Способ бурения скважин увеличенного диаметра

(51) 21 7/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Для этого в способе бурения скважин увеличенного диаметра, включающем бурение пилотной скважины и ее расширение до проектного диаметра, согласно изобретению, пилотную скважину первоначально бурят на глубину, необходимую для размещения в ней бурильных труб, предназначенных для создания нагрузки для бурения скважины с диаметром, соответствующим диаметру расширителя первой ступени, над бурильными трубами устанавливают упомянутый расширитель и углубляют скважину до глубины, необходимой, по меньшей мере,для размещения в ней дополнительных бурильных труб, предназначенных для доведения упомянутой нагрузки до значения, необходимого для бурения скважины с диаметром, по меньшей мере, равным диаметру расширителя второй ступени, устанавливают над дополнительными бурильными трубами,по меньшей мере, расширитель второй ступени и продолжают процесс бурения. В частном случае,для формирования упомянутой нагрузки на пилотное долото используют утяжеленные бурильные трубы.(72) Берикболов Бахытжан Рахметович Сушко Сергей Михайлович Латыпов Авис Самигуллинович Кенжебаев Ертуган Бердалиевич(56) Справочник инженера по бурению. М. Недра,1973 с. 195-198(54) СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИН УВЕЛИЧЕННОГО ДИАМЕТРА(57) Изобретение относится к области горного дела,в частности бурения скважин увеличенного диаметра. Технический результат изобретения - снижение затрат времени на проведение спуско-подъемных операций и интенсивности искривления скважин,возможность использования более легких буровых установок для бурения скважин увеличенного диаметра. 13168 Изобретение относится к области горного дела, в частности к бурению скважин увеличенного диаметра. Известен способ бурения скважин увеличенного диаметра (Воздвиженский Б.И. и др. Разведочное бурение. М. Недра, 1979, с. 334-336), включающий бурение скважин заданного диаметра за один проход. Основным недостатком такого способа является необходимость использования более тяжелой и менее мобильной буровой установки, а также возможность более интенсивного искривления скважин. Известен способ бурения скважин увеличенного диаметра (Справочник инженера по бурению. М. Недра, 1973, с. 195-198), при котором сначала бурят пилотную скважину буровым инструментом, содержащим долото малого диаметра, а затем расширяют скважину до заданного размера сверху до проектной глубины за счет замены долота малого диаметра на долото увеличенного диаметра или ступенчатым увеличением диаметра долота. Основным недостатком известного способа бурения является то, что увеличиваются затраты времени за счет необходимости производства дополнительных спуско-подъемов бурового инструмента при расширении скважины. Задачей изобретения является разработка способа бурения скважин увеличенного диаметра, позволяющего снизить затраты времени на спускоподъемные операции и интенсивность искривления скважины, а также использовать при бурении скважин увеличенного диаметра более легкие буровые установки. Для этого в способе бурения скважин увеличенного диаметра, включающем бурение пилотной скважины и ее расширение до проектного диаметра,согласно изобретению, пилотную скважину первоначально бурят на глубину, необходимую для размещения в ней бурильных труб, предназначенных для создания нагрузки для бурения скважины с диаметром, соответствующим диаметру расширителя первой ступени, над бурильными трубами устанавливают упомянутый расширитель и углубляют скважину до глубины, необходимой, по меньшей мере, для размещения в ней дополнительных бурильных труб, предназначенных для доведения упомянутой нагрузки до значения, необходимого для бурения скважины с диаметром, по меньшей мере,равным диаметру расширителя второй ступени,устанавливают над дополнительными бурильными трубами, по меньшей мере, расширитель второй ступени и продолжают процесс бурения. В частном случае, для формирования упомянутой нагрузки на пилотное долото используют утяжеленные бурильные трубы. При реализации заявленного способа бурения осевое усилие на расширитель формируется не сверху, а снизу, поэтому расширитель как бы втягивается в ствол скважины, а длина полуволны изгиба колонны, определяющая интенсивность искривления скважины (Воздвиженский Б.И. и др. Разведочное бурение. М. Недра, 1979, с.395-405), будет значительно большей, чем у забоя скважины. Кроме 2 чительно большей, чем у забоя скважины. Кроме того, при бурении по перемежающимся по крепости породам при рассматриваемом способе бурения происходит автоматическое перераспределение величины нагрузки на комбинированный породоразрушающий инструмент (ПРИ), состоящий из пилотного долота и расширителей. Например, при входе пилотного долота в прослоек более крепкой породы скорость бурения снижается, вследствие чего часть нагрузки,воспринимаемой расширителями, автоматически начнет передаваться на пилотное долото, вследствие чего интенсивность бурения скважины пилотным долотом будет увеличиваться. Таким же образом будет происходить автоматическое перераспределение нагрузки на долото и расширитель в случае входа какого-либо расширителя в более крепкие породы,то есть достигается ступенчатое разбуривание более крепких пород с сохранением оптимально необходимой нагрузки на ПРИ за счет автоматического перераспределения ее вследствие расположения породоразрушающих элементов на Порядок реализации способа бурения скважин разных уровнях. увеличенного диаметра проиллюстрирован прилагаемыми графическими примерами. На фиг. 1 представлен вариант бурения с двумя ступенями расширения. Первоначально скважину углубляют пилотным долотом 1 диаметромна глубину 1, необходимую для размещения бурильных труб(утяжеленных бурильных труб), масса которыхдолжна быть достаточной для создания нагрузки,необходимой для разрушения наиболее распространенных пород в районе работ. Значение 1 может быть определено по известной формуле где- удельная нагрузка на 1 см долота (табличные данные) 1 - диаметр расширителя первой ступени, см- сила тяжести 1 пог. м труб, Н/м- коэффициент, учитывающий снижение силы тяжести за счет промывочной жидкости и кривизны скважины (1,251,4). По мере углубки пилотной скважины долотом 1 диаметромдо глубины 1 над опущенными в скважину бурильными трубами 2 устанавливают расширитель 3 первой ступени и продолжают процесс углубки скважины на величину 2, которую определяют из равенства( 21 ) где 2 - интервал скважины, необходимый для размещения дополнительных бурильных труб для доведения нагрузки на ПРИ до значения, необходимого для бурения долотом, равным по диаметру расширителю второй ступени расширения, м 2 - диаметр расширителя второй ступени расширения. 13168 В дальнейшем по мере углубки скважины на величину 2 над бурильными трубами 5 устанавливают расширитель 4 второй ступени расширения и продолжают процесс углубки скважины до проектной глубины с сохранением суммарной нагрузкина ПРИ не более, чем необходимо для бурения скважины диаметром, равным 2, то есть 2. В этом случае нижний участок колонны бурильных труб 6 должен находиться в режиме работы нулевого сечения (Воздвиженский Б.И.,Васильев М.Г. Буровая механика. М. Госгеолиздат,1954, с. 148), то есть в зоне минимальных значений растягивающе-сжимающих нагрузок. При таком режиме установки расширителей бурильные трубы 5 и верхняя часть труб 2 работают в режиме растяжения, так как трубы 5 находятся в состоянии, подвешенном на расширителе 4, а часть труб 2 - на расширителе 3, так как сила тяжести их воспринимается разрушаемой расширителями породой. Следовательно, для создания осевых нагрузок на расширители 3 и 4 можно использовать нормальные бурильные трубы, так как эти бурильные трубы работают в более благоприятном режиме растяжения,а не продольного изгиба. На фиг. 2 показана компоновка бурового инструмента для бурения скважины увеличенного диаметра, в котором используют утяжеленные бурильные трубы 7 (УБТ) только для формирования нагрузкина пилотное долото 1, а для формирования нагрузки 1 на расширитель 3 первой ступени используют нормальные бурильные трубы 8. При этом интервал труб УБТ 3 определяют по равенству (1), в котором вместо значения 1 производят подстановку значенияв см, а интервал нормальных бурильных труб 4 определяют по равенству Таким образом, удается снизить массу УБТ и бурение скважин увеличенного диаметра осуществлять более легкими буровыми установками. 4 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1.Способ бурения скважин увеличенного диаметра, включающий бурение пилотной скважины и ее расширение до проектного диаметра, отличающийся тем, что пилотную скважину первоначально бурят на глубину, необходимую для размещения в ней бурильных труб, предназначенных для создания нагрузки для бурения скважины с диаметром, соответствующим диаметру расширителя первой ступени, над бурильными трубами устанавливают упомянутый расширитель и углубляют скважину до глубины, необходимой, по меньшей мере, для размещения в ней дополнительных бурильных труб,предназначенных для доведения упомянутой нагрузки до значения, необходимого для бурения скважины с диаметром по меньшей мере равным диаметру расширителя второй ступени, устанавливают над дополнительными бурильными трубами,по меньшей мере, расширитель второй ступени и продолжают процесс бурения. 2.Способ бурения по п.1, отличающийся тем, что для формирования упомянутой нагрузки на пилотное долото используют утяжеленные бурильные трубы.