RU2810375C1 - Casing drilling device with retrievable drilling assembly - Google Patents

Casing drilling device with retrievable drilling assembly Download PDF

Info

Publication number
RU2810375C1
RU2810375C1 RU2023112962A RU2023112962A RU2810375C1 RU 2810375 C1 RU2810375 C1 RU 2810375C1 RU 2023112962 A RU2023112962 A RU 2023112962A RU 2023112962 A RU2023112962 A RU 2023112962A RU 2810375 C1 RU2810375 C1 RU 2810375C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
casing
blades
connecting device
retrievable
Prior art date
Application number
RU2023112962A
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 RU2810375C1 publication Critical patent/RU2810375C1/en

Links

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: drilling of oil and gas wells with simultaneous isolation of areas of shedding and collapse when drilling with a casing string. A device for drilling on a casing with a retrievable drilling assembly includes a casing string made of casing pipes connected to each other by couplings, with a connecting device at the end, and a retrievable drilling assembly containing a downhole motor and a bit and connected to the connecting device by an adapter. The connecting device body on the outer surface in the lower part is equipped with grooves with blades with PDC cutters mounted rigidly in the grooves in such a way that the end part of the blades is located below the end part of the connecting device body with the possibility of drilling a wellbore with a diameter sufficient for running the sleeve casing. The inner surface of the blades is made to match the internal lead-in chamfer of the connecting device body. The adapter of the connecting device is equipped with flushing holes, and the blades are made unified for connecting devices for drilling different standard sizes of casing strings.
EFFECT: proposed device for drilling on a casing string with a retrievable drilling assembly is easy to manufacture due to the unification of the blades for different standard sizes of casing strings, is reliable in operation, and eliminates the abandonment of rock-cutting tools at the bottom of the well.
1 cl, 2 dwg

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 simultaneous isolation of areas of shedding and collapse when drilling with a casing string.

Известно устройство для одновременного бурения и крепления зон осыпаний и обвалов при бурении скважины (патент RU № 2753428, МПК Е21В 7/20, опубл. 16.08.2021г., бюл. № 23), включающее бурильную и обсадную колонны, породоразрушающий элемент. Породоразрушающий элемент выполнен в виде разбуриваемого долота, завинченного к нижнему концу обсадной колонны на упорной конической резьбе и снабженного седлом под шар. В верхней части обсадной колонны установлен герметично переводник со шпонками, вставленными в ответные пазы, выполненные на верхнем торце обсадной колонны. 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. 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.A device is known for simultaneous drilling and securing zones of sloughs and collapses when drilling a well (patent RU No. 2753428, IPC E21B 7/20, published 08/16/2021, Bulletin No. 23), including a drilling and casing string, a rock-destroying element. The rock-cutting element is made in the form of a drillable bit, screwed to the lower end of the casing on a persistent conical thread and equipped with a seat for the ball. In the upper part of the casing there is a hermetically sealed sub with keys inserted into mating grooves made at the upper end of the casing. The sub is equipped at the bottom with a bit with a hole for passing the ball, and at the top with a groove inserted into the narrowing of the casing string, while the taper angle of the chamfer of the sub groove is designed to provide additional expansion when exiting through the narrowing of the casing string, in addition, the sub is equipped with a thread on top for connection with the drill string . On the outside, the narrowing of the casing is equipped 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 bit being drilled.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- высокая вероятность заклинивания переводника с долотом при выходе из верхнего конца обсадной колонны, так как в тоже время происходит сжатие эластичного элемента и, как следствие, значительно возрастает осевое усилие;- a high probability of jamming of the sub with the bit when exiting the upper end of the casing, since at the same time the elastic element is compressed and, as a result, the axial force increases significantly;

- большие временные и материальные затраты при разбуривании бурильной головки, так как при разбуривании происходит ее вращение, перемещение по забою;- large time and material costs when drilling the drill head, since during drilling it rotates and moves along the bottom;

- долото которым осуществляют разбуривание, как правило становится непригодным для дальнейшего бурения ствола скважины, что приводит к дополнительным СПО для его замены;- the bit used for drilling usually becomes unsuitable for further drilling of the wellbore, which leads to additional trips to replace it;

