Устройство для стабилизации породоразрушающего инструмента в горизонтальной плоскости

 

, г ние относится к бурению сква- . HI вргицчте 1ьным способом, а именно к vipoftcTbdM для проводки горизонтальною чистка ствола скважины Цель изобретения - повышение точности проводки гпри ижтальныч скважин. Устройство включает корпус, втулку 2, груз 4, патрубок, управляющую втулку (УВ) с поршнем Втулка 2 имеет верхнюю 8 и нижнюю 9 гидрокамеры с поршнями 10 и опорными элементами II. На одном конце корпус имеет переводник 3 для соединения с породоразрушающим инструментом Патрубок и УВ #J12 27 22 подпружинены относительно переводника УВ на внутренней поверхности имеет про фильные пазы, а патрубок 5 - первый и второй ряды поперечных паюв и продольные пазы, которые соединяют концы поперечных пазов смежных рядов В каждой полости, образованной пазами, расположен шарик УВ установлена с возможностью осевого перемещения, а патрубок - в последней с возможностью винтового перемещения В корпусе выполнены верхние 22 и нижние отверстия для гидравлической свя ж полости корпуса с о поименными гидрока мерами В патрубке выполнено отверстие отклонении скважины, например горизонтали, шарик смещается в поперечных пазов второго ряда давления промывочной жидкости и патрубок перемещаются последний поворачивается 23 При вверх от сторону За счет на поршень УВ влево При этом вокруг своей оси При крайнем левом положении патрубка совмещаются отверстия 22, 23 Это обеспечит гидравлическую связь верхней гидрокамеры 8 с полостью Верхний опорный элемент I l выдвинется до упора в стенку скважины и отклонит породоразрушающий инструмент вниз При бурении ствол скважины будет приводиться к горизонтальному направлению 4 ил 25 W 13 11 8 2 Ј (Л О Јь СП 4 N3 J Фиг. f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 В 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТРУ с

11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4419693/03 (22) 04.04.88 (46) 30.04.9! . Бюл. ¹ 16 (7l ) . 1енинградский политех <ический инcTHTvT им. М. И. Калинина (72) А. Я. Башкарев и М. М. Кузьменко (53 ) 622. 243. 2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

:!О 385000, кл. Е. 21 В 7/06, !971.

Авторск.<е свидегельство СССР ."4 . 285855, кл. f=. 21 В 7/04, 1968. (54 i УС1 РОГ!СТВО (, 1 Я < ТАБИ. ИЛА !

СИИ I!ÎÐÎ. ),OÐËÇÐÓØËÞÙЕГО ИНСТРУМЕ: НТА ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ (1ЛОСКО<. ГИ (57) II «Æ;<..Т пие относится к бурению с ква«лн ври щит lbHbIM способом, а именно к у< з ройс

Л 1Z Г

„„Я1.1,,. 1645427 А 1 подпружинены относительно переводника.

УВ на внутренней поверхности имеет профильные пазы, а патрубок 5 — первый и второй ряды поперечных пазов и продольные пазы. которые соединяют концы поперечных пазов смежных рядов. В каждой полости, образованной пазами, расположен шарик. УВ установлена с возмож постыл осевого перемещения, а патрубок — в последней с возмо кностью винтового перемещения. В корпусе выполнены верхние 22 и нижние отверстия для гидравлической связи полости корпуса с одноименными гидрокамерами. В патрубке выполнено отверстие

23. При отклонении скважины, например вверх от горизонтали, шарик смещается в сторону поперечных пазов второго ряда.

За счет давления промывочной жидкости на поршень УВ и патрубок перемещакпся влево. При этом последний поворачивается вокруг своей оси. При крайнем левом положении патрубка совмещаются отверстия 22, 23. Это обеспечит гидравлическую связь верхней гидрокамеры 8 с полостью корпуса.

Верхний опорный элемент II выдвинется до упора в стенку скважилы и отклонит породоразрушающий инструмент вниз. При бурении ствол скважины будет приводиться к горизонтальному направлению. 4 ил.

Гб 1П U 11 д 2

1645427

Изобретение относится к бурению скважин вращательным способом, а именно к устройствам для проводки горизонтального участка ствола скважины.

Цель изобретения — повышение точности проводки горизонтальных скважин.

