RU2387790C1 - Casing column for percussion-driving drilling on sea - Google Patents
Casing column for percussion-driving drilling on sea Download PDFInfo
- Publication number
- RU2387790C1 RU2387790C1 RU2009104163/03A RU2009104163A RU2387790C1 RU 2387790 C1 RU2387790 C1 RU 2387790C1 RU 2009104163/03 A RU2009104163/03 A RU 2009104163/03A RU 2009104163 A RU2009104163 A RU 2009104163A RU 2387790 C1 RU2387790 C1 RU 2387790C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- pipes
- coupling
- column
- ring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области горного дела, а именно к колоннам обсадных труб, погружаемым в породы ударами при бурении скважин, преимущественно на водных акваториях.The invention relates to the field of mining, and in particular to casing strings immersed in rocks by impacts when drilling wells, mainly in water areas.
Известна колонна обсадных труб для ударно-забивного бурения, содержащая обсадные трубы, муфты, соединяющие трубы при помощи резьбы, забивной трубный башмак, соединенный при помощи резьбы с нижним концом первой (нижней) трубы колонны, и забивную головку (наголовник), навернутую на верхний конец колонны труб. Такую колонну погружают в породы ударами по наголовнику подвешенным на канате лебедки забивным снарядом, выполненным в виде монолитного груза с направляющей штангой, скользящей внутри колонны при нанесении ударов по наголовнику забивным снарядом [1, рис.43 (а), с.180].Known casing string for hammer drilling, containing casing pipes, couplings connecting pipes using thread, driven pipe shoe connected by thread to the lower end of the first (lower) pipe of the string, and a driven head (head) screwed onto the upper end of pipe string. Such a column is immersed in rocks by blows to the headgear with a driven shell suspended on the winch rope, made in the form of a monolithic load with a guiding rod sliding inside the column when striking the headgear with a driven shell [1, Fig. 43 (a), p.180].
Недостатками известной колонны обсадных труб, принятой в качестве аналога, является малая производительность ее погружения в породы при ударном бурении на море. Обусловлено это: а) ограничением массы подвешенного на канате забивного снаряда (до 600 кг) из-за опасности его раскачивания в условиях волнения моря над головами рабочих и, соответственно, малыми значениями энергии ударов таким снарядом по наголовнику колонны; б) низким значением КПД ударов из-за значительных потерь энергии удара в муфтовых соединениях труб и на продольные и радиальные деформации колонны в интервале между поверхностью и дном акватории, особенно при глубинах воды более 5 м.The disadvantages of the known casing string, adopted as an analogue, is the low productivity of its immersion in rocks during shock drilling at sea. This is due to: a) the limitation of the mass of a driven projectile suspended on a rope (up to 600 kg) due to the danger of its swinging under conditions of sea waves above the heads of workers and, accordingly, low values of the energy of impacts of such a projectile on the column headgear; b) a low value of impact efficiency due to significant losses of impact energy in sleeve joints of pipes and on longitudinal and radial deformations of the column in the interval between the surface and the bottom of the water area, especially at water depths of more than 5 m.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является колонна обсадных труб для ударно-забивного бурения на море, содержащая соединенные между собой при помощи треугольной резьбы забивной трубный башмак, трубы и муфты. Наголовник в этой колонне отсутствует [1, рис.43 (б), с.180]. На море эту колонну, принятую за прототип, наиболее производительно погружают в породы ударами подводным кольцевым забивным снарядом непосредственно по верхнему торцу придонной муфты колонны [2] или по наковальне забивного снаряда, соединенной с ним гибкими связями и опирающейся на верхний торец придонной муфты [3].The closest technical solution to the invention is a casing string for hammer drilling at sea, comprising a driving shoe, pipes and couplings connected to each other by a triangular thread. There is no cap on this column [1, Fig. 43 (b), p. 180]. At sea, this column, adopted as a prototype, is most efficiently immersed in rocks by impacts with an underwater annular driving projectile directly on the upper end of the bottom coupling of the column [2] or on the anvil of the driving shell connected to it by flexible connections and resting on the upper end of the bottom coupling [3] .
Недостаток колонны обсадных труб для ударно-забивного бурения, принятой за прототип, заключается в деформации муфты при нанесении ударов подводным кольцевым забивным снарядом непосредственно по ней или по упирающейся в ее торец наковальне. Деформации ударяемых муфт колонны обусловлены конструктивными особенностями муфт и наносящих по ним удары забивных снарядов.The disadvantage of the casing string for hammer drilling, adopted as a prototype, is the deformation of the coupling when striking with an underwater annular driving hammer directly on it or on the anvil resting on its end. The deformations of the hit collars of the column are caused by the design features of the couplings and the impacts of the projectiles that strike them.
