Индикатор направления искривления наклонных скважин Советский патент 1980 года по МПК E21B47/22 

(54) ИНДИКАТОР НАПРАВЛЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЯ НАКЛОННЬЗХ СКВАЖИН.

Изобретение относится к бурению и Может быть использовано для определения направления искусственных или естественных искривлений наклонных скважин. Известны устройства для измерения .зенитных и азимутальных углов скважин, включающие источник питания, реле, выключатель, удлинитель, рычаги апсидиальйую амку, арретир и чувствительный элемент 1 . Однако указанное устройство сравнительно сложно в изготовлении и экс плуатации, а, кроме того., не обеспечивает проведения замеров в скважина при -небольших у лубках искривленных участков. Известен индикатор, установленный в колонне бурильных труб, содержа№8 несбалансированный стерженй, жестко соединенный с печатью, иглуи к .лЪнковыЙ набор, {2J. Принцип действия этого прибора рс на получении отпечатка ножей на печати, занимающей определенное положение Относительно апсидальной плоскости скважины. Указанный прибор прост и дает воз мржность провести ориентирование отклонителей с допустимой точностью, однако он не позволяет преобразовать приращение полученного угла искривле;ния. в линейное смещение, что делает невозможным определение направления искривления СКВЕШИНЫ. Цель изобретения - сокращение спуско-подъемньйс операций за счет уменьшения инклинометрических замеров. Это достигается тем, что предлагаемый индикатор снабжен шарниром, который с однЬй стороны жестко связан с колонной бурильных труб, а с другой - с колонковым набором, причем в полости шарнира соосно с, ним установлена игла, острие которой обращено к колонне бурильных труб. . . На фиг, 1 изображен предлагаемый ;индикатор, общий вид; на фиг, 2 то же, после спуска в скважину; на фиг. 3 - лимбовое устройство, , Индикатор искривления содеряоит два основных, узла - шарнир и дебалансный стержень, Шарнирный переходник предназначен для устранения концентрации напряжений в буровом снаряде и образования резкого перекоса колон кового набора относительно бурильной ксщрнны, а также трансформации этого перекоса в линейную величину. Шарнирный переходник содержит нип пель 1, который резьбой соединен с обоймой 2, смешающей -верхнгою часть хвостовика 3. В соответствующие канавки о.брймы 2 и хвостовика 3 свобод но вставлены пальцы 4, которые препятствуют взаимному проворачиванию этих деталей. При этом между сопрягаемыми поверхностями верхней части хвостовика 3, обойглы 2 и пальЦев 4 имеются зазоры, позволяющие смещать нижнюю часть хвостовика относительно i ;eEieftta Ai i - -4- -.-™ - ----- .- ....-- .--..-,-. .... ..,.,4,,-, . центральной оси ниппеля 1 в заданных пределах (на угол 3-5) . Для устранения утечки жидкости из центрального канала шарнирного переходника сопрягаемые части ниппеля 1 и их хвостовика 3 имеют соответствую1дие расточки, в которые плотно встав Лёна эластичная трубка 5. В нижней части хвостовика 3 соосно установлена втулка б с укрепленной на ней иглой 7. При соосном распСйбженйи центральных каналов ниппеля 1. и хвостовика 3 верхний конец иглы располагается на центральной оси ниппеля 1. . При смещении нижнего конца хвостовика 3- в ту или иную сторону относительно оси ниппеля 1 верхний конец иглы- сместится в противоположную сТо рону. с помощью резьбы хвостовик 3 сое диЦен с шарниром 8, на который может быть навинчена колонковая труба. Дебалансный стерженьпредназначен для;регистрации положения иглы относительно апсидальной плоскости наклон .,ной скважины и состоит из несбалан сйрованного стержня 9, имеющего в ни зу гн1ездЬ, в котором установлена пла стина 10,из сравнительно мягкого материала (алюминия, свинца, пластилина, гудрона и т. п.) . Bёpkняя часть стержня 9 соединена с эластичным проводом или шнуром 11. Благодаря тому, что центр тяжести стержня при наклонном его положении будет всегда располагаться ниже цент ральной оси И в; апсидальной плоскости с , то печать будет занимат определенное положение. Шарнирный переходник входит в состав бурового сГнаряда между бурильно колонной и колонковой трубой и на пр тяжении всего рейса располагается в скважине. Стержень опускается в буро вой снаряд только на период замеров, которые производятся в начале, середине или в конце рейса. Принципдействия индикатора напра УлёМйя искривления заключается в след ВДём7 ----------- -- - -- -После проведения искусствейногр искривления в скважину опускают буро вой снаряд, в состав которого включе шарнирмьай переходник. Снаряд пОдвеши

