Способ направленного бурения скважин и устройство для его осуществления

Союз Советскик

Социалистически к

Ре спублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 747975 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 15,05.78 (2I ) 2616530/22-03 с присоединением заявки № (5! )М. Кл.

Е 21 B 7/04

Государстееииый комитет (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 15.07.80 по делам иэооретеиий и открытий (53 ) УД К 622, 243.. 2 (088,8) (72) Автор изобретения

О. А. Марков

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. N. Губкина (71) Заявитель

1 (54) СПОСОБ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области бурения скважин, и может быть использовано пля управления направлением бурения скважин.

Известны способы направленного буре5 ния, которые предусматривают, управление условиями взаимо пействия бурового породоразрушающего наконечника с опрепеленным сектором забоя и призабойной стенки скважины (11. Однако эти спо; собы сложны и не позволяют надежно управлять искривлением при большой глубине бурения.

Наиболее близким к препложенному изобретению является способ направлен15 ного бурения, включающий изменение сопротивления разрушаемой породы на участках направленного бурения P2), Этот способ осуществлют с помощью электро магнитного излучения. 20

Основной недостаток известного спс соба — необходимость ориентирования алек тромагнитного излучателя с поверхнос ти и применения специального канала для подвода электроэнергии или автономного источника электроэнергии, что усложняет, способ и не обеспечивает постаточной точности направленного бурения.

Целью изобретения является упрощение способа и повышение точности направленного бурения.

Бель достигается тем, что изменение сопротивления разрушаемой породы осуществляют в процессе бурения путем удаления частиц разрушенной породы в призабойной зоне заданного направления бурения и формирования скопления частиц в противоположно расположенной зоне с помощью ориентированной асимметричттой промывки золы долота. При этом для предотвращения разрушения массива породы,слагающей стенки скважины, за счет гидромониторного эффекта и возникновения поперечной силы на буровом долоте от реактивной силы струй при формировании желательной картины течения в зоне долота струи промывочной жидкости направляют параллельно оси полота

3 74797 или тангенциально относительно его поперечно? о сечения.

Устройство для осуществления описываемого способа направленного бурения, включающее в себя корпус и долото с

5 каналами, снабжено установленным в. корпусе на подшипниках эксцентричным грузом и сЬединенным с ним золотниковым секторным лепестком, размещенным над долотом.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления прецлагаемого способа, на фиг. 2 — то же, сечение Л-А на фиг.1, на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг, 1, на фиг. 4 — вид по стрелке В .на фиг. 1; на

15 фиг. 5 и 6-- схемы положения осей промывочных каналов долота относительно его оси.

Устройство содержит корпус 1 с реэьбами 2, эксцентричный груз 3, укрепленный на оси 4, установленной на подшипни» ках 5 с помощью упорных колец 6. Крышки 7 подшипников 5 имеют отверстия 8 цля прохода промывочной жидкости и фиксируются в корпусе 1 с помощью упорных втулок 9. Ось 4 соединяется с удлинителем 10 оси регулировочной муфтой 11, Секторный, лепесток 12, закрепленный на удлинителе 10, устанавливается над буровым долотом 13 с промывочной плитой 14.

Оси промывочных каналов в промывочной плите долота располагаются параЛлельно оси долота или тангенциально относительно его поперечного сечения (см. фиг. 5 и 6).

В процессе бурения с прямой промывкой при вращении колонны бурильных труб или вала забойного двигателя с долотом

s скважинах, которые практически никот да не бывают строго вертикальнйми, вращательное движение совершает также кориус устройства с долотом так, что нижняяповерхность секторного лепестка йаходит- 45 ся ряцом с верхней поверхностью промы. вочной плиты, в которой выполнены боко-, вые промывочные каналы долота. Эксцентричный груз под действием силы тяжести устанавлйвается в апсидальной плоскости скважины между ее осью и вертикально, оставаясь постоянно в таком положении при вращении корпуса и поддерживая в неизменном положении секторный лепесток связанный с ним Ги цравлические сс 55

Ф противления . в зоне секторного лепест ка больше гидравлических сопротивлений в противоположной зоне. Поэтому промы=вочная жидкость направляется преимущест5 твенно через открытые каналы цолота сбоковой промывкой и создается ориентированная асимметричная промывка.

Жидкость, вытекающая через боковые промывочные отверстия долота в секторе желательного отклонения скважины, движется к периферии зоны цолота, образует в ней восходящий поток, увлекая частицы разрушенной породы из эоны цолота, и буровое цолото своей боковой поверхностью под действием поперечной силы, вызванной обычными отклоняющими устройствами, взаимодействует не с час-: тицами разрушенной пороцы, а с массивом породы. В секторе нежелательного or клонения скважины иэ-за отсутствия восходящего потока жидкости удаления частиц разрушенной породы ухуцшается, образуеи ся их скопление и буровое долото поц цействием поперечной силы от процольного изгиба колонны и геологических факторов разрушает не массив породы, а частицы разрушенной породы. При малом объеме разрушенной породы в промывочную жидкость, подаваемую с поверхности, вводят частицы наполнителя, прочность которых равна или ниже прочности частиц разрушенной породы.

Изобретение позволяет упростить и повысить точность и надежность управления направлением бурения скважин путем увеличения интенсивности искусственного искривления скважин и уменьшения интенсивности естественного искривления скважин, что улучшает качество стволов и сокращает затраты на строительство скважин.

Ф ор мул а "из обре тени я

1. Способ направленного бурения скважин, включающий изменение сопротивления разрушаемой породы на участках направленного бурения, о т л .и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения способа и повышения точности направления бурения, изменение сопротивления разрушаемой породы осуществляют в процессе бурения путем удаления частиц разрушенной породы в призабойной зоне заданногЬ направления бурения и формирования скопления частиц в противоположно расположенной зоне путем ориентированной асимметрич- ной промывки зоны долота.

2. Способ по п, 1, о т л и ч а к шийся тем, что струи промывочной жидкости направляют параллельно оси долота или тангенциально относительно его поперечного сечения.

5 747975 6

3. Устройство для осуществления спо- Источники информации, соба по пл. 1 и 2, включающее в себя принятые во внимание при экспеотизе корпус и долото с каналами, о т л и- 1. Шитихин В.В. Бурение направленных

rг. ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено геологоразведочных скважин. М., Гос установленными в корпусе на подшипниках g геолтехиздат, 1960. эксцентричным грузом и соединенным с 2. Авторское свидетельство СССР нйм золотниковым секторным лепестком, hb 470585, кл . Е 21 В 7/04, 1973 установленным над долотом. (прототип).

0f

Оси проньйомьк л Ярапиа

01

Фиг. 5

Составитель О. Марков

Редактор Н. Корченко Техред А. Куликовская Корректор М. Коста

Заказ 4198/20, Тираж 626 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делач изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал Г1ПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4