Снаряд для направленного бурения Советский патент 1982 года по МПК E21B7/08 

(5) СНАРЯД ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

I

Изобретение относится к инструментам для глубокого бурения, а более конкретно к- устройствам или снарядам для направленного бурения скважин.

Известен снаряд для отклонения скважин от заданного направления, состоящий из корпуса, шарнирного узла, стабилизатора. Указанный отклонитель применяют для изменения направления ствола скважины под углом к предыдущему направлению 1.

едостатком этого снаряда является то, что он не дает плавного перехода от первоначального направления к заданному.

Известен снаряд для направленного бурения, включающий корпус с радиальными каналами, размещенную на нем эластичную распорную камеру, полый вал с радиальными каналами, отбурочный инструмент и отклонитель 2.

При прокачке жидкости через бу рильные трубы распорная камера прижимается эластичной частью к стенкам скважины и фиксирует корпус с отклонителем в скважине. При возобновлении бурения долото направляется отклонителем в сторону от первоначального ствола и бурение ведется на длину отклонителя в новом направлении. После прекращения подачи жидкости освобождается распорная камера и корпус с отклонителем опускается вниз

to на длину пробурённого участка для возобновления бурения.

Недостатком снаряда является необходимост ь после прохождения г, каждого наклонного участка прекра15щать бурение.

Целью изобретения является обеспечение непрерывности процесса бурения криволинейного ствола скважины.

