Устройство для направленного бурения скважин

383303

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

-Ф

f (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 7479?5 (22) Заявлено 06.08.79 (21) 2806688/22-03 с присоединением заявки №вЂ”, (23) Приоритет— (51) М. Кл.а

Е 21 В 7/04

Государственный комнтет

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 03.12.81 (53) УДК 622.243..2 (088.8) ло делам нэобретений и открытий (72) Автор изобретения

О. А. Марков

Московский ордена Трудового Красног утнефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина

Министерства высшего и среднего специального образования СССР (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВОГО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

СКВАЖИН

Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано для управления траекторией ствола.

Гlо основному авт. св. № 747975, известно устройство для направленного бурения, включающее корпус и долото с каналами, снабженное установлеHMblM в корпусе на. подшипниках эксцентричным грузом и соединенным с ним золотниковым секторным лепестком, установленным над долотом (1}.

Однако при б> рении известным устройством с низкой механической скоростью, 1р когда объем разрушенной породы невелик, для предотвращения. отклонения скважины в нежелательном направлении вводят в промывочную жидкость наполнитель, что снижает надежность работы устройства из-за возможности заклинивания секторного ле- 15 пестка.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет регулирования расхода промывочной жидкости через долото.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для направленного бурения скважин по основному авт. св. № 747975 снабжено уста новлен ны м над эксцентричным грузом диском с осевыми периферийными каналами, центральным осевым каналом, заглушенным со стороны долота, и гидравлически связанными с полостью центрального осевого канала тангенциальными каналами, причем корпус имеет тангенциальные каналы для связи затрубного пространства с тангенциальными каналами диска. Кроме того, на наружной поверхности корпуса под тангенциальными каналами выполнена кольцевая проточка, а в центральном осевом канале диска установлен шаровой клапан.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1 с присоединительными резьбами 2, тангенциальными каналами 3 и расположеннои под ними наружной кольцевой проточкой 4, эксцентричный груз 5, укрепленный на оси 6, установленной на подшипниках 7 с помощью упорных колец 8. Крышки 9 подшипников? имеют периферийные каналы 10 для прохода промывочной жидкости и фиксируются в корпусе 1 с помощью упорной втулки 11.

883303

Ось 6 соединяется с удлинителем оси 12 регулировочной муфтой 13. Секторный лепесток !4, закрепленный на удлинителе оси

l 2, устанавливается над буровым долотом

15 с промывочной плитой 16. Над эксцентричным грузом 5 устанавливается диск 17, в котором выполнены центральный осевой канал 18, заглушенный в осевом направлении со стороны долота 15, и симметричные тангенциальные каналы 19, гидра влически сообщающиеся с полостью осевого канала

18 и затрубным пространством через симметричные тангенциальные каналы 3, и осев ые периферийные каналы 20. Осевой канал 18 снабжен седлом 21 под шар 22.

Устройство работает следующим образом.

Промывочная жидкость, закачиваемая в трубы в процессе бурения без осложнения, в зоне расположения диска 17 разделяется на два потока. Часть жидкости проходит через каналы. 20 и 10, и далее через каналы в промывочной плите 16 долота 15, формируя в зоне долота ориентированную асимметричную промывку. Другая часть жидкости проходит через каналы 18, 19 и 3 в затрубное пространство, минуя зону долота.

Скорость восходящего потока в зоне наружной кольцевой проточки 4 корпуса 1 меньше,чем обычно, из-за подачи через каналы доло а только части промывочном.жидкости, закачиваемой насосами, и увеличения площади поперечного сечения затрубного пространства.

Тангенциальные струи, вытекающие из каналов 3 корпуса l, обеспечивают минимальное разрушение стенок скважины за счет гидромониторного эффекта, исключают действие поперечной силы от реактивной силы струй и увеличивают гидравлические сопротивления в затрубном пространстве в результате турбулизации восходящего потока в зоне тангенциальных каналов 3.

Из-за низкой скорости восходящего потока в зоне проточки 4 и увеличенного гидравлического сопротивления выше проточки, вынос крупных частиц разрушенной породы из зоны долота происходит хуже, чем при направлении всего потока через каналы долота, и в зоне долога образуется скопление частиц разрушенной породы. Причем, благодаря ориентированной асимметричной промывке зоны долота, осуществляемой так же, как в известном, скопление частиц разрушенной породы концентрируется в секторе нежелательног0 направления бурения, где боковые поверхности долота разрушают не массив разрушаемой породы, а частицы разрушенной породы; в секторе желательного направления бурения частицы разрушенной породы удаляются сравнительно хорошо, и боковые поверхности долота разрушают не частицы разрушенной породы, а массив разрушаемой породы.

Путем подбора соотношения расходов жидкости через каналы 20 и 10, каналы долота и каналы 18, 19 и 3 обеспечивают оптимальное равновесное скопление крупных частиц в зоне долота и вынос измельченных частиц из зоны долота.

В случае возникновения осложнений, например при прихвате долота, в бурильную колонну бросают шар 22, который, достигнув седла 21, перекрывает осевой канал 18 и позволяет направить всю промывочную жидкость через каналы 20 и 10 и каналы долота.

Устройство может быть использовано для увеличения интенсивности искусственного искривления, уменьшения интенсивности естественного искривления скважин, что повышает качество стволов скважин и снижает затраты на их строительство.

Формула изобретения

1. Устройство для направленного бурения скважин по авт. св. № 747975, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет регулирования расхода промывочной жидкости через долото, оно снабжено установленным над эксцентричным грузом диском с осевыми периферийными каналами, центральным осевым каналом, заглушенным со стороны долота, и гидравлически связанными с полостью центрального осевого канала тангенциальными каналами, причем корпус имеет тангенциальные каналы для свя4о зи затрубного пространства с тангенциальными каналами диска.

2. Устройство по п. l, отличающееся тем, что на наружной поверхности корпуса под тангенциальными каналами выполнена кольцевая проточка.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что в центральном. осевом канале диска установлен шаровой клапан.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 747975, кл. Е 21 В 7/04, 1978.

883303

Я 17

7 19

8 б

7

11 р ц

12

Фиг.2

1б

Составитель М. Великосельскии

Редактор P. Цицика Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ I OI 46/44 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 I 3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4