В соответствии с ГОСТ 632-80 у каждого торца муфты выполнены: внутри цилиндрическая расточка, а снаружи - скос. Диаметр расточки больше наружного диаметра трубы минимум на 2,4·10-3 м (2,4 мм). Отклонение диаметра расточки допустимо в сторону увеличения на (0,8-1,5)·10-3 м [4]. Наружный боковой скос муфты уменьшает ее диаметр на 1,5·10-3 м. При этом ширина торцовой плоскости муфт не превышает: 6,5·10-3 м для труб диаметрами до 0,178 м (наиболее часто используемых для погружения в породы на море ударами); 7,5·10-3 м для труб диаметрами 0,194 и 0,219 м; 8,5·10-3 м для труб диаметрами от 0,245 до 0,299 м.In accordance with GOST 632-80, at each end of the coupling are made: inside a cylindrical bore, and outside - bevel. The bore diameter is at least 2.4 · 10 -3 m (2.4 mm) larger than the outside diameter of the pipe. Deviation of the diameter of the bore is permissible in the direction of increasing by (0.8-1.5) · 10 -3 m [4]. The outer lateral bevel of the coupling reduces its diameter by 1.5 · 10 -3 m. At the same time, the width of the end plane of the couplings does not exceed: 6.5 · 10 -3 m for pipes with diameters up to 0.178 m (most often used for immersion in rocks at sea blows); 7.5 · 10 -3 m for pipes with diameters of 0.194 and 0.219 m; 8.5 · 10 -3 m for pipes with diameters from 0.245 to 0.299 m.
Внутренний диаметр корпуса забивных снарядов [2] и [3] больше наружного диаметра муфт колонны на (2-5)·10-3 м [1, с.181] и труб колонны соответственно на (20-25)·10-3 м. Поэтому забивной снаряд падает по колонне иногда не соосно с ней и торец муфты колонны через челюсти снаряда [2] или подпружиненные секторы наковальни снаряда [3] получает удар со стороны скоса муфты. После многократных ударов торец муфты загибается в сторону цилиндрической расточки и зажимает трубу. Монтаж и демонтаж колонны из труб с деформированными муфтами затруднены. Уменьшение массы снаряда и энергии удара неприемлемо, так как уменьшает скорость погружения колонны и, соответственно, производительность бурения.The inner diameter of the body of the driven shells [2] and [3] is greater than the outer diameter of the column couplings by (2-5) · 10 -3 m [1, p.181] and the pipe tubes, respectively (20-25) · 10 -3 m Therefore, the driven projectile falls on the column sometimes not coaxially with it and the end of the coupling of the column through the jaw of the projectile [2] or the spring-loaded sectors of the anvil of the projectile [3] gets hit from the side of the bevel of the coupling. After repeated impacts, the end face of the coupling bends towards the cylindrical bore and clamps the pipe. Installation and dismantling of the column from pipes with deformed couplings is difficult. A decrease in the mass of the projectile and impact energy is unacceptable, since it reduces the speed of immersion of the column and, accordingly, the productivity of drilling.
Технический результат, достигаемый при помощи предлагаемого изобретения, заключается в исключении деформаций муфт колонны обсадных труб, погружаемой в породы на водных акваториях ударами подводным забивным снарядом требуемой рациональной массы и, соответственно, в уменьшении материальных затрат, повышении скорости погружения колонн труб в породы и производительности бурения скважин.The technical result achieved by the present invention is to eliminate the deformation of the casing string couplings, immersed in rocks in water areas by impacts with an underwater driving shell of the required rational weight and, accordingly, to reduce material costs, increase the rate of immersion of pipe columns in the rocks and drilling performance wells.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой колонне обсадных труб для ударно-забивного бурения на море, включающей забивной трубный башмак, обсадные трубы и соединяющие их муфты, наружный диаметр нижнего конца каждой трубы на длине 40·10-3 м от конца сбега резьбы вверх меньше на 1,5·10-3 м наружного диаметра остальной части трубы, на конец трубы меньшего наружного диаметра одето с зазором 0,5·10-3 м по диаметру стальное кольцо высотой 30·10-3. Причем кольцо выполнено из стали с высокой ударной прочностью, наружный диаметр стального кольца равен наружному диаметру муфты, верхний торец муфты, верхний и нижний торцы стального кольца выполнены плоскими и без наружных боковых скосов.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed casing string for hammer drilling at sea, including a driving shoe, casing pipes and couplings connecting them, the outer diameter of the lower end of each pipe at a length of 40 · 10 -3 m from the end of the thread run upward, 1.5 · 10 -3 m less than the outer diameter of the rest of the pipe, a steel ring 30 · 10 -3 high in diameter is dressed with a gap of 0.5 · 10 -3 m in diameter at the end of the pipe of a smaller outer diameter. Moreover, the ring is made of steel with high impact strength, the outer diameter of the steel ring is equal to the outer diameter of the coupling, the upper end of the coupling, the upper and lower ends of the steel ring are made flat and without external side bevels.
Такое конструктивное решение исключает деформации муфт колонны при погружении ее в породы ударами даже при падении забивного снаряда несоосно с колонной, так как удары наносят непосредственно не по муфте, а по опирающемуся на нее кольцу из стали с высокой ударной прочностью. Кроме того, отсутствие скосов у воспринимающих удар торцов кольца и муфты исключает передачу сил удара со стороны их боковых поверхностей.Such a constructive solution eliminates the deformation of the column couplings when it is immersed in rocks by impacts even when the hammer is dropped, not aligned with the column, since blows are applied directly not to the coupling, but to the steel ring with high impact strength resting on it. In addition, the absence of bevels at the end faces of the ring and the coupling receiving the impact excludes the transmission of impact forces from their side surfaces.
