SU876946A1 - Способ установки направлени морской скважины в перемежающихс по механическим свойствам грунтах и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ УСТАНОВКИ НАПРАВЛЕНИЯ МОРСКОЙ СКВАЖИНЫ В ПЕРЕМЕЖАЮЩИХСЯ ПО МЕХАНИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ ГРУНТАХ И УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относитс  к бурению с плав,учих буровых установок, в частности к способу заглублени  направл ющей колонны в илистых грунтах, перемежающихс  твердыми породами.

Известен способ установки направл ющей колонны, котора   вл етс  также илоотдел ющей, с одновременным разбуриванием грунта шарошечным долотом в пределах внутреннего диаметра направлени . Долото при этом располагаетс  несколько ниже башмака колонны и вращаетс  забойным гидравлическим двигателем, жестко св за ным с ут желенными бурильными трубами, которые креп тс  байонетным соединением с направл ющей колонной 1 .

Указанный способ установки -направл ющей колонны применим в рыхлых илистых грунтах с пропластками более твердых пород только небольшой мощности , которые разрушаютс  бапмаком колонн. Недостатком этого способа  вл етс  невозможность применени  при наличии твердых пропластов,. которые не могут быть разрушены башмаком колонны, что в свою очередь требует установки дополнительной колонны направлени .

Известен способ установки направлени  морской скважины в перемеживающихс  по механическим свойствам грунтах с одновременным бурением под него пилотным долотом и раздвижным расширителем 23 .

Недостатком этого способа  вл етс  невозможность его применени  в услови х , когда твердые породы покрыты

10 слоем рыхлого илистого грунта, который заполн ет затрубное пространство после прекращени  подачи промывочной жидкости, что ухудшает услови  и качество цементировани  направлени  и V5 требует установки дополнительной

нлоотдел юцей колонны дл  перекрыти  рыхлых грунтов, а следовательно, увеличивает затраты времени на создание фундамента скважины.

20

Цель изобретени  - упрощение конструкции скважины и сокращенно затрат времени на установку направлени  морской скважины в перемежающихс  по механическим свойствам грунтах.

