ПРОМЫВОЧНЫЙ КАЛИБРАТОР

Полезная модель относится к буровой технике, применяемой в составе компоновки низа бурильной колонны, и предназначена для расширения суженых участков ствола скважины при проведении подъема компоновки низа бурильной колонны (КНБК) после бурения, а также для улучшения очистки ствола скважины от выбуренной породы в процессе бурения и проработки аварийноопасных интервалов скважины.
Наиболее конструктивно близким к промывочному калибратору является калибратор лопастной по патенту РФ на полезную модель №125614, МПК E21B 10/26, 7/28, 17/10, опубл.2013. Калибратор лопастной содержит полый цилиндрический корпус с присоединительными резьбами для соединения с элементами компоновки низа бурильной колонны, на корпусе выполнены лопасти, рабочая поверхность которых армирована породоразрушающими вставками, высота лопастей с верху и с низу увеличивается к их центральной части, при этом ширина лопастей уменьшается к их краям. Породоразрушающие вставки на рабочей поверхности лопастей установлены в несколько рядов, причем ряды смещены относительно друг друга вдоль оси калибратора так, чтобы перекрыть зазор между породоразрушающими вставками в соседнем ряду. Расстояние между породоразрушающими вставками меньше или равно их диаметру. По краям лопастей породоразрушающие вставки расположены в один ряд, а выступающие ребра края лопасти армированы наплавкой твердым сплавом. Наплавка ребер края лопасти выполнена крошкой из карбида вольфрама с латунным припоем. Породоразрушающие вставки выполнены в виде цилиндров из карбида вольфрама. Породоразрушающие вставки могут быть запрессованы в лопасти. Породоразрушающие вставки могут быть припаяны.
Недостатками известного лопастного калибратора являются то, что установка над долотом лопастного калибратора не позволяет предотвратить возникновение осложнений при проведении подъема компоновки низа бурильной колонны, не позволяет снизить время строительства скважины. Отсутствие промывочных отверстий не позволяет изменять гидравлику низа бурильной колонны, способствующую выносу выбуренной породы на поверхность. У лопастного калибратора отсутствуют промывочные отверстия с возможностью устанавливать сменные насадки различной площади, что не позволяет подбирать требуемую, заранее рассчитанную, насадку для каждой скважины индивидуально, с учетом глубины скважины по стволу и плотности бурового раствора.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое техническое решение, является разработка конструкции калибратора, обеспечивающего снижение времени строительства скважины; снижение числа аварий при проведении спуско-подъемных операций (СПО); изменение гидравлики низа бурильной колонны, с целью улучшения выноса выбуренной породы.
Поставленные задачи решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении эффективности бурения за улучшения очистки ствола скважины; в снижении вероятности аварий при проведении СПО; сохранения коллекторских свойств продуктивного пласта, за счет снижения времени контакта бурового раствора, снижения кавернозности ствола скважины, что позволяет производить спуск эксплуатационных колонн до проектной глубины без дополнительной подготовки ствола скважины, что еще больше сокращает время строительства скважины
Указанный технический результат достигается тем, что промывочный калибратор характеризуется тем, что состоит из полого цилиндрического корпуса с присоединительными замковыми резьбовыми соединениями для свинчивания с немагнитной утяжеленной бурильной трубой забойной телеметрической системы и бурильными трубами. На корпусе имеются пять лопастей, а в нижней части корпуса имеются два промывочных отверстия. Все лопасти имеют одинаковую длину и ширину (имеют одинаковые геометрические размеры), форма лопастей трапецеидальная - основание лопасти длиннее верхней части. Наружная поверхность лопастей армирована породоразрушающими элементами, в качестве породоразрушающих элементов использованы РЭС зубцы. РОС зубцы фиксируются в лопастях методом запрессовки. Промывочные отверстия, находящиеся в нижней части корпуса, выполнены с возможностью установки в них сменных насадок, внутренний канал промывочных отверстий имеет прямоугольную форму.
Выполнение лопастей трапецеидальной формы, наличие агрессивного вооружения промывочного калибратора, представленного РБС зубцами, позволяет проводить расширение суженных участков ствола скважины путем обратной проработки. Наличие промывочных отверстий обеспечивает качественную очистку ствола скважины повышенным расходом промывочной жидкости от выбуренного шлама. Установка сменных насадок различной площади в промывочные отверстия позволяет подбирать требуемую, заранее рассчитанную, насадку для каждой скважины индивидуально, с учетом глубины скважины по стволу и плотности бурового раствора. Выполнение внутреннего канала насадок прямоугольной формы снижает вероятность закупоривания насадки посторонними предметами.