735755 .BcUOT над забоем так, чтобы отбурочный колонковыйнабор 12 вместе с породоразрубщим инструментом 13 находился в искривленном участке скважины, а ни.ппель 1, соединенный с бурильной колонной 14, располагался в. неискривленной части скважины. При таком расположений бурового снаряда, благодаря жесткому соединению нижней части шарнирного переходника с колонковым набором, верхний конец иглы будет смещен от. центральной-оси ниппеля 1 в направлении, противопо.ложном искусственному искривлению. Это положение иглы регистрируется печатью, опущенной на гибком проводе или шпагате внутрь бурильной колонны. В момент установления печатай на иглу дебалансный стержень займет определенное положение (боковой вырез расположится со стороны висячей стенки наклонной скважины), и на нижней поверхности пластины 10 образуется воронкообразное углубление (отпечаток, по положению которого относительно апсидальной плоскости скважины и определяется направление искусствен-, ного искривления). При необходимости по .величине линейного смещения отпечатка от центральной оси стержня может быть вычислейа и величина приращения угла. Для получения более точных данных направления искривления расшифровка показаний печати может быть осуществлена с помощью лимбового устройства, которое содержит лимбовую втулку 15, где укреплена с возможность:- проворачивания на 360° промежуточная втулка 16. В прорезях верхней части промежуточной втулки 16 установлена стрелка 17.. В боковой стенке лимбовой втулки 15 есть резьба, в которой расположен винт 18. Для проведения расшифровки показаний печати лимбовоё устройство надеBcUOT на нижнюю часть дебалансовогО стержня 9, совмещают нулевое деление лимба, так, чтобы при нижнем положении несбалансированной части стержня оно находилось в верхнем положении, т. е. нулевое положение лимба и центр тяжести несбалансированной части- печати должны располагаться в противоположных направлениях. В таком положении лимбовое устройство закрепляют на несбалансированном 9 с помощью винта 18. После этого путемповорачивания промежуточной втулки 16 относительно стержня и лимбовой втулки устанавливают стрелку т.ак, чтобы ее хвостовая тонкая часть, располагающаяся над печатью, закрывсша отпечаток или (при широком отпечатке) проходила через его середину. По второму концу стрелки 17 при этом берется отсчет показаний в градусах. . . . 7 При необходимости замеры направления искривления в одном и том же рейсе могут быть проведены неоднократно (например в начале, в середине и в конце рейса), что дает возмож ность проследить за искривлением скважины и Своевременно принять соответствующие меры. Для уменьшения затрат времени на проведение работ можно несколько замеров проводить за один спуск стержн При этом перед кгокдым замерой бурово снаряд подвешивают на определенной глубине скважины и путем подъема и опускания стержня на печать наносят отпечаток. Для различия каждый от- печаток (в зависимости от глубины скважины) должен иметь различную глу бину и ширину, что,может быть получе но за счет силы Удара стержня о торе иглы .{например,при падении стержня различных фиксированных высот). Предлагаекый индикатор позволит обеспечить получение информации о на ;правлении искривления скважины на пе вом этапе работ по искусственному ис кривлению скважины даже при ее минимальном углублении. Это даст возможность в случа1е неудовлетворительных результатов искривления устранить затраты времени на ликвидацию брака и сократить тем самым объем бурения. в результате использования изобретения повысится производительность буровых работ и снизится их стоимость, Формула изобретения Индикатор направления искривления наклонных скважин, установленный в колонне бурильных труб, содержащий несбалансированный стержень, жестко связанный с печатью, иглу и колонковый набор, отличающийся тем, что, с целью сокращения спускоподъемных операций за счет уменьшения инклинометрических замеров , он снабжен шарниром, который с одной стороны жестко связан с колонной бурильных труб, а с другой - с колонковым набором, причем в полости шарнира соосно с.ним установлена игла, острие которой обращено к колонне |бурильных труб. Источники информации, ггринятые во внимание при экспертизе ° 1.Блинов Г. А. и др. Справочник по алмазному бурению геологоразведочных скважин. Л. Недра, 1975, с. 281-283. 2.Калинин А. Г. и др. Ориентирование отклоняющих систем в скважинах М., Гостоптехиздат, 1963, с. 54-55, (прототип).