RU2088740C1 - Device for hole casing in insecure rocks - Google Patents
Device for hole casing in insecure rocks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088740C1 RU2088740C1 RU94001003A RU94001003A RU2088740C1 RU 2088740 C1 RU2088740 C1 RU 2088740C1 RU 94001003 A RU94001003 A RU 94001003A RU 94001003 A RU94001003 A RU 94001003A RU 2088740 C1 RU2088740 C1 RU 2088740C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- string
- casing
- shoe
- seat
- drill string
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims description 17
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для крепления интервалов скважин с неустойчивыми породами. The invention relates to drilling equipment and can be used for fastening intervals of wells with unstable rocks.
Известно устройство для крепления скважин в неустойчивых породах (авт. св. СССР 1143825, кл. E 21 B 7/20, опублик. 07.03.85), содержащее бурильную колонну, размещенную внутри обсадной. Обсадная колонна имеет внутренний направляющий выступ для радиального смещения буровой коронки. Устройство снабжено радиально-упорным подшипником скольжения с верхней и нижней концевыми обоймами, имеющими конические рабочие поверхности, и хвостовиком, соединенным с нижней частью обсадной колонны с возможностью вращения вокруг ее оси, при этом верхняя кольцевая обойма скреплена с бурильной колонной и имеет пазы для прохода выходящего потока бурового шлама. Нижняя кольцевая обойма скреплена с обсадной колонной и имеет пазы для прохода буровой коронки при транспортировании бурильной колонны внутри обсадной колонны. A device for fastening wells in unstable rocks (ed. St. USSR 1143825, class E 21 B 7/20, published. 07.03.85), containing a drill string located inside the casing. The casing has an internal guide protrusion for radial displacement of the drill bit. The device is equipped with an angular contact sliding bearing with upper and lower end cages having conical working surfaces, and a shank connected to the lower part of the casing with the possibility of rotation around its axis, while the upper annular casing is fastened to the drill string and has grooves for the exit drill cuttings flow. The lower annular yoke is bonded to the casing and has grooves for the passage of the drill bit when transporting the drill string inside the casing.
Данный метод слабо эффективен из-за невозможности проведения изоляционных работ, т.е. цементирования скважин. Кроме этого, конструкция не надежна в эксплуатации, поскольку при транспортировке обсадной колонны возможно ее заклинивание, что приводит к отсутствию перекрытия необходимого интервала неустойчивых пород и повышает аварийность работ. Спускаемая обсадная колонна способствует значительной потере диаметра скважины, что затрудняет дальнейшую ее эксплуатацию. This method is weakly effective due to the impossibility of carrying out insulation work, i.e. cementing wells. In addition, the design is not reliable in operation, since it is possible to jam the casing during transportation of the casing, which leads to the lack of overlapping of the necessary interval of unstable rocks and increases the accident rate. The descent casing contributes to a significant loss in the diameter of the well, which complicates its further operation.
Известно также устройство для крепления скважин (авт. св. СССР 1250637, кл. E 21 B 7/20, опублик. 29.12.84), содержащее буровую колонну с закрепленным в ее нижней части породоразрушающим инструментом и размещенную концентрично ей обсадную колонну. There is also known a device for fastening wells (ed. St. USSR 1250637, class E 21 B 7/20, published 29.12.84), containing a drill string with a rock cutting tool fixed in its lower part and placed casing concentrically to it.
Устройство снабжено стаканом, размещенным концентрично с внешней стороны обсадной колонны, кареткой с разжимными элементами, а обсадная колонна выполнена с прорезью вдоль ее образующей. The device is equipped with a glass placed concentrically on the outside of the casing, a carriage with expandable elements, and the casing is made with a slot along its generatrix.
Основным недостатком этой конструкции является ее низкая надежность эксплуатации из-за возможного заклинивания обсадной колонны, а также слабая эффективность крепления из-за невозможности проведения изоляционных работ. Кроме этого, данная конструкция также способствует значительной потере внутреннего диаметра скважины. The main disadvantage of this design is its low reliability of operation due to possible jamming of the casing string, as well as poor mounting efficiency due to the impossibility of insulating work. In addition, this design also contributes to a significant loss of the inner diameter of the well.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для крепления скважин в неустойчивых породах (авт. св. СССР 1461851, кл. E 21 B 7/00, опублик. 28.02.89), содержащее обсадную колонну и размещенную внутри нее бурильную колонну. The closest technical solution to the claimed is a device for fastening wells in unstable rocks (ed. St. USSR 1461851, class E 21 B 7/00, published. 02.28.89), containing a casing string and a drill string placed inside it.
