Ступенчатый буровой снаряд

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(SD E 21 В 7 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3394840/22-03 (22) 10.02.82 (46) 23.10.83. Бюл. Р 39 (72) Л.A. Райхерт, A.В. -Орлов, В,Д. Поташников, Й.М. Фрыз и В.A. Взородов (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследова»

: тельский институт буровой техники (53 ) 622.242.3(088.8 ) . (56 ) 1. Яремейчук Р.С., Райхерт Л.A.

Бурение стволов большого диаметра, М., "Недра", 1977, с. 144-148.

2. Колесников A.Å. Искривление скважин, М., "Недра", 1979, с. 97 (прототип).

„„SU„„1049647 А

f 54 } (57 ) СТУПЕНЧАТЫЙ ЖУРОВОЙ СНАРЯД,) содержащий опережающую часть с долотом, связанную шарнирной муфтой с расширителем основной колонны, отличающийся тем, что, с целью обеспечения направленного бУрения скважины в сторону, противоположную ее естественному .искривлению, с одновременным расширением скважины; он снабжен размещенным над расширителем калибратором и установленным между долотом и шарнирной муфтой. опорно-центрирующим элементом, причем последний расположен от долота на расстоянии, равном

0,1-0,3 длины опережающей части снаряда. е

1п49647

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для одновременного искривления и проводки скважин в анизотропных породах.

Известен ступенчатый буровой 5 снаряд, включающий калибратор, установленный над расширителем, и опорно-центрирующий элемент, установленный между последним и долотом на опережающей части (1 g.

Недостаток конструкции заключается в том, что жесткое закрепление опережающей части снаряда с расширителем ограничивает "набор" эксцентриситета осей пилот-ствола и расширенной скважины и не позволяет существенно влиять на интенсивность искривления скважин. Кроме того, в месте соединения опережающей части снаряда с расширителем при буре- 20 нии возникают циклические нагрузки, приводящие к поломке снаряда и ограничивающие величину осевой нагрузки на долото, а установка опорноцентрирующего элемента непосредственно над долотом не позволяет сочетать оптимальную осевую нагрузку на долото с оптимальным для данного участка скважины моментом, отклоняюItjHM долото в сторону, противоположную естественному искривлению.. ,Наиболее близким техническим решением к предложенному является ступенчатый буровой снаряд, содержащий опережающую часть с долотом„ связанную шарнирной муфтой с рас- 35 ширителем основной колонны (2 1.

Недостаток этого снаряда заклю. чается в том, что он работает по принципу отвеса, и поэтому искривление скважины возможно проводить 40 только несколькими рейсами, что непроизводительно.

Цель изобретения — обеспечение направленного бурения скважины в сторону, противоположную ее естест- 45 венному искривлению, с одновременным расширением скважины.

Указанная цель достигается тем, что ступенчатый: буровой снаряд, содержащий опережающую часть с долотом, связанную шарнирной муфтой с расширителем основной колонны, снабжен размещенным над расширителем калибратором и установленным между долотом и шарнирной муфтой опорноцентрирующим элементом, причем пос.ледний расположен от долота на расстоянии, равном 0,1-0,3 длины опережающей части снаряда.

На чертеже показан ступенчатый буровой снаряд, общий вид. 60

Ступенчатый буровой снаряд содержит калибратор 1, установленный над расширителем 2, опорно-центрирующий элемент 3, установленный. между ним и долотом 4, и шарнирную муфту 5, соединяющую опережающую часть 6 снаряда с расширителем с возможностью передачи крутящего момента. При этом рабочие поверхности 7 опорно-центрирующего элемента 3 имеют бочкообразную форму. Опорно-центрирующий элемент 3 закреплен на опережающей части б снаряда на расстоянии Р от до1 лота 4, равном 0,1"0,3 ее длины Р, причем длина опережающей части составляет 10-20 диаметров долота.

Нижний предел соотношения размеров для установки опорно-центрирующего элемента 3 на опережающей части б снаряда подобран экспериментально, исходя из реальной высоты применяемых долот, т.е. максимального приближения опорно-центрирующего элемента к забою, что улучшает условия работы долота и соответствует минимальной интенсивности искривления скважины при заданной длине Р .

Верхний предел. укаэанного соотношения ограничен реально существующими величинами отклоняющих усилий, возникающих на расширителе 2 и долоте 4, и подбирается так, чтобы при увеличении крепости разбуриваемой породы в 2-3 раза боковое усилие на долоте не отклонило расширитель в сторону, противоположную естественному эксцентриситету расширения .

Пределы длины опережающей части б снаряда выбраны исходя из. условия сохранения жесткости. снаряда на изгиб и обеспечения необходимых углов

его отклонения в опережающем стволе скважины с целью наиболее рационального использования эффекта эксцентричного расширения (ЭЭР ).

Ступенчатый буровой. снаряд работает следующим образом.

При одновременном бурении опережающего ствола и его расширении долото 4 и расширитель 2 стремятся смес- титься за счет анизотропии пород в сторону их лучшей буримости, т.е. в направлении естественного искривления. Смещение,б центра кольцевого уступа, вырабатываемого расширителем

2, по отношению к оси опережающего ствола стабилизируется калибратором 1, и верх опережающей части б поворачивается в шарнирной муфте 5 на угол о1 относительно опорно-центрирующего элемента 3, смещая долото 4 в обратную сторону. Таким образом, изменяя длину 0 опережающей части б и расстояние 8„ от опорно-центрирующего элемента 3 до долота 4 .можно изменять интенсивность искривления скважины в плоскости ее естественного искривления за счет изменения угла aL u смещающегося усилия, действующего на долото 4. Это исключает возмож ность плоско-параллельного смещения

1049647

Составитель В. Родина

Техред О,Неце Корректор A,Òÿñêî

Редактор В. Данко

Заказ 6382/33 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в скважине долота и расширителя и позволяет полностью использовать ЭЭР для изменения зенитного угла скважины, обеспечивая проводку последней в сторону, противоположную ее естественному искривлению. При этом снаряд обеспечивает возможность искривления скважины при оптимальной осевои нагрузке на долото.

Технико-эканомическая эффективность изобретения заключается в сокращении времени и материальных затрат на проводку наклонно-направленной скважины.