Устройство для предупреждения искривления скважины

 

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к техническим средствам для проводки вертикальных скважин при бурении забойным двигателем. Цель изобретения - повышение точности бурения и надежности работы. Устройство включает кожух 1, корпус 2, отклонитель с гидрокамерами 3 и распорными узлами /РУ/, расположенные в корпусе 2 вал 4, насос 5 с приводом, золотниковые узлы (ЗУ) и узлы регулирования потока (УРП) рабочей жидкости (РЖ). Кожух 1 и корпус 2 образуют над каждой гидрокамерой 3 полость 7. Корпус 2 в нижней части каждой полости 7 имеет отверстия 14, 15. Выполнен УРП в виде расположенной в каждой полости 7 и шарнирно связанной верхней частью с корпусом 1 трубки 8. Каждый ЗУ выполнен в виде гидроцилиндра 10, имеющего нагнетательную и всасывающую линии, насоса 5 и установленного в гидроцилиндре 10 золотника 11. Полость каждой трубки 8 связана с нагнетательной, а полость 7 в всасывающей линиями насоса 5. Отверстие 14 сообщается с подпоршневой, а отверстие 15 с надпоршневой полостью ЗУ. В наклонном стволе скважины трубки 8, расположенные в плоскости искривления последней, смещаются от вертикального положения. При этом за счет давления РЖ, выходящей из трубок 8 и попадающей в отверстия 14, 15 ЗУ, расположенный со стороны искривления скважины, связывает гидрокамеру 3 с нагнетательной, а с диаметрально противоположной стороны устройства - с всасывающей линией насоса 5. Это п

5е 21с 37/16 в"устройство для огневого бурения и расширения скважин"криворожский горнорудный институтбызов владимир

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Е 21 В 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

12

13!

20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4287904/24.03 (22) 21.07.87 (46) 15.01.90. Бюл. № 2 (71) Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола (72) В. К. Смыслов, В. Н. Пахнев, Е Г. Гречин и В. E. Копылов (53) 622.243.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1013624, кл. Е 21 В 7/08, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 909091, кл. Е 21 В 7/08, 1980.

SU,» 1535961 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к бурению скважин, а именно к техническим средствам для проводки вертикальных скважин при бурении забойным двигателем. Цель изобретения — повышение точности бурения и надежности работы. Устройство включает кожух 1, корпус 2, отклонитель с гидрокамерами 3 и распорными узлами (РУ), расположенные в корпусе 2 вал 4, насос 5 с приводом, золотниковые узлы (ЗУ) и узлы

25 À

7

10 6

1l

1535961

10

3 регулирования потока (УРП) рабочей жидкости (Рж) . Кожух I и корпус 2 образуют над каждой гидрокамерой 3 полость 7.

Корпус 2 в нижней части каждой полости 7 имеет отверстия 14, 15. Выполнен

УРП в виде расположенной в каждой полости 7 и шарнирно связанной верхней частью с корпусом I трубки 8. Каждый ЗУ выполнен в виде гидроцилиндра 10, имеющего нагнетательную и всасывающую линии, насоса 5 и установленного в гидроцилиндре 10 золотника 11. Полость каждой трубки 8 связана с нагнетательной, а полость 7 — с всасывающей линиями насоса 5. Отверстие 14 сообщается с подпоршневой, а отверстие 15 — с надпоршневой полостью ЗУ. В наклонном стволе скваИзобретение относится к бурению скважин, а именно к техническим средствам для проводки вертикальных скважин при бурении забойным двигателем.

Цель изобретения — повышение точности бурения и надежности работы.

На фиг. показано устройство для предупреждения искривления скважины, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. I; на фиг. 3 — сечение Б — Б на фиг. 1.

Устройство для предупреждения искривления скважины включает кожух 1, установленный в нем корпус 2, отклонитель с равномерно установленными по окружности на одном уровне распорными узлами и гидрокамерами 3, расположенные в корпусе 2 вал 4, аксиально поршневой насос 5, привод которого осуществляется с помощью наклонного диска 6, золотниковые узлы, расположенные в гидравлическом канале между насосом 5 и каждой гидрокамерой 3.

Узел регулирования потока рабочей жидкости в гидрокамере 3, кожух 1 и корпус 2 образуют над каждой гидрокамерой 3 полость 7.

Узел регулирования потока рабочей жидкости выполнен в виде расположенной в каждой полости 7 и шарнирно связанной с корпусом 2 верхней частью трубки 8.

