Устройство для центрирования бурового инструмента



Устройство для центрирования бурового инструмента
Устройство для центрирования бурового инструмента
Устройство для центрирования бурового инструмента
Устройство для центрирования бурового инструмента

 


Владельцы патента RU 2506398:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для проводки наклонного и горизонтального участков скважины. Устройство содержит корпус с наклонными пазами и размещенным в нем штоком. Снизу со штоком жестко соединен поршень, который выполнен кольцевым и размещен в камере, образованной наружной стенкой штока и внутренней стенкой корпуса. В наклонных пазах корпуса закреплены соединенные посредством тяг с поршнем лапы с зубками. Снизу на корпусе установлен нижний переводник с внутренним кольцевым сужением. Нижний переводник ниже кольцевого сужения оснащен кольцевым расширением. Сверху устройство оснащено телеметрической системой. Нижний конец штока выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с кольцевым сужением. В кольцевом расширении установлен подпружиненный вверх нижний полый поршень, выполненный с возможностью продольного перемещения вверх штока до выхода его из герметичного соединения с кольцевым сужением. Шток подпружинен вниз с большим усилением, чем подпружинен вверх нижний поршень. Между нижним поршнем и кольцевым сужением размещен шарик, а снизу кольцевого сужения и сверху нижнего поршня напротив друг друга с краю выполнены выборки под шарик. Устройство обеспечивает возможность многократной корректировки зенитного угла скважины в процессе бурения без подъема на устье скважины. 4 ил.

 

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к устройствам для проводки наклонного и горизонтального участков скважины.

Известно устройство для стабилизации породоразрушающего инструмента в горизонтальной плоскости (авторское свидетельство №1645427, МПК Е21В 7/04, Бюл. №16 от 30.04.91), включающее трубчатый корпус, установленную на нем с возможностью вращения втулку, имеющую верхнюю и нижнюю гидрокамеры с опорными элементами, поро-доразрушающий инструмент и датчик отклонения, при этом 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 подпружинены 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 отверстиями корпуса равны длине хода патрубка при размещении шариков в поперечных пазах патрубка второго и первого рядов соответственно.

Недостатки устройства заключаются в следующем:

- в сложности конструкции;

- в невозможности корректировки профиля наклонно направленных и горизонтальных скважин в процессе бурения.

Наиболее близким устройством по сущности является калибратор ствола скважины раздвижной (патент РФ №2418147, МПК Е21В 7/28, Бюл. №13 от 10.05.2011), содержащий корпус с наклонными пазами и размещенным в нем подпружиненным штоком, жестко соединенный снизу со штоком поршень, который выполнен кольцевым и размещен в камере, образованной наружной стенкой штока и внутренней стенкой корпуса, закрепленные в наклонных пазах корпуса и соединенные посредством тяг с поршнем лапы с зубками на рабочей поверхности, и нижний переводник с внутренним сужающимся каналом, соединенный снизу с корпусом, при этом нижний переводник ниже кольцевого сужения оснащен кольцевым расширением и ограничителем, а вовнутрь кольцевого сужения вставлена зафиксированная срезным элементом втулка с седлом под сбрасываемый шарик, герметично перекрывающая сообщение внутренней полости штока с камерой и выполненная с возможностью взаимодействия с ограничителем при перемещении вниз, причем высота втулки выполнена меньше высоты кольцевого расширения нижнего переводника до ограничителя, при этом рабочая поверхность лап выполнена в виде выступающих винтовых лопастей, на которых размещены рядами с перекрытием друг друга калибрующие зубки, установленные заподлицо с винтовой поверхностью соответствующих лопастей.

Недостатком устройства является то, что невозможно многократно корректировать зенитный угол скважины в процессе бурения без подъема устройства на устье скважины.

Технической задачей изобретения является обеспечение возможности многократной корректировки зенитного угла скважины в процессе бурения без подъема устройства на устье скважины.

