RU2068482C1 - Apparatus for multibottom well drilling and pumping-in - Google Patents

Abstract

FIELD: mining, apparatus is used during drilling and pumping-in of several branch holes in single vertical well. SUBSTANCE: apparatus for multibottom well drilling and pumping-in has casing string of big diameter with shoe and located in casing string multiwell template with holes according to number of branch holes for their drilling and casing pipes landing in them and fixation member of multiwell template in respect to casing string. Apparatus has group of mounted with bottom up cylinders with their bottom holes of different diameter for branch holes casing pipes landing in them. Number of cylinders is equal to number of well branch holes. Multiwell template holes are made inclined. Casing string shoe has stop for multiwell template. Casing string fixation member is made in the form of bulge along whole length of casing string inner surface and groove made on side outer surface of multiwell template and cylinders. EFFECT: improved process. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройству для бурения и заканчивания нескольких стволов-отводов из ствола общей вертикальной скважины. The invention relates to drilling equipment, and in particular to a device for drilling and completing several trunk bends from the trunk of a common vertical well.

Известно устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины, содержащее обсадную колонну с окнами, через которые производится бурение стволов-отводов. Оборудование их обсадными трубами производится либо путем вывода каждой колонны труб на поверхность через вертикальную скважину, либо цементированием обсадных труб в стволах-отводах до входа в рабочий ствол вертикальной скважины, см. кн. Гигорьян А.М. Вскрытие пластов многозабойными горизонтальными скважинами М. Недра, 1969 г. патент США N 4415205, кл. E 21 B 43/28 от 15.11.83 г. A device for drilling and completing a multilateral well containing a casing with windows through which boreholes are drilled is known. Equipping them with casing pipes is carried out either by removing each pipe string to the surface through a vertical well, or by cementing casing pipes in bends before entering a vertical well into the working shaft, see book. Gigoryan A.M. Exploration of layers by multilateral horizontal wells M. Nedra, 1969, US patent N 4415205, class. E 21 B 43/28 from 11/15/83

Недостатком такого решения является ненадежная герметизация стволов-отводов при вводе их в вертикальную скважину, сложность центрирования при установке нескольких обсадных колонн в общей вертикальной скважине, а также низкая экономическая эффективность бурения. The disadvantage of this solution is the unreliable sealing of the bore-holes when entering them into a vertical well, the difficulty of centering when installing several casing strings in a common vertical well, and also the low economic efficiency of drilling.

Кроме того, выполнение окон в обсадной колонне на различной глубине, а следовательно и такое же расположение выводов колонн стволов-отводов усложняет их эксплуатацию и ремонт. In addition, the implementation of the windows in the casing at different depths, and therefore the same arrangement of the outputs of the strings of the bends, complicates their operation and repair.

Наиболее близким решением к заявленному является устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины, содержащее обсадную колонну труб с размещенными в ней направляющим элементом с тремя отводами по числу стволов-отводов и опорной плитой с отверстиями, также по числу стволов-отводов. Элемент фиксации опорной плиты выполнен над направляющим элементом в виде выступа на внутренней поверхности обсадной колонны и паза на плите, см. патент США N 4396075, кл. E 218 7/08, от 02.08.83. Недостатком известного устройства является сложность и ненадежность устройства и технологии заканчивания скважин, т. к. необходимо применение направляющего элемента, предварительное цементирование двух из трех отводов с последующим разбуриванием их при бурении стволов-отводов. В известном решении цементирование стволов-отводов производится единовременно с помощью единой тройной подвески после окончания бурения, что снижает качество цементирования, а иногда делает его невозможным, так как при длительном простое в ожидании спуска обсадных колонн и их цементирования возможны осложнения: обвалы, разрушения стволов-отводов, уменьшение диаметра. Кроме того, для стволов-отводов предусматривается применение гибких фиберглассовых труб и их цементирование по затрубному пространству, что в условиях больших глубин (2-3 км) наклонно-направленного бурения практически невозможно. The closest solution to the claimed one is a device for drilling and completing a multilateral well containing a casing of pipes with a guide element with three branches in the number of bends and a base plate with holes, as well as in the number of bends. The fixing element of the base plate is made above the guide element in the form of a protrusion on the inner surface of the casing and the groove on the plate, see US patent N 4396075, class. E 218 7/08, dated 02/08/83. A disadvantage of the known device is the complexity and unreliability of the device and the technology of well completion, because it is necessary to use a guiding element, preliminary cementing of two of the three branches, followed by drilling them when drilling branch bends. In the well-known solution, cementing of boreholes is performed simultaneously using a single triple suspension after drilling is completed, which reduces the quality of cementing and sometimes makes it impossible, because long-term downtime while waiting for the casing strings to lower and cement them can cause complications: collapses, destruction of trunks- bends, reduction in diameter. In addition, the use of flexible fiberglass pipes and their cementing along the annulus is provided for branch trunks, which is practically impossible in the conditions of great depths (2-3 km) of directional drilling.

