RU88725U1

RU88725U1 - TECHNICAL COMPLEX FOR DRILLING WELLS AND PRODUCTION

Info

Publication number: RU88725U1
Application number: RU2009119164/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Илларионович Плугин
Original assignee: Александр Илларионович Плугин
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2009-11-20

Abstract

1. Технический комплекс для проходки скважин и выработок, содержащий превентор, бурильное устройство, имеющее рабочий породоразрушающий орган, подъемно-транспортное оборудование, набор обсадных труб, энергетический агрегат, станцию технического обслуживания, отличающийся тем, что превентор выполнен в виде модульных элементов, имеет механизм перекрытия проходного цилиндра и магистраль отвода вскрытых продуктов, бурильное устройство выполнено в виде удлиненного полого тела, в корпусе которого размещен энергетический агрегат в виде термогазогенератора, рабочее пространство которого соединено с полостью рабочего органа, оснащенного каскадами сопел, ориентированных под различными углами к поверхности забоя, к стенкам скважины и к устью, и оснащенного на своем корпусе механическими дисковыми резцами, имеющими оси вращения, при этом комплекс имеет несколько бурильных устройств, опускаемых на забой и в ствол скважины. ! 2. Технический комплекс по п.1, отличающийся тем, что станция технического обслуживания комплекса включает хранилище корпусов бурильных устройств, бункер для резервного запаса топливных компонентов и транспортный конвейер для удаления бурового шлама. ! 3. Технический комплекс по п.1, отличающийся тем, что термогазогенератор выполнен в виде камер, оснащенных топливными компонентами. ! 4. Технический комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве указанных бурильных устройств используют модульные буровые агрегаты для разработки забоя, для закрепления стенок проходимой скважины, для резервного объема топливных компонентов и агрегат для сбора шлама и стыковки с указанными модульными агрегата�1. Technical complex for drilling holes and workings, containing a preventer, a drilling device having a working rock cutting unit, lifting and handling equipment, a set of casing pipes, an energy unit, a service station, characterized in that the preventer is made in the form of modular elements, has a mechanism overlapping of the bore cylinder and the line of removal of exposed products, the drilling device is made in the form of an elongated hollow body, in the body of which there is an energy unit in the form of ter mogazogenerator, the working space of which is connected to the cavity of the working body, equipped with cascades of nozzles oriented at different angles to the surface of the face, to the walls of the well and to the mouth, and equipped on its body with mechanical disk cutters having rotation axes, while the complex has several drilling devices lowered to the bottom and into the wellbore. ! 2. The technical complex according to claim 1, characterized in that the technical service station of the complex includes a storage of the housing of the drilling devices, a hopper for the reserve supply of fuel components and a conveyor for removing drill cuttings. ! 3. The technical complex according to claim 1, characterized in that the thermogas generator is made in the form of chambers equipped with fuel components. ! 4. The technical complex according to claim 1, characterized in that the said drilling devices use modular drilling units for the development of the bottom hole, for fixing the walls of the drilled hole, for the reserve volume of fuel components and an assembly for collecting sludge and docking with the specified modular units�

Description

Предложение относится к технологии проходки горных пород буровыми устройствами, использующими сжатую рабочую среду и механический инструмент для разрушения породы на забое.The proposal relates to the technology of rock sinking with drilling devices using a compressed working environment and a mechanical tool for rock destruction at the bottom.

Эта важнейшая технология добычи углеводородного сырья и других ископаемых реализуется с помощью буровых комплексов различных конструктивных модификаций, одним из которых является направление развития технических комплексов для проходки скважин и выработок, содержащих бурильное устройство, имеющее рабочий породоразрушающий орган, подъемно-транспортное оборудование, комплект обсадных труб (набор колонны), энергетический агрегат, станцию технического обслуживания рабочей площадки и всего ее технического оснащения [RU 2240420, 2004; RU 65937, 2007; RU 75864, 2008; US 3934659; DE 2350422; FR 2307118; RU 2344264, 2008].This most important technology for the extraction of hydrocarbon raw materials and other minerals is implemented using drilling complexes of various design modifications, one of which is the direction of development of technical complexes for drilling holes and workings containing a drilling device having a working rock cutting unit, hoisting and transport equipment, a set of casing pipes ( set of columns), power unit, service station for the work site and all its technical equipment [RU 2240420, 2004; RU 65937, 2007; RU 75864, 2008; US 3,934,659; DE 2,350,422; FR 2307118; RU 2344264, 2008].

Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по сущности и достигаемому техническому результату.The last of the indicated technical solutions is the closest in essence and the achieved technical result.

Указанный прототип технического комплекса обладает очевидным технологическим преимуществом перед аналогами, в частности, - за счет оперативной смены операций и режимов проходки различных геологических пластов и пород при изменении направлений проходимой скважины, однако этот технический комплекс обладает также и существенными недостатками, которые заключаются в его принципиальной конструктивной схеме, где отсутствует эффективное выполнение рабочего органа, снижающее его породоразрушающую активность, а использование однотипного бурильного устройства приводит к технологическим циклическим остановкам и снижению эффективности процесса бурения.The specified prototype of the technical complex has an obvious technological advantage over analogues, in particular, due to the rapid change of operations and drilling modes of various geological formations and rocks when changing the direction of the well being drilled, however, this technical complex also has significant drawbacks, which are its fundamental structural a scheme where there is no effective implementation of the working body, reducing its rock-breaking activity, and the use of the same type uril device leads to technological cyclic stops and reduce the efficiency of the drilling process.

Технической задачей и технологическим результатом предлагаемого технического бурового комплекса является существенное увеличение КПД использования энергии термогазогенераторов бурильных устройств этого комплекса, что приводит к заметному повышению производительности комплекса при выполнении технологических операций по разработке забоя, закреплению стенок скважины и подготовке ее к эксплуатации.The technical task and the technological result of the proposed technical drilling complex is a significant increase in the energy efficiency of the thermogas generators of the drilling devices of this complex, which leads to a noticeable increase in the productivity of the complex when performing technological operations to develop the bottom hole, fixing the walls of the well and preparing it for operation.

Указанная техническая задача и положительный технологический эффект достигаются за счет того, что технический комплекс для проходки скважин и выработок, содержит превентор, бурильное устройство, имеющее рабочий породоразрушающий орган, подъемно-транспортное оборудование, набор обсадных труб, энергетический агрегат, станцию технического обслуживания, при этом в комплексе превентор выполнен в виде модульных элементов, имеет механизм перекрытия проходного цилиндра и магистраль отвода вскрытых продуктов, бурильное устройство выполнено в виде удлиненного полого тела, в корпусе которого размещен энергетический агрегат в виде термогазогенератора, рабочее пространство которого соединено с полостью рабочего органа, оснащенного каскадами сопел, ориентированных под различными углами к поверхности забоя, к стенкам скважины и к устью, и оснащенного на своем корпусе механическими дисковыми резцами, имеющими оси вращения, при этом комплекс имеет несколько бурильных устройств, опускаемых на забой и в ствол скважины.The specified technical problem and a positive technological effect are achieved due to the fact that the technical complex for drilling wells and workings contains a preventer, a drilling device having a working rock cutting unit, hoisting and transport equipment, a set of casing pipes, an energy unit, and a service station, while in the complex, the preventer is made in the form of modular elements, has a mechanism for blocking the bore cylinder and a pipe for opening exposed products, the drilling device is made in the form of an elongated hollow body, in the body of which there is an energy unit in the form of a thermogas generator, the working space of which is connected to the cavity of the working body, equipped with cascades of nozzles oriented at different angles to the face, to the walls of the well and to the mouth, and equipped on its body with mechanical with disk cutters having rotation axes, the complex has several drilling devices lowered to the bottom and into the wellbore.

Технический комплекс характеризуется тем, что станция технического обслуживания комплекса включает хранилище корпусов бурильных устройств, бункер для резервного запаса топливных компонентов и транспортный конвейер для удаления бурового шлама.The technical complex is characterized by the fact that the technical service station of the complex includes a storage facility for drilling device housings, a hopper for the reserve supply of fuel components and a conveyor belt for removing drill cuttings.

Технический комплекс также характеризуется тем, что термогазогенератор выполнен в виде камер, оснащенных топливными компонентами.The technical complex is also characterized by the fact that the thermogas generator is made in the form of chambers equipped with fuel components.

