RU145681U1 - RINSING CALIBRATOR - Google Patents

Abstract

Промывочный калибратор, содержащий полый цилиндрический корпус с присоединительными замковыми резьбовыми соединениями для свинчивания с другими элементами компоновки низа бурильной колонны, корпус снабжен лопастями, армированными породоразрущающими элементами, отличающийся тем, что указанные лопасти имеют одинаковую длину и ширину, при этом форма лопастей трапецеидальная - основание лопасти длиннее верхней части, в качестве породоразрушающих элементов использованы PDC зубцы, в нижней части корпуса имеются два промывочных отверстия, выполненные с возможностью установки в них сменных насадок, а внутренний канал промывочных отверстий имеет прямоугольную форму.A flushing calibrator containing a hollow cylindrical body with connecting locking threaded connections for screwing with other elements of the bottom of the drill string assembly, the body is equipped with blades reinforced with rock cutting elements, characterized in that said blades have the same length and width, and the shape of the blades is trapezoidal - the base of the blade longer than the upper part, PDC teeth were used as rock cutting elements, there are two washing holes in the lower part of the body, made with the possibility of installing interchangeable nozzles in them, and the inner channel of the washing holes has a rectangular shape.

Description

Полезная модель относится к буровой технике, применяемой в составе компоновки низа бурильной колонны, и предназначена для расширения суженых участков ствола скважины при проведении подъема компоновки низа бурильной колонны (КНБК) после бурения, а также для улучшения очистки ствола скважины от выбуренной породы в процессе бурения и проработки аварийноопасных интервалов скважины.The utility model relates to the drilling technique used as part of the layout of the bottom of the drill string, and is intended to expand the narrowed sections of the borehole when lifting the layout of the bottom of the drill string (BHA) after drilling, as well as to improve the cleaning of the borehole from cuttings during drilling and development of emergency intervals of the well.

Наиболее конструктивно близким к промывочному калибратору является калибратор лопастной по патенту РФ на полезную модель №125614, МПК E21B 10/26, 7/28, 17/10, опубл.2013. Калибратор лопастной содержит полый цилиндрический корпус с присоединительными резьбами для соединения с элементами компоновки низа бурильной колонны, на корпусе выполнены лопасти, рабочая поверхность которых армирована породоразрушающими вставками, высота лопастей с верху и с низу увеличивается к их центральной части, при этом ширина лопастей уменьшается к их краям. Породоразрушающие вставки на рабочей поверхности лопастей установлены в несколько рядов, причем ряды смещены относительно друг друга вдоль оси калибратора так, чтобы перекрыть зазор между породоразрушающими вставками в соседнем ряду. Расстояние между породоразрушающими вставками меньше или равно их диаметру. По краям лопастей породоразрушающие вставки расположены в один ряд, а выступающие ребра края лопасти армированы наплавкой твердым сплавом. Наплавка ребер края лопасти выполнена крошкой из карбида вольфрама с латунным припоем. Породоразрушающие вставки выполнены в виде цилиндров из карбида вольфрама. Породоразрушающие вставки могут быть запрессованы в лопасти. Породоразрушающие вставки могут быть припаяны.The most structurally close to the washing calibrator is a paddle calibrator according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 125614, IPC E21B 10/26, 7/28, 17/10, publ. 2013. The blade calibrator contains a hollow cylindrical body with connecting threads for connecting to the bottom of the drill string, blades are made on the body, the working surface of which is reinforced with rock cutting inserts, the height of the blades from the top and bottom increases to their central part, while the width of the blades decreases to their to the edges. Rock-cutting inserts on the working surface of the blades are installed in several rows, and the rows are offset relative to each other along the axis of the calibrator so as to cover the gap between the rock-cutting inserts in the adjacent row. The distance between the rock cutting inserts is less than or equal to their diameter. At the edges of the blades, the rock cutting inserts are arranged in one row, and the protruding ribs of the edge of the blade are reinforced with hard alloy surfacing. The surfacing of the edges of the blade edge is made of tungsten carbide chips with brass solder. The rock-breaking inserts are made in the form of tungsten carbide cylinders. Rock-breaking inserts can be pressed into the blades. Rock-breaking inserts can be soldered.

Недостатками известного лопастного калибратора являются то, что установка над долотом лопастного калибратора не позволяет предотвратить возникновение осложнений при проведении подъема компоновки низа бурильной колонны, не позволяет снизить время строительства скважины. Отсутствие промывочных отверстий не позволяет изменять гидравлику низа бурильной колонны, способствующую выносу выбуренной породы на поверхность. У лопастного калибратора отсутствуют промывочные отверстия с возможностью устанавливать сменные насадки различной площади, что не позволяет подбирать требуемую, заранее рассчитанную, насадку для каждой скважины индивидуально, с учетом глубины скважины по стволу и плотности бурового раствора.The disadvantages of the known blade calibrator are that the installation above the bit of the blade calibrator does not prevent the occurrence of complications when lifting the layout of the bottom of the drill string, does not reduce the time of construction of the well. The absence of flushing holes does not allow you to change the hydraulics of the bottom of the drill string, contributing to the removal of cuttings to the surface. The paddle calibrator does not have flushing holes with the ability to install interchangeable nozzles of various sizes, which does not allow you to select the required, pre-calculated nozzle for each well individually, taking into account the depth of the wellbore and the density of the drilling fluid.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое техническое решение, является разработка конструкции калибратора, обеспечивающего снижение времени строительства скважины; снижение числа аварий при проведении спуско-подъемных операций (СПО); изменение гидравлики низа бурильной колонны, с целью улучшения выноса выбуренной породы.The tasks to be solved by the claimed technical solution is the development of a calibrator design that reduces the time of well construction; reduction in the number of accidents during hoisting operations (STR); change in the hydraulics of the bottom of the drill string, in order to improve the removal of cuttings.

Поставленные задачи решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении эффективности бурения за улучшения очистки ствола скважины; в снижении вероятности аварий при проведении СПО; сохранения коллекторских свойств продуктивного пласта, за счет снижения времени контакта бурового раствора, снижения кавернозности ствола скважины, что позволяет производить спуск эксплуатационных колонн до проектной глубины без дополнительной подготовки ствола скважины, что еще больше сокращает время строительства скважиныThe tasks are solved by achieving a technical result, which consists in increasing the efficiency of drilling for improving the cleaning of the wellbore; in reducing the likelihood of accidents during STR; preservation of the reservoir properties of the reservoir by reducing the mud contact time, reducing the borehole cavernousness, which allows production wells to be lowered to design depth without additional wellbore preparation, which further reduces well construction time

Указанный технический результат достигается тем, что промывочный калибратор характеризуется тем, что состоит из полого цилиндрического корпуса с присоединительными замковыми резьбовыми соединениями для свинчивания с немагнитной утяжеленной бурильной трубой забойной телеметрической системы и бурильными трубами. На корпусе имеются пять лопастей, а в нижней части корпуса имеются два промывочных отверстия. Все лопасти имеют одинаковую длину и ширину (имеют одинаковые геометрические размеры), форма лопастей трапецеидальная - основание лопасти длиннее верхней части. Наружная поверхность лопастей армирована породоразрушающими элементами, в качестве породоразрушающих элементов использованы РЭС зубцы. РОС зубцы фиксируются в лопастях методом запрессовки. Промывочные отверстия, находящиеся в нижней части корпуса, выполнены с возможностью установки в них сменных насадок, внутренний канал промывочных отверстий имеет прямоугольную форму.The specified technical result is achieved in that the flushing calibrator is characterized in that it consists of a hollow cylindrical body with connecting locking threaded connections for screwing with a non-magnetic weighted drill pipe downhole telemetry system and drill pipes. There are five blades on the casing, and there are two flushing holes in the lower part of the casing. All blades have the same length and width (have the same geometric dimensions), the shape of the blades is trapezoidal - the base of the blade is longer than the upper part. The outer surface of the blades is reinforced with rock cutting elements, as the teeth are used as rock cutting elements. DEW teeth are fixed in the blades by pressing. The washing holes located in the lower part of the housing are made with the possibility of installing replaceable nozzles in them, the internal channel of the washing holes has a rectangular shape.

