Индикатор направления искривления наклонных скважин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социвлистииеских

Республик оо735755

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 270б77 (21) 2503888/22 -03 (5>)e К 2

Е 21 В 47/022 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 2505.80. Бюллетень ¹ 19 (53) УДК б 22. 24 2 (088 ° 8) Дата опубликования описания 30. 05. 80 (72) Автор . изобретения

Н. С. Левченко (71) Заявитель

Уральское территориальное геологическое управление

Министерства геологии РСФСР (54) ИНДИКАТОР НАПРАВЛЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЯ "

НАКЛОННЫХ СКВАЖИН .

Изобретение относится к бурению и

Может быть использовано для определения направления искусственных или естественных искривлений наклонных скважин.

Известны устройства для измерения .зенитных и азимутальных углов скважин, включающие источник питания, реле, выключатель, удлинитель,- рычаги, 1п апсидиальную рамку, арретир и чувствнтельный элемент (1) .

Однако указанное устройство сравнительно сложно в изготовлении и эксплуатации, а, кроме того., не обеспечивает проведения замеров в скважинах при небольших углубках искривленных участков.

Известен индикатор, установленный в колонне бурильных труб, содержай ий несбалансированный стержень, жестко соединенный с печатью, иглу и ко;лонковый набор f2J, Принцип действия этого прибора основан на получении отпечатка ножей на печати, занимающей определенное положение бтносительно апсидальной плоскости скважины.

Укаэанный прибор прост и дает возможность провести ориентирование отклонителей с допустимой точностью, однако он не позволяет преобразовать приращение полученного угла искривле ния. в линейное смещение, что делает невозможным определение направления искривления скважины.

Цель изобретения — сокращекие спуско-подъемнЫх операций эа счет уменьшения инклинометрических замеров.

Это достигается тем, что предлагаемый индикатор снабжен шарниром, который с одной стороны жестко связан с колонной бурильных труб, а с другой — с колонковым набором, причем в полости шарнира соосно с ним установлена игла, острие которой обращено к колонне бурильных труб. . На фиг. 1 изображен предлагаемый индикатор, общий виду на фиг. 2 то же, после спуска в скважинуу на фиг. 3 — лимбовое устройство.

Индикатор искривления содержит два основных узла — шарнир и дебалансный стержень.

Шарнирный переходник предназначен для устранения концентрации напряжений в буровом снаряде и образования резкого перекоса колонкового набора относительно бурильной коцонны, а

735755 также трансформации этого перекоса в лййейную величину.

Шарнирный переходник содержит ниппель 1, который резьбой соединен с обоймой 2, смешающей верхнюю часть хвостовика 3. В соответствующие канавки обоймы 2 и хвостовика 3 свободйо вставлены пальцы 4, которые препятствуют взаимному проворачиванию этих деталей ° При этом между сопрягаемымй поверхностями верхней части хвостовика 3, обоймы 2 и пальцев 4 имеются зазоры, позволяющие смещать нижнюю часть хвостовика относительно цейтральйой оси ниппеля 1 в заданйых пределах (на угол 3-5 ).

Для устранения утечки жидкости из центрального канала шарнирного переходника сопрягаемые части ниппеля 1 и их хвостовика .3 имеют соответствующие расточки, в которые плотно встав- . - лена эластичная трубка 5. 20

В нижней части хвостовика 3 соосно установлена втулка 6 с укрепленной на ней иглой 7. При соосном рас "пспожении центральных каналов ниппеля 1 и хвостовика 3 верхний конец 25 иглы располагается на центральной оси ниппеля 1.

При смещении нижнего конца хвостовика 3 в ту или иную сторону относительно оси ниппеля 1 верхний конец иглы. сместится в противоположную сторону.

С помощью резьбы хвостовик 3 соединен с шарниром 8, на кбторый может быть навинчена колонковая труба.

Дебалансный стержень предназначен для регистрации положения иглы относительно апсидальной плоскости наклонной скважины и состоит из несбалансированного стержня 9, имеющего в ни.зу "гйездо, в котором установлена пла- 40 стина 10 из сравнительно мягкого материала (алюминия, свинца, пластилина, гудрона и т. п.) .

Верхняя часть стержня 9 соединена с эластичным проводом или шнуром 11.

Б .агодаря тому, что центр тяжести стержня при наклонном его положении будет всегда располагаться ниже центральной оси и в апсидальной плоскости скважины, то печать будет занимать ® .определенное положение.