На фиг.1 изображен общий вид предлагаемой колонны обсадных труб при погружении ее в породы ударами подводным кольцевым забивным снарядом; на фиг.2 изображена выноска, включающая схему положения увеличенных размеров элементов колонны в разрезе в месте соединения труб муфтой; на фиг.3 изображен вариант возможного положения стального кольца на колонне труб при перестановке через него забивного снаряда.Figure 1 shows a General view of the proposed casing string when immersed in rock by impacts underwater annular driving projectile; figure 2 shows a leader, including a diagram of the position of the enlarged dimensions of the elements of the column in the context at the junction of the pipes by the sleeve; figure 3 shows a variant of the possible position of the steel ring on the pipe string when moving through it a driven projectile.
Предлагаемая колонна включает обсадные трубы 1 со стандартными наружными резьбами на их концах и с уменьшенным диаметром нижнего конца каждой трубы, стальные кольца 2, одетые на уменьшенного диаметра конец каждой трубы 1, трубу 4, первую от низа колонны и выполненную без уменьшения ее наружного диаметра, муфты 3 с плоским верхним торцом, соединяющие при помощи резьбы все трубы колонны, забивной башмак 5, соединенный при помощи резьбы с нижним концом трубы 4.The proposed string includes
Колонну обсадных труб погружают в породы ударами одетого на нее подводного забивного снаряда [2] или [3]. Снаряд по примеру [2] включает кольцевой корпус 6 и две полукольцевые пластины 7, выпуклые вершины которых шарнирно соединены с нижним торцом корпуса 6, а концы пластин посредством тросовой связи 8 подвешены на пружинах 9, установленных в двух вертикальных каналах корпуса 6. Диаметр центрального отверстия корпуса 6 на (2-5)·10-3 м больше наружного диаметра забивного башмака 5 и муфт 3. Диаметр центрального отверстия, образуемого охватывающими трубу 1 полукольцевыми пластинами 7 в их прижатом к нижнему торцу корпуса 6 положении, больше наружного диаметра труб 1 на (1-2)·10-3 м и, соответственно, меньше наружного диаметра муфт 3 и забивного башмака 5. При работе снаряд при помощи тросовой петли 10 и уравновешивающей дуги 11 соединен с канатом 12 буровой лебедки (не показана).A casing string is immersed in the rocks by impacts of an underwater driven projectile dressed on it [2] or [3]. The projectile according to example [2] includes an
Ударно-забивное бурение на море эффективно при использовании в колоннах предлагаемой и прототипа труб длиной от 1,9 м до 2,3 м. Однако на обсадные трубы 1 длиной меньше 5 м с уменьшенным диаметром их нижних концов и на необходимые для соединения труб муфты 3 с одним плоским торцом не установлены стандарты и такие элементы для колонн заводы не поставляют. Поэтому для достижения необходимого технического результата в предлагаемой колонне используют без изменения конструкции лишь одну заводскую трубу длиной от 5 м до 7 м со стандартной треугольной резьбой на ее концах в качестве трубы 4. Все обсадные трубы 1, стальные кольца 2 и муфты 3 предлагаемой колонны изготовляют следующим образом.Hammer drilling at sea is effective when using pipes of the proposed and prototype pipes from 1.9 m to 2.3 m long. However, for
Для получения труб 1 заводские обсадные трубы длиной от 5 до 13 м режут на отрезки труб длинами от 1,9 до 2,3 м. На концах труб полученных длин нарезают стандартную треугольную резьбу [4] под заводские муфты. Один из концов каждой трубы на длине 40·10-3 м от конца сбега резьбы вверх протачивают с уменьшением наружного диаметра трубы на 1,5·10-3 м.To produce
Один торец каждой стандартной заводской муфты, предназначенной для соединения обсадных труб в колонну, выполняют плоским на токарном станке путем уменьшения высоты муфты до удаления ее бокового скоса. По количеству труб, используемых в колонне, из стали с высокой ударной прочностью изготовляют кольца с параметрами: высота (толщина) 30·10-3 м; внутренний диаметр на 0,5·10-3 м больше наружного диаметра проточенной части трубы; наружный диаметр равен наружному диаметру муфты.One end of each standard factory coupling designed to connect casing pipes to the string is flat on a lathe by reducing the height of the coupling until its side bevel is removed. According to the number of pipes used in the column, rings with the following parameters are made from steel with high impact strength: height (thickness) 30 · 10 -3 m; inner diameter 0.5 · 10 -3 m more than the outer diameter of the machined part of the pipe; the outer diameter is equal to the outer diameter of the coupling.
