Снаряд для направленного бурения

 

СНАРЯД ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО 13УРЕНИЯ. включающий корпус, полый ssa.i. откломтрль, два распорных узла, установленных концентрично полому валу с возможностью взаимодействия со стенками скважины , п узел управления распорными узлами , выполненный в виде подпружиненных относительно вала золотниковых втулок, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы в разработанных участках скважины, каждый из узлов раскрепления выполнен в виде установленной с возможностью вращения .на валу втулки с наклонными пазами, образующими рабочую поверхность, н установленных на корп се с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью втулки плоских пружин, причем втулки узлов раскрепления связаны с корпусом пружинами, а длина рабочей поверхности верхней втулки больше длины рабочей поверхности нижней втулки. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g g Е 21 В 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ р

Il %Ы

) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 2994540/22-03 (22) 13.10.80 (46) 15.09.84. Бюл. № 34 (72) Ю. В. Андреев (7l ) Забайкальский комплексный. научноисследовательский институт геологии (53) 622.243.2 (088.8) (56) l. Сулакшин С. С. и др. Техника и технология направленного бурения. М.. «Недра», 1967, с. 132-135.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 922263, кл. Е 21 В 7/08, 1979 (прототип) 154} (57) СНАРЯД ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО !эУРЕН11Я, включак>щий корпус, полый вал. отклонппoль, два распориblx узла, установленных концентрично полому валу с воз„„SU„„1113502 можностью взаимодействия со стенками скваiKHHbl, и узел управления распорными узлами, выполненный в виде подпружиненных относител ьно вала золотниковых втулок, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы в разработанных участках скважины, каждый из узлов раскрепления выполнен в виде установленной с возможностью вращения на валу втулки с наклонными пазами, образующими рабочук> поверхность, и установленных на корпусе с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью втулки плоских пружин, причем втулки узлов раскрепления связаны с корпусом пружинами, а длина рабочей поверхности верхней втулки больше длины рабочей поверхности нижней втулки.

1113502

Изобретение относится к устройствам для бурения скважины, а именно к устройствам для изменения направления буровой скважины.

Известен снаряд для направленного бурения, включающий раскрепляющий узел, отклонитель и отбурочный инструмент (1).

Недостатком данного снаряда является необходимость в дополнительных затратах времени на вспомогательные операции при перекреплении снаряда и перемещение его к забою.

Наиболее близким к предлагаемому является снаряд для направленного бурения, включающий корпус, полый вал, отклонитель, два распорных узла, установленных концентрично полому валу с возможностью взаимодействия со стенками скважины, и узел управления распорными узлами, выполненный в виде подпружиненных относительно вала золотниковых втулок (2).

Недостаток известного устройства заключается в низкой эффективности при работе в неустойчивых и трещиноватых породаi. Скважины, пробуренные известным устройством в таких породах, характеризуются значительной разработанностью стенок, наличием каверн и пустот. Кроме того, при установке снаряда в разработанных участках скважины эластичные камеры распорных узлов не обеспечивают надежного контакта, со стенками скважины и при бурении происходит угловое смещение корпуса снаряда, а следовательно, дезориентацияя.

Цел ь изобретения — повы шение надежности работы снаряда в разработанных участках скважины.

Указанная цель достигается тем, что в снаряде для направленного бурения, включающем корпус, полый вал, отклонитель, два распорных узла, установленных концентрично полому валу с возможностью взаимодействия со стенками скважины, и узел управления раапорными узлами, выполненный в виде подпружиненных относительно вала золотниковых втулок, каждый из узлов раскрепления выполнен в виде установленной с возможностью вращения на валу втулки с наклонными пазами, образующими рабочую поверхность, и установленных на корпусе с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью втулки плоских пружин, причем втулки связаны с корпусом пружинами, а длина рабочей поверхности верхней втулки больше длины рабочей поверхности нижней втулки.

Н а фиг. 1 показан сна ряд для направленного бурения, общий вид; на фиг. 2 — верхняя часть устройства в рабочем положении; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2; ,а фиг. 4 — развертка боковой поверхности золотниковой втулки; йа фиг. 5 — нижняя часть устройства в нерабочем положе5

1О

50 нии; на фиг. 6 — сечение Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 — нижняя часть устройства при перемещении его к забою.

Снаряд для направленного бурения (фиг. 1) содержит два распорных узла— верхний и нижний, включающие плоские пружины 1 и 2, установленные на телесконических частях 3 и 4 корпуса снаряда, отклонитель 6, отбурочный инструмент 6, узел управления распорными узлами, состоящий из золотниковых втулок 7 и 8, подпружиненных относительно полого вала

11 пружинами 9 и 10, и втулок 12 и 13 с наклонными пазами. На внутренних поверхностях плоских пружин 1 и 2 выполнены выступы, которыми они могут взаимодействовать с поверхностями наклонных пазов втулок 12 и 13, установленных на полом вале l i с возможностью свободного вращения и связанных с телескопическими частями корпуса 3 и 4 с помощью пружин кручения 14 и 15. Телескопические части 3 и 4 корпуса снаряда имеют возможность перемещения вдоль полого вала 11 и подпружинены относительно него пружинами 16 и 17. Для предотвращения взаимного поворота телескопических частей 3 и 4 корпуса снаряда служит шпонка 18.