- высокие временные и материальные затраты из-за длительного времени сборки устройства, так как трубы собираются сваркой; - high time and material costs due to the long assembly time of the device, since the pipes are assembled by welding;

- низкая механическая скорость, так как применяется только роторное бурение, нет возможности применить забойный двигатель.- low mechanical speed, since only rotary drilling is used, it is not possible to use a downhole motor.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство для бурения на обсадной колонне (патент RU № 2792480, МПК Е21В 7/20, опубл. 22.03.2023 г., бюл. № 9), включающее обсадную колонну, разбуриваемое долото, переводник, установленный в верхней части обсадной колонны и снабженный сверху резьбой для соединения с бурильной трубой. Обсадная колонна выполнена из обсадных труб, соединенных между собой муфтами, а разбуриваемое долото свинчено с забойным двигателем и выполнено в виде разбуриваемой бурильной головки с многогранным отверстием со вставленным в многогранное отверстие бурильной головки неразбуриваемым переводником, зафиксированным с бурильной головкой срезным элементом, разрушаемым во время извлечения переводника при упоре бурильной головки в торец соединительного устройства. Верхний переводник выполнен диаметром, равным диаметру муфты обсадных труб, и оснащен центратором диаметром на 1,5-2 % меньше внутреннего диаметра обсадных труб, выполненным из полимерного материала.The closest in technical essence to the claimed one is a device for drilling on a casing string (patent RU No. 2792480, IPC E21B 7/20, published March 22, 2023, Bulletin No. 9), including a casing string, a drill bit, a sub installed at the top of the casing and threaded at the top for connection to the drill pipe. The casing string is made of casing pipes connected to each other by couplings, and the bit being drilled is screwed to a downhole motor and is made in the form of a drillable drilling head with a multifaceted hole with a non-drillable sub inserted into the multifaceted hole of the drilling head, fixed to the drilling head with a shear element that is destroyed during extraction sub when the drill head rests on the end of the connecting device. The upper sub is made with a diameter equal to the diameter of the casing coupling, and is equipped with a centralizer with a diameter 1.5-2% less than the internal diameter of the casing pipes, made of polymer material.

Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:

- большие временные и материальные затраты при разбуривании бурильной головки, так как для разбуривания необходимо собирать УБТ для веса компоновки, а при разбуривании происходит вращение бурильной головки, перемещение по забою;- large time and material costs when drilling the drill head, since for drilling it is necessary to assemble the drill collar for the weight of the assembly, and when drilling, the drill head rotates and moves along the bottom;

- долото которым осуществляют разбуривание, как правило становится непригодным для дальнейшего бурения ствола скважины, что приводит к дополнительным СПО для его замены;- the bit used for drilling usually becomes unsuitable for further drilling of the wellbore, which leads to additional trips to replace it;

- возможно падение бурильной головки из-за преждевременного разрушение срезного элемента при прихвате и затяжках, как следствие извлечение компоновки с подъёмом обсадных труб их заменой.- the drill head may fall due to premature destruction of the shear element during sticking and tightening, as a consequence of removing the assembly with lifting the casing pipes and replacing them.

Технической задачей является создание устройства для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой простого в изготовлении за счет унификации лопастей для разных типоразмеров обсадных колонн, надежного в работе, позволяющего исключить оставление породоразрушающего инструмента на забое скважины.The technical challenge is to create a device for drilling on a casing with a retrievable drilling assembly, easy to manufacture due to the unification of blades for different standard sizes of casing, reliable in operation, allowing to eliminate the abandonment of rock-cutting tools at the bottom of the well.

Техническая задача решается устройством для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой, включающим обсадную колонну из обсадных труб, соединенных между собой муфтами, с соединительным устройством на конце и извлекаемую бурильную компоновку, содержащую забойный двигатель и долото и соединенную с соединительным устройством переходником.The technical problem is solved by a device for drilling on a casing with a retrievable drilling assembly, including a casing string made of casing pipes connected to each other by couplings, with a connecting device at the end, and a retrievable drilling assembly containing a downhole motor and a bit and connected to the connecting device by an adapter.