Шарнирный переходник входит в состав бурового снаряда между бурильной колонной и колонковой трубой и на протяженжи всего рейса располагается в скважине. Стержень опускается в буровой снаряд только на период замеров, которые производятся в начале, середине или в конце рейса.

Принцип действия индикатора направ"ления искривления заключается в следу-40 =ющем .

После проведения искусствейного

-искривления в скважину опускают буровой снаряд, в состав которого включен шарнирный переходник. Снаряд подвешен- д вают над забоем так, чтобы отбурочный колонковый набор 12 вместе с породоразрубщим инструментом 13 находился в искривленном участке скважины, а ниппель 1, соединенный с бурильной колонной 14, располагался в неискривленной части скважины. При таком расположении бурового снаряда, благодаря жесткому соединению нижней части шарнирного переходника с колонковым набором, верхний конец иглы будет смещен от,центральной. оси ниппеля 1 в направлении, противопо.ложном искусственному искривлению.

Это положение иглы регистрируется печатью, опущенной на гибком проводе или шПагате внутрь бурильной колонны.

В момент установления печати на иглу дебалансный стержень займет определенное положение (боковой вырез расположится со стороны висячей стенки наклонной скважины), и на нижней поверхности пластины 10 образуется воронкообразное углубление (отпечаток, по положению которого относительно апсидальной плоскости скважины и определяется направление искусствен-, ного искривления) . При необходимости по величине линейного смещения отпечатка от центральной оси стержня может быть вычислена и величина приращения угла.

Для получения более точных данных направления искривления расшифровка показаний печати может быть осуществлена с помощью лимбового устройства, которое содержит лимбовую втулку 15, где укреплена с возможносты- проворачивания на 360О промежуточная втулка 16. В прорезях верхней части промежуточной втулки 16 установлена стрелка 17. В боковой стенке лимбовой втулки 15 есть резьба, в которой расположен винт 18.

Для проведения расшифровки показаний печати лимбовое устройство надевают на нижнюю часть дебалансового стержня 9, совмещают нулевое деление лимба, так, что бы при нижне м положении несбалансированной части стержня оно находилось в верхнем положении, т. е. нулевое положение лимба и центр тяжести несбалансированной части. печати должны располагаться в противоположных направлениях.

В таком положении лимбовое устройство закрепляют на несбалансированном стержне 9 с помощью винта 18. После этого путем поворачивания промежуточной втулки 16 относительно стержня и лимбовой втулки устанавливают стрелку так, чтобы ее хвостовая тонкая часть, располагающаяся над печатью, закрывала отпечаток или (при широком отпечатке) проходила через его середину. По второму концу стрелки 17 при этом берется Отсчет показаний в градусах.

735755

При необходимости замеры направления искривления в одном:и том же рейсе могут быть проведены неоднократно (например в начале, в середине и в конце рейса), что дает возможность проследить за искривлением скважины и своевременно принять соответствующие меры.

Для уменьшения затрат времени на проведение работ можно несколько замеров проводить за один. спуск стержня. О

При этом перед каждым замером буровой снаряд подвешивают на определенной глубине скважины и путем подъема и опускания стержня на печать наносят отпечаток. Для Различия каждый отпечаток (в зависимости от глубины скважины) должен иметь различную глубину и ширину, что,может быть получено за счет силы удара стержня о торец иглы;(например, при падении стержня с различных фиксированных высот).

Предлагаемый индикатор позволит обеспечить получение информации о на;правлении искривления скважины на первом этапе работ по искусственному ис кривлению скважины даже при ее мини- мальном углублении. Это даст возможность в случае неудовлетворительных результатов искривления устранить затраты времени на ликвидацию брака и сократить тем самым объем бурения. 30

В результате использования изобретения повысится производительность буровых работ и снизится их стоимость.

Формула изобретения

Индикатор направления искривления наклонных скважин, установленный в колонне бурильных труб, содержащий несбалансированный стержень, жестко связанный с печатью, иглу и колонковый набор, отличающийся тем, что, с целью сокращения спуско- подъемных операций за счет уменьшения инклинометрических замеров, он снабжен шарниром, который с одйой стороны жестко связан с колонной бурильных труб, а с другой — с колонковым набором, причем в полости шарнира соосно с .ним установлена игла, острие которой обращено к колонне бурйльных труб.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Блинов Г. A. и др. Справочник по алмазному бурению геологоразведочных скважин. Л. Недра, 1975, с. 281-283.

2. Калинин А. Г. и др. Ориентирование отклоняющих систем в скважинах

М., Гостоптехиздат, 1963, с. 54-55, (прототип) .