Срезной штифт 19 предназначен для блокирования корпуса снаряда и полого вала 11. В осевом канале полого вала 11 установлен дроссель 20.

На фиг. 3 изображено поперечное сечение втулки с наклонными пазами а и б, чередующимися по глубине. Глубина пазов а выбирается такой, чтобы плоские пружины

1 и 2, попадая в них своими выступами и взаимодействуя со втулками 12 и 13, надежно закрепляли снаряд в скважине. Глубина пазов б должна быть такой, чтобы выступы плоских пружин 1 и 2 свободно могли перемещаться вдоль втулок 12 и 13, не взаимодействуя с ними и не закрепляя снаряд в скважине. В исходном положении втулки 12 и 13 располагаются таким образом, что выступы плоских пружин 1 и 2 находятся напротив пазов а.

Длина !1 рабочей поверхности (поверхности втулки, занимаемой наклонными пазами) верхней втулки !2 должна быть больше длины 1 рабочей поверхности нижней втулки.

Снаряд для направленного бурения работает следующим образом.

После спуска снаряда в скважину и его ориентирования- включается буровой насос.

Над дросселем 20 (фиг. 1) образуется зона повышенного дав пения. Промывочная жидкость через радиальные отверстия выполненные в полом вале 11, поступает в полости В и Г телескопических частей корпуса снаряда 3 и 4. В результате корпус снаряда перемещается вверх, срезая штифт 19, выступы плоских пружин 1 и 2 nonaдают

1113502 в мелкие пазы а втулок 12 и 13 и, взаимодействуя с ними, закрепляют снаряд в скважине. Золотниковые втулки 7 и 8 под действием пружин 9 и 10 перекрывают радиаль ные отверстия полого вала 11 (фиг. 2).

После этого включают вращение и начинают бурение скважины. В процессе бурения полый вал 11 вместе с втулками 12 и 13 и пружинами 14 и 15 перемещается вдоль корпуса снаряда, сжимая пружины 16 и !7 (фиг. 1) .

На фиг. 4 изображена развертка боковой поверхности втулок 12 и 13, на которой выполнены череду ющиеся по глубине винтовые пазы (а и б). Расстояние между канавками а и б определяется по формуле

1 х

t(I с(. где — рабочая длина втулок 12 и 13; с(— угол подъема винтового паза. При бурении втулки !2 и 13 перемещаются вдоль плоских пружин 1 и 2, которые своими выступами взаимодействуют с мелкими винтовыми пазами а втулок 12 и 13, заставляя их поворачиваться относительно своей оси. При этом втулки 12 и 13 закручивают пружины кручения 14 и 15, которыми они подпружинены относительно телескопических частей 3 и 4 корпуса снаряда . Свободные концы плоских пружин 1 и 2 верхнего и нижнего распорных устройств взаимодействуют со стенками скважины, удерживая снаряд в требуемом положении. Вследствие того, что рабочая длина 1 втулки 12 больше соответствующей длины 1 втулки 13 (фиг. 1), после отбуривания интервала искривления, равного рабочей длине l втулки 13, выступы плоских пружин 2 выходят из зацепления с винтовыми пазами (фиг. 5), освобождая от закрепления нижний распорный узел. При этом втулка 13 под действием пружины 15 возвращается в исходное положение, глу5 бокие винтовые пазы б втулки 13 устанавливаются против выступов плоских пружин

2 (фиг. 6) и распорный узел пружиной !7 перемещается к забою на величину отбуренного интервала. Во время перемещения распорного узла выступы плоских пружин

2 взаимодействуют с глубокими винтовыми пазами б втулки !3, заставляя его поворачиваться, закручивая пружину кручения

15. После того, как выступы плоских Hp) жин 2 выйдут из зацепления с втулкой 13 в нижней его части, пружина кручения 15 устанавливает втулку в исходное положение. При этом мелкие винтовые пазы а устанавливаются против выступов плоских пружин 2, а золотниковая втулка 8 упирается

2О в торец телескопической части корпуса 4 и, сжимая пружину 10, открывает радиальные каналы полого вала !1 (фиг. 7). Промывочная жидкость, попадая в полость Г, заставляет срабатывать нижний распорный узел, закрепляя его относительно стенок скважины. После закрепления нижнего распорного узла выступы плоских пружин

1 (фиг. 1) выходят из зацепления с винтовыми пазами втулок 12, и верхний распорный узел аналогично нижнему освобождаЗО ется от закрепления, перемещается к забою и снова закрепляется. Далее цикл работы повторяется.

Технико-экономическая эффективность заключается в снижении затрат на проводку направленных скважин.

1113502

1 I 1:3502

1113502

Редактор В. Ковтун

Заказ 6182/25

Составитель В. Родина

Тсхрсд И. Верес Корректор A. Тяско

Тираж 563 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4