SU1694849A1

SU1694849A1 - Calibrator-intensifier

Info

Publication number: SU1694849A1
Application number: SU894688267A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Викторович Климов; Николай Андреевич Кушнаренко; Ремуальд Николаевич Марченко
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по креплению скважин и буровым растворам
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1991-11-30

Abstract

Изобретение относитс к технике бурени скважин, к устройствам дл интенсификации очистки призабойной зоны скважины, стабилизации ее направлени , ликвидации уступов и повышени качества подготовки ствола. Цель изобретени - повышение степени очистки забо скважины от выбуренной породы, увеличение срока службы и эксплуатационной надежности. Калибратор- интенсификатор имеет корпус с жестко закрепленными на его наружной поверхности калибрующими лопаст ми в виде спиралей, которые имеют равномерно измен ющийс по их длине угол наклона к оси корпуса. Угол наклона измен етс от 15&deg; в нижней части до 60&deg; - в верхней части. Площади поперечных сечений лопастей также равномерно подлине увеличиваютс снизу вверх. Причем в верхней части площади поперечных сечений лопастей превышают площади поперечных сечений этих же лопастей в нижней их части в 1,45-1,55 раза. 1 ил. V ЁThe invention relates to the technique of drilling wells, to devices for intensifying the cleaning of the well bottom zone, stabilizing its direction, eliminating ledges, and improving the quality of preparation of the wellbore. The purpose of the invention is to increase the degree of cleaning of the well bottom from drilling, increase the service life and operational reliability. The calibrator intensifier has a housing with spiraling blades rigidly fixed on its outer surface, which have a uniformly varying angle of inclination to the axis of the housing along their length. The angle of inclination varies from 15 ° C. at the bottom up to 60 ° - at the top. The cross-sectional areas of the blades are also uniformly increasing from bottom to top. Moreover, in the upper part of the cross-sectional area of the blades exceed the cross-sectional area of the same blades in their lower part by 1.45-1.55 times. 1 il. V yo

Description

Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин, а именно к устрой- ствам дл интенсификации очистки призабойной зоны скважины, стабилизации ее направлени , ликвидации уступов и повышени качества подготовки ствола.The invention relates to the drilling of oil and gas wells, namely, devices for intensifying the cleaning of the well bottom zone, stabilizing its direction, eliminating ledges and improving the quality of bore preparation.

В большинстве случаев очистка забоев скважин несовершенна и это приводит к вторичному перемалыванию бурового шлама , ухудша процесс разрушени горных пород, снижа механическую скорость бурени , проходку на долото и, как следствие, уменьша технико-экономические показатели бурового процесса. Кроме того, дл стабилизации направлени скважины часто требуетс применение стабилизаторов калибраторов , позвол ющих также ликвидировать образующиес уступы в стволе скважины.In most cases, the bottom hole cleaning is imperfect and this leads to the secondary grinding of drill cuttings, worsening the process of rock destruction, reducing the mechanical drilling rate, penetration of the bit and, as a result, reducing the technical and economic indicators of the drilling process. In addition, stabilizer calibrators are often required to stabilize the direction of the well, also allowing the formation of ledges in the wellbore to be eliminated.

Известен наддолотный калибратор-стабилизатор , содержащий корпус с калибрующими в окружном направлении относительно друг друга лопаст ми. Величина смещени лопастей вдоль оси не превышает длину одной лопасти, а длина калибрующей части устройства определ етс соотношениемA nadolotal stabilizer calibrator is known, comprising a housing with blades calibrating in the circumferential direction relative to each other. The amount of displacement of the blades along the axis does not exceed the length of one blade, and the length of the calibrating part of the device is determined by the ratio

I - °d dy tI - ° d dy t

ly 0.0349 где ly - длина калибрующей части, мм;ly 0.0349 where ly - the length of the gage part, mm;

Dy - диаметр долота, мм;Dy - diameter of the bit, mm;

dy - наружный диаметр калибратора, мм;dy is the outer diameter of the calibrator, mm;

i - допустима интенсивность пространственного искривлени ствола скважины, град/10 м.i is the permissible intensity of the spatial curvature of the well bore, degrees / 10 m.

Недостатком известного устройства вл етс ограничение его функциональныхA disadvantage of the known device is the limitation of its functional

OsOs

Ч) 4 00H) 4 00

о about

возможностей только калибрующим эффектом . Кроме того, указанное устройство создает повышенное сопротивление выносимым с забо частицам бурового шлама и способствует образованию сальников, что снижает технико-экономические показатели буровых работ. Также установлено, что лопасти калибратора-стабилизатора имеют неравномерный износ вдоль его вертикальной оси, причем степень износа лопастей увеличиваетс rio мере удалени от долота, в результате чего отработанный калибратор-стабилизатор имеет форму усеченного конуса, т.е. прекращает выполнение своих функций.capabilities only with a calibrating effect. In addition, the specified device creates increased resistance to the particles of drill cuttings delivered from the bottom and contributes to the formation of glands, which reduces the technical and economic indicators of drilling operations. It was also found that the blades of the calibrator-stabilizer have uneven wear along its vertical axis, and the degree of wear of the blades increases rio as the distance from the bit increases, as a result of which the spent calibrator-stabilizer has the shape of a truncated cone, i.e. ceases to perform its functions.

Известен забойный шламодробитель- интенсификатор, включающий корпус и шламодроб щие элементы, выполненные в виде лопастей, жестко укрепленных на внешней стороне корпуса. Кажда лопасть состоит из трех последовательных участков, расположенных соответственно под углами 15 ± 5°, 45 ± 5°, 60 ± 5°. Така конструкци способствует очистке призабойной зоны скважины от частиц, выбуренной породы за счет захвата и ускорени выноса частиц лопаст ми .A downhole slurry-intensifier is known, which includes a body and slime-crushing elements made in the form of blades rigidly fixed on the outer side of the body. Each blade consists of three consecutive sections, located respectively at angles of 15 ± 5 °, 45 ± 5 °, 60 ± 5 °. Such a design facilitates the cleaning of the wellbore zone from particles, cuttings due to the capture and acceleration of the removal of particles by blades.

К недостаткам данного устройства относитс наличие изломов в местах переходов от участка к участку, снижающих степень выноса выбуренной породы и способствующих возникновению отложений частиц шлама в этих участках. Конструкци эта также способствует неравномерному износу лопастей и устройства и снижению работоспособности и долговечности. Кроме того, ограниченна длина устройства способствует образованию уступов в стволе скважины, что обусловливает необходимость в применении калибраторов-стабилизаторов .The disadvantages of this device include the presence of kinks at the transitions from site to site, reducing the degree of removal of drill cuttings and contributing to the formation of deposits of sludge particles in these areas. This design also contributes to the uneven wear of the blades and the device and the reduction of efficiency and durability. In addition, the limited length of the device contributes to the formation of ledges in the wellbore, which necessitates the use of calibrators-stabilizers.

Цель изобретени - повышение степени очистки забо скважины от выбуренной породы, увеличение срока службы и эксплуатационной надежности устройства.The purpose of the invention is to increase the degree of cleaning of the bottom hole from cuttings, increase the service life and operational reliability of the device.

Технико-экономическа эффективность предложенного калибратора-интенсифика- тора определ етс улучшением основных показателей процесса бурени за счет более совершенной очистки призабойной зоны лопаст ми с переменным углом закручивани и увеличенной длиной калиб- ратора-интенсификатора по сравнению с забойным шламодроблением. Совмещение же функций калибратора и интенсификато- ра позвол ет снизить количество рейсов бурильной колонны,износ обсадной колонны, снизить количество осложнений в скважине за счет стабилизации ее ствола и исключени перегибов.The technical and economic efficiency of the proposed intensifier calibrator is determined by the improvement of the main indicators of the drilling process due to more perfect cleaning of the bottomhole zone with blades with a variable twist angle and an increased length of the intensifier calibrator compared to bottomhole slime fracturing. Combining the functions of the calibrator and the intensifier allows reducing the number of drill string flights, casing wear, reducing the number of complications in the well by stabilizing its wellbore and eliminating kinks.

Сущность изобретени заключаетс в том, что угол наклона спиралей к оси корпуса выполнен измен ющимс от 15° в нижней его части до 60° в верхней его частиThe essence of the invention is that the angle of inclination of the spirals to the axis of the body is made varying from 15 ° in its lower part to 60 ° in its upper part.

равномерно по их длине, а площади поперечных сечений лопастей выполнены равномерно по длине увеличивающимис снизу вверх, причем в верхней части площади поперечных сечений лопастей превышаютuniformly along their length, and the cross-sectional areas of the blades are made evenly along the length increasing from the bottom up, and in the upper part of the area the cross-sections of the blades exceed

0 площади поперечных сечений этих же лопастей в нижней их части в 1,45-1,55 раза.0 the cross-sectional area of the same blades in their lower part is 1.45-1.55 times.

На чертеже изображен общий вид предложенного калибратора-интенсификатора. Калибратор-интенсификатор состоит изThe drawing shows a General view of the proposed calibrator-intensifier. The calibrator intensifier consists of

5 корпуса 1, спиральных лопастей 2-4 армированных твердосплавным материалом 5, присоединительных резьб 6. Лопасти приварены к корпусу по спиральной линии, плавно измен ющей свой наклон относи0 тельно оси устройства от 15 до 60°. При этом сечение лопастей увеличиваетс снизу вверх и составл ет в верхней части 1,45- 1,55 сечени нижней.5 body 1, spiral blades 2-4 reinforced with carbide material 5, connecting threads 6. The blades are welded to the body along a spiral line, smoothly changing its inclination relative to the axis of the device from 15 to 60 °. At the same time, the section of the blades increases from bottom to top and is in the upper part 1.45-1.55 of the lower section.

Устройство работает следующим обра5 зом.The device works as follows.

Калибратор-интенсификатор устанавливаетс непосредственно над долотом;. При вращении бурильной колонны приводитс во вращение и калибратор-интенси0 фикатор. При этом лопасти устройства захватывают восход щий поток бурового раствора. За счет плавного изменени изгиба лопастей происходит захват частичек шлама и по мере увеличени угла наклонаA calibrator intensifier is installed directly above the bit ;. As the drill string rotates, the calibrator-intensifier is rotated and rotated. In this case, the blades of the device capture an upward flow of drilling mud. Due to the smooth change of the bending of the blades, the particles of the sludge are captured and as the angle of inclination increases

5 лопастей происходит плавный разгон частиц с выбросом их в затрубное пространство . Увеличение выброса способствует уменьшению межпластового пространства, так как в этом стесненнрм пространстве5 blades there is a smooth acceleration of particles with their release into the annular space. The increase in emission contributes to a decrease in the interstratal space, since in this constrained space

0 увеличиваетс скорость восход щего потока , улучшающа вынос частиц шлама. Отсутствие резких перегибов лопастей создает благопри тные услови дл работы калибратора-интенсификатора без сальников, а.0, an upflow rate is increased to improve the removal of sludge particles. The absence of sharp bends of the blades creates favorable conditions for the work of the intensifier without glands, as well.

5 увеличение сечени лопастей снизу доверху , кроме улучшени выноса твердых частиц за счет увеличени их скорости споеобству- ет повышению долговечности работы устройства .5, the increase in the cross section of the blades from bottom to top, in addition to improving the removal of solid particles by increasing their speed, contributes to an increase in the durability of the device.

Claims

0 claims

A calibrator intensifier comprising a housing with spirals fixed in firmly on its outer surface in the form of spirals having an angle of 5 inclination to the axis of the housing in the lower part 15 ° and 60 ° in the upper part, characterized in that the bottom of the well from the cuttings, increasing the service life and operational reliability, the angle of the spirals to the axis

the bodies are made varying from 15 ° in the lower part to 60 ° in the upper part evenly along their length, and the cross-sectional areas of the blades are made evenly along their length increasing

from the bottom up, and in the upper part of the cross-sectional area of the blades are larger than the cross-sectional area of the same blades in their lower part by 1.45-1.55 times.