снаряд для проверки состояния ствола скважины под обсадную колонну

Формула изобретения

СНАРЯД ДЛЯ ПРОВЕРКИ СОСТОЯНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ ПОД ОБСАДНУЮ КОЛОННУ, включающий корпус, переводник и установленные на корпусе друг под другом два сектора, содержащих равномерно расположенные в каждом из них по окружности корпуса три продольные пластины, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества работы за счет полного охвата проверяемой поверхности с обеспечением проработки стенок скважины, он снабжен дополнительным сектором, причем пластины смежных секторов смещены в окружном направлении одна относительно другой с образованием в свету между пластинами одинакового проходного сечения, наружная поверхность пластин каждого сектора армирована твердосплавными штырями, а суммарная длина секторов l_с определяется в соответствии с зависимостью



где J_ок - момент инерции обсадной трубы;

l_ок - средняя длина обсадной трубы;

J_с - момент инерции секции снаряда, определяемый по формуле

J_c= 0,025d⁴_н+0,032(D⁴-d⁴),

где d_н - наружный диаметр сектора снаряда, равный диаметру долота, используемого при бурении проверяемой скважины;

D - наружный диаметр корпуса снаряда;

d - внутренний диаметр корпуса снаряда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике бурения скважины, а именно к устройствам для проверки состояния ствола пробуренной скважины.

Известен шаблон для проверки ствола скважины перед спуском обсадной колонны с применением следующей компоновки низа бурильной колонны: долото трехшарошечное, утяжеленные бурильные трубы (УБТ) длиной 10-12 м, трехшарошечный расширитель того же размера, что и долото, УБТ длиной 10-12 м, трехшарошечный расширитель, остальная часть УБТ, бурильные трубы [1].

Недостатком такой конструкции шаблона является ее сложность и нетехнологичность. В случае наличия в стволе скважины уступов и выступов указанная конструкция не в состоянии обнаружить их, поэтому на практике встречаются случаи недопуска обсадных колонн после шаблонирования скважины указанной конструкции шаблона.

Известен также шаблон для проверки состояния скважины перед спуском в нее обсадной колонны с использованием следующей компоновки низа бурильной колонны: трехшарошечное долото, расширитель, УБТ длиной 10-12 м, расширитель, УБТ и бурильные трубы [2].

Недостатками этого шаблона являются сложность конструкции, нетехнологичность и низкая надежность в работе. Следует отметить, что длина рабочей части расширителей находится в пределах 16-18 см и расположены они по окружности один относительно другого под углом 120^о в трех местах. Во время спуска такой конструкции шаблона в скважину с уступами и выступами возможно прохождение шаблонна без препятствия, что делает ее ненадежной.

Известен также шаблон для проверки состояния эксплуатационных колонн, содержащий корпус, переводник, кольцо и пластины [3].

Недостатками такого шаблона являются сложность конструкции, нетехнологичность и низкая надежность в работе. Имеющееся кольцо на шаблоне при спуске его в пробуренную скважину явится местом сбора породы, тем самым будет способствовать ухудшению сглаживания стенок ствола скважины и повышению нетехнологичности конструкции в работе. Отсутствие на рабочих поверхностях пластинок и элементов, повышающих износостойкость шаблона в работе, не дает возможность использовать его для сглаживания стенок ствола пробуренной скважины при спуске его в скважину, вращая бурильную колонну, тем самым уменьшает надежность шаблона в работе.

Целью изобретения является улучшение качества работы за счет полного охвата проверяемой поверхности с обеспечением проработки стенок скважины.

Цель достигается тем, что снаряд снабжен дополнительным сектором, причем пластины смежных секторов смещены в окружном направлении друг относительно друга с образованием в свету между пластинами одинакового проходного сечения, наружная поверхность пластины каждого сектора армирована твердосплавными штырями, а суммарная длина каждого сектора l_cопределяется в соответствии с зависимостью

l_c= l_ок, где I_ок - момент инерции обсадной трубы;

l_ок - средняя длина обсадной трубы;

I_с - момент инерции секции снаряда, определяемый по формуле

I_c = 0,025 d_н⁴ + 0,032(D⁴ - d⁴), где d_н - наружный диаметр сектора снаряда, равный диаметру долота, используемого при бурении проверяемой скважины;

D - наружный диаметр корпуса снаряда;

d - внутренний диаметр корпуса снаряда.

На фиг. 1 показан снаряд для проверки состояния ствола скважины в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Снаряд состоит из переводника 1, корпуса 2 и имеет три рабочих сектора, каждый из которых состоит из трех пластин 3, 4 и 5, приваренных к корпусу 2. Пластины смежных секторов смещены друг относительно друга в окружном направлении с образованием в свету между пластинами одинакового проходного сечения. В результате такого размещения между пластинами смежных секторов образуется сегмент с углом 40^о. Наружная поверхность пластин 3, 4 и 5 армирована твердосплавными штырями. Суммарная длина секторов определяется в соответствии с зависимостью, приведенной выше.

Спуск снаряда в скважину производится на бурильных трубах. За счет суммарной длины трех секций, принятой в соответствии с зависимостью, можно создать снаряд необходимой жесткости, обеспечивающий высокую надежность процесса проверки состояния ствола пробуренной скважины перед спуском в нее колонны обсадных труб.

Выполнение рабочей части снаряда с девятью пластинами, по рабочим поверхностям которых наружный диаметр равен диаметру долота, использованного при бурении ствола скважины, устраняет возможность при спуске инструмента в скважину гидравлического разрыва горных пород и поглощению бурового раствора.

Обеспечивая надежность контроля при наличии твердосплавных штырей на наружной поверхности пластин, стенки скважины сглаживаются при вращении снаряда во время его спуска в скважину.