Устройство для наклонного бурения Советский патент 1990 года по МПК E21B7/04 

ОЭ 3 выполнен в виде упругих элементов 5,6. Жесткость каждого из элементов, степень их сжатия и угол наклона пазов выбирают таким образом, чтобы в наклонном стволе скважины при изменении диаметра последнего значение реакции стенки не изменялось. При этом за счет перемещения ОЭ 3 в наклонном пазу сохраняется заданное положение корпуса 1. 3 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для проводки наклонного участка ствола скважины. Цель - повышение точности бурения в изменяющихся горно-технических условиях путем стабилизации положения бурового инструмента. Устройство состоит из корпуса 1 с наклонными в радиальном направлении пазами, опорных элементов (ОЭ) 3, радиально-упругих элементов 4, ограничителя осевого перемещения. Расположены элементы 4 между наклонной поверхностью каждого ОЭЗ и основанием паза корпуса 1. Ограничитель осевого перемещения ОЭЗ выполнен в виде упругих элементов 5,6. Жесткость каждого из элементов, степень их сжатия и угол наклона пазов выбирают таким образом, чтобы в наклонном стволе скважины при изменении диаметра последнего значение реакции стенки не изменялось. При этом за счет перемещения ОЭЗ в наклонном пазу сохраняется заданное положение корпуса 1. 3 ил.

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для проводки наклонного участка ствола скважины.

Цель изобретения - повышение точ- ности бурения в изменяющихся горнотехнических условиях путем стабилизации положения бурового инструмента.

На фиг. 1 изображено устройство для наклонного бурения, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство для наклонного бурения включает корпус 1 с наклонными в ра- диальном направлении пазами 2, в каждом из которых расположен с возможностью перемещения в осевом направлении опорный элемент 3, радиально-упругий элемент 4, ограничитель осевого пере- мещения опорных элементов 3. Радиаль- но-упругий элемент 4 расположен между наклонной поверхностью каждого опорного элемента 3 и основанием паза 2 корпуса 1. Ограничитель осевого переме- щения опорных элементов 3 выполнен в виде упругих элементов 5 и 6. Опорный 3 и радиально-упругий 4 элементы могут быть установлены в обойме 7. Между упругими элементами 5 и 6 и обой- мой 7 расположены ограничители 8 и 9. При сборке устройства упругий элемент 5 и ограничитель 9 поджимаются муфтой 10. Упругий элемент 5 может быть выполнен в виде пружины.

Работа устройства для наклонного бурения осуществляется следующим образом.

При сборке устройства упругий элемент 5 и ограничитель 9 поднима- ются муфтой 10. При этом за счет взаимодействия обоймы 7 с ограничителем 8 сжимается упругий элемент 6. Исходное положение устройства, показанное на фиг. 1, рассчитано на наибольшее среднее отклонение диаметра скважины от номинального значения.

Угол наклона d основания паза 2 корпуса 1, жесткости К и К, верхнего 6 и нижнего 5 упругих элементов выбираются в зависимости от величины зазора между осями скважины и устройства и радиальной силы RO, действующей на опорный элемент 3. Значения параметров с , К1 и К, могут быть определены в соответствии с математическим выражением

ffit.K,,Xt-M.E fei±ЈSg5 +

+ fTp),

где L х1 + х2;

d - угол наклона основания паза 2 корпуса 1, град;

К , К,- жесткость соответственно верхнего 6 и нижнего 5 упругих элементов;

XjHx,- величины осевого сжатия соответственно верхнего 6 и нижнего 5 упругих элементов, м; R - радиальная сила, действующая

на опорный элемент 3, кН; и - коэффициент трения между

обоймой 7 и основанием паза 2;

f тр - коэффициент трения между опорным элементом 3 и стенкой ствола скважины;

L - расстояние между концами ненапряженных упругих элементов 5 и 6, м.

Перемещение системы опорных элементов 3 связано между собой общей деталью-ограничителем 9. К ограничителю 9 закреплены с возможностью радиального перемещения обоймы 7. В наклонной скважине номинального диаметра все опорные элементы 3 находятся во взаимодействии со стенкой скважины, причем нижний и примыкающие к нему опорные элементы 3 нагружены больше, чем верхний. Положение системы опорных элементов 3 определяется суммарной радиальной нагрузкой на них, которая в наибольшей степени зависит от диаметра скважины, а также от радиальной силы, действующей на нижний опорный элемент 3.

Фиг. 2

5-6

Фиг.З