RU2698759C1 - Drilling string arrangement for construction of horizontal sections of large length - Google Patents

Drilling string arrangement for construction of horizontal sections of large length Download PDF

Info

Publication number
RU2698759C1
RU2698759C1 RU2018120639A RU2018120639A RU2698759C1 RU 2698759 C1 RU2698759 C1 RU 2698759C1 RU 2018120639 A RU2018120639 A RU 2018120639A RU 2018120639 A RU2018120639 A RU 2018120639A RU 2698759 C1 RU2698759 C1 RU 2698759C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
drill
construction
drill string
string
Prior art date
Application number
RU2018120639A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гниятулла Гарифуллович Ишбаев
Лев Михайлович Левинсон
Алина Ильдаровна Шакирова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ")
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 Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ")
Priority to RU2018120639A priority Critical patent/RU2698759C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2698759C1 publication Critical patent/RU2698759C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • E21B7/046Directional drilling horizontal drilling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: soil or rock drilling; mining.
SUBSTANCE: invention relates to drilling and can be used in construction and construction of oil and gas wells, offshore wells and wells with large horizontal length. Drill string arrangement includes a bit, a drill string and a rotor-controlled system. In the part of the layout, where the zenith angle is greater than 60°, the drill string consists of light-alloy drill pipes (LDP), or of LDP in combination with steel drill pipes (SDP). In upper part of well shaft, where zenith angle is less than 60°, drilling string consists of SDP in combination with weighted drill pipes (WDP).
EFFECT: such arrangement leads to increase of well flow rate, quality of cleaning of well bottom, efficiency of drill cuttings removal and makes it possible to perform drilling operations on horizontal sections of large length with possibility of drilling from floating and stationary facilities, minimizing risks of string sticking and excluding "sliding" drilling mode.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к бурению и может быть использовано при проводке и строительстве нефтяных и газовых скважин, морских скважин и скважин с большой горизонтальной протяженностью.The invention relates to drilling and can be used in the wiring and construction of oil and gas wells, offshore wells and wells with a large horizontal length.

Известна компоновка низа бурильной колонны для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем, состоящая из бурильной колонны, долота и винтового забойного двигателя (патент RU 2280748, МПК Е21В 7/04, опубл. 27.07.2006, бюлл. 21).A known layout of the bottom of the drill string for drilling directional and horizontal wells with a downhole motor, consisting of a drill string, a bit and a downhole motor (patent RU 2280748, IPC ЕВВ 7/04, published on July 27, 2006, bull. 21).

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции компоновки низа бурильной колонны, высокая вероятность прихвата бурильной колонны, вследствие скопления бурового шлама в наклонно-направленном или горизонтальном участке скважины, высокие потери на трение, возникающие в процессе скольжения бурильной колонны по стволу скважины во время бурения.The disadvantages of this device are the complexity of the layout of the bottom of the drill string, the high likelihood of sticking of the drill string due to accumulation of drill cuttings in a directional or horizontal section of the well, high friction losses that occur during sliding of the drill string along the borehole during drilling.

Известен способ компоновки бурильной колонны для бурения глубоких скважин, являющийся прототипом, включающий долото, бурильную колонну, содержащую стальные бурильные трубы (СБТ) и легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ), винтовой забойный двигатель (Файн Г.М., Исследование, разработка и внедрение труб из сплавов на основе алюминия для бурения глубоких скважин, УДК 622.24.05, М., 1994 г. ).A known method of assembling a drill string for drilling deep wells, which is a prototype, including a bit, a drill string containing steel drill pipes (SBT) and alloy drill pipes (LBT), a downhole motor (Fayn G.M., Research, development and implementation of pipes from aluminum-based alloys for drilling deep wells, UDC 622.24.05, M., 1994).

