Способ ориентации механизма в скважине и устройство для его осуществления



Способ ориентации механизма в скважине и устройство для его осуществления
Способ ориентации механизма в скважине и устройство для его осуществления
Способ ориентации механизма в скважине и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2426876:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Горизонт" (RU)

Группа изобретений относится к нефтегазовой отрасли, а именно к способу ориентирования скважинных механизмов, например клина для зарезки дополнительного ствола в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах, и устройству для осуществления способа. Способ ориентации механизма в скважине заключается в прокачивании жидкости через устройство и его вращении вокруг продольной оси, причем корпус устройства выполнен с эксцентричным отверстием на нижней поверхности, в полости которого помещен свободно перемещающийся под действием силы тяжести запорный элемент. В момент перекрытия запорным элементом эксцентричного отверстия давление жидкости в полости устройства возрастает. По регистрации повышения давления определяют ориентацию механизма. Упрощается конструкция устройства для ориентирования скважинных механизмов, при этом достигается снижение себестоимости работ (снижение времени установки) по установке механизмов, например клина-отклонителя, за счет уменьшения спускоподъемных операций. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и, более конкретно, касается способа и устройства для ориентирования скважинных механизмов, например клина для зарезки дополнительного ствола в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах.

Известны способы установки механизмов на заданный угол с применением измерительных устройств, например установка клина-отклонителя в скважине с применением гироскопов, инклинометров или телеметрических систем. Их недостатком является необходимость проведения измерений для определения положения установки клина-отклонителя.

Известен способ создания отклонителя, включающий установку клина в интервале нарезки второго ствола, клин образуют путем закачки вяжущего материала с последующим спуском опалубки в виде обратного клина из легкоразрушающего материала (патент RU 2147063). Недостатком является технологическая сложность процесса установки клина, а также невозможность его извлечения для доступа в основной ствол.

Известен отклонитель-ориентатор (по патенту RU 2167257), включающий корпус с клиновой поверхностью в виде желоба и фиксатор для крепления и установки отклонителя на требуемой отметке ствола скважины, отличающийся тем, что отклонитель выполнен эксцентричным со смещением центра тяжести. Недостатком является сложная конструкция изменения центра тяжести компоновки.

Известны способ и устройство для ориентирования клина-отклонителя по патенту US 6968903 (выбраны в качестве прототипов способа и устройства). Устройство включает вал со смещенным центром тяжести. Способ заключается в ориентировании клина под действием силы тяжести при вращении всей бурильной колонны через вертлюг. Недостатком данного устройства является сложная конструкция и большое количество деталей.

Технической задачей изобретения является упрощение ориентирования скважинных механизмов. При этом достигается снижение себестоимости работ (снижение времени установки) по установке механизмов, например клина-отклонителя, за счет уменьшения спускоподъемных операций.

Технический результат достигается в способе ориентации механизма в скважине, при котором через устройство, включающее корпус с эксцентричным отверстием на нижней поверхности, в полости которого помещен запорный элемент, прокачивают жидкость и вращают корпус вокруг продольной оси. По росту давления определяют ориентацию механизма.

Технический результат достигается в устройстве для ориентации механизма в скважине, включающем корпус с эксцентричным отверстием и с запорным элементом в цилиндрический полости корпуса, которые выполнены с возможностью перекрытия запорным элементом эксцентричного отверстия при вращении корпуса вокруг продольной оси. Корпус снабжен ограничителем. Эксцентричное отверстие выполнено на нижнем основании полости, запорный элемент выполнен в виде цилиндра, свободно помещенного в полости.

Устройство поясняется чертежами:

фиг.1 - устройство для ориентации;

фиг.2 - устройство для ориентации;

фиг.3 - устройство для ориентации в составе компоновки низа бурильной колонны.

