SU1714069A1 - Морской кондуктор дл бурени с бурового судна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению геологоразведочных скважин с буровых судов на мелководье континентального шельфа и в частности, к устройствам колонн водоотдел ющих труб (КВТ) кондукторов. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности бурени  за счет повышени  устойчивости КВТ в процессе бурени . Устройство содержит КВТ с установленным концентрично ей опорным узлом. Опорный узел выполнен в виде расположенных одна над другой двух втулок, св занных междусобой шарнирными т гами. Нижние т ги имеют опорные элементы (ОЭ), которые в рабочем положении опираютс  на морское дно. Верхн   втулка удерживаетс  от опускани  т говым тросом, а, например, нижн   снабжена фиксирующим узлом в виде подпружиненных конусных зажимных плашек. Плашки сверху имеют выступающие над торцом втулки толкатели. После пуска с судна на дно КВТ приступают к фиксации КВТ с дном. Дл  этого ослабл ют т говый трос, и под действием собственного веса верхн   втулка опускаетс  на нижнюю, взаимодейству  с толкател ми, которые перемещают зажимные плашки вовнутрь до зажима КВТ. Соединенные с нижней втулкой нижние т ги принимают горизонтальное положение и ложатс  ОЭ на морское дно. В таком положении благодар  достаточной площади ОЭ обеспечиваетс  устойчивость КВТ в опорном узле на морском дне. Дл  бурени  через КВТ опускают бурильную колонну. Благодар  опорному узлу КВТ воспринимает реактивный момент бурени . 1 з.п.ф-лы, 3 ил.слсИзобретение относитс  к бурению скважин с плавучих оснований на мелководье континентального шельфа.Известен морЬкой кондуктор, представл ющий собой водоотделительную колонну, верхний конец которой размещен в направл ющей трубе, закрепленной на буровом судне, а нижний конец выполнен с возможностью заглублени  в рыхлые донные отложени .При бурении скважин с использованием морского кондуктора последний опускаетс  через направл ющунэ трубу, размещенйую в шахте бурового судна. Нижний конец морского кондуктЬра заглубл етс  в грунт под действием своего веса или с использованием ударных или вибрационных механизмов. Бурильна  колонна размещаетс  внутри водоотделитель ной колонны, а вращатель и механизм подачи установлены на палубе бурового судна.J^ оON Ю

Description

Недостатком известного морского кондуктора  вл етс  низка  эффективность бурени  скважин, обусловленна  тем, что уже при небольшом волнении водной поверхности буровое судно перемещаетс  относительно ж.естко закрепленной водоотделительной колонны, что затрудн ет процесс бурени  и может привести к обрыву водоотделительной колонны и потере бурового инструмента.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  морской кондуктор дл  бурени  с бурового судна, включающий собственно морской кондуктор, расположенный в его нижней части телескопический компенсатор , два угловых компенсатора и опорный узел, выполненный в виде донной плиты с присоединенным к ней хвостовиком, имеющим породоразрушающий инструмент дл  заглублени  в грунт.

При выполнении буровых работ морОКОЙ кондуктор опускают через шахту бурового судна на морское дно, вращением его с судна заглубл ют хвостовик с породоразрущающим инструментом до тех пор, пока донна  плита не достигнет поверхности дна. Зафиксированный в верхней части к буровому судну и закрепленный нижней частью на морском дне морской кондуктор образует гибкий трубчатый канал между буровым судном и морским дном, через которые пропускаетс  бурильна  колонна с колонковым грунтоносным инструментом .

Недостатком известного морского кондуктора  вл етс  низка  зффективность процесса бурени  вследствие ограниченной гибкости морского кондуктора, вызванной кон.структивными особенност ми угловых компенсаторов. Увеличение продельнь1хуглов отклонени  последних повлечет за собой снижение прочности морского кондуктора. Кроме того, сложность и продолжительность операций по спуску морского кондуктора, обусловленные большим весом и габаритами морского кондуктора и необходимостью заглубл ть хвостовик с вращением, вызывают снижение зффективности буровых работ.

Известно устройство, содержащее опорный узел, выполненный в виде двух расположенных концентрично колонне подвижных втулок, св занных между собой посредством шарнирных т г, на которых закреплены опорные злементы. Така  конструкци  позвол ет уменьшить габариты опорного узла при выполнении спускоподъемных операций.

Однако не известно оборудование подвижной втулки фиксирующим злементом.