Недостатком известного способа является «скользящий» режим бурения, причиной которого является использование винтового забойного двигателя. В этом режиме вращается только долото, а бурильная колонна просто следует за направляющей компоновкой. В процессе проходки бурильная колонна скользит по лежачей стенке скважины, промывочная жидкость движется вокруг нее неравномерно, что уменьшает выносящую способность раствора и способствует повышению риска прихвата колонны. Также из-за скольжения снижается The disadvantage of this method is the "sliding" drilling mode, the reason for which is the use of a downhole motor. In this mode, only the chisel rotates, and the drill string simply follows the guide assembly. During the drilling process, the drill string slides along the lying wall of the well, the flushing fluid moves unevenly around it, which reduces the carrying capacity of the solution and increases the risk of sticking the string. Also due to slipping decreases

полезная мощность, затрачиваемая на вращение долота, что, в сочетании с трением скольжения, уменьшает скорость проходки. Кроме того, бурение управляемым двигателем характеризуется низким качеством ствола, волнообразными неровностями и резкими изгибами.net power used to rotate the bit, which, combined with sliding friction, reduces the speed of penetration. In addition, driven motorized drilling is characterized by low barrel quality, undulating bumps and sharp bends.

Техническими задачами предложения являются повышение технико-экономических показателей (ТЭП) бурения горизонтальных участков, с целью увеличения поверхности фильтрации, что приводит к повышению дебита скважин, повышению качества очистки забоя скважины, эффективности выноса бурового шлама. Основной задачей изобретения является увеличение горизонтального участка скважин, возможность бурения морских скважин с плавучих и стационарных средств.The technical objectives of the proposal are to increase the technical and economic indicators (TEC) of drilling horizontal sections in order to increase the filtration surface, which leads to an increase in the flow rate of wells, an increase in the quality of cleaning the bottom of the well, and the efficiency of removal of drill cuttings. The main objective of the invention is to increase the horizontal section of the wells, the possibility of drilling offshore wells with floating and stationary means.

Поставленные технические задачи решаются компоновкой бурильной колонны, состоящей из долота, бурильной колонны с легкосплавными бурильными трубами (ЛБТ) или ЛБТ в сочетании со стальными бурильными трубами (СБТ) в нижней части ствола скважины, где зенитный угол больше 60° и СБТ с утяжеленными бурильными трубами (УБТ) в верхней части ствола скважины, где зенитный угол меньше 60°. Также в нижней части ствола скважины установлена роторно-управляемая система.The stated technical problems are solved by the assembly of a drill string consisting of a drill bit, a drill string with alloy drill pipes (LBT) or LBT in combination with steel drill pipes (SBT) in the lower part of the wellbore, where the zenith angle is greater than 60 ° and SBT with weighted drill pipes (UBT) at the top of the wellbore where the zenith angle is less than 60 °. Also, a rotary-controlled system is installed in the lower part of the wellbore.

На фиг. 1 изображена компоновка бурильной колонны для строительства горизонтальных участков большой протяженности, в которой:In FIG. 1 shows the layout of the drill string for the construction of horizontal sections of long length, in which:

1 - породоразрушающий инструмент (долото);1 - rock cutting tool (chisel);

2 - роторно-управляемая система;2 - rotary controlled system;

3 - телеметрическая система;3 - telemetry system;

4 - ЛБТ или ЛБТ+СБТ;4 - LBT or LBT + SBT;

5 - СБТ;5 - SBT;

6 - УБТ.6 - UBT.

Компоновку бурильной колонны для строительства горизонтальных участков большой протяженности применяют следующим образом.The layout of the drill string for the construction of horizontal sections of long length is used as follows.

