ПОДВЕСНОЙ АВАРИЙНЫЙ БУРОВОЙ АГРЕГАТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПРИХВАЧЕННОЙ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ
SUSPENDED EMERGENCY DRILLING UNIT FOR EXTRACTING STUCK DRILL STRING

Изобретение относится к области буровой техники и предназначено для извлечения прихваченной бурильной колонны и бурового инструмента в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.
В настоящее время при строительстве инженерных коммуникаций бестраншейным способом широко применяется горизонтально направленное бурение скважин (ГНБ). Для технологии ГНБ характерны частые аварии, сопровождающиеся потерей в скважинах дорогостоящего бурового и навигационного оборудования. Потраченное время на попытки устранения аварий приводит увеличению степени прихвата и оставлению (потери) всей или части бурильной колонны. Ситуация осложняется тем, что не существует технологии и оборудования, позволяющих эффективно извлекать прихваченную бурильную колонну либо буровой инструмент в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.
Для извлечения части бурильной колонны или инструмента применяется способ бурения вспомогательной вертикальной скважины в определенный участок аварийной скважины с последующим разрушением целостности бурильной колонны для извлечения ее части или бурового инструмента через аварийную скважину или вспомогательную скважину.
Однако данный способ имеет ограниченное применение по причине наличия препятствий над извлекаемым интервалом бурильной колонны или невозможностью точно локализировать участок прихвата колонны. Способ не гарантирует ликвидацию прихвата и извлечение даже части бурильной колонны или инструмента.
Недостатки описанного способа могут быть устранены бурением параллельно сопряженной скважины с последующим освобождением и извлечением всей прихваченной бурильной колонны.
Известно устройство для бурения параллельно сопряженных скважин (Авторское свидетельство №1765344, Е21В, 30.09.92. Бюл. №36), включающее цилиндрическую направляющую штангу с жестко закрепленной на ней втулкой и установленную во втулке буровую штангу с буровой коронкой, направляющая штанга выполнена с лыской по всей длине, втулка закреплена на конце направляющей штанги, а буровая штанга установлена во втулке с возможностью осевого перемещения.
Однако приведенное устройство предназначено для бурения параллельно сопряженной скважины с направлением инструмента по ранее пробуренной скважине и не может использоваться для направления бурового инструмента прихваченную буровую колонну, применение устройства ограниченно перфораторным способом бурения.
Задачей, на которую направлено техническое решение, является создание устройства, позволяющего извлекать прихваченную бурильную колонну и буровой инструмент в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.
Техническим результатом является снижение технических рисков при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин.
Указанный технический результат достигается тем, что подвесной аварийный буровой агрегат для извлечения прихваченной бурильной колонны либо бурового инструмента в наклонно направленных и горизонтальных скважинах путем бурения параллельно сопряженной скважины, включающий параллельно сопряженную бурильную колонну с буром и гидромониторной головкой, которая с целью качественного и надежного высвобождения прихваченной колонны либо бурового инструмента соединена жестко и соосно с направляющей втулкой, которая имеет возможность скольжения по прихваченной бурильной колонне, а ее передний бурт оснащен зубцами.
Изобретение поясняется схемой, приведенной на фиг. 1. Подвесной аварийный буровой агрегат состоит из корпуса 1 с жестко установленной направляющей втулкой 2 и шпинделем 3, установленным на подшипниках параллельно оси втулки 2. На шпинделе установлен бур 4, оснащенный гидравлическими соплами, и гидромониторная головка 5.
Описание работы агрегата демонстрируется на фиг. 2. Бурильная колонна параллельно сопряженной скважины 6 компонуется буром 4, подвесным аварийным буровым агрегатом 7, гидромониторной головкой 5, защитным центратором 8, соединенными замками 9 с бурильными трубами. Подвесной аварийный буровой агрегат 7 устанавливается направляющей втулкой 2 на прихваченную бурильную колонну 10. Далее выполняется бурение параллельно сопряженной скважины 6 буром 4 с применением установки горизонтально направленного бурения. Перемещение направляющей втулки 2 по прихваченной бурильной колонне 10 обеспечивается разрушением кольцевого забоя вокруг прихваченной колонны направляющей втулкой 2, которая оснащена зубцами для активного внедрения в породу и во взаимодействии с гидромониторной промывкой обеспечивает ее разрушение.
Разрушение целика, образованного между прихваченной бурильной колонной 10 и параллельно сопряженной скважиной 6, осуществляется гидравлическими соплами бура 4 с фронтальной стороны и гидромониторной головки 5 с тыльной.
С целью не допущения поломки бурильной колонны параллельно сопряженной скважины 6 при контакте с освобожденной прихваченной бурильной колонной 10 предусмотрены защитные центраторы 8.
После проходки параллельно сопряженной скважины 6 до заданного участка (например, расположения расширительного инструмента прихваченной бурильной колонны 10), бурильная колонна параллельно сопряженной скважины 6 извлекается, прихваченная бурильная колонна 10 освобождается за счет пройденной выработки 8-образного сечения и также извлекается.
С целью уравновешивания момента закручивания колонны, возникающего от реакции силы резания бура, ось направляющей втулки может иметь отклонение вправо относительно оси бура.
В соответствии с изложенным, технический результат изобретения достигается за счет:
- разгрузки зоны сжатия породы прихваченной бурильной колонны;
- гидромониторного эффекта разрушения;
- оседания прихваченной бурильной колонны в разбуренном забое, образованном двумя параллельно сопряженными скважинами;
- возможностью бурения параллельно сопряженной скважины до инструмента (пилотного или расширительного) прихваченной бурильной колонны.
Промышленная применимость технического результата подтверждена испытаниями опытного образца подвесного аварийного бурового агрегата бурением параллельно сопряженной скважины для извлечения прихваченной бурильной колонны диаметром 168 мм. Проходка опытного образца агрегата составила 90 м за три рабочих смены.
Использование предлагаемого подвесного аварийного бурового агрегата позволяет извлекать прихваченную бурильную колонну и буровой инструмент в наклонно направленных и горизонтальных скважинах, снизить технические и экономические риски.
Источник информации
1. Авторское свидетельство №1765344 Е21В, 30.09.92. Бюл. №36