Устройство для изменения направления буровой скважины Советский патент 1990 года по МПК E21B7/08 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при про- {;одке направленных скважин снарядами со съемным керноприемником.

Цель изобретения - повышение надеж- |||ости работы.

I На фиг. 1 изображено устройство для изменения направления буровой скважины в транспортном положении, продольный разрез; на фиг.2 - то же, в рабочем положении; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2.

Устройство для изменения направления фуровой скважины содержит колонковую |рубу 1 с коронкой 2, размещенный в ее фолости с возможностью вращения и осевого ||1еремещения направляющий шток 3, снаб- )|кенный свободно установленной на нем втулкой 4 для взаимодействия с коронкой 2 и имеющей возможность осевых перемещений (т буртаЪ, выполненного на направляющем штоке 3, до бурта 6 на соединенном с нижней частью направляющего штока 3 фиксирую- 1|цем элементе 7, выполненном в виде скобы, (|)бразующей с поверхностью штока 3 желобо- фбразный клин. С верхней частью направля- ||ощего штока 3. соединен узел отклонения, выполненный в виде двух взаимодействую- |(цих по наклонной поверхности нижней В и | ерхней 9 полумуфт, связанных между собой ф возможностью ограниченных взаимных перемещений, для чего нижняя полумуфта 8 снабжена выступом 10, а верхняя полумуфта ( имеет наклонной паз 11 для его размещения.

На верхней полумуфте 9 на подшипниковой опоре 12 установлены втулка 13 из :&ластичного материала и стакан 14, связанный пальцем15 с элементом под овершот 16 1И через-паз 17 с верхней полумуфтой 9. Элемент под овершот 16 и стакан 14 связаны с верхней полумуфтой также пружиной 18 растяжений, имеющей предварительную

деформацию, благодаря чему втулки 13 находятся в упруго деформированном состоянии,

В стакане 14 и верхней полумуфте 9 5 выполнены радиальные 19 и 20 и осевой ступенчатой формы 21 каналы для прохождения промывочной жидкости, в .котором размещен клапан 22 со штоком 23, взаимодействующий с нижней полумуфтой 8.

0 В нижней полумуфте 8, направляющем штоке 3 и фиксирующем элементе 7 также могут быть выполнены каналы 24 для прохода промывочной жидкости.

Спуск и извлечение направляющего

5 штока 3 с фиксирующим элементом 7 и узлом отклонения, составляющих съемную часть устройства, производятся с помощью овершота 25, при этом при спуске в конструкцию овершота должен входить ориента0 тор.

Устройство для изменения направления буровой скважины работает следующим образом.

Перед началом изменения направления

5 . скважины из колонковой трубы 1 извлекают керноприемник (не показан) и коронкой 2 формируют на забое столбик керна высотой до 0,1 м. Затем колонковую трубу 1 приподнимают под забоем.

0 На поверхности съемная часть устройства соединяется с овершотом 25, ориентируется относительно входящего в состав овершота 25 ориентатора и доставляется в колонковую трубу 1. При спуске направляю5 щий шток 3 за счет его веса смещает выступ . 10 в-крайнее нижнее положение в наклонном пазу 11, что соответствует соосному расположению верхней 9 и нижней 8 полумуфт. При этом клапан 22, опираясь в торец

0 нижней полумуфты 8, перекрывает канал 21 для прохода промывочной жидкости. В это же время за счет веса спускаемой на оверjiJOTe 25 съемной части устройства пружина

18, связывающая элемент под овершот 16 и верхнюю полумуфту 9, дополнительно деформируется на величину, соответствующую перемещению пальца 15 в крайнее верхнее положение паза 17, соответственно, смещается стакан 14, и втулки 13 принимают недеформированное состояние. При этом обеспечивается свободный спуск съемной части устройства в скважину.

После спуска съемной части устройства производится ее ориентирование, и в данном положении она устанавливается колъ- цом 4 на коронке 2, а овершот 25 извлекается из скважины. Пружина 18 сжимается на длину паза 17, перемещая элемент под овершот 16 и, соответственно, стакан 14 в крайнее нижнее положение относительно верхней полумуфты 9, упруго деформируя таким образом втулки 13, наружный диаметр которых при этом увеличивается до внутреннего диаметра колонковой трубы 1. Затем производится подача промывочной жидкости на забой через полость бурильных труб. Так как ее проход на забой перекрыт втулками 13 и, при соосном расположении верхней 9 и нижней 8 полумуфт, клапаном 22, то под ее давлением верхняя полумуфта 9 смещается вниз, перемещаясь при этом относительно нижней полумуфты 8, опирающейся через кольцо 4 и бурт 5 на коронку 2. За счет взаимодействия верхней 9 и нижней 8 полумуфт по наклонной поверхности направляющий шток 3 отклоняется от оси скважины. При относительном перемещении полумуфт 8 и 9 шток 23 клапана 22, опираясь на нижнюю полумуфту 8, перемещается.вверх относительно верхней полумуфты 9 и открывает возможность прохождения промывочной жидкости через каналы 19-21 на забой скважины при крайнем верхнем положении выступа (пальца) 10 в пазу 11, обеспечивая при этом определенный перепад давления промывочной жидкости, благодаря чему на направляющий шток 3 действует постоянная нагрузка, создаваемая за счет перепада давления промывочной жидкости при ее прохождении через каналы 19-21.

