Снаряд для направленного бурения скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B7/08 

00

ю Изобретение относится к буровой технике а именно к техническим средствам для проводки искривленного участка наклонно направленной скважины. Известен отклонитель непрерывного действия, включающий породоразрушающий инструмент, корпус с гидравлическим распорным узлом и вал 1. Однако искривление скважины этим отклонителем происходит за счет отклоняющей силы, что не позволяет искривлять ствол скважины с постоянной кривизной. Наиболее близким к изобретению является снаряд для направленного бурения скважин, включающий породоразрущающий инструмент, корпус с опорными элементами в верхней и нижней частях, расположенный в корпусе полый вал, полость которого сообщается с полостью выдвижного распорного элемента 2. Недостаток известного устройства заключается в невозможности регулирования интенсивности искривления скважины, поскольку она определяется жестко заданными геометрическими параметрами снаряда. Цель изобретения - регулирование интенсивности искривления скважины. Указанная цель достигается тем, что снаряде для направленного бурения скважин, включающем породоразрущающий инструмент, корпус с опорными элементами в верхней и нижней частях, расположенный в корпусе полый вал, полость которого сообщается с полостью выдвижного распорного элемента, каждый из опорных элементов выполнен в виде втулки, установлеенной на корпусе концентрично с возможностью поворота, рабочая часть направляющей образующей наружной цилиндрической поверхности которой r-f(2.) описывается следующей зависимостью: г , , D () ri(i)- - ---ГТ - где f) - диаметр породоразрущающего инструмента; радиус кривизны скважины; - расстояние от долота до первой и второй опоры соответственно. На фиг. 1 изображен предлагаемый снаряд для направленного бурения; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1. Снаряд содержит породоразрущающий инструмент 1, корпус 2 с опорньши элементами 3 и 4, вал 5, выдвижной распорный элемент 6. Опорные элементы выполнены в виде втулок с возможностью поворота, .которые фиксируются в требуемом положении соответственно гайками 7 и 8. Вал 5 имеет возможность свободного вращения в корпу,се 2 и фиксируется от продольного и поперечного смещения с помощью подщипников 9-11, которые предохраняются от попадания в них промывочной жидкости и щлама уплотнителями 12. На валу 5 имеется отверстие 13 для прохода промывочной жидкости во внутреннюю полость 14 выдвижного распорного элемента 6, имеющего с внутренней стороны резиновую камеру 15, концы которой заделаны в корпусе 2, а боковая поверхность с помощью винтов 16 соединена с распорным элементом 6. Поперечное смещение последнего ограничивается стопорами 17, ввинченными в корпус 2 и свободно расположенными в пазах 18 распорного элемента 6. В окнах 19 вала 5 располагаются щпонки 20, входящие в кольцевую проточку 21 втулки 22, имеющей возможность осевого перемещения на валу, и в паз 23 корпуса 2. Рабочая часть направляющей образующей наружной цилиндрической поверхности втулок описывается следующей зависимостью:. а . r,rx). Данная зависимость представляет собой незамкнутую кривую линию. Поэтому рабочая часть направляющей ограничена углом f, значение которого зависит от диаметра породоразрущающего инструмента, а также от максимального и минимального радиусов искривления скважины. Снаряд работает следующим образом. Перед бурением отвинчивают гайки 7 и 8 и проворачивают втулки 3 и 4, имеющие на торцовой поверхности градуировку, до положения, соответствующего требуемому радиусу искривления. Затем снаряд, соединенный с ориентатором, на колонне бурильных труб опускают на забой скважины и устанавливают с помощью последнего/ в нужном направлении. При подаче промывочной жидкости втулка 22 смещается вниз, выводит из паза 23 соединенную с ней щпонку 20, находящуюся в окнах 19. При этом вал получает возможность вращаться в корпусе 2. В то же время за счет отверстия во втулке 22, имеющего диаметр меньщий, чем внутренний диаметр вала 5, создается повыщенное давление в верхней части внутренней полости вала 5, и промывочная жидкость, поступая через отверстие 13 в полость резиновой камеры 5, расщиряет ее, выдвигая элемент 6 до упора его остроугольных выступов в стенку скважины. Затем осуществляют бурение искривленного участка скважины. После некоторого начального периода интенсивность искривления стабилизируется и дальнейщее искривление ствола скважины происходит по дуге окружности, определяемой точками касания опорных втулок 3 и 4 и распорного элемента. Регулирование интенсивности искривления скважины осуществляется путем изменения геометрических параметров снаряда при повороте в требуемое положение втулок

3 и 4, часть направляющей образующей наружной цилиндрической поверхности которых описывается следующей зависимостью

r., .

Данная зависимость получена из условия вписываемости снаряда в ствол скважины с постоянной кривизной.

Применение снаряда для направленного бурения позволяет искривлять скважину с

постоянной кривизной, что повыщает точность и качество выполнения проектного профиля скважины. Опорно центрирующие втулки 3 и 4, воспринимая усилия от действия распорного элемента 6, способствуют также улучшению условий работы породоразрушающего инструмента 1, что позволяет осуществлять бурение с высокими технико-экономическими показателями.

СНАРЯД ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН, включающий породоразрушаюший инструмент, корпус с опорными элементами в верхней и нижней частях, расположенный в корпусе полый вал, полость которого сообщается с полостью выдвижного распорного элемента, отличающийся тем, что, с целью регулирования интенсивности искривления скважины, каждый из опорных элементов выполнен в виде втулки, установленной на корпусе концентрично с возможностью поворота, рабочая часть направляющей образующей наружной цилиндрической поверхности которой описывается следующей зависимостью: 2) r.6j ) - -тг: ft- где D I диаметр породоразрушающего инструмента; Я радиус кривизны скважины; ,д)-расстояние от долота до первой и второй опоры, соответственно.

f/

фиг.1

б -б

Фиг.:5

Фае. 4