При подаче промывочной жидкости, под воздействием давлений в роторно-управляемой системе 2 происходит либо отталкивание от стенки скважины компоновки или большей ее части, относительно оси, вызывая давление на боковую поверхность долота 1 в определенном заданном направлении (система - «Push the bit»), либо позиционирование долота 1, которое достигается смещением приводного вала относительно компоновки или изменением его кривизны, что вызывает изменение угла (система «Point the bit»). При этом данные изменения параметров, действующих на компоновку низа бурильной колонны, фиксируются приборами на поверхности. После чего производится подача комбинированной бурильной колонны, состоящей в нижней части - ЛБТ (либо в сочетании с СБТ), в верхней части - СБТ+УБТ, и цикл нагружения повторяется. ЛБТ используют для облегчения компоновки бурильной колонны в нижней ее части, за счет снижения коэффициента трения о стенки скважины. В верхней части применяются СБТ+УБТ для создания соответствующей нагрузки на долото, которые способствуют росту проходки и механической скорости, зависящие от крепости и других характеристик горных пород, и при соблюдении условии увеличения скорости циркуляции промывочной жидкости, необходимой и достаточной для полной очистки забоя от выбуренной породы. Замена винтового забойного двигателя на роторно-управляемую систему позволяет поддерживать точный контроль параметров бурения в процессе и добиться сглаженной траектории скважины.When a flushing fluid is supplied, under pressure in a rotary-controlled system 2, either the assembly or a large part of it is repelled from the well wall relative to the axis, causing pressure on the side surface of the bit 1 in a certain predetermined direction (the system is “Push the bit”), or positioning of bit 1, which is achieved by shifting the drive shaft relative to the layout or by changing its curvature, which causes a change in the angle (Point the bit system). In this case, data on changes in the parameters acting on the layout of the bottom of the drill string are recorded by devices on the surface. After that, the combined drill string is fed, consisting in the lower part - LBT (or in combination with SBT), in the upper part - SBT + UBT, and the loading cycle is repeated. LBT is used to facilitate the assembly of the drill string in its lower part, by reducing the coefficient of friction against the borehole wall. In the upper part, SBT + UBT are used to create the corresponding load on the bit, which contribute to the increase in penetration and mechanical speed, depending on the strength and other rock characteristics, and subject to the condition that the circulation rate of the washing fluid increase is necessary and sufficient to completely clean the face from the drill bit breed. Replacing a downhole screw motor with a rotary-driven system allows you to maintain precise control of drilling parameters in the process and achieve a smooth well path.

Предложенная компоновка может эффективно использоваться при бурении сложнопрофильных скважин с большой протяженностью горизонтального участка, так как использование легких бурильных труб значительно облегчает вес всей компоновки бурильной колонны, а значит, мы можем увеличивать проходку, и роторно-управляемая система, избегая «скользящий» режим бурения, сводит к минимуму риски прихватов колонны.The proposed arrangement can be effectively used when drilling complex wells with a long horizontal section, since the use of light drill pipes significantly lightens the weight of the entire drill string assembly, which means we can increase penetration and the rotary-controlled system, avoiding the "sliding" drilling mode, minimizes the risk of column sticking.

Claims (1)

Компоновка бурильной колонны для строительства горизонтальных участков большой протяженности, состоящая из долота, бурильной колонны, отличающаяся тем, что в нижней части ствола скважины установлена роторно-управляемая система, в части компоновки, где зенитный угол больше 60°, установлены легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ) либо легкосплавные бурильные трубы (ЛБТ) со стальными бурильными трубами (СБТ), а в верхней части ствола скважины, где зенитный угол меньше 60°, установлены стальные бурильные трубы (СБТ) с утяжеленными бурильными трубами (УБТ).An assembly of a drill string for the construction of horizontal sections of long length, consisting of a bit, a drill string, characterized in that a rotary-controlled system is installed in the lower part of the wellbore, in the part of the arrangement where the zenith angle is greater than 60 °, light-alloy drill pipes (LBT) are installed or light-alloy drill pipes (LBT) with steel drill pipes (SBT), and in the upper part of the wellbore, where the zenith angle is less than 60 °, steel drill pipes (SBT) with weighted drill pipes are installed mi (UBT).
RU2018120639A 2018-06-04 2018-06-04 Drilling string arrangement for construction of horizontal sections of large length RU2698759C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120639A RU2698759C1 (en) 2018-06-04 2018-06-04 Drilling string arrangement for construction of horizontal sections of large length

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018120639A RU2698759C1 (en) 2018-06-04 2018-06-04 Drilling string arrangement for construction of horizontal sections of large length

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2698759C1 true RU2698759C1 (en) 2019-08-29

Family

ID=67851433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018120639A RU2698759C1 (en) 2018-06-04 2018-06-04 Drilling string arrangement for construction of horizontal sections of large length