При этом в крайнем верхнем положении выступа 10 относительно паза 11 нижняя полумуфта 8 смещена от оси колонковой трубы 1 на величину, исключающую возможность их взаимодействия между собой. Ко- лонковая труба 1 и съемная часть устройства взаимодействуют между собой при этом только через втулку 4 и втулки 13, имеющие возможность свободного относительного вращения, что обеспечивает надежную фиксацию направляющего штока 3 в процессе искривления.

Затем устройство спускается в скважину до установки направляющего штока 3 на

забой. Фиксирующий элемент 7, двигаясь по стенке скважины вниз, входит в кольцевую канавку между стенкой скважины и столбиком керна и расклинивается в ней, окончательно фиксируя направление перекоса направляющего штока 3.

Последующим вращением колонковой трубы 1 с коронкой 2 осуществляют бурение скважины в новом направлении. При этом коронка 2 и поджатая к ней промывочной

жидкостью, поступающей на забой через каналы 24, втулка 4, вращаясь совместно, перемещаются вдоль направляющего штока 3. После упора втулки 4 в бурт 6 фиксирующего элемента 7 продолжается дальнейшее бурение скважины в новом направлении до формирования полного забоя скважины в новом направлении.

После завершения процесса искривления ствола скважины, не поднимая колонковую трубу 1 над забоем, с помощью овершота 25 извлекают из полости колонковой трубы 1 съемную часть устройства, спускают керноп- риемник и продолжают бурение в новом направлении.

Формула изобретения

1.Устройство для изменения направления буровой скважины,-включающее колонковую трубу с коронкой, свободно расположенный в ее полости узел отклонения, состоящий из верхней полумуфты с выступом и нижней полумуфты с наклонным пазом для его размещения, жестко связанный с нижней полумуфтой направляющий шток с фиксирующим элементом и средство

центрирования верхней полумуфты, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено установленным на верхней полумуфте с возможностью ограниченного перемещения стаканом

и индикатором положения штока, средство центрирования верхней полумуфть выполнено в виде втулки из эластичного материала, установленной на верхней полумуфте под стаканом с возможностью взаимодейстВИЯ с ним, а полумуфты и направляющий шток выполнены полыми.

2.Устройство поп.1,отличающе - е с я тем, что индикатор положения штока выполнен в виде расположенного в полости

верхней полумуфты клапана со штоком, причем последний установлен с возможностью взаимодействия с верхним торцом нижней полумуфты.

25

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при проводке направленных скважин снарядами со съемным керноприемником. Цель изобретения - повышение надежности в работе. Устройство содержит колонковую трубу (КТ) 1 с коронкой 2, узел отклонения, направляющий шток (НШ) 3 с фиксирующим элементом, индикатор положения штока 3. Узел отклонения состоит из верхней полумуфты (ПМ) 9 с выступом 10 и нижней ПМ 8 с наклонным пазом для его размещения. Устройство имеет средство центрирования ПМ 9 в виде втулки 13 из эластичного материала и расположенного над ней стакана 14. Последний установлен с возможностью ограниченного перемещения. При этом НШ 3 и ПМ 9 выполнены полыми. Индикатор положения НШ 3 выполнен в виде клапана 22 со штоком 23. Клапан 22 расположен в полости ПМ 9, а шток 23 установлен на верхнем торце ПМ 8. После ориентирования НШ 3 в полость КТ 1 подается жидкость. Под действием веса стакана 14 втулка 13 деформируется и перекрывают зазор между КТ 1 и ПМ 9. За счет давления жидкости ПМ 9 смещается вниз, а ПМ 8 отклоняется от оси КТ 1. После установки НШ 3 в рабочее положение клапан 22 открывает канал в полости ПМ 9. Давление жидкости в нагнетательной системе снижается. Затем вращают КТ 1, которая, перемещаясь по НШ 3, формирует наклонный ствол скважины. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фиг.;

ФиеА