компоновка бурильной колонны для бурения боковых стволов и способ её монтажа при спуске в скважину

Формула изобретения

1. Компоновка бурильной колонны для бурения боковых стволов, включающая безмуфтовую длинномерную гибкую трубу, забойный двигатель с отклонителем, долото, замковые трубы, соединяемые между собой посредством резьбы, отличающаяся тем, что безмуфтовая длинномерная гибкая труба расположена в нижней части бурильной колонны между замковыми трубами и забойным двигателем с отклонителем и имеет длину, по крайней мере не меньшую, чем проектная длина бокового ствола.

2. Способ монтажа при спуске в скважину бурильной колонны для бурения боковых стволов, включающий спуск в скважину и взаимное соединение забойного двигателя с отклонителем и долотом, безмуфтовой длинномерной гибкой трубы и замковых труб, соединяемых между собой посредством резьбы, отличающийся тем, что при спуске в скважину безмуфтовой длинномерной гибкой трубы ее располагают между забойным двигателем с отклонителем и замковыми трубами и полностью сматывают с барабана, при этом при прохождении верхнего конца безмуфтовой длинномерной гибкой трубы по технологическому тракту между барабаном и устьем скважины осуществляют ее натяжение посредством гибкой тяги, а после спуска безмуфтовой длинномерной гибкой трубы гибкую тягу отсоединяют и дальнейшее наращивание бурильной колонны осуществляют замковыми трубами с использованием мачты и талевой системы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может использоваться при бурении ремонтных боковых стволов из основного ствола скважины через вырез в эксплуатационной колонне.

Известна компоновка бурильной колонны для бурения боковых стволов, состоящая из замковых труб, соединяемых друг с другом посредством резьбы, забойного двигателя с отклонителем и долота (А.Г.Калинин и др. Справочник Бурение наклонных и горизонтальных скважин. М.: Недра, 1997, с.127-134).

Недостатком такой компоновки является то, что замковые трубы позволяют бурить боковые стволы только с большим и средним радиусом кривизны, что обуславливает большую длину криволинейного участка бокового ствола. Это, в свою очередь, обуславливает большой объем буровых работ и связанные с этим высокие затраты, низкую точность проводки бокового ствола. Уменьшение же радиуса кривизны ствола вызывает значительное ухудшение условий работы замковых труб в скважине вплоть до выхода их из строя.

Известна также компоновка бурильной колонны (прототип), состоящая из безмуфтовой длинномерной гибкой трубы (БДГТ), сматываемой при бурении с барабана (система колтюбинг), забойного двигателя с отклонителем и долота (Груздилович и др. Бурение скважин с применением колтюбинга. Бурение. Специальное приложение к журналу “Нефть и Капитал” №2, ноябрь 2001, с.32-35). Такая компоновка позволяет бурить боковые стволы из основного ствола скважины с малым радиусом кривизны, значительно сократить длину криволинейного участка бокового ствола.

Вместе с тем такая компоновка бурильной колонны обладает следующими недостатками:

- невозможность использования утяжеленных бурильных труб (УБТ) для создания нагрузки на долото;

- потеря устойчивости колонны и интенсивное ее скручивание по всей длине и низкая, в этой связи, точность проводки бокового ствола;

- невозможность ориентирования отклоняющей компоновки путем вращения бурильной колонны с устья и необходимость в этой связи применения сложной и дорогостоящей системы управления траекторией бурения;

- большая масса гибкой трубы и необходимость ее транспортирования на барабане большегрузными и дорогостоящими транспортными средствами (колтюбинговыми установками).

Задачей изобретения является снижение стоимости и повышение точности проводки ремонтных боковых стволов за счет рационализации компоновки бурильной колонны.

Поставленная задача решается за счет того, что компоновка бурильной колонны для бурения боковых стволов включает безмуфтовую длинномерную гибкую трубу, забойный двигатель с отклонителем, долото и замковые трубы, соединяемые между собой посредством резьбы, при этом безмуфтовая длинномерная гибкая труба расположена в нижней части бурильной колонны между замковыми трубами и забойным двигателем с отклонителем и имеет длину, по крайней мере, не меньшую, чем проектная длина бокового ствола.

