Устройство для безориентированного бурения

 

Изобретение относится к направленному бурению и м. б. использовано при подводке наклонного участка ствола скважины роторным способом. Цель изобретения - повышение нaдekнocти в работе. включает цородоразрушающий ирструмент 1, корпус (К) 2 с выполненными по его образующей углублениями 5, установленный на К 2 с возможностью переме- Ш1ения в осевом направлении центратор (Ц) 3 с фиксирующими элементами (ФЭ) 4. Последние установлены в полостях 6 Ц 3 с возможностью радиального перемещения и подпружииены относительно Ц 3 пружинами 1. Перед спуском устр-ва в скважину Ц 3 устанавливают в крайнее нижнее положение. В процессе бурения ФЭ 4 находятся в углублениях 5 К 2, так как сила сжатия пружины 7 больше силы энергии ФЭ 4. После окончания бурения восходящего участка ствола скважины устройство приподиимают над забоем на расстояние, равное удвоенному расстоянию между точками нижней и средней фиксации Ц 3. Затем производят вращение устр-ва с частотой, превышающей рабочую частоту инструмента 1. При этом ФЭ 4, сжимая пружину 7, перемещаются в полостях 6 и выходят из углублений 5 в К 2. 6 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Е 21 В 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4170834/22-03 (22) 31.12.86 (46) 07.11.88. Бюл. № 41 (71) Печорский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) И. А. Плетников, С. Г. Славгородский, В. Ф. Буслаев, С. А. Кейн и Н. С, Бакаушина (53) 622.243.2 (088.8) (56) Патент США № 4440241, кл. 175 — 61, опублик. 1984.

Патент США № 4108256, кл. 175 †, опублик. 1978; (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕЗОРИЕНТИРОВАННОГО БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к направленному бурению и м. б. использовано при подводке наклонного участка ствола скважины роторным способом. Цель изобретения — повышение надежности в работе.

Устр-во включает породоразрушающий инструмент 1, корпус (К) 2 с выполненными

„„SU„„1435744 А1 по его образующей углублениями 5, установленный на К 2 с возможностью перемещения в осевом направлении центратор (Ц)

3 с фиксирующими элементами (ФЭ) 4. Последние установлены в полостях 6 Ц 3 с возможностью радиального перемещения и подпружинены относительно Ц 3 пружинами 7. Перед спуском устр-ва в скважину

Ц 3 устанавливают в крайнее нижнее положение. В процессе бурения ФЭ 4 находятся в углублениях 5 К 2, так как сила сжатия пружины 7 больше силы энергии ФЭ 4.

После окончания бурения восходящего участка ствола скважины устройство приподнимают над забоем на расстояние, равное удвоенному расстоянию между точками нижней и средней фиксации LI, 3. Затем производят вращение устр-ва с частотой, превы- 3 шающей рабочую частоту инструмента 1.

При этом ФЭ 4, сжимая пружину 7, перемепсвются в полостях 6 я выходят мв углублений 5 в К 2. 6 ил.

1435744, Изобретение относится к области направленного бурения и может;быть использовайо --при проводке наклонного участка ствола скважины роторным способом.

Цель изобретения — повышение надеж..ности работ.ы.

На фиг. 1 показано устройство для безориентированного бурения в рабочем положении; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — 6 — варианты установки центратора в устройстве соответственно для ripoводки восходящего, прямолинейного и нисходящего участков ствола скважины.

Устройство для безориентированного бу„,рения. включает,. породоразрушающий инструмент 1, корпус 2, установленный на нем с возможностью перемещения в осевом направлении центратор 3 с фиксирующим элементом 4, установленным с возможностью радивЛьного перемещения и подпружиненный Относительно:ценгратора 3, выполнейные s: корпусе 2 по его образующей углублений 5 для размещения фиксирующего элемента:4 центратора" 3 в рабочем положен ни, Устройство может быть снабжено не,сколькими фиксирующими элементами 4, установленными в полостях 6 центратора 3.

Пружины 7:устанавливаются с предварительным сжатием .