К бурильной колонне ниже башмака обсадной колонны прикреплен породоразрушающий инструмент. Устройство снабжено уплотнительным элементом, размещенным в пространстве между обсадной и бурильной колоннами. A rock cutting tool is attached to the drill string below the casing shoe. The device is equipped with a sealing element located in the space between the casing and the drill string.
Устройство позволяет производить крепление интервалов скважин в неустойчивых породах. The device allows for fixing intervals of wells in unstable rocks.
Однако эффективность и надежность эксплуатации также, как и у предыдущих аналогов, невелика. However, the efficiency and reliability of operation, as well as the previous analogues, is small.
Низкая надежность обусловлена возможным заклиниванием обсадной колонны и, как следствие, отсутствием перекрытия необходимого интервала неустойчивых пород, а также потерей внутреннего диаметра скважины. Low reliability is due to possible jamming of the casing and, as a consequence, the lack of overlap of the necessary interval of unstable rocks, as well as the loss of the inner diameter of the well.
Цель изобретения повышение эффективности и надежности крепления скважин в неустойчивых породах при сохранении максимально возможного внутреннего диаметра. The purpose of the invention is to increase the efficiency and reliability of fastening wells in unstable rocks while maintaining the maximum possible internal diameter.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для крепления скважин в неустойчивых породах, включающее обсадную колонну и размещенную внутри нее с возможностью совместного вращения и рассоединения бурильную колонну, обсадная колонна выполнена в виде концентрично расположенных внутренней и наружной колонн, при этом внутренняя колонна выполнена с возможностью выдвижения по направлению к забою скважины и фиксации в нижнем положении относительно наружной колонны и с посадочным местом в нижней части полости, а устройство снабжено обратными клапанами, размещенными в стенке верхней части внутренней колонны и разбуриваемым узлом, размещенным на посадочном месте внутренней колонны и выполненными в виде башмака с осевым каналом, в котором установлены обратный клапан и пружинное кольцо для фиксации клапана относительно башмака и элемента фиксации башмака на посадочном месте внутренней колонны, при этом разбуриваемый узел закреплен на бурильной колонне посредством срезного элемента. This goal is achieved by the fact that in the device for fastening wells in unstable rocks, including the casing and placed inside it with the possibility of joint rotation and disconnection of the drill string, the casing is made in the form of concentrically arranged inner and outer columns, while the inner string is made with the possibility extension towards the bottom of the well and fixing in the lower position relative to the outer column and with a seat in the lower part of the cavity, and the device is equipped with fraternal valves located in the wall of the upper part of the inner column and a drillable assembly located on the seat of the inner column and made in the form of a shoe with an axial channel in which a check valve and a spring ring are installed to fix the valve relative to the shoe and the shoe fixation element on the seat of the inner the column, while the drillable assembly is fixed to the drill string by means of a shear element.
Обычно в процессе бурения скважины для изоляции осложненных интервалов и несовместимыми условиями бурения или неустойчивыми горными породами в напряженно-деформированном состоянии массива (особенно пластичных отложений) используются конструкции дополнительных промежуточных обсадных колонн с различными механизмами их фиксации, приводящие к потере внутреннего диаметра скважины из-за необходимости спуска обсадных колонн до кровли осложненных интервалов и спуска дополнительной промежуточной (потайной, хвостовика и т. п.) обсадной колонны для их перекрытия и крепления. Typically, in the process of drilling a well to isolate complicated intervals and incompatible drilling conditions or unstable rocks in the stress-strain state of the array (especially plastic deposits), designs of additional intermediate casing strings with various mechanisms of their fixation are used, leading to the loss of the internal diameter of the well due to the need descent of casing strings to the roof of complicated intervals and descent of additional intermediate (countersunk, liner, etc.) casing stakes onna for their overlapping and fastening.
Заявляемое устройство позволяет после спуска колонн до кровли неустойчивых отложений осуществлять перекрытие интервала неустойчивых пород выдвижением внутренней колонны труб и проведением изоляционных работ. The inventive device allows, after lowering the columns to the roof of unstable deposits, to overlap the interval of unstable rocks by extending the inner pipe string and conducting insulation work.