Такие весьма незначительные изменения геометрии обсадных труб и муфт не затрагивают и не изменяют размеры их резьбовых соединений, предусмотренные ГОСТ [4], и поэтому не уменьшают прочность колонны.Such very insignificant changes in the geometry of casing pipes and couplings do not affect and do not change the dimensions of their threaded joints, as stipulated by GOST [4], and therefore do not reduce the strength of the string.
Во-первых, высота наружного бокового скоса у торцов стандартной муфты составляет 1,5·10-3 м. Удаление бокового скоса на станке уменьшает максимум на 2·10-3 м длину внутренней цилиндрической расточки муфты. У стандартных муфт труб диаметрами от 0,121 до 0,219 м минимальное значение длины расточки равно 12·10-3 м, для труб больших диаметров это значение достигает 16·10-3 м [7, с.381]. На всей длине расточки муфта не соприкасается с резьбой соединяемых труб. Поэтому уменьшение длины расточки не уменьшает прочности колонны. Расточка лишь предохраняет от повреждения витки сбега резьбы труб колонны. От уменьшения длины расточки муфты даже на 2·10-3 м на трубе может оказаться не прикрытым лишь половина шага резьбы в конце ее сбега. На практике в колонне прототипа из новых труб величины участков резьб, не прикрытых корпусом расточки стандартной муфты, бывают еще большими до тех пор, пока резьбы прирабатываются. При использовании предлагаемой колонны все витки ее резьбы прикрыты всегда находящимся на верхнем торце муфты стальным кольцом, высота которого в два раза больше всей длины расточки муфты.Firstly, the height of the outer lateral bevel at the ends of the standard coupling is 1.5 · 10 -3 m. Removing the lateral bevel on the machine reduces the maximum length of the inner cylindrical bore of the coupling by a maximum of 2 · 10 -3 m. For standard pipe couplings with diameters from 0.121 to 0.219 m, the minimum value of the length of the bore is 12 · 10 -3 m, for pipes of large diameters this value reaches 16 · 10 -3 m [7, p. 381]. Over the entire length of the bore, the coupling does not come into contact with the threads of the pipes to be connected. Therefore, reducing the length of the bore does not reduce the strength of the column. The bore only prevents damage to the threads of the column pipe. From reducing the length of the coupling bore even by 2 · 10 -3 m on the pipe, only half the thread pitch at the end of its run may not be covered. In practice, in the prototype column of new pipes, the sizes of the threads that are not covered by the housing of the bore of the standard coupling are even larger until the threads are run-in. When using the proposed column, all turns of its thread are covered by a steel ring always located on the upper end of the coupling, the height of which is two times the entire length of the coupling bore.
Во-вторых, для стандартных обсадных труб характерна овальность. Ее значение по наружному диаметру труб допустимо до 1,25% [5, с.213]. На длине нарезки резьбы на концах каждой трубы овальность устраняют на токарном станке. При этом наружный диаметр проточенной части трубы уменьшается больше, чем на 1,5·10-3 м. В предлагаемой колонне длину снятия овальности трубы под нарезку стандартной резьбы практически продлевают еще на 40·10-3 м. От этого прочность колонны не уменьшается, так как опасным по ее прочности является сечение трубы по минимальному углублению витка резьбы у конца ее сбега. Диаметр опасного сечения колонны меньше диаметра проточки на трубе под резьбу и, соответственно, под стальное кольцо предлагаемой колонны. Например, у колонны из труб наружным диаметром 0,168 м наружный диаметр в опасном сечении (по углублению резьбы) равен 0,162 м [6, с.84, рис.52]. Диаметр же концов труб предлагаемой колонны по проточке под стальное кольцо составляет 0,1665 м.Secondly, standard casing is characterized by ovality. Its value for the outer diameter of the pipes is permissible up to 1.25% [5, p.213]. On the length of the threading at the ends of each pipe, ovality is eliminated on a lathe. In this case, the outer diameter of the machined part of the pipe decreases by more than 1.5 · 10 -3 m. In the proposed column, the length of removal of the ovality of the pipe for cutting standard threads is practically extended by another 40 · 10 -3 m. From this, the strength of the column does not decrease, since dangerous in its strength is the cross section of the pipe at the minimum deepening of the thread at the end of its run. The diameter of the dangerous section of the column is less than the diameter of the groove on the pipe under the thread and, accordingly, under the steel ring of the proposed column. For example, in a column of pipes with an outer diameter of 0.168 m, the outer diameter in a dangerous section (along the thread deepening) is 0.162 m [6, p. 84, Fig. 52]. The diameter of the ends of the pipes of the proposed columns along the groove under the steel ring is 0.1665 m.
