Устройство для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B7/04 

2. ю щ е 1G84408 Устройство по П.1, о т л и ч а-. полнена с отверстиями для прохода е с я тем, что опора груза вы- бурового раствора.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН, включающее корпус, переводники и размещенный с возможностью ,вращения на опоре внутри корпуса груз, образующий с корпусом зазор, отличающееся тем, что, с целью повьшения эффективности бурения наклонно направленньпс и горизонтальных скважин путем снижения энергозатрат на вращение бурильной колонны за счет компенсации возмущающей силы трения центробежной силой, груз вьтолнен в виде стержня и расположен с возможностью поперечных перемещений относительно оси устройства.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам, которые предназначены для бурения наклонно направленных скважин I , Известна бурильная .колонна, включающая бурильные трубы, связанные соединительными элементами 1 .

Недостаток указанного устройства заключается в том, что при высокой частоте вращения бурильной колонны происходит ее качение по стенке скважины в сторону, противоположную вращению (обратная прецессия). Это ведет к значительному повьпиению затрат мощности на вращение бурильной колонны.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для бурения скважин, включающее корпус, перевбдники и размещенный с возможностью вращения на опоре внутри корпуса груз, образующий с корпусом зазор 2 J.

Известное устройство при перемещении груза в процессе бурения позволяет направить импульс сил, передаваемых на забой от низа бурильной колонны и ударов груза, к вертикали, что предупреждает искривление вертикальной скважины. Однако оно не обеспечивает уменьшения затрат мощности на вращение бурильной колонны.

Цель изобретения - повышение эффективности бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин пу - тем снижения энергозатрат, на вращение бурильной колонны за счет компенсации возмущающей силы трения центробежной силой.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин включающем корпус, переводники и размещенный с возможностью вращения на опоре внутри корпуса груз, обраэугадий с корпусом зазор, груз выполнен в виде стержня и расположен с воз можностью поперечных перемещений относительно оси устройства.

Опора груза выполнена с отверстиями для прохода бурового раствора.

На фиг.1 изображено устройство для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, частичный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1j на фиг.З и 4 -. поперечные силы, действующие на устройство.

Устройство состоит из корпуса 1, соединительных переводников 2 с отверс.тиями для прохода бурового раствора и грузов в виде стержня 3. Соединительные переводники 2 являются опорами для грузов 3.

Устройство работает следующим образом.

При вращательном бурении наклонно расположенных и горизонтальных скважин бурильная колонна силой веса (Р) (фиг.З) прижимается к стенке скважины, что вызывает появление силы трения (Р-гр), направленно в сторону, противоположную вращению. Одновременно стержень 3 силой своего веса (2 прижимается к внутренней поверхности бурильной трубы, создавая тем самым эксцентриситет массы и вызывая появление центробежной силы ( Рц5 ), направленной от центра бурильной колонны и проходящей через центр-стержня 3. Под действием составляющей силы веса, направленной по нормали к внутренней поверхности трубы, и центробежной силы возникает сила ; трения покоя ( удерживакицае стержень на внутренней поверхности . трубы и позволяющая ему двигаться как единое целое с бурильной трубой (фиг.4) до тех пор, пока сила веса

.не превысит вертикальные составляющие сил Рц5 и Рт-р2 и не вернет стержен в исходное положение (фиг.З). Далее цикл движения повторяется. Во время этого цикла центробежная сила направлена таким образом,что ее горизонтальt(aa составляющая компенсирует силу трения () (фиг.З и 4),. что, не давая развиться процессу качения коЛОННЫ по станке скважины (обратной прецессии), ведет к стабилизации низкоэнергоемкой формы движения буриль