25

Поставленна  цель достигаетс  тем, что бурение в рыхлых и твердых грунтах осуществл етс  за один рейс: в рыхлых грунтах - в пределах внутрен30 него диаметра направлени ,а в творi&jx - за пределами наружного диаметра направлени . Известно устрюйство дл  установки направлени , содержащее пилотное долото , раздвижной расширитель,гидравлический забойцый. двигатель с полым валом и составной шток РЗ . Однако такое устройство не имеет возможности перевода режущих элемен тов расширител  из раскрытого положе ни  в сложенное и обратно в процесс бурени  пилотным долотом. Цель изобретени  - возможность бу рени  в рыхлых и твердых грунтах за один рейс, в рыхлых грунтах в пределах внутреннего диаметра направлени , а в твердых - за пределами наружного диаметра направлени . Указанна  цель достигаетс  тем, что верхн   часть составного штока выполнена съемной, снабжена подвижной в осевом направлении втулкой с конической поверхностью дл  взаимодействи  с полым валом и наконечником дл  взаимодействи  с нижней частью составного штока. .На фиг. 1 изображено направление погруженное в илистый грунт (режущие элементы расширител  сложены); на фиг.2 - погружение направлени  в тве дый грунт (режущие элементы расширител  разведены); на фиг. 3 .- око чание бурени  твердого грунта, момент установки башмака направлени  на кольцевой уступ; на фиг. 4 - цем тирование направлени  на фиг.5 устройство при бурении в рыхлых грунтах,разрел/ на фиг. 6 - то же, при бурении в твердых грунтах, разрез . , . . . Направление 1 (фйг.1) погружаетс в рыхлый грунт 2 под действием собственной-массы и массы ут желенных .бурильных труб (УБТ) 3, соединенных с направлением 1, разбуривание рыхлого грунта 2 производитс  в пределах внутреннего диаметра направлени 1. шарошечным долотом 4, присоедийенным к раздвижному расширителю 5, породоразрушающие элементы которого наход тс  в сложенном положении.Бра щение долота 4 и разДвижногорасширител  5 производитс  забойным двигателем 6. Вынос-выбуренного грунта 2 происходит по кольцевому каналу между направлением 1 и УБТ 3 циркул ционной жидкостью, отработанной в забойном двигателе 6. На границе междУ рыхлым грунтом 2 и твердым грунтом 7 породоразрушаквдие элементы раздвижного расшири л  5 перевод тс  в рабочее положение (фиг.2) и бурение ведетс  за пр делами наружного диаметра направлени  до проектной глубины. После достижени  проектной глуби ны бурени  элементы раздвижного рас ширител  складываютс  и башмак 8 направлени  опираетс  на кольцевой забой 9 (фиг.З). Чтобы разъединить. УБТ от направлени , производитс  дальнейшее бурение в пределах внутреннего диаметра направлени  на величину фиг-урного паза байонетного соединени  10. Освобожденную колонну УБТ с забойным двигателем 5 извлекают наружу и вместо них в направление на бурильных трубах или УБТ спускают пакер 11 (фиг.4), который обеспечивает движение цементного раствора по затрубному пространству 12, сообщающемус  с внутренней полостью направлени  1 через отверсти  13. Йосле цементировани  и схватывани  цементного раствора пакер 11 извлекаетс  или разбуриваетс . Реализаци  способа установки направлени  осуществл етс  с помощью устройства (фиг.5 и 6), включающего пилотное долото 4, раздвижной расширитель 5, гидравлический забойный двигатель - турбобур 6 с полым валом 14 и составной шток 15, состо щий из верхней съемной части 16 и нижней части 17. Раздвижной расширитель 5 состоит из корпуса 18, переводников 19 и 20 дл  присоединени  к палому валу 14 и пилотному долоту 4, порЬдоразруг шающих элементов 21, Установленных на ос х 22 нижней части 17 составного штока 15, удерживаемой в верхнем положении пружиной 23 и снабженной поршн ми 24 и 25, заплечиками 26 и 27, а также промывочными отверсти ми 28. Дл  взаимодействи  с верхней съемной частью 16 составного штока 15 имеетс  посадочна  поверхность 29, корпус 18 центрируетс  в башмаке 8 направлени  1 с помощью стабилизатора 30. Турбобур 6 состоит из корпуса 31, турбины 32, опоры 33, ниппел  34 со стабилизатором 35, переводника 36 дл  присоединени  к УБТ 3 и полого вала 14 с посадочным седлом 37, в котором размещаетс  съемна  пробка 38 (фиг.5) и верхн   съемна  часть 16 составного.штока 15 (фиг.6). Дл  взаимодействи  с посадочным седлом 37 верхн   съемна  часть 16 снабжена подвижной в осевом направлении втулкой 38, имеющей наружный диаметр меньше, чем внутренний диаметр отверсти  в полом валу 14,.что обеспечивает гарантированное прохождение верхней съемной части 16 через полый вал 14.. . Составной шток 15 в верхней съемной части 16 имеет отверстие 39. с высоким гидравлическим сопротивлением дл  предотвращени  зашламовывани  отверсти  в. полом валу 14, а в нижней части 17 отверстие 40 с низким гид . рав.т ическим сопротивлением дл  подачи жидкости в пилотное долото 4 J Взаимодействие между двум  част ми составного штока 15 осуществл етс  с помощью наконечника 41 с конической посадочной поверхностью. Устройство работает следующик об разом. При спуске направлени  1 на УБТ в илистом грунте 2 раздвижной расши тель 5 находитс  в транспортном положении , т.е. его породоразрушающие элементы 21 утоплены в пазах корпус 19 (фиг.5). Разрушение рыхлого грун та 2 производитс  пилотньли дрлотом и частично породоразрушающими элементами 21 раздвижного расширител  5, вращаемых турбобуров 6. Удержива ютс  породоразрушающие элементы 21 в сложенном положении при помощи заплечиков 26 и 27 на нижней части 17 составного штока 15, который находитс  в верхнем положении под действием усили  пружины 23. При этом незначительный перепад давлени  в отверстии 40 составного штока 15, действующий на поршни 24 и 25 равнь1Х диаметров D и 0 , не снижает практически усили  пружины 23. Дл  уменьшени  размыва ила наружный диаметр пилотного долота 4 выбираетс  по возможности минимальным , как и вылет А породоразрушающи элементов 21 из под башмака 8 направлени  1.. Промывка ступенчатого забо  ведетс  через пилотное долото 4 и отверстие 28 в поршне 25 морской во-, дои отработанной в турбине 32 трубо бура 6. Отверстие в полом валу 14 п этом перекрыто съемной пробкой 38. После прохождени  толщи рыхлого грунта 2 (фиг.2) съемна  пробка 38 Извлекаетс  .овершотом и в УБТ 3 сбр сываетс  верхн   съемна  часть 16 составного штока 15 (фиг.). Наконечник 41 са цтс  в посадочное седло 29, а втулка 38 в посадочное седло 37 в полом валу 14, обеспечива  надежное уплотнение между полым валом 14 и верхней съемной частью 1 составного штока 15 и дава  ей возможность осевого перемещени  под действием перепада давлени  в турби не 32 турбобура 6. При осевом движении вниз сос тавного штока 15 заплечики 26 после прохождени  холостого хода В выход т , из зацеплени  с породоразруцгающими . элементами 21, а заплечики i27 отклон ют их в рабочее положение. Бурение в твердом грунте за пределами наружного диаметра аправлени  1 ведетс  до проектной глубины. После чего верхн   съемна  часть 16 составного штока 15 извлекаетс  овершотом, а взамен сбрасываетс  съемна  пробка 38 (фиг.5) и дальнейшее бурение ведетс  при нахождении породоразрушающих элементов 21 в сложенном положении до установки башмака 8 на забой 9 и далее на глубину , необходимую дл  разъединени  байонета 10 (фиг.3) и извлечени  устройства из скважины. Применение изобретени  позвол ет исключить илоотдел ющую колонну и тем самым сократить врем  На установку направлени  в чередующихс  по механическим свойствам грунтах. формула изобретени  1.Способ установки направлени  морской скважины в перемежающихс  по механическим свойствам грунтах, заключающийс  в спуске направлени  на бурильных трубах с одновременйьм . бурением под него пилотным долотом и раздвижным расширителем, отличающийс  .тем, что, с целью упрощени  конструкции скважины и сокращени  затрат времени на установку направлени , бурение в рыхлых и твердых грунтах осуществл етс  за один рейс: в рыхлых грунтах - в п.ределах внутреннего диаметра напр.авлени , а в твердых - за пределами наружного диаметра направлени . 2.Устройство дл  установки направлени  морской скважины в перемежающих с  по механическим свойствам грунтах, включающее пилотное долото, раздвижной расширитель, гидравлический забойный двигатель с полым валом, составной шток, отличающеес  тем, что верхн   часть составного штоКа выполнена съемной, снабжена подвижной в осевом направлении втулкой с конической посадочной поверх-, ностью дл  взаимодействи  с полыгвалом и -наконечникомч с посгщочной поверхностью дл  взаигчодействи  с нижней частью штока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Method speeds conductor setting operation - World oil, 1978, Jul.y, p. 82. 2.Compos t Catalog of oil field eguipment and service.1976-1977, v.l,. p. 177. 3.Авторское свидетельство СССР 578421, кл. Е 21 В 9/26, 19с8.

в

}фиг.1

Фиг. 2

фиг.3

19.

11

К

33

17

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ установки направления морской скважины в перемежающихся по механическим свойствам грунтах, заключающийся в спуске направления на бурильных трубах с одновременйьн бурением под него пилотным долотом и раздвижным расширителем, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции скважины и сок- . ращения затрат времени на установку направления, бурение в рыхлых и твердых грунтах осуществляется за один рейс: в рыхлых грунтах - в пределах внутреннего диаметра направления, а в твердых - за пределами наружного диаметра направления.
2. 2. Устройство для установки направления морской скважины в перемежающихся по механическим свойствам грунтах, включающее пилотное долото, раздвижной расширитель, гидравлический забойный двигатель с полым валом, составной шток, отличающееся тем, что верхняя часть составного штока выполнена съемной, снабжена подвижной в осевом направлении втулкой с конической посадочной поверх-, ностью для взаимодействия с полым валом и наконечником₁с посадочной поверхностью для взаимодействия с нижней частью штока.