Отклоняющее устройство

 

Использование: для направленного бурени|я забойным двигателем. Сущность изобретения: устройство включает г.олото, забойный двигатель и отклоняющие лопасти в виде винтовых лопастей, Последние противоположно направлены и связаны по. концам. Высота каждой винтовой допасти переменная и увеличивается от середины к ее концам. Максимальная высота лопасти не превышает половины разности между диаметрами долота и забойного двигателя. Направление бурения зависит от положения устройства в наклонном стволе скважины . Путем вращения корпуса забойного двигателя вокруг собственной оси за счет взаимодействия винтовых лопастей со стенкой скважины изменяют его положение соответственно направление бурения, 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 7/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4841092/03 (22) 21,05.90 (46) 15.02.93. Бюл. N 6 (71) Башкирский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) М.Т.Абдурахманов и М.Г.Аверин (56) Авторское свидетельство СССР М

1435744, кл. Е 21 В 7/08, 1988.

Авторсvое свидетельство СССР М

613073, кл. Е 21 В 7/08, 1978, (54) ОТКЛОНЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: для направленного бурения забойным двигателем, Сущность изоб рете н ия: устройство вкл ючает,",слота, Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к отклоняющим устройствам для бурения накл нно направленных и горизонтальных скважин. известно устройство для безориентированного бурения, включающее долото, корпус С выполненными по его образующей углублениями, центратор, установленный на корпусе с возможностью перемещения в осевом направлении, фиксирующие элементы.

Недостатком известного устройства являетс невозможность управления азимутальным углом ствола наклонной скважины.

Известно устройство для ориентирования инструмента в стволе наклонной скважины включающее забойный двигатель с накладками различной толщины, размещенными на его корпусе на различных расстояниях от долота со смещением одна относительно другой по поперечному сечению корпуса.. Ы 179507О А1 забойный двигатель и отклоняющие лопасти в виде винтовых лопастей. Последние противоположно направлены и связаны по концам. Высота каждой винтовой допасти переменная л увеличивается от середины к ее концам. Максимальная высота лопасти не превышает половины разности между диаметрами долота и забойного двигателя.

Направление бурения зависит от положения устройства в наклонном стволе скважины, Путем вращения корпуса забойного двигателя вокруг собственной оси за счет взаимодействия винтовых лопастей со стенкой скважины изменяют его положение соответственно направление бурения. 10 ил.

Недостатком известного устройства является скачкообразное изменение отклоняющей силы на долоте вследствие существующих зазоров между накладками, приводящее к нарушению прямолинейности проводки ствола скважины, а также недостаточный диапазон регулирования боковой отклоняющей силы на долоте, что также сказывается на точности проводки ствола скважины.

Целью изобретения является повышение точности проводки наклонного ствола скважины, Указанная цель достигается тем, что в известном отклоняющем устройстве, включающем долото, забойный двигатель, расположенные на его корпусе отклоняющие элементы, согласно изобретению, каждый отклоняющий элемент выполнен в виде противоположно направленных и связанных по концам винтовых лопастей, причем высота каждой лопасти увеличивается от середины к ее концам до максимальной величины, не

1795070

55 превышающей половины разности между диаметром долота и корпуса забойного двигателя, На фиг. 1 показан общий вид устройства в исходном положении; на фиг. 2, 3. 4 — то же, при угловом повороте устройства соответственно на 90, 180, 270 по часовой стрелке относительно исходного положения; на фиг. 5, 6, 7 — сечения А — А, Б — Б, В-В на фиг. 1; на фиг. 8, 9, 10 — сечения Г-Г, Д-Д, Е-Е на фиг. 4.

Устройство включает долото 1, забойный двигатель 2 с лопастями 3, телеметрическую систему 4 (фиг.1). Корпус забойного двигателя 2 снабжен лопастями 3, расположенными по винтовым линиям с левым и правым заходом, охватывающие корпус. по обе стороны на 180 bio всей длине забойного двигателя и сходящиеся на противоположных сторонах поперечного сечения устройства. При этом на концах высота каждой лопасти максимальна и не превышает половины разности между диаметрами долота и корпуса забойного двигателя, в середине — минимальна, а — угол подьема винтовой линии, Ь вЂ” ширина лопасти, !— расстояние от долота до точки касания, h— высота лопасти. а и Ь определяются конструктивными особенностями забойного двигателя и технологического процесса.

Например, для винтового забойного двигателя Д1-195 а =arctg д =3 л Рдв» 0

2I где Рдв. —. диаметр двигателя, D - 0,195 м;

L — длина двигателя, L = 6 м.

Ь- =7см где N — составляющая нагрузки на лопасть;

N = 2000 кгс;

6- прочность горных пород на сжатие;

G = 30 кг/см .

Высота лопасти h — переменная, в крайних сечениях А-А и  — В (фиг.5, 7) — максимальная и равна полуразности диаметров долота и забойного двигателя

Формула изобретения

Отклоняющее устройство, включающее долото, забойный двигатель, расположенные на его корпусе отклоняющие элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности проводки наклонного ствола скважины, каждый отклоняющий

16

h = — "-" д - 1,04 см, где Рдод. — диаметр долота, Рдо . -0,2159 м.

В среднем сечении Б-Б (фиг.6) h — минимальна и рассчитывается из условия равенства нулю величины отклоняющей силы на долоте. Например, для забойного двигателя

Д1-195 условие Рот - 0 соблюдается при установке центратора диаметром Рц = 0,211 на расстоянии1= 2 м от долота или, в данном случае, при высоте лопасти h = 0,8 см, Устройство работает следующим образом.

При сборке забойной компоновки над отклоняющим устройством ориентированно устанавливается телеметрическая система контроля параметров положения ствола скважины и отклонителя. В процессе бурения по данным телеметрической системы определяют траекторию ствола скважины.

В зависимости от поставленной задачи (набор зенитного угла, отклонение ствола влево при стабилизации зенитного угла и т.п.), определяют необходимое положение устройства в скважине. Например, требуется изменить направление ствола скважины влево (уменьшение азимутального угла с сохранением зенитного угла), Для этого необходимо отклонитель повернуть по часовой стрелке на 270 относительно исходного положения (фиг.4). Точка опоры С, перемещаясь по образующей винтовой поверхности лопасти 2, изменяет длину направляющего участка компоновки. Такому положению опорной точки соответствует минимальная боковая отклоняющая сила, действующая на долото в вертикальной плоскости и обуславливающая стабилизацию зенитного угла ствола скважины. Отклонение ствола скважины влево будет происходит вследствие несоосного расположения устройства по отношению к оси ствола скважины в горизонтальной плоскости, обусловленного эксцентриситетом осей компоновки Ок и ствола скважины Ос в крайних сечениях Г-Г и Š— Е устройства (фиг. 8, 10). элемент выполнен в виде противоположно направленных и связанных по концам винтовых лопастей, причем высота каждой лопасти увеличивается от середины к ее концам до максимальной величины, не превышающей половины разности диаметров и долота и корпуса забойного двигателя.

3 795070 Рмг.5 Риз.б

@iit. 7

1795070

@u2.

Составитель О.Ботыгина

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Шекмар

Редактор

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

Заказ 412 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5