УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРЕЗАНИЯ ОКОН В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КОЛОННАХ

Полезная модель относится к особым устройствам для изменения направления буровой скважины, например, специальным буровым долотам, обеспечивающим отклонение бурового инструмента от оси пробуренной и обсаженной скважины.
Известны устройства для бурения наклонно-направленных скважин, включающие колонну бурильных труб с буровым долотом и отклонителем (Середа Н.Г., Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. М., «Недра», 1974 г. 456 с. с.250-255.)
Недостатком известных устройств является небольшой ресурс бурового долота и преждевременный износ вращающейся бурильной колонны.
Указанный недостаток устранен в устройстве для вырезания окон в эксплуатационных колоннах, содержащем колонну бурильных труб с буровым долотом на ее нижнем конце и присоединенным к нему с помощью разъединяемых крепежных средств отклонителем (Заявка на изобретение РФ №98101913 МПК Е21В 29/06, опубл. 20.11.1999 г. - прототип).
Недостатком известного устройства, выбранного нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, является низкая производительность вследствие необходимости применения специального двигателя для вращения бурильной колонны или бурового долота.
Задачей, решаемой использованием заявляемой полезной модели, является повышение производительности бурения.
Техническая сущность заявленного устройства заключается в том, что в известном устройстве для вырезания окон в эксплуатационных колоннах, содержащем колонну бурильных труб с буровым долотом над конусным наконечником и присоединенным к нему с помощью разъединяемых крепежных средств отклонителем, буровое долото размещено на корпусе обращенного забойного турбинного двигателя с роторными и статорными турбинками, причем роторные турбинки соединены с корпусом, а статорные
- с колонной бурильных труб; между корпусом обращенного забойного турбинного двигателя и колонной бурильных труб размещены уплотнительные элементы и радиально-упорные подшипники; на отклонителе выполнен прилив из легко разбуриваемого материала, взаимодействующий с конусным наконечником; буровое долото выполнено с режущими элементами в виде усеченных трапециедальных лопастей с наклонными промывочными каналами между ними в корпусе обращенного забойного турбинного двигателя.
Размещение бурового долота на корпусе обращенного забойного турбинного двигателя с роторными и статорными турбинками, причем роторные турбинки соединены с корпусом, а статорные - с колонной бурильных труб, обеспечивает возможность уменьшения габаритов двигателя до минимально допустимых при размещении в эксплуатационной колонне под углом к ее продольной оси.
Размещение между корпусом обращенного забойного турбинного двигателя и колонной бурильных труб уплотнительных элементов и радиально-упорных подшипников обеспечивает герметизацию двигателя и снижение потерь мощности на трение при вращении корпуса вокруг колонны бурильных труб.
Выполнение на отклонителе прилива из легко разбуриваемого материала, взаимодействующего с конусным наконечником, обеспечивает уменьшение вероятности контакта режущих элементов бурового долота с отклонителем и противорасположенной относительно окна стенкой эксплуатационной колонны при повороте бурильной колонны под действием отклонителя в момент вырезания окна относительно оси эксплуатационной колонны.
Выполнение бурового долота с режущими элементами в виде усеченных трапециедальных лопастей, армированных твердосплавными пластинами, с наклонными промывочными каналами между ними в корпусе обращенного забойного турбинного двигателя, обеспечивает высокую производительность и стойкость при вырезании окна.
На прилагаемых графических материалах изображены: на фиг.1 - заявляемое устройство, вид сбоку, продольный разрез; на фиг.2, 3, 4 - этапы работы устройства: на фиг.2 - момент спуска в скважину; на фиг.3 - момент начала вырезания окна; на фиг.4 - момент срезания прилива; на фиг.5 - вид по А-А на фиг.1.
Устройство для вырезания окон в эксплуатационных колоннах (фиг.1) содержит колонну бурильных труб 1 с буровым долотом в виде присоединенных к корпусу 2 трапециедальных лопастей 3, армированных твердосплавными резцами 4, над конусным наконечником 5 с присоединенным к нему с помощью срезаемых болтов 6 отклонителем (уипстоком) 7.
На рабочей поверхности отклонителя 7 (фиг.2, 3) выполнен прилив 8 из легкоразбуриваемого материала, жестко соединенный с ним.
В пространстве между колонной бурильных труб 1 и корпусом 2 (фиг.1), куда открыты каналы 9 из полости колонны бурильных труб 1, и
наклонные каналы 10 в затрубное пространство между лопастями 3, размещены роторные 11 и статорные 12 турбинки, соединенные соответственно с корпусом 2 и колонной бурильных труб 1. между торцами корпуса 2 и выступами на колонне бурильных труб 1 размещены уплотнительные элементы 13 и радиально-упорные подшипники 14.
Заявляемым устройством осуществляется вырезание окон 15 для последующего бурения через них боковых стволов в эксплуатационной колонне 16, размещенной в ранее пробуренной скважине.
Устройство для вырезания окон в эксплуатационных колоннах работает следующим образом.
В собранном виде, как показано на фиг.2, устройство на колонне бурильных труб 1 опускается на забой в полость эксплуатационной колонны 16, упираясь отклонителем 7 в дно забоя или якорем (на фиг. не показан) в стенки полости эксплуатационной колонны 16.
Последующее движение колонны бурильных труб 1 приводит к срезанию болтов 6, соединяющих конусный наконечник 5 с отклонителем 7 и перемещению при движении конусного наконечника 5 по приливу 8 на отклонителе 7 лопастей 3 долота к участку эксплуатационной колонны 16, предназначенному к обработке.
Буровой раствор, закачиваемый в полость колонны бурильных труб 1 через каналы 9 попадает на лопатки статорных 12 и роторных 11 турбинок, приводя во вращение корпус 2 обращенного забойного турбинного двигателя и соединенные с ним лопасти 3 бурового долота, и охлаждая резцы 4, истекает в полость эксплуатационной колонны через каналы 10.
Уплотнения 13 обеспечивают герметизацию полости корпуса 2, а радиально-упорные подшипники 14 - беспрепятственное вращение корпуса 2 вокруг колонны 1.
Продвижение колонны 1 с вращением корпуса 2 и лопастей 3 на нем обеспечивает вырезание окна 15 в эксплуатационной колонне 16. При этом прилив 8 на отклонителе 7 также срезается резцами 4 на лопастях 3 и не препятствует дальнейшей работе пол сооружению бокового ствола скважины, осуществляемому через окно 15.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
1. Повышение производительности бурения и снижение энергозатрат на забурку боковых стволов.
2. Упрощение конструкции компоновки низа бурильной колонны.