8.2.Применение компоновок низа бурильной колонны, их эффективность.

Использование: для ликвидации прихватов при бурении скважин. сущность изобретения: компоновка включает долото, забойный двигатель и связанные с ним утяжеленные бурильные трубы. Ниппели соединительных элементов труб установлены относительно муфт с образованием зазора между их торцовыми упорами и зафиксированы срезными стопорными элементами. При приложении определенного крутящего момента к колонне происходит срезание стопорного элемента и развинчивание труб поочередно. (см. рис.1)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к ликвидации прихватов при бурении скважин.

Для борьбы с искривлениями ствола и прихватами используют различные компоновки низа колонн бурильного инструмента.

Для профилактики прихватов в компановку включают калибраторы, УБТ увеличенного диаметра, лопастные центраторы, расширители и т.д.

Известны компоновки бурильных колонн, когда в состав ее включаются противозатяженные устройства. Недостатком перечисленных компоновок колонн является то, что все они рассчитаны на предупреждение прихвата и в случае возникновения его не позволяют освободить колонну.

Известна компоновка низа бурильной колонны, включающая долото, забойный двигатель УБИ и устанавливаемые через определенные промежутки стабилизаторы. Недостаток компоновки - отсутствие возможности эффективной ликвидации возможного прихвата колонны.

Цель изобретения - повысить эффективность ликвидации прихватов при значительной площади контакта труб со стенками скважины путем проворачивания прихваченной колонны по частям.

Достигается это тем, что в компоновке, включающей долото, забойный двигатель и утяжеленные бурильные трубы с узлами их соединения, ниппель узлов соединения элементов компоновки зафиксирован относительно муфт в исходном положении с разными стопорными элементами, а упорные торцы ниппеля и муфты образуют зазор.

Компоновка низа бурильной колонны работает следующим образом. В колонне, находящейся на прихватоопасной зоне, устанавливаются между элементами низа бурильного инструмента через определенные интервалы узлы соединения. В случае возникновения прихвата к колонне прикладывают крутящий момент, под действием которого происходит срезание стопорного элемента 3 у первого сверху узла. Муфта 2 вращается относительно ниппеля 1 до полного свинчивания и упора бурта муфты в торец ниппеля. Далее крутящий момент передается следующей части колонны и происходит срезание стопорного элемента 3 и свинчивание муфты и ниппеля у следующего узла. Таким образом крутящий момент передается на последнюю прихваченную часть, после чего происходит полное освобождение всей колонны. Приложение всей энергии крутящего момента поэтапно к сравнительно небольшой части колонны, имеющей значительно меньшую площадь контакта, позволяет освободить колонну, прихваченную большой силой и на значительном интервале.

Необходимо отметить, что при свинчивании муфты и корпуса происходит не только проворачивание колонны, но и смещение ее частей относительно друг друга на величину зазора между муфтой и ниппелем, что способствует повышению эффективности освобождение прихваченной части. При выборе штифта 3 учитывается то, что он обеспечивает передачу крутящего момента в процессе бурения (проворачивания колонны), не срезаясь. Срез штифта 3 происходит только при определенных значениях крутящего момента. Наличие на корпусе узле центрирующих лопастей 4 позволяет ему выполнять функции стабилизатора (центратора).

Таким образом, данная компоновка низа бурильной колонны позволяет проворачивать одну ее часть при неподвижности другой, и тем самым обеспечивает возможность резкого повышения эффективности освобождения прихваченных колонн.

При бурении глубоких, сверхглубоких скважин, скважин с большим отклонением от вертикали и, особенно, горизонтальных скважин чрезвычайно важно обеспечить высокую эксплуатационную надежность бурильной колонны (БК), снизить ее напряженно-деформированное состояние и обеспечить безаварийную работу в условиях экстремальных нагрузок и высоких температур. Компоновка и вес БК существенным образом влияют на технико-экономические показатели проводки скважин, формирование сил сопротивления и определяют уровень нагрузок на элементы буровой установки.