Долото для направленного бурения скважин

 

Использование. забуривание нового направления ствола скважины. Сущность изобретения: долото содержит полый цилиндрический корпус с кольцевой породоразрушающей матрицей. Внутри корпуса соосно с ним на цапфе установлена шарошка Шарошка подпружинена и перемещает ей в осевом направлении. На в ешней боковой поверхности шарошки выполнены продольные зубья. На внутренней боковой поверхности корпуса, в верхней части, выполнены зубья. Зубья корпуса ответны зубьям шарошки. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5U, 1 756530А1 (5Пз E 21 В 10/62

ГОСУДАРСТВЕЙНЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ЙЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 484356&/03 . " . -- . .:;::. . :.- (57) Йспользование.":забуривание нового (22) 06.07.90 :.- : ... : . = .:: „:. направления ствола. скважины, Сущность (46) 23.08.92. Bert. N - 31 . " ... .::- . - : .: изобретения: долото содержит полый цилиндрический корпус с кольцевой породо- (71) Производственное геологическое объе- разрушающей матрицей. Внутри корпуса динение "Сосновгеология":::: .: .:,: ..: .:.:.:, соосно с ним на цапфе установлена шарош- (72) В;В;Нескоромных, 10.С. Костин и ка. Шарашка подпружинена и перемещаетВ:.Р;Бруев . .: ::.: .. -.::,:::.. .::.:. .: ся в осевом направлении, На внешней (56) Костин Ю.С. Современные. методы на- - боковой поверхности. Шарошки выполйены правленного бурения скважин. — M,: Недра,. продольнйе-зубья, На внутренней боковой

1981, с.89, рис.26. .: .:.: .:,:: ..: .. поверхйости корпуса," в: верхней части, вы(54) ДОЛОТО ДЛЯ НАПРАВЛЕЙЙОГО БУ- : :полйеййзубья. Зубья корпуса ответны зубьРЕНИЯ СКВАЖИН .: .: .::. -:,- .::: ям шарашки, 3 ил, c

Изобретение относится к области..на- .: .: Известно шарошечно-алмазноедолото, правленногобуренияскважинвтвердыхпо-: . которое содержит цйлиндрический полый родах, в частности к" конструкции. долот; :корпус с кольцевой породоразрушающей предназначенных для забуривания нового "матрицей и установленные внутри корпуса направления ствола скважины сискусствен-:- шарошки на цапфах для разрушения цент нь!х мостов и пробок. преимущественно та-: . ральной частй забоя скважины. Шарашки на а ких,"буримость материала которых выше .цапфах установлены таКим образом, что буримости горных йород, слагающих стенки обеспечивают качение шарошек по забою и скважины.: .:::,: :-: :.": :::. его разрушение при вращении долота.

Известно долото, у которого корпус вы- - Недостатком:долота является его низйОлнен в виде усеченного конуса с острой кая надежйость прй забуривании нового на. режущей кромкой для увеличейия эффекта . правления ствола,,скважины с ,. фрезерования породы стенки скважины.;: искусствеййого забоя вследствиеобеспечеИзвестно долото для зэбуривания но-- ния неблагоприятного соотношения скорового направления ствола скважйны, резцы стей фрезерования стенки скважины и которого расположены на торце по спирали. бурения материала забоя. Данное не6лаАрхимеда с расстоянием между соседййми гоприятное соотношение скоростей бурерядами резцов ... . :;- :: - : ния забоя и фрезерования стенки скважины

e > 0 „ hp г„, - .:: .:;: "::: состоит в том, что материал забоя разрушагде о>, r„— прочность породы - соответст- ется более интенсивно,:чем горная порода венно йа смятие и сдвиг;: ..-: . стенки скважины и, как следствие, npoucxohp глубина погружения резцов в йоро- . дит постоянйый срыв долота от точки забуду . - ривания вслед за углубляющимся забоем.

Схема установки резцов известйого до-, Целью изобретения является повйшелота при бурении способствует смещению ние надежности забуривания нового наего в.сторону забуриваемого ствола.. и равления ствола скважины с

1756530

3 искусственного забоя, выполнейного из

При углубке в забой материал забоя, твердеющего материала с буримостью, пре- поступающий внутрь долота, поджимает вышающей буримость горных пород, слага- . шарошку на пружинах для смыкания зубцов

10щйх стенки скважины.: . шарашки и корпуса долота, что приводит к

Положительный эффект от использова- 5 вращению шарошки вместе с корпусом и к ния долота для направленного бурения со- . разрушению всего забоя долотом, В этот

- стоит в повышении .надежности моментскорость бурения повышается и ретехнологической операции забуривания но- гулируется параметрами режима бурения, вого направления ствола скважины с искус-;: что обеспечивает бурение нового направлественного забой в твердых и .крепких

10 ния ствола скважины рошка подпружинена в осевом направле- . усйлия на забой или уменьшает его.. В рении относительно K0рпуса, происходит зультате скорость бурения забоя уменьшаполная или частичная нейтрализация дейст- ется или становится равной нулю. При этом вия на забой осевого усилия, прилагаемого 55 фреэерование стенки скважины под дейстк отклонителю, что не устраняет действие этого осевого усйлия на отклойител ь. а обеспЕчивает посредством его KQHGT óêöèè передачу на долото отклоняющего усилия для фрезерования lloðoäû s стенке скважины, вием отклоняющего усилия будет интенсивным. Благодаря такому соотношению скоростей бурения забоя и фрезерования стенки происходит интенсивное забуривание уступа в стенке скважины, породах и в существейном сокращении сро- На фиг;1 показано долбто для. направков ДЫЙйого"вида работ ho сравнейию с из- ленного бурения на фиг.2 — разрез А — А. на вестйыми техйиМес1сйми решениями. фиг.1, на фиг.3: — разрез Б — Б на фиг.1. Указывая цель достигается тем; что Долото для направленного бурения сопредлагаемое долото содер>кит -цилиндри- 15 держит цилиндрический полый корпус 1 с ческий полый корпус с кольцевой породо- резьбой 2 и кольцевую йородоразрушаюразрушающей матрицей и шарошку, щую матрицу 3. Внутри корпуса 1 установустановленную на цапфе внутри корпуса, лена шарошка 4 с промывочными окнами 5

