Устройство для проводки вертикальной скважины Советский патент 1993 года по МПК E21B7/08 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для предупреждения искривления ствола вертикальной скважины.

Известно устройство для направленного бурения, включающее корпус с выдвижными опорными элементами, единую гидравлическую систему управления последними, насос с приводом от вала забойного двигателя. -

Известное устройство имеет сложную конструкцию, что снижает надежность его работы. Кроме того, это устройство нельзя установить над забойным двигателем.

Известно устройство для предупреждения искривления, ствола вертикальной сква- жины, включающее корпус с гидравяическими и опорными элементами, установленный в корпусе вал, полость с рабочей жидкостью, гидравлические каналы, связывающие полость корпуса с каждой гидрокамерой, запорные элементы, средство управления запорными элементами,

Средство управления запорными элементами известного устройства выполнено в виде маятников, связанных тягами с запорными элементами. В процессе бурения из-за вибрации возможны резонансные колебания маятников, что приводит к наруше- нию работы устройства.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

Указанная цель достигается тем, что устройство для проводки вертикальной скважины, включающее корпус, равномерно расположенные по окружности гидрокамеры с опорными элементами, установленный, к онцентрично в корпусе вал, полость с рабочей жидкостью, гидравлические каналы, связывающие полости корпуса с каждой гидрокамерой, запорные элементы гидрокамер, средство управления запорными

элементами, оно снабжено источником электрического тока и установленными над каждой гидрокамерой соленоидом, при этом сердечник последнего связан с запорным элементом гидрокамеры, корпус выполнен с каналами, связывающими гидравлические каналы гидрокамер с внешней средой, а средство управления запорными элементами выполнено в виде двух

электродов, расположенных в полости с рабочей жидкостью над каждым соленоидом, связанных электрической цепью с источником тока и соленоидом и размещенных при вертикальном положении корпуса над поверхностью рабочей жидкости, в качестве которой используют токопроводящую жидкость,

На фиг.Тизображен продольный разрез устройства для проводки вертикальной

скважины в рабочем положении; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Устройство для проводки вертикальной скважины включает корпус 1, установлеиный концентрично с последним вал 2, полость 2с рабочей жидкостью 4, соленоиды 5. Каждый соленоид 5 имеет сердечник 6, связанный с запорным элементом 7, расположенным в гидравлическом канале 8. Равномерно по окружности корпуса

расположены гидрокамеры 9 с опорными

элементами 10. Гидравлические каналы 8

связ ывзют полость 11 корпуса 1 с каждой

гидрокамерой 9. Средство управления запорнымй элементами 7 выполнено в виде расположенных в полости 3 с рабочей жидкостью 4 над каждым соленоидом 5 двух электродов 12, связанных электрической цепью (не показана) с соленоидом 5. Электроды 12 расположены над поверхностью рабочей токопроводящей жидкости 4. например, ртути. Корпус 1 выполнен с каналами 13, связываю, (ими гидраллический канал 8 каждой гидро/амеры 9 с внешней средой. Корпус 1 и вал 1 имеют соединительные элементы 14, 15 для связи с корпусом 1 и валом забойного двигателя (не показан), со- ответственно. Над соленоидами 5 расположена аккумуляторная батарея 16 с выключателем 17. Аккумуляторная батарея 16 - источник электрического тока, закреплена в корпусе 1 гайкой 18. Для прохода промывочной жидкости в корпусе 1 выполнены осевые отверстия 19, 20.

Работа устройства для проводки.вертикальной скважины осуществляется следующим образом.

Устройство может устанавливаться над забойным двигателем или между его секциями. В первом случае устройство используется без вала 2. Посредством соединительных элементов 14. 15 корпус 1 и вал 2 устройства ( оединяются с корпусом и валом забойного двигателя соответственно. После установи забойного двигателя на забой скважины в РОЛОСТЬ бурильных труб подается промывочная жидкость. При этом выключатель 17 соединяет аккумуляторную батарею 16 с электрической цепью, связывающей соленоиды 5 с электродами 12. Последние при вертикальном положении устройства расположены над поверхностью рабочей жидкости 4, например, ртути. При этом запорные элементы 7 закрывают гидравлические каналы 8, связывающие гидрокамеры 9 с полостью 11 корпуса 1. Промывочная жидкость не поступает в гид- рокамеры 9, и опорные элементы 10 находятся в транспортном положении. При отклонении ствола скважины от вертикали в полости 3 с противоположной направлению искривления счважины стороны повы- шается уровень рабочей хидкости 4. Электрическая цеп ,, связывающая каждый соленоид 5 с аккумуляторной батареей 16, замыкается при погружении электродов 12 в рабочую жидкость 4. Электрическая цепь, связывающая каждый соленоид 5 с аккумуляторной батареей 16, замыкается при погружении электродов 12 в рабочую жидкость 4. Эле ктр ческий ток от аккумуляторной батареи 16 к-ступает к соленоиду 5, при этом сердечник 6 соленоида 5 переместится в крайнее верхнее положение и запорный элемент 7 откроет гидравлический канал 8 и одновременно закроет канал 13,; Промывочная жидкость из полости 11 через осевые отверстия 19, 20 в корпусе 1 и гид- равлический канал 8 поступит з гидравлическую камеру 9, которая расположена под соленоидом 5, электрически связанным с аккумуляторной батареей 16. Под действием давления промывочной жидкости опорный элемент 10 переместится от вала 2 в радиальном направлении. За счет взаимодействия опорного элемента 10 со стенкой ствола скважины устройство сместится от оси скважины в направлении ее искривления. Долото при этом будет направлено в противоположную сторону. Поэтому при бурении оно будет разрушать горную породу преимущественно в противоположном искривлению ствола скважины направлении. После приведения ствола скважины к вертикали все электроды 12 будут расположены над поверхностью рабочей жидкости 4. При этом электрическая цепь, связывающая соленоиды 5 с аккумуляторной батареей 16, разомкнута и сердечники 6 с запорными элементами 7 находятся в транспортном положении, при котором гидрокамеры 9 изолированы от полости 11 корпуса 1 и гидравлически связаны через каналы 13 с внешней средой. Опорные элементы 10 переместятся, вытесняя промывочную жидкость из гидрокамеры 9 к валу 2, При очередном искривлении ствола скважикы вышеописанный процесс по приведению его к вертикали при помощи устройства д,1я проводки вертикальной скважины повторяется.

При использовании устройства исключается искривление ствола скважины, следовательно, повысится качество ствола скважины, а также будут исключены дополнительные работы по приведению ствола скважины к вертикали.

Формула изобретения Устройство для проьодки вертикальной скважины, включающее корпус, равномерно расположенные по его окружности гидрокамеры с опорными элементами, установленный конц Энтрично в корпусе вал, полость с рабочей жидкостью, гидравлические каналы, связывающие полость корпуса с каждой гидрокамерой, запорные элементы гидрокамер и средства управления запорными элементами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено источником электрического тока и установленным над каждой гидрокамерой соленоидом, причем сердечник последнего связан с запорным элементом гидрокамеры, корпус выполнен с каналами, связывающими гидравлические каналы гидрокамер с внешней средой, а средство управления запорными элементами выполнено в виде двух электродов, расположенных в полости с рабочей жидкостью над каждым соленоидом/связанных электрической цепью с источником тока и соленоидом и размещенных при вертикальном по- чей жидкости, в качестве которой использу- ложении корпуса над поверхностью рабо- ют токопроводящую жидкость.

А-А

фие.З