Устройство для направленного бурения скважин Советский патент 1981 года по МПК E21B7/04 

(54) УСТРОЙСТВОГО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

СКВАЖИН

I

Изобретение относится к бурению скважин и может быть исполь.ювано для управления траекторией ствола.

По основному авт. св. № 747975, известно устройство для направленного бурения, включающее корпус и долото с каналами, снабженное устано 5ленным в корпусе на. подшипниках эксцентричным грузом и соединенным с ним золотниковым секторным лепестком, установленным над долотом (IJ.

Однако при бурении известным устройством с низкой механической скоростью, когда объем разрушенной породы невелик, для предотвращения, отклонения скважины в нежелательном направлении вводят в промывочную жидкость наполнитель, что снижает надежность работы устройства из-за возможности заклинивания секторного лепестка.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет регулирования расхода промывочной жидкости через долото.

Поста)ленная цель достигается тем, что устройство для iiaripaB.ieHHoro бурения скважин по ОСНОВНОМУ авт. св. N° 747975 снабжено установленным над эксцентричным грузом диском с осевыми периферийными каналами, центральным осевым каналом, заглушенным со стороны долота, и гидравлически связанными с полостью центрального осевого канала тангенциальными каналами, причем корпус имеет тангенциальные каналы для связи затрубного пространства с тангенциальными каналами диска. Кроме того, на наружной поверхности корпуса под тангенциальными каналами выполнена

to кольцевая проточка, а в центральном осевом канале диска установлен шаровой клапан.На фиг. 1 показано устройство, общин

вид; на фиг. 2 - сечение .А-А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1 с присоединительными резьбами 2, тангенциальными каналами 3 и расположенной под ними наружной кольцевой проточкой 4, эксцентричный груз 5, укрепленный на оси 6, установленной на подшипниках 7 с помощью упорных колец 8. Крышки 9 подшипников 7

имеют периферийные каналы 10 для прохода промывочной жидкости и фиксируются в корпусе 1 с помощью упорной втулки II.

Ось 6 соединяется с удлинителем оси 12 регулировочной муфтой 13. Секторный лепесток 14, закрепленный на удлинителе оси 12, устанавливается над буровым долотом 15 с промывочной плитой 16. Над эксцентричным грузом 5 устанавливается диск 17, в котором выполнены центральный осевой канал 18, заглушенный в осевом направлении со стороны долота 15, и симметричные тангенциальные каналы 19, гидравлически сообщающиеся с полостью осевого канала 18 и затрубным пространством через симметричные тангенциальные каналы 3, и осевые периферийные каналы 20. Осевой канал )8 снабжен седлом 21 под шар 22.

Устройство работает следующим образом.

Промывочная жидкость, закачиваемая в трубы в процессе бурения без осложнения, в зоне расположения диска 17 разделяется на два потока. Часть жидкости проходит через каналы. 20 и 10, и далее через каналы в промывочной плнте 16 долота 15, формируя в зоне долота ориентированную асимметричную промывку. Другая часть жидкости проходит через каналы 18, 19 и 3 в затрубное пространство, минуя зону долота.

Скорость восходящего потока в зоне наружной кольцевой проточки 4 корпуса I меньше, чем обычно, из-за подачи через каналы долота только части промывочной-жидкости, закачиваемой насосами, и увеличения площади поперечного сечения затрубного пространства.

Тангенциальные струи, вытекающие из каналов 3 корпуса 1, обеспечивают минимальное разрушение стенок скважины за счет гидромониторного эффекта, исключают действие поперечной силы от реактивной силы струй и увеличивают гидравлические сопротивления в затрубном пространстве в результате турбулизации восходяпдего потока в зоне тангенциальных каналов 3.

Из-за низкой скорости восходящего потока в зоне проточки 4 и увеличенного гидравлического сопротивления выще проточки, вынос крупных частиц разрушенной породы из зоны долота происходит хуже, чем при направлении всего потока через каналы долота, и в зоне долога образуется скопление частиц разрушенной породы. Причем, благодаря ориентированной асимметричной промывке зоны долота, осуществляемой так же, как в известном, скопление частиц разрушенной породы концентрируется в секторе нежелательно1 о направления бурения, где бокг)вые поверхности долота разрушают не массив разрушаемой породы, а частицы разрушенной породы; в секторе желательного направления бурения частицы разрушенной породы удаляются сравнительно хорошо, и боковые поверхности долота разрушают не частицы разрушенной породы, а массив разрушаемой породы.

Путем подбора соотношения расходов жидкости через каналы 20 и 10, каналы долота и каналы 18, 19 и 3 обеспечивают оптимальное равновесное скопление крупных частиц в зоне долота и вынос измельченных частиц из зоны долота.

В. случае возникновения Осложнений, например прн прихвате долота, в бурильную колонну бросают шар 22, который, достигнув седла 21, перекрывает осевой канал 18 и позволяет направить всю промывочную жидкость через каналы 20 и 10 и каналы долота.

Устройство может быть испол1)3овано для увеличения интенсивности искусственного искривления, уменьшения интенсивности естественного искривления скважин, что повышает качество стволов скважин и снижает затраты на нх строительство.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 747975, кл. Е 21 В 7/04, 1978.