Шарошка с цапфой установлена соосна и зубцами 6 шлицевого сбединения, выполс корпусом долота с возможностью осевого 20 ненными на внешней йоверхности шаройперемещения по цапфе относительно кор- ки 4. Нижний торец шарашки 4 имеет пуса. При этом шарошка подпружийена в породоразрушающиеэлементы7. Шарошка осевом направлении относительно корпуса, 4 установлена на цапфе 8 с возможностью на внешней боковой поверхности шарошки . не только вращения на ней, но и с возможвыполнейы продольные зубья, а на внутрен- 25 ностью продольного перемещения по цапней боковой поверхности корпуса в верхней фе 8 в пределах ..направляющей его части выполнены зубья, ответные зубь- цилиндрической втулки 9. Шарошка 4 уста-. ям шарошки. :- .:: - ..:.: .: новлена на цапфе 8 с совпадением своей

Отлйчйтельные признаки предлагаемо- оси вращения с продольной осью корпуса 1 го долота обеспечивают благоприятное со- 30 и подпружинейа относительно последнего отйцшениескоростейфрезерования горной . в осевом направлении пружиной 10. На породы в стенке. скважины и бурения мате- . внутренн и поверхности корпуса 1 выпол рйала забоя скважины при забурйвании но- нены зубцы 11 для вэаимодействия с ответвого направления ствола, В йачале ныМи зубцами 6, выполненными на забуривания обеспечивается максимальная 35 внешней боковой поверхности шарошки 4. для вйбранйых режимов бурения скорость: Для прохода промывочной жидкости в корфрезерования и в то же время минимальная пусе 1 выполнены каналы 12.

cKopocTb бурения, Т;е. в этот момент проис- . Для забуривания нового направления ходит ййтенсйвное забуривание (образова- ствола скважины с искусственного забоя доние уступа в стенке скво>кины) под 40 лото используется при установке его на отC действием отклоняющего усилия, а скоро- клонитель непрерывного действия, сть бурения"материала забоя минимальна ° например типа ТЗ-3. Соединение долота с или равна нулю, Данное соотношение ско- отклонителем производится через резьбу 2. ростей фрезерования и бурения обеспечи- В процессе бурения отклонителем с довается тем; что шарошка на -цапфе 45 лотом забой разрушается торцом породоустановлена с:совпаденйем своей оси вра- разрушающей матрицы 3 в виде кольца до щения с продольйой осью корпуса долота, тех riop, пока центральная часть забоя в что исключает при вращении долота враще- вйде керна не достйгйет шарошки 4, размение шарашки на цапфе и разрушенйе мате- щенной выше матрицы 3. Керн, упйраясь в риала,"пoступающего с забоя в виде 50 шарошку4, встречаетпротиводействие прустолбика"керна. Кроме тото, поскольку ша- жины 10,что нейтрализуетдейстаие осевого

1756530

В дальнейшем повышение осевой на- лый корпус:с кольцевой породоразрушаюгрузки приводит к сжатию пружины 10 и ., щей матрицей и шарошку . установленную . перемещенйю шарашки 4 по цапфе 8 в пре-: .,на цапфе внутри корпуса, о тл и ч а ю щ е е делах направляющей втулки 9. Шарошка 4 с ятем,что, с целью-повышения надежности при этом, не вращается, и керн не разрушв- 5 забуривания нового: направления ствола ется, Поступательное перемещение шарош- скважины с искусственного забоя, выпол.ки 4 происходит до зацепления зубцов 6 и ненного из твердеющего материала"с бури-:

11 на шарашке 4 и корпусе 1. После зацеп-:. MQGT6lo, превышающей буримость горных. ления зубцов 6 и 11 шарошка 4 начинает пород,слагающих стенкискважины;засчет ,: вращаться вместе С корпусом 1 и разрушать 10 изменения соотношения скоростей фрезепоступающий керн. - :.... :;: ...;. рования стенки и бурения забоя скважины

При последующем бурении усилие на на всем интервале забурйаания нового долото будет меньше на усилие, затрачен- ствола скважины, шарошка с цапфой устаное:на сжатие пружины 10, что позволяет в новлена соосно с корпусом долота с возболее широких пределах регулировать ско- 15 можностью осевого" перемещения и рость углубки в забой без снятия с отклони- подпружййейа в осевом направлении отно- теля минимальной осевой нагрузки, сительно корпуса, при этом на внешней 6онеобходимойдля его работы.,;: . ковой поверхности шаровки выполнены продольнйе зубья, а на внутренней бокоФ о р м у л а и э о б р е т е н и я: . 20 вой поверхности корпуса в верхней его часДолото для направленного бурения . ти, выполнейы зубья, ответные зубьям скважин, содержащее цилиндрический по- шарошки, t

Составитель В. Нескоромных

Редактор О. Хрипта Техред.M.Mîðãåíòàë Корректор Н. Тупица

Заказ 3071 .: . Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4j5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101