Устройство для ориентации механизма в скважине (фиг.1, 2, далее устройство) включает корпус 1 с эксцентричным отверстием 2 на нижнем основании полости 4, например, на плоском торце 3 цилиндрической полости 4. В полости 4 свободно помещен цилиндрический запорный элемент 5 (цилиндр 5) с плоскими торцевыми поверхностями При вращении корпуса 1 вокруг продольной оси запорный элемент 5, перекатываясь, может перекрывать своей торцевой поверхностью эксцентричное отверстие 2.

Корпус 1 может быть снабжен ограничителем 6 с отверстиями для прохода жидкости. Кроме того, корпус может быть выполнен без ограничителя, при этом функцию ограничителя могут выполнять иные детали механизма 7 (фиг.3). На фиг.3 показан вариант исполнения нижней части механизма 7 - компоновки низа бурильной колонны, а именно (снизу вверх): заявленное устройство в сборе, втулка, гидравлический якорь, посадочная втулка для установки и ориентации клина-отклонителя (не показан).

Способ ориентации механизма в скважине реализуют следующим образом. Устройство наворачивают в компоновку (фиг.3) и спускают в скважину на глубину установки клина-отклонителя. Начинают прокачивать жидкость с малой интенсивностью через компоновку и одновременно проворачивают ее ротором вокруг продольной оси.

В наклонной или горизонтальной скважине, за счет силы тяжести и циркуляции бурового раствора в полости 4 корпуса 1, свободный запорный орган 5, перекатываясь, перекрывает эксцентричное отверстие 2. По манометру определяют изменение давления, что говорит о том, что запорный орган 5 в корпусе 1 перекрыл эксцентричное отверстие 2 полностью или частично. Если, при остановке циркуляции жидкости в колонне, давление не будет снижаться, определяют положение всей компоновки в вертикальной плоскости, например, для ориентации клина-отклонителя. Погрешность по углу определяется соотношением размеров эксцентричного отверстия 2 и запорного цилиндра 5.

В случае вертикальных скважин или близких к вертикальным, в которых запорный цилиндр 5 не будет под действием силы тяжести перекатываться по внутренней полости 4, цилиндрический запорный орган может быть зафиксирован в определенном положении с помощью механизма, содержащего гироскоп, который будет заменять действие силы тяжести.

Таким образом, становиться возможной ориентация механизмов в скважине без спуска измерительных приборов, например инклинометров или телеметрических систем; значительно упрощается компоновка и снижается металлоемкость, поскольку компоновка будет состоять из: устройства для ориентации; профильной трубы; клина-отклонителя.

1. Способ ориентации механизма в скважине, при осуществлении которого через устройство, включающее корпус с эксцентричным отверстием, в полости которого помещен запорный элемент, одновременно прокачивают жидкость и вращают его вокруг продольной оси, по росту давления определяют ориентацию механизма.

2. Устройство для ориентации механизма в скважине, включающее корпус с эксцентричным отверстием и запорный элемент в полости корпуса, которые выполнены с возможностью перекрытия запорным элементом эксцентричного отверстия при вращении корпуса вокруг продольной оси.

3. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что корпус снабжен ограничителем.

4. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что в корпусе выполнена цилиндрическая полость с эксцентричным отверстием, запорный элемент выполнен в виде цилиндра, свободно перемещающегося в полости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу - к технике контроля направленного горизонтального бурения, используется для определения горизонтального положения и поворота инструмента для формирования наклонных и горизонтальных скважин вокруг оси для последующего управления траекторией его движения.

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к ближней радиолокации. .

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности, а именно к нефтегазовому оборудованию, необходимому при эксплуатации скважин, и может быть использовано при спуске приборов или инструмента в скважину.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при дистанционной гидроотбойке угля. .

Изобретение относится к буровой технике, конкретно к техническим средствам направленного бурения. .

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к направленному бурению скважин. .

Изобретение относится к технике проводки наклонно направленных скважинзабойными двигателями. .