На фиг. 1 и 2 представлено устройство для стабилизации породоразрушающего инструмента в горизонтальной плоскости; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 2.

Устройство включает трубчатый корпус

1, втулку 2, переводник 3 для соединения с породоразрушающим инструментом (не показан), датчик отклонения, груз 4, патрубок 5, управляющую втулку 6 и поршень 7. Втулка 2 установлена на трубчатом корпусе с возможностью вращения и имеет верхнюю 8 и нижнюю 9 гидрокамеры с поршнями 10 и опорными элементами 11, установленными на шарнире 12.

Между каждым поршнем 10 и опорным элементом 11 расположен шар 13. Опорные элементы подпружинены относительно втулки 2. Патрубок 5 и управляющая втулка

6 подпружинены относительно корпуса 1 со стороны переводника 3.

Управляющая втулка 6 на внутренней поверхности имеет продольные пазы 14, а патрубок 5 на наружной поверхности — два ряда поперечных пазов 15, одинаковой длины в каждом из рядов, и продольные пазы 16, соединяющие концы поперечных пазов 15 смежных рядов. На фиг. 2 первый ряд поперечных пазов 15 расположен с левой стороны, а второй — с правой.

Датчик отклонения выполнен в виде шариков 17, каждый из которых расположен в полости, образованной продольными пазами 14 и 16 управляющей втулки 6 и патрубка 5. На наружной поверхности патрубка

5 имеется винтовой паз 18. В последнем расположен выступ 19 управляющей втулки

6. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнен продольный паз 20, в котором установлен ограничитель 21 смещения управляющей втулки 6. В корпусе 1 выполнены верхнее 22 и нижнее (не показано) отверстия, а в патрубке — отверстие 23 для гидравлической связи одноименных гидрокамер 8 и 9 с полостью корпуса 1. Центральные углы между осями верхнего 22 и нижнего отверстий корпуса 1 и отверстием

23 патрубка 5 равны центральным углам, ограничивающим длину каждого из поперечных пазов 15 патрубка 5 второго и первого рядов ссютветственно.

Расстояния между верхним и нижним отверстиями корпуса 1 и отверстием 23 патрубка 5 равны длине хода последнего при размещении шариков 17 в поперечных пазах 15 патрубка 5 второго и первого рядов соответственно. Переводник 3 и корпус

1 по концам имеют резьбы 24 и 25 для соединения с породоразрушающим инструменПосле углубления скважины на длину бурильной трубы бурение прекращают.

Одновременно прекращают подавать промы40 вочную жидкость, Подпружиненные патрубок 5 и управляющая втулка 6 возвращаются в исходное положение. Затем осуществляют наращивание бурильной колонны.

Если на интервале бурения ствол скважины

45 отклоняется, например, вверх от горизонтальной плоскости, то шарики li смещаются в крайнее правое положение. После подачи промывочной жидкости в полость бурильных труб поршень 7 с управляющей втулкой

6 перемещаются вправо. а патрубок 5 поворачивается. При этом шарики 17 располагаются в продольных пазах 16 второго ряда патрубка 5. После поворота последнего на угол, определяемый длиной указанных пазов, иатрубок 5 и управляющая втулка 6 движутся совместно до тех пор, 55 пока торец патрубка 5 не упирается в переводник 3. При этом отверстие 23 патрубка 5 совмещается с верхним отверстием

22 корпуса 1

1О

35 том (не показан) и бурильными трубами (не показаны). Гидрокамеры 8 и 9 имеют каналы 26. Продольные пазы 16 и 14 патрубка 5 и управляю. ей втулки 6 могут быть выполнены вогнутыми. Верхнее и нижнее 22 отверстия корпуса 1 гидравлически связаны с каналами 26 через кольцевые проточки 27.

Работа устройства длп стабилизации породоразрушающего инструмента в горизонтальной плоскости осуществляется следующим образом

Переводник 3 и корпус 1 посредством резьбовых соединений 24 и 25 соединяются с породоразрушающим инструментом и бурильными трубами соответственно. Устройство спускается в скважину и размещается в ее горизонтальном участке. В исходном положении патрубок 5 и управляющая втулка 6 с поршнем 7 находятся в крайнем правом положении, а шарики 17 — в центре продольных пазов 14 и 16.Опорные элементы

11 находятся в транспортном положении и за счет груза 4 . — в вертикальной плоскости. Верхняя 8 и нижняя 9 гидрокамеры изолированы от полости корпуса 1.

Под давлением подаваемой в полость бурильных труб промывочной жидкости поршень 7 вместе с управляющей втулкой 8 перемешается влево. При этом за счет ограничителя 21 смещения, расположенного в продольном пазу 20 корпуса 1, исключается вращение управляющей втулки 6 вокруг своей оси, а при взаимодействии выступа

19 с винтовым пазом 18 патрубок 5 поворачивается на угол, ограниченный винтовым пазом 18. При этом верхняя 8 и нижняя

9 гидрокамеры изолированы от полости корпуса 1 и опорные элементы 11 находятся в транспортном положении.

1645427

Формула изобретения (16 14 11 1 16 11 6

7 18 fg 25

Через канал, образованный отверстиями

22 и 23, проточкой 27 и каналом 26, промывочная жидкость поступает в верхнюю гидрокамеру 8. 3а счет давления промывочной жидкости на поршень 10 последний перемещается вверх. Поршень 10 через шар

l3 давит на опорный элемент 11, который, поворачиваясь вокруг шарнира 12,упирается в стенку ствола скважины. Нижняя гидрокамера 9 в это время изолирована от полости корпуса 1.

В процессе бурения корпус l вращается, а втулка 2 неподви ж на. П ри вз аи моде:";ствии опорного элемента 11 верхней гидрокамеры 8 со стенкой ствола скважины породоразрушающий инструмент разрушает горную породу преимущественно с нижней стороны. В случае, когда ствол скважины отклоняется вниз от горизонитальной плоскости шарики 17 смещаются в сторону поперечных пазов 15 первого ряда, после подачи промывочной жидкости в полость бурильных труб — перемещаются влево.

Патрубок 5 поворачивается вокруг своей оси на угол, определяемый длиной поперечных пазов 15 первого ряда. Совместное движение системы патрубок 5 — управляющая 25 втулка осуществляется до тех пор, пока ограничитель 21 смещения не упирается в торец продольного паза 20 корпуса 1. Прн этом отверстие 23 патрубка 5 и нижнее отверстие корпуса 1 совмещаются. По каналу, образованному последними, промывоч- ЗО ная жидкость поступает в нижнюю гидрокамеру 9. За счет взаимодействия опорного элемента 11 нижней гидрокамеры 9 породоразрушающий инструмент отклоняется вверх.

Устройство для стабилизации породо разрушающего инструмента в горизонталь ной плоскости, включающее трубчатый кор пус, установленную на нем с возможностью вращения втулку, имеющую верхнюю и нижнюю гидрокамеры с опорными элементами, породоразрушающий инструмент и датчик отклонения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности проводки горизонтальных скважин, оно снабжено расположенным на втулке со стороны нижней гидрокамеры грузом, установленной в полости корпуса с возможностью перемещения в осевом направлении управляющей втулкой с поршнем и концентрично установленным в последней с возможностью винтового перемещения патрубком, патрубок и втулка подпружинеиы относительно корпуса со стороны породоразрушающего инструмента, управляющая втулка на внутренней поверхности имеет продольные пазы, а патрубок на наружной поверхности — два ряда поперечных пазов, одинаковой длины в каждом из рядов, и продольные пазы, соединяющие концы поперечных пазов смежных рядов, датчик отклонения выполнен в виде шариков, каждый из которых расположен в полости, образованной продольными пазами патрубка и управляющей втулки, в корпусе выполнены верхнее и нижнее отверстия для гидравлической связи одноименных гидрокамер с полостью корпуса, а в патрубке — одно отверстие, причем центральные углы между осью последнего и осями верхнего и нижнего отверстий корпуса равны центральным углам, ограничивающим длину каждого из поперечных пазов патрубка второго и первого рядов соответственно, а расстояния между отверстием патрубка и верхним и нижним отверсгиями корпуса равны длине хода патрубка при размещении шариков в поперечных пазах патрубка второго и первого рядов с оот ветс твен но.

l645427

1б

Составитель В. Родина

Редактор И. Касарда Техред А. Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 1328 Тираж 378 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и агкрытиям при (КНТ CCCP

I 13035, Москва, Ж--35, Раугигкая наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «11атент», г. Ужгород, )л Гагарина, IOI