В техническом комплексе в качестве указанных бурильных устройств используют модульные буровые агрегаты: для разработки забоя, для закрепления стенок проходимой скважины, для резервного объема топливных компонентов и агрегат для сбора шлама и стыковки с указанными модульными агрегатами - для выполнения спуско-подъемных технологических операций в полости скважины.In the technical complex, these drilling devices use modular drilling units: for developing a bottom hole, for securing the walls of a well being drilled, for reserve volume of fuel components and an aggregate for collecting sludge and docking with these modular units - for carrying out hoisting and technological operations in the well cavity .

В техническом комплексе каждый модульный агрегат оснащен индивидуальным термогазогенератором и топливными компонентами.In the technical complex, each modular unit is equipped with an individual thermogas generator and fuel components.

Описываемый технический комплекс раскрывается прилагаемыми чертежами, где:The described technical complex is disclosed by the attached drawings, where:

на фиг.1 показана комплектация технических средств комплекса на площадке;figure 1 shows the equipment of the complex at the site;

на фиг.2 - размещение бурильных устройств в стволе скважины;figure 2 - placement of drilling devices in the wellbore;

на фиг.3 и 4 показан общий вид бурильных устройств и конструктивные детали;figure 3 and 4 shows a General view of the drilling devices and structural details;

на фиг.5 - вид превентора и бурильного устройства при спуске его в скважину.figure 5 is a view of the preventer and the drilling device when lowering it into the well.

Такое принципиальное конструктивное выполнение всех устройств, агрегатов и узлов бурового комплекса позволяет вести работы в скважине при всех меняющихся условиях в стволе скважины.Such a fundamental constructive implementation of all devices, assemblies and nodes of the drilling complex allows you to work in the well under all changing conditions in the wellbore.

Технический комплекс содержит оборудование рабочей площадки: превентор 1, подъемно-транспортное оснащение 2, станцию технического обслуживания, включающую хранилище 3 бурильных устройств, бункер 4 с запасом топлива, транспортный конвейер 5 для удаления и консервации бурового шлама 6, пульт управления 7 процессами, вспомогательное оборудование 8, связанные линиями связи. Технология включает комплект оригинальных модульных бурильных устройств 9, 10, 11 и 12, включающих, соответственно, буровой агрегат 9, агрегат 10 для обработки и закрепления стенок скважины, агрегат 11 для резервного количества топливных компонентов и агрегат 12 для сбора шлама, очистки ствола скважины, а также - для выполнения спуско-подъемных операций в стволе скважины, в т.ч. подъем указанных агрегатов 9, 10 и 11; превентор 1 для обслуживания агрегатов имеет захваты 13, магистраль 14 отвода бурового шлама в шламоотвал 6; имеет также механизм 15 перекрытия проходного цилиндра и магистраль 16 отвода вскрытого флюида и/или газа. Бурильный агрегат имеет термогазогенератор 18, рабочий орган 19 с каскадами сопел: 20, 21, 22 и механическим инструментом 23 в виде дисковых резцов. Термогазогенераторы в каждом агрегате имеют запас топливных компонентов, - это обеспечивает их автономную работу в стволе скважины, на забое и при выполнении всех технологических спуско-подъемных операций процесса проходки скважины.The technical complex contains the equipment of the working platform: preventer 1, hoisting equipment 2, a maintenance station including a storage of 3 drilling devices, a hopper 4 with a fuel supply, a conveyor 5 for removing and preserving drill cuttings 6, a control panel for 7 processes, auxiliary equipment 8 connected by communication lines. The technology includes a set of original modular drilling devices 9, 10, 11 and 12, including, respectively, the drilling unit 9, the unit 10 for processing and fixing the walls of the well, the unit 11 for the reserve amount of fuel components and the unit 12 for collecting sludge, cleaning the wellbore, as well as for performing hoisting operations in the wellbore, including the rise of these units 9, 10 and 11; the preventer 1 for servicing the units has captures 13, the line 14 of the removal of drill cuttings in the sludge 6; also has a mechanism 15 for blocking the passage cylinder and a line 16 for removing the opened fluid and / or gas. The drill unit has a thermogas generator 18, a working body 19 with cascades of nozzles: 20, 21, 22 and a mechanical tool 23 in the form of disk cutters. Thermogas generators in each unit have a supply of fuel components - this ensures their autonomous operation in the wellbore, at the bottom and during all technological tripping operations of the well sinking.

