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

Иэобрет ение относится к бурению наклонно-направленных скважин, а именно к отклоняющим системам, предназначенным для зарезки наклонного ствола скважины роторным способом.

Известен сйаряд для направленного бурения скважин роторным способом, который включает долото/кожух, размещенные в нем ведущий и ведомый валы, фиксирующее 5 стройство и телескопическое соединение в верхней части ведущего .

Недостатки известного устройства состоят, в том, что при спуске в скважину при посадке возможен срез штифта и заклинивание кожуха, телескопическое устройство ненадежно в работе, 8 слунаё его поломки возможно оставление частей устройства-в скважине, при в11ёдрении пальца фиксирующего устройства в стенку скважины заклинивается кожух относительно стенки, а это препятствует его продвижению вниз вслед за долотом, устройство ра-зового действия, после среза штифта необходимо делать подъем и производить замену штифта.

Наиболее близким к-, предлагаемому является снаряд для направленного бу

рения, включающий корпус с размещенным в нем полым подвижным валом с буртиком на наружной поверхности, расположенный на боковой поверхности корпуса выдвижной элемент, узел фиксации корпуса относительно вала и опорные пластины, установленные на боковой поверхности корпуса по его концам диаметрально выдвижному

10 элементуС2.

Недостаток данной конструкции заключается в том, что она не обеспечивает достаточной надежности работы, так как корпус устройства ослаблен

15 вырезом, в коте ром располагается выдвижной ползун, приводимый в движение эластичным рукавом, который в процессе работы быстро изнашивается.

20

Цель изобретения - повышение надежности в работе снаряда для направленного бурения скважин.

Указанная цель достигается тем,

25 что выдвижной элемент выполнен в виде рессоры,а узел фиксации корпуса относительно вала в виде расположенного в полости вала подпружиненного поршня с клиновой наружной поверхностью, установленного с возможностью

взаимодействия с ipeccopofti через толкатель и шарик.

На фиг.1 изобраэен снаряд для направленного бурения скважин перед началом бурения; на фиг. 2 - то же, при бурении.

для направленного бурения скважин состоит из кожуха, включающего корпус 1 с; расположенными по его концам верхним 2 и нижним 3 патрубками, расположенный в корпусе полый вал, состоящий из ведущего 4 и ведомого 5 валов. Нижний патрубок 3 выполнен с эксцентричным отверстием 6. Верхний патрубок 2 имеет отверстие 7, в котором находятся толкатель 8 и шар 9, отверстие закрывается выдвижным элементом, выполненным в виде расположенной на боковой поверхности корпуса рессоры 10, один конец 11 которой жестко закреплен ( например, сваркой) , а другой имеет свободный ход. Внутри ведущего вала 4 размещен узел фиксации корпуса относительно вала, выполненный в виде двойного поршня 12 с резиновыми упЛотнителями 13. Поршень 12 имеет суживающийся канал 14 для прохождения промывочной жидкости. На боковой поверхности поршня 12 расположен выталкивающий клин 15, который входит в паз 16 ведущего вала 4. Поршень подпружинен пружиной 17, которая опирается на выступ 18. Ведущий 4 и ведомый 5 валы соединены гибким элементом 19 (бурильной трубой) . На верхнем конце нижнего патрубка 2 вмонтирован резиново-металлический подшипник 20. Верхний 3 и нижний 2 патрубки снабжены опорньпий пластина.ми 21, установленными диаметрально рессоре 10. К нижнему концу ведомого вала 5 присоединено долото 22. Ведомый вал в верхней части на наружной поверхности имеет буртик 23.

На нижний конец корпуса 1 наворачивают на левой резьбе патрубок 2 с эксцентричным наклонньом отверстием 6, которое служит для того, чтобы создг1ть перекос оси ведомого вала 5 относительно корпуса 1, а следовательно, и перекос оси долота 22 относительно оси корпуса 1, из-за чего происходит разрушение забоя и искривление ствола скважины.

Резиново-металлический подшипник 20, установленный на патрубке 2, уменьшает силу трения, возникающую при вращении ведомого вала 5 при бурении. Гибкий элемент 19, соединяющий валы, передает крутящий момент с ведущего вала на ведомый и, кроме того, выполняет роль шарнира, соединяющего два перекошенных вала,

В нерабочем состоянии (фиг.1) валы находятся в крайнем верхнем положении, при этом боковое отверстие в верхнем патрубке 3 совпадает с боковым отверстием в ведущем валу, причем половина шара 9 заходит в отверстие патрубка 3, а другая половина шара 9 заходит в отверстие ведущего вала, за счет этого происходит фикса ция корпуса относительно ведущего вала 4. Поршень12 находится в верхнем положении. 9 таком положении снаряд спускают в скважину на бурильных трубах и производят его ориентирование .

После того как снаряд установлен в нужном направлении включают буровой насос и создают давление промывочной жидкостью. Под действием перепада давления, возникающего при прохождении промывочной жидкости по сужающемуся каналу 14 в поршне 12, поршень 12, сжимая пружину, движется в нижнее положение (фиг.2) . При этом выталкивающий клин 15 на поЕяине перемещается по пазу 16 в ведущем валу 4 и выталкивает из вала 4 шар 9, толкатель 8 и рессору 10. Происходит расфиксирование ведущего вала 4 относительно кожуха. Одновременно при этом шар 9, вытолкнутый клином 15, полностью входит IB отверстие 7 и через толкатель 8 выдвигает рессору 10. Рессора 10 упирается в стенку скважины к отталкивает корпус к противоположной стенке, при этом опорные пластины 21 на верхнем и нижнем патрубках корпуса внедряются в стенку скважины, в результате чего кожух фиксируется относительно скважины. Одновременно создается дополнительный перюкос корпуса.

После этого инструмент спускают до забоя В начальный момент корпус остается на месте, так как он зафиксирован, а ведущий 4 и ведомый 5 валы движутся вниз до тех пор, пока буртик 23 ведомого вала не входит в соприкоснование с подшипником, при этом корпус скользит вниз вместе с колонной бурильных труб, в это же время осуществляют вращение колонны бурильных труб и производят бурение.

В процессе бурения корпус постоянно движется вниз за долотом. Под действием осевой нагрузки и за счет эксцентричного отверстия в нижнем патрубке корпус прижимается к нижней стенке скважины. Опорные пластины 21 на верхнем 3 и нижнем 2 патрубках корпуса расположены по одной образующей . Плоскость же действия отклонителя совпёщает с плоскостью действия рессоры 10.

Перед наращиванием инструмента колонну бурильных труб приподнимают и отключают буровые насо.сы. При этом поршень 12 под действием пружины 13 возвращается в верхнее положение и выталкивающий клин 15 открывает