ОРИЕНТАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ СКВАЖИННЫХ ИНСТРУМЕНТОВ Российский патент 2017 года по МПК E21B47/24 E21B7/08 

Область техники

Данное изобретение в целом относится к применяемому оборудованию и операциям, выполняемым в отношении подземной скважины, а в одном примере, описанном ниже, более конкретно, к ориентации подземных скважинных инструментов.

Уровень техники

Нередко практическую значимость имеет возможность ориентировать скважинный инструмент в скважине вращательно или азимутально. Например, может понадобиться торпедировать перфорационные заряды скважинного перфоратора в определенном направлении, или может понадобиться бурить ответвление ствола скважины или отклонять внутрискважинную компоновку в определенном направлении и т.д.

Таким образом, следует иметь в виду, что в области ориентации инструментов скважины внутри скважины необходимо постоянно производить усовершенствования. Такие усовершенствования могут быть эффективны для перфорации, бурения, заканчивания скважины или других операций, выполняемых в скважинах.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 представлен поперечный разрез системы скважины и связанный с ней способ, который позволяет реализовать принципы настоящего изобретения.

На фиг. 2 представлен частичный вид поперечного разреза системы скважины и способ, в котором буровой снаряд был введен в ствол скважины.

На фиг. 3 представлен частичный вид поперечного разреза системы скважины и способ, в котором скважинный инструмент в буровом снаряде был ориентирован вращательно или азимутально относительно ствола скважины.

На фиг. 4 представлен частичный вид поперечного разреза в увеличенном масштабе ориентирующего устройства, которое может использоваться в системе скважины, и способ, которые позволяют реализовать принципы настоящего изобретения.

На фиг. 5 представлен частичный вид поперечного разреза в еще более увеличенном масштабе контактного элемента, расположенного между конструкциями ориентирующего устройства.

На фиг. 6 представлен частичный вид поперечного разреза контактного элемента, закрепленного между конструкциями.

На фиг. 7 представлен частичный вид поперечного разреза ориентирующего профиля указанного ориентирующего устройства, сцепленного с контактным элементом.

На фиг. 8 представлен частичный вид поперечного разреза ориентирующего профиля, смещенного относительно контактного элемента, приводящего к вращению компонента ориентирующего устройства.

Подробное раскрытие изобретения

На фиг. 1 наглядно проиллюстрирована система 10 для применения в отношении скважины, и связанный с ней способ, позволяющие реализовать принципы настоящего изобретения. Однако следует четко понимать, что система 10 и способ являются лишь одним из примеров применения на практике принципов настоящего изобретения, и возможны другие самые различные примеры. Следовательно, объем настоящего изобретения ни в коей мере не ограничивается подробным описанием системы 10 и способа, приведенных в контексте данного изобретения и/или проиллюстрированных на чертежах.

В примере на фиг. 1 ствол скважины 12 был пробурен в земле. Секция ствола скважины 12, проиллюстрированная на фиг. 1, укреплена при помощи обсадной трубы 14 и цементного раствора 16. Тем не менее, в других примерах способ может выполняться в необсаженной или не закрепленной обсадными трубами секции ствола скважины 12.

Секция ствола скважины 12, проиллюстрированная на фиг. 1, отклонена или наклонена таким образом, что ствол скважины имеет верхнюю и нижнюю сторону. В других примерах, секция ствола скважины 12 в целом может быть горизонтальной. Предпочтительно, секция ствола скважины 12, в которой выполняется способ, не точно вертикальная, хотя ствол скважины может содержать другие в целом вертикальные секции.

В данном примере желательно бурить ответвление или боковой ствол скважины 18 пролегающими наружу от верхней стороны ствола скважины 12. В других примерах может понадобиться бурить боковой ствол скважины 18 от нижней стороны ствола скважины 12, или в других направлениях относительно ствола скважины 12. Таким образом, объем настоящего раскрытия не ограничивается ориентацией в каком-либо конкретном направлении относительно ствола скважины.

К тому же, объем настоящего изобретения не ограничивается использованием операции бурения в боковом стволе скважины. Вместо этого, оборудование и технологии, описанные в контексте данного изобретения, могут быть использованы для операций отличных от бурения, таких как перфорирование, заканчивание скважины, гидроразрыв пласта или другое интенсифицирование и т.д.