Техническая задача решается устройством для центрирования бурового инструмента, содержащим корпус с наклонными пазами и размещенным в нем штоком, жестко соединенный снизу со штоком поршень, который выполнен кольцевым и размещен в камере, образованной наружной стенкой штока и внутренней стенкой корпуса, закрепленные в наклонных пазах корпуса и соединенные посредством тяг с поршнем лапы с зубками на рабочей поверхности, и нижний переводник с внутренним кольцевым сужением, соединенный снизу с корпусом, причем нижний переводник ниже кольцевого сужения оснащен кольцевым расширением.

Новым является то, что устройство оснащено сверху телеметрической системой для ориентации устройства в скважине, нижний конец штока выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с кольцевым сужением, в кольцевом расширении установлен подпружиненный вверх нижний полый поршень, выполненный с возможностью продольного перемещения вверх штока до выхода его из герметичного соединения с кольцевым сужением, при этом шток подпружинен вниз с большим усилением, чем подпружинен вверх нижний поршень, причем между нижним поршнем и кольцевым сужением размещен шарик, а снизу кольцевого сужения и сверху нижнего поршня напротив друг друга с краю выполнены выборки под шарик.

На фиг.1 изображено устройство для центрирования бурового инструмента в транспортном положении с частичным разрезом.

На фиг.2 изображен поперечный разрез А-А, повернутый на 90.

На фиг.3 изображено устройство для центрирования бурового инструмента в рабочем положении с частичным разрезом.

На фиг.4 изображен поперечный разрез Б-Б, повернутый на 90°.

Устройство для центрирования бурового инструмента содержит корпус 1 (фиг.1) с наклонными пазами 2 и размещенным в нем штоком 3, жестко соединенный снизу со штоком поршень 4, который выполнен кольцевым и размещен в камере 5, образованной наружной стенкой 6 штока 3 и внутренней стенкой 7 корпуса 1. В наклонных пазах 2 корпуса 1 закреплены и соединены посредством тяг 8 с поршнем 4 лапы 9 с зубками 10 на рабочей поверхности 11. Снизу с корпусом 1 соединен нижний переводник 12 с внутренним кольцевым сужением 13, причем нижний переводник 12 ниже кольцевого сужения 13 оснащен кольцевым расширением 14. Нижний конец 15 штока 3 выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с кольцевым сужением 13. В кольцевом расширении 14 установлен подпружиненный вверх пружиной 16 нижний полый поршень 17, выполненный с возможностью продольного перемещения вверх штока 3 до выхода его из герметичного соединения с кольцевым сужением 13. Шток 3 подпружинен вниз пружиной 18 с большим усилением, чем подпружинен вверх нижний полый поршень 17. Между нижним полым поршнем 17 и кольцевым сужением 13 размещен шарик 19. Снизу кольцевого сужения 13 и сверху нижнего полого поршня 17 напротив друг друга с краю выполнены выборки 20 (фиг.1 и 2) и 21 под шарик 19.

Верхний 22 и нижний 12 переводники (фиг.1) имеют присоединительные резьбы 23 и 24 соответственно.

Устройство для центрирования бурового инструмента работает следующим образом.

Устройство для центрирования бурового инструмента при помощи резьбы 23 (фиг.1) соединяют с телеметрической системой и колонной бурильных труб (на фиг.1 не показаны), при помощи резьбы 24 с породоразрушающим инструментом (на фиг.1 не показан) и спускают в скважину до забоя (на фиг.1 не показан).

