Бурильна установка для вилучення піщаних пробок з вибоїв нафтових свердловин

Бурильна установка для вилучення піщаних пробок з вибоїв нафтових свердловин, яка містить бурильну трубу, закріплений на її нижньому кінці трубний корпус турбобура, в порожнині якого 39338 На рисунку приведена конструктивнотехнологічна схема заявленої установки, де на фіг. 1 показано схему установки у статичному стані, на фіг.2 – у робочому стані і на фіг. 3, фіг. 4 - поперечні січення установки в горизонтальних площинах І-І і ІІ-ІІ. Установка (У) містить турбобур, який включає трубний вал (ТВ) 1, у верхній частині якого ззовні закріплена роторна турбіна 2, а знизу - бурильне долото (БД), яке виконано у вигляді конусоподібного прохідного корпуса 3 із зовнішньорозміщеними поздовжніми ребрами 4. В корпусі 3 виконані центральний осьовий канал 5 і ряд циркуляційних радіальних каналів 6, 7, які направлені тангенціально по відношенню до осьового прохідного каналу БД і гідравлічно з ним сполучені, причому по крайній мірі частина отворів 6, 7 виконана під кутом до вертикальної осі БД (умовно не показано). У верхній частині ТВ 1 заглушений пробкою 8, а безпосередньо під нею на ТВ 1 виконано проточний канал 9. ТВ 1 встановлений в бурильній трубі 10 з можливістю зворотно-поступального і гідравлічно-щільного переміщення у сальнику 11, який закріплений на нижньому кінці бурильної труби 10. В якості бурильної труби 10 можуть бути використані НКТ із зовнішнім діаметром 73 мм, 89 мм, або інші. Бурильна труба 10 і турбобур розміщені в експлуатаційній колоні 12. Робота У здійснюється слідуючим чином. У статичному стані (фіг. 1) турбобур опирається долотом на піщану пробку і займає крайнє верхнє положення відносно сальника 11. В робочому стані (фіг. 2) в підйомну колону труб 10 під тиском нагнітається робоча рідина, яка циркулює в У послідовно через турбіну 2, канал 9, ТВ 1 і канали 3, 5, 7. Під напором робочої рідини турбіна 2 через ТВ 1 обертає бурильне долото обертовим моментом сил М (фіг. 2), яке під дією ваги турбіни 2, ТВ 1 і власної ваги постійно контактує з піщаною пробкою і з допомогою ребер 4 руйнує її. Розбурені частинки піщаної пробки виносяться рідиною на поверхню по кільцевому простору між бурильною трубою 10 і експлуатаційною колоною 12. В процесі руйнування піщаної пробки долото переміщається вниз на величину довжини ТВ 1, наприклад, на 8 м. Після переміщення бурильного долота на відстань довжини ТВ 1 (8 м) підйомна колона труб 10 допускається на таку ж величину і процес роботи У повторюється. Ефект руйнування піщаної пробки підсилюється гідромоніторним ефектом високонапірного струменя рідини, яка витікає із каналів 3, 5, 7. При цьому за рахунок витікання струменю рідини із тангенціально розміщених каналів 6, 7 виникає додатковий обертовий момент М' (фіг.30), який векторно співпадає обертовим моментом сил М турбіни і таким чином, підсилює його, тобто, загальний обертовий момент сил дорівнює М+М'. При роботі У навантаження Q на бурильну трубу 10 від дії тиску Р робочої рідини визначається за формулою: Q=P(F-f), а при роботі відомої установки Qв=PF, де F - площа поперечного січення прохідного каналу труб 10; f - площа поперечного січення прохідного каналу ТВ 1. При використанні в якості труби 10 НКТ діаметром 73 мм і в якості ТВ 1 НКТ діаметром 48 мм (за ГОСТ 633-80) площі F і f складають відповідно 1884 кгс і 1133 кгс, тобто сила дії тиску робочої рідини на бурильну трубу у заявленій установці є меншою від сили дії тиску робочої рідини у відомій установці в Qв/Q=1884/1133 =1,67 раза. Отримане зменшення навантаження на трубу 10 дозволяє використати в її якості найбільш поширені в нафтовидобуванні НКТ діаметром 73 млі і 43 мм, які в порівнянні з спеціальними бурильними трубами, які використовуються для буріння нафтових свердловин, несуть менші допустимі навантаження. При цьому відпадає необхідність використання спеціального бурового обладнання, оскільки робота забезпечується універсальним обладнанням (насоси, підйомна споруда, труби і т. ін.), яке використовується при експлуатації нафтових свердловин. Заявлена У завдяки можливості зменшення її діаметру до 75 мм, 89 мм може використовуватись у свердловинах з мінімальними діаметрами експлуатаційних колон, наприклад, 139 мм, 127 мм, тоді як використання відомої установки, яка є стандартною, із-за невідповідності діаметральних розмірів практично не може бути здійснене. Крім того, заявлена У може бути виготовлена власними силами нафтовидобувних підприємств при суттєво менших затратах в порівнянні з вартістю відомої стандартної установки. Таким чином, заявлена У за рахунок суттєвого зменшення навантаження на бурильну трубу підвищує експлуатаційну надійність, а за рахунок можливості використання іншого нафтопромислового обладнання і застосування її в свердловинах з мінімальними діаметрами розширює її експлуатаційні можливості. 2 39338 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3