В дополнение к сказанному обратимся теперь к Фиг. 2, где наглядно проиллюстрированы система скважины 10 и способ после того, как в ствол скважины 12 был введен буровой снаряд 20. В данном примере буровой снаряд 20 содержит пакер 22, ориентирующее устройство 24 и отклоняющий клин 26.

Пакер 22 содержит кольцевое уплотнение 28 для изолирующего контактирования с внутренним зазором обсадной трубы 14. Пакер 22 также может содержать захватные устройства, такие как клинья, для захвата внутреннего пространства обсадной трубы. Пакер 22 скомпонован для герметизации и закрепления бурового снаряда 20 в стволе скважины 12.

В других примерах, кольцевое уплотнение 28 может не применяться. В качестве другой альтернативы, при необходимости зажимное устройство может применяться для закрепления бурового снаряда 20 в стволе скважины 12. Таким образом, объем настоящего изобретения не ограничивается каким-либо конкретным элементом или какой-либо конкретной компоновкой, положением, схемой размещения, количеством или видами элементов в буровом снаряде 20.

В данном примере, ориентирующее устройство 24 расположено между пакером 22 и отклоняющим клином 26. После установки пакера 22, закрепляющего буровой снаряд 20 в продольном направлении в стволе скважины 12, применяется ориентирующее устройство 24 для ориентирования отклоняющего клина 26 вращательно или азимутально относительно ствола скважины таким образом, что боковой ствол скважины 18 (см. фиг. 1) пробуривается от ствола скважины 12 в желаемом направлении относительно вертикали.

Отклоняющий клин 26 содержит наклонную отклоняющую торцевую поверхность 30. В данном примере желательно ориентировать торцевую поверхность 30 в сторону заданного направления бурения бокового ствола скважины 18 (см. фиг. 1).

Кроме того, желательно выполнить эту ориентацию при относительно низких затратах, не требуя использования сложных инструментов каротажа, не требуя дополнительных пробегов оборудования в стволе скважины 12, и не требуя коммуникации и/или взаимодействия между забойным оборудованием и приборным оборудованием на поверхности или специалистами. Тем не менее, некоторые или все эти преимущества могут быть достигнуты или могут оказаться недостижимыми, без отступления от объема настоящего изобретения.

В дополнение к сказанному обратимся теперь к фиг. 3, где наглядно проиллюстрированы система скважины 10 и способ после того, как отклоняющий клин 26 был сориентирован таким образом, что отклоняющая торцевая поверхность 30 направилась в сторону заданного направления для бурения бокового ствола скважины 18 (см. фиг. 1). Следует отметить, что длина ориентирующего устройства 24 уменьшается в ходе того, как отклоняющий клин 26 поворачивается к желаемой ориентации.

Для выполнения ориентирования отклоняющего клина 26 устанавливается пакер 22 (например, посредством манипулирования бурового снаряда 20 и/или посредством приложения давления к буровому снаряду и т.п.), закрепляя, таким образом, нижнюю секцию 20b бурового снаряда относительно ствола скважины 12. Затем груз размещают на верхней секции 20а бурового снаряда 20 (например, при посадке на колонну рабочих труб 32, используемую для спуска бурового снаряда в ствол скважины 12) таким образом, что буровой снаряд становится сжатым.

Это сжатие бурового снаряда 20 используется для поворота отклоняющего клина 26 к желаемой ориентации. Благоприятно то, что желаемая ориентация относительно вертикали, а также поворот отклоняющего клина 26 для желаемой ориентации выполняются со сжатием, приложенным к буровому снаряду 20.

Более конкретно, в данном примере ориентирующее устройство 24 сжато в продольном направлении между секциями 20а, b бурового снаряда 20 на противоположных сторонах ориентирующего устройства. В примере на фиг. 3 кольцевой зазор 62 между компонентами ориентирующего устройства 24 уменьшается в продольном направлении, когда ориентирующее устройство сжимается для ориентирования отклоняющего клина 26.

В дополнение к сказанному обратимся теперь к фиг. 4, где помимо остальной части системы скважины 10, наглядно проиллюстрирован частичный вид поперечного разреза в увеличенном масштабе участка ориентирующего устройства 24 до сжатия бурового снаряда 20. Разумеется, ориентирующее устройство 24 может использоваться в других системах скважины и способах, с соблюдением принципов настоящего изобретения.