С целью облегчения и ускорения монтажа предлагаемой колонны труб в процессе ее спуска до дна моря, наращивание по мере погружения ударами в породы и демонтажа при извлечении из скважины по окончании бурения, каждую трубу 1 комплектуют одной муфтой 3, а трубу 4 - муфтой 3 и башмаком 5. Для этого на резьбу со стороны не проточенного конца каждой трубы 1 надевают муфту 3 стороной с боковыми скосами ее торца, муфту навинчивают при помощи шарнирных ключей с последующим докреплением при регламентируемом крутящем моменте муфтонаверточным станком или механическим ключом с моментомером. Торец с боковыми скосами муфты 3 после ее навинчивания должен совпадать с концом сбега резьбы на трубе (предельные отклонения ±3,2·10-3 м) [5, с.217]. Аналогично навинчивают на один конец трубы 4 муфту 3, а на другой конец - забивной башмак 5.In order to facilitate and accelerate the installation of the proposed pipe string during its descent to the bottom of the sea, build-up as it is immersed in rock formations and dismantled when removed from the well after drilling, each
В результате в колонне один конец каждого из множества одинаковых комплектов (труба и муфта), а также первого и единственного комплекта (труба, муфта и забивной башмак), заканчивается плоским торцом муфты. Такое положение муфты в каждом комплекте с трубой не изменяется после многократных сборок и разборок колонны, так как в комплекте муфта навернута на трубу крутящим моментом стандартным, соответствующим навинчиванию на станке. В процессе сборки и разборки колонны комплекты соединяют тоже навинчиванием, но обычно только при помощи шарнирных ключей. Величина крутящего момента при этом меньше стандартной на станке и она не нарушает жесткости соединения муфты и трубы в комплекте.As a result, in the column, one end of each of the many identical sets (pipe and coupling), as well as the first and only set (pipe, coupling and driving shoe), ends with a flat end of the coupling. This position of the coupling in each set with the pipe does not change after repeated assembly and disassembly of the column, since in the set the coupling is screwed onto the pipe with a standard torque corresponding to screwing on the machine. In the process of assembling and disassembling the columns, the sets are also connected by screwing, but usually only with hinged keys. The magnitude of the torque in this case is less than the standard on the machine and it does not violate the rigidity of the coupling and pipe connection.
Конструкция забивного снаряда, методика определения необходимых параметров его тросовой оснастки и схемы работы им при бурении на море известны, например, из [1 и 2]. Рациональную длину Т ветвей тросовой петли 10 вместе с высотой уравновешивающей дуги 11 вычисляют по выражению Т≅L-Н (L - сумма глубины моря в точке предстоящего бурения скважины, рабочей высоты буровой вышки и превышения над уровнем моря палубы не показанного на фигурах бурового плавучего или стационарного основания; Н - сумма длины трубы 1 с муфтой 3, высоты забивного снаряда и примерной высоты его подъема над муфтой 3 при расхаживании в процессе нанесения ударов). Петлю 10 собирают из цельного троса или отдельных его кусков (звеньев), концы тросовой петли соединяют с забивным снарядом.The design of a driven projectile, the methodology for determining the necessary parameters of its cable equipment and the operation scheme for drilling at sea are known, for example, from [1 and 2]. The rational length T of the branches of the
Предлагаемую колонну обсадных труб для ударно-забивного бурения на море с бурового основания монтируют в процессе спуска до дна, погружают в породы ударами забивного снаряда, наращивают в процессе погружения в породы и демонтируют при извлечении из скважины следующим образом.The proposed casing string for impact drilling at sea from the drilling base is mounted during the descent to the bottom, immersed in rocks by hammering, built up during immersion in the rock and dismantled when removed from the well as follows.
Уравновешивающую дугу 11 с тросовой петлей 10 фиксируют на палубе бурового основания. При помощи лебедки бурового основания забивной снаряд опускают на канате 12 в проем основания и подвешивают примерно на уровне его палубы. Пластины 7 снаряда при этом прижаты к нижнему торцу его корпуса 6 силой межвиткового сопротивления сжатию пружин 9. Величина этой силы больше силы тяжести пластин 7 и регулируется при сборке снаряда длиной гибкой связи 8. Затем канат 12 соединяют с первым комплектом собираемой колонны (забивной башмак 5, обсадная труба 4 и муфта 3), при помощи лебедки комплект вывешивают над палубой основания и опускают в центральное проходное отверстие забивного снаряда. Под тяжестью комплекта полукольцевые пластины 7 раскрываются, пропускают забивной башмак 5 и автоматически силой межвиткового давления сжатых пружин 9 закрываются. Опущенный первый комплект колонны удерживают на весу при помощи трубного хомута, который устанавливают под муфту 3, возвышающуюся над забивным снарядом и палубой бурового основания.A balancing
После этого канат 12 соединяют с муфтой 3 любого из множества конструктивно одинаковых комплектов колонны, включающих трубу 1, вывешивают его над муфтой 3 первого комплекта, удерживаемого хомутом, и на проточенный конец трубы 1 подвешенного комплекта надевают кольцо 2. Затем трубу 1 подвешенного комплекта ввинчивают в муфту 3 первого комплекта, колонну труб из двух комплектов освобождают от хомута и опускают вниз через центральное проходное отверстие забивного снаряда. Под тяжестью двух комплектов труб полукольцевые пластины 7 забивного снаряда при достижении их муфтой 3 первого комплекта раскрываются, пропускают муфту 3 и кольцо 2 вниз и автоматически силой межвиткового давления сжатых пружин 9 закрываются. Теперь колонну приподнимают. При этом вместе с колонной приподнимается забивной снаряд, так как он сидит на кольце 2, находящемся на плоском верхнем торце муфты 3 первого комплекта. Снаряд освобождают от патрубков, удерживающих его у проема бурового основания, колонну труб с забивным снарядом опускают вниз и под муфту 3 комплекта с трубой 1 устанавливают трубный хомут.After that, the
Далее колонну обсадных труб наращивают комплектами с трубами 1 и опускают до дна моря по описанной схеме: комплект с трубой 1 вывешивают на канате 12 над муфтой 3 колонны, удерживаемой на хомуте, на проточенный конец трубы 1 наращиваемого комплекта одевают кольцо 2, наращиваемый комплект ввинчивают в муфту 3 колонны, удерживаемой на хомуте, колонну труб освобождают от хомута и вместе с забивным снарядом опускают вниз. При этом уравновешивающая дуга 11 остается на палубе бурового основания, а соединенные со снарядом ветви тросовой петли 10 стравливаются ниже палубы по мере спуска колонны труб до дна моря.Next, the casing string is expanded with sets of
Затем канат 12 лебедки соединяют с уравновешивающей дугой 11, поочередным поднятием и сбрасыванием забивного снаряда на находящееся ниже его полукольцевых пластин 7 стальное кольцо 2 колонну труб погружают (забивают) в породы на необходимую глубину, фиксируемую замером величины превышения колонны над палубой бурового основания. Высота поднятия забивного снаряда в процессе нанесения ударов по кольцу 2 не превышает длину одной трубы 1, во избежание перемещения пластин 7 снаряда на находящиеся выше них муфту 3 и кольцо 2 колонны.Then the
При поднятии и сбрасывании забивного снаряда пластины 7 постоянно находятся в закрытом положении, т.е. плотно прижаты к нижнему торцу корпуса 6 снаряда силой межвиткового сопротивления пружин 9 сжатию. Перемещение забивного снаряда вверх и вниз в пределах одной трубы 1 осуществляется беспрепятственно, так как диаметр отверстия, образуемого пластинами 7 в их закрытом положении, на (1-2)·10-3 м больше диаметра погружаемых труб. Опуститься ниже стального кольца 2 забивной снаряд не может, так как наружный диаметр кольца минимум на 18·10-3 м больше диаметра отверстия, образуемого пластинами 7.When lifting and dropping a driven
После погружения колонны обсадных труб ударами до положения, при котором ударяемое стальное кольцо 2 достигнет дна моря, забивной снаряд при помощи буровой лебедки перемещают по колонне вверх до положения, при котором пластины 7 снаряда окажутся выше следующих муфты 3 и стального кольца 2. Корпус 6 забивного снаряда в процессе его подъема на величину, большую длины одной трубы 1, беспрепятственно проходит муфту 3, так как ее наружный диаметр на (2-5)·10-3 м меньше диаметра центрального проходного отверстия корпуса 6. Полукольцевые пластины 7 снаряда своей верхней плоскостью упираются в нижний торец муфты 3, так как диаметр центрального отверстия, образуемого пластинами 7 в прижатом к нижнему торцу корпуса 6 положении, меньше наружного диаметра муфт 3. Однако под действием тягового усилия буровой лебедки пружины 9 снаряда сжимаются, и пластины 7 отклоняются от горизонтальной плоскости на шарнирах до положения, достаточного для прохода через муфту 3 и кольцо 2, т.е. процесс перестановки пластин 7 забивного снаряда на находящееся выше него стальное кольцо 2 осуществляется автоматически.After immersing the casing string with impacts to a position where the
При использовании одних и тех же труб для составления колонны на многих скважинах резьбы труб и соединяющих их муфт прирабатываются и частично истираются. После этого трубы могут ввинчиваться в муфты на глубину, несколько большую номинальной. Чтобы не препятствовать такому ввинчиванию, высота проточки на трубе выполнена большей высоты кольца 2 на 1·10-2 м. Пластины 7 при переходе через кольцо 2 могут приподнять его до конца проточенной части трубы 1, но не более чем на 1·10-2 м (фиг.3).When using the same pipes to compose a string at many wells, the threads of the pipes and the couplings connecting them are run-in and partially abraded. After this, the pipes can be screwed into the couplings to a depth somewhat larger than the nominal. In order not to prevent such screwing, the height of the groove on the pipe is made greater than the height of the
После прохождения через кольцо 2 пластины 7 мгновенно закрываются (захлопываются) силой межвиткового давления сжатых пружин 9, а кольцо 2 опускается на плоский торец муфты 3 под действием своей силы тяжести или силы тяжести впоследствии опускаемого на него забивного снаряда. Высоту подъема забивного снаряда, необходимую для перестановки его пластин 7 через кольцо 2, контролируют по расстоянию уравновешивающей дуги 11 от кран-блока буровой вышки или по уменьшению тягового усилия на канате 12 буровой лебедки после перехода пластин 7 через стальное кольцо 2.After passing through the
