Устройство для бурения наклонных скважин

 

Использование: для безориентированного управления азимутальным искривлением траектории ствола скважины. Сущность изобретения: устройство имеет корпус со сквозными камерами и расположенный концентрично в корпусе вал. В полости камер установлены подпружиненные плунжеры с башмаками, расположенными с внешней стороны корпуса. Камеры имеют направляющие поверхности, а плунжеры роликовые толкатели. В процессе спуска устройства, установленного между секциями забойного двигателя, плунжеры под действием пружин выдвинуты из камер. В наклонной скважине инструмент ложится на нижнюю стенку скважины, в результате чего башмак, контактирующий со стенкой скважины, давит на плунжер и посредством шарнирно связанного с ним роликового толкателя смещает вал забойного двигателя. Возникшая на долоте отклоняющая сила приводит в процессе бурения к увеличению азимута. 3 ил.

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к техническим средствам для безориентированного управления азимутальным искривлением траектории стволов скважин при отсутствии текущей забойной информации.

Известно устройство для бурения наклонных скважин, включающее корпус с равномерно расположенными по его окружности гидрокамерами и плунжерными упорами, причем соседние гидрокамеры и упоры выполнены с различными диаметрами и длиной, и каждая пара гидрокамер с различными диаметрами сообщена между собой [1] Известно также устройство для бурения, включающее цилиндрический полный корпус с равномерно расположенными по окружности радиальными гидрокамерами, с взаимосвязанными плунжерными упорами и распределитель потока жидкости с эксцентричной массой [2] Недостатком данных устройств является ненадежная работа герметизирующих элементов плунжерных упоров, а также распределителя потока с эксцентричной массой при малых зенитных углах.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что оно снабжено роликовыми толкателями, установленными в полости камер и шарнирно связанными с плунжерами, причем камеры выполнены сквозными, имеют направляющую поверхность для взаимодействия с толкателями и смещены параллельно радиусом сечения корпуса, а толкатели расположены с возможностью взаимодействия с валом при размещении башмака плунжера на поверхности корпуса.

Существенным отличием предлагаемого устройства от известных в этой области устройств является то, что оно снабжено роликовыми толкателями, установленными в полости камер и шарнирно связанными с плунжерами, причем камеры выполнены сквозными, имеют направляющую поверхность для взаимодействия с толкателями и смещены параллельно радиусом сечения корпуса, а толкатели расположены с возможностью взаимодействия с валом при размещении башмака плунжера на поверхности корпуса.

На фиг. 1 схематически представлен низ бурильной колонны с устройством, общий вид; на фиг.2 то же, в транспортном положении; на фиг.3 то же, в рабочем положении.

Устройство 1, выполненное в виде переводника, расположено между секциями забойного двигателя 2 и состоит из корпуса 3, сквозных камер 4,5,6, имеющих направляющие поверхности 8,9,10,11. В камерах 4,5,6,7 помещены плунжерные упоры 12,13,14,15, подпружиненные при помощи пружин 16,17,18,19. На пружинах концах плунжеров жестко установлены башмаки 20,21,22,23, а на внутренних шарнирно установлены толкатели 24,25,26,27 с роликами скольжения 28,29,30,31. Внутри устройства проходит вал 32 забойного двигателя.

Камеры 4,5,6,7 смещены параллельно радиусом поперечного сечения корпуса по ходу часовой стрелки, при необходимости отклонения ствола скважин вправо или против хода часовой стрелки для отклонения ствола скважины влево.

Устройство работает следующим образом. После установки устройства между секциями забойного двигателя бурильный инструмент спускают в скважину, причем в этом положении все плунжерные упоры 12,13,14,15 за счет действия пружин 16,17,18,19 находится в выдвинутом положении (транспортное положение).

В наклонной скважине бурильный инструмент ложится на нижнюю стенку скважины. При этом плунжерный упор 12, контактирующий с нижней стенкой скважины, выдвигается в камеру 4 и через шарнирный толкатель 24 смещает вал 32 забойного двигателя вправо на величину люфта вала (рабочее положение) (фиг.3). Возникающая на долото при этом отклоняющая сила приводит в процессе бурения к увеличению азимута. Причем в любом положении устройства смещение вала 32 забойного двигателя будет вправо.

Ролик скольжения 28 обеспечивает плавное движение плунжерного упора 12 по направляющей поверхности 8, а также уменьшает трение между валом 3 забойного двигателя и толкателем 24.

Для отклонения ствола скважины влево (уменьшение азимута) камеры следует сместить параллельно радиусом сечения корпуса устройства против часовой стрелки. В этом случае толкатели будут смещать вал забойного двигателя влево.

После проведения необходимой коррекции трассы ствола наклонной скважины бурильный инструмент поднимают из скважины. При этом все плунжерные упоры за счет действия пружин выдвигаются из камер и устройство принимает транспортное положение (фиг.2).

Эффективность изобретения заключается в сокращении непроизводительного времени, затрачиваемого на исправление отклонений от требуемого направления скважины, увеличении полезного времени за счет спуско-подъемных операций.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ НАКЛОННЫХ СКВАЖИН, включающее корпус, концентрично установленный в полости корпуса вал, равномерно расположенные по окружности корпуса камеры и установленные в камерах с возможностью радиального перемещения подпружиненные плунжеры с опорными башмаками, расположенными с внешней стороны корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, оно снабжено роликовыми толкателями, установленными в полости камер и шарнирно связанными с плунжерами, причем камеры выполнены сквозными, имеют направляющую поверхность для взаимодействия с толкателями и смещены параллельно радиусам сечения корпуса, а толкатели расположены с возможностью взаимодействия с валом при размещении башмака плунжера на поверхности корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3