RU1789639C - Ступенчата компоновка дл направленного бурени скважин в анизотропных наклонно залегающих породах - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : компоновка содержит направл ющую штангу с долотом с опорно-центрирующим элементом. Расширитель соединен с верхним концом штанги. В гидроцилиндре б установлены два полых , . штока 7 и 8 с возможностью передачи крут щего момента от одного штока к другому. На гидроцилиндре 6 установлен опорно- центрирующий элемент. Каждый из штоков 7 и 8 св зан соответственно с част ми направл ющей штанги. Выходные отверсти  концов штока 7, 8 смещены относительно друг друга, В процессе бурени  скважины поддерживают заданный режим осевой нагрузки, частоты вращени  инструмента и расхода промывочной жидкости. При ступенчатом повышении давлени  промывочной жидкости на устье скважины уменьшают осевую нагрузку на инструмент до величины G0, определ емой из соотношени  , где р-рабочее давление промывочной жидкости (до ступенчатого с повышени  давлени ), Н/м , 5ш эффектив- на  площадь штока, м . 2 з.п.ф-лы, 2 ил. Ш-. И

Description

Изобретение относитс  к буровой технике и может быть использовано дл  направленного бурени  в наклонно-залегающих анизотропных, перемежающихс  по твердости породах.

Известна ступенчата  компоновка, включающа  опережающую часть, состо щую из забойного двигател  с долотом и калибратором в качестве опорно-центриру- ющего элемента, расширитель и второй калибраУбр ; Установленные над опережающей частью (1).

Наиболее близкой предложенной по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  ступенчата  компоновка дл  направленного бурени  скважин в анизотропных наклонно залегающих породах, включающа  направл ющую штангу с долотом и опорно-центрирующим элементом и расширитель, соединенный с верхним концом направл ющей штанги (3).

Однако, данна  ступенчата  компоновка при бурении в перемежающихс  по твердости породах не снабжена механизмом, ограничивающим величину осевой нагрузки , воспринимаемой одним долотом или расширителем, что может приводит к поломкам породоразрушающего инструмента . - - - - .-Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы ступенчатой компоновки за счет регулировани  нагрузки на долото .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что ступенчата  компоновка дл  направленного бурени  скважин в анизотропных наклонно залегающих породах, включающа  направл ющую штангу с долотом и опорно-центрирующим элементом и расширитель, соединенный с верхним концом направл ющей штанги, снабжена гидроцилиндром и двум  полыми штоками, концы которых расположены в полости гидроцилиндра и св заны с ним с возможностью передачи крут щего момента от одного штока к другому , причем направл юща  штанга выполнена из двух частей, кажда  из которых св зана с одним из свободных концов полых штоков, а опорно-центрирующий элемент установлен на гидроцилиндре.

Кроме этого выходные отверсти  концов штоков, размещенных в полости гидроцилиндра , смещены относительно друг Друга.

При этом отношение величин ходов штоков верхней и нижней частей гидроцилиндра пр мо пропорционально отношению рассто ний от опорного сечени  опорно-центрирующего элемента до рабочих торцев расширител  и долота при минимальном рассто нии между торцами штоков .

На фиг.1 показан общий вид ступенчатой компоновки дл  направленного бурени 

скважин.

На фиг.2 гидроцилиндр со штоками и опорно-центрирующим элементом в продольном разрезе.

Ступенчата  компоновка дл  направленного бурени  скважин содержит направл ющую штангу с долотом 1 и опорно- цёйтрйрующим элементом 2. Направл юща  штанга состоит из верхней 3 и нижней 4 частей. С верхним концом направл ющей

5 штанги соединен расширитель 5. Опорно- центрирующий элемент 2 установлен на гидроцилиндре 6, в котором размещены два полых штока 7 и 8, которые имеют одинаковую эффективную площадь и соединены со0 ответственно с верхней частью 3 и с нижней частью 4 направл ющей штанги. Выходные отверсти  штоков 7 и 8 смещены относительно друг друга на величину е. На верхней 3 и нижней 4 част х направл ющей

5 штанги размещены упоры 10, ограничивающие ход штоков в гидроцилиндре, а дл  передачи вращающего момента от верхней части 3 к нижней части 4 направл ющей штанги поперечное сечение этих частей име0 ёт, например, квадратное сечение, соответствующее по форме, отверсти м в верхней и нижней гайках, соединенных с верхним и нижним концами гидроцилиндра 6.

Величины ходов штоков 7 и 8, ограни5 ченные упорами 10, относ тс  друг к другу также как рассто ние от опорного сечени  опорно-центрирующего элемента 2 до рабочих торцев расширител  5 и долота 1.

Ступенчата  компоновка при бурении

0 скважин в анизотропных перемежающихс  по твердости породах работает следующим образом.

Заданное направление бурени  обеспечиваетс  за счет компенсации отклон ющей

5 силы на долоте 1, возникающей при разушении анизотропной породы вооружением долота 1, аналогичной силой, возникающей на расширителе 5, котора  действует в том же направлении, что и на долоте 1, но

0 благодар  наличию опорно-центрирующего элемента 2, отклон юща  сила, приложенна  к расширителю 5, создает опрокидывающий момент, действующий на направл ющую штангу в направлении про5 тивоположном действию момента от аналогичной отклон ющей силы, приложенной к долоту 1.

При бурении данной ступенчатой компоновки поддерживают режим осевой нагрузки и расход промывочной жидкости,

обеспечивающие положение штоков 7 и 8 соответственно в верхней и нижней част х гидроцилиндра 6. При этом положение штоков 7 и 8 осева  нагрузка на долото 1 ограничена величиной равной произведению давлени  промывочной жидкости в гидроцилиндре и эффективной площади штока 8. А осева  нагрузка на расширитель 5 определ етс  как разность между осевой нагрузкой , действующей на ступенчатую компоновку со стороны вышерасположенных элементов бурильной колонны и осевой нагрузкой, воспринимаемой долотом 1.

При разбуривании долотом 1 более твердых пород его механическа  Скорость становитс  меньше чем механическа  скорость расширител  5, что приводит к сближению штоков 7 и 8 в гидроцилиндре 6, а благодар  смещению относительно друг друга выходных отверстий штоков 7 и 8 при сближении последних проходной канал промывочной жидкости перекрываетс , что

вызывает рост давлени  в сто ке на устье скважины. В случае упом нутого увеличени  давлени  искусственно уменьшают осевую нагрузку на инструмент, ограничива  его nofla4yt Тем самым создаютс  услови , при которых штоки 7 и 8 снова раздвигаютс  в гидроцилиндре 6 и занимают крайние положени  за счет углублени  скважины долотом 1. Затем осевую нагрузку снова увеличивают, обеспечива  бурение скважины одновременно с ее расширением расширителем 5.

Благодар  тому, что величины ходов штоков 7 и 8 св заны за вленным соотношением с рассто ни ми между опорным сечением опорно-центрирующего элемента 2 и рабочими торцами расширител  5 и долота 1, обеспечиваетс  одинаковое соотношение параметров ступенчатой компоновки, определ ющее величину интенсивности искривлени  ею скважины при крайних положени х ш токов 7 и 8 в гидроцилиндре 6.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Ступенчата  компоновка дл  направленного бурени  скважин в анизотропных наклонно залегающих породах, включающа  штангу с долотом и опорно-центри- рующим элементом и расширитель, соединенный с верхним концом направл ющей штанги, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности в работе за счет регулировани  нагрузки на долото, она снабжена гидроцилиндром и двум  полыми штоками, концы которых расположены в полости гидроцилиндра и св заны с ним с возможностью передачи крут щего момента от одного штока к другому, причем направл юща  штанга выполнена из двух частей,

   кажда  из которых св зана с одним из свободных концов полых штоков, а опорно-цен- трирующий элемент установлен на гидроцилйндре.
2. 2. Компоновка по п.1, о т л и ч а ю щ а  - с   тем, что выходные отверсти  концов штоков , размещенных в полости гидроцилиндра , смещены относительно друг друга.
3. 3. Компоновка по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ а   с   тем, что отношение величин ходов в верхней и нижней част х гидроцилиндра пр мо пропорционально отношению рассто ний от опорного сечени  опорно-центрирующего элемента до рабочих торцов

   расширител  и долота при минимальном рассто нии между торцами штоков.