Работа технического бурового комплекса осуществляется следующим образом. На рабочей площадке (фиг.1) производят монтаж технологического оборудования: превентора 1, подъемно-транспортного оборудования 2 и обслуживающего технического оснащения: 3, 4, 7, 8 (как указано выше); в направляющий рабочий цилиндр превентора вводят бурильное устройство 9 (фиг.2, 5), включают термогазогенератор 18, подающий парогазовый рабочий агент в сопла 20, 21, 22 рабочего органа 19; струи совместно с резцами 23 разрабатывают забой, а отходящий поток бурового шлама выносится к устью и по магистрали 14 и конвейеру 5 сбрасывается в шламосборник 6. Пополнение запаса топлива в устройстве 9 осуществляют спуском в ствол скважины устройства 10 и 11 или одного из них, при этом дополнительно осуществляют закрепление стенки скважины температурным воздействием и динамическим уплотнением струями агента. При увеличении глубины скважины включают в работу агрегат 12, который собирает в себя буровой шлам, оставляя в своем корпусе частицы породы более крупных размеров, которые не поднимаются к устью в восходящем потоке. Этот же агрегат 12 предназначен для эвакуации остальных агрегатов (9, 10, 11) из ствола скважины при очередных циклах технологии проходки и при завершении буровых работ.The work of the technical drilling complex is as follows. At the working site (Fig. 1), the technological equipment is installed: preventer 1, hoisting-and-transport equipment 2 and maintenance equipment: 3, 4, 7, 8 (as indicated above); a drilling device 9 is introduced into the guide working cylinder of the preventer (FIGS. 2, 5), a thermogas generator 18 is included, which supplies a gas-vapor working agent to nozzles 20, 21, 22 of the working body 19; the jets together with the cutters 23 develop a face, and the drill cuttings effluent is carried out to the mouth and through the line 14 and the conveyor 5 is discharged into the sludge collector 6. The fuel supply in the device 9 is carried out by lowering the device 10 and 11 or one of them into the well bore, while additionally carry out the fixing of the wall of the well with a temperature effect and dynamic compaction of the jets of the agent. With increasing depth of the well, an aggregate 12 is included in the operation, which collects drill cuttings, leaving larger particles of rock in its body that do not rise to the mouth in an upward flow. The same unit 12 is designed to evacuate the remaining units (9, 10, 11) from the wellbore during the next cycles of drilling technology and at the end of drilling operations.

Таким образом, работа всех агрегатов технического бурового комплекса строго согласована и сбалансирована во всех технологических операциях проходки геологических горизонтов и образования скважины. Далее это оснащение демонтируется и используется для проходки следующей скважины, а устье (головка) пройденной скважины оборудуется расходной арматурой и контрольными приборами.Thus, the work of all units of the technical drilling complex is strictly coordinated and balanced in all technological operations of drilling geological horizons and well formation. Further, this equipment is dismantled and used to drive the next well, and the mouth (head) of the passed well is equipped with consumable fittings and control devices.

Claims

1. Technical complex for drilling holes and workings, containing a preventer, a drilling device having a working rock cutting unit, lifting and handling equipment, a set of casing pipes, an energy unit, a service station, characterized in that the preventer is made in the form of modular elements, has a mechanism overlapping of the bore cylinder and the line of removal of exposed products, the drilling device is made in the form of an elongated hollow body, in the body of which there is an energy unit in the form of ter mogazogenerator, the working space of which is connected to the cavity of the working body, equipped with cascades of nozzles oriented at different angles to the surface of the face, to the walls of the well and to the mouth, and equipped on its body with mechanical disk cutters having rotation axes, while the complex has several drilling devices lowered to the bottom and into the wellbore.

2. The technical complex according to claim 1, characterized in that the technical service station of the complex includes a storage of the housing of the drilling devices, a hopper for the reserve supply of fuel components and a conveyor for removing drill cuttings.

3. The technical complex according to claim 1, characterized in that the thermogas generator is made in the form of chambers equipped with fuel components.

4. The technical complex according to claim 1, characterized in that the said drilling devices use modular drilling units for the development of the bottom hole, for fixing the walls of the drilled hole, for the reserve volume of the fuel components and the unit for collecting sludge and docking with the specified modular units - performing hoisting technological operations in the well cavity.

5. The technical complex according to claim 1 or 4, characterized in that each modular unit is equipped with an individual thermogas generator and fuel components.