При этом использование конструкции сварных безмуфтовых колонн труб в компоновке спускаемой муфтовой обсадной колонны обеспечит максимальную сохранность внутреннего диаметра конструкции скважины при выполнении необходимых требований для изоляции (перекрытия и крепления) неустойчивых отложений и расширит эксплуатационные возможности скважины. At the same time, the use of the design of welded collarless pipe strings in the layout of the descent collar casing will ensure maximum preservation of the inner diameter of the well structure while fulfilling the necessary requirements for isolation (overlapping and fastening) of unstable deposits and expand the operational capabilities of the well.
Кроме этого, закрепление разбуриваемого узла на внутренней колонне труб позволяет повысить эффективность крепления скважины в неустойчивых породах при сохранении возможного внутреннего диаметра. In addition, the fastening of the drilled unit on the inner pipe string allows to increase the efficiency of the fastening of the well in unstable rocks while maintaining a possible internal diameter.
Перечисленное позволяет сделать вывод о наличии в заявляемом техническом решении "изобретательского уровня". The above allows us to conclude that there is a "inventive step" in the claimed technical solution.
На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого устройства. The drawing shows a longitudinal section of the proposed device.
Устройство состоит из двух концентрично расположенных наружной 1 и внутренней 2 колонн труб и размещенной внутри них бурильной колонны 3 с возможностью совместного вращения и рассоединения. Внутренняя колонна труб 2 выполнена с возможностью выдвижения по направлению к забою скважины и фиксации на наружной колонне труб 1, для чего наружная колонна 1 имеет в нижней и верхней частях патрубки 4 и 5 с резьбовыми соединениями. The device consists of two concentrically arranged outer 1 and inner 2 pipe columns and a drill string 3 located inside them with the possibility of joint rotation and disconnection. The inner pipe string 2 is made to extend toward the bottom of the well and fix on the outer pipe string 1, for which the outer pipe 1 has pipes 4 and 5 with threaded joints in the lower and upper parts.
Внутренняя колонна 2 имеет в нижней части патрубок 6 с посадочным местом для компоновки низа бурильной колонны 3, а верхней обратные клапаны 7 для перетока цементного раствора и патрубок с фиксируемым резьбовым соединением 8, в котором выполнены пазы для захвата бурильной колонны 3. Кулачки узла захвата 10 связаны нелицовым соединением с бурильной колонной 3. The inner string 2 has a pipe 6 at the bottom with a seat for arranging the bottom of the drill string 3, and the upper one has check valves 7 for cement flow and a pipe with a fixed threaded connection 8, in which grooves are made for gripping the drill string 3. Cams of the gripping unit 10 connected by a non-facet connection to the drill string 3.
Разбуриваемый узел 9, размещенный на посадочном месте внутренней колонны, имеет башмак 11 с осевым каналом, в котором установлен обратный клапан 16 и пружинное колесо 15, для фиксации клапана относительно башмака, винты элементы фиксации 12 башмака на посадочном месте внутренней колонны, при этом разбуриваемый узел закреплен на бурильной колонне посредством среднего элемента, состоящего из башмачного патрубка 13 со срезными штифтами 14, и упорного кольца 17. The drillable assembly 9, located on the seat of the inner column, has a shoe 11 with an axial channel in which the check valve 16 and the spring wheel 15 are installed, for fixing the valve relative to the shoe, screws fixation elements 12 of the shoe on the seat of the inner column, while the drillable assembly fixed to the drill string by means of a middle element consisting of a shoe 13 with shear pins 14 and a thrust ring 17.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В скважину спускают смонтированные элементы обсадных колонн 1 и 2, затем производят крепление обсадной колонны 1. Mounted elements of casing strings 1 and 2 are lowered into the well, then casing 1 is fastened.
Нижние резьбовые соединения наружной обсадной колонны 1 фиксируются сваркой или штифтами, а кроме того, обсадная колонна 1 цементируется. The lower threaded connections of the outer casing 1 are fixed by welding or pins, and in addition, the casing 1 is cemented.