Расположение элемента фиксации опорной плиты над направляющим элементом, непосредственно у башмака обсадной колонны, снижает надежность вертикальной скважины вследствие неточной установки бурильных труб относительно поверхности обсадной колонны вертикальной скважины, из-за возможного повреждения или загрязнения фиксирующего выступа бурильным инструментом или шламом бурового или цементного раствора. Кроме того, т.к. тройная трубная подвеска устанавливается выше элемента фиксации, выступ на обсадной колонне будет зацементирован в процессе цементирования обсадных колонн стволов-отводов, что делает невозможным ориентированный спуск инструментов и приборов в каждый из стволов-отводов в процессе эксплуатации для их ремонта и проведения исследовательских работ. The location of the fixing element of the base plate above the guide element, directly at the shoe of the casing string, reduces the reliability of the vertical well due to inaccurate installation of drill pipes relative to the surface of the casing of the vertical well, due to possible damage or contamination of the fixing protrusion by a drilling tool or mud of a drilling or cement slurry. In addition, since a triple pipe suspension is installed above the fixation element, the protrusion on the casing string will be cemented during cementing of the casing strings of the bends, which makes it impossible to orientally run tools and instruments into each of the bends in the process of operation for their repair and research work.

Предлагаемое решение позволит упростить устройство и технологию заканчивания скважин путем отказа от использования направляющего элемента и применения традиционной технологии цементирования скважин, повысить качество цементирования за счет раздельного цементирования каждого из стволов-отводов и дополнительного перекрытия внутреннего диаметра нижней части обсадной колонны вертикальной скважины пакетом опорных плит, обеспечить проведение ремонтных и исследовательских работ в стволах-отводах. The proposed solution will simplify the device and technology of well completion by abandoning the use of the guiding element and using the traditional technology of well cementing, improve the quality of cementing by separately cementing each of the bends and additional overlapping the inner diameter of the lower part of the casing of the vertical well with a package of base plates, provide repair and research work in branch trunks.

Указанный результат достигается тем, что известное устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины, включающее обсадную колонну большого диаметра с башмаком и с размещенной в ней опорной плитой с отверстиями по числу стволов-отводов для их бурения и установки в них обсадных труб и элемент фиксации опорной плиты относительно колонны, снабжено группой соосно установленных вверх дном стаканов с выполненными в дне отверстиями различного диаметра для установки в них обсадных труб стволов-отводов, причем количество стаканов равно количеству стволов-отводов, отверстия в опорной плите выполнены наклонными, а башмак обсадной колонны выполнен с упором для опорной плиты, при этом элемент фиксации опорной плиты относительно колонны выполнен в виде выступа, выполненного по всей внутренней поверхности колонны, и паза, выполненного на боковой наружной поверхности опорной плиты и стаканов. This result is achieved by the fact that the known device for drilling and completing a multilateral well, including a large diameter casing with a shoe and with a base plate placed in it with holes for the number of bends for their drilling and installation of casing pipes in them and an element for fixing the base plate relative to the column, equipped with a group of cups coaxially mounted upside down with holes of various diameters made in the bottom for installing casing pipes of branch bends, the number of glasses the number of trunks-bends, the holes in the base plate are made inclined, and the casing shoe is made with a stop for the base plate, while the fixing element of the base plate relative to the column is made in the form of a protrusion made on the entire inner surface of the column and a groove made on the side the outer surface of the base plate and glasses.

Устройство отличается и тем, что обсадные трубы стволов-отводов выполнены с переводником, диаметр которого превышает наименьшее отверстие в дне стакана и со срезным элементом для фиксации стакана на переводнике обсадной трубы ствола-отвода. The device is also characterized in that the casing pipes of the bends are made with a sub whose diameter exceeds the smallest hole in the bottom of the glass and with a shear element for fixing the glass on the casing sub of the barrel.

На фиг.1 схематично изображена начальная стадия забуривания ствола-отвода. Figure 1 schematically shows the initial stage of drilling of the trunk-branch.

На фиг. 2 законченная многозабойная скважина с наклонно-направленными стволами-отводами. In FIG. 2 completed multilateral well with deviated boreholes.

На фиг.3 разрез по А-А на фиг.2. In Fig.3 a section along aa in Fig.2.

На фиг.4 направляющая опорная плита для бурения стволов-отводов. In Fig. 4, a guide base plate for drilling bends.

На фиг.5 стакан для установки обсадной колонны в стволах-отводах. Figure 5 glass for installing the casing in the trunks.

Устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины содержит обсадную колонну 1 большого диаметра вертикальной части скважины с направляющим выступом 2, выполненным на ее внутренней поверхности по всей длине колонны 1, с размещенными в ней с возможностью перемещения опорной плитой 3 с наклонными отверстиями 4 для бурения стволов-отводов 5 и группой соосно установленных вверх дном стаканов 6 для установки обсадных труб 7 стволов-отводов, с отверстиями разного диаметра: 8 для пропуска бурильных труб 9 со специальным переводником 10, долотом 11, и 12 для обсадных труб 7 при бурении и заканчивании последующих стволов-отводов 5. Количество стаканов 6 для установки обсадных труб 7 равно количеству наклонно-направленных стволов-отводов 5. A device for drilling and completing a multilateral well contains a casing 1 of a large diameter vertical part of the well with a guide protrusion 2 made on its inner surface along the entire length of the column 1, with a support plate 3 with inclined holes 4 for drilling shafts placed therein, of bends 5 and a group of cups 6 coaxially mounted upside down for installation of casing 7 bends, with holes of different diameters: 8 for the passage of drill pipes 9 with a special sub 10, d lot 11 and 12 for the casing 7 during drilling and subsequent completion of trunk laterals cup 5. Number 6 to set the casing 7 equal to the number of directional trunks 5 laterals.

Опорная плита 3 и стаканы 6 имеют на боковой наружной поверхности паз 13 под направляющий выступ 2. Башмак 14 обсадной колонны 1 снабжен упором 15 для опорной плиты 3 и стаканов 6, которые устанавливаются для спуска в скважину на бурильных трубах 9 над долотом 11 или над башмаком 14 обсадной колонны ствола-отвода 5 на специальном переводнике 10, диаметр которого больше диаметра отверстия 8 в стакане 6 или отверстия 4 в плите 3. The base plate 3 and the cups 6 have a groove 13 on the lateral outer surface for the guide protrusion 2. The casing shoe 14 is provided with a stop 15 for the base plate 3 and the cups 6, which are installed for lowering into the well on the drill pipes 9 above the bit 11 or above the shoe 14 of the casing string of the branch pipe 5 on a special sub 10, the diameter of which is larger than the diameter of the hole 8 in the glass 6 or hole 4 in the plate 3.

