RU2061827C1 - Deflector of drill tool - Google Patents
Deflector of drill tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU2061827C1 RU2061827C1 SU5067789A RU2061827C1 RU 2061827 C1 RU2061827 C1 RU 2061827C1 SU 5067789 A SU5067789 A SU 5067789A RU 2061827 C1 RU2061827 C1 RU 2061827C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- sections
- diverter
- section
- deflector
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области бурения и предназначено для бурения переходного криволинейного интервала малого радиуса наклонно-направленных и горизонтальных скважин. Известен отклонитель бурового инструмента, состоящий из трех последовательно соединенных между собой с двумя перекосами трубчатых секций, образующих в перекосах задающий и вспомогательный углы, расположенные в одной плоскости, (см. "Справочник инженера по бурению" под ред. В. И. Мишевича и Н.А. Сидорова, т. 2 М. Недра, 1973, с.3 рис. 4/. The invention relates to the field of drilling and is intended for drilling a transitional curvilinear interval of a small radius of directional and horizontal wells. A well-known diverter drilling tool, consisting of three consecutively interconnected with two distortions of the tubular sections, forming in the distortions of the master and auxiliary angles located in the same plane (see "Reference engineer drilling" edited by V. I. Mishevich and N .A. Sidorova, vol. 2 M. Nedra, 1973, p. 3 Fig. 4 /.
Недостатком такого отклонителя является спад интенсивности искривления криволинейного переходного интервала по мере роста его длины, т.к. по мере продвижения отклонителя по переходному интервалу его верх нее колено открывается от стенки скважины, отклонитель теряет дополнительную опору и угол отклонения уменьшается. The disadvantage of such a diverter is the decrease in the intensity of the curvature of the curved transition interval as its length grows, because as the diverter moves along the transition interval, its upper elbow opens from the well wall, the diverter loses additional support and the deviation angle decreases.
Известен отклонитель бурового инструмента, состоящий из трех последовательно соединенных между собой с перекосами трубчатых секций, образующих в перекосах задающий и вспомогательный углы, расположенные в одной плоскости, секции, образующие вспомогательный угол перекоса, скреплены между собой с возможностью качания относительно друг друга в секторе вспомогательного угла. /см. а.с. 1579958 кл. Е 21 В 7/08, 1990/. Known diverter drilling tool, consisting of three consecutively interconnected with distortions of the tubular sections, forming in the warps of the master and auxiliary angles located in the same plane, the sections forming the auxiliary angle of bias are fastened to each other with the possibility of swing relative to each other in the sector of the auxiliary angle . /cm. A.S. 1579958 cells E 21
В этом отклонителе использованы не все преимущественные возможности качания секций для одновременного повышения его технических характеристик и проходной его способности через прямолинейный ствол скважины. In this diverter, not all the advantageous possibilities of swinging the sections were used to simultaneously increase its technical characteristics and its throughput through a straight borehole.
Целью изобретения является повышение интенсивности искривления переходных криволинейных интервалов скважин с одновременным регулированием этой интенсивности за счет повышения технических характеристик отклонителя бурового инструмента и сохранения его проходной способности через прямолинейный ствол скважины. The aim of the invention is to increase the intensity of the curvature of the transitional curved intervals of the wells with simultaneous regulation of this intensity by increasing the technical characteristics of the diverter of the drilling tool and maintaining its throughput through a straight borehole.
Поставленная цель достигается тем, что в известном отклонителе бурового инструмента, включающем первую трубчатую секцию с долотом на одном конце и жестко связанную с другим ее концом вторую трубчатую секцию, расположенную с образованием между осями первой и второй секций расчетного задающего угла перекоса, третью секцию, связанную со второй секцией с возможностью качания соединительным узлом, образующим основней вспомогательный угол, узел соединения между второй и третьей секциями выполнен с дополнительным углом в плоскости сектора основного вспомогательного угла с противоположной от него стороны, причем величину дополнительного вспомогательного угла определяют в соответствии с зависимостью
где Dд диаметр долота, dс диаметр секций, Lср.с. - длина средней, при работе отклонителя с использованием дополнительного вспомогательного угла величину расчетного заданного угла выбирают из условия его увеличения на величину не более чем на секцию,образующей со средней секцией вспомогательный угол, установлена радиальная опора, причем радиальных опор установлено минимум две с возможностью продольного перемещения.This goal is achieved by the fact that in the known diverter of the drilling tool, including the first tubular section with a chisel at one end and rigidly connected with its other end, the second tubular section located with the formation between the axes of the first and second sections of the calculated deflection angle, the third section, connected with the second section with the possibility of swinging by the connecting unit forming the main auxiliary angle, the connection unit between the second and third sections is made with an additional angle in the plane of the sector the main auxiliary angle from the opposite side, and the value of the additional auxiliary angle is determined in accordance with the dependence
where D d the diameter of the bit, d with the diameter of the sections, L cf. - the average length, when the diverter is used using an additional auxiliary angle, the value of the calculated predetermined angle is selected from the condition of its increase by no more than a radial support is mounted on a section forming an auxiliary angle with the middle section, and at least two radial bearings are installed with the possibility of longitudinal movement.
