AU2018253608A1 (en) Method of forming lateral boreholes from a parent wellbore
CN103306713B (en) A kind of high prominent coal seam layer-through drilling networking reinforcement means
CN104863605B (en) The constructing device and method of a kind of tunnel connection channel open-work
US9611696B2 (en) Directional drill hammer pullback device
CN103899349B (en) A kind of pre-pumping method of coal-bed gas and drainage holes radial direction creep into guiding device
CN105888549B (en) A kind of boring BHA of km depth L-type pre grouting from the surface and bore process
CN111441718A (en) Construction method, system and application for high-precision pilot shaft excavation of large-section steep slope long inclined shaft
CN103443387B (en) There is the Fluid drilling head of slip ring gauge
CN104265357B (en) Anti-burst method is taken out in a kind of strong prominent coal seam in advance
US7195081B2 (en) Method and device for boring holes in soil or rock
CN104033155A (en) Novel tunnel smooth surface digging rock drilling equipment and construction method of novel tunnel smooth surface digging rock drilling equipment
RU2529038C1 (en) Device and method of hole reaming
CN106812530A (en) Use projection shaped steel supporting material and the method for construction of the steel pipe multistage tunnel of nose girder
RU132476U1 (en) WELL EXTENSION DEVICE
US20190376257A1 (en) Grooving Device for Underground Structures and Its Construction Method
CN105443042B (en) A kind of multi-functional reamer
RU170031U1 (en) HORIZONTAL DIRECTIONAL DRILLING INSTALLATION
RU2435925C1 (en) Procedure for construction of horizontal drain hole in unstable moveable rock and drilling assembly for its implementation
CN105201436A (en) Method for feeding high-pressure hose by utilizing towing force of narrow-gap high-speed fluid
CN112610255A (en) Tunnel construction method for penetrating through weak and broken surrounding rock
RU2770531C1 (en) Trenchless pipeline laying method and pipe for trenchless pipeline laying
RU92879U1 (en) INSTALLATION WOODEN

Legal Events

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

Effective date: 20150530