Выполнение лопастей трапецеидальной формы, наличие агрессивного вооружения промывочного калибратора, представленного РБС зубцами, позволяет проводить расширение суженных участков ствола скважины путем обратной проработки. Наличие промывочных отверстий обеспечивает качественную очистку ствола скважины повышенным расходом промывочной жидкости от выбуренного шлама. Установка сменных насадок различной площади в промывочные отверстия позволяет подбирать требуемую, заранее рассчитанную, насадку для каждой скважины индивидуально, с учетом глубины скважины по стволу и плотности бурового раствора. Выполнение внутреннего канала насадок прямоугольной формы снижает вероятность закупоривания насадки посторонними предметами.The implementation of the trapezoidal blades, the presence of aggressive weapons flushing calibrator, represented by RBS teeth, allows the expansion of narrowed sections of the wellbore by reverse engineering. The presence of flushing holes provides high-quality cleaning of the wellbore with an increased flow rate of flushing fluid from drill cuttings. Installing interchangeable nozzles of various sizes in the flushing holes allows you to select the required, pre-calculated nozzle for each well individually, taking into account the depth of the well along the bore and the density of the drilling fluid. The execution of the internal channel of the nozzles of a rectangular shape reduces the likelihood of clogging of the nozzle with foreign objects.

Изготовление корпуса калибратора методом фрезерования позволяет осуществлять бурение турбинным, роторным и турбинно-роторным способом, проведение шаблонировок, проработок ствола скважины.The manufacture of the calibrator body by the milling method allows drilling in the turbine, rotor and turbine-rotor ways, carrying out patterning, wellbore development.

В заявляемом промывочном калибраторе усовершенствована конструкция применяемых калибраторов путем установки дополнительных промывочных отверстий со сменными насадками, изменением потока промывочной жидкости в нижней части бурильной колонны, заменой калибрирующих РБС вставок на режущие зубья РБС.In the inventive flushing calibrator, the design of the calibrators used has been improved by installing additional flushing holes with interchangeable nozzles, changing the flow of flushing fluid in the lower part of the drill string, replacing the calibrating RBS inserts with RBS cutting teeth.

Промывочный калибратор отличается от лопастного калибратора патент РФ №125614:The flushing calibrator differs from the blade calibrator RF patent №125614:

- наличием промывочных отверстий позволяющих изменить гидравлику низа бурильной колонны.- the presence of flushing holes allowing you to change the hydraulics of the bottom of the drill string.

- местом установки в компоновке бурильной колонны, что позволяет промывочному калибратору предотвратить осложнения при проведении подъема компоновки низа бурильной колонны.- the installation location in the layout of the drill string, which allows the flushing calibrator to prevent complications when lifting the layout of the bottom of the drill string.

- формой лопастей: у промывочного калибратора лопасти одинаковой ширины по всей длине лопасти, у лопастного калибратора лопасти сужаются по краям.- the shape of the blades: for a washing calibrator, blades of the same width along the entire length of the blade, for a blade calibrator, the blades narrow at the edges.

- вооружением калибратора: у лопастного калибратора породоразрушающие элементы в несколько рядов, у промывочного калибратора РВС зубцы в один ряд.- armament of the calibrator: the blade calibrator has rock cutting elements in several rows, the flushing calibrator of the PBC has teeth in one row.

