Ступенчатый буровой снаряд

 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при направленном бурении скважин в наклонно залегающих анизотропных горных породах. Цель изобретения - уменьшение направления ствола скважины относительно линии восстания пластов горных пород. Снаряд включает направляющую штангу 2 с долотом 1, расширитель 4, бурильные трубы 6,8, опорно-центрирующие элементы 5,7. Долото и расширитель имеют различный тип породоразрушающих элементов либо шарошечного, либо лопастного типа и различный вид привода . Изменяя тип породоразрушающих элементов долота и расширителя, а также вид их привода изменяют направление бурения . 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

"с

"ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕККЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2I) 4407106/03 (22) 08.04.88 (46) 30.04.91. Бюл. № 16 (75) И. М. Фрыз (53) 622.243.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1049647, кл. Е 21 В 7/08, 1982.

Фрыз И. М. Бурение скважин большого диаметра на Прикарпатье. Нефтяная и газовая промышленность. Киев.: Техника, № 3, 1986, с. 20 — 23. (54) СТУПЕНЧАТЫЙ БУРОВОЙ СНАРЯД (57) Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при на„,Я0„„1645430 A 1 (5I)5 Е 21 В 7/08 правленном бурении скважин в наклонно залегающих анизотропных горных породах.

Цель изобретения — уменьшение направления ствола скважины относительно линии восстания пластов горных пород. С на ряд включает направляющую штангу 2 с долотом

1, расширитель 4, бурильные трубы 6 8, опорно-центрирующие элементы 5,7. Долото и расширитель имеют различный тип породоразрушающих элементов либо шарошечного, либо лопастного типа и различный вид привода. Изменяя тип породоразруша ющи х элементов долота и расширителя, а также вид их привода изменяют направление бурения. 4 з.п. ф-лы, табл., 5 ил.

1645430

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при направленном бурении скважин в наклонно залегающих анизотропных горных породах.

Цель изобретения — изменение азимутального направления ствола скважины относительно линии восстания пластов горных пород.

На фиг. 1 — 4 представлены варианты выполнения ступенчатого бурового снаряда; на фиг. 5 — схема изменения направления бурения относительно линии восстания пластов горных пород.

Ступенчатый буровой снаряд (фиг. 1) содержит долото 1, направляющую штангу 2, ограничитель 3 смещения, расширитель 4, онорио-центрирующий элемент 5, утяжеленную бурильную трубу 6, опорно-центрирующий элемент 7, утяжеленные и бурильные трубы 8. На фиг. 2 и 3 изображены схемы ступенчатых буровых снарядов, в которых соответственно направляющая штанга 2 и утяжеленная бурильная труба 6 между опорно-центрирующими элементами 5 и 7 заменены турбобуром. Ступенчатый буровой снаряд (фиг. 4) состоит из долота 1, направляющей штанги 2, ограничителя 3 смещения, расширителя 4, опорно-центрируюших элементов 5 и 7, турбобура 6, утяжеленных и бурильных труб 8. Особенностью снаряда является то, что долото 1 вращается ротором, а расширитель 4 турбобуром 6.

Для обеспечения работоспособности этого снаряда необходимо применять турбобур с вращающимся корпусом.

Ступенчатый буровой снаряд работает следующим образом.

Азимутальное направление естественного искривления скважин при бурении сплошным забоем и правом вращения долота зависит от способа бурения и типа иородоразрушаюшего элемента.

При разрушении наклонно залегающих анизотроиных горных пород ступенчатым буровым снарядом, содержащим для породоразрушающих инструмента — долото 1 и расширитель 4, на них действует два отклоняющих усилия, возникающих на долоте

1 и расширителе 4. Направления действия этих сил зависят также от типа породоразрушающих элементов и частоты вращения соответственно долота 1 и расширителя 4. Направление движения ступенчатого бурового снаряда определяется направлением действия результирующей от отклоняющих сил, возникающих на долоте 1 и расширителе 4.

На фиг 5 изображен образованный граничными направлениями (l и 4) естественного искривления долота 1 и расширителя

4 сектор, в котором показаны направления (1 — 4) бурения ступенчатым буровым снарядом ири одинаковых типах иородоразрушаюших элементов и видах привода долота 1 и расширителя 4 в направлениях

0 5п о5 йяи2(9 q где пир — прочность породы при вдавливании в нее штампа в направлении лучшей буримости, Па;

Зк — площадь контактной поверхности породоразрушающего инструмента с неразрушенной породой, м, h — индекс анизотропии разбуривае25 мых пород;

О,q — угол соответственно наклона разбуриваемых пород и наклона скважины, град.