По данным телеметрической системы определяют зенитный угол скважины и его отклонение от проектного профиля скважины. При необходимости снижения зенитного угла скважины вращением ротора по данным телесистемы ориентируют устройство так, чтобы выборки 21 (фиг.2) оказались ниже выборок 20 в вертикальной плоскости. При этом шарик 19 под действием силы тяжести перемещается и становится напротив выборок 21. Затем в бурильные трубы подается промывочная жидкость под давлением. Промывочная жидкость проходит через переводник 22 (фиг.1), шток 3, нижний полый поршень 17, переводник 12, породоразрушающий инструмент и по затрубному пространству поднимается на устье скважины. При этом под действием перепада давления между устройством и затрубным пространством, образовавшегося за счет сужения проходного сечения в породоразрушающем инструменте, нижний полый поршень 17, шток 3, поршень 4 и связанные с ним лапы 9 через тяги 8, сжимая пружину 18, перемешаются вверх до взаимодействия выборок 21 с шариком 19. Перемещение нижнего полого поршня 17 соответствует суммарной глубине выборок 21 и не превышает глубину герметичного погружения нижней части штока 15 в сужение 13. Затем вращением инструмента производят бурение. Так как лапы 9 находятся в транспортном положении, бурильная колонна не центрируется в скважине в процессе бурения и под действием ее веса происходит естественное падение зенитного угла скважины.

После углубления скважины на длину бурильной трубы прекращают вращение бурильного инструмента и подачу промывочной жидкости. По данным телеметрии определяют отклонение профиля скважины от проектного. При отклонении профиля скважины вниз дальнейшее бурение необходимо производить с набором зенитного угла. Для этого вращением ротора по данным телесистемы ориентируют устройство так, чтобы выборки 20 (фиг.4) оказались ниже выборок 21 в вертикальной плоскости. При этом шарик 19 под действием силы тяжести перемещается и становится напротив выборок 20. Затем в бурильные трубы подают промывочную жидкость под давлением. Под действием перепада давления между устройством и затрубным пространством, образовавшегося за счет сужения проходного сечения в породоразрушающем инструменте, нижний полый поршень 17 (фиг.3), шток 3, поршень 4 и связанные с ним лапы 9 через тяги 8, сжимая пружину 18, перемешаются вверх до взаимодействия торцевых поверхностей нижнего полого поршня 17 и сужения 13, а шарик 19 помещается в выборки 20. При этом объем камеры 25 (фиг.1) уменьшается и промывочная жидкость из нее переходит в камеру 5 через канал 26. Перемещение нижнего полого поршня 17 (фиг.3) соответствует суммарной глубине выборок 20 и превышает глубину герметичного погружения нижней части штока 15 в сужении 13, что приводит к попаданию промывочной жидкости под давлением в камеру 5 и выдвижению поршнем 4 посредствам тяг 8 лап 9 по наклонным пазам 2 корпуса 1 в рабочее положение.

Затем вращением инструмента производят бурение. Так как лапы 9 (фиг.3) находятся в рабочем положении, то бурильная колонна центрируется в скважине и в процессе бурения происходит набор зенитного угла скважины за счет подъема породоразрушающего инструмента к верху относительно лап 9 устройства.

После углубления скважины на длину бурильной трубы прекращают вращение бурильного инструмента и подачу промывочной жидкости. В результате под действием пружины 18 шток 3, поршень 4 и связанные с ним лапы 9 через тяги 8, сжимая пружину 16, перемещаются вниз в транспортное положение.

Преимущество предлагаемого устройства заключается в возможности многократной корректировки зенитного угла скважины в процессе бурения без подъема на устье скважины.

Устройство для центрирования бурового инструмента, содержащее корпус с наклонными пазами и размещенным в нем штоком, жестко соединенный снизу со штоком поршень, который выполнен кольцевым и размещен в камере, образованной наружной стенкой штока и внутренней стенкой корпуса, закрепленные в наклонных пазах корпуса и соединенные посредством тяг с поршнем лапы с зубками на рабочей поверхности, и нижний переводник с внутренним кольцевым сужением, соединенный снизу с корпусом, причем нижний переводник ниже кольцевого сужения оснащен кольцевым расширением, отличающееся тем, что устройство оснащено сверху телеметрической системой для ориентации устройства в скважине, нижний конец штока выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с кольцевым сужением, в кольцевом расширении установлен подпружиненный вверх нижний полый поршень, выполненный с возможностью продольного перемещения вверх штока до выхода его из герметичного соединения с кольцевым сужением, при этом шток подпружинен вниз с большим усилением, чем подпружинен вверх нижний поршень, причем между нижним поршнем и кольцевым сужением размещен шарик, а снизу кольцевого сужения и сверху нижнего поршня напротив друг друга с краю выполнены выборки под шарик.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для забуривания боковых стволов (БС) из ранее пробуренных обсаженных скважин и их крепления с созданием герметичного соединения дополнительных стволов с основным.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к механическим отклонителям с использованием механического узла опоры и механического клина-отклонителя в нем.

