Способ направленного бурения скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B7/04 

Изобретение относится к вращательному бурению технологических скважин и может быть использовано для бурения геологоразведочных и других скважин,

Цель изобретения - повышение точности проходки заданной траектории скважины в процессе бурения.

На фиг.1 представлена схема предварительного бурения в вертикальной плоскости; на фиг 2 - то же, в горизонтальной плоскости

В способе, включающем приложение к инструменту перпендикулярно направлению подачи импульсно-ударного отклоняющего усилия с частотой вращения инструмента и с фазой сдвинутой относительно условной нулевой фазовой точки, на угол, соответствующий направлению отклонения, отклоняющее усилие прилагают в непосредственной близости от режущего инструмента и там же подают ток от источника тока на токовый электрод, окруженный охранными электродами, на один из четырех токовых электродов, расположенных на поверхности земли в равном удалении от места бурения по осям прямоугольных координат, каждый из которых окружен охранным электродом При этом напряжение между подключенными токовыми электродами после усиления по мощности подают на их же охранные электроды измеряют его поочередно при всех четырех подключениО

о

00

Јь

ях, вычисляют по результатам измерений фазу приложения импульно-ударного усилия, с учетом которой управляют направлением бурения,

Способ осуществляют следующим образом.

На стенку скважины 1 воздействуют ударно-импульсным механизмом 2 отклонения, расположенным в непосредственной близости от бурового инструмента 3, с частотой вращения буровой колонны 4 буровой установки 5 и с фазой, сдвинутой относительно условной нулевой фазовой точки на угол, соответствующий направлению отклонения. При этом от источника 6 тока подают ток через буровую колонну 4 на токовый электрод 7, окруженный с двух сторон по буровой колонне 4 охранными электродами 8, 9, расположенными на измерительной трубе 10, находящейся в непосредственной близости от бурового инструмента 3, и на один токовый электрод 11, расположенный на поверхности земли на расстоянии от буровой установки 5, равном глубине бурения. вокруг которого расположен охранный электрод 12, и измеряют это напряжение измерителем 14. Переключают источник 6 тока на токовый электрод 15, расположенный на одной оси прямоугольных координат с токовым электродом 11 в противоположном и равном удалении от буровой установки 5 и также окруженный охранным электродом 16. При этом токовый электрод 7 оставляют подключенным к источнику 6 тока, а охранные электроды 8,9 - к усилителю 13. Напряжение между подключенными токовыми электродами 7 и 5 усиливают по мощности на усилителе 13, подают на охранные электроды 8, 9 с одного выхода и на охранный электрод 16 с другого выхода и измеряют это напряжение измерителем 14. Аналогично /см.фиг.2/ подключают на поверхности земли источник 6 тока к токовым электродам 17 и 18, а усилитель мощности - к охранным электродам 19, 20, расположенным по другой оси координат на таком же удалении от буровой установки 5, как и электроды 7, 15. Измеряют поочередно напряжение между токовыми электродами 7 и 17 и токовыми электродами 7 и 18.

На основе результатов измерений напряжений Ux+, Ux , Uy+, Uy между центральными электродами и электродами, расположенными на дневной поверхности по осям координат X и Y соответственно, вычисляют фазу приложения импульсно- ударного воздействия по формуле

р arctg

U+ - Ux

Uy - Uy

По физическому смыслу величины напряжений в этой формуле пропорциональны величинам объемных сопротивлений массивов пород по измеряемым направле- ниям.

Вычисленная фаза устанавливается на задатчике 21 фазы. Ударно-импульсный механизм 2 устраняет отклонение от заданной траектории.

Формула изобретения Способ направленного -бурения скважин, включающий приложение кинструменту перпендикулярно направлению подачи в процессе бурения импульсного ударного отклоняющего усилия, осуществляемого с частотой, равной частоте вращения инструмента, и фазой, сдвинутой относительно

нулевой фазовой точки на угол, соответствующий направлению отклонения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности проходки заданной траектории скважины, отклоняющее усилие прикладывают в непосредственной близости от режущего инструмента, поочередно подают ток и измеряют электрические напряжения Ux+. Ux , , Uy между центральным электродом, находящимся на забое скважины, и

четырьмя электродами, расположенными на дневной поверхности на равном удалении от устья скважины по осям X, Y прямоугольной системы координат, при этом каждый из электродов окружен охранными

электродами, на которые подается напряжение с основных пар электродов, предварительно усиленное по мощности, причем фазовый угол определяют по формуле

l arctg , иу+ - иу

Изобретение относится к вращательному бурению и м.б использовано для бурения геологоразведочных скважин (С). Цель изобретения - повышение точности проходки заданной траектории С в процессе бурения. Для этого на стенку С 1 воздействует ударно-импульсный механизм 2, расположенный в непосредственной близости от бурового инструмента 3, с частотой вращения буровой колонны 4 и фазой, соответствующей направлению отклонения При этом от источника 6 тока подают ток на электрод (Э) 7, окруженный охранными Э 8,9 и на Э 11 вокруг которого расположен охранный Э 12. Напряжение между Э 7 и 12 усиливают по мощности на усилителе 13 и подают Э 8.9 и 12. Измерителем 14 измеряют напряжение между Э. По осям прямоугольной системы координат на равном удалении от устья С расположены Э 15, 20, аналогичные Э 11 и 12 Фазу воздействий вычисляют по форму- ле+ агсгд(их+- Ux)/(Uy+- Uf). где Ux+ Ux Uy+, Uy - напряжения между Э 7 и Э 11 15-18 соответственно 2 ил