Снаряд для направленного бурения скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сфюэ Соеетсмии

Сецнелнстнческнх

Реслубли»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090780 (21) 2957557/22-03 (51) М. Ktl с присоединением заявки ¹

Е 21 В 7/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3007,8?.Áþëëåòåíü № 28

Дата опубликования описания 300782 (33) УДК 622. 243. . 27(088. 8) (72) Авторы изобретения —-В.Ф.Буслаев, И.A.Ïëåòíèêîâ, А.F.Кесаонов

A.Ã.Êàëèíèí, H.Ñ.Ãàäæèåâ и Ю.Ф.Рыбаков!

Печорский государственный научно- исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) СНАРЯД ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

СКВАЖИ Н

Изобретение относится к бурению наклонно-направленных скважин, а именно к отклоняющим системам, предназначенным для эарезки наклонного ствола скважины роторным способом.

Известен снаряд для направленного бурения скважин роторным способом, который включает долото, кожух, размещенные в нем ведущий и ведомый валы, фиксирующее устройство и телескопическое соединение в верхней части ведущего вала(1).

Недостатки известного устройства состоят в том, что при спуске в скважину при посадке возможен срез штифта и заклинивание кожуха, телескопическое устройство ненадежно в работе, и слуяае его поломки возможно оставление!частей устройства в скважине, при внедрении пальца фиксирующего устройства в стенку скважины заклинивается кожух относительно стенки, а это препятствует его продвижению вниз вслед за долотом, устройство разового действия, после среза штифта необходимо делать подъем и производить замену штифта.

Наиболее близким к:предлагаемому является снаряд для направленного бу рения, включающий корпус с размещенным в нем полым подвижным валом с буртиком на наружной поверхности, рас. положенный на боковой поверхности корпуса выдвижной элемент, узел фиксации корпуса относительно вала и опорные пластины, установленные на боковой поверхности корпуса по его концам диаметрально выдвижному элементу(2).

Недостаток данной конструкции заключается в том, что она не обеспечивает достаточной надежности работы, так как корпус устройства ослаблен вырезом, в котсром располагается выдвижной ползун, приводимый в движение эластичным рукавом, который в процессе работы быстро изнашивается.

Цель изобретения — повышение надежности в работе снаряда для направленного бурения скважин.

Укаэанная цель достигается тем, что выдвижной элемент выполнен в виде рессоры,а узел фиксации корпуса относительно вала в виде расположенного в полости вала подпружиненного поршня с клиновой наружной поверхностью, установленного с воэможностью

947378

60 взаимодействия с 1рессорой через толкатель и шарик.

На фиг.1 изобраэен снаряд для направленного бурения скважин перед началом бурения; на фиг. 2 — то же, при бурении.

Сйаряд для направленного бурения скважин состоит из кожуха, включающего корпус 1 с; расположенными по его концам верхним 2 и нижним 3 патруб.— ками, расположенный в корпусе полый вал, состоящий из ведущего .4 и ведомого 5 валов. Нижний патрубок 3 выполнен с эксцентричным отверстием

6. Верхний патрубок 2 имеет отверстие 7, в котором находятся толкатель

8 и шар 9„ отверстие закрывается выдвижным элементом, выполненным в виде расположенной на боковой поверхности корпуса рессоры 10, один конец

11 которой жестко закреплен (например,сваркой), а другой имеет свободный ход. Внутри ведущего вала 4 размещен узел фиксации корпуса относи тельно вала, выполненный в виде двойного поршня 12 с резиновыми уплотнителями 13. Поршень 12 имеет суживающийся канал 14 для прохождения промывочной жидкости. На боковой поверхности поршня 12 расположен выталкивающий клин 15, который входит в паз 16 ведущего вала 4. Поршень подпружинен пружиной 17, которая опирается на выступ 18. Ведущий 4. и ведомый 5 валы соединены гибким элементом 19 (бурильной трубой)

На верхнем конце нижнего патрубка 2 вмонтирован резиново-металлический подшипник 20. Верхний 3 и нижний 2 патрубки снабжены опорными пластинами 21, установленными диаметрально рессоре 10. К нижнему концу ведомого вала 5 присоединено долото 22. Ведомый вал в верхней части на наружной поверхности имеет буртик 23.

Иа нижний конец корпуса 1 наворачивают на левой резьбе патрубок 2 с эксцентричным наклонным отверсти-, ем 6, которое служит для того, чтобы создать перекос оси ведомого вала 5 относительно корпуса 1, а следовательно, и перекос оси долота 22 относительно оси корпуса 1, иэ-за чего происходит разрушение забоя и искривление ствола скважины.