Изготовление корпуса калибратора методом фрезерования позволяет осуществлять бурение турбинным, роторным и турбинно-роторным способом, проведение шаблонировок, проработок ствола скважины.
В заявляемом промывочном калибраторе усовершенствована конструкция применяемых калибраторов путем установки дополнительных промывочных отверстий со сменными насадками, изменением потока промывочной жидкости в нижней части бурильной колонны, заменой калибрирующих РБС вставок на режущие зубья РБС.
Промывочный калибратор отличается от лопастного калибратора патент РФ №125614:
- наличием промывочных отверстий позволяющих изменить гидравлику низа бурильной колонны.
- местом установки в компоновке бурильной колонны, что позволяет промывочному калибратору предотвратить осложнения при проведении подъема компоновки низа бурильной колонны.
- формой лопастей: у промывочного калибратора лопасти одинаковой ширины по всей длине лопасти, у лопастного калибратора лопасти сужаются по краям.
- вооружением калибратора: у лопастного калибратора породоразрушающие элементы в несколько рядов, у промывочного калибратора РВС зубцы в один ряд.
На фиг. 1 представлено схематичное изображение промывочного калибратора, вид слева, на фиг. 2 - то же, вид спереди, на фиг. 3 - сечение по А-А фиг. 1, на фиг. 4 - сечение по Б-Б фиг.1.
Промывочный калибратор состоит полого цилиндрического корпуса 3 с внутренним проходным каналом диаметром 78 мм, на корпусе расположены 5 лопастей. Наружная часть каждой лопасти армирована породоразрушающими элементами - РВС зубцами 1 для расширения суженных участков ствола скважины путем обратной проработки. В нижней части промывочного калибратора имеются два промывочных отверстия 2 для качественной очистки ствола скважины повышенным расходом промывочной жидкости. Промывочные отверстия 2 выполнены с возможностью установки в них сменных насадок различной площади, что позволяет подбирать требуемую, заранее рассчитанную, насадку для каждой скважины индивидуально, с учетом глубины скважины по стволу и плотности бурового раствора. Внутренний канал насадок имеет прямоугольную форму, что снижает вероятность закупоривания насадки посторонними предметами. Промывочный калибратор изготавливают из стали марки 40ХН по ГОСТ 4543-71 или из других сталей по физико-механическим свойствам не ниже, чем у марки 40ХН.
Промывочный калибратор устанавливают между верхней немагнитной утяжеленной бурильной трубой (НУБТ) забойной телесистемы и первой свечей бурильного инструмента.
Установка помывочного калибратора, между верхней НУБТ ЗТС и первой свечей бурильного инструмента, оптимизирует гидравлику в нижней части бурильной колонны, что позволит улучшить вынос шлама при бурении и при обратной проработке в процессе подъема КНБК после бурения. Улучшение выноса шлама обеспечивается наличием двух промывочных отверстий в нижней части корпуса калибратора, позволяющих увеличить расход подаваемого бурового раствора без повреждения ниже установленных забойной телесистемы и ГЗД. Эффективность обратной проработки обеспечивается наличием на лопастей выбуривающих РБС зубьев, это позволяет снизить осложнения при проведении подъема КНБК после бурения в мягких, не устойчивых, склонных к выпучиванию глинах.
В процессе проведения подъема КНБК после бурения или шаблонировки, при появлении затяжек вызывается циркуляция бурового раствора, промывочная жидкость проходит через центральный канал корпуса калибратора и на уровне насадок разделяется на два потока: первый, основной поток, устремляется в низ бурильной колонны к ЗТС и гидравлическому забойному двигателю, а второй поток, меньший по мощности, проходит через промывочные отверстия в нижней части калибратора и попадает в затрубное пространство, увеличивает скорость восходящего потока в затрубном пространстве, тем самым изменяя гидравлику низа бурильной колонны и создавая благоприятные условия для выноса шлама на поверхность. В таких благоприятных условиях проводится обратная проработка ствола скважины: РБС зубцы, расположенные на лопастях эффективно разрушают суженные участки ствола скважины, а улучшенная гидравлика низа бурильной колонны способствует выносу выбуренного шлама на поверхность, и не позволяет оседать шламу на стенки скважины, увеличивая вероятность механического прихвата бурильной колонны. Применение сменных насадок позволяет подобрать необходимый диаметр насадок, для создания (не превышения) давления в стояке манифольда согласно проектной документации.
Технико-экономическая эффективность заключается в следующих преимуществах предлагаемой полезной модели: снижение времени строительства скважины, путем снижения времени затрачиваемого на осложненные подъемы КНБК после бурения; сохранение коллекторских свойств пласта, из-за снижения времени контакта горной породы с буровым раствором; безаварийный спуск обсадных колонн, обусловленный качественной подготовкой ствола скважины к спуску колонн.