Устройство для проведения направленных скважин

 

1п1 484298

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.01.74 (21) 1990461/22-3 с присоединением заявки №

IK I (51) М Кл Е 21Ь 7/08 (23) Приоритет Опубликовано 15.09.75. Бюллетень № 34

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делаы изобретений и открытий (53) УДК 622.233.6 (088.8) Дата опубликования описания 23.12.75 (72) Автор изобретения

В. П. Петренко (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт горного дела им. А. А. Скочинского (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НАПРАВЛЕННЫХ

СКВАЖИН

Изобретение относится к горному делу, в частности к оборудованию для направленного бурения.

Известны устройства для проведения направлеНных скважин сложной траектории, включающие пневмобур, невращающийся буровой став, механизмы принудительного управления, автоматической стабилизации траектории скважины, подачи пневмобура и закругления скважины.

Целью изобретения является оперативный контроль расположения скважины. Это достигается тем, что устройство снабжено координатной системой, выполненной в виде шарниров Гука, установленных через равные интервалы на невращающемся буровом ставе и снабженных закрепленными на крестовинах шарниров потенциометрами, связанными электрически с токоизмерительными приборами, образующими индикаторный блок контроля.

На фиг. 1 показано предлагаемое буровое у.стройство; на фиг. 2 — механизмы закругления и автоматической остабилизации траектории скважины; на фиг. 3 — координатная система траектории скважины; на фиг. 4 — индикаторный блок траектории скважины и траектория пробуренной скважины.

Буровое устройство состоит из пневмобура

1, механизма 2 принудительного управления, механизмов 3 автоматической стабилизации заданного направления и закругления траектории скважины, координатной системы 4 траектории скважины, трубчатого невращающегося подающего состава 5, фонарей 6, кабеля

7, механизма подачи 8 и индикаторного блока.

Механизм автоматической стабилизации заданного направления содержит нажимной стержень 9, соединенный верхним концом с четырьмя штоками 10, цилиндры 11 и кана10 лы 12.

Механизм закругления траектории скважины выполнен в виде стакана 13, который при помощи шарового шарнира 14 соединен со средней частью нажимного стержня 9. В ста-!

5 кане находятся четыре электромагнита 15, провода 16, связанные с кабелем 17 дистанционного управления, и сердечники 18, кинематически соединенные с нижним концом нажимного стержня 9, который фиксируется в

20 центре стакана пружинами 19. Стакан установлен на верхнем конце бурового става 20, который посредством шарнира Гука 21 соединен с корпусом 22 механизма закругления траектории скважины и уплотнен уплотните2ь лем 23. На шарнире Гука расположены потенциометры 24 и 25.

Координатная система траектории скважины состоит из шарниров Гука 26 с уплотнителями 27, установленными через равные инзы тервалы на трубчатом невращаюшемся буро484298!

О !

ЗО

- !5

50 вом ставе 28. На взаимно перпендикулярных осях шарниров, ориентированных в плоскостях падения и простирания пласта, размещены потенциометры 29 и 30. Корпуса потенциометров жестко скреплены с буровым станом, а их подвижные контакты установлены на крестовинах шарнира Гука. Потенциометры при помощи проводников 31 соединены с кабелем 32.

Индикаторный блок содержит два одинаковых блока: блок 33 плоскости падения пласта и блок 34 плоскости простирания пласта, включающих токоизмерительные приборы 35 и 36, которые при помощи кабеля 37 соединены в последовательном порядке соответственно с потенциометрами 29 и 30, ориентированными в плоскостях падения и простирания пласта. Потенциометры настраиваются так, что при прямолинейном положении бурового става токоизмерительные приборы показывают нулевые отметки.

Перед проведением скважин их траектории разбиваются на прямолинейные и криволинейные участки, При проведении прямолинейных участков скважин нижний конец нажимного стержня 9 зафиксирован в центре стакана пружинами 19. По трубчатому буровому ставу 20 сжатый воздух подается к пневмобуру 1. Если проводимая скважина не имеет искривления, то пневмобур и буровой став до первого фонаря 6 находятся в осевом положении, а каналы 12 механизма стабилизации заданного направления перекрыты штоками

10. При отклонении пневмобура от заданного направления между корпусом пневмобура до первого фонаря образуется угол меньший

180, в результате чего при достижении расчетного угла нажимной стержень 9 нажимает на перекрывающий шток 10; канал 12 открывается, и сжатый воздух по трубке поступает в механизм принудительного управления, который возвращает пневмобур к заданному направлению до тех пор, пока между корпусом пневмобура и осью бурового става не образуется угол, равный 180 .

При необходимости проведения криволинейного участка скважины в работу включается механизм закругления траектории скважины.

С пульта дистанционного управления по кабелю 17 в один из электромагнитов 15 механизма закругления траектории скважины подается электрический ток, что приводит к втягиванию сердечника 18 и отклонению нижнего конца нажимного стержня 9 относительно оси стакана в плоскости падения пласта (вверх или вниз) или в плоскости его простирания (вправо или влево). В результате этого верхний конец нажимного стержня нажимает на шток пневмодатчика механизма стабилизации, включается в работу соответствующий отклонитель механизма принудительного управления, и пневмобур начинает проводить криволинейную часть траектории скважины — закругление.

Расположение траектории скважины в пространстве контролируется при помощи координатной системы и индикаторного блока траектории скважины. При проведении скважины буровой став благодаря наличию шарниров занимает положение, соответствующее профилю скважины. Если траектория скважины криволинейная, буровой став составляет ломаную линию относительно своих шарниров; потенциометры 29 и 30 координатной системы отклоняются от нулевого положения, а токоизмерительные приборы 35 и 36 индикаторного блока показывают величины отклонений, соответствующие углам отклонений участков бурового става относительно шарниров.

При формировании криволинейных участков скважины, пользуясь индикаторным блоком, можно проконтролировать, на какую величину закруглилась скважина. По показаниям токоизмерительных приборов индикаторного устройства определяют расположение траектории скважины в плоскостях падения и простирания пласта.

Предмет изобретения

Устройство для проведения направленных скважин сложной траектории, включающее пневмобур, невращающийся буровой став, механизмы принудительного управления, автоматической стабилизации траектории скважины, подачи пневмобура и закругления скважины, отличающееся тем, что, с целью оперативного контроля расположения скважины, устройство снабжено координатной системой, выполненной в виде шарниров Гука, установленных через равные интервалы на невращающемся буровом ставе и снабженных закрепленными на крестовинах шарниров потенциометрами, связанными электрически с токоизмерительными приборами, образующими индикаторный блок контроля.