RU2753428C1 - Device for simultaneous drilling and fixing of areas of heaving and collapses during drilling of a well - Google Patents
Device for simultaneous drilling and fixing of areas of heaving and collapses during drilling of a well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753428C1 RU2753428C1 RU2021103324A RU2021103324A RU2753428C1 RU 2753428 C1 RU2753428 C1 RU 2753428C1 RU 2021103324 A RU2021103324 A RU 2021103324A RU 2021103324 A RU2021103324 A RU 2021103324A RU 2753428 C1 RU2753428 C1 RU 2753428C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- casing
- drilling
- diameter
- casing string
- narrowing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к бурению нефтяных и газовых скважин с одновременной изоляцией зон осыпаний и обвалов при бурении колонной обсадных труб.The invention relates to the oil and gas industry, namely to drilling oil and gas wells with the simultaneous isolation of zones of crumbling and collapse when drilling a casing string.
Известен способ одновременного вскрытия и крепления неустойчивых пород при бурении скважин (патент RU № 2437997, МПК Е21В 7/20, опубл. 27.12.2011 г., Бюл. № 36), включающий бурение ствола скважины долотом, соединенным с колонной обсадных труб, которые устанавливают в скважине с последующим извлечением долота. Участок скважины с неустойчивыми и разрушенными горными породами из основного ствола бурят при определенном давлении расходуемой жидкости раздвижным долотом, соединенным с колонной обсадных труб в виде многолучевой расширяемой трубы, длиной превосходящей длину данного участка, спускаемой на колонне бурильных труб. Внутренний диаметр данного участка выполняют больше диаметра основного ствола как минимум на толщину стенок обсадной колонны, после бурения участка в обсадной колонне создают избыточное давление, превосходящее определенное давление и достаточное для полного выправления гофр обсадной колонны с фиксацией ее относительно стенок скважины и с последующим отсоединением и извлечением колонны бурильных труб на поверхность. Спускают калибрующий инструмент для окончательного выправления обсадной колонны до диаметра, равного диаметру основного ствола скважины. Калибрующий инструмент оборудуют ловильным устройством на нижнем конце для захвата, отсоединения и извлечения долота при взаимодействии с ним.There is a method of simultaneous opening and fixing of unstable rocks while drilling wells (patent RU No. 2437997, IPC
Недостатками устройства для одновременного вскрытия и крепления неустойчивых пород при бурении скважин являются:The disadvantages of the device for the simultaneous opening and fixing of unstable rocks when drilling wells are:
- высокая вероятность возникновения аварийной ситуации из-за резкого повышения давления выше критического, что приведет к преждевременному расширению профильных труб и заклиниванию устройства;- a high probability of an emergency due to a sharp increase in pressure above the critical one, which will lead to premature expansion of the shaped pipes and jamming of the device;
- высокая вероятность шламования надпоршневой полости раздвижного долота, из-за этого невозможность возврата его в транспортное положение после отключения насоса, как следствие создание аварийной ситуации из-за невозможности извлечения раздвижного долота и вместе с ним всей компоновки; - high likelihood of slurrying of the sliding bit above the piston cavity, because of this, it is impossible to return it to the transport position after the pump is turned off, as a consequence of the creation of an emergency situation due to the impossibility of extracting the sliding bit and, with it, the entire assembly;
- при одновременном бурении и расширении из-за пульсаций расхода промывочной жидкости насоса не гарантировано раздвижение долота в рабочее положение и, как следствие, невозможность расширения профильных труб в полной мере, как следствие, создание аварийной ситуации.- during simultaneous drilling and expansion due to pulsations in the flow rate of the pump flushing fluid, the extension of the bit to the working position is not guaranteed and, as a consequence, the impossibility of expanding the profile pipes in full, as a result, creating an emergency.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для бурения скважин в неустойчивых и разрушенных горных породах с одновременной обсадкой (патент № 2262578, МПК Е21В 7/20, опубл. 20.10.2005 г., Бюл. № 29), состоящее из бурильной и обсадной колонн, башмака с центратором, породоразрушающего элемента, направляющего элемента и отклонителя с подводящими каналами, причем направляющий элемент выполнен с эксцентричным поперечным пазом прямоугольной формы, нижняя часть которого на величину эксцентриситета, определяемого разностью Rскв. – Rп.и., где Rскв. и Rп.