Забойная компоновка для искривления ствола скважины

 

Изобретение относится к буровой тех^ нике и может быть использовано при бурении наклонно-направленных "скважин при помощи забойных двигателей. Цель изобре.тения - расширение технологических возможностей компоновки. Забойная ком^ прновка содержит верхнюю и нижнюю секг ции, связанны^ между собой шарниром или гибким элементом. Забойный двигатель' с долотом размещены на нижней секции ком-ПОНО13КИ, состоящей из двух частей, оси концов которых ориентированы под острым углом одна к другой. 'Верхняя секция компоновки выполнена из двух частей, меж-/ ду которыми установлен цилиндр со штоком и упругий децентратор. .Цилиндр и шток связаны друг с другом с возможностью осевого перемещения и передачи крутящего момента. Упругий децентратор одним концом связан с одной из частей верхней секции компоновки с возможностью проворота, а другим концом с другой частью верхней секции компоновки - посредством винтового несамотормозящегося соединения. В процессе работы для обеспечения искривления ствола скважинь! создают осевую нагрузку на долото при раскрепленной верхней секции компоновки. В зтом случае децентратор ориентируется в плане в ту же сторону, что и искривленная нижняя секция компоновки. Для стабилизации направления бурения уменьшают осевую нагрузку на долото и/или увеличивают давление в полости цилиндра при раскрепленной верхней секции компоновки. Ори этом происходит поворот децентратора на 180° и он располагается в плане в сторону, противоположную искривленной нижней секции компоновки. 2 ил.^Sч>& о елСл)предложенное техническое решение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении наклонно-направленных скважин при помощи забойных дв1игателей.Известна компоновка низа бурильной колонны, содержащая долото, забойный двигатель, муфту шарнирную и бурильные трубы.•Недостатком компоновки является ограниченность технологических возможностей. Компоновка не позволяет набрать зенитный угол 90° и превысить его, так как при допустимых осевых нагрузках обеспечение превышения опрокидывающего момента от несоосности линии действия сил, приложенных к ее направляющей штанге, становится недостаточным для преодоле-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Е 21 В 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4752016/03 (22) 25.10.89 (46) 30.01.92. Бюл. ЬЬ 4 (71) Научно-производственный кооператив

"Техника и организация бурения скважин

Тобус" (72) В.Д; Поташников, l0.Â. Вадецкий и А.М. Ясашин (53). 622.242.2(088.8) (56) Мочалов В. Ф. и др. Безориентированный набор угла наклона скважины с помощью шарнирных турбинных отклонителей. Сбор-: ник "Направленное. бурение", Труды ВНИИБТ, вып. ХХИ., M.; "Недра", 1971., с. 17-21.

Авторское свидетельство СССР

М 1579968, кл. Е 21 В 7/08. 1989. (54) ЗАБОЙНАЯ КОМПОНОВКА ДЛЯ ИСКРИВЛЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при буре- . нии наклонно-направленных скважин при помощи забойных двигателей. Цель изобретения — расширение технологических . возможностей:компоновки. Забойная компоновка содержит верхнюю и нижнюю секции, связанные между собой шарниром или гибким элементом. Забойный двигатель с долотом размещены на нижней секции комПредложенное .техническое решение относится к буровой технике и может быть . использовано.при бурении наклонно-направленных скважин при помощи забойных двигателей.

Известна компоновка низа бурильной колонны, содержащая долото, забойный двигатель, муфту шарнирную и бурильные трубы.

2 поноъки, состоящей из двух частей, оси концов которых ориентированы под острым углом одна к другой. Верхняя секция компоновки выполнена из двух частей, меж-i ду которыми установлен цилиндр со штоком и упругий децентратор. Цилиндр и шток связаны друг с другом с возможностью осевого перемещения и передачи крутящего момента. Упругий децентратор одним концом связан с одной из частей верхней секции компоновки с возможностью проворота, а другим концом с другой частью верхней сек-. ции компоновки — посредством винтового несамотормозящегося соединения. В процессе работы для обеспечения искривления ствола скважины создают осевую нагрузку на долото при раскрепленной верхней секции компоновки. В этом случае децентратор ориентируется в плане в ту же сторону, что и искривленная нижняя секция компоновки.

Для стабилизации .направления бурения Я уменьшают осевую нагрузку на долото и/или увеличивают давление в полости цилиндра при раскрепленной верхней секции а компоновки. При этом происходит поворот децентратора на 180 и ой располагается в р . плане в сторону, противоположную искривленной нижней секции компоновки. 2 ил.

Недостатком компоновки является or-, раниченность технологических возможностей. Компоновка не позволяет набрать зенитный угол 90 и превысить его, так как при допустимых осевых нагрузках обеспе- . чение превышения опрокидывающего момента от несоосности линии действия сил, приложеннь1х к ее направляющей штанге, становится недостаточным для преодоле1709053 ния момента от силы тяжести последней при больших значениях зенитного угла.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является:шарнирная компоновка низа бурильной колонны. содержащая забойный двигатель с долотом, верхний и нижний удлинители, связанные между собой посредством шарнира или гибкого элемен= та, кривой переводник, связывающий меж 1 ду собой нижний удлинитель и забойный двигатель..

Данная компоновка не обеспечивает бурение прямолинейных интервалов скважины и не позволяет уменьшить интенсивность искривления скважин в процессе бурения.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей компоновки.