Выполнение узла соединения между второй и третьей секциями с дополнительным углом в плоскости сектора основного вспомогательного угла с противоположной от него стороны позволяет при складывании отклонителя в транспортное положение уменьшить его поперечные размеры и спускать его в скважину уменьшенного диаметра, что сокращает затраты на бурение прямолинейных стволов скважин. The implementation of the connection node between the second and third sections with an additional angle in the sector plane of the main auxiliary angle from the opposite side from it allows folding the diverter into its transport position to reduce its transverse dimensions and lower it into a well of reduced diameter, which reduces the cost of drilling straight boreholes.
Возможность качания секций в противоположную от вспомогательного угла сторону на величину, не меньшую позволяет максимально сократить поперечные габариты отклонителя и использовать ее как дополнительный перекос для передачи дополнительного отклоняющего момента на долото и определяется максимально возможным положением средней секции в стволе скважины заданного диаметра, который близок к диаметру спускаемого в него долота.The ability to swing sections in the direction opposite to the auxiliary angle by an amount not less allows you to minimize the transverse dimensions of the deflector and use it as an additional skew to transmit additional deflecting moment to the bit and is determined by the maximum possible position of the middle section in the wellbore of a given diameter, which is close to the diameter of the bit lowered into it.
Максимально возможный угол наклона средней секции отклонителя в стволе скважины определяется из геометрического построения положения отклонителя в стволе скважины при касании средней секции противоположных стенок скважины. Это угол равен , где: Dст.ск. диаметр ствола скважины, dс-диаметр секции, Lср.с. длина средней секции и является дополнительным транспортным углом. Возможность складывания отклонителя в транспортном положение позволяет увеличивать задающий угол отклонителя на величину транспортного угла. Однако зависимость величины этого угла от диаметра ствола скважины ограничивает возможность увеличения задающего угла при изменении диаметров стволов скважин в сторону их уменьшения. Замена диаметра ствола скважины на близ кий ему по значению диаметр долота практически не изменит значения транспортного угла, но обеспечит вписываемость отклонителя с увеличенным задающим углом в диапазон диаметров стволов скважин, в котором используется заданный диаметр долота. Таким образом транспортным углом является , где Dд диаметр долота, а величина угла дополнительного качания секций не должна быть меньше . Увеличение задающего угла перекоса не более чем на повышает характеристику отклонителя без увеличения его размеров, увеличивает интенсивность искривления переходных криволинейных интервалов и сохраняет проходную способность отклонителя через прямолинейный ствол скважины. При увеличении угла больше чем на отклонитель не пройдет через прямой ствол скважины.The maximum possible angle of inclination of the middle section of the deflector in the wellbore is determined from the geometric construction of the position of the deflector in the wellbore when touching the middle section of the opposite walls of the well. This angle is equal to where: D st.sk. borehole diameter, d with the section diameter, L cf. the length of the middle section and is an additional transport angle. The possibility of folding the deflector in the transport position allows you to increase the deflector deflection angle by the value of the transport angle. However, the dependence of the value of this angle on the diameter of the wellbore limits the possibility of increasing the reference angle when changing the diameters of the wellbores in the direction of their reduction. Replacing the diameter of the wellbore with a bit diameter close to it in value will practically not change the value of the transport angle, but will ensure that the diverter with the increased reference angle fits into the range of wellbore diameters in which the specified bit diameter is used. So the transport angle is where D d the diameter of the bit, and the angle of the additional swing sections should not be less . An increase in the deflection angle of not more than increases the characteristic of the diverter without increasing its size, increases the intensity of the curvature of transitional curvilinear intervals and maintains the passage ability of the diverter through the straight borehole. If the angle increases by more than the diverter will not pass through the straight borehole.