выполненным с возможностью взаимодействи  с водоотделительной колонной в рабочем положении опорного узла. Это позволит повысить эффективность процесса бурени  за счет воспри ти  опорным узлом реактивного крут щего момента от силового вертлюга и возможности креплени  скважины путем заглублени  водоотделительной колонны при нерабочем положении опорного узла.

Известно выполнение фиксирующего элемента в виде подпружиненных плашек с толкател ми.

Однако не известна установка фиксирующего злемента в нижней подвижной втул .ке и установка толкателей с возможностью взаимодействи  с верхней подвижной втулкой . Такое выполнение позволит обеспечить фиксацию водоотделительной колонны в опорном узле только при рабочем положении последнего, а следовательно, надежно стабилизировать водоотделительную колонну на морском дне.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности процесса бурени  путем устранени  жесткой св зи морского кондуктора и бурового судна и обеспечение стабилизации водоотделительной колонны на дне с помощью малогабаритного опорного узла.

Цель достигаетс  тем, что в морском кондукторе дл  бурени  с бурового судна, включающем водоотделительную колонну и опорный узел, последний выполнен в виде двух расположенных концентрично водоотделительной колонне подвижных втулок, св занных между собой посредством шарнирных т г, на которых закреплены опорные злементы, подвижна  втулка оборудована фиксирующим злементом, а верхн   подвижна;)-втулка св зана с буровым судном грузовым тросом, причем верхн   часть водоотделительной колонны оборудована направл ющими дл  силового вертлюга, а фиксирующий элемент выполнен с возможностью взаимодействи  с водоотделительной колонной в рабочем положении опорного узла, фиксирующий элемент установлен в нижней подвижной втулке и выполнен в виде подпружиненных конусных зажимных плашек, снабженных толкател ми, которые установлены с возможностью взаимодействи  с верхней подвижной втулкой.

На фиг. 1 изображен морской кондуктор при спуске опорного узла; на фиг. 2 - то же, в процессе,бурени , на фиг. 3 - узел I на фиг. 2.

Морской кондуктор дл  бурени  с бурового судна включает водоотделительную колонну , состо щую из обсадной колонны 1 и

верхней трубы 2; оборудованной направл ющими 3 дл  силового вертлюга, в состав которого вход т вращатель 4 и механизм 5 подачи. Концентрично водоотделительной колонне расположен опорный узел, состо щий из верхней 6 и нижней 7 подвижных втулок, которые св заны между собой минимум трем  парами шарнирных т г. Кажда  из этих пар включает верхнюю 8 и нижнюю 9 т ги, шарнирно соединенные между собой и с подвижными втулками б и 7. На нижних т гах 9 закреплены опорные элементы 10 (фиг. 1).

В нижней подвижной втулке 7 размещен фиксирующий элемент, состо щийиз конусных зажимных плащек 11, то/1кателей 12 и пружин 13 (фиг. 3). Верхн   подви Цна  втулк,а 6 св зана грузовым тросом 14 с лебедкой 15, размещенной на буровом судне

16. Вращатель 4 и механизм 5 подачи силового вертлюга св заны с буровым снар дом

17,который размещаетс  внутри обсадной колонны 1, шлангом 18 с насосом 19, тросом

20 с лебедкой 21 и силовым кабелем 22 с приводом 23, расположенным на буровом судне 16 (фиг. 2).

Морской кондуктор работает следующим образом.

Первоначально в шахту бурового судна 16 опускаетс  водоотделительна  колонна, состо ща  из обсадной колонны 1 и верхней трубы 2. Под действием собственного веса обсадна  колонна 1 незначительно заглубл етс  в донные отложени . После этого на водоотделительную колонну одеваетс  опорный узел - вначале нижн   подвижна  втулка 7, а затем верхн   6. Под действием веса нижней втулки 7 шарнирные т ги 8 и 9 остаютс  в разложенном состо нии (фиг. 1). Благодар  этому опорный узел имеетнезначительные габариты, что позвол ет производить его спуск через небольшую шахту бурового судна 16 при значительной длине т г 8 и 9. ,

Когда нижн   подвижна  втулка 7 коснетс  дна, на ослабленном грузовом тросе 14 начинает опускатьс  верхн   подвижна  втулка 6. Шарнирные т ги 8 и 9 складываютс . В нижнем своем положении верхн   подвижна  втулка 6 взаимодействует с толкателем 12, который перемещает вниз конусную зажимную плашку 11, сжима  пружину 13. Конусные зажимные плашки 11 фиксируют нижнюю подвижную втулку 7 на обсадной колонне 1 (фиг. 3). В этот момент опорные элементы 10 ложатс  на дно.

После этого в водоотделительную кол лонну опускаетс  буровой снар д 17, св занный с механизмом 5 подачи и

вращателем 4, и осуществл етс  бурение. При этом энерги  подаетс  по силовому кабелю 22 от привода 23, а промывочна  жидкость - по шлангу 18 от насоса 19.

По мере углубки бурового снар да 17 вращатель 4 и механизм 5 подачи перемещаютс  по направл ющим 3 верхней трубы 2 (фиг. 2). Реактивный крут щий момент от вращател  4 воспринимаетс  водоотделительной колонной и опорным узлом. При этом опорные элементы 10 имеют достаточно большую площадь соприкосновени  с поверхностью морского дна дл  того, чтобы при работающем вращателе 4 водоотделительна  колонна с зафиксированным на ней опорным узлом сохран ли неподвижность. Размещение вращател  4 и механизма 5 подачи в верхней части водоотделительной колонны позвол ет избежать жесткой св зи бурового снар да 17 с буровым судном 16, что исключает вредное воздействие качки на процесс бурени .

Предлагаемый морской контур позвол ет производить крепление пробуренной скважины без использовани  дополнительной обсадной колонны. Дл  этого после очег редного рейса силовой вертлюг и буровой снар д 17 извлекаютс  из водоотделительной колонны троса 20 лебедки 21. Верхн   труба 2 с направл ющими 3 отсоедин етс  от обсадной колонны 1 и на ее место накручиваетс  очередна  секци  обсадной колонны 1. Верхн   подвижна  втулка 6 опорного узла приподнимаетс  лебедкой 21. Пружина 13 разжимаетс , перемещает конусные зажимные плашки 11 вверх и освобождает обсадную колонну, котора  под действием собственного веса или с помощью ударного (вибрационного) механизма, присоединенного наверху, опускаетс  на необходимую глубину. Затем опускаетс верхн   подвижна  втулка 6, котора , контактиру  с толкател ми 12, вызывает перемещение конусных зажимных плашек 11. Водоотделительна  колонна фиксируетс  в опорном узле, после чего присоедин етс  труба 2, опускаетс  буровой снар д 17 с силовым вертлюгом и продолжаетс  процесс бурени .

По окончании работ морской кондуктор извлекают на борт бурового судна 16. Дл  этого, приподн в верхнюю подвижную втулку 6, расфиксируют водоотделительную колонну в опорном узле согласно описанному (буровой снар д 17 и силовой вертлюгизвлечены из морского кондуктора). Водоотделительную колонну извлекают с помощью лебедки 21 или любого выбивного устройства . После этого на грузовом тросе 14 извлекаетс  опорный узел. При перемещении

верхней подвижной втулки вверх т ги 8 и 9 раскладываютс  и опорный узел приобретает компактный вид, удобный дл  подъема через шахту бурового судна 16.

Использование предлагаемого морского кондуктора повысит эффективность процесса бурени  путем устранени  жесткой св зи кондуктора и бурового судна и обеспечени  стабилизации водоотделительной колонны на дне с помощью малогабаритного опорного узла.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Морской кондуктор дл  бурени  с бурового судна, включающий колонну водоотдел ющих труб и установленный концентрично им опорный узел, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  эффективности бурени  за счет повышени  устойчивости водоотдел ющей колонны,

   опорный узел выполнен в виде подвижно установленных одна над другой двух втулок, св занных между собой посредством шарнирных т г, нижние из которых имеют опорные злементы, одна из втулок имеет фиксирующий узел, установленный с возможностью взаимодействи  с колонной водоотдел ющих труб в рабочем положении, а верхн   втулка имеет грузовой трос дл  св зи с буровым судном, причем внутренн   поверхность верхней части водоотдел ющей колонны выполнена с направл ющими под силовой вертлюг.
2. 2. Кондуктор по п. 1,отличающийс   тем, что фиксирующий узел выполнен в виде подпружиненных конусных зажимных плашек, установленных на верхнем торце нижней втулки и имеющих выступающие толкатели дл  взаимодействи  с верхней подвижной втулкой.

   W

   2/

   15

   Фиг. г

   Фи2.3