устройство для бурения

Формула изобретения

1. Устройство для бурения, включающее обсадную колонну, установленный в обсадной колонне с возможность вращения породоразрушающий инструмент для разрушения периферийной части забоя, колонну бурильных труб, соединенное с колонной бурильных труб пневмоударное устройство и две взаимодействующие между собой полумуфты, одна из которых скреплена с породоразрушающим инструментом, отличающееся тем, что оно снабжено керноприемным устройством, включающем колонковую трубу с кернозахватным устройством, причем вторая полумуфта скреплена с наружной поверхностью колонковой трубы.

2. Устройство для бурения по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено размещенной над пневмоударным устройством шламовой трубой.

3. Устройство для бурения по п.1, отличающееся тем, что обсадная колонна выполнена с размещенными над шламовой трубой окнами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения скважин в сложных геологических условиях, в том числе в неустойчивых осадочных породах.

Известно устройство для бурения, включающее обсадную колонну, колонну бурильных труб, установленный в обсадной колонне с возможность вращения породоразрушающий инструмент для разрушения периферийной части забоя и колонковую трубу [1].

В известном устройстве отсутствует ударный механизм, что затрудняет процесс бурения с отбором керна в породах, содержащих галечные отложения. Для привода породоразрушающего инструмента используется длинный шпиндель, на вращение которого за счет взаимодействия его с породой затрачивается значительное количество энергии. Устройство является сложным.

Известно устройство для бурения, включающее обсадную колонну, установленный в обсадной колонне с возможностью вращения породоразрушающий инструмент для разрушения периферийной части забоя, колонну бурильных труб, соединенное с колонной бурильных труб пневмоударное устройство, и две взаимодействующие между собой полумуфты, одна из которых скреплена с породоразрушающим инструментом [2].

Известное устройство позволяет производить бурение в сложных геологических условиях с применением обсадной колонны, однако оно не позволяет бурить с получением керна.

Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в обеспечении максимального выхода кернового материала в сложных геологических условиях, в том числе в неустойчивых осадочных породах с включением галечника.

Указанный результат достигается за счет того, что устройство для бурения, включающее обсадную колонну, установленный в обсадной колонне с возможностью вращения породоразрушающий инструмент для разрушения периферийной части забоя, колонну бурильных труб, соединенное с колонной бурильных труб пневмоударное устройство и две взаимодействующие между собой полумуфты, одна из которых скреплена с породоразрушающим инструментом, снабжено керноприемным устройством, включающим колонковую трубу с кернозахватным устройством, размещенную над пневмоударным устройством шламовую трубу, причем вторая полумуфта скреплена с наружной поверхностью колонковой трубы. Обсадная колонна может быть выполнена с размещенными над шламовой трубой окнами.

Пример выполнения устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено заявленное устройство, на фиг.2 и 3 - соответственно места А и Б.

Устройство для бурения содержит обсадную колонну 1, установленный в обсадной колонне с возможностью вращения породоразрушающий инструмент 2, который служит для разрушения периферийной части забоя, колонну 3 бурильных труб, соединенное с колонной бурильных труб пневмоударное устройство 4 и две взаимодействующие между собой полумуфты 5 и 6, причем полумуфта 5 скреплена с породоразрушающим инструментом 2. Устройство снабжено керноприемным устройством, которое состоит из колонковой трубы 7 с кернозахватным устройством 8. Над пневмоударным устройством 4 размещена шламовая труба 9. Вторая полумуфта 6 скреплена с наружной поверхностью колонковой трубы 7. Обсадная колонна 1 выполнена с размещенными над шламовой трубой окнами 10.

Полумуфты 5 и 6 могут быть выполнены кулачковыми. Для предохранения попадания шлама в пространство между колонной бурильных труб и обсадной трубой предусмотрено уплотнение 11.

При бурении производят вращение колонны 3 бурильных труб и, подавая продувочный агент в нее, приводят в действие пневмоударное устройство 4. Вращение колонны бурильных труб и ударные импульсы от пневмоударного устройства передаются через взаимодействующие между собой полумуфты 5 и 6 на породоразрушающий инструмент 2, который производит разрушение периферийной части забоя.

Продувочный агент, поступая от пневмоударного устройства 4 через керноприемное устройство к породоразрушающему инструменту, производит очистку забоя от разрушенной породы и производит охлаждение породоразрушающего инструмента.

По мере разрушения забоя породоразрушающим инструментом обсадная колонна 1 опускается вслед за породоразрушающим инструментом 2.

Разрушенная порода, поднимаясь в пространстве между обсадной колонной и скважиной, попадает через окна 10 обсадной колонны в шламовую трубу 9. Более мелкие частицы разрушенной породы поднимаются по зазору между внутренней поверхностью обсадной колонны и колонной бурильных труб и поступают в расположенное на поверхности шламоприемное устройство (на чертеже не показано). Ввиду того, что основная часть разрушенной породы поступает в шламовую трубу, минимизируется расход сжатого воздуха.

После заполнения колонковой трубы производят подъем колонны бурильных труб, извлекают керн из колонковой трубы и освобождают шламовую трубу от шлама. Далее цикл повторяется.

Таким образом, предложенное техническое решение позволит:

- обеспечить максимальный выход кернового материала в сложных геологических условиях, в том числе в неустойчивых осадочных породах с включением галечника;

- минимизировать количество продувочного агента и, следовательно, уменьшить затраты на его получение.

Источники информации

1. Патент РФ № 2014430, МКИ Е21В 7/00, 1987.

2. Патент US № 5921332, МКИ Е21В 10/36, 1999.