Резиново-металлический подшипник

20, установленный на патрубке 2, уменьшает силу трения, возникающую при вращении ведомого вала 5 при бурении. Гибкий элемент 19, соединяющий валы, передает крутящий момент с ведущего вала на ведомый и, кроме того, выполняет роль шарнира, соединяющего два перекошенных вала.

В нерабочем состоянии (фиг.1) ва-. лы находятся в крайнем верхнем положении, при этом боковое отверстие в верхнем патрубке 3 совпадает с боковым отверстием в ведущем валу, причем половина шара 9 заходит в отверстие патрубка 3, а другая половина шара 9 заходит в отверстие ведущего вала, за счет этого происходит фикса ция корпуса относительно ведущего вала 4. Поршень 12 находится в верхнем положении. ф таком положении снаряд спускают в скважину на бурильных трубах и производят его ориентирование.

После того как снаряд установлен в нужном направлении включают буровой насос и создают давление промывочной жидкостью. Под действием перепада давления, возникающего при прохождении промывочной жидкости по сужающемуся каналу 14 в поршне 12, поршень 12, сжимая пружину, движется в нижнее положение (фиг.2)

При этом выталкивающий клин 15 на поршне перемещается по пазу 16 в ведущем валу 4 и выталкивает из вала

4 шар 9, толкатель 8 и рессору 10.

Происходит расфиксирование ведущего вала 4 относительно кожуха. Одновременно при этом шар 9, вытолкнутый клином 15, полностью входит в отверстие 7 и через толкатель 8 выдвигает рессору 10. Рессора 10 упирается в стенку скважины и отталкивает корпус к противоположной стенке, при этом опорные пластины

21 на верхнем и нижнем патрубках корпуса внедряются в стенку скважины, в результате чего кожух фиксируется относительно скважины. Одновременно создается дополнительный перекос корпуса.

После этого инструмент спускают до забоя.В начальный момент корпус остается на месте, так как он зафиксирован, а ведущий 4 и ведомый 5 валы движутся вниз до тех пор, пока буртик 23 ведомого вала не входит. в соприкоснование с подшипником, при этом корпус скользит вниз вместе с колонной бурильных труб. В это же время осуществляют вращение колонны бурильных труб и производят бурение.

В процессе бурения корпус постоянно. движется вниз за долотом. Под действием осевой нагрузки и за счет эксцентричного отверстия в нижнем патрубке корпус прижимается к нижней стенке скважины. Опорные пластины 21 на верхнем 3 и нижнем 2 патрубках корпуса расположены по одной образующей. Плоскость же действия отклонителя совпадает с плоскостью действия рессоры 10.

Перед наращиванием инструмента колонну бурильных труб приподнимают и отключают буровые насосы. При этом поршень 12 под действием пружины

13 возвращается в верхнее положение и выталкивающий клин 15 открывает

947378

Формула изобретения и

gt

У. фи@.f ФьИ

ВНИИПИ Заказ 5567/49 Тираж 623 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óçãîðîä, ул.Проектная, 4 отверстие. После этого проворачивают .колонну два раза по часовой стрелке.

Во время поворота отверстия в верхнем патрубке 3 и в ведущем валу 4 совпадают и шар, толкаемый толкателем 8 и подпружиненной рессорой 10, 5 входит наполовину в отверстие вала 4.

Таким образом происходит фиксация ка корпуса относительно ведущего вала 4.

После наращивания инструмента, например, по меткам, устанавливают отклонитель в нужное положение и процесс бурения продолжается.

Технико-экономическая эффективность заключается в увеличении проходки за одно долбление, сокращении количества спускоподъемных операций и холостых рейсов, предотвращении воэможности аварий, связанных с поломкой валов и заклиниванием отклонителя в стволе скважины.

Снаряд для направленного бурения скважин, включающий корпус с раз4 мещенным в нем полы@ подвижник валом с буртиком на наружной поверхности, расположенный на боковой поверхности корпуса выдвижной элемент, узел фик« сации корпуса относительно вала и опорные пластины, установленные на боковой поверхности корпуса по его концам диаметрально выдвижному элементу, отличающийся тем, ! что, с целью повьапения надежности в работе, выдвижной элемент выполнен в виде рессоры, а узел фиксации корпуса относительно вала в ниде расположенного в полости вала подпружиненного поршня с клиновой наружной, поверхностью установленного с возможного взаимодействия с рессорой через толкатель и шарик.

Источники информации," принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США В 3477524, кл. 175-82, опублик. 1971, 2. Авторское свидетельство СССР

У 744106, кл. Е 21 В 7/08, 1978.