Для снижения сил трения центратор 3 установлен на подшипнике, выполненном в виде, ролИков 8:и вставок..9 из антифрикционного материала. Корпус 2 может быть выполнен c поперечныМ сечением B виде квадрата. С" бурилъными:трубами 10 устq ройетвЬ соединяется через ограничительный ., переводник 11;::

Устройство работает следующим образом:.

Перед спуском устройства в скважину центратор 3 устанавливается в крайнее нижнее положение.

Устройство соединяется с бурильными . трубами 10 через ограничительный переводник 11. В процессе бурения фиксирую":- 1цие элементы 4 находятся в углублениях 5 корпуса 2, так как сила сжатия пружи;„ны 7 больше силы инерции фиксирующего, элемента 4. После окончания бурения вос ходящего участка ствола скважины уст "ройство приподнимают над забоем на расстояние, равное удвоенному расстоянию между точками нижней и средней фиксации центратора 3. Затем осуществляют вращение устройства с частотой, превышающей рабо,„.чую частоту вращения породоразрушак>щего инструмента 1. .. При этом за счет сил инерции фиксирующие элементы 4, сжимая пружину 7, перемещаются в полостях 6 и выходят из углублений 5 в корпусе 2.

При спуске устройства корпус 2 смещается относительно центратора 3, так как сила трения между рабочей поверхностью центратора 3 и стенкой скважины больше силы трения в подшийнике, выполненном в виде роликов 8-:и,вставок 9 из айтифрикционного материала. После перемещейия корпуса 2 на расстояние, которое меньше расстояния между соседними углублениями 5, дальнейший спуск устройства в скважине осуществляют. без его, вращения.

При расположении, углублений,5 напротив фиксирующих элементов 4 последние под действием пружин 7 входят в углубления 5.

10 После чего осуществлаот буренине:найлонно,. прямолийейного участка скважины.

При необходимости уменьшения защитно; го угла ствОда скважины осуществляют перестановку центратора 3 в крайнее верхнее

>5.. положение. в вышеописанном порядке.

Пример. В центраторе 3 диаметром

295,3 мм выполнены полости 6 длиной 320 мм, шириной 16 мм и высотой 26 мм, в которые вкладывают фиксирующие элементы 4 длиной 299 мм, шириной 15 мм и высотой

10 мм с пружинами 7, При вращении устройства возникает сила давления на пружину 7, которая определяется из следующего выражения:

P = Fy e Р и р

I где Fye = т(2ла) r — центробежная сила, возникающая при вращении устройства;

Бр=А х — сила сжатия пружи30 ны 7; где т — масса фиксирующего элемента 4, Н," и — число оборотов, об/с;

r — радиус вращения центра тяжести фиксирующего элемента" 4, м; х — смещение фиксирующеГо элемента 4

"от положения равновесия, м;

k — жесткость пружины 7, Н/м.

При вращении колонны на 11 скорости, произведя расчеты, получаем, что сила Р=

=134 Н для пружины ? с жесткостью

k=5000 Н/м, сила жесткости пружины

40. 7 Рпр 150 Н, при вращении íà III скорости сила. Р=419 Н.

Это означает, что на 1 и II скоростях сила давления фиксирующих элементов 4 на пружины ? меньше, чем сопротивление пружин 7, а при вращении на IУ скорости пружины 7 сжимаются, и центратор 3 переставляют в нужное положение.

Формула изобретения

Устройство для безориентированного бурения, включающее породоразрушающий инструмент, корпус с углублениями для раз. мещения фиксирующего элемента центратора, установленного на корпусе с возможностью перемещения в осевом направлении, 55 отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, фиксирующий элемент установлен в полости центратора с возможностью радиального перемещения и под. пружинен относительно последнего.

l435744

1435744

Редакто Р 1 ° Волкова оставитель В

Заказ 5621/29

Т И д . Верес осударственног утяга о ого комитета СССР по

Подписное

35, — ", Раушская наб., mecxoe и едприятие r. Ужго о ие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4