На фиг. 1 представлено схематичное изображение промывочного калибратора, вид слева, на фиг. 2 - то же, вид спереди, на фиг. 3 - сечение по А-А фиг. 1, на фиг. 4 - сечение по Б-Б фиг.1.In FIG. 1 is a schematic illustration of a flushing calibrator, left view, in FIG. 2 is the same, front view, in FIG. 3 is a section along AA of FIG. 1, in FIG. 4 is a section along BB of FIG. 1.

Промывочный калибратор состоит полого цилиндрического корпуса 3 с внутренним проходным каналом диаметром 78 мм, на корпусе расположены 5 лопастей. Наружная часть каждой лопасти армирована породоразрушающими элементами - РВС зубцами 1 для расширения суженных участков ствола скважины путем обратной проработки. В нижней части промывочного калибратора имеются два промывочных отверстия 2 для качественной очистки ствола скважины повышенным расходом промывочной жидкости. Промывочные отверстия 2 выполнены с возможностью установки в них сменных насадок различной площади, что позволяет подбирать требуемую, заранее рассчитанную, насадку для каждой скважины индивидуально, с учетом глубины скважины по стволу и плотности бурового раствора. Внутренний канал насадок имеет прямоугольную форму, что снижает вероятность закупоривания насадки посторонними предметами. Промывочный калибратор изготавливают из стали марки 40ХН по ГОСТ 4543-71 или из других сталей по физико-механическим свойствам не ниже, чем у марки 40ХН.The washing calibrator consists of a hollow cylindrical body 3 with an internal passage channel with a diameter of 78 mm, 5 blades are located on the body. The outer part of each blade is reinforced with rock cutting elements - RVS with teeth 1 for expanding the narrowed sections of the wellbore by reverse engineering. In the lower part of the flushing calibrator there are two flushing holes 2 for high-quality cleaning of the wellbore with an increased flow rate of flushing fluid. Flushing holes 2 are made with the possibility of installing interchangeable nozzles of various sizes in them, which allows you to select the desired, pre-calculated nozzle for each well individually, taking into account the depth of the well along the bore and the density of the drilling fluid. The internal nozzle channel has a rectangular shape, which reduces the likelihood of clogging of the nozzle with foreign objects. The washing calibrator is made of steel grade 40XH according to GOST 4543-71 or of other steels in physical and mechanical properties not lower than that of grade 40XH.

Промывочный калибратор устанавливают между верхней немагнитной утяжеленной бурильной трубой (НУБТ) забойной телесистемы и первой свечей бурильного инструмента.A flushing calibrator is installed between the upper non-magnetic weighted drill pipe (NUBT) of the downhole telesystem and the first candle of the drilling tool.

Установка помывочного калибратора, между верхней НУБТ ЗТС и первой свечей бурильного инструмента, оптимизирует гидравлику в нижней части бурильной колонны, что позволит улучшить вынос шлама при бурении и при обратной проработке в процессе подъема КНБК после бурения. Улучшение выноса шлама обеспечивается наличием двух промывочных отверстий в нижней части корпуса калибратора, позволяющих увеличить расход подаваемого бурового раствора без повреждения ниже установленных забойной телесистемы и ГЗД. Эффективность обратной проработки обеспечивается наличием на лопастей выбуривающих РБС зубьев, это позволяет снизить осложнения при проведении подъема КНБК после бурения в мягких, не устойчивых, склонных к выпучиванию глинах.The installation of a washing calibrator between the upper NUBT ZTS and the first candle of the drilling tool optimizes hydraulics in the lower part of the drill string, which will improve the removal of cuttings during drilling and during reverse processing during the lifting of the BHA after drilling. Improvement in the removal of sludge is provided by the presence of two flushing holes in the lower part of the calibrator body, which allows to increase the flow rate of the supplied drilling fluid without damage below the installed downhole telesystem and gas distribution system. The effectiveness of the reverse development is ensured by the presence of teeth on the blades of the RBS that are drilled, this allows to reduce the complications when raising the BHA after drilling in soft, unstable, prone to buckling clays.