Резьбовые соединения патрубков 5 и 8 фиксируются штифтами, что удерживает обсадную колонну 2 от проворота до спуска и начала вращения бурильной колонны 3. The threaded connections of the nozzles 5 and 8 are fixed with pins, which keeps the casing 2 from turning to lowering and starting the rotation of the drill string 3.
Компоновку низа бурильной колонны 3 опускают после углубления скважины на длину больше выдвигаемой внутренней колонны труб 2. The layout of the bottom of the drill string 3 is lowered after deepening the well to a length greater than the retractable inner string of pipes 2.
Производят фиксацию бурильной колонны 3 с внутренней колонной труб 2, при этом узел захват 10 кулачкового механизма бурильной колонны 3 соединяют с пазами патрубка 8 внутренней колонны 2. После ввода кулачков узла захвата 10 в пазы патрубка 8 внутренней колонны 2, вращением вправо производят фиксацию бурильной колонны 3 с внутренней колонной 2. The drill string 3 is fixed with the inner pipe string 2, while the grip assembly 10 of the cam mechanism of the drill string 3 is connected to the grooves of the pipe 8 of the inner string 2. After the cams of the grip assembly 10 are inserted into the grooves of the pipe 8 of the inner string 2, the drill string is fixed to the right 3 with inner column 2.
Вращением бурильной колонны 3 выводят внутреннюю колонну 2 из резьбового соединения 5, после чего производят спуск внутренней колонны труб 2 с промывкой через обратные клапаны 7 до места соединения патрубка 8 колонны труб 2 с нижним патрубком 4 наружной колонны 1. By rotating the drill string 3, the inner string 2 is withdrawn from the threaded connection 5, after which the inner string of pipes 2 is lowered and flushed through check valves 7 to the junction of the pipe 8 pipe string 2 with the lower pipe 4 of the outer string 1.
В процессе осевого перемещения бурильной колонны вниз с вращением колонна 2 удерживается на компоновке низа бурильной колонны 3 кулачками узла захвата 10, введенными в пазы патрубка 8. При соединении патрубка 8 по резьбе с патрубком 4 происходит наворот до упора, причем длина выдвигаемой внутренней колонны труб 2 контролируется по контрольным замерам на поверхности. In the process of axial movement of the drill string downward with rotation, the string 2 is held on the layout of the bottom of the drill string 3 by the jaws of the grip assembly 10 inserted into the grooves of the nozzle 8. When connecting the nozzle 8 along the thread with the nozzle 4, the bend is up to the stop, and the length of the retractable inner pipe string 2 controlled by control measurements on the surface.
Осуществив таким образом процесс перекрытия, проводят крепление осложненного интервала пород. Для этого через бурильную колонну 3 закачивают изоляционный материал (тампонажный раствор и т.д.) с выходом заколонного бурового раствора через обратные клапаны 7. By performing the overlap process in this way, the complicated rock interval is fastened. For this, insulating material (cement slurry, etc.) is pumped through the drill string 3 with the outlet of the annular drilling fluid through the check valves 7.
После закачки требуемого объема изоляционного материала и посадки продавочной пробки на упорное кольцо 17 происходят срез штифтов 14 и отсоединение разбуриваемого узла 9 от бурильной колонны 3. При этом разбуриваемый узел 9 фиксируется пружинным кольцом 15 и винтами фиксации 12 в посадочном месте патрубка 6 и остается в скважине на внутренней колонне 2. After pumping the required volume of insulating material and landing the squeeze plug on the thrust ring 17, the pins 14 are cut off and the drillable assembly 9 is disconnected from the drill string 3. At the same time, the drillable assembly 9 is fixed by a spring ring 15 and fixing screws 12 in the seat of the pipe 6 and remains in the well on the inner column 2.
После отсоединения разбуриваемого узла 9 от бурильной колонны 3 вращением влево бурильной колонны выводят кулачки узла захвата 10 из пазов патрубка 8 внутренней колонны 2 и осуществляются подъем бурильной колонны 3. Дальнейшее углубление скважины производят после затвердевания изоляционного материала посредством бурения разбуриваемого узла 9. After disconnecting the drillable assembly 9 from the drill string 3, the cams of the grip assembly 10 are removed from the grooves of the pipe 8 of the inner string 2 and the drill string 3 is lifted. Further deepening of the well is carried out after the insulation material has solidified by drilling the drill assembly 9.
