УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА С НИЗКИМ ДАВЛЕНИЕМ

Заявляемое техническое решение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, а именно, к устройствам для вскрытия продуктивного пласта.
Известна компоновка бурильного инструмента для вскрытия продуктивного пласта, включающая бурильную колонну, шламосборник со шламоуловителем, центральную трубу для подачи воздуха с целью создания эрлифта внутри бурильной колонны [1].
Компоновка имеет следующие недостатки.
Чтобы разместить шламосборник со шламоуловителем и центральную трубу для подачи воздуха приходится идти на увеличение наружного диаметра нижней части бурильной колонны. А это в условиях пониженной проходки на долото приводит к прихватам бурильной колонны. Пониженная проходка на долото обусловлена ограничением подачи воздуха в бурильную колонну, образованием вспененного раствора, с которым в дальнейшем трудно управлять процессом бурения из-за незнания давления на пласт.
Ближайшим техническим решением, выбранным за прототип, является устройство для вскрытия продуктивного пласта с низким пластовым давлением, включающее колонну бурильных труб, утяжеленную бурильную колонну, долото и узел, регулирующий давление. Узел, регулирующий давление, устанавливается внутри колонны бурильных труб и состоит из обратного клапана и размещенного под ним дросселя [2].
Однако при выполнении узла, регулирующего давление, в виде размещенных в бурильной трубе обратного клапана и дросселя процесс бурения со свободным доливом жидкости в затрубное пространство трудно контролируется, т.к. при непрерывно изменяющемся уровне в заполненной раствором колонне
2 он практически не просчитывается из-за того, что заполняющий колонну раствор при бурении поднимается в нее со шламом разной концентрации.
В довольно сложных условиях обеспечения промывки забоя при обратной циркуляции регулировка ее по производительности весьма сомнительна, т.к. узел, регулирующий давление надо устанавливать внизу компоновки на глубине 1000-2000 м, что затруднит введение его в действие в самом начале операции бурения из-за того, что на него будет действовать максимально высокое давление.
Задача изобретения - повышение эффективности бурения за счет обеспечения стабильности процесса поддержания заданного давления на вскрываемый продуктивный пласт.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для вскрытия продуктивного пласта с низким пластовым давлением, включающем колонну бурильных труб, утяжеленную бурильную колонну, узел, регулирующий давление и долото, узел, регулирующий давление, представляет собой установленный внутри бурильной трубы винтовой насос с электродвигателем.
Заявляемая компоновка предназначена для бурения в продуктивном пласте при обратной циркуляции, с доливом бурового раствора в затрубное пространство до статического уровня, определяющим пластовое давление вскрываемого пласта.
Применение этого устройства в отличие от прототипа позволит сначала в затрубье устанавливать давление столба жидкости, равное пластовому, затем осуществить долив жидкости в затрубье и откачку ее при установленном уровне. При этом уровне (т.е. при давлении, равном пластовому) ведется бурение через весь вскрываемый продуктивный пласт.
В этом случае действительно пласт вскрывается при давлении равном пластовому, при минимальной возможности его загрязнения.
На фиг.1 изображено заявляемое устройство для вскрытия продуктивного пласта с низким пластовым давлением.
Заявляемое устройство состоит из бурильной колонны 1, ведущей штанги 2, токосъемника 3, кабеля к источнику питания 4, кабеля 5, электродвигателя 6, винтового насоса 7, ротора 8 для вращения бурильной колонны 1 с долотом 9.
Роль узла, регулирующего давление в бурильной колонне 1, выполняет винтовой насос 7, который при работе определяет уровень в затрубном пространстве изменением расхода бурового раствора, при необходимости регулирует его изменение производительностью винтового насоса и долевом раствора в затрубное пространство.
Устройство работает следующим образом. Бурильную колонну 1 с долотом 9, электродвигателем 6 и винтовым насосом 7 спускают к забою. Электродвигатель 6 и винтовой насос 7 устанавливают в бурильной колонне 1 на глубине, при которой винтовой насос 7 будет откачивать доливаемый раствор в затрубное пространство.
Включается винтовой насос 7 и через бурильную колонну 1 буровой раствор откачивается из затрубного пространства до падения уровня до статического, соответствующего давлению столба бурового раствора в затрубье пластовому давлению в продуктивном пласте.
Создается круговая циркуляция, при которой объем закачиваемой жидкости в затрубное пространство полностью откачивается винтовым насосом 7. При этом сохраняется динамический уровень в затрубном пространстве, равный статическому, рассчитанному согласно пластовому давлению.
После этого начинается процесс бурения с сохранением установленного режима обратной циркуляции.
Преимущество предложенной компоновки заключается в том, что узел регулирования давления - винтовой насос, обеспечивает стабильный процесс поддержания заданного давления на вскрываемый продуктивный пласт.
Применяемый винтовой насос может иметь регулируемый привод, что позволяет измерить подачу насоса и тем самым регулировать уровень жидкости в затрубном пространстве.