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2698759C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2078195C1 (en) * 1993-09-03 1997-04-27 Конструкторское бюро производственного объединения "Саратовнефтегаз" Device for drilling directional and horizontal wells
RU2147669C1 (en) * 1998-08-10 2000-04-20 Уфимский государственный нефтяной технический университет Method of downhole drill string assembly
RU2149973C1 (en) * 1998-03-30 2000-05-27 Шадрин Лев Николаевич Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas
RU2280748C1 (en) * 2004-12-23 2006-07-27 ОАО НПО "Буровая техника" Bottomhole drilling string assembly for inclined and horizontal well drilling with the use of downhole screw motor
EA017791B1 (en) * 2007-08-15 2013-03-29 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. System and method for directionally drilling a borehole with a rotary drilling system
WO2014099789A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 Schlumberger Canada Limited Progressive cavity based control system
WO2016057445A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 Tercel Oilfield Products Usa Llc Steering assembly for directional drilling of a wellbore

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2078195C1 (en) * 1993-09-03 1997-04-27 Конструкторское бюро производственного объединения "Саратовнефтегаз" Device for drilling directional and horizontal wells
RU2149973C1 (en) * 1998-03-30 2000-05-27 Шадрин Лев Николаевич Method of drilling the directional and horizontal prospecting or producing well from oil and gas
RU2147669C1 (en) * 1998-08-10 2000-04-20 Уфимский государственный нефтяной технический университет Method of downhole drill string assembly
RU2280748C1 (en) * 2004-12-23 2006-07-27 ОАО НПО "Буровая техника" Bottomhole drilling string assembly for inclined and horizontal well drilling with the use of downhole screw motor
EA017791B1 (en) * 2007-08-15 2013-03-29 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. System and method for directionally drilling a borehole with a rotary drilling system
WO2014099789A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 Schlumberger Canada Limited Progressive cavity based control system
WO2016057445A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 Tercel Oilfield Products Usa Llc Steering assembly for directional drilling of a wellbore

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЭДВИН ФЕЛЦАК и др. Гибридная роторная управляемая система бурения - сочетание лучшего. Нефтегазовое обозрение, зима 2011-2012, том 23, 4, Найдено в Интернет: https://web.archive.org/web/20140917053238/https://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield_review/russia11/win11/04_hydrid.pdf. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240035348A1 (en) Friction reduction assembly
CN106437513B (en) A kind of complex structural well antifriction resistance and power drilling tool tool-face method of adjustment
US7934563B2 (en) Inverted drainholes and the method for producing from inverted drainholes
CN1930361B (en) A method and operation device for establishing a drilling of an underground well, and arranging dilatable shell or sand sieve and well completion pipe in the drilling
US3878903A (en) Apparatus and process for drilling underground arcuate paths
US20110247816A1 (en) Method and Apparatus for Increasing Well Productivity
US20160230523A9 (en) Mechanized slot drilling
MXPA05002268A (en) Well system.
US3840079A (en) Horizontal drill rig for deep drilling to remote areas and method
RU2691184C2 (en) Mechanical force generator
CN109236185A (en) A kind of radially horizontal well drilling rig and its boring method
Aleksandrovich Bottomhole formation zone completion through ultra deep multibranch channels: experimental research of a new technology
US20020157871A1 (en) Apparatus and method of oscillating a drill string
RU2698759C1 (en) Drilling string arrangement for construction of horizontal sections of large length
RU2581589C1 (en) Method for development of multi-hole branched horizontal well
US20020062993A1 (en) Method apparatus for horizontal drilling and oil recovery
US8925652B2 (en) Lateral well drilling apparatus and method
RU2686769C1 (en) Adjustable flow-through section stator, controlled by a drive, for separation of flow in downhole tools
US20140367172A1 (en) Drill string with aluminum drill pipes, bent housing, and motor
Goswami et al. Artificial lift to boost oil production
KR101194389B1 (en) Fluid drive type drill beat assembly and drilling machine
US20060137912A1 (en) Method and apparatus for horizontal drilling and oil recovery
Shinmoto et al. Development of a continuous directional coring system for deep-sea drilling
RU2694669C1 (en) Device for deep-sea drilling and method of deep-sea drilling
Bell Jr et al. Application of innovative extended reach and horizontal drilling technology in oilfield development