В примере на фиг. 4, ориентирующее устройство 24 содержит несколько, как правило, трубчатых компонентов, размещенных в телескопической компоновке. Первый компонент содержит, как правило, трубчатый наружный корпус 34. Второй компонент содержит, как правило, трубчатую муфту 36, подвижно расположенную в верхнем конце корпуса 34. Третий компонент содержит, как правило, трубчатый шпиндель 38, подвижно расположенный в корпусе 34 и муфте 36. В данном примере, шпиндель 38 пролегает через муфту 36 в корпус 34, при этом его герметичность обеспечена при помощи кольцевых уплотнений 40.

Съемные стопоры 42 съемно закрепляют муфту 36 относительно корпуса 34, и аналогичные съемные стопоры 44 съемно закрепляют шпиндель 38 относительно муфты 36. В примере на фиг. 4 стопоры 42, 44 представлены в виде одного или более срезных штифтов, но в других примерах стопоры могут быть других видов (такие как одно или более стопорных колец, усеченных колец, зажимных втулок, затворов, защелок и т.д.). Таким образом, объем настоящего изобретения не ограничивается какой-либо конкретной компоновкой, компонентами или элементами ориентирующего устройства 24, проиллюстрированными на чертежах или описанными в контексте данного изобретения.

Для предотвращения относительного вращения между муфтой 36 и корпусом 34 могут использоваться одна или более продольных шпилек или шлицов 46, в то же время обеспечивающих относительное продольное смещение между втулкой и корпусом. Следует отметить, что продольное смещение муфты 36 относительно корпуса 34 допустимо только после высвобождения стопоров 42, а продольное смещение шпинделя 38 относительно муфты 36 допустимо только после высвобождения стопоров 44.

Если сжатие в буровом снаряде 20 используется в установке пакера 22, тогда стопоры 42 могут быть скомпонованы так, чтобы высвобождаться при большей приложенной силе сжатия, чем та, что применяется в установке пакера, таким образом, пакер устанавливается до высвобождения стопоров. Стопоры 44 могут быть скомпонованы для высвобождения при большей приложенной силе сжатия, чем та, которая вызывает высвобождение стопоров 42, таким образом, муфта 36 продольно смещается относительно корпуса 34 до того, как шпиндель 38 продольно сместится относительно муфты.

Контактный элемент 48 принимается в кольцевой зазор 50, образованный радиально между корпусом 34 и шпинделем 38, и продольно между деформируемыми конструкциями 52, 54 на муфте 36 и корпусе 34, соответственно. Как проиллюстрировано на фиг. 4 (до сжатия ориентирующего устройства 24), контактный элемент 48 свободно смещается по окружности в кольцевой зазор 50, таким образом, контактный элемент наводится и, как правило, остается вертикально в самой нижней части кольцевого зазора благодаря силе тяжести.

В дополнение к сказанному обратимся теперь к Фиг. 5, где наглядно проиллюстрирован частичный вид поперечного разреза в увеличенном масштабе участка ориентирующего устройства 24. В этом представлении можно рассмотреть более отчетливо порядок, в котором контактный элемент 48 расположен относительно корпуса 34, муфты 36, шпинделя 38, кольцевого зазора 50 и конструкций 52, 54.

В данном примере, контактный элемент 48 представлен в форме шара или сферы, и способен перекатываться по окружности в разных направлениях внутри кольцевого зазора 50. В других примерах контактный элемент 48 может иметь другие формы (такие как, форма цилиндра и т.п.). Таким образом, объем настоящего изобретения не ограничивается какой-либо конкретной формой каких-либо компонентов ориентирующего устройства 24.

Следует отметить, что контактный элемент 48 выступает радиально внутрь больше, чем это делает муфта 36 или корпус 34 (по меньшей мере в этом участке ориентирующего устройства 24). Следовательно, контактный элемент 48 может контактировать с ориентирующим профилем (не видно на фиг. 5, см. Фиг. 7 и 8) на шпинделе 38, как описано более подробно ниже.

В дополнение к сказанному обратимся теперь к Фиг. 6, участок ориентирующего устройства 24, изображенный на фиг. 5, наглядно проиллюстрирован после приложения достаточной силы сжатия для высвобождения стопоров 42 (см. Фиг. 4), после установки пакера 22 (см. Фиг. 2 и 3). Высвобождение стопоров 42 позволяет муфте 36 смещаться продольно вниз относительно корпуса 34 (который защищен от продольного смещения пакером 22).