Установка радиальной опоры на секцию, образующую со средней секцией вспомогательный угол, центрирует эту секцию при спуске отклонителя и облегчает его спуск, и поддерживает заданное значение вспомогательного угла в раскрытом рабочем положении в криволинейном стволе скважины. The installation of a radial support on the section, which forms an auxiliary angle with the middle section, centers this section when the deflector is lowered and facilitates its descent, and maintains the set value of the auxiliary angle in the open operating position in the curved wellbore.
Установка минимум двух радиальных опор увеличивает жесткость верхней секции отклонителя в случае ее недостаточности. В результате увеличивается отклоняющий момент на долоте и увеличивается интенсивность искривления переходного интервала. Installing a minimum of two radial bearings increases the rigidity of the upper section of the deflector in case of insufficiency. As a result, the deflection moment on the bit increases and the intensity of the transition interval curvature increases.
Установка радиальных опор с возможностью продольного перемещения обеспечивает регулирование величины вспомогательного угла и регулирование жесткости верхней секции отклонителя, что регулирует интенсивность искривления переходного интервала. Установка радиальных опор с возможностью продольного перемещения обеспечивает регулирование величины вспомогательного угла и регулирование жесткости верхней секции отклонителя, что регулирует интенсивность искривления переходного интервала. The installation of radial bearings with the possibility of longitudinal movement provides control of the auxiliary angle and stiffness of the upper section of the deflector, which regulates the intensity of the curvature of the transition interval. The installation of radial bearings with the possibility of longitudinal movement provides control of the auxiliary angle and stiffness of the upper section of the deflector, which regulates the intensity of the curvature of the transition interval.
Перед спуском подвешенный над устьем скважины на бурильных трубах отклонитель вместе с бурильными трубами отводят от оси ствола скважины в сторону стенки ствола скважины до расположения образующей верхней секции на одной прямой с образующей ствола скважины, фиксируя таким образом с одной стороны ствола скважины границу возможного прохода отклонителя в скважину, затем отклонитель переводят в транспортное положение, для чего две его нижние секции отклоняют от верхней секции к противоположной стеке ствола скважины на угол уменьшая таким образом поперечные габариты отклонителя и компенсируя повышенный на перекос нижних секций.Before the launch, the diverter suspended above the wellhead along with the drill pipes is diverted from the axis of the wellbore towards the side of the wellbore wall until the generatrix of the upper section is located on a straight line with the generatrix of the wellbore, thus fixing the boundary of the possible diverter passage to one side of the wellbore well, then the diverter is transferred to the transport position, for which two of its lower sections are deflected from the upper section to the opposite stack of the wellbore at an angle thus reducing the transverse dimensions of the deflector and compensating for the increased skew of the lower sections.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена конструкция отклонителя, на фиг. 2 отклонитель в транспортном положении, на фиг. 3 изображен отклонитель, установленный на забое скважины, на фиг. 4 - отклонитель в рабочем положении при забуривании переходного криволинейного интервала, на фиг. 5 отклонитель в рабочем положении при бурении переходного криволинейного интервала. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the design of the diverter, FIG. 2 the diverter in the transport position, in FIG. 3 shows a diverter installed at the bottom of the well; FIG. 4 - diverter in working position when drilling a transitional curvilinear interval, in FIG. 5 diverter in working position when drilling a transitional curved interval.
Отклонитель бурового инструмента состоит из трубчатых секций 1,2 и 2 /фиг. 1-5/, последовательно соединенных между собой, к которым прикреплено долото. Секции 2 и 3 жестко скреплены между собой с перекосом и образуют нижний задающий направление искривления угол α /фиг.1/, а секции 1 и 2 соединены между собой с возможностью качания в плоскости расположения угла a и образуют переменный вспомогательный угол b, стабилизирующий направление искривления и меняющийся от 0 до оптимального значения вспомогательного угла 3 4,5 и противолежащий вспомогательному углу b дополнительный угол g /фиг. 1/, который равен или превышает . Так, например, при диаметре долота 4 Dд 215,9 мм, диаметре секции dс172 мм, и длине средней секции 2 Lср.с. 1400, угол γ ≥ 2,5°.. Благодаря наличию дополнительного угла γ качания секций задающий угол a может быть увеличен, но не более чем на /фиг. 2-5/, и следуя конкретному примеру это увеличение угла не должно превышать 2,5o. При оптимальном значении задающего угла α = 1,5° и допустимом его превышении при дополнительном качании секций на повышенное значение задающего угла может составить 4o. На секции 1 установлена одна /фиг. 5/ радиальная опора 5 для поддержания заданного значения вспомогательного угла β при бурении криволинейного интервала ствола скважины, или несколько опор, но как