Затем поочередным поднятием и сбрасыванием забивного снаряда продолжают погружение обсадной колонны в породы снова на длину одной трубы 1 (фиг.1) и по описанной выше схеме забивной снаряд снова поднимают на находящиеся выше него муфту 3 и кольцо 2 колонны. Так погружают колонну труб в породы и бурят скважину до проектной глубины.Then, by alternately raising and dropping the hammer, the casing is continued to be submerged into the rocks again to the length of one pipe 1 (Fig. 1), and according to the above-described scheme, the hammer is again lifted onto the
По окончании бурения скважины колонну обсадных труб извлекают из скважины и демонтируют. Для этого уравновешивающую дугу 11 забивного снаряда фиксируют на палубе бурового основания и с возвышающейся над палубой муфтой 3 колонны соединяют канат талевой оснастки буровой лебедки. Колонну труб при помощи буровой лебедки приподнимают из скважины на длину одной трубы 1 и фиксируют при помощи трубного хомута с колонны свинчивают трубу 1 и вместе с находящимся на ее нижнем конце кольцом 2 укладывают на палубе бурового основания. Затем с муфтой 3 колонны, удерживаемой на весу при помощи трубного хомута, снова соединяют канат талевой оснастки буровой лебедки, колонну труб приподнимают на длину одной трубы 1 и фиксируют при помощи трубного хомута, с колонны свинчивают трубу 1 и вместе с кольцом 2, находящимся на ее нижнем конце, укладывают на палубе бурового основания.At the end of the well drilling, the casing string is removed from the well and dismantled. To do this, the balancing
При такой схеме извлечения и демонтажа колонны вместе с ней от дна моря к палубе бурового основания поднимается находящийся на придонном кольце 2 колонны забивной снаряд. Образующуюся по мере подъема снаряда слабину ветвей его тросовой петли 10 выбирают и укладывают на палубе бурового основания. Забивной снаряд после появления его верхнего торца у палубы бурового основания соединяют с канатом 12 буровой лебедки, снимают с колонны и укладывают в соответствующем месте на палубе. Далее продолжают извлекать и демонтировать колонну обсадных труб по уже описанной схеме: колонну приподнимают на длину одной трубы 1, фиксируют при помощи трубного хомута, возвышающуюся над палубой трубу 1 свинчивают с колонны и вместе с находящимся на ее нижнем конце стальным кольцом 2 укладывают на палубе бурового основания.With this scheme of extraction and dismantling of the string along with it from the bottom of the sea to the deck of the drilling base rises located on the
Возможна также схема демонтажа колонны труб, при которой с колонны еще до начала ее извлечения из скважины снимают забивной снаряд. Для этого при помощи каната 12 буровой лебедки забивной снаряд, подвешенный на тросовой петле 10 уравновешивающей дуги 11, поднимают вверх и снимают с колонны. Забивной снаряд при подъеме по колонне проходит через множество муфт 3 и колец 2. При этом пластины 7 снаряда всегда автоматически раскрываются и закрываются по описанной выше схеме. Так как чаще всего высота буровой вышки меньше длины тросовой петли 10, то по мере подъема забивного снаряда отдельные звенья тросовой петли 10 удаляют. Во время их удаления забивной снаряд находится на соответствующем стальном кольце 2 извлекаемой колонны обсадных труб.It is also possible to dismantle the pipe string, in which a stuffed shell is removed from the string before it is removed from the well. To do this, using a
Колонну обсадных труб после снятия с нее забивного снаряда извлекают и демонтируют по уже описанной схеме: колонну приподнимают на длину одной трубы 1, фиксируют при помощи трубного хомута, возвышающуюся над палубой трубу 1 свинчивают с колонны и вместе с находящимся на ее нижнем конце кольцом 2 укладывают на палубе бурового основания.After removing the casing, the casing string is removed and dismantled according to the already described scheme: the string is lifted to the length of one
После демонтажа всей колонны труб буровое основание переводят на следующую точку бурения и монтаж колонны и забивного снаряда на ней осуществляют в описанном выше порядке. Отличие лишь в том, что на конец каждой трубы 1 уже надето стальное кольцо 2. Поэтому при наращивании трубы 1 стальное кольцо 2 не надевают, а только придерживают на трубе 1.After dismantling the entire string of pipes, the drilling base is transferred to the next drilling point and the installation of the string and hammer in it is carried out in the manner described above. The only difference is that at the end of each pipe 1 a
При погружении в породы предлагаемой колонны обсадных труб ударами подводного забивного снаряда любой рациональной массы и энергии удара деформации муфт колонны исключены. Это увеличивает границы ударно-забивного бурения на море по глубине скважин и диаметрам погружаемых труб, повышает продолжительность надежной и безаварийной работы колонн обсадных труб, увеличивает механические скорости их погружения и производительность бурения.When immersed in the rocks of the proposed casing string by impacts of an underwater driving projectile of any rational mass and impact energy, the deformations of the casing collars are excluded. This increases the boundaries of impact-driven drilling at sea along the depth of the wells and the diameters of the submersible pipes, increases the duration of reliable and trouble-free operation of casing strings, increases the mechanical speed of their submersion and drilling productivity.