Изобретение относится к буровым долотам для использования при подземной разработке грунта. .

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к технике для направленного горизонтального бурения скважин заданной траектории в грунте, применяется при прокладке и ремонте подземных коммуникаций.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам предназначеным для забуривания боковых стволов из обсаженных и необсаженных скважин. .

Изобретение относится к устройствам для бурения, размещаемым в скважинах, а именно к отклоняющим устройствам с гидравлическим узлом крепления в обсадной колонне скважины.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройству, предназначенному для забуривания боковых стволов из ранее пробуренных скважин. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для строительства многозабойных скважин. .

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для забуривания боковых стволов из ранее пробуренных скважин. .

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для забуривания боковых стволов из ранее пробуренных обсаженных и необсаженных скважин.

Изобретение относится к области нефтедобычи, а точнее к устройствам защиты скважинного оборудования от механических повреждений. Может быть использовано для защиты электродвигателя центробежного насоса от механических повреждений при спускоподъемных операциях, а также для снижения уровня вибраций и колебаний, возникающих при запуске электродвигателя центробежного насоса и охлаждения его при работе.

Изобретение относится к области добычи нефти и газа. Протектолайзер колонны насосно-компрессорных труб включает в себя первый кольцевой сектор и второй кольцевой сектор.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено при геофизических исследованиях двух продуктивных пластов в одной добывающей скважине. Установка содержит параллельные длинную и короткую колонны НКТ, децентраторы установленные на длинной колонне НКТ, параллельный якорь, глубинные приборы, размещенные выше и ниже пакера, геофизический кабель, закрепленный в децентраторах посредством замковых устройств, и устройство герметичного перехода кабеля.

Предложен протектор для защиты силового кабеля в скважине, содержащий корпус, выполненный как одно целое с кабельным каналом и с центральным каналом с размером под наружный диаметр насосно-компрессорной трубы для фиксации корпуса протектора на муфтовом соединении.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при цементировании обсадных колонн в процессе строительства скважин. .

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано в компоновке обсадной колонны или хвостовиков при креплении нефтяных и газовых скважин, а также боковых стволов.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для закрепления технических средств наружной оснастки на колонне труб, спускаемой в скважину.

Изобретение относится к строительству скважин и может быть использовано в компоновке обсадной колонны или хвостовиков при креплении нефтяных и газовых скважин, а также боковых стволов.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности для вскрытия продуктивных пластов в скважинах с открытым забоем и с обсадными колоннами. .

Группа изобретений относится к буровым долотам и компоновкам низа бурильной колонны. Обеспечивает предотвращение вибраций и других отклонений бурового долота и/или компоновки низа бурильной колонны. Буровое долото содержит внутреннюю полость, сообщенную текучей средой с бурильной колонной, и множество калибрующих поверхностей и резцов, размещенных на внешней части бурового долота. Множество калибрующих поверхностей имеют множество отверстий, которые позволяют текучей среде из внутренней полости бурильной колонны выходить из бурового долота, причем по меньшей мере одно отверстие расположено приблизительно на 90° сзади большинства резцов, при этом множество отверстий также содержат отверстие, имеющее другое проходное сечение относительно от по меньшей мере одного отверстия для производства несбалансированной боковой силы, причем буровое долото выполнено так, что текучая среда непрерывно подается из каждого отверстия для создания результирующего стабилизирующего эффекта. Компоновка низа бурильной колонны содержит указанное буровое долото. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх