RU2791767C1 - Casing string drilling device - Google Patents

Casing string drilling device Download PDF

Info

Publication number
RU2791767C1
RU2791767C1 RU2022120525A RU2022120525A RU2791767C1 RU 2791767 C1 RU2791767 C1 RU 2791767C1 RU 2022120525 A RU2022120525 A RU 2022120525A RU 2022120525 A RU2022120525 A RU 2022120525A RU 2791767 C1 RU2791767 C1 RU 2791767C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
casing
power drive
torque
casing string
Prior art date
Application number
RU2022120525A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альберт Салаватович Ягафаров
Анатолий Вениаминович Киршин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Application granted granted Critical
Publication of RU2791767C1 publication Critical patent/RU2791767C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining industry.
SUBSTANCE: used in drilling operations, in particular for drilling wells on a casing string. Device for drilling on a casing string includes a hollow cylindrical body with a top sub having an internal thread for connection with the top power drive of the drilling rig, a sealing collar. The body is equipped with longitudinal grooves on the outside, in which rams with cutters, spring-loaded in the working position, are installed with the possibility of limited rotation on the axes and wedging in the inner wall of the casing to transmit torque when the upper power drive rotates to the right. At least two sealing collars are installed in the grooves of the top sub, which is equipped with an annular ledge in the upper part with a groove from below under the upper end of the guide funnel, placed inside the casing pipe coupling.
EFFECT: transmission of the torque both during rotation by the top power drive, and keeping the torque when drilling with a bottom-hole motor, the device is easy to manufacture and allows to effectively walk and unscrew stuck assemblies.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выполнении буровых работ, в частности для бурения скважин на обсадной колонне.The invention relates to the mining industry and can be used in drilling operations, in particular for drilling wells on a casing string.

Известен овершот (патент RU № 149992, МПК Е21В 31/18, опубл. 27.01.2015 г., Бюл. № 3), содержащий полый корпус, соединенный с переводником для присоединения по резьбе с колонной труб, внутри корпуса с возможностью осевого перемещения установлена сквозная цанга, выполненная в виде пружинящей разрезной втулки с наружным конусом, взаимодействующим с внутренним конусом, выполненным со стороны нижнего торца корпуса, на рабочей поверхности цанги выполнены зубья, контактирующие с наружной поверхностью тела ловимой трубы, с нижнего торца корпуса выполнен дополнительный конус, для захода трубы. Осевое перемещение цанги ограничено стопорным кольцом, установленным на внешней поверхности цанги и входящем в широкую кольцевую проточку, выполненную в корпусе, а верхний торец стопорного кольца и упорная поверхность широкой кольцевой проточки выполнены конусными, причем выше установки цанги выполнена узкая кольцевая проточка для фиксации цанги при освобождении от трубы.An overshot is known (patent RU No. 149992, IPC E21V 31/18, publ. 27.01.2015, Bull. No. 3), containing a hollow body connected to a sub for threaded connection with a pipe string, inside the body with the possibility of axial movement is installed through collet, made in the form of a springy split sleeve with an outer cone interacting with an inner cone, made from the side of the lower end of the body, on the working surface of the collet there are teeth in contact with the outer surface of the body of the catch pipe, an additional cone is made from the lower end of the body, for entry pipes. The axial movement of the collet is limited by a retaining ring mounted on the outer surface of the collet and included in a wide annular groove made in the body, and the upper end of the retaining ring and the stop surface of the wide annular groove are made conical, and above the installation of the collet, a narrow annular groove is made to fix the collet when released from the pipe.

Недостатки устройства:Device disadvantages:

- невозможность удерживать крутящий момент, возникающий как при бурении верхним силовым приводом, так и при применении забойного двигателя;- the impossibility to keep the torque that occurs both when drilling with a top power drive, and when using a downhole motor;

- уплотнение по торцу трубы будет разрушаться при осевой нагрузке сверху вниз при бурении на обсадных трубах;- the seal at the end of the pipe will be destroyed under axial load from top to bottom when drilling on casing pipes;

- цанговый захват повреждает наружную часть тонкостенной обсадной трубы, что в свою очередь локально снижает прочностные характеристики самой трубы;- collet grip damages the outer part of the thin-walled casing pipe, which in turn locally reduces the strength characteristics of the pipe itself;

- отсутствие возможности захвата обсадной трубы непосредственно за муфтовую часть.- the lack of the possibility of capturing the casing directly by the coupling part.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является герметизирующее устройство для бурения на обсадной колонне (патент RU № 2773187, МПК Е21В 33/02, Е21В 23/02, Е21В 31/18, опубл. 31.05.2022 г., Бюл. № 16), включающее полый цилиндрический корпус со сквозным верхним переводником, имеющим внутреннюю резьбу для соединения с верхним силовым приводом буровой установки. Корпус снаружи оснащен как минимум тремя симметрично расположенными на поверхности корпуса проушинами, на оси которых установлены подпружиненные пружинами поджимные лапы, внутри корпуса в нижней части выполнен радиальный уступ с конусным исполнением в нижней части и прямой площадкой сверху, нижняя часть верхнего переводника с внутренней стороны выполнена в виде прямого уступа, на который установлена упорная шайба, а с внешней стороны нижней части верхнего переводника по всему диаметру выполнен радиальный выступ, при этом между верхним переводником и корпусом устройства установлена резиновая манжета, выполненная с характерной впадиной сверху, совпадающей с радиальным выступом, выполненным на верхнем переводнике.The closest in technical essence to the proposed invention is a sealing device for drilling on a casing string (patent RU No. 2773187, IPC E21V 33/02, E21V 23/02, E21V 31/18, publ. 31.05.2022, bull. No. 16 ), including a hollow cylindrical body with a through top sub having an internal thread for connection with the top power drive of the drilling rig. The body outside is equipped with at least three lugs symmetrically located on the surface of the body, on the axis of which spring-loaded clamping feet are installed, inside the body in the lower part there is a radial ledge with a conical design in the lower part and a straight platform on top, the lower part of the upper sub is made in in the form of a straight ledge, on which a thrust washer is installed, and on the outer side of the lower part of the top sub, a radial protrusion is made along the entire diameter, while a rubber cuff is installed between the top sub and the device body, made with a characteristic depression on top, coinciding with the radial protrusion made on top translator.

Недостатки устройства:Device disadvantages:

- невозможность удерживать крутящий момент, возникающий как при бурении верхним силовым приводом, так и при применении забойного двигателя;- the impossibility to keep the torque that occurs both when drilling with a top power drive, and when using a downhole motor;

- узел удержания веса колонны обсадных труб, состоящий из подпружиненных поджимных лап, установленных в проушинах на осях не предназначен для расхаживания, извлечения с проворотом прихваченных компоновок;- the assembly for holding the weight of the casing string, consisting of spring-loaded clamping legs installed in the lugs on the axles, is not intended for reciprocation, extraction with rotation of stuck assemblies;

- нестандартная, сложная конфигурация уплотнительной манжеты и, как следствие, высокие материальные затраты на ее изготовление;- non-standard, complex configuration of the sealing cuff and, as a result, high material costs for its manufacture;

- большие габариты устройства приведут к контакту проушин с штропами элеватора и, как следствие возможно их повреждение.- large dimensions of the device will lead to contact of the eyes with the elevator links and, as a result, they may be damaged.

Техническими задачами являются создание устройства, позволяющего передавать крутящий момент как при вращении верхним силовым приводом, так и удерживать крутящий момент при бурении забойным двигателем, простого в изготовлении за счет применения стандартных уплотнительных манжет, позволяющего расхаживать и выкручивать прихваченные компоновки за счет применения для спуска и подъема стандартного элеватора.The technical tasks are to create a device that allows you to transmit torque both during rotation by the top power drive, and to hold torque when drilling with a downhole motor, easy to manufacture through the use of standard sealing collars, which allows you to walk and unscrew stuck assemblies through the use for lowering and raising standard elevator.

Технические задачи решаются устройством для бурения на обсадной колонне, включающим полый цилиндрический корпус с верхним переводником, имеющим внутреннюю резьбу для соединения с верхним силовым приводом буровой установки, уплотнительную манжету.Technical problems are solved by a device for drilling on a casing string, including a hollow cylindrical body with a top sub having an internal thread for connection with the top power drive of the drilling rig, a sealing cuff.

Новым является то, что корпус снаружи оснащен продольными пазами в которые установлены подпружиненные в рабочем положении плашки с зубками с возможностью ограниченного поворота на осях и заклинивания во внутренней стенке обсадной трубы для передачи крутящего момента при вращении верхнего силового привода вправо, при этом уплотнительные манжеты в количестве не менее двух установлены в проточках верхнего переводника, который в верхней части снабжен кольцевым выступом с проточкой снизу под верхний торец направляющей воронки, размещаемой внутри муфты обсадной трубы.What is new is that the housing is equipped on the outside with longitudinal grooves in which dies with teeth, spring-loaded in the working position, are installed with the possibility of limited rotation on the axes and wedging in the inner wall of the casing to transmit torque when the upper power drive rotates to the right, while the sealing collars in the amount at least two are installed in the grooves of the upper sub, which in the upper part is provided with an annular protrusion with a groove from below under the upper end of the funnel placed inside the casing pipe coupling.

На фиг.1 показан общий вид устройства для бурения на обсадной колонне в рабочем положении.Figure 1 shows a General view of the device for drilling on the casing string in the working position.

На фиг. 2 показано сечение А-А.In FIG. 2 shows section A-A.

Устройство для бурения на обсадной колонне включает полый цилиндрический корпус 1 (фиг. 1) с верхним переводником 2, имеющим внутреннюю резьбу 3 для соединения с верхним силовым приводом буровой установки 4, уплотнительные манжеты 5. Корпус 1 устройства снаружи оснащен продольными пазами 6 (фиг. 1 и 2), в которые установлены подпружиненные пружинами 7 (фиг. 2) в рабочем положении плашки 8 (фиг. 2), с фрезерованными зубками 9 (фиг. 1 и 2), имеющими возможность ограниченного поворота на осях 10 (фиг. 2), и заклинивания во внутренней стенке обсадной трубы 11 для передачи крутящего момента при вращении верхнего силового привода 4 (фиг. 1), вправо. Уплотнительные манжеты 5 в количестве не менее двух установлены в проточках 12 верхнего переводника 2. Верхний переводник 2 в верхней части снабжен кольцевым выступом 13 с проточкой 14 снизу под верхний торец 15 направляющей воронки 16 размещаемой внутри муфты 17 обсадной трубы 11.The casing drilling device includes a hollow cylindrical body 1 (Fig. 1) with an upper sub 2 having an internal thread 3 for connection with the upper power drive of the drilling rig 4, sealing cuffs 5. The body 1 of the device is equipped with longitudinal grooves 6 on the outside (Fig. 1 and 2), in which spring-loaded springs 7 (Fig. 2) are installed in the working position of the die 8 (Fig. 2), with milled teeth 9 (Fig. 1 and 2), having the possibility of limited rotation on the axes 10 (Fig. 2 ), and jamming in the inner wall of the casing 11 for transmitting torque during rotation of the upper power drive 4 (Fig. 1), to the right. At least two sealing collars 5 are installed in the grooves 12 of the upper sub 2. The upper sub 2 in the upper part is provided with an annular protrusion 13 with a groove 14 from below under the upper end 15 of the guide funnel 16 placed inside the sleeve 17 of the casing pipe 11.

Устройство работает в следующем порядке.The device works in the following order.

В собранном виде устройство посредством внутренней резьбы 3 (фиг. 1), верхнего переводника 2 навинчивается на ниппельный конец верхнего силового привода буровой установки 4. С помощью элеватора 18 закрепленного на штропах 19 верхнего силового привода 4 буровой установки с мостков (на фиг. 1, 2 не показано) захватывается за муфту очередная обсадная труба 11, в ее муфту устанавливается воронка 16 и поднимается на высоту трубы над столом ротора, далее производится свинчивание поднятой обсадной трубы 11 с колонной труб, уже спущенных в скважину по традиционной технологии (на фиг. не показаны). После наворота обсадной трубы на колонну верхний силовой привод 4 буровой установки, не высвобождая трубу от элеватора 18 плавно подается вниз до упора кольцевого выступа 13 в торец муфты 17. При этом верхний переводник 2 с уплотнительными манжетами 5 благодаря воронке 16 беспрепятственно заходят во внутреннюю часть обсадной трубы 11, не задираясь на резьбе муфты 20, не повреждая резьбу муфты 20 и герметично перекрывают пространство ниже устройства, а плашки 8, подпружиненные пружинами 7 (фиг. 2), прижимаются к стенкам обсадной трубы 11. Далее запускается буровой насос, буровой раствор прокачивается через полый цилиндрический корпус 1 (фиг. 2), создается нагрузка на торец обсадной трубы 11 через кольцевой выступ 13 и начинается процесс бурения. Бурение можно производить компоновкой - долото, расширитель, забойный двигатель, с последующим отсоединением компоновки по окончании бурения и извлечением ее через обсадную колонну с помощью известного разъединительного устройства. В этом случае устройство для бурения на обсадной колонне герметизирует внутреннее пространство обсадной трубы 11 при прокачке бурового раствора уплотнительными манжетами 5, установленными в проточках 12 верхнего переводника 2, а плашки 8, врезаясь в тело трубы фрезерованными зубками 9 (фиг. 1 и 2), предотвращают проворот обсадной трубы от реактивного момента, создаваемого забойным двигателем при бурении. По окончании бурения на длину одной трубы, при вращении верхнего силового привода 4 (фиг. 1), влево, плашки 8 установленные на осях 10 (фиг. 2), в продольных пазах 6 корпуса 1, сжимают пружины 7 и происходит освобождение устройства от обсадной колонны.In the assembled form, the device is screwed onto the nipple end of the upper power drive of the drilling rig 4 by means of an internal thread 3 (Fig. 1), the upper sub 2. 2 is not shown), the next casing pipe 11 is captured by the sleeve, a funnel 16 is installed in its sleeve and rises to the height of the pipe above the rotor table, then the raised casing pipe 11 is screwed with a string of pipes already lowered into the well using traditional technology (Fig. not shown). After turning the casing on the string, the upper power drive 4 of the drilling rig, without releasing the pipe from the elevator 18, is smoothly fed down until the stop of the annular protrusion 13 into the end of the coupling 17. pipes 11, without riding up on the thread of the coupling 20, without damaging the thread of the coupling 20 and hermetically cover the space below the device, and the rams 8, spring-loaded by springs 7 (Fig. 2), are pressed against the walls of the casing pipe 11. Next, the drilling pump is started, the drilling fluid is pumped through the hollow cylindrical body 1 (Fig. 2), a load is created on the end of the casing pipe 11 through the annular protrusion 13 and the drilling process begins. Drilling can be carried out by the assembly - bit, reamer, downhole motor, with subsequent disconnection of the assembly at the end of drilling and its extraction through the casing using a known disconnect device. In this case, the device for drilling on the casing string seals the interior of the casing pipe 11 while pumping the drilling fluid with sealing collars 5 installed in the grooves 12 of the upper sub 2, and the dies 8, cutting into the body of the pipe with milled teeth 9 (Fig. 1 and 2), prevent rotation of the casing from the reactive moment created by the downhole motor during drilling. Upon completion of drilling for the length of one pipe, with the rotation of the upper power drive 4 (Fig. 1), to the left, the dies 8 installed on the axes 10 (Fig. 2), in the longitudinal grooves 6 of the body 1, compress the springs 7 and the device is released from the casing columns.

Также бурить на обсадной колонне можно передавая крутящий момент на обсадную трубу непосредственно с помощью устройства через верхний силовой привод 4 (фиг. 1). В этом случае устройство для бурения на обсадной колонне также герметизирует внутреннее пространство обсадной трубы 11 при прокачке бурового раствора уплотнительными манжетами 5, а плашки 8 передают крутящий момент от верхнего силового привода 4 на обсадную колонну. После того как пробурили скважину на длину одной трубы, колонна устанавливается на клинья в ротор буровой установки. Устройство для бурения на обсадной колонне извлекается из обсадной трубы 11, с мостков буровой установки берется следующая труба и операция повторяется заново.It is also possible to drill on the casing string by transmitting torque to the casing pipe directly using the device through the upper power drive 4 (Fig. 1). In this case, the casing drilling device also seals the interior of the casing pipe 11 while pumping the drilling fluid with sealing collars 5, and the slips 8 transmit torque from the upper power drive 4 to the casing string. After a well has been drilled for the length of one pipe, the column is installed on wedges in the rotor of the drilling rig. The device for drilling on the casing string is removed from the casing pipe 11, the next pipe is taken from the bridges of the drilling rig and the operation is repeated anew.

Предлагаемое устройство позволяет передавать крутящий момент как при вращении верхним силовым приводом, так и удерживать крутящий момент при бурении забойным двигателем, простое в изготовлении за счет применения стандартных уплотнительных манжет, позволяющее расхаживать и выкручивать прихваченные компоновки за счет применения для спуска и подъема стандартный элеватор.The proposed device allows you to transmit torque both during rotation by the top power drive, and to keep the torque when drilling with a downhole motor, easy to manufacture through the use of standard sealing collars, which allows you to walk and unscrew stuck assemblies through the use of a standard elevator for lowering and lifting.

Claims (1)

Устройство для бурения на обсадной колонне, включающее полый цилиндрический корпус с верхним переводником, имеющим внутреннюю резьбу для соединения с верхним силовым приводом буровой установки, уплотнительную манжету, отличающееся тем, что корпус снаружи оснащен продольными пазами, в которые установлены подпружиненные в рабочем положении плашки с зубками с возможностью ограниченного поворота на осях и заклинивания во внутренней стенке обсадной трубы для передачи крутящего момента при вращении верхнего силового привода вправо, при этом уплотнительные манжеты в количестве не менее двух установлены в проточках верхнего переводника, который в верхней части снабжен кольцевым выступом с проточкой снизу под верхний торец направляющей воронки, размещаемой внутри муфты обсадной трубы.Device for casing drilling, including a hollow cylindrical body with a top sub having an internal thread for connection with the top power drive of the drilling rig, a sealing collar, characterized in that the body is equipped on the outside with longitudinal grooves, in which rams with teeth, spring-loaded in the working position, are installed with the possibility of limited rotation on the axes and wedging in the inner wall of the casing to transmit torque when the top power drive rotates to the right, while at least two sealing collars are installed in the grooves of the top sub, which in the upper part is equipped with an annular protrusion with a groove from below under the upper end of the guide funnel, located inside the casing sleeve.
RU2022120525A 2022-07-27 Casing string drilling device RU2791767C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791767C1 true RU2791767C1 (en) 2023-03-13

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2343271C2 (en) * 2007-01-26 2009-01-10 Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "ЛУКОЙЛ" Facility for trip in or out of removed insert tool
US20120031628A1 (en) * 2006-04-27 2012-02-09 Michael Jahn Torque sub for use with top drive
RU149992U1 (en) * 2014-08-13 2015-01-27 Дмитрий Игоревич Сафонов OVERSTONE
US20150107385A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 DrawWorks LP Top Drive Operated Casing Running Tool
RU2560460C2 (en) * 2010-12-30 2015-08-20 Канриг Дриллинг Текнолоджи Лтд. Device and methods of control over tubular elements
RU2770011C1 (en) * 2021-11-12 2022-04-14 Иван Валериевич Лесь Device for running casing strings and method for its operation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120031628A1 (en) * 2006-04-27 2012-02-09 Michael Jahn Torque sub for use with top drive
RU2343271C2 (en) * 2007-01-26 2009-01-10 Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "ЛУКОЙЛ" Facility for trip in or out of removed insert tool
RU2560460C2 (en) * 2010-12-30 2015-08-20 Канриг Дриллинг Текнолоджи Лтд. Device and methods of control over tubular elements
US20150107385A1 (en) * 2013-10-17 2015-04-23 DrawWorks LP Top Drive Operated Casing Running Tool
RU149992U1 (en) * 2014-08-13 2015-01-27 Дмитрий Игоревич Сафонов OVERSTONE
RU2770011C1 (en) * 2021-11-12 2022-04-14 Иван Валериевич Лесь Device for running casing strings and method for its operation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6431626B1 (en) Tubular running tool
CN201650256U (en) Ball seat type cracking slide sleeve
RU162846U1 (en) DEVICE FOR DRILLING A SEALED BOTTLE IN A WELL
RU2791767C1 (en) Casing string drilling device
CN208184675U (en) A kind of combined type multistage dewatering well drilling rod
CN110080688B (en) Small well completion pipe string and construction method
CN216642044U (en) Pipe column cutting tool
CN115538965A (en) Press-in type rope coring device
CN209875074U (en) Pipe column unstability balancing unit
RU2762039C2 (en) Extraction system
CA3186495A1 (en) Wellbore staged operation method and rubber plug for said method
RU2786962C1 (en) Device for running with rotation, reaming and drilling on the casing
RU2773187C1 (en) Sealing device for casing drilling
CN211737065U (en) Pocket centralizing anti-eccentric wear device
RU2182217C1 (en) Releasing mechanical spear
RU2621814C2 (en) Core barrel
RU201342U1 (en) Casing Drill Connector
CN218862580U (en) Plugging device for branch well
CN111255376B (en) Extension casing running device of coal bed gas horizontal well
RU2751298C1 (en) Casing string drilling device
CN217380468U (en) Hydraulic unlocking releasing device for open hole whipstock sidetracking
CN113803019B (en) Well completion method and string for horizontal well
CN218439318U (en) Sliding sleeve device used in well
CN217327253U (en) Release-free oil drainage tubing anchor
RU2810375C1 (en) Casing drilling device with retrievable drilling assembly