Забойная компоновка для искривления ствола скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B7/08 

ния момента от силы тяжести последней при больших значениях зенитного угла.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является шарнирная компоновка низа бурильной колонны, со держащая забойный двигатель с долотом, верхний и нижний удлинители, связанные между собой посредством шарнира или гибкого элёмен- та, кривой переводник, связывающий между собой нижний удлинитель и забойный двигэтель.

Данная компоновка не обеспечивает бурение прямолинейных интервалов скважины и не позволяет уменьшить интенсивность искривления скважин в процессе бурения.

Целью изобретения явлйется расширение технологических возможностей компоновки.

Цель Достигается тем, что забойная компоновка для искривления стволов скважин, содержаОлая верхнюю часть и связанную с ней шарниром или гибким элементом нижнюю часть, оси концов которой ориентированы под острым углом друг к другу и включающую забойный двигатель с долотом, снабжена цилиндром со штоком, связанным между собой с возможностью передачи крутящего момента, и упругим децентратором, верхняя часть компоновки со стоит из двух элементов, один из которых связан с цилиндром, а другой - со штоком, причем один конец децентратора связан с одним из элементов верхней части компановки с возможностью поворота, а другой конец децентратора - с другим элементом посредством винтового соединения.

Сопоставительный анализ с прототиГ1ОМ показывает, что заявляемая компоновка отличается тем, что она снабжена цилиндром со штоком, связанными между собой с возможностью передачи крутящего момента, и упругим децентратором, в(Эрхняя часть компоновки состоит из двух элементов, один из которых связан с цилиндром, а другой - со штоком, причем один конец децентратора связан с одним из элементов верхней части компоновки с возможностью поворота, а другой конецдецентратора - с другим элементом посредством винтового соединения.

На фиг. 1 изображена схема компоновки; на фиг. 2 развертка децентратора.

Забойная компоновка состоит из верхней и нижней частей, связанных между собой шарниром 1 или гибким элементом. Нижняя часть компоновки включает забойный двигатель 2 с долотом 3. Оси концов нижней масти ориентированы под острым

углом а друг к другу. Верхняя часть компоновки состоит издвух элементов. Один из них связан с цилиндром 4, а другой - со штоком 5. Цилиндр 4 и шток 5 связаны между собой с возможностью передачи крутящего момента посредством квадратного соединения 6. На верхней части компоновки установлен упругий децентратор 7. Его нижний конец 8 связан с нижним элементом

верхней части компоновки с возможностью поворота и взаимодействия с упором 9 нижнего элемента. Верхний конец 10 децентратора 7 связан с верхним элементом верхней части компоновки посредством винтового

(Соединения. Оно выполнено в виде винтовых прорезей 11 в верхнем конце 10 децентратора 7 и размещенных в них выступов 12 цилиндра 4. Высота I прорезей 11 выполняется равной ходу А штока 5 в цилиндре 4

между двумя крайними положениями, обеспечивающими, поворот децеитратора на 180°С.

Устройство работает следующим обраЗОМ. ; , ; ,;:, ;.,.

. При спуске компоновки в скважину по прямому стволу, она свободно проходит по нему, так как благодаря шарниру 1 или. гибкому элементу находится в ненапряженном состоянии, поскольку при нижнем положеНИИ штока 5 по отношении k цилиндру 4 упругий децентратор 7 в плане ориентирован в противог1оложную сторону по отношению к нижнему концу нижней части компоновки с долотом 3.