Изменяя тип породоразрушающих элементов, вид привода и величину отклоняю30 щего усилия соответственно на долоте 1 и расширителе 4, можно обеспечить любое направление бурения в секторе, образованном направлениями 1 и 4 (фиг. 5). Разная частота вращения долота и расширителя

4 достигается при замене в ступенчатом

Ç5 буровом снаряде (фиг. 1) направляющей штанги 2 или утяжеленной бурильной трубы

6 турбобуром. Каждое направление бурения обеспечивается соответствующим ему составом ступенчатого бурового снаряда (см.

40 "блицу)

Обозначение направлений 1>, 1з, 1, 2з, 2, 34 произведено таким образом, что большая цифра указывает на тип породоразрушающих элементов и привод долота 1, а маленькая (индекс) — на тип породоразрушаю45 щих элементов и привод расширителя 4.

Эти направления могут быть достигнуты при изменении типа породоразрушающих элементов и привода долота 1 и расширителя 4. В этом случае направления бурения соответственно обозначаются 21, 31, 4, 50 3, 4>, 4з и обеспечиваются другими типами ступенчатых буровых снарядов (см. таблицу).

На фиг. 5 направления бурения сориентированы относительно линий простирания и восстания горных пород.

20

Формула изобретения

1. Ступенчатый буровой снаряд, включающий направляющую штангу с долотом (1, 1з, 2з, 14, 24, 3 ), которые обеспечиваются при одинаковых значениях отклоняющих сил на долоте 1 и расширителе 4 и при разных типах поро";>разругцающих элементов и видах привода долота 1 и расширителя 4.

При выполнении иородоразрушающих элементов долота 1, например, режуще-скалывающего типа, а расширителя — дробяще-скалывающего, отклоняющие силы на долоте 1 и расширителе 4 действуют в разных направлениях и движение ступенчатого бурового снаряда происходит в направлении действия результирующего отклоняющего усилия. Отклоняющее усилие на долоте 1

15 или расширителе 4 определяется по формуле

1645430

5 и ограничителем ее смещения, расположенный над последним расширитель, и бурильные трубы с опорно-центрирующими элементами и приводом, отличающийся тем, что, с целью изменения азимутального направления ствола скважины относительно линии восстания пластов горных пород, долото и расширитель имеют различный тип породоразрушающих элементов и различный вид привода.

2. Снаряд по и. 1, отличающийся тем, что долото имеет породоразрушающие злементы пароп ечного типа, а расширитель лопастного зипа.

3. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что долото имеет породоразрушающие элементы лопастного типа, а расширите1b шарошечного типа.

4. Снаряд по п. 1, отличающийся тс и. что долото имеет привод от забойного двигателя.

5. Снаряд по и. l, отличающийся тем, что расширитель имеет привод от забойного двигателя.

Состав ступенчатого бурового снаряда для обеспечения заданного направления бурения

Тип породоразрушающих элементов

Направление бурения на фиг. 5

Рариант с róпенчатого бурового снаряда и вил привода

l расширителя долота турбинный рс горный тур бил ный ро торный турбин: ый турбинный турб;.ннь й

П р и м е ч а н и е : ДС вЂ” вооружение дробяще-скалывающего типа; PC — режуще — скалываюшегo..

2

4

1, 15

2

24

34

2<

4>

38

ДС, IC, РС, РС, ДС, ЛС,,IC, ;IC, ДС, РС, ДС, РС, РС, РС, РС, ГС, роторпый роторный турбинный роторный турбинный роторный турбинный роторный роторный I C

ДС, розорный

РС, турбинный

PC роторный

ДС, роторный

РС, турбинный

РС, роторный

РС, турбинный

РС, роторный

РС, роторный .7С, турбинный

ДС, турбинныи

ДС турбинный

ЛС, роторный

ДС, роторныи

РС, турбинный фиг. 3 фиг. 1 фиг. 3 фиг. 1 фиг. 2 фиг. 3 фиг. 2 фиг. 4 фиг. 2 фиг. 2 фиг. -4 фиг. 3 фиг. фиг. 2 фиг. 1 фиг. 4

1645430

1645430

Составитель В Родина

Редактор И. Касарда Техред А. Кравчук Корректор А Обручар

Заказ I328 Тираж 376 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытияч при ГKIIT СССР

1l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушслая наб., д 4, 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г Ужгород, ië Гагарина. I 01