Управляемый буровой снаряд Советский патент 1990 года по МПК E21B7/08 

Изобретение относится к устройствам для искривления буровой скважины, преимущественно в сторону изменения азимута ее ствола.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем управления отклонителем.

На фиг. 1 изображен управляемый буровой снаряд, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение ГТ на фиг. 1; на фиг. б - сечение Д-Д на фиг. 1.

Управляемый буровой снаряд включает корпус 1 с отклонителем, расположенный в корпусе 1 с возможностью вращения полый вал 2, жестко связанный с корпусом 1 эксцентричный грузЗ, золотниковый механизм с переключателем и упругое седло под бросовый шаровой клапан 4.

Отклонитель выполнен в виде двух расположенных с диаметрально противоположных сторон корпуса 1 гидравлических камер 5 с выдвижными опорными элементами 6. Золотниковый механизм может быть выполнен в виде установленной в цилиндрической полости 7 корпуса 1 втулки 8 с радиальными отверстиями 9 в верхней и нижней ее частях. Причем отверстия 9 расположены друг под другом, а угол между их осями равен 90. По три радиальных отверстия 9 в верхней и нижней частях втулки 8 закрыты шариковыми клапанами 10. При этом открытые радиальные отверстия 9 смещены относительно друг друга в окружном направлении на 90°. Цилиндрическая полость 7 корпуса 1 имеет два отверстия 11, одно из которых совпадает с верхним открытым радиальным отверстием 9 втулки 8, а другое находится относительно открытого нижнего радиального

отверстия 9 с диаметрально противоположной стороны.

Переключатель золотникового механизма состоит из установленного в цилиндри- ческой полости 7 корпуса 1 под втулкой 8 подпружиненного поршня 12 с зигзагообразной канавкой 13 на наружной поверхности и расположенного в зигзагообразной канавке 13 выступа 14 корпуса 1. Поршень 0 12 жестко связан с втулкой В золотникового механизма. Упругое седло установлено в полости вала 2 и состоит из разрезных колец 15 и шайб 16. Через отверстия 17 в валу 2 и кольцевые проточки 18 в корпусе 1 надпор- 5 шневая и подпоршневая части цилиндрической полости 7 корпуса 1 гидравлически связаны с полостью вала 2 соответственно над и под упругим седлом, а каждое отверстие 11 через каналы 19 - с одной из гидрав- 0 лических камер 5. Вал 2 установлен в корпусе 1 на подшипниках 20. В нижней части вала 2 под упругим седлом расположен контейнер 21 под бросовый шаровой клапан 4. Зигзагообразная канавка 13 вы- 5 полнена с шагом 90°.

Для выхода рабочей жидкости из гидравлических камер 5 отклонителя в корпусе 1 имеются каналы 22. С поршнем 12 со стороны втулки 8 жестко связан плунжер 23. 0 Причем последний расположен в сквозном Канале 24, выполненном в корпусе 1 по оси цилиндрической полости 7. С элементами бурильной колонны снаряд соединяется посредством резьб 25 на концах вала 2. 5 Управляемый буровой снаряд работает следующим обрэзом.

Вал 2 посредством резьб 25 соединяется с корпусом забойного двигателя и бурильными трубами (не показаны). В 40 наклонном стволе скважины корпус 1 за счет эксцентричного груза 3 занимает положение, при котором опорные элементы 6 находятся в горизонтальной плоскости При закачивании в полости бурильных труб промывочной жидкости последняя через отверстия 17.кольцевую проточку 18 в корпусе 1 радиальное отверстие 9 и канал 19 поступает в гидравлическую камеру 5, расположенную с левой сторщчы корпуса 1.

Под действием давления промывочной жидкости опорный элемент 6 выходит из гидравлической камеры 5 и за счет взаимодействия со стенкой ствола скважины перемещает корпус снаряда, а следовательно верхнюю часть забойного двигателя, в диаметрально противоположную сторону. При этом ствол скважины в процессе ее углубления искривляется преимущественно в сторону изменения его азимута.