Опорная плита 3 и стаканы 6 крепятся к переводнику 10 срезными шпильками 16. Верхняя муфта 17 обсадной колонны 7 ствола-отвода имеет увеличенный диаметр, что позволяет подвесить колонну обсадных труб на стакане 6. Выше муфты 17 устанавливается левый переводник для отсоединения обсадных труб после цементирования. The base plate 3 and the glasses 6 are attached to the sub 10 by shear pins 16. The upper sleeve 17 of the casing string 7 of the bore hole has an increased diameter, which allows the casing string to be suspended on the glass 6. The left sub is installed above the sleeve 17 to disconnect the casing pipes after cementing.

Устройство работает следующим образом:
Вначале осуществляют бурение и крепление вертикального ствола скважины большего диаметра обычным способом, с использованием обсадных труб 1, оборудованных на внутренней поверхности направляющим выступом 2 по всей их длине и упором 15 над башмаком 14 обсадной колонны. Затем внутрь обсадной колонны 1 на бурильных трубах 9 до упора 15 спускают опорную плиту 3 с наклонными отверстиями 4, установленную на специальном переводнике 10 и закрепленную срезными шпильками 16, так чтобы паз 13 на боковой поверхности плиты контролировался направляющим выступом 2 на внутренней поверхности обсадной колонны 1.The device operates as follows:
First, a larger diameter vertical wellbore is drilled and fastened in the usual way, using casing 1 equipped on the inner surface with a guide protrusion 2 along their entire length and an abutment 15 above the casing shoe 14. Then, inside the casing 1 on the drill pipes 9, a support plate 3 with inclined holes 4 is lowered to the stop 15, mounted on a special sub 10 and secured with shear pins 16, so that the groove 13 on the side surface of the plate is controlled by a guide protrusion 2 on the inner surface of the casing 1 .

При установке плиты на упор 15 под действием нагрузки от веса бурильных труб 9 происходит срезание шпилек 16 и колонна бурильных труб проходит через отверстие в опорной плите 3, в результате чего осуществляется бурение наклонно-направленного ствола отвода. When installing the plate on the stop 15 under the action of the load from the weight of the drill pipe 9, the studs 16 are cut off and the drill pipe string passes through the hole in the base plate 3, as a result of which an inclined directional borehole is drilled.

Подъем бурильных труб в процессе бурения ствола-отвода для смены долота и т.п. производится совместно с опорной плитой 3 на специальном переводнике 10, диаметр которого больше диаметра отверстия в опорной плите 3. При повторном спуске бурильных труб 9 с долотом 11 для продолжения бурения ствола-отвода опорная плита 3 вновь крепится на специальном переводнике 10 при помощи срезных шпилек 16. The rise of drill pipes during drilling of the borehole for changing the bit, etc. is made together with the base plate 3 on a special sub 10, the diameter of which is larger than the diameter of the hole in the base plate 3. When the drill pipe 9 is re-lowered with a bit 11 to continue drilling the borehole, the base plate 3 is again mounted on a special sub 10 using shear pins 16 .

Геофизические исследования в процессе бурения осуществляются также через бурильные трубы и опорную плиту. Geophysical surveys during drilling are also carried out through drill pipes and a base plate.

После окончания бурения первого ствола-отвода 5 в скважину спускают обсадные трубы 7 со стаканом 6, устанавливаем на специальном переводнике 10 выше башмака 14. При достижении упора 15 и разгрузки колонны обсадных труб 7 шпильки 16 срезаются и обсадная колонна спускается через отверстие в стакане 6 до необходимой глубины. После этого обсадная колона подвешивается на стакане 6 при помощи муфты 17 увеличенного диаметра. After drilling the first bore-hole 5, casing pipes 7 are lowered into the well 7 with a sleeve 6, installed on a special sub 10 above shoe 14. When the stop 15 is reached and the casing pipes 7 are unloaded, the studs 16 are cut off and the casing goes down through the hole in the glass 6 to necessary depth. After this, the casing is suspended on the sleeve 6 using the sleeve 17 of increased diameter.

Цементирование колонны обсадных труб ствола-отвода 5 производится по традиционной технологии с подъемом цементного раствора до стакана 6. После окончания цементирования обсадные трубы выше левого переводника отворачиваются и через них производится промывка внутреннего пространства вертикальной части скважины выше стакана 6. Cementing the casing string of the borehole 5 is carried out according to traditional technology with raising the cement slurry to the glass 6. After the cementing is completed, the casing pipes are turned away above the left sub and the internal space of the vertical part of the well is washed through the casing 6.

Бурение и заканчивание остальных стволов-отводов выполняются аналогично, за исключением того, что опорная плиты 3 и стаканы 6 устанавливаются непосредственно на упор 15, а на спущенную и зацементированную ранее стакан 6. Drilling and completion of the remaining bends are carried out similarly, except that the base plate 3 and the glasses 6 are installed directly on the stop 15, and on the deflated and previously cemented glass 6.

Порядок разбуривания стволов-отводов обуславливается расположением на опорной плите 3 паза 13, ствол, расположенный рядом бурится в последнюю очередь. The order of drilling of trunks-branches is determined by the location on the base plate 3 of the groove 13, the trunk located nearby is drilled last.

После разбуривания и цементирования всех стволов-отводов производится перфорация против продуктивных пластов и вызов притока поочередно из каждого ствола-отвода, для чего каждый из них соединяется с поверхностью при помощи обсадных труб и опорной плиты 6. After drilling and cementing all of the branch bends, perforation against productive formations is performed and inflow is called from each branch bore in turn, for which each of them is connected to the surface using casing pipes and a base plate 6.

Аналогично выполняются спуск насосно-компрессорных труб, приборов и т.п. при помощи опорной плиты с отверстиями соответствующего диаметра. Similarly, the descent of tubing, appliances, etc. using a base plate with holes of the corresponding diameter.

Claims (2)

1. Устройство для бурения и заканчивания многозабойной скважины, включающее обсадную колонну большого диаметра с башмаком и размещенной в ней опорной плитой с отверстиями по числу стволов-отводов для их бурения и установки в них обсадных труб и элемент фиксации опорной плиты относительно колонны, отличающееся тем, что устройство снабжено группой соосно установленных вверх дном стаканов с выполненными в дне отверстиями различного диаметра для установки в них обсадных труб стволов-отводов, причем количество стаканов равно количеству стволов-отводов, отверстия в опорной плите выполнены наклонными, а башмак обсадной колонны выполнен с упором для опорной плиты, при этом элемент фиксации опорной плиты относительно колонны выполнен в виде выступа по всей длине внутренней поверхности колонны и паза, выполненного на боковой наружной поверхности опорной плиты и стаканов. 1. A device for drilling and completing a multilateral well, including a large diameter casing with a shoe and a base plate placed therein with openings according to the number of bends for their drilling and installation of casing pipes and an element for fixing the base plate relative to the column, characterized in that the device is equipped with a group of cups coaxially mounted upside down with holes of various diameters made in the bottom for installing casing pipes of branch bends, the number of cups being equal to the number of stem tin bends, holes in the base plate are made inclined, and the casing shoe is made with a stop for the base plate, while the fixing element of the base plate relative to the column is made in the form of a protrusion along the entire length of the inner surface of the column and a groove made on the side outer surface of the base plate and glasses. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обсадные трубы стволов-отводов выполнены с переводником, диаметр которого превышает наименьшее отверстие в дне стакана, и со срезным элементом для фиксации стакана на переводнике обсадной трубы ствола-отвода. 2. The device according to p. 1, characterized in that the casing pipes of the bends are made with a sub, the diameter of which exceeds the smallest hole in the bottom of the glass, and with a shear element for fixing the glass on the sub of the casing of the barrel-branch.

Images