Устройство для безориентированного бурения Советский патент 1988 года по МПК E21B7/08 

4 СО СП liU 4

25

, Изобретение относится к. области на- правле 1ного буре ия|-и мажет быть использр-, вайо -при Проводке наклонного участйа ствола скважины роторным способом.

Цель изобретения - повышение надеж- , ..н ости .работы. ...-. ........

На фиг. 1 показано устройство для безориентированного бурения в рабочем положении; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4-6 - варианты установки центра- 10 тора в устройстве соответственно для. проводки восходящего, прямолинейного и нисходящего участков ствола скважины. .

Устройство для безориентированного бу- ..„реция. включает,, породо разрушающий инст- . румент 1, корпус 2, установленный на нем с возможностью перемещения в осевом направлении центратор 3 с фиксирующим элементом 4, установленным с возможностью радйаЛьйЬгб пере м ещён ия и поДпружинен- ный йтнЪс Ительно цен гратора 3, выполнен- 20 ные в корпусе 2 по- его образующей -углублений б для размещения фиксирующего элемента 4 цеН ратора 3 в рабочем поло- жен%и. : -

Уст-| бйетво йожет быть снабжено не- .сколькими фиксирующими элементами 4, установленными в- полостях 6 центратора 3. Пружины 7-устанавливаются с предварительным сжатием .- -

Для снижения сил трения центратор 3 уста:иовлен на Подшипнике, выполненном в виде .роликов 8 и вставок. .9 из Оттифрик- ционного материала. Корпус 2 может быть BjbinbinHeH t поперечный сечением в виде квадра а. С- бурильными трубами 10 уст- |ройствЬ соединяется ч ерез ограничительный 4п реводник 11/ ; : Устрбйство работает-следующим образом . Перед спуском устрбйствА в скважину центратор 3 устанавливается в крайнее нижнее положение.

. Устройство соединяется с бурильными ;,. трубами 10 через ограничительный пере- 40.

водник 11. В процессе бурения фиксирую- 1цие элементы 4 находятся в углублениях 5 j icopnyca 2, так как сила сжатия пружи- ,. ны 7 больше силы инерции фиксирующего Э-йемента 4. После окончания бурения вос- ходящего участка ствола скважины у,ст- рОйство приподнимают над забоем На расстояние, равное удвоенному расстоянию между точками нижней и средней- фиксации центратора 3. Затем осуществляют вращение устройства с частотой, превышающей рабо- ,„-чую частоту вращения породоразрушающего

инструмента 1. i При этом за счет сил инерции фиксирующие элементы 4, сжимая пружину 7, перемещаются в полостях 6 и выходят из. углублений 5 в корпусе 2.55

При спуске устройства корпус 2 смещается относительно центратора 3, так как сила трения между рабочей поверхностью центратора 3 и стенкой скважины боль30

35

45

50

5

0

0.

j

5

0

5

5

0

ще силы трения в подшипнике, выпрлненйом в виде роликов 8;и .вставок 9 из антифрикционного материала. После перемещения корпуса 2 на расстояние, которое меньше расстояния между соседними углубле- ния.ми 5, дальнейший спуск устройства в скважине осуществляют.без его вращения. При расположении углублений ,5 напротив фиксирующих элементов 4 последние под действием пружин 7 входят в углубления 5. После чего 9существл5йот бурен.)ае;НэКлонно- прямолиНеййого участка скважины. .

При необходимости уменьшения защитно-, го угла CTBO.fia скважины осу1Дествляю.т пере,- становку центратора 3 в крайнее верхнее . положение, в вышеописанном порядке.

Пример. В центраторе 3 диаметром 295,3 мм выполнены полости 6 длиной 320 мм, шириной 16 мм и высотой 26 мм, в которые вкладывают фиксирующие элементы 4 длиной 299 мм, шириной 15 мм и высотой 10 мм с пружинами 7. При вращении устройства возникает сила давления на пружину 7, которая определяется из следующего выражения:

. -Fnp

где jSe т(2яп) г- центробежная сила, возникающая при вращении устройства; Fnp -jf - сила сжатия пружи:НЫ 7;

где т - масса фиксируюьцего элемента 4, Н; п - число оборотов, об/с; г - радиус вращения центра тяжести

фиксирующего элемента 4, м; X - смещение фиксирующего элемента 4

от положения равновесия, м; k - жесткость пружины 7, Н/м. При вращении колонны на -И скорости, произведя расчеты, получаем, что сила Р 134 Н для пружины 7 с жесткостью Н/м, сила жесткости пружины 7 Н, при вращении на III скорости сила. Н.

Это означает, что на I и II скоростях сила давления фиксирующих элементов 4 на пружины 7 меньше, чем сопротивление пружин. 7, а при вращении на 1У скорости пружины 7 сжимаются, и центратор 3 переставляют в нужное положение.

1

Формула изобретения

Устройство для безориентированного бурения, включающее породоразрушающий инструмент, корпус с углублениями для размещения фиксирующего элемента центратора, установленного на корпусе с возможностью перемещения в осевом направлении, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, фиксирующий элемент установлен в полости центратора с возможностью радиального перемещения и подпружинен относительно последнего.

А-А

4 J

.г

5-6

i Q3ulJ

Изобретение относится к направленному бурению и м. б. использовано при подводке наклонного участка ствола скважины роторным способом. Цель изобретения - повышение нaдekнocти в работе. включает цородоразрушающий ир- струмент 1, корпус (К) 2 с выполненными по его образующей углублениями 5, установленный на К 2 с возможностью переме- Ш1ения в осевом направлении центратор (Ц) 3 с фиксирующими элементами (ФЭ) 4. Последние установлены в полостях 6 Ц 3 с возможностью радиального перемещения и подпружииены относительно Ц 3 пружинами 1. Перед спуском устр-ва в скважину Ц 3 устанавливают в крайнее нижнее положение. В процессе бурения ФЭ 4 находятся в углублениях 5 К 2, так как сила сжатия пружины 7 больше силы энергии ФЭ 4. После окончания бурения восходящего участка ствола скважины устройство припод- иимают над забоем на расстояние, равное удвоенному расстоянию между точками нижней и средней фиксации Ц 3. Затем производят вращение устр-ва с частотой, превышающей рабочую частоту инструмента 1. При этом ФЭ 4, сжимая пружину 7, перемещаются в полостях 6 и выходят из углублений 5 в К 2. 6 ил. (Л

10

Фиг.1

Фиг, 5

Фиг. 6