Снаряд для направленного бурения скважин

 

СНАРЯД ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включающий породоразрушаюший инструмент, корпус с опорными элементами в верхней и нижней частях, расположенный в корпусе полый вал, полость которого сообщается с полостью выдвижного распорного элемента, отличающийся тем, что, с целью регулирования интенсивности искривления скважины , каждый из опорных элементов выполнен в виде втулки, установленной на корпусе концентрично с возможностью поворота, рабочая часть направляющей образующей наружной цилиндрической поверхности которой описывается следующей зависимостью: 2) r.6j ) - -тг: ft- где D I диаметр породоразрушающего инструмента; Я радиус кривизны скважины; ,д)-расстояние от долота до первой и второй опоры, соответственно.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зсмк Е 2! В 7/08

I

Ф с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3520227,/22-03 (22) 07. 12.82 (46) 30.10.84. Бюл. № 40 (72) Б. Ф. Головченко, О. П. Приходько, В. Г. Рожков, А. А. Алейников и С. А. Влашин (71) Тематическая экспедиция Производственного объединения шахтной геологии и технического бурения «Укруглегеология» и Донецкий научно-исследовательский угольный институт (53) 622.243.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 781310, кл. E 21 В 7/08, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР № 744106, кл. Е 21 В 7/08, 1980 (прототип) . (54) (57) СНАРЯД ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включающий

„„SU„„1121372 A породоразрушающий инструмент, корпус с опорными элементами в верхней и нижней частях, расположенный в корпусе полый вал, полость которого сообщается с полостью выдвижного распорного элемента, отличающийся тем, что, с целью регулирования интенсивности искривления скважины, каждый из опорных элементов выполнен в виде втулки, установленной на корпусе концентрично с возможностью поворота, рабочая часть направляющей образующей наружной цилиндрической поверхности которой r<{ ) описывается следующей зависимостью:

r Е;а г,(д! где D — диаметр породоразрушающего инструмента; радиус кривизны скважины;

Q ) — расстояние от долота до первой и второй опоры, соответственно.

1121372

Изобретение относится к буровой технике а именно к техническим средствам для проводки искривленного участка наклонно направленной скважины.

Известен отклонитель непрерывного действия, включающий породоразрушающий инструмент, корпус с гидравлическим распорным узлом и вал (1).

Однако искривление скважины этим отклонителем происходит за счет отклоняющей силы, что не позволяет искривлять ствол скважины с постоянной кривизной.

Наиболее близким к изобретению является снаряд для направленного бурения скважин, включающий породоразрушающий инструмент, корпус с опорными элементами в верхней и нижней частях, расположенный в корпусе полый вал, полость которого сообщается с полостью выдвижного распорного элемента (2) .

Недостаток известного устройства заключается в невозможности регулирования ин тенсивности искривления скважины, поскольку она определяется жестко заданными геометрическими параметрами снаряда.

Цель изобретения — регулирование интенсивности искривления скважины.

Указанная цель достигается тем, что в снаряде для направленного бурения скважин, включающем породоразрушающий инструмент, корпус с опорными элементами в верхней и нижней частях, расположенный в корпусе полый вал, полость которого сообщается с полостью выдвижного распорного элемента, каждый из опорных элементов выполнен в виде втулки, установлеенной на корпусе концентрично с возможностью поворота, рабочая часть направляющей образующей наружной цилиндрической поверхности которой гg(p) описывается следующей зависимостью: и 8<()

"()= — -- — где g — диаметр породоразрушающего инструмента; г. — радиус кривизны скважины;

E,(>)-расстояние от долота до первой и второй опоры соответственно.

На фиг. 1 изображен предлагаемый снаряд для направленного бурения; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез

 — В на фиг. 1.

Снаряд содержит породоразрушающий инструмент 1, корпус 2 с опорными элементами 3 и 4, вал 5, выдвижной распорный элемент 6. Опорные элементы выполнены в виде втулок с возможностью поворота,,которые фиксируются в требуемом положении соответственно гайками 7 и 8. Вал 5 имеет возможность свободного вращения в корпусе 2 и фиксируется от продольного и поперечного смещения с помощью подшипников

9 — 11, которые предохраняются от попада5

Зо

55 ния в них промывочной жидкости и шлама уплотнителями 12.

На валу 5 имеется отверстие 13 для прохода промывочной жидкости во внутреннюю полость 14 выдвижного распорного элемента 6, имеющего с внутренней стороны резиновую камеру 15, концы которой заделаны в корпусе 2, а боковая поверхность с помощью винтов 16 соединена с распорным элементом 6. Поперечное смещение последнего ограничивается стопорами 17, ввинченными в корпус а и свободно расположенными в пазах 18 распорного элемента 6.

В окнах 19 вала 5 располагаются шпонки 20, входящие в кольцевую проточку 21 втулки 22, имеющей возможность осевого перемещения на валу, и в паз 23 корпуса 2.

Рабочая часть направляющей образующей наружной цилиндрической поверхности втулок описывается следующей зависи(.) = % — —

Данная зависимость представляет собой незамкнутую кривую линию. Поэтому рабочая часть направляющей ограничена углом г, значение которого зависит от диаметра породоразрушающего инструмента, а также от максимального и минимального радиусов искривления скважины.

Снаряд работает следующим образом.

Перед бурением отвинчивают гайки 7 и 8 и проворачивают втулки 3 и 4, имеющие на торцовой поверхности градуировку, до положения, соответствующего требуемому радиусу искривления. Затем снаряд, соединенный с ориентатором, на колонне бурильных труб опускают на забой скважины и устанавливают с помощью последнего, в нужном направлении.

При подаче промывочной жидкости втулка 22 смещается вниз, выводит из паза

23 соединенную с ней шпонку 20, находящуюся в окнах 19. При этом вал получает возможность вращаться в корпусе 2.

В то же время за счет отверстия во втулке 22, имеющего диаметр меньший, чем внутренний диаметр вала 5, создается повышенное давление в верхней части внутренней полости вала 5, и промывочная жидкость, поступая через отверстие 13 в полость резиновой камеры 5, расширяет ее, выдвигая элемент 6 до упора его остроугольных выступов в стенку скважины. Затем осуществляют бурение искривленного участка скважины.

После некоторого начального периода интенсивность искривления стабилизируется и дальнейшее искривление ствола скважины происходит по дуге окружности, определяемой точками касания опорных втулок 3 и 4 и распорного элемента.

Регулирование интенсивности искривления скважины осуществляется путем изменения геометрических параметров снаряда при повороте в требуемое положение втулок

1121372

3 и 4, часть направляющей образующей наружной цилиндрической поверхности которых описывается следующей зависимостью

rqq1 = — -ф

Данная зависимость получена из условия вписываемости снаряда в ствол скважины с постоянной кривизной.

Применение снаряда для направленного бурения позволяет искривлять скважину с постоянной кривизной, что повышает точность и качество выполнения проектного профиля скважины. Опорно центрирующие втулки 3 и 4, воспринимая усилия от действия распорного элемента 6, способствуют также улучшению условий работы породоразрушающего инструмента 1, что позволяет осуществлять бурение с высокими технико-экономическими показателями.

1121372

A-A

Составитель А. 11овалихин

Редактор С. Лисина Текред И. Верес Корректор A. Тяско

Заказ 7570/23 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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