Эксцентричный стабилизатор

 

Использование: при бурении нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: эксцентричный стабилизатор состоит из корпуса с присоединительными резьбами и промывочным каналом, эксцентричной втулки с сердечником и ограничителем. Корпус выполнен с одним продольным внешним пазом, а втулка - в виде цилиндра с сечением яйцевидной формы, обеспечивающей в процессе работы уменьшение влияния крутильных колебаний на бурильную колонну. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к бурению нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано как элемент невращающейся части компоновки низа бурильной колонны (КНБК) для повышения эффективности бурения скважин.

Известны эксцентричные стабилизаторы, выполненные в виде эксцентричного ниппеля забойного двигателя [1].

Недостаток этих стабилизаторов - ограниченные возможности по увеличению рейсовой скорости проходки скважин, т.к. они используются только для изменения направления ствола скважины и часто приходится осуществлять подъем КНБК при неотработанном полностью долоте.

Известен шарошечный стабилизатор бурильной колонны, включающий корпус с присоединительными резьбами и полым осевым каналом, причем корпус выполнен с одним продольным пазом, а в последнем установлена втулка с сердечником с возможностью вращения [2].

Недостаток такого стабилизатора - невысокая надежность работы как при проводке прямолинейного участка, так и при решении задачи управления траекторией скважины. Это вызвано тем, что при работе данного устройства, крутильные колебания забойного двигателя вызывают крутильные колебания втулки, контактирующей со стенкой скважины. Так как сечение втулки является круглым, то в соответствии с крутильными колебаниями меняется отклоняющее усилие на долоте, что может вызвать искривление ствола скважины при решении задачи проводки прямолинейно-наклонного участка или свести интенсивность искривления к минимуму при решении задачи набора угла.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства за счет обеспечения регулирования направления ствола скважины.

Указанная цель достигается тем, что в стабилизаторе, включающем корпус с присоединительными резьбами и полым осевым каналом, причем корпус выполнен с одним продольным пазом, а в последнем установлена втулка с сердечником с возможностью вращения, втулка выполнена с сечением яйцевидной формы и установлена на сердечнике с возможностью поворота.

На фиг. 1 представлен эксцентричный стабилизатор, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез, ось стабилизатора совпадает с осью скважины; на фиг. 3 - то же, ось стабилизатора смещена относительно оси скважины; на фиг. 4 - эксцентричная втулка, поперечный разрез.

Эксцентричный стабилизатор состоит из корпуса 1 с присоединительными резьбами, промывочным каналом и продольным внешним пазом, эксцентричной втулки 2 с сердечником 3 и ограничителем 4.

Сечение яйцевидной формы втулки состоит из сектора ОАСВ, имеющего поточный радиус R_max, который является максимальным, сектора ОАСВ, имеющего постоянный радиус R_min, который является минимальным и двух одинаковых секторов ОАА и ОВВ с переменным радиусом, который меняется от R_min до R_max.

Целесообразность выбора яйцевидной формы поперечного сечения эксцентричной втулки по сравнению, например, с круглым сечением, заключается в том, что сечение эксцентричной втулки содержит дугу АСВ, каждая точка которой (благодаря равенству радиусов сектора ОАСВ) при контакте со стенкой скважины дает одну и ту же величину смещения оси бурильной колонны, а каждая точка дуги АСВ обеспечивает соосность стабилизатора со стволом скважины. Это дает возможность уменьшить отрицательное влияние крутильных колебаний на работоспособность эксцентричного стабилизатора и тем самым повышается надежность его работы.

Устанавливается эксцентричный стабилизатор на невращающейся части КНБК с забойным двигателем (например, между забойным двигателем и УБТ).

Эксцентричный стабилизатор работает следующим образом.

Для осуществления набора зенитного угла поворачивают ротором по часовой стрелке бурильную колонну и добиваются такого положения эксцентричной втулки 2, контактирующей со стенкой скважины, когда ось стабилизатора смещена относительно оси скважины на максимально возможное для данной конструкции расстояние. В этом случае на долоте возникает отклоняющая сила, действующая в плоскости нахождения оси стабилизатора и оси эксцентричной втулки, что приводит к изменению направления траектории.

В случае, когда нет необходимости набирать зенитный угол, поворотом ротора против часовой стрелки добиваются соосного расположения стабилизатора внутри скважины.

Формула изобретения

ЭКСЦЕНТРИЧНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР, включающий корпус с присоединительными резьбами, полым осевым каналом и одним продольным внешним пазом и установленную в нем на сердечнике цилиндрическую втулку, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения регулирования направления ствола скважины, втулка выполнена с сечением яйцевидной формы и установлена с возможностью поворота.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4