Устройство для бурения наклонных скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B7/08 

(5) УСТРОЙСТВО для БУРЕНИЯ НАКЛОННЫХ СКВАЖИН

1

Изобретение относится к буровой технике, а именно к техническим средствам для безориентированного управления азимутальным искривлением траектории стволов скважин при отсутствии текущей забойной информации в процессе бурения.

Известно устройство для бурения наклонных скважин, включающее корпус с гидрокамерой и плунжерным упором, эксцентричный груз, пружины tl.

Недостатком указанного устройства является ненадежная работа из-за наличия сложных вспомогательных систем, обеспечивающих выдвижение упорных средств.

Известно также устройство для бурения наклонных скважин, включающее корпус с равномерно расположенными по его окружности гидрокамерами и плунжерными упорами 2.

Недостатком этого устройства является ненадежная работа как ориентатора распределителя потока с эксцент-.

ричнои массой при малых зенитных углах, так и герметизирующих элементов плунжерных упоров в среде промывочной жидкости.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что соседние гидрокамеры и упоры выполнены с различными диаметрами и длиной, и Каждая пара гидрокамер с

10 различными диаметрами сообщена между собой, причем гидрокамеры заполнены жидкостью, например минеральным маслом.

На фиг.1 схематически представлен

«5 низ бурильной колонны с устройством для бурения наклонных скважин, общий вид-, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1..

Устройство 1, выполненное в виде

20 переводника, расположено между корпусом турбобура 2 и корпусом шпинделя 3 и включает в себя несколько гидравлических систем, заполненных жидКОСТЬЮ, например минеральным маслом. Каждая гидравлическая система состоит из двух изолированно соединенных каналом , гидрокамер большого 7,8,9 и малого 10,11,12 диаметров| в которые помещены самоуплотняю-г. щиеся плунжерные упоры, состоящие, соответственно, из плунжеров 13,l4, 15 и 16, 17, 18, штоков 19,20,21 и 22,23,24, башмаков 25,26,27 и 28,29, 30. Поверхности башмаков выполнены, рифлеными для уменьшения площади их соприкосновения со стенкой скважины. Устройство работает следующим образом. В наклонной скважине бурильный инструмент ложится на нижнюю стенку скважины. При этом шток 20 24,соприкасающиеся с нижней стенкой скважи ны, вдвигаются в гидрокамеры 8 и 12 и-под действием давления, создаваемого плунжерами 14 и 18, минеральное масло выталкивает соответствующие штоки справа 23 и слева 21. При упоре башмаков 29 и 27 в стенку скважины создаются усилия, действующие в разных направлениях. Ввиду того, что на плунжерных упорах, контактирующих со стенкой скважины, развиваются усилия, пропорциональные их площадям,уси .Лие на штоке большого диаметра 21 больше, чем на штоке малого диаметра 23Поэтому направление результирующей горизонтальной отклоняющей силы определяется действием штока большого диа метра 21. Такое же направление горичзонтальной отклоняющей силы получает ся в случае, когда башмак 27 штока большого диаметра 21 контактирует, а башмак 29 шток малого диаметра 23 не соприкасается с боковой стенкой сква жиньи; Случай, при котором направлени горизонтальной отклоняющей силы опреде ляется действием штока малого диамет ра 23, контактирующего башмаком 29 с боковой стенкой скважины (башмак 27 штока большого диаметра 21 при этом не соприкасается с боковой стенкой .скважины), исключается подборомсоот ветствующих длин штоков, геометричес ких размеров башмаков и диаметров ги рокамер. Следовательно, при любом положении устройст-ва направление результирующей горизонтальнойотклоняющей силы на долоте определяет ся действием плунжерных упоров большого диаметра. Поменяв в гидравлической системе гидрокамеры большого и малого диаметров местами, можно получить результирующую отклоняющую горизонтальную силу на долоте противоположного направления. Эту силу можно регулировать изменением соотношения диаметров гидрокамер, геометрическими размерами башмаков и количеством минерального масла в гидравлической сиртеме, что позволяет осуществлять безориентированное увеличение или уменьшение азимута ствола наклонной скважины. Выбор длин ходов плунжерных упоров, исходя из условия dXv+c% Dc№-(OK /Ih5), где длина хода плунжерного упора малого диаметра , длина хода плунжерного упора большого диаметра-, диаметр скважины наружный диаметр корпуса устройства-, толщина башмака, позволяет предотвратить затяжки и посадки бурильного инструмента в процессе спуско-подъемных операций и зак 1инивание устройства в процессе бурения. Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства обусловлена увеличением надежности неориентируемого управления азимутом наклонных скважин по сравнению с известными устройствами, особенно при малых зенитных углах, а также продлением срока службы плунжерных упоров. Формула изобретения 1.Устройство для бурения наклонных скважин, включающее корпус с р%вномерно расположенными по его окружности гидрокамерами и плунжерными упорами,, отличающееся, тем, что, с целью повышения надежности работы, соседние гидрокамеры и упоры выполнены с различными диаметр.ами и длиной, и каждая парагидрокамер с различными диаметрами сообщена между собой. 2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что гидрокамеры заполнены жидкостью, например минеральным маслом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР W 142239, кл. Е 21 В 7/01, 19б1. 2.Авторское свидетельство СССР Ь 541012, кл. Е 21 3 7/10, 19731

ю1о