Новым является то, что корпус соединительного устройства на наружной поверхности в нижней части снабжен пазами с установленными жестко в пазах лопастями с резцами PDC таким образом, что торцевая часть лопастей расположена ниже торцевой части корпуса соединительного устройства с возможностью бурения ствола скважины диаметром, достаточным для спуска муфтовой обсадной колонны, внутренняя поверхность лопастей выполнена под внутреннюю заходную фаску корпуса соединительного устройства, при этом переходник выполнен с промывочными отверстиями для охлаждения резцов PDC на лопастях и выноса шлама, а 4 лопасти выполнены унифицированными под соединительные устройства для бурения разными типоразмерами обсадных колонн. What is new is that the body of the connecting device on the outer surface in the lower part is equipped with grooves with blades with PDC cutters mounted rigidly in the grooves in such a way that the end part of the blades is located below the end part of the body of the connecting device with the possibility of drilling a wellbore with a diameter sufficient for lowering the coupling casing string, the inner surface of the blades is made to match the internal lead-in chamfer of the connecting device body, while the adapter is made with flushing holes for cooling the PDC cutters on the blades and removal of cuttings, and 4 blades are made unified for connecting devices for drilling different sizes of casing strings.

На фиг. 1 показано устройство с частичным осевым продольным разрезом.In fig. Figure 1 shows the device with a partial axial longitudinal section.

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

Устройство для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой, включающее обсадную колонну из обсадных труб 1 (фиг. 1), соединенных между собой муфтами (на фиг. 1, 2 не показаны), соединительное устройство 2 (фиг. 1), забойный двигатель 3 и долото 4. Корпус 5 соединительного устройства 2 на наружной поверхности в нижней части снабжен пазами 6 с установленными жестко (например, сваркой) в пазах лопастями 7 (фиг. 1 и фиг. 2) с резцами PDC таким образом, что торцевая часть 8 (фиг.1) лопастей 7 расположена ниже торцевой части корпуса 5 соединительного устройства 2 с возможностью бурения ствола скважины диаметром достаточным для спуска муфтовой обсадной колонны. Внутренняя поверхность 9 лопастей 7 выполнена под внутреннюю заходную фаску 10 корпуса 5 соединительного устройства 2. Переходник 11 соединительного устройства 2 снабжен промывочными отверстиями 12, а лопасти 7 выполнены унифицированными под соединительные устройства для бурения разными типоразмерами обсадных колонн.A device for drilling on a casing with a retrievable drilling assembly, including a casing string made of casing pipes 1 (Fig. 1) connected to each other by couplings (not shown in Fig. 1, 2), connecting device 2 (Fig. 1), downhole motor 3 and a bit 4. The housing 5 of the connecting device 2 on the outer surface in the lower part is equipped with grooves 6 with blades 7 (Fig. 1 and Fig. 2) rigidly installed (for example, by welding) in the grooves with PDC cutters so that the end part 8 (Fig.1) of the blades 7 is located below the end part of the housing 5 of the connecting device 2 with the possibility of drilling a wellbore with a diameter sufficient for running the sleeve casing. The inner surface 9 of the blades 7 is made to match the internal lead-in chamfer 10 of the housing 5 of the connecting device 2. The adapter 11 of the connecting device 2 is equipped with flushing holes 12, and the blades 7 are made unified for connecting devices for drilling different sizes of casing strings.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Устройство для бурения на обсадной колонне в составе с компоновкой, расположенной ниже – винтовой забойный двигатель 3 (фиг. 1) и долото 4, на колонне обсадных труб 1 спускают в ранее пробуренное направление до забоя. Затем приподнимают компоновку выше на один метр включают буровой насос и запускают винтовой забойный двигатель 3. Плавной подачей вниз достигают забоя и начинают одновременное бурение с расширением. Бурение основного ствола скважины осуществляется долотом 4 за счет передачи крутящего момента от винтового забойного двигателя 3. Для расширения скважины необходимо вращать обсадную колонну либо верхним силовым приводом, либо ротором. A device for drilling on a casing string, consisting of an arrangement located below - a screw downhole motor 3 (Fig. 1) and a bit 4, is lowered on a casing string 1 in the previously drilled direction to the bottom. Then the assembly is raised higher by one meter, the drilling pump is turned on and the downhole screw motor 3 is started. With a smooth downward feed, they reach the bottom and begin simultaneous drilling with expansion. Drilling of the main wellbore is carried out with a bit 4 due to the transmission of torque from a screw downhole motor 3. To expand the well, it is necessary to rotate the casing either by an upper power drive or by a rotor.

