Снаряд для направленного бурения скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B7/06 

Изобретение .относится к буровой технике, а именно-к устройствам для, предупреждения естественного искривления скважин, и может быть использовано при«направленном бурении скважин вращательным способом.

Известны специальные колонковые наборы повышенной жесткости, которые используются для предупреждения ис- кривления скважин Г

Однако с помощью подобных снарядов не удается в ряде случаев предотвратить естественное искривление ; сквахкин. Это связано с тем, что снаряды вписываются в скважину без Изгиба при-довольно существенной интенсивности искривления скважин. Вписываемость прямолинейного снаряда в искривленную скважину установлена в специальных компонов.ках повышенной жесткости, снабжённых элементами, центрирующими нижнюю часть колонны в буроЁой скважине.

Известно устройство для направленного бурения скважин, включающее центрирующий кожух, имеющий в нижней части шарнир,нижнее плечо которого Соединено с породоразрушанидим инструментом, а верхнее представляет собой утяжеленную бурильную трубу, проходящую через удлиненный центратор и соединенную со сцентрированной бурильной колонной f2.

Однако при искривлении скважины происходит перекос осей удлиненного центратора и шарнира, в результате чего на боковой поверхности долота появляется сила. Действуя в сторону, противоположную направлению естест10венного искривления скважины. В связи с тем, что удлиненный центратор и шарнир выполнены симметрично, устройство не реагирует на малое искривление скважины и не предотвраща15ет его., поскольку отклоняющее усилие, передаваемое долотом на стенку скважины в сторону, противоположную естественному искривлению, недостаточно велико.

20 , Цель изобретения - обеспечение выправления направления скважины при малых углах искривления за счет увеличения усилия, передаваемого долотом на стенку скважины в сторону,

25 противоположную направлению естественного искривления.

Указанная Цель достигается тем, что снаряд для направленного бурения скважин, включакиций корпус с цент30рируювдами элементами, имеющий в нижней части шарнир, нижнее плечо которого связано с породоразрушающим инструментом, снабжен расположенной эксцентрично корпусу и жестко с ним связанной втулкой, а верхнее плечо шарнира размещено во внутренней полости последней.

На фиг.1 показан снаряд для направленного бурения скважин} на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Снаряд имеет корпус, образованный центрирующими элементами, выполненными в виде верхнего 1 и нижнего 2 рас1иирителей-переходников, соединенных отрезком трубы 3 и трубкой 4 с корпусом 5 двуплечего . шарнира 6. В нижнем расширителе-переходнике 2 установлена эксцентрично ему с эксцентриситетом е втулка 7, закрепленная болтом 8. Для предот.вращения утечки промывочной жидкоети в нижнем расширителе-переходнике 2о установлен резиновый патрубок 9, закрепленный с помощью втулки 10 и гайки 11. Верхнее плечо шарнира б входит во внутреннее отверстие втулки 7, а нижнее плечо шарнира соединено через двойной пере ходник 12 с колонковой трубой 13, к нижней части которой присоединен юродоразрушающий инструмент 14, имеющий эффективное боков.ое армированне.

Работа устройства заключается в следующем.

В прямолинейной скважине ось трубы 13 совпадает с осью корпуса, поэтому инструмент работает без пе- рекоса. npv искривлении скважины породоразруишющий инструмент 14 центрирует трубу 13 в нижней части скважины в направлении искривления, а расширители-переходники 1 и 2 центрируют трубу 3 в первоначальном направлении скважины. В результате этого появляется перекос осей труб 3 и 13, поэтому верхнее плечо шарнира 6 отклоняется от оси корпуса..

Таким образом, корпус снаряда вращается вокруг- первоначальной оси скважины, в породоразрушающий инструмент, труба 13 и внутренняя часть шарнира б вргицаются вокруг оси искривленной скважины. Эксцентрично расположенная втулка 7, вращаясь вместе с корпусом, при каждом обороте воздействует на верхнее плечо шарнира б, стремясь восстановить соосность бурового снаряда. Усилие от

верхнего плеча шарнира передается на нижнее плечо и через переходник 1 и трубу 13 - на породоразрушающий инструмент. Пбродоразрушающий инструмент с большим усилием воздействует на стенку скважины, фрезеруя ее в направлении, противоположном естественному искривлению, до тех пор, пока скважина не примет прямолинейную форму, т.е. восстановится соосность бурового снаряда.

Наличие эксцентрично расположенной втулки, воздействующей на верхнее плечо шарнира при его отклонении от оси удлиненного центратора, позволяет получать в призабойной зоне фрезерующее усилие большой величины, действующее перпендикулярно стенке скважины в направлении, противоположном естественному искривлению. Это позволяет осуществлять бурение практически прямолинейных отрезков скважин в различных геологических условиях, в том числе и в анзотропных горных породах.

Технико-экономическая эффектив-. носта снаряда заключается в уменьшении необходимого количества циклов искуссвенного искривления для корректировки трасс скважин и в получении экономии материальных средс при проводке скважин.

изобретения

Снаряд для направленного бурения скважин, включающий корпус-с центрирующими элементами, имеющий в нижней части шарнир, нижнее плечо которого связано с породоразрушаквдим инструментом, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения выправления направления скважины пр малых углах искривления, он снабжен расположенной эксцентрично корпусу и жестко с ним связанной втулкой, а верхнее плечо шарнира размещено во внутренней полости последней.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шитихин В.В. и др. Бурение направленных геологоразведочных скважин. М., Госгеолтехиздат, 1960, с. 50-54.

2.Авторское свидетельство СССР 471416, кл. Е 21 В 7/06, 1973.

ft