Следует отметить, что кольцевой зазор 50 уменьшается в продольном направлении за счет смещения втулки 36 вниз относительно корпуса 34. Таким образом, контактный элемент 48 сжимается в продольном направлении между конструкциями 52, 54 на муфте 36 и корпусе 34.

В примере на фиг. 6, обе конструкции 52, 54 деформируются и таким образом соответствуют форме контактного элемента 48. В других примерах, только одна из конструкций 52, 54 может деформироваться или ни одна из конструкций не может деформироваться. Однако, деформирование конструкций 52, 54 может использоваться для закрепления контактного элемента 48 в вертикальном самом нижнем положении в кольцевом зазоре 50 после высвобождения стопоров 42.

Независимо от того, деформировались конструкции 52, 54 или нет, продольное сжатие контактного элемента 48 между муфтой 36 и корпусом 34 может использоваться для удерживания контактного элемента для того, чтобы он находился в известном вертикальном положении. Контактный элемент 48 затем может использоваться для ориентирования скважинного инструмента (такого как отклоняющий клин 26) относительно вертикали с учетом того, что контактный элемент находится в известном вертикальном положении.

В проиллюстрированном примере, конструкции 52, 54 представлены в виде легко деформируемых в продольном направлении остроконечных выступов, образованных на муфте 36 и корпусе 34. В других примерах, конструкции 52, 54 могут быть отделены от муфты 36 и/или корпуса 34, конструкции могут не быть остроконечными или же заостренными, конструкции могут быть выполнены из легко деформируемого материала и т.д. Таким образом, объем настоящего изобретения не ограничивается какой-либо конкретной компоновкой или построением конструкций 52, 54.

В дополнение к сказанному обратимся теперь к Фиг. 7, где наглядно проиллюстрирован участок ориентирующего устройства 24 после высвобождения стопоров 44. Контактный элемент 48 остается закрепленным в самом нижнем положении в зазоре 50 между муфтой 36 и корпусом 34.

Блокирующее устройство 58 предотвращает последующее извлечение муфты 36 из корпуса 34. В данном примере, блокирующее устройство 58 содержит ряд распределенных по окружности гибких блокирующих упоров, но в других примерах могут использоваться блокирующие устройства других видов (такие как стопорные кольца, зажимные втулки, блокирующие защелки или затворы, клинья и т.п.).

К тому же, шпиндель 38 частично смещен в продольном направлении вниз (вправо, как показано на фиг. 7) таким образом, что ориентирующий профиль 56, образованный на шпинделе, контактирует с контактным элементом 48. В ходе того, как шпиндель 38 смещается вниз, контакт между контактным элементом 48 (который закреплен в нужном положении) и ориентирующим профилем 56 вынуждает шпиндель 38 вращаться относительно корпуса 34 и муфты 36.

В примере на фиг. 7, ориентирующий профиль 56 имеет форму двух противоположно направленных спиральных выступов, образованных снаружи на шпинделе 38. Такой вид ориентирующего профиля известен специалистам в данной отрасли под общепринятым названием профиля как "башмак направляющего инструмента с косым срезом". Тем не менее, могут применяться другие виды ориентирующих профилей, по желанию.

На верхнем конце (слева, как показано на фиг. 7) ориентирующего профиля 56, где пересекаются верхние концы двух спиральных выступов, на шпинделе 38 образована продольно пролегающая выемка 60. Выемка 60 имеет известную, жестко вращающуюся или азимутальную ориентацию относительно отклоняющего клина 26 (или другого скважинного инструмента), присоединенного сверху к ориентирующему устройству 24.

Например, ориентирующее устройство 24 может быть присоединено к отклоняющему клину 26 так, что выемка 60 находится вращательно напротив (180 градусов по отношению к) отклоняющей торцевой поверхности 30 отклоняющего клина. В ходе того, как шпиндель 38 смещается вниз и вращается (за счет контакта между контактным элементом 48 и ориентирующим профилем 56), отклоняющий клин 26 также будет вращаться, таким образом, отклоняющая торцевая поверхность 30 в конечном итоге ориентируется в нужном направлении (в данном примере, вертикально вверх).