Для доказательства преимуществ заявляемой конструкции приведены проектные и измененные в процессе бурения конструкции скважин с различными решениями перекрытия интервалов неустойчивых отложений горных пород, мм: проектная конструкция скважины 508-340-245-178/168; измененная с применением дополнительных промежуточных обсадных колонн 508-340•273-194-140/127 или 508-340-245•178-127/114; с применением конструкции сварных безмуфтовых труб 508-340(377•324)-245-178/168 или 508-340-245(273•219)-168/146. To prove the advantages of the claimed design, design and modified well designs with various solutions for overlapping intervals of unstable rock deposits are given, mm: design well design 508-340-245-178 / 168; modified with the use of additional intermediate casing strings 508-340 • 273-194-140 / 127 or 508-340-245 • 178-127 / 114; using the construction of welded sleeveless pipes 508-340 (377 • 324) -245-178 / 168 or 508-340-245 (273 • 219) -168/146.
Таким образом, включение в компоновку муфтовых 340 или 245 мм обсадных колонн соответственно конструкции из сварных безмуфтовых труб диаметрами 377•324 и 273•219 мм приводит к сохранению максимально возможного внутреннего диаметра скважины. Thus, the inclusion in the layout of coupling 340 or 245 mm casing strings, respectively, of a design of welded sleeveless pipes with diameters of 377 • 324 and 273 • 219 mm, preserves the maximum possible internal diameter of the well.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94001003A RU2088740C1 (en) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | Device for hole casing in insecure rocks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94001003A RU2088740C1 (en) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | Device for hole casing in insecure rocks |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94001003A RU94001003A (en) | 1995-07-20 |
RU2088740C1 true RU2088740C1 (en) | 1997-08-27 |
Family
ID=20151401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94001003A RU2088740C1 (en) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | Device for hole casing in insecure rocks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2088740C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462576C1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-09-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Device for extension of well casing string |
RU2778120C1 (en) * | 2022-02-04 | 2022-08-15 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Expandable piping system for fixing trouble zones while drilling wells |
-
1994
- 1994-01-12 RU RU94001003A patent/RU2088740C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1461851, кл. E 21 B 7/20, 1986. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462576C1 (en) * | 2011-04-12 | 2012-09-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Device for extension of well casing string |
RU2778120C1 (en) * | 2022-02-04 | 2022-08-15 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Expandable piping system for fixing trouble zones while drilling wells |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5287921A (en) | Method and apparatus for setting a whipstock | |
US8066069B2 (en) | Method and apparatus for wellbore construction and completion | |
EP0764234B1 (en) | Whipstock assembly | |
EP0837978B1 (en) | Single trip whipstock assembly | |
RU2667542C1 (en) | Directional drilling with the shank element simultaneous feeding with possibility of fastening by snaps for the multiple round-trip operations | |
NO322081B1 (en) | Lining bushing for use reaches a cross between a main well flow conductor and a lateral well bore | |
US5025864A (en) | Casing hanger wear bushing | |
NO326011B1 (en) | Method and apparatus for completing multilateral sources | |
NO340186B1 (en) | Method of drilling a wellbore in an underground formation | |
CN202266237U (en) | Stage cementing device for oil well completion | |
US11933174B2 (en) | Modified whipstock design integrating cleanout and setting mechanisms | |
RU2088740C1 (en) | Device for hole casing in insecure rocks | |
RU2437997C1 (en) | Procedure for unstable rock simultaneous opening and casing at hole drilling | |
US2688463A (en) | Directional drilling apparatus | |
RU2513956C1 (en) | Method for construction of downhole splitter and whipstock for its implementation | |
EP3140495B1 (en) | Casing drilling system and method | |
RU2719875C1 (en) | Assembly of drill string bottom for drilling of offshoots from horizontal part of uncased well | |
SU1435743A1 (en) | Stationary deflector | |
RU2810382C1 (en) | Device for simultaneous drilling and fixing of sloughing zones and collapses when drilling well | |
RU2021474C1 (en) | Device for pressure-testing of tubing in well | |
WO1995017577A1 (en) | Apparatus and method for completing a well | |
SU1661352A1 (en) | Dual drill pipe | |
RU1768744C (en) | Deflector | |
SU1142614A1 (en) | Apparatus for drilling boreholes | |
SU1728464A1 (en) | Device for borehole deflection |