На фиг.1 представлена компоновка бурильной колонны для бурения боковых стволов (вариант). Компоновка состоит из замковых труб 1 с УБТ 2, фрагмента длинномерной безмуфтовой гибкой трубы 3, имеющего длину, равную или несколько превышающую проектную длину бокового ствола, и забойного инструмента (забойного двигателя 4 с отклонителем или без него и долота 5).

При бурении бокового ствола вплоть до достижения его проектной глубины из всей компоновки бурильной колонны в боковом стволе находится только расположенная в ее нижней части безмуфтовая длинномерная гибкая труба с забойным инструментом, испытывая и воспринимая все напряжения и деформации, возникающие при бурении бокового ствола с малым радиусом кривизны. Верхняя же часть бурильной колонны, состоящая из замковых труб, соединенных друг с другом посредством резьбы, остается в основном стволе скважины и не претерпевает деформаций, обусловленных сложной конфигурацией бокового ствола, при этом допускает использование УБТ, ориентацию отклоняющей компоновки вращением труб с устья и контроль за траекторией бурения спуском в трубы на кабеле геонавигационных приборов. Благодаря использованию в компоновке бурильной колонны гибкой трубы сравнительно небольшой длины появляется возможность ее транспортирования на барабане менее грузоподъемными и более дешевыми транспортными средствами.

Предлагаемая компоновка бурильной колонны может использоваться также для проведения в уже пробуренных боковых стволах различных работ, связанных с их креплением, ремонтом и обслуживанием, например для разбуривания цементных пробок и разбуриваемых элементов скважинного оборудования. При проведении таких работ компоновка бурильной колонны должна включать в себя соответствующий проводимой работе забойный инструмент и фрагмент БДГТ необходимой длины и диаметра.

Сборка предлагаемой компоновки бурильной колонны осуществляется следующим образом (вариант). Устье скважины оборудуют совместно колтюбинговой установкой с намотанным на барабан фрагментом БДГТ необходимой длины и подъемным агрегатом с мачтой и талевой системой, либо универсальной установкой, оборудованной как барабаном, так и мачтой. Сначала с помощью мачты и талевой системы в скважину спускают забойный инструмент, затем (фиг.2) установив над устьем скважины 1 транспортер 2 гибкой трубы, спущенный забойный инструмент наращивают фрагментом БДГТ 3, сматывая его с барабана 4. Особенностью спуска БДГТ в скважину является ее полное сматывание с барабана и подача в скважину. Эту операцию осуществляют (фиг.2) с использованием гибкой тяги 5, один конец которой предварительно крепят к барабану, а второй - к верхнему концу БДГТ посредством быстросъемного соединения 6. Образовавшуюся таким образом связку "гибкая тяга - БДГТ" наматывают на барабан. В дальнейшем, при проведении монтажа и спуска бурильной колонны при полном сходе верхнего конца БДГТ с барабана (фиг.2) он остается связанным с барабаном посредством гибкой тяги, с помощью которой обеспечивают натяжение верхнего конца БДГТ при его прохождении всего технологического тракта от барабана через транспортер до устья скважины (фиг.3). После спуска БДГТ в скважину гибкую тягу отсоединяют от верхнего конца БДГТ и вместе с транспортером отводят от устья скважины и дальнейшее наращивание бурильной колонны осуществляют замковыми трубами с использованием мачты и талевой системы. Подъем и демонтаж бурильной колонны осуществляют в обратном порядке, при этом гибкую тягу используют для затаскивают верхнего конца БДГТ от устья скважины по технологическому тракту на барабан.

Положительный эффект при использовании заявляемой компоновки бурильной колонны для бурения боковых стволов достигается за счет снижения стоимости и повышения точности бурения боковых стволов.