В дополнение к сказанному обратимся теперь к Фиг. 8, где наглядно проиллюстрировано ориентирующее устройство 24 после сцепления контактного элемента 48 с продольной выемкой 60. Отклоняющий клин 26 (или другой скважинный инструмент) теперь вращательно ориентирован в нужном направлении (например, как проиллюстрировано на фиг. 3). Дальнейшее смещение вниз шпинделя 38 относительно корпуса 34 и муфты 36 предотвращается. Блокирующее устройство (не показано) может предусматриваться для предотвращения последующего смещения вверх шпинделя 38 относительно корпуса 34 и муфты 36.

Хотя приведенное выше описание использует ориентацию отклоняющего клина 26 в качестве одного примера, для обеспечения применения на практике принципов данного раскрытия изобретения следует четко понимать, что эти принципы могут быть использованы в различных других вариантах применения. Например, скважинный перфоратор, пробоотборник жидкости, камера, струйный инструмент или скважинный инструмент какого-либо другого вида может быть ориентирован вращательно или азимутально с использованием принципов настоящего раскрытия изобретения.

Хотя в примере, описанном выше, желаемая ориентация скважинного инструмента вертикально вверх, следует четко понимать, что скважинные инструменты могут быть ориентированы в любом желаемом направлении с соблюдением принципов настоящего раскрытия изобретения. Например, продольная выемка 60 может быть ориентирована относительно особенности скважинного инструмента таким образом, что выемка находится напротив от (180 градусов по отношению к) или соответствует (0 градусов по отношению к) особенности, или находится в какой-либо другой ориентации (например, +/-90 градусов, +/-10 градусов, +/-50 градусов и т.д.) относительно особенности.

Теперь может быть совершенно понятно, что описанное выше изобретение предоставляет существенные преимущества в области техники по ориентации инструментов скважины внутри скважины. Ориентирующее устройства 24, описанное выше в примере, может беспрепятственно вращательно ориентировать скважинный инструмент с использованием только сжатия бурового снаряда 20. Не требуется сложных или дорогих электронных устройств или средств связи между устройством 24 и поверхностью, или отдельных спускоподъемных операций в скважине (хотя это все может содержаться, по желанию).

В одном аспекте, способ ориентирования скважинного инструмента (такого как отклоняющий клин 26) в подземном стволе скважины 12 описан выше. В одном примере способ содержит: размещение груза на ориентирующее устройство 24, тем самым закрепляя в нужном положении контактный элемент 48, который ранее свободно смещался в устройстве 24 по окружности; и после закрепления, сцепление контактного элемента 48 с ориентирующим профилем 56.

Этап размещения груза может включать сжатие ориентирующего устройства 24 между секциями 20a, b бурового снаряда 20.

Этап закрепления в нужном положении может включать деформирование конструкции 52, 54 ориентирующего устройства 24. Этап деформирования может включать приведение конструкции 52, 54 в соответствие к форме контактного элемента 48.

После этапа закрепления, способ может включать сжатие ориентирующего устройства 24 между секциями 20а, b бурового снаряда 20, таким образом, ориентирование скважинного инструмента (такого как отклоняющий клин 26) относительно ствола скважины 12. Этап ориентирования может включать смещение ориентирующего профиля 56 вместе с одной из секций 20а бурового снаряда 20 относительно контактного элемента 48.

Этап закрепления может включать деформирование муфты 36, которая смещается в процессе этапа размещения груза.

Ориентирующее устройство 24 для применения в подземной скважине также описано выше. В одном примере, ориентирующее устройство 24 может содержать первый и второй съемные стопоры 42, 44, которые позволяют смещаться участкам ориентирующего устройства 24 относительно друг друга в ответ на приложение соответствующих первой и второй сил сжатия, приложенных к ориентирующему устройству 24; контактный элемент 48, свободно смещающийся по окружности в ориентирующем устройстве 24; и первый и второй компоненты (такие как корпус 34 и муфта 36). Зазор 50 между первым и вторым компонентами уменьшается в ответ на приложение первой силы сжатия к ориентирующему устройству 24. Предотвращается смещение по окружности контактного элемента 48 в ответ на уменьшение зазора 50 между первым и вторым компонентами.

Блокирующее устройство 58 может предотвращать увеличение зазора 50 между первым и вторым компонентами.

Длина ориентирующего устройства 24 может уменьшаться в ответ на уменьшение зазора 50 между первым и вторым компонентами.