Для Обеспечения искривления ствола скважины создают осевую нагрузку на долоте 3 при |эаскрепленной верхней части компоновки. При этом шток 5 занимает верхнее положение по отношению к цилиндру 4, а

упругий децентратор 7 поворачивается и ориентируется в плане в ту же сторону, что и нижний конец нижней части компоновки с долотом 3. Верхний конец нижней части компоновки прижимается к стенке, противоположной заданному центру кривизны ствола скважины, и удерживается в этом положении в процессе углубления скважины в интервале искривления ее ствола. Для стабилизации направления бурения уменьшают осевую нагрузку на долото 3 и/или увеличивают давление в полости 13 цилиндра 4 при раскрепленной верхней части компоновки. При этом шток 5 и связанный с ним упор 9 занимает нижнее положение по отношению к цилиндру 4, а упругий децентратор 7 ориентируется в плане в сторону, противоположную нижнему концу нижней части компоновки с долотом 3. Верхний конец нижней части компоновки

прижимается к внутренней по отношению к заданному центру кривизны стенке скважины.

Данную компоновку целесообразно использовать в скважинах, где интервалы искривления ствола составляют большую часть по отношению к интервалу стабилизации, поскольку конструктивное выполнение компоновки позволяет производить бурение на форсированном режиме при большей нагрузке на долото при изменении зенитного угла.

Общественно полезные преимущества от применения данной компоновки заключаются в исключении операций по спускуподъему для замены компоновки для перехода с режима изменения зенитного угла на режим стабилизации.

Формула изобретения

Забойная компоновка для искривления ствола скважины, включающая долото, нижнюю секцию труб, содержащую забойный двигатель и состоящую из двух частей с ориентированными под острым углом друг к другу осями их концов, и верхнюю секцию труб, связанную с нижней секцией шарниром или гибкимзлементом,отличающая с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей компоновки, она снабжена цилиндром со штоком, связанным между собой с возможностью осевого перемещения и передачи крутящего момента, и упругим децентратором, верхняя секция выполнена из двух частей, связанных соответственно с цилиндром и.штоком, причем один конец децентратора связан с одной частью верхней секции компоновки с возможностью проворота, а другой конец децентратора связан с другой частью верхней секции компоновки посредством винтового несамотормозящегося соединения.

Изобретение относится к буровой тех^ нике и может быть использовано при бурении наклонно-направленных "скважин при помощи забойных двигателей. Цель изо- бре.тения - расширение технологических возможностей компоновки. Забойная ком^ прновка содержит верхнюю и нижнюю секг ции, связанны^ между собой шарниром или гибким элементом. Забойный двигатель' с долотом размещены на нижней секции ком-ПОНО13КИ, состоящей из двух частей, оси концов которых ориентированы под острым углом одна к другой. 'Верхняя секция компоновки выполнена из двух частей, меж-/ ду которыми установлен цилиндр со штоком и упругий децентратор. .Цилиндр и шток связаны друг с другом с возможностью осевого перемещения и передачи крутящего момента. Упругий децентратор одним концом связан с одной из частей верхней секции компоновки с возможностью проворота, а другим концом с другой частью верхней секции компоновки - посредством винтового несамотормозящегося соединения. В процессе работы для обеспечения искривления ствола скважинь! создают осевую нагрузку на долото при раскрепленной верхней секции компоновки. В зтом случае децентратор ориентируется в плане в ту же сторону, что и искривленная нижняя секция компоновки. Для стабилизации направления бурения уменьшают осевую нагрузку на долото и/или увеличивают давление в полости цилиндра при раскрепленной верхней секции компоновки. Ори этом происходит поворот децентратора на 180° и он располагается в плане в сторону, противоположную искривленной нижней секции компоновки. 2 ил.^Sч>& о елСл)предложенное техническое решение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении наклонно-направленных скважин при помощи забойных дв1игателей.Известна компоновка низа бурильной колонны, содержащая долото, забойный двигатель, муфту шарнирную и бурильные трубы.•Недостатком компоновки является ограниченность технологических возможностей. Компоновка не позволяет набрать зенитный угол 90° и превысить его, так как при допустимых осевых нагрузках обеспечение превышения опрокидывающего момента от несоосности линии действия сил, приложенных к ее направляющей штанге, становится недостаточным для преодоле-