В процессе проведения подъема КНБК после бурения или шаблонировки, при появлении затяжек вызывается циркуляция бурового раствора, промывочная жидкость проходит через центральный канал корпуса калибратора и на уровне насадок разделяется на два потока: первый, основной поток, устремляется в низ бурильной колонны к ЗТС и гидравлическому забойному двигателю, а второй поток, меньший по мощности, проходит через промывочные отверстия в нижней части калибратора и попадает в затрубное пространство, увеличивает скорость восходящего потока в затрубном пространстве, тем самым изменяя гидравлику низа бурильной колонны и создавая благоприятные условия для выноса шлама на поверхность. В таких благоприятных условиях проводится обратная проработка ствола скважины: РБС зубцы, расположенные на лопастях эффективно разрушают суженные участки ствола скважины, а улучшенная гидравлика низа бурильной колонны способствует выносу выбуренного шлама на поверхность, и не позволяет оседать шламу на стенки скважины, увеличивая вероятность механического прихвата бурильной колонны. Применение сменных насадок позволяет подобрать необходимый диаметр насадок, для создания (не превышения) давления в стояке манифольда согласно проектной документации.During the lifting of the BHA after drilling or gauging, when puffs appear, circulation of the drilling fluid is caused, the flushing fluid passes through the central channel of the calibrator body and is divided into two flows at the nozzle level: the first, main flow, rushes to the bottom of the drill string to the ZTS and hydraulic bottomhole engine, and the second stream, smaller in power, passes through the flushing holes in the lower part of the calibrator and enters the annulus, increases the speed of the upward flow in rubnom space, thereby changing hydraulics BHA and creating favorable conditions for the removal of cuttings to the surface. In such favorable conditions, the borehole is re-worked: the RBS teeth located on the blades effectively destroy the narrowed sections of the borehole, and the improved hydraulics of the bottom of the drill string contributes to the removal of drill cuttings to the surface, and does not allow sludge to settle on the borehole walls, increasing the likelihood of mechanical sticking of the drill bit the columns. The use of interchangeable nozzles allows you to choose the required diameter of the nozzles to create (not exceed) the pressure in the riser of the manifold according to the design documentation.

Технико-экономическая эффективность заключается в следующих преимуществах предлагаемой полезной модели: снижение времени строительства скважины, путем снижения времени затрачиваемого на осложненные подъемы КНБК после бурения; сохранение коллекторских свойств пласта, из-за снижения времени контакта горной породы с буровым раствором; безаварийный спуск обсадных колонн, обусловленный качественной подготовкой ствола скважины к спуску колонн.Technical and economic efficiency consists in the following advantages of the proposed utility model: reduction of well construction time by reducing the time spent on complicated BHA upgrades after drilling; preservation of reservoir properties of the reservoir, due to a decrease in the time of contact of the rock with the drilling fluid; accident-free casing string descent due to the wellbore quality preparation for the casing descent.

Claims (1)

Промывочный калибратор, содержащий полый цилиндрический корпус с присоединительными замковыми резьбовыми соединениями для свинчивания с другими элементами компоновки низа бурильной колонны, корпус снабжен лопастями, армированными породоразрущающими элементами, отличающийся тем, что указанные лопасти имеют одинаковую длину и ширину, при этом форма лопастей трапецеидальная - основание лопасти длиннее верхней части, в качестве породоразрушающих элементов использованы PDC зубцы, в нижней части корпуса имеются два промывочных отверстия, выполненные с возможностью установки в них сменных насадок, а внутренний канал промывочных отверстий имеет прямоугольную форму.

A flushing calibrator containing a hollow cylindrical body with connecting locking threaded connections for screwing with other elements of the bottom of the drill string assembly, the body is equipped with blades reinforced with rock cutting elements, characterized in that said blades have the same length and width, and the shape of the blades is trapezoidal - the base of the blade longer than the upper part, PDC teeth were used as rock cutting elements, there are two washing holes in the lower part of the body, made with the possibility of installing interchangeable nozzles in them, and the inner channel of the washing holes has a rectangular shape.