Указанная цель достигается тем,

Ю что снаряд для направленного бурения снабжен дополнительной эластичной распорной камерой, установленной на корпусе под основной распорной каме-, 39 рой с возможностью их относительного осевого перемещения, и узлом управления распорными камерами, а вал подпружинен относительно корпуса и имеет наружные кольцевые проточки, выполненные в верхней и нижней частях вала над его радиальными каналарадиального канала в верхней части вала меньше соответствующего расстояния в нижней части вала. Кроме того, узел управления распорными камерами выполнен в виде золотниковых втулок, подпружиненных относительно корпуса. На фиг.1 схематично показано положение снаряда в исходном положении бурения; на фиг.2 - положение после забуревания на длину отклонителя; на фиг.З - освобождение основной распорной камеры и опускание верхней части корпуса вниз; на фиг. - закрепление основной распорной камеры освобождение дополнительной и опускание нижней части корпуса с отклонителем вниз, в исходное положение Д/1Я бурения; на фиг.5 - снаряд в исходном положении при поступлении жидкости в ра-порные камеры, продоль ный разрез; на фиг.6 - снаряд в начале процесса, бурения, когда распорные камеры заполнены жидкостью, продольный разрез. Снаряд состоит из корпуса 1 с радиальными каналами, центральными 2 и 3 крайними i и 5 эластичных распорных камер, основной 6 и дополнительной 7 полого вала 8 с радиальными каналами 9 и 10, долота 11 на конусном валу 12 и отклонителя 13. Распорные камеры помещены на двух телескопически установленных частях 14 и 15 корпуса, имеющих взаимное осевое перемещение. Полый вал 8 под пружинен относительно частей корпуса соответственно пружинами 16 и 17, имеет наружные кольцевые проточки 18 и 19f выполненые в верхней и ниж ней частях вала над его радиальными каналами 9 и 10t причем расстояние ог проточки 18 до канала 9Ш)меньш чем расстояние от проточки 19 до ка нала 10(7V Узел управления распорными камерами представляет золотниковые втул ки 20 и 21, поджатые соответственно пружинами 22 и 23 отнрсительно корпуса. Золотниковые втулки посажены на повый вал 8 с возможностью осевого перемещения внутри верхних и нижних телескопических частей 1 и 15 корпуса на величину прорези во втулках 2k и 25. Для ограничения перемещения золотников служат штифты 26 и 27. Верхние и нижние телескопические части корпусов закрыты наружными фланцами 28 и 29 и внутренними фланцами 30 и 31. Телескопические части корпуса от взаимного поворота фиксируются шпонкой. Снаряд работает следующим образом. После спуска и ориентирования снаряда в скважине приводится в действие промывочный насос. Жидкость, проходящая через снаряд, частично поступает в эластичные распорные камеры 6 (фиг.5 и 6) и 7 (фиг.5 и 6)г по каналам полого вала 9 и 10, совмещенным с отверстиями золотниковых втулок 20 и 21 и центральными каналами 2 и 3 корпуса,после чего камеры расширяются и заклинивают снаряд между стенками скважины. После закрепления снаряда начинается процесс бурения. При осевом перемещении полого вала 8 (фиг.6) сжимаются пружины 16 и 17 между фланцами 28 и 31 корпуса и буртами полого вала. Промывочная жидкость поступает в пространство между золотниковыми втулками 20 и 21 и валом 8. Из-за разности гидравлических сопротивлений каналов вала и крайних каналов и 5 корпуса между корпусом и валом создается повышенное давление, заставляющее золотниковые втулки перемещаться вверх на величину прорезей 2k и 25, сжимая золотниковые пружины 22 и 23. Перемещаясь, золотниковые втулки перекрывают центральные отверстия в корпусе, изолируя распорные камеры, сохраняя в них жидкость. При дальнейшем перемещении (опускании) полого вала, его радиальные каналы перекрываются фланцем 30. Давление под золотниковой втулкой 20 падает до затрубного и под действием пружины 22 золотниковая втулка Смещается вниз, выталкивая некоторую часть жидкости через канал в корпусе за пределы снаряда. В крайнем положении золотниковой втулки 20 его отверстие и центральное отверстие в корпусе 2 совпадает с верхней проточкой 18 в вале 8 и жидкость из распорной камеры через центральное отверстие в корпусе 2, через отверстие в золотниковой втулке 20, проточку 18 5 в вале 8 и верхнее отверстие в корпу се сбрасывается в затрубное пространство. Основная эластичная распорная камера 6 освобождается и пружиной 16 перемещается вниз, к забою, на длину отбуренного участка ствола причем процесс бурения при этом продолжается. После того, как основная распорная камера с телескопической частью корпуса k опустится вниз к забою на длину разбуренного участка вновь произойдет совмещение каналов 9 вала 8 с отверстием в золотнике 20 и центральным каналом 2 корпуса, в результате чего произойдет повторное закрепление распорной камеры 6. Посл закрепления распорной камеры 6,через некоторый промежуток бурения, произойдет освобождение распорной камеры 7, перемещение нижней части корпуса 15 и повторное закрепление распорной камеры 7 аналогично предыдущему. Требуемая последовательность работ распорных камер снаряда для направленного бурения достигается тем, что расстояние от радиального канала полого вала и кольцевой проточкой .f меньше, чем соответствующее расстояние в нижней части f, На фиг.- схематично показаны положения снаряда в скважине при бурении одного наклонного интервала и изготовка снаряда.в исходное положе. ние для повторного бурения (фигД) т.е. последовательность работы пружин, и распорных камер. Использование изобретения приведет к сокращению времени бурения искривленного участка, что дает повышение эффективности бурения скважины 3 Формула изобретения 1. Снаряд для направленного бурения, включающий корпус с радиальными каналами, размещенную на нем эластичную распорную камеру, полый вал с радиальными каналами, отбурочный инструмент и отклонитель, о т л и чающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности процесса бурения криволинейного ствола скважины, он снабжен дополнительной эластичной распорной камерой, установленной на корпусе под основной распорной камерой с возможностью их относительного осевого перемещения, и узлом управления распорными камерами, а.вал подпружинен относительно корпуса и имеет наружные кольцевые проточки, выполненные а верхней и нижней частях вала над его радиальными каналами, причем расстояние от проточки до радиального канала в верхней части вала меньше соответствующего расстояния в нижней части вала. 2. Снаряд по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я Уем, что узел управления распорными камерами выполнен в виде золотниковых втулок, подпружиненных относительно корпуса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сулакшин С. и др., Техника и технология направленного бурения скважин. М., Недра, 1967, с.132135. . 2.Морозов Ю.Т., Бурение направенных и многоствольных скважин маого диаметра. М., Недра, 1976, с.85 (прототип).

{риг.2

W

у

Фиг.З

Фи.