и. - радиусы скважины и породоразрушающего инструмента, соответственно, выполнена с конусностью, равной конусности хвостовика отклонителя, который размещен в эксцентричном поперечном пазу направляющего элемента с возможностью осевого и горизонтального смещений, при этом ось подводящего канала отклонителя для подачи очистного агента на забой скважины расположена под углом к его оси и оси скважины, причем хвостовик отклонителя имеет продольное отверстие некруглой формы, большая часть которого параллельна его оси и оси скважины и расположена на расстоянии от оси отклонителя, равном не менее 1,5 величинам эксцентриситета со смещением в сторону эксцентриситета, в котором размещена горизонтальная ось, жестко соединенная с направляющим элементом, причем в подводящие каналы направляющего элемента и отклонителя вмонтирована эластичная втулка с возможностью осевого перемещения в канале направляющего элемента. The closest in technical essence to the claimed is a device for drilling wells in unstable and destroyed rocks with simultaneous casing (patent No. 2262578, IPC E21B 7/20, publ. 20.10.2005, bull. No. 29), consisting of a drilling and casing, shoe with centralizer, rock-breaking element, guide element and diverter with supply channels, and the guide element is made with an eccentric transverse groove of rectangular shape, the lower part of which is by the amount of eccentricity determined by the difference Rbore. - Rp.i., where Rsq. and Rp and. - the radii of the borehole and the rock cutting tool, respectively, is made with a taper equal to the taper of the whipstock shank, which is located in the eccentric transverse groove of the guide element with the possibility of axial and horizontal displacements, while the axis of the whipstock supply channel for supplying the cleaning agent to the well bottom is located at an angle to its axis and the axis of the borehole, and the whipstock shank has a longitudinal hole of a non-circular shape, most of which is parallel to its axis and the axis of the borehole and is located at a distance from the whipstock axis equal to at least 1.5 values of the eccentricity with an offset towards the eccentricity, in which the horizontal an axle rigidly connected to the guide element, and an elastic sleeve is mounted in the supply channels of the guide element and diverter with the possibility of axial movement in the channel of the guide element.
Недостатками этого устройства являются:The disadvantages of this device are:
- невозможность осуществлять процесс бурения с промывкой скважины, так как для работы устройства необходима посадка обсадной колонны в скважину без зазора, необходимого для промывки скважины, как следствие, отсутствует вынос шлама, и охлаждение породоразрушающего элемента, что сильно сокращает ресурс устройства; - the inability to carry out the drilling process with flushing the well, since for the device to work, it is necessary to plant the casing in the well without a gap required for flushing the well, as a result, there is no removal of cuttings, and cooling of the rock-cutting element, which greatly reduces the resource of the device;
- сложность изготовления из-за большого количества сопрягаемых деталей, как следствие, зашламовывание центратора, направляющего элемента, отклонителя.- the complexity of manufacturing due to the large number of mating parts, as a result, slugging of the centralizer, guide element, diverter.
Технической задачей является создание устройства для одновременного бурения и крепления зон осыпаний и обвалов при бурении скважины надежного в работе, позволяющего исключить аварийные ситуации, связанные с изменением перепада давления, осуществлять бурение с оптимальным расходом промывочной жидкости и разбурить долото без подъема компоновки.The technical task is to create a device for simultaneous drilling and fastening of zones of creeping and rockfalls during well drilling, which is reliable in operation, which makes it possible to exclude emergency situations associated with a change in pressure drop, to drill with an optimal flow of drilling fluid and drill out the bit without lifting the assembly.
Техническая задача решается устройством для одновременного бурения и крепления зон осыпаний и обвалов при бурении скважины, включающим бурильную и обсадную колонны, породоразрушающий элемент. The technical problem is solved by a device for simultaneous drilling and fastening of zones of sloughs and landslides when drilling a well, including a drill and casing strings, a rock-breaking element.
Новым является то, что породоразрушающий элемент выполнен в виде разбуриваемого долота, завинченного к нижнему концу обсадной колонны на упорной конической резьбе и снабженного седлом под шар, а в верхней части обсадной колонны установлен герметично переводник со шпонками, вставленными в ответные пазы, выполненные на верхнем торце обсадной колонны, при этом переводник снабжен снизу долотом с отверстием для прохождения шара, а сверху проточкой, вставленной в сужение обсадной колонны, при этом угол конусности фаски проточки переводника выполнен обеспечивающим дополнительное расширение при выходе через сужение обсадной колонны, кроме того переводник сверху снабжен резьбой для соединения с бурильной колонной, а снаружи сужение обсадной колонны снабжено эластичным элементом с наружным диаметром, равным диаметру обсадной колонны, при этом диаметр обсадной колонны на 10-15% меньше диаметра разбуриваемого долота.The novelty is that the rock-breaking element is made in the form of a drillable bit screwed to the lower end of the casing string on a persistent tapered thread and equipped with a seat for a ball, and in the upper part of the casing there is a hermetically sealed sub with keys inserted into the counter grooves made on the upper end casing, while the sub is equipped from the bottom with a bit with a hole for the ball to pass, and from the top with a groove inserted into the narrowing of the casing string, while the taper angle of the sub bore bevel is made to provide additional expansion when exiting through the narrowing of the casing, in addition, the sub is provided with a thread from above for connection with the drill string, and on the outside the narrowing of the casing is provided with an elastic element with an outer diameter equal to the diameter of the casing, while the diameter of the casing is 10-15% less than the diameter of the drill bit.
На фиг. показано устройство для одновременного бурения и крепления зон осыпаний и обвалов при бурении скважины с осевым продольным разрезом. FIG. shows a device for simultaneous drilling and fastening of zones of crumbling and landslides when drilling a well with an axial longitudinal section.
Устройство для одновременного бурения и крепления зон осыпаний и обвалов при бурении скважины (на фиг. не показаны) включает бурильную 1 и обсадную колонны 2, породоразрушающий элемент 3. Породоразрушающий элемент 3 выполнен в виде разбуриваемого долота 4, завинченного к нижнему концу обсадной колонны 2 на упорной конической резьбе 5 и снабженного седлом 6 под шар 7. В верхней части в обсадной колонны 2 установлен герметично переводник 8 со шпонками 9, вставленными в ответные пазы 10, выполненные на верхнем торце 11 обсадной колонны 2. Переводник 8 снабжен снизу долотом 12 с отверстием 13 для прохождения шара 7, а сверху проточкой 14, вставленной в сужение 15 обсадной колонны 2. Угол конусности α фаски 16 проточки 14 переводника 8 выполнен таким, что при выходе через сужение 15 обсадной колонны 2 обеспечивается дополнительное расширение верхней части обсадной колонны 2. Переводник 8 сверху снабжен резьбой для соединения с бурильной колонной 1, а снаружи сужение 15 обсадной колонны 2 снабжено эластичным элементом 17 с наружным диаметром, равным диаметру обсадной колонны 2. Диаметр обсадной колонны 2 на 10-15% меньше диаметра разбуриваемого долота 4.The device for simultaneous drilling and fastening of zones of sloughing and collapse during well drilling (not shown in the figure) includes a
Устройство для одновременного бурения и крепления зон осыпаний и обвалов при бурении скважины работает следующим образом.The device for simultaneous drilling and fastening of zones of crumbling and rock falls during well drilling works as follows.
Бурение до кровли зоны осыпаний и обвалов ведут на колонне бурильных труб по классической технологии. Далее собирают на устье и спускают в скважину устройство в сборе на колонне бурильных труб 1. Бурение ведут с промывкой промывочной жидкостью. Переводник 8 со шпонками 9, вставленными в ответные пазы 10, выполненные на верхнем торце 11 обсадной колонны 2, передает вращение и необходимую осевую нагрузку через обсадную колонну 2 долоту 4. Благодаря тому, что долото 4 имеет диаметр на 10-15 % больше диаметра обсадной колонны 2 обеспечивается необходимый зазор для выноса шлама при промывке скважины. После вскрытия всей зоны осыпаний и обвалов бурение останавливают. С устья в бурильную колонну бросают шар 7, который с промывкой жидкостью проходит через бурильные трубы 1, переводник 8, долото 12, обсадные трубы 2 и перекрывает седло 6 долота 4. Далее создают перепад давления, при этом переводник 8 выходит через сужение 15 обсадной колонны 2, расширяя его. При этом, благодаря тому, что угол конусности α фаски 16 проточки 14 переводника 8 выполнен таким, что при выходе его через сужение 15 обсадной колонны 2 обеспечивается дополнительное расширение верхней части обсадной колонны 2, происходит прижатие эластичного элемента 18 к стенке скважины и таким образом устройство надежно фиксируется в скважине. После чего, переводник 8 с долотом 12 пропускают через обсадные трубы до посадки в долото 4. С промывкой, вращением и необходимой осевой нагрузкой разбуривают долото 4. Благодаря тому, что разбуриваемое долото 4 свинчено с обсадной колонной 2 конической упорной резьбой 5, то оно надежно зафиксировано в процессе его разбуривания. После чего, переводник 8 с долотом 12 извлекают. Далее бурят скважину до проектного забоя.Drilling to the top of the slump and collapse zone is carried out on a drill pipe string according to the classical technology. Then the assembly is assembled at the wellhead and the device is lowered into the well on the
Устройство для одновременного бурения и крепления зон осыпаний и обвалов при бурении скважины надежное в работе, позволяет исключить аварийные ситуации, связанные с изменением перепада давления, осуществлять бурение с оптимальным расходом промывочной жидкости и разбурить долото без подъема компоновки.The device for simultaneous drilling and fastening of sloughing and rockfall zones during well drilling is reliable in operation, eliminates emergency situations associated with a change in pressure drop, drilling with an optimal flow of drilling fluid and drilling out the bit without lifting the assembly.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103324A RU2753428C1 (en) | 2021-02-11 | 2021-02-11 | Device for simultaneous drilling and fixing of areas of heaving and collapses during drilling of a well |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103324A RU2753428C1 (en) | 2021-02-11 | 2021-02-11 | Device for simultaneous drilling and fixing of areas of heaving and collapses during drilling of a well |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2753428C1 true RU2753428C1 (en) | 2021-08-16 |
Family
ID=77349447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021103324A RU2753428C1 (en) | 2021-02-11 | 2021-02-11 | Device for simultaneous drilling and fixing of areas of heaving and collapses during drilling of a well |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2753428C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778120C1 (en) * | 2022-02-04 | 2022-08-15 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Expandable piping system for fixing trouble zones while drilling wells |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050199426A1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-15 | Smith Kenneth L. | Rotatable drill shoe |
RU2262578C1 (en) * | 2004-08-24 | 2005-10-20 | ЗАО "Московский опытный завод буровой техники" | Device for well drilling in incompetent and decayed rock along with well casing |
RU2338051C1 (en) * | 2007-04-16 | 2008-11-10 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Method of well-drilling with simultaneous case and facility for its implementation |
RU2437997C1 (en) * | 2010-07-02 | 2011-12-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Procedure for unstable rock simultaneous opening and casing at hole drilling |
RU2439276C1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Device for well drilling in complicated bed |
US20160201409A1 (en) * | 2013-09-30 | 2016-07-14 | Oy Atlas Copco Rotex Ab | Method for putting together of a drilling device and drilling device |
-
2021
- 2021-02-11 RU RU2021103324A patent/RU2753428C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050199426A1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-09-15 | Smith Kenneth L. | Rotatable drill shoe |
RU2262578C1 (en) * | 2004-08-24 | 2005-10-20 | ЗАО "Московский опытный завод буровой техники" | Device for well drilling in incompetent and decayed rock along with well casing |
RU2338051C1 (en) * | 2007-04-16 | 2008-11-10 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Method of well-drilling with simultaneous case and facility for its implementation |
RU2437997C1 (en) * | 2010-07-02 | 2011-12-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Procedure for unstable rock simultaneous opening and casing at hole drilling |
RU2439276C1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Device for well drilling in complicated bed |
US20160201409A1 (en) * | 2013-09-30 | 2016-07-14 | Oy Atlas Copco Rotex Ab | Method for putting together of a drilling device and drilling device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778120C1 (en) * | 2022-02-04 | 2022-08-15 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Expandable piping system for fixing trouble zones while drilling wells |
RU2790628C1 (en) * | 2022-06-28 | 2023-02-28 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Device for simultaneous drilling and fixing of sloughing zones and collapses when drilling a well |
RU2792480C1 (en) * | 2022-11-10 | 2023-03-22 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Casing string drilling device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6953096B2 (en) | Expandable bit with secondary release device | |
US6920944B2 (en) | Apparatus and method for drilling and reaming a borehole | |
EP1131532B1 (en) | Downhole tool with extendable members | |
US8307902B2 (en) | Downhole flow control tool and method | |
US4825963A (en) | High-pressure waterjet/abrasive particle-jet coring method and apparatus | |
US7287603B2 (en) | Combined casing expansion/casing while drilling method and apparatus | |
EP2909423A2 (en) | Expansion assembly, top anchor and method for expanding a tubular in a wellbore | |
MX2012008430A (en) | Wellbore obstruction-clearing tool and method of use. | |
US7131504B2 (en) | Pressure activated release member for an expandable drillbit | |
RU2753428C1 (en) | Device for simultaneous drilling and fixing of areas of heaving and collapses during drilling of a well | |
RU166522U1 (en) | DRILLING DRILL FOR DRILLING WITH SIMULTANEOUS CASE | |
RU2437997C1 (en) | Procedure for unstable rock simultaneous opening and casing at hole drilling | |
RU2738124C1 (en) | Expander for simultaneous drilling and expansion of well shaft | |
RU2710577C1 (en) | Method of installing a cement plug for driving unstable rocks when drilling a well | |
RU2778120C1 (en) | Expandable piping system for fixing trouble zones while drilling wells | |
RU2751906C1 (en) | Reamer for guided drilling and casing expansion | |
RU2792480C1 (en) | Casing string drilling device | |
RU2790628C1 (en) | Device for simultaneous drilling and fixing of sloughing zones and collapses when drilling a well | |
RU2777216C1 (en) | Device for simultaneous drilling and fastening of the zones of shedding and collapses when drilling a well | |
RU2657583C1 (en) | Drilling tool guiding device for selective entry into the branch hole | |
RU2779682C1 (en) | Casing reamer bit | |
RU2814679C1 (en) | Device for simultaneous drilling and fastening of caving and landslides zones during well drilling | |
RU2774875C1 (en) | Reamer for drilling and reaming on casing string | |
RU2796716C1 (en) | Well expander | |
RU2802985C1 (en) | Well reamer |