Ориентирующее устройство 24 также может содержать третий компонент (такой как шпиндель 38). Зазор 62 (см. фиг. 3) между вторым и третьим компонентами может уменьшаться в ответ на приложение второй силы сжатия.

Ориентирующий профиль 56 может смещаться относительно контактного элемента 48 в ответ на уменьшение зазора 62 между вторым и третьим компонентами. Длина ориентирующего устройства 24 может уменьшаться в ответ на уменьшение зазора 62 между вторым и третьим компонентами.

Другой способ ориентирования скважинного инструмента в подземном стволе скважины 12 описан выше. В одном примере, способ может включать в себя: сжатие ориентирующего устройства 24 между секциями 20а,b бурового снаряда 20, тем самым закрепляя в нужном положении контактный элемент 48, который ранее свободно смещался по окружности в устройстве 24, при этом этап закрепления включает деформирование конструкции 52, 54 ориентирующего устройства 24; и после закрепления, сцепление контактного элемента 48 с ориентирующим профилем 56.

Этап сжатия может включать размещение груза на ориентирующее устройство 24. Этап сжатия может включать уменьшение длины ориентирующего устройства 24. Уменьшение длины ориентирующего устройства 24 может выполняться (полностью или частично) после этапа закрепления, таким образом, скважинный инструмент ориентируется относительно ствола скважины 12.

Этап ориентирования может включать смещение ориентирующего профиля 56 относительно контактного элемента 48 вместе с одной из секций 20а, b бурового снаряда 20. Конструкция 52 может быть на муфте 36, которая смещается в процессе этапа сжатия.

Хотя выше были описаны различные примеры, каждый из которых содержит определенные особенности, следует понимать, что конкретная особенность по одному примеру не обязательно применяется исключительно с этим примером. Напротив, любая из особенностей, описанных выше и/или изображенная на чертежах, может использоваться в любом из вариантов реализации, в качестве дополнения или замены любой из других особенностей этих вариантов. Особенности одного примера не являются взаимоисключающими с особенностями другого примера. Напротив, объем настоящего изобретения включает любую комбинацию любых особенностей.

Хотя каждый описанный выше пример включает определенную комбинацию особенностей, следует понимать, что не обязательно применяются все особенности примера. Напротив, можно использовать любую из описанных выше особенностей, без какой-либо другой конкретной особенности или особенностей.

Следует понимать, что различные варианты реализации изобретения, описанные в контексте данного изобретения, могут быть использованы в различных видах ориентации, например, наклонной, перевернутой, горизонтальной, вертикальной и т.д., а также в различных конфигурациях, без отступления от принципов настоящего изобретения. Варианты реализации изобретения описаны единственно в качестве примеров полезных применений принципов изобретения, которое не сводится к каким-либо конкретным деталям этих вариантов реализации.

В приведенном выше описании типовых примеров термины, задающие направление (например, "выше", "ниже", "верхний", "нижний" и т.п.), применяются для удобства при отнесении к прилагаемым чертежам. Однако следует понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивается какими-либо конкретными описанными направлениями.

Понятия "содержащий", "содержит", "включающий", "включает в себя" и аналогичные используются в данном описании в неограничивающем смысле. Например, если система, способ, аппарат, устройство и т.д., описывается как "содержащее" определенную особенность или элемент, система, способ, аппарат, устройство и т.д., могут содержать эту особенность или элемент, а также могут содержать другие особенности или элементы. По аналогии, термин "включает в себя" означает "включает, но не ограничивается".

Конечно, для специалиста в данной области техники после внимательного изучения вышеприведенного описания типовых вариантов осуществления настоящего изобретения должно быть очевидно, что в отношении конкретных вариантов осуществления могут быть разработаны многие модификации, дополнения, замены, исключения и другие изменения, причем такие изменения проектируются в соответствии с принципами настоящего раскрытия изобретения. Например, конструкции, описанные как отдельные, в других вариантах могут быть объединены, и наоборот. Соответственно, приведенное выше подробное описание следует однозначно понимать как приведенное исключительно в качестве иллюстрации и примера, причем сущность и объем изобретения ограничиваются только прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.

Изобретение относится к ориентированию скважинных инструментов. Техническим результатом является обеспечение возможности ориентирования скважинного инструмента без использования сложных инструментов каротажа, дополнительных пробегов оборудования в стволе скважины и необходимости связи забойного оборудования с приборным оборудованием на поверхности. В частности, предложен способ ориентирования скважинного инструмента в подземном стволе скважины, включающий закрепление нижнего участка ориентирующего устройства относительно ствола скважины посредством установки пакера; размещение груза на верхнем участке ориентирующего устройства, тем самым смещая верхний участок относительно нижнего участка и закрепляя в нужном положении контактный элемент, который ранее свободно смещался по окружности в ориентирующем устройстве; и после закрепления сцепление контактного элемента с ориентирующим профилем. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ ориентирования скважинного инструмента в подземном стволе скважины, включающий:

закрепление нижнего участка ориентирующего устройства относительно ствола скважины посредством установки пакера;

размещение груза на верхнем участке ориентирующего устройства, тем самым смещая верхний участок относительно нижнего участка и закрепляя в нужном положении контактный элемент, который ранее свободно смещался по окружности в ориентирующем устройстве; и

после закрепления сцепление контактного элемента с ориентирующим профилем.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размещение груза включает сжатие ориентирующего устройства между секциями бурового снаряда.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закрепление в нужном положении дополнительно включает деформирование одной из структур ориентирующего устройства.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что деформирование дополнительно включает соответствие структуры форме контактного элемента.

5. Способ по п. 1, дополнительно включающий после закрепления сжатие ориентирующего устройства между секциями бурового снаряда, таким образом ориентируя скважинный инструмент относительно ствола скважины.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что ориентирование дополнительно включает смещение ориентирующего профиля вместе с одной из секций бурового снаряда относительно контактного элемента.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закрепление дополнительно включает деформирование муфты, которая смещается во время размещения груза.

8. Ориентирующее устройство для применения в подземной скважине, содержащее:

первый и второй съемные стопоры, которые позволяют смещаться участкам ориентирующего устройства относительно друг друга в ответ на применение соответствующих первой и второй сил сжатия, приложенных к ориентирующему устройству;

контактный элемент, свободный для смещения по окружности в ориентирующем устройстве; и

первый и второй компоненты, при этом расстояние между первым и вторым компонентами уменьшается в ответ на приложение первой силы сжатия к ориентирующему устройству и при этом предотвращается смещение контактного элемента по окружности в ответ на уменьшение расстояния между первым и вторым компонентами.

9. Ориентирующее устройство по п. 8, отличающееся тем, что блокирующее устройство предотвращает увеличение расстояния между первым и вторым компонентами.

10. Ориентирующее устройство по п. 8, отличающееся тем, что длина ориентирующего устройства уменьшается в ответ на уменьшение расстояния между первым и вторым компонентами.

11. Ориентирующее устройство по п. 8, дополнительно содержащее третий компонент, при этом расстояние между вторым и третьим компонентами уменьшается в ответ на приложение второй силы сжатия.

12. Ориентирующее устройство по п. 11, отличающееся тем, что ориентирующий профиль смещается относительно контактного элемента в ответ на уменьшение расстояния между вторым и третьим компонентами.

13. Ориентирующее устройство по п. 11, отличающееся тем, что длина ориентирующего устройства уменьшается в ответ на уменьшение расстояния между вторым и третьим компонентами.

14. Способ ориентирования скважинного инструмента в подземном стволе скважины, включающий:

закрепление нижнего участка ориентирующего устройства относительно ствола скважины посредством установки пакера;

размещение груза на верхнем участке ориентирующего устройства с обеспечением тем самым сжатия ориентирующего устройства между секциями бурового снаряда, закрепления в нужном положении контактного элемента, который ранее свободно смещался в ориентирующем устройстве по окружности, и деформирования структуры ориентирующего устройства; и

после закрепления сцепление контактного элемента с ориентирующим профилем.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что деформирование дополнительно включает соответствие структуры форме контактного элемента.

16. Способ по п. 14, дополнительно включающий после закрепления уменьшение длины ориентирующего устройства, тем самым ориентируя скважинный инструмент относительно ствола скважины.

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что ориентирование дополнительно включает смещение ориентирующего профиля вместе с одной из секций бурового снаряда относительно контактного элемента.

18. Способ по п. 14, отличающийся тем, что структура находится на муфте, которая смещается в процессе сжатия.

19. Способ по п. 14, отличающийся тем, что сжатие дополнительно включает уменьшение длины ориентирующего устройства.