RU97766U1

RU97766U1 - DIRECTIONAL DRILLING ROD

Info

Publication number: RU97766U1
Application number: RU2009146487/03U
Authority: RU
Inventors: Михаил Петрович Баранов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод бурового оборудования"
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2010-09-20

Abstract

Штанга для направленного бурения, включающая трубу и приваренные замки, концы трубы выполнены с внутренней высадкой, расстояние между сварными швами по оси штанги превышает 1 м, отличающаяся тем, что отношение внутреннего к наружному диаметру трубы между участками высадки составляет 0,767. The directional drilling rod, including the pipe and welded locks, the pipe ends are made with an internal upset, the distance between the welds along the axis of the rod exceeds 1 m, characterized in that the ratio of the inner to the outer diameter of the pipe between the upset sections is 0.767.

Description

Полезная модель относится к буровому инструменту для направленного бурения и может быть использована для прокладки коммуникаций под магистралями, реками и т.п., а также для бурения искривленных ответвлений стволов скважин с использованием отклоняющих устройств. Направленное бурение - технология бестраншейной прокладки трубопроводов, представляющая собой сверление небольшого направляющего отверстия с использованием технологии слежения и управления сверлом с поверхности.The utility model relates to a drilling tool for directional drilling and can be used for laying communications under highways, rivers, etc., as well as for drilling curved branches of wellbores using deflecting devices. Directional drilling is a technology for trenchless laying of pipelines, which is the drilling of a small guide hole using the technology of tracking and controlling the drill from the surface.

Сущность метода состоит в использовании специальных буровых станков (буров, штанг), которые осуществляют предварительное (пилотное) бурение по заранее рассчитанной траектории с последующим расширением скважины и протаскиванием в образовавшуюся полость трубопроводов.The essence of the method consists in the use of special drilling rigs (drills, rods), which carry out preliminary (pilot) drilling along a pre-calculated trajectory with subsequent expansion of the well and dragging into the formed cavity of the pipelines.

При необходимости изменение направления бурения достигается с помощью определенной конструкции буровой головки.If necessary, a change in the direction of drilling is achieved using a specific design of the drill head.

Направляющая скважина располагается от поверхности земли под углом 8°-20° и, достигнув необходимой глубины, переходит в горизонтальное положение. Обычно применяется сверление скважин с постепенным изгибанием или почти прямым выравниванием, чтобы свести к нулю трение и не допускать выхода за пределы допустимого прогиба соединения и допустимого радиуса кривизны трубы. Это уменьшает возможность «подвешивания» трубопровода или его повреждения.The guide well is located from the ground at an angle of 8 ° -20 ° and, having reached the required depth, goes into a horizontal position. Typically, drilling is used with gradual bending or almost straight alignment in order to reduce friction to zero and to prevent going beyond the permissible deflection of the joint and the permissible radius of curvature of the pipe. This reduces the possibility of "suspension" of the pipeline or its damage.

Из уровня техники известны буровые штанги, которые свинчивают в штанговую колонну, передающую возвратно-поступательное и/или вращательное движение от точки подвеса штанги поверхностного привода к буровой коронке. Такая штанга может представлять собой металлический полый стержень круглого сечения, на концах которого имеются замковые элементы (см., например, ГОСТ Р 51161-2002 «Штанги насосные, устьевые штоки и муфты к ним. Технические условия», Госстандарт, М, 2002,, рис.3, табл.1). Такие штанги из-за своей большой кольцевой жесткости, характеризуемой отношением внутреннего диаметра к наружному, не могут быть использованы в процессах направленного бурения при прокладке скважин с радиусом изгибания менее 100 м.Drill rods are known in the art which are screwed into a rod string transmitting a reciprocating and / or rotational movement from a suspension point of a surface drive rod to a drill bit. Such a rod may be a metal hollow rod of circular cross section, at the ends of which there are locking elements (see, for example, GOST R 51161-2002 "Pump rods, wellhead rods and couplings for them. Technical conditions", Gosstandart, M, 2002 ,, fig. 3, table 1). Due to their large annular rigidity, characterized by the ratio of the inner diameter to the outer one, such rods cannot be used in directional drilling processes when laying wells with a bending radius of less than 100 m.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является Буровая штанга по заявке WO 2004/029403, содержащая металлическую трубу и приваренные замки, концы трубы выполнены с внутренней высадкой, кольцевая жесткость штанги снижена за счет того, что расстояние между сварными швами, повышающими жесткость, принято не менее 1 метра.The closest set of essential features to the claimed technical solution is the Drill rod according to the application WO 2004/029403 containing a metal pipe and welded locks, the ends of the pipe are made with an internal upset, the ring stiffness of the rod is reduced due to the fact that the distance between the welds, increasing rigidity , taken at least 1 meter.

Недостатком такой штанги является неопределенность соотношения внутреннего и наружного диаметров трубы в сечениях, расположенных между сварными швами, от которого зависит кольцевая жесткость штанги в целом, определяющая минимальный радиус гиба штанги.The disadvantage of this rod is the uncertainty in the ratio of the inner and outer diameters of the pipe in sections located between the welds, on which the ring stiffness of the rod as a whole, which determines the minimum bending radius of the rod, depends.