Если бурение должно осуществляться с сохранением имеющегося направления то в полости бурильных труб сбрасывают шаровой клапан 4. который устанавливается в упругом седле. При прокачивании промывочной жидкости, ее давление в полости вала 2 над упругим седлом повышается Под действием этого давления поршень 12 вместе с втулкой 8 и плунжером 23 перемеща- t:JOTCfl в цилиндрической полости 7 корпуса t в крайнее нижнее положение. При этом за счет взаимодействия зигзагообразной канавки 13 с выступом 14 корпуса 1 поршень 1 и втулка 8 золотникового механизма по- йорачиваются относительно исходного положения на 90° Одновременно шаровой клапан 4, раздвигая разрезные кольца 15 установленные между шайбами 16. выходит из упругого седла и попадает в контейнер т. 1ак как давление промывочной жидкости после этого в надпоршневой и подпор- шневой частях цилиндрической полости 7 одинаковое, то поршень 12 перемещается вверх.

Сила, действующая на нижний торец поршня 12, больше силы, действующей на верхний. Поэтому поршень 12 надежно закреплен в указанном положении. Эта разность сил, действующих на торцы поршня 12. обеспечивается за счет плунжера 23

45

расположенного в сквозном канале 24 корпуса 1, В новом положении втулки 8 золотникового механизма напротив отверстия 11 в цилиндрической полости 7 находятся ра- 5 диальные отверстия 9 втулки 8. закрытые шариковыми клапанами 10. При этом промывочная жидкость из полости вала 2 не поступает в гидравлические камеры 5 откло- нителя.

10 Опорный элемент 6 занимает, вытесняя через канал 22 из гидравлической камеры 5 промывочную жидкость, транспортное положение. При необходимости изменения направления ствола скважины в противопо1Ь ложную первоначальному искривлению сторону в полость бурильных труб сбрасывается шаровой клапан 4. При этом работа управляемого бурового снаряда осуществляется в указанном порядке.

Формула изобретения Управляемый буровой снаряд, включающий корпус с отклонителем, расположен- ныи в корпусе с возможностью вращения ь полый вал. жестко связанный с корпусом эксцентричный груз, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем управления откло- нителем, он снабжен золотниковым O механизмом с переключателем и упругим седлом под бросовый шаровой клапан установленными соответственно в полости корпуса и вала, переключатель золотникового механизма выполнен в виде установленного в цилиндрической полости корпуса подпружиненного поршня с зигзагообразной канавкой на наружной поверхности и расположенного в последней выступа кор- пуса. отклонитель выполнен в виде двух расположенных с диаметрально противоположных сторон корпуса гидравлических ка- мер с выдвижными опорными элементами причем надпоршневая и подпоршневая ча- сти цилиндрической полости корпуса гид- равлически связаны с полостью вала соответственно над и под упругим седлом, а гидравлические камеры - с полостью вала через золотниковый механизм.

Изобретение относится к устройствам для искривления ствола скважины. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем управления отклонителем. Устройство включает корпус 1 с отклонителем, вал 2, эксцентричный груз 3, золотниковый механизм с переключателем и упругое седло под шаровой клапан (ШК) 4. Отклонитель выполнен в виде двух расположенных с диаметрально противоположных сторон корпуса 1 гидравлических камер 5 с выдвижными опорными элементами 6. Переключатель золотникового механизма выполнен в виде подпружиненного поршня (П) 12 с зигзагообразной канавкой 13 и расположенного в последней выступа 14 корпуса 1. Поршень 12 установлен в цилиндрической полости 7 корпуса 1. Надпоршневая и подпоршневая части последней гидравлически связаны с полостью вала 2 соответственно над и под упругим седлом. Гидравлические камеры 5 связаны с полостью вала 2 через золотниковый механизм. Устройство устанавливается над забойным двигателем. При необходимости изменения направления скважины в полость бурильных труб сбрасывается ШК 4. После установки ШК 4 в упругом седле закачивается промывочная жидкость. Под ее давлением П 12 перемещается. При этом за счет взаимодействия зигзагообразной канавки 13 с выступом П 12 поворачивается и переключает золотниковый механизм. После выхода ШК 4 из упругого седла П 12 возвращается в исходное положение. Промывочная жидкость из полости вала 2 через золотниковый механизм поступает в одну из гидравлических камер 5. Опорный элемент 6 выходит из корпуса 1 и смещает верхнюю часть забойного двигателя от оси скважины. Дальнейшее бурение осуществляется в направлении перекоса последнего. 6 ил.