Цельдостигается тем, что забойная компоновка для искривления стволов скважин; содержащая верхнюю часть и связанную с ней шарниром или гибким элементом нижнюю часть, оси концов которой ориентированы под.острым углом. друг к друiу включающую забойный двйгатель с долотом, снабжена цилиндром со штоком, связанным между собой с возможностью передачи крутящего момента, и упругим децентратором, верхняя часть компоновки со стоит иэ двух элементов, один из которых связан с цилиндром, а другой — со штоком, причем один- конец децентратора связан с одним. из элементов верхней .части компоновки с воэможностью поворота, а другой конец децентратора — с другим элементом посредством винтового соединения.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая компоновка отличается. тем, что она снабжена цилиндром со штоком, связанными между собой с возможностью передачи крутящего момента, и упругим децентратором, верхняя часть компоновки состоит иэ двух элементов, один из которых связан с цилиндром. а другой — со штоком, причем один конец децентратора связан. с одним иэ элементов верхней части компоновки с возмвжностью йоворотв, а другой конец децентратора — с другим элементом посредством винтового соединения.

На фиг. 1 изображена схема компоновки; на фиг, 2 — развертка децентрэтора.

Забойная компоновка состоит из верхней и нижней частей, связанных между собой шарниром 1 или гибким элементом.

Нижняя часть компоновки включает забойный двигатель 2 с долотом 3. Оси концов нижней части ориентированы под острым углом а друг к другу. Верхняя часть компоновки состоит из двух элементов. Один из них связан с цилиндром 4, а другой — со штоком 5. Цилиндр 4 и шток 5 связаны между собой с возможностью передачи крутящего момента посредством квадратного соединения 6. На верхней части компоновки установлен упругий децентратор 7, Его нижний конец 8 связан с нижним элементом верхней части компоновки с возможностью поворота и взаимодействия с упором.9 нижнего элемента. Верхний конец 10 децентрэтора 7 связан с верхним элементом верхней части компоновки посредством винтового

Соединения. Оно выполнено в виде винтовых прореЗей 11 в верхнем конце 10 децентратора 7 и размещенных в них выступов 12 цилиндра 4. Высота I прорезей 11 выполняется равной ходу Ь штока 5 в цилиндре 4

20 между двумя крайними положениями, обеспечивающими. поворот децентрэтора на

i80oC

Устройство работает следующим образомм. прямому стволу, онэ свободно проходит по нему, так как благодаря шарниру 1 или гибкому элементу находится в ненапряженном состоянии, поскольку при нижнем положе30 нии штока .5 по отношении k цилиндру 4 упругий децентраттрр 7 в плане ориентирован в противоположную сторону по отношению к нижнему кОнцу нижней части компоновки с долотом 3.

Для обеспечения искривления ствола скважины создают осевую нагрузку на долоте 3 при раскрепленной верхней части компоновки. При этом шток 5 занимает верхнее положение по отношению. к цилиндру 4, э

40 упругий децентратор 7 поворачивается и ориентируется в плане в ту же сторону, что и нижний конец нижней части компоновки с долотом 3. Верхний конец нижней части компоновки прижимается к стенке, проти45 воположной заданному центру кривизны ствола скважины, и удерживается в этом

1 положении в процессе углубления скважины в интервале искривления ее стволе.

Для стабилизации направления буре50 ния уменьшают осевую нагрузку нэ долото

3 и/или увеличивают давление в полости. 13 цилиндра 4 при раскрепленной верхней части компоновки. При этом шток 5 и связанный с ним упор 9 занимает нижнее rio55 ложение по отношению к цилиндру 4, а упругий децентрэтор 7 ориентируется в плане в сторону, противоположную нижнему концу нижней части компоновки с долотом

3. Верхний конец нижней части компоновки

25. При спуске компоновки в скважину по

1709053 прижимается к внутренней по отношению к заданному центру кривизны стенке скважины.

Данную компоновку целесообразно испольэовать в скважинах, где интервалы искривления ствола составляют большую часть по отношению к интервалу стабилизации, поскольку конструктивное выполнение компоновки позволяет производить буреwe на форсированном режиме при большей нагрузке на долото при изменении зенитного угла.

Общественно полезные преимущества от применения данной компоновки заключаются в исключении операций по спускуподьему для замены компоновки для перехода с режима изменения зенитного угла на режим стабилизации.

Формула изобретения

Забойная компоновка для искривления ствола скважины, включающая долото, нижнюю секцию труб, содержащую забойный двигатель и состоящую иэ двух частей с ориентированными под острым углом друг к другу осями их концов, и верхнюю секцию

5 труб, связанную с нижней секцией шарниром или гибким элементом, о т л и ч à ю щ ая с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей компоновки, она снабжена цилиндром со штоком, свяэан10 ным между собой с воэможностью осевого перемещения и передачи крутящего момента, и упругим децентратором, верхняя секция выполнена из двух частей. связанных соответственно с цилиндром и.што15 ком, причем один конец децентратора связан с одной частью верхней секции компоновки с возможностью проворота, а другой конец децентратора связан с другой частью верхней секции компонов20 ки посредством винтового несамотормозящегося соединения.

1709053 йиг) !

Составитель В. Поташников

Редактор Е. Зубиетова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Заказ 413 Тираж - Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101