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для бурения направленных скважин

Изобретение относится к способу определения направления торца бурильного инструмента

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин, проводимым как при бурении, так и при эксплуатации нефтегазовых скважин

Предложенная группа изобретений относится к направленному бурению скважин, а именно к способу, системе и устройству оценки показателей бурения в стволе скважины. Техническим результатом является повышение точности оценки направления бурового инструмента. Способ оценки показателей бурения в стволе скважины заключается в том, что осуществляют в процессе бурения скважины мониторинг фактической ориентации торца управляемого забойного двигателя посредством мониторинга параметра операции бурения, показывающего расхождение между фактической ориентацией указанного торца и заданной ориентацией торца. Для этого регистрируют во множество моментов времени в процессе бурения скважины расхождение между фактической ориентацией указанного торца и заданной и оценивают каждое из расхождений с присвоением соответствующих значений расхождениям, представляющим показатели бурения в соответствующий момент времени, в котором зарегистрировано соответствующее расхождение. Далее создают итоговый показатель, основанный на сумме значений и показывающий степень, в которой фактическая ориентация торца управляемого забойного двигателя удерживалась в правильной ориентации во множестве моментов времени в процессе бурения, и предоставляют итоговый показатель в блок оценки. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области бурения подземных буровых скважин и измерения в них. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и повышение информативности исследований. Предложен способ направления бурения буровой скважины в целевом подземном пласте, включающий этапы подготовки бурового оборудования, имеющего компоновку низа бурильной колонны, которая включает в себя управляемую подсистему наклонно-направленного бурения и направленный измерительный прибор каротажа во время бурения с возможностью кругового просмотра и упреждающего просмотра; определения наличия заданного типа особенности пласта в целевом пласте; и навигации траектории бурения в целевом пласте буровым оборудованием, включающей в себя прием сигналов измерений с направленного измерительного прибора, получение на основании принимаемых сигналов измерений показателей параметров пласта относительно особенности пласта в целевом пласте и управление подсистемой наклонно-направленного бурения для бурения в направлении, определяемом в зависимости от получаемых показателей параметров пласта. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 56 ил.

Изобретение относится к области геофизики, геологической разведки и может быть использовано при пробном, поисковом и эксплуатационном бурении скважин. Предложен способ зондирования, каротажа пород и позиционирования снаряда в буровой скважине, включающий генерацию электромагнитного и магнитного полей с помощью излучающей антенны и индуктора в виде постоянного магнита или электромагнита, дистанционные измерения параметров этих полей с помощью приемных антенн, трехосных магнитометров и градиентомеров, установленных в контрольных точках наблюдений (КТН) на поверхности Земли, и последующие вычисления на основе полученной при измерениях многомерной информации по соответствующим алгоритмам параметров идентифицируемых пород и параметров пространственного положения снаряда в буровой скважине. При этом излучающая антенна и индуктор размещены на снаряде в буровой скважине и изолированных от буровых труб с помощью немагнитной вставки. Предложенный способ обеспечивает упрощение технологии получения многомерной информации и ее обработки. 2 ил.

Изобретение относится к приборам для каротажа скважин. Техническим результатом является повышение надежности работы устройства и точности измерений за счет исключения систематических погрешностей прибора. Предложено устройство для шагового перемещения приспособления вокруг оси шагового перемещения, содержащее опору для поддержания приспособления для вращения вокруг оси шагового перемещения, причем опора содержит поворотное крепление, поддерживаемое на основании, для вращения вокруг поперечной оси, пересекающей ось шагового перемещения, и механизм привода шагового перемещения для шагового перемещения приспособления вокруг оси шагового перемещения. Причем механизм привода шагового перемещения содержит ведущую часть и ведомую часть. При этом ведущая часть выполнена на основании, а ведомая часть выполнена на поворотном креплении и соединена с возможностью передачи приводного усилия с приспособлением. Кроме того, ведомая часть способна входить в зацепление и выходить из зацепления с ведущей частью при вращении поворотного крепления вокруг поперечной оси, посредством чего, когда ведомая часть находится в зацеплении с ведущей частью, она может получать приводное усилие, приводящее к шаговому перемещению приспособления вокруг оси шагового перемещения. Раскрыты также прибор для каротажа, включающий указанное устройство шагового перемещения, и способ каротажа с использованием упомянутого прибора. 5 н. и 32 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к способам и оборудованию, применяемым в технологических процессах, связанных с эксплуатацией подземной скважины, в частности к ориентированию обсадных или заливочных колонн. Техническим результатом является повышение точности ориентирования скважинных средств. Предложено устройство для ориентирования приспособления в наклонном стволе скважины по изменению давления флюида на предварительно определенную величину при известном расходе потока, протекающего через ориентирующий переводник, содержащее указанный ориентирующий переводник, соединенный с наружным корпусом с возможностью разъединения и имеющий втулку, вращаемую вместе с наружным корпусом, и ориентирующий механизм, соединенный с втулкой и вращаемый совместно с ней. При этом ориентирующий механизм содержит: наружную гильзу, соединенную с втулкой и вращаемую совместно с ней, и внутреннюю гильзу, вращаемую вместе с наружной гильзой. Причем ориентация внутренней гильзы относительно приспособления постоянна, а изменение давления происходит при повороте внутренней гильзы до некоторого положения, соответствующего заданной ориентации в скважине. Кроме того, ориентирующий механизм содержит поршень, перемещаемый в осевом направлении относительно внутренней гильзы. Причем в первом положении поршня задана первая траектория движения потока, соответствующая нежелательному положению приспособления, а во втором положении поршня задана вторая траектория движения потока, которая характеризуется большим сопротивлением потоку и соответствует требуемому положению и желательной ориентации приспособления, что сопровождается увеличением давления. При этом устройство содержит свободно перемещающийся шарик, расположенный в канавке, выполненной в наружной поверхности поршня, причем во внутренней гильзе имеется приемник для свободно перемещающегося шарика, а приспособление занимает положение, соответствующее требуемой ориентации в скважине, когда положение приемника выровнено по местоположению свободно перемещающегося шарика. Кроме того, ориентирующий переводник выполнен с возможностью отсоединения от наружного корпуса, когда приспособление находится в положении, соответствующем требуемой ориентации. Раскрыты также способы ориентирования приспособления в колонне труб в наклонной скважине с применением указанного устройства. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к технике измерений в процессе бурения, в частности к средствам автоматической калибровки датчика нагрузки бурового долота и регулирования продольного изгиба бурильной колонны. Техническим результатом является повышение эффективности бурения и эксплуатационного ресурса бурового долота за счет эффективной регулированию истинной нагрузки, приложенной к торцу бурового долота посредством оценки поправки нагрузки и уменьшения ошибки определения фактической силы в зоне контакта долота с породой. Предложен способ оптимизации замеров нагрузки в операциях бурения, включающий следующие шаги: снимают первый замер искривления на первой глубине в скважине, причем первый замер искривления дает угол наклона и азимут бурильной колонны на первой глубине; измеряют нагрузку на буровое долото на первой глубине сенсорной муфтой, размещенной на компоновке низа бурильной колонны, причем компоновка низа бурильной колонны образует часть бурильной колонны, а буровое долото размещено на конце бурильной колонны; рассчитывают прогнозируемую кривизну скважины на второй глубине в скважине, причем прогнозируемая кривизна включает прогнозируемый угол наклона и прогнозируемый азимут бурильной колонны на второй глубине; рассчитывают величину поправки нагрузки на основе прогнозируемой кривизны скважины и проводят калибровку сенсорной муфты с величиной поправки нагрузки. Предложены также долговременный машиночитаемый носитель данных и система оптимизации замеров нагрузки в операциях бурения для реализации указанного способа. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх