Патент на изобретение №2334864

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ СКВАЖИНЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области строительства, в частности к средствам направленного бурения с расширением пробуренных скважин. Устройство содержит колонну тяговых труб с асимметрично закрепленным на ней шламозахватным приспособлением, выполненным в виде скребкового средства. Устройство снабжено асимметрично закрепленным на колонне тяговых труб сборником с шламоприемной секцией, расположенным в сборнике трубопроводом, имеющим гидравлический выход в полость шламоприемной секции и гидравлически сообщающимся с колонной тяговых труб, направляющей сошкой, установленной на скребковом средстве в диаметрально противоположном относительно скребкового средства направлении и асимметрично. Обеспечивает условия для сбора и удаления сравнительно более крупных фрагментов разбуриваемой породы, которые в процессе расширения ствола горизонтально направленной скважины не транспортируются потоком промывочной жидкости, а оседают на подошве пространства скважины по причине их значительных размеров и массы. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к средствам горизонтально направленного бурения с расширением пробуренных скважин, например, разбуриванием и к средствам, применяемым при бестраншейном сооружении трубопроводов в грунте.

Известны устройства калибровки коммуникационной скважины, содержащие колонну тяговых труб, закрепленный на колонне тяговых труб сборник со шламоприемной секцией, шламозахватное приспособление и трубопровод, гидравлически сообщающийся с колонной тяговых труб и имеющий вывод в шламозахватное приспособление (например, US 5456552, Е21В 7/28, 1995-10-10, DE 4021719, Е21В 7/30, 1992-01-09).

Недостатком известных устройств является то, что их применение предусматривает одновременно с калибровкой протаскивание коммуникационного трубопровода и транспортировку удаляемой при калибровке породы по каналу коммуникационного трубопровода, что в конечном итоге существенно осложняет последующую подготовку коммуникационного трубопровода для эксплуатационных целей.

Более предпочтительным в этом аспекте и наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является устройство для калибровки скважины, содержащее колонну тяговых труб, закрепленные на колонне тяговых труб сборник со шламоприемной секцией и шламозахватное приспособление, расположенный в сборнике трубопровод, гидравлически сообщающийся с колонной тяговых труб, и гидравлический вывод из трубопровода (US 5351764, E21D 3/00, 1994-10-04).

Однако при применении упомянутого устройства в пространстве горизонтально направленной скважины имеет место избирательный вынос фрагментов мелких фракций и накопление тяжелых фрагментов крупных фракций по причине неспособности потока промывочной жидкости осуществить их транспортировку и неспособности шламозахватного приспособления осуществить их механическое разрушение и/или диспергирование. Как следствие такого явления при последующем протаскивании трубопровода по стволу скважины возникают существенные осложнения и аварийные ситуации.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание средства для калибровки коммуникационной скважины с целью последующей беспрепятственной установки в ней трубопровода.

Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого устройства, заключается в обеспечении условий для сбора и удаления сравнительно более крупных фрагментов разбуриваемой породы (фрагменты крупной фракции), которые в процессе расширения ствола горизонтально направленной коммуникационной скважины не транспортируются потоком промывочной жидкости, а оседают на подошве пространства скважины по причине значительных размеров и массы.

Указанный технический результат достигается устройством для калибровки скважины, содержащим колонну тяговых труб, закрепленные на колонне тяговых труб сборник со шламоприемной секцией и шламозахватное приспособление, расположенный в сборнике трубопровод, гидравлически сообщающийся с колонной тяговых труб, и гидравлический вывод из трубопровода, за счет того, что сборник со шламоприемной секцией и шламозахватное приспособление асимметрично закреплены на колонне тяговых труб, а шламозахватное приспособление выполнено в виде скребкового средства.

А также за счет того, что оно снабжено направляющей сошкой, при этом направляющая сошка установлена на скребковом средстве асимметрично в диаметрально противоположном направлении.

А также за счет того, что гидравлический вывод из трубопровода выполнен в виде гидромониторных насадок, ориентированных в полость и на поверхность направляющей сошки.

Сущность применения данного технического решения проявляется в том, что асимметричное закрепление сборника со шламоприемной секцией и шламозахватного приспособления на колонне тяговых труб обеспечивает их смещение к подошве пространства скважины под действием веса колонны тяговых труб, при этом внедрение направляющей сошки в породу подошвы в диаметрально противоположном направлении будет создавать условия для удержания скребкового средства в предельно нижнем положении независимо от изменения положения скважины в пространстве, а наличие гидравлического вывода из трубопровода в виде гидромониторных насадок, ориентированных в полость шламоприемной секции и на поверхность направляющей сошки, предотвращает накопление в полости шламоприемной секции дисперсной и легкоразмываемой фракции удаляемой породы и обеспечивает селективный сбор фрагментов крупной фракции, легко удаляемых через разгрузочный люк опрокидыванием сборника.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 – сечение А-А фиг.1 с расположением в зоне поперечного сечения ствола коммуникационной скважины, на фиг.3 – сечение В-В фиг.1 с расположением в зоне поперечного сечения ствола коммуникационной скважины, на фиг.4 – сечение Б-Б фиг.1 с расположением в зоне поперечного сечения ствола коммуникационной скважины, на фиг.5 – сечение Г-Г фиг.1 с расположением в зоне поперечного сечения ствола коммуникационной скважины.

Устройство для калибровки скважины содержит колонну тяговых труб 1. На колонне тяговых труб 1 закреплены сборник 2 со шламоприемной секцией 3, выполненной с полостью 4, и шламозахватное приспособление, выполненное в виде скребкового средства 5. В сборнике 2 расположен трубопровод 6, гидравлически сообщающийся с колонной тяговых труб, при этом шламоприемная секция 3 может быть выполнена, по меньшей мере, с одним разгрузочным люком 7.

Устройство для калибровки скважины может быть снабжено направляющей сошкой 8, которая в этом случае будет установлена на скребковом средстве 5 асимметрично в диаметрально противоположном направлении, при этом гидравлический вывод из трубопровода 6 может быть выполнен в виде гидромониторных насадок 9, ориентированных в полость 4, и гидромониторных насадок 10, ориентированных на поверхность направляющей сошки 8.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Производят направленное бурение пилотной скважины по проектной траектории. Далее производят образование ствола коммуникационной скважины посредством расширения пилотной скважины до требуемого для протаскивания дюкера (трубопровода) размера. Расширение выполняют обратным однократным или многократным перемещением колонны бурильных труб в пилотной скважине, но уже с породоразрушающим расширителем (например, с вращением и удалением шлама промывкой соответствующим раствором, нагнетаемым по колонне бурильных труб). В заключительной фазе образования ствола коммуникационной скважины одновременно с расширением или после расширения применяют вышеуказанное устройство. В первом случае применяют компоновку, где устройство калибровки коммуникационной скважины устанавливают на колонне тяговых труб вслед за расширителем, а во втором случае применяют компоновку указанного устройства на колонне тяговых труб для обособленного перемещения по стволу скважины.

Располагаясь в горизонтально направленной скважине, колонна тяговых труб 1 действием гравитации опускается вниз на подошву ствола скважины, обеспечивая необходимое положение скребкового средства 5 с внедрением сошки 8 и положение сборника 2 со шламлприемной секцией 3 в нижнем секторе сечения ствола скважины.

В процессе такого движения фрагменты крупной фракции породы аккумулируются в полости 4 шламоприемной секции 3, а отделяемые при этом фрагменты дисперсной и легкоразмываемой фракции породы удаляются промывочной жидкостью, нагнетаемой к скребковому средству по колонне тяговых труб 1 в трубопровод 6 и далее в гидромониторные насадки 9. Кроме того, по трубопроводу 6 промывочная жидкость поступает в гидромониторные насадки 10 с гидромониторным воздействием на область внедрения сошки 8 в скопления породы на подошве ствола скважины. В результате такого взаимодействия составных частей устройства и скважины образуется свободный для перемещения дюкера участок ствола, в пространстве которого отсутствуют неудаляемые потоком жидкости фрагменты крупной фракции разбуриваемой породы. Для разгрузки сборника 2 поворачивают шламоприемную секцию 3 разгрузочным люком 7 вниз посредством вращения колонны тяговых труб.

Формула изобретения

1. Устройство для калибровки скважины, содержащее колонну тяговых труб с асимметрично закрепленным на ней шламозахватным приспособлением, выполненным в виде скребкового средства, отличающееся тем, что оно снабжено асимметрично закрепленным на колонне тяговых труб сборником с шламоприемной секцией, расположенным в сборнике трубопроводом, имеющим гидравлический выход в полость шламоприемной секции и гидравлически сообщающимся с колонной тяговых труб, направляющей сошкой, установленной на скребковом средстве в диаметрально противоположном относительно скребкового средства направлении и асимметрично.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шламоприемная секция выполнена, по меньшей мере, с одним разгрузочным люком.

3. Устройство по одному из пп.1 и 2, отличающееся тем, что гидравлический вывод из трубопровода выполнен в виде гидромониторных насадок, ориентированных в полость шламоприемной секции и на поверхность направляющей сошки.

РИСУНКИ