Лопасти 7 с резцами PDC установленные в пазах 6 корпуса 5 соединительного устройства 2 выполняют функцию расширителя. Так как диаметр расширения больше диаметра муфт обсадных труб 1, это позволяет беспрепятственно спускать обсадную колонну в скважину. Для достаточного охлаждения резцов PDC на лопастях 7 и выноса шлама, переходник 11 соединительного устройства 2 снабжен промывочными отверстиями 12. Внутренняя поверхность 9 лопастей 7 выполнена под внутреннюю заходную фаску 10 корпуса 5 соединительного устройства 2, для надежного крепления лопастей 7. Кроме того лопасти 7 выполнены унифицированными под соединительные устройства 2 для бурения разными типоразмерами обсадных колонн. Например, лопасти толщиной 14 мм подходят для бурения под 146, 168, 178, 245-мм обсадные колонны, так как диаметр ствола скважины на 28 мм больше диаметра муфт этих колонн.The blades 7 with PDC cutters installed in the grooves 6 of the housing 5 of the connecting device 2 perform the function of an expander. Since the expansion diameter is larger than the diameter of the casing couplings 1, this allows the casing to be lowered into the well without hindrance. For sufficient cooling of the PDC cutters on the blades 7 and removal of slurry, the adapter 11 of the connecting device 2 is equipped with flushing holes 12. The inner surface 9 of the blades 7 is made to match the internal lead-in chamfer 10 of the body 5 of the connecting device 2, for reliable fastening of the blades 7. In addition, the blades 7 are made unified for connecting devices 2 for drilling with different standard sizes of casing strings. For example, blades with a thickness of 14 mm are suitable for drilling under 146, 168, 178, 245 mm casing strings, since the diameter of the wellbore is 28 mm larger than the diameter of the couplings of these columns.

Таким образом происходит одновременное бурение с расширением и спуск обсадной колонны в скважину. По окончании бурения в колонну обсадных труб 1 спускают известное извлекающее устройство, соединяют с компоновкой, расположенной ниже соединительного устройства 2, и поднимают компоновку на устье скважины, а обсадную колонну цементируют. Благодаря этому исключается большие временные и материальные затраты при разбуривании бурильной головки.In this way, simultaneous drilling with expansion and lowering of the casing into the well occurs. Upon completion of drilling, a known extraction device is lowered into the casing string 1, connected to an assembly located below the connecting device 2, and the assembly is raised to the wellhead, and the casing is cemented. Thanks to this, large time and material costs are eliminated when drilling out the drill head.

Предлагаемое устройство для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой просто в изготовлении за счет унификации лопастей для разных типоразмеров обсадных колонн, надежно в работе, позволяет исключить оставление породоразрушающего инструмента на забое скважины.The proposed device for drilling on a casing string with a retrievable drilling assembly is easy to manufacture due to the unification of the blades for different standard sizes of casing strings, is reliable in operation, and eliminates the abandonment of rock-cutting tools at the bottom of the well.

Claims (1)