Источники информацииInformation sources
1. Пронкин А.П., Хворостовский С.С. Прогнозирование направлений развития разведочного бурения на шельфе. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 1999. - 300 с.(рис.43, а - аналог; рис.43, б - прототип).1. Pronkin A.P., Hvorostovsky S.S. Prediction of the directions of development of exploratory drilling on the shelf. - M .: Nedra-Business Center LLC, 1999. - 300 p. (Fig. 43, a - analog; Fig. 43, b - prototype).
2. А. с. СССР №1173001, МПК Е02D 7/00, Е21В 19/10, опубл. БИ №30, 1985.2. A. p. USSR No. 1173001,
3. А.с. СССР №939647, МПК Е02D 7/08, Е21В 19/10, опубл. БИ №24, 1982.3. A.S. USSR No. 939647,
4. ГОСТ 632 - 80. Трубы обсадные и муфты к ним (технические условия). - М.: Госкомитет СССР по стандартам, 1989.4. GOST 632 - 80. Casing pipes and couplings to them (technical conditions). - M .: USSR State Committee for Standards, 1989.
5. Трубы нефтяного сортамента: Справочник. /Под общей редакцией А.Е. Сарояна. - 3-е издание переработ. и дополн./. - М.: Недра, 1987. - 488 с.5. Tubes of oil assortment: Reference. / Under the general editorship of A.E. Saroyan. - 3rd edition revised. and add. - M .: Nedra, 1987 .-- 488 p.
6. Воздвиженский Б.И. Буровая механика. - М.: Госгеоиздат, 1949. - 318 с.6. Vozdvizhensky B.I. Drilling mechanics. - M .: Gosgeoizdat, 1949 .-- 318 p.
7. Шайдеров Б.М., Юдолович М.Я. Справочник механика нефтепромыслов /часть II - Бурение/. - Л.: Гостоптехиздат, 1953. - 540 с.7. Shayderov B.M., Yudolovich M.Ya. Handbook of Oilfield Mechanics / Part II - Drilling /. - L .: Gostoptekhizdat, 1953.- 540 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009104163/03A RU2387790C1 (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Casing column for percussion-driving drilling on sea |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009104163/03A RU2387790C1 (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Casing column for percussion-driving drilling on sea |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2387790C1 true RU2387790C1 (en) | 2010-04-27 |
Family
ID=42672642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009104163/03A RU2387790C1 (en) | 2009-02-10 | 2009-02-10 | Casing column for percussion-driving drilling on sea |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2387790C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2481453C1 (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | Николай Иванович Мастепанов | Device for well drilling at water areas |
-
2009
- 2009-02-10 RU RU2009104163/03A patent/RU2387790C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПРОНКИН А.П. и др. Прогнозирование направлений развития разведочного бурения на шельфе. - М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999, с.300, рис.43 б. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2481453C1 (en) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | Николай Иванович Мастепанов | Device for well drilling at water areas |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9273523B2 (en) | Tubular running device and method | |
| RU2656643C2 (en) | Determining stuck point of tubing in wellbore | |
| US8844616B2 (en) | Method for withdrawal and insertion of a drill pipe string in a borehole and also a device for use when practicing the method | |
| WO2004018826A1 (en) | Subsea drilling module for use in drilling of oil and gas wells | |
| CN102155178A (en) | Large-diameter coalbed methane core drill bit | |
| US9567814B2 (en) | Hoisting systems with heave compensation | |
| CA2720430A1 (en) | Underwater drilling arrangement and method for introducing a tubular foundation element into the bed of a body of water | |
| CN110805404A (en) | Claw spring type double-tube sampling drilling tool | |
| RU2387790C1 (en) | Casing column for percussion-driving drilling on sea | |
| RU85540U1 (en) | COLUMN OF CASING PIPES FOR DIVING IT IN THE ROCKS ON THE SEA BY BLOWS | |
| CN114278227A (en) | Construction method of lower pile casing of cast-in-place pile | |
| CN114215051A (en) | A casing device and rotary drilling rig for construction of cast-in-place piles | |
| CN113027477B (en) | Construction method for quickly dredging blocked mine | |
| RU2379460C2 (en) | Floating platform for sea wells boring and production in arctic condition | |
| KR20120031405A (en) | Drill ship with auxiliary structure | |
| RU2401416C1 (en) | Suspended borehole tamping | |
| US7690430B1 (en) | Well casing extraction accessories and method | |
| KR20150002910U (en) | A hammer device for pile driving of offshore jacket structure | |
| SU1710709A1 (en) | Method of reservoir wave stimulation | |
| EP3794183B1 (en) | Method for removal of an offshore fixed platform | |
| CN109899008B (en) | Offshore installation process of super-slender-ratio water-resisting casing pipe of deep-water jacket | |
| RU114712U1 (en) | DEVICE FOR DRILLING WELLS AT THE SEA WITH A SHOCK-DRILLING METHOD | |
| RU2481453C1 (en) | Device for well drilling at water areas | |
| CN112962603A (en) | Dismantling construction process for reinforced concrete cast-in-place pile | |
| US20160061353A1 (en) | A method of installing pin piles into a seabed |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120211 |