способ регулирования энергетической характеристики гидравлического забойного двигателя

Формула изобретения

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЗАБОЙНОГО ДВИГАТЕЛЯ, включающий нагнетание потока бурового раствора в турбины многосекционного турбобура и создание на валу двигателя и на долоте кинетической энергии для разбуривания горной породы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности применения многосекционного турбобура, в процессе бурения секции турбобура включают в работу поочередно, при этом валы верхних секций выполняют полыми с гнездами под соответствующие сбросовые шары, а включение каждой секции осуществляют, сбрасывая соответствующий шар.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для регулирования энергетической характеристики гидравлического забойного двигателя в процессе бурения.

Известен способ регулирования энергетической характеристики гидравлического забойного двигателя-турбобура путем секционирования [1]. Способ заключается в том, что для повышения эффективности турбинного бурения используют турбобур, состоящий из нескольких секций.

Наиболее близким к изобретению является секционный турбобур, состоящий из двух, трех секций, так называемые двухсекционный или трехсекционный турбобуры [2].

Недостатком прототипа является то, что в процессе бурения секции турбобура работают как единое целое, как один двигатель, в то время как изменяющиеся по мере углубления скважины условия проходки требуют применения турбобура с изменяющимся количеством одновременно работающих секций.

Целью изобретения является повышение эффективности применения секционных турбобуров в процессе бурения скважины.

Указанная цель достигается тем, что в скважину спускается турбобур, состоящий из максимального числа секций, например из трех секций. При этом процесс бурения скважины ведется с использованием сначала одной, затем двух и трех секций. Регулирование энергетической характеристики гидравлического забойного двигателя достигается тем, что в требуемый момент процесса бурения, когда эффективность работы двигателя снижается, дистанционно и последовательно подключается необходимое число секций турбобура. Причем эта операция осуществляется без подъема бурильного инструмента на поверхность в отличие от известного способа при применении прототипа.

Предлагаемый способ может быть осуществлен путем применения устройства, включающего одну или две секции турбобура с полым валом, верхние концы которых снабжены специальными гнездами под бросовые шарики и с помощью которых при необходимости поочередно перекрываются каналы полых валов и поток жидкости направляется на турбинки соответствующих секций турбобура.

Осуществление способа показано на чертеже. В скважину спускается долото; забойный двигатель-турбобур состоит из нижней секции 1, представляющей собой нижнюю секцию от серийного секционного турбобура, и двух верхних секций 2 и 3 с полым валом. Процесс бурения начинается с работы одной нижней секции, а верхние секции при этом не работают. После проходки определенного интервала ствола скважины в момент, когда показатели бурения снижаются и требуется увеличить момент и мощность на валу двигателя, т.е. когда возникает необходимость перехода на бурение с использованием двухсекционного турбобура, в бурильные трубы сбрасывается шарик 4, который садится в гнездо 5, направляя поток бурового раствора на турбинки (показано стрелкой), включая вторую секцию двигателя. Так бурится новый интервал скважины. Затем на расчетной глубине, когда требуется подключить к работе третью секцию турбобура, в трубу сбрасывается шарик 6, который садится в гнездо 7 и переключает поток раствора на секции турбины. Бурение скважины уже ведется трехсекционным турбобуром.

Следует отметить, что отверстие в гнезде 5 и шарик 4 имеют диаметр меньше, чем диаметр гнезда 7 и шарика 6, что обеспечивает поочередное свободное прохождение шарика 4 через гнездо 7.

Применение предложенного способа позволяет существенно увеличить технические показатели работы долота за счет выбора оптимальных параметров режима бурения, расширения диапазонов использования высокостойких долот с алмазно-твердосплавными пластинками и долот большого диаметра, требующих по мере углубления скважины применение турбобуров с различным числом секций. Экономический эффект позволяет вследствие возможности дистанционного подключения секций турбобура исключить необходимость преждевременного подъема бурильной колонны для замены турбобура.