Устройство для бурения на обсадной колонне с извлекаемой бурильной компоновкой, включающее обсадную колонну из обсадных труб, соединенных между собой муфтами, с соединительным устройством на конце и извлекаемую бурильную компоновку, содержащую забойный двигатель и долото и соединенную с соединительным устройством переходником, отличающееся тем, что корпус соединительного устройства на наружной поверхности в нижней части снабжен пазами с установленными жестко в пазах лопастями с резцами PDC таким образом, что торцевая часть лопастей расположена ниже торцевой части корпуса соединительного устройства с возможностью бурения ствола скважины диаметром, достаточным для спуска муфтовой обсадной колонны, внутренняя поверхность лопастей выполнена под внутреннюю заходную фаску корпуса соединительного устройства, при этом переходник выполнен с промывочными отверстиями для охлаждения резцов PDC на лопастях и выноса шлама, а лопасти выполнены унифицированными под соединительные устройства для бурения разными типоразмерами обсадных колонн. A device for drilling on a casing with a retrievable drilling assembly, including a casing string made of casing pipes interconnected by couplings, with a connecting device at the end, and a retrievable drilling assembly containing a downhole motor and a bit and connected to the connecting device by an adapter, characterized in that the casing of the connecting device on the outer surface in the lower part is equipped with grooves with blades with PDC cutters mounted rigidly in the grooves in such a way that the end part of the blades is located below the end part of the connecting device body with the possibility of drilling a wellbore with a diameter sufficient for running the sleeve casing, the inner surface of the blades made to match the internal lead-in chamfer of the connecting device body, while the adapter is made with flushing holes for cooling the PDC cutters on the blades and removal of cuttings, and the blades are made unified for connecting devices for drilling different sizes of casing strings.
RU2023112962A 2023-05-25 Casing drilling device with retrievable drilling assembly RU2810375C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2810375C1 true RU2810375C1 (en) 2023-12-27

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4362217A (en) * 1979-10-25 1982-12-07 Frederick Fletcher Downhole shearers
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
CN102305022A (en) * 2011-08-12 2012-01-04 中国地质大学(武汉) Salvage-type casing pipe drilling tool for drilling
RU166522U1 (en) * 2016-06-08 2016-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых" (ФГУП "ЦНИИгеолнеруд") DRILLING DRILL FOR DRILLING WITH SIMULTANEOUS CASE
RU2663856C1 (en) * 2017-04-26 2018-08-10 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Casing string drilling tool joint assembly
RU201342U1 (en) * 2020-08-28 2020-12-11 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Casing Drill Connector
RU2782906C1 (en) * 2021-11-09 2022-11-07 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Expander bit

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4362217A (en) * 1979-10-25 1982-12-07 Frederick Fletcher Downhole shearers
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
CN102305022A (en) * 2011-08-12 2012-01-04 中国地质大学(武汉) Salvage-type casing pipe drilling tool for drilling
RU166522U1 (en) * 2016-06-08 2016-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых" (ФГУП "ЦНИИгеолнеруд") DRILLING DRILL FOR DRILLING WITH SIMULTANEOUS CASE
RU2663856C1 (en) * 2017-04-26 2018-08-10 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Casing string drilling tool joint assembly
RU201342U1 (en) * 2020-08-28 2020-12-11 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Casing Drill Connector
RU2782906C1 (en) * 2021-11-09 2022-11-07 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Expander bit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7730965B2 (en) Retractable joint and cementing shoe for use in completing a wellbore
US5566772A (en) Telescoping casing joint for landing a casting string in a well bore
US8186457B2 (en) Offshore casing drilling method
US20090078466A1 (en) Apparatus and Method for Driving Casing or Conductor Pipe
EA019105B1 (en) Percussion assisted rotary earth bit and method of operating the same
EP4119766B1 (en) Downhole casing pulling tool
NO176729B (en) Brönnrömmer
RU2810375C1 (en) Casing drilling device with retrievable drilling assembly
Kerunwa et al. OVERVIEW OF THE ADVANCES IN CASING DRILLING TECHNOLOGY.
US6446725B2 (en) Rotating casing assembly and method
RU2711171C1 (en) Drillable shoe with power drive for casing string bottom equipment
US10968701B2 (en) Apparatus for drilling an oil well using a downhole powered rotating drill shoe mounted on casing or liner
RU2792480C1 (en) Casing string drilling device
RU2779682C1 (en) Casing reamer bit
RU2315849C1 (en) Downhole reamer
AU2015295065A1 (en) Downhole tool, method and assembly
RU2786962C1 (en) Device for running with rotation, reaming and drilling on the casing
RU2782906C1 (en) Expander bit
RU2751906C1 (en) Reamer for guided drilling and casing expansion
RU2774875C1 (en) Reamer for drilling and reaming on casing string
RU2064041C1 (en) Device for multihole formation exposure by branched well
RU2757839C1 (en) Working bottom
RU2751298C1 (en) Casing string drilling device
RU2781653C1 (en) Turbine drive of the shoe-bit for drilling a complicated section of the well
RU2315851C2 (en) Core sampling tool