Задачей заявляемой полезной модели является создание бурильной штанги, состоящей из металлической трубы с внутренней высадкой и приваренными замками, тело которой в сечениях между сварными швами имеет такое соотношение внутреннего и наружного диаметров, которое придает бурильной штанге кольцевую жесткость, позволяющую изгибать трубу с минимальным радиусом 33 метра.The objective of the claimed utility model is to create a drill rod consisting of a metal pipe with an internal upset and welded locks, the body of which in the sections between the welds has a ratio of internal and external diameters that gives the drill rod an annular rigidity that allows bending the pipe with a minimum radius of 33 meters .

Собственными исследованиями Заявителя установлено, что оптимальным соотношением внутреннего и наружного диаметров для металлической трубы с внутренней высадкой и приваренными на расстоянии не менее 1 метра замками является величина 0,767. Именно такие параметры обеспечивают получение бурильной штанги для направленного бурения с минимальным радиусом гиба 33 метра. Между тем металлические бурильные штанги с известным соотношением внутреннего и наружного диаметров трубы с внутренней высадкой в сечениях, расположенных между сварными швами, имеют этот параметр, отличающийся от заявляемого (см. таблицу, фиг.2), что свидетельствует о новизне предлагаемой полезной модели.Applicant’s own research has established that the optimal ratio of the inner and outer diameters for a metal pipe with an internal upset and locks welded at a distance of at least 1 meter is 0.767. It is these parameters that provide a drill rod for directional drilling with a minimum bending radius of 33 meters. Meanwhile, metal drill rods with a known ratio of the inner and outer diameters of the pipe with an internal upset in sections located between the welds have this parameter different from the claimed one (see table, figure 2), which indicates the novelty of the proposed utility model.

На фиг.1 показано продольное сечение заявляемой штанги, на фиг.2 приведена таблица известных бурильных штанг, на фиг.3 - схема использования полезной модели в направленном бурении.Figure 1 shows a longitudinal section of the inventive rod, figure 2 shows a table of known drill rods, figure 3 is a diagram of the use of a utility model in directional drilling.

Штанга для направленного бурения включает в себя металлическую трубу 1 с внутренней высадкой по торцам, к которой приварены замковые детали: муфта 2 и ниппель 3. Расстояние между сварными швами L превышает 1 метр. Расстояние между участками высадки превышает расстояние между сварными швами. Отношение внутреннего диаметра трубы d к наружному диаметру D в сечениях постоянной толщины (между участками высадки) составляет 0,767. Пример конкретного выполнения - Штанга бурильная ТБ 11.01. Наружный диаметр трубы D=60 мм, толщина стенки трубы между участками высадки 7 мм, таким образом, внутренний диаметр d=46 мм, а соотношение диаметров составляет 0,767.The directional drilling rod includes a metal pipe 1 with an internal upset at the ends to which the locking parts are welded: coupling 2 and nipple 3. The distance between the welds L exceeds 1 meter. The distance between the landing sections exceeds the distance between the welds. The ratio of the inner diameter of the pipe d to the outer diameter D in sections of constant thickness (between sections of the landing) is 0.767. An example of a specific implementation - Drill Rod TB 11.01. The outer diameter of the pipe is D = 60 mm, the wall thickness of the pipe between the upsetting sections is 7 mm, thus the inner diameter is d = 46 mm, and the diameter ratio is 0.767.

Полезную модель можно использовать следующим образом (см. схему, фиг.3). При прокладке трубопроводов под дорогами и другими препятствиями с использованием закрытого способа производства работ - горизонтального бурения прикрепляют на передний замковый элемент штанги 4 буровую коронку 5 и отклоняющий элемент (не показан). На другом конце с помощью второго замкового элемента прикрепляют привод вращения и подачи 6. Всю колонну приводят во вращение и под заданным углом начинают бурение, в ходе которого с помощью отклоняющего элемента изгибают траекторию бурения, выдерживая радиус R. После прохода первой трубы снимают привод, промывают через внутренний канал буровой колонны скважину, устанавливают с помощью замковых элементов на первую штангу последующую и привод, продолжают таким образом бурение до выхода бурильной колонны на поверхность за препятствием.A utility model can be used as follows (see diagram, figure 3). When laying pipelines under roads and other obstacles using a closed method of performing work - horizontal drilling, a drill bit 5 and a deflecting element (not shown) are attached to the front locking element of the rod 4. At the other end, a rotation and feed drive 6 is attached using the second locking element. The entire column is rotated and drilling is started at a given angle, during which the drilling path is bent using a deflecting element, keeping the radius R. After the passage of the first pipe, the drive is removed, washed through the internal channel of the drill string, the well is installed with the help of locking elements on the first rod, the next one and the drive, thus drilling is continued until the drill string comes to the surface behind the obstacle.

Такая буровая штанга, имеющая отношение внутреннего диаметра к наружному 0,767, позволяет бурить скважины с минимальным радиусом 33 метра.Such a drill rod, having a ratio of inner diameter to outer 0.767, allows you to drill wells with a minimum radius of 33 meters.

Claims

The directional drilling rod, including the pipe and welded locks, the pipe ends are made with an internal upset, the distance between the welds along the axis of the rod exceeds 1 m, characterized in that the ratio of the inner to the outer diameter of the pipe between the upset sections is 0.767.