Трубка 8 снабжена грузом 9. Каждый золотниковый узел выполнен в виде гидроцилиндра 10, соединяющего нагнетательную и всасывающую линии, связывающие насос 5 с гидрокамерой 3, и установленного в гидроцилиндре 10 золотника 11, который выполнен в виде двух поршней 12, связанных штоком 13. Корпус 2 в нижней части каждой полости 7 имеет расположенные по радиусу отверстия 14 и 15. Полость каждой трубки 8 гидравлически свя25

45 жины трубки 8, расположенные в плоскости искривления последней, смещаются от вертикального положения. При этом за счет давления РЖ, выходящей из трубок 8 и попадающей в отверстия 14, 15, ЗУ, расположенный со стороны искривления скважины связывает гидрокамеру 3 с нагнетательной, а с диаметрально противоположной стороны устройства — с всасывающей линией насоса 5. Это приводит к срабатыванию выдвижения РУ. Бурение осуществляется в направлении уменьшения искривления ствола скважины. В вертикальной скважине устройство занимает транспортное положение, при котором РУ не контактируют со стволом скважины. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. зана с нагнетательной, а полость 7 между кожухом 1 и корпусом 2 — с всасывающей линией насоса 5. Отверстие 14 сообщается с подпоршневой полостью, а отверстие 15 — с надпоршневой полостью соответствующего золотни кового у зла. Канал 16 служит для отвода рабочей жидкости от гидрокамеры 3 при перемещении золотника 1 в верхнее положение. Канал 17 служит для подвода рабочей жидкости в полость трубки 8. Золотник 1! подпружинен относительно корпуса 2. Каждый распорный узел выполнен в виде расположенного в гидрокамере 3 подпружиненного в осевом направлении поршня 18 со штоком 19, имеющего рабочую поверхность в виде клина 20, и установленного на шарнире 21 опорного элемента 22. В нагнетательную линию насоса 5 встроен регулятор 23 давления. С нижней частью вала 4 жестко связано долото 24.

Шарнир 25, связывающий трубку 8 с корпусом 2 может быть как сферического, так и цилиндрического типа.

Устройство для предупреждения искривления скважины работает следующим о6разом.

Кожух I и вал 4 устройства соединяют соответственно с корпусом и валом (не показаны) забойного двигателя. Устройство вместе с забойным двигателем на бурильных трубах (не показаны) спускают в скважину. После установки долота 24 на забой скважины в бурильные трубы подают промывочную жидкость. После запуска забойного двигателя наклонный диск 6, закрепленный на вращающемся валу 4, приводит в действие насос 5. Поток рабочей жидкости из нагнетательной линии насоса 5 по гидравлическому каналу 17 и через шарнир 25 поступает в трубку 8.

1535961

Форму.ы изобретения

Трубка 8, расположенная в полости 7, имеет конический насадок, из которого истекает струя рабочей жидкости. Когда корпус 2 устройства находится в вертикальном положении, сопло трубки 8 находится посредине между отверстиями 14, l5 в корпусе 2, на небольшом расстоянии от них. В этом случае рабочая жидкость поступает по каналу 17 от нагнетательной линии через шарнир 25 в трубку 8 и, ускоряясь в коническом насадке, формируется в струю, которая ударяется в перегородку между отверстиями 14, 15.

При этом давление жидкости в отверстиях

14, 15 одинаково. Поэтому подпружиненный золотник 11 находится в крайнем верхнем положении. Каждая гидрокамера 3 через полость, образованную гидроцилиндром 10, поршнями 12 и штоком 13, и канал 16 сообщается с всасывающей линией насоса 5.

Поршень 18 в этом случае занимает верхнее положение, а опорный элемент прижат к корпусу 2 устройства.

При незначительном отклонении устройства от вертикального положения трубка 8 под действием веса груза 9 поворачивается вокруг шарнира 25 и, если угол наклона устройства превышает зону нечувствительности узла регулирования подачи рабочей жидкости (фиг. 1), то нижняя часть груза 9 с левой стороны касается кожуха I, а с правок стороны — - корпуса 2.

При этом струя рабочей жидкости из трубки 8, расположенной с левой стороны, попадает в отверстие 14, а с правой — в отверстие 15. В то время, как золотник 1 I с левой стороны устройства по-прежнему находится в крайнем верхнем положении, золотник. 11 под действием давления рабочей жидкости в надпоршневой полости золотникового узла, сжимая пружину 26, перемешается вниз (давление рабочей жидкости повышается за счет кинетической энергии струи жидкости, истекающей из трубки 8).

Гидрокамера 3 (с правой стороны) сообщается с всасывающей линией насоса 5.

3а счет давления рабочей жидкости поршень 18, расположенный в ней, вместе со штоком 19 и клином 20, сжимая пружину 27, перемещается вниз.

При взаимодействии с рабочей поверхностью клина 20 опорный элемент 22 поворачивается вокруг шарнира 21 по соприкосновения со стенкой скважины. 3а счет давления опорного элемента 22 на стенку скважины долото 24 разрушает забой скважины, преимущественно, с диаметрально противоположной выдвинутому опорному элементу 22 стороны.

Бурение осуществляется до образования вертикального отвала скважины, в котором устройство занимает описанное исходное положение.

Корпус 2 устройства заполнен маслом.

Масса и поперечное сечение груза 9 подобраны таким образом, чтобы в процессе бурения колебаний струйной трубки не происходило.

В зависимости от направления и величины отклонения оси скважины от вертикали в работе одновременно могут находиться два — три опорных элемента 22. Регулятор 23 давления перепускает часть рабочей жидкости из нагнетательной линии насоса 5 во всасывающую линию, когда давление превысит установленный уровень.

1. Устройство для предупреждения искривления скважины, включающее кожух, установленный в нем корпус, отклонитель с равномерно установленными по окружности на одном уровне распорными узлами и гидрокамерами, расположенные в корпусе вал, насос с приводом, образующий с гидрокамерами отклонителя замкнутую гидравлическую систему, золотниковые узлы, расположенные в гидравлическом канале между насосом и каждой гидрокамерой, узел регулирования потока рабочей жидкости в гидрокамере, отличающееся тем, что, с целью повышения точности бурения и надежности работы, кожух и корпус образуют над каждой гидрокамерой полость, корпус в нижней части каждой полости имеет расположенные по радиусу два отверстия, узел регулирования потока рабочей жидкости выполнен в виде расположенной в каждой полости и шарнирно связанной с корпусом верхней частью трубки, установленной с возможностью расположения над отверстиями корпуса, а каждый золотниковый узел в виде гидроцилиндра, соединяющего нагнетательную и всасывающую линии, связывающие насос с гидрокамерой, и установленного в гидроцилиндре с возможностью поочередного перекрытия нагнетательной и всасывающей линий подпружиненного золотника, выполненного в виде двух связанных штоком поршней, причем полость каждой трубки гидравлически связана с нагнетательной, а полость между корпусом и кожухом — с всасывающей линией насоса, одно из отверстий корпуса сообщается с подпоршневой, а другое — с надпорш невой полостью соответствующего золотникового узла.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый распорный узел выполнен в виде расположенного в гидрокамере подпружиненного в осевом направлении поршня со штоком, имеющим рабочую поверхность в виде клина и установленного на шарнире с возможностью взаимодействия с последним опорного элемента.

1535961

А-А иг. 3

Составитель В Родина

Редактор М. Келемеги Техрсд И. Верес Корректор Т Палик

Заказ 88 Тираж 477 Подписное

ВНИИПИ Гос1дарственного кочитета по изобретенияч и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Рву шская наб., д. 4)5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, >л. Гагарина, IOI

Устройство для предупреждения искривления скважины Устройство для предупреждения искривления скважины Устройство для предупреждения искривления скважины Устройство для предупреждения искривления скважины 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для бурения глубоких скважин трубинным способом

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для создания нагрузок на долото

Изобретение относится к технологии эксплуатации нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений и предназначено для использования при вскрытии продуктивных пластов, интенсификации добычи из них углеводородов за счет образования дополнительных зон притока

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурению скважин с отбором керна при разведке месторождений твердых полезных ископаемых

Изобретение относится к буровому инструменту, предназначенному для бурения нефтяных, газовых или геотермических скважин, причем упомянутый инструмент содержит два основных органа: полый вал и глухой трубчатый корпус инструмента, более заостренный, чем корпуса обычных буровых инструментов подобного типа

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано для сооружения восстающих дренажных скважин на два и более водоносных горизонта в неустойчивых породах при строительстве систем защиты горных предприятий от обводнения, обеспечивающих дополнительный отбор воды

Изобретение относится к буровому инструменту, в частности к устройству для поддержания скважинного бурового инструмента в вертикальном положении

Изобретение относится к устройствам для бурения вертикальных скважин вращательным способом в анизотропных горных породах

Изобретение относится к бурению глубоких скважин, конкретно к устройствам для предупреждения их искривления и снижения вибрации бурильной колонны

Изобретение относится к техническим средствам для бурения вертикальных скважин
Наверх