Снаряд для направленного бурения Советский патент 1983 года по МПК E21B7/08 

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для изменения направления буровой скважины.

По основному авт. св. № 386117 известен снаряд для направленного бурения, содержащий вал, корпус, выполненный из двух частей, имеющих скосы, выдвижной ползун со скошенными навстречу друг другу торцами, с помощью которых он взаимодействует с соответствующими скосами торцов частей корпуса 1.

Недостатком известного снаряда является низкая точность проводки скважины в зенитном направлении за счет дополнительного влияния на породоразрущающий инструмент отрицательного опрокидывающего момента, направление действия которого противоположно действию фрезерующей нагрузки.

Цель изобретения - повышение точности проводки скважины за счет сохранения зенитного направления снаряда.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве нижняя часть корпуса имеет выступ с опорной поверхностью, расположенный противоположно выдвижному ползуну, причем расстояние от опорной поверхности до оси снаряда выбирается в соответствии с соотношением

0,5- -Ht9«f, ,

где г - расстояние от опорной поверхности

до оси снаряда, м;

dj,-диаметр породоразрушающего инструмента, м;

i - расстояние от торца породоразрушающего инструмента до опорной поверхности, м;

fj - наибольшее возможное угловое смещение корпуса снаряда в скважине, град.

На фиг. 1 изображен предлагаемый снаряд, общий вид; на фиг. 2 и 3 - положение снаряда в процессе бурения.

Снаряд для направленного бурения содержит вал 1, Kopriyc, выполненный из двух частей - верхней 2 и нижней 3, выдвижного ползуна 4. Нижняя часть 3 корпуса имеет выступ 5, опорной поверхностью 6 расположенный противоположно выдвижному ползуну 4. На валу 1 установлен породоразрушающий инструмент 7. Вал 1 выполнен телескопическим, что обеспечивается шлицевым узлом 8, и свободно вращается относительно корпуса снаряда на подщипниках 9. На валу 1 расположена пружина 10, взаимодействующая с верхней частью 2 корпуса. Снаряд работает следующим образом. После спуска и ориентации снаряд ставят на забой и создают осевую нагрузку. При этом замыкается шлицевой узел 8 и сжимается пружина 10. Воздействуя на верхнюю часть 2 корпуса, пружина 10 заставляет

ее смещаться вниз, выдвигая ползун 4 до упора в стенку скважины. Упираясь в стенку скважины, выдвижной ползун 4 создает на породоразрущающем инструменте 7 фрезерующее усилие. При этом выступ 5 упирается в стенку скважины своей опорной поверхностью 6, препятствуя возникновению углового смещения, создающего отрицательный опрокидывающий момент, направление

действия которого противоположно направлению искривления, возникающего под действием фрезерующей нагрузки.

Если расстояние Ч от опорной поверхности до оси снаряда будет меньще половины диаметра породоразрущающего инструмента,

то появится угловое смещение оси корпуса снаряда . относительно оси скважины, приводящее к возникновению отрицательного опрокидывающего момента. Направление искривления скважины под действием этого момента будет противоположно направлению искривления от фрезерующей нагрузки, что приведет к снижению эффективности процесса искривления. При равенстве расстояния от оси опорной поверхности до оси снаряда половине диаметра породоразрушающего инструмента (фиг. 2) снаряд расположится соосно со скважиной и на породоразрущающий инструмент будет действовать только фрезерующая нагрузка.

При дальнейшем увеличении расстояния от опорной поверхности до оси снаряда создается некоторое угловое смещение оси сна- ряда относительно оси скважины, вызывающее образование положительного опрокидывающего момента, воздействующего на породоразрущающий инструмент (фиг. 3). На инструмент в это случае будет действовать и фрезерующая нагрузка, и положительный опрокидывающий момент, причем направление искривления скважины под действием положительного опрокидывающего момента будет совпадать с направлением

0 искривления вследствие действия фрезерующей нагрузки, повышая тем самым эффективность процесса искривления. Однако вследствие того, что поперечные размеры снаряда могут превысить диаметр скважины и его невозможно будет опустить в скважину, расстояние г от опорной поверхности до оси снаряда не может превышать величины, определяемой выражением

- 0 где г расстояние от опорной поверхности

до оси снаряда, м;

dji диаметр породоразрушающего инструмента, м;

i - расстояние от торца породоразрущающего инструмента до опорной 5поверхности, м;

Ч - наибольшее возможное угловое смещение корпуса снаряда в скважине, град.

Предлагаемое устройство уменьшает затраты, связанные с перебуриванием скважин за счет повышения точности проводки наклонных скважин.

СНАРЯД ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ по авт. св. № 386117, отличающийся тем, что, с целью повышения точности проводки скважины за счет сохранения зенитного направления снаряда, нижняя часть корпуса имеет выступ с опорной поверхностью, расположенный противоположно вьщвижному ползуну, причем расстояние от опорной поверхности до оси снаряда выбирается в соответствии с соотношением . где г - расстояние от опорной поверхности до оси снаряда, м; dn- диаметр породоразрушающего инструмента, м; I - расстояние от торца породоразрушающего инструмента до опорной поверхности, м; Ч, - наибольшее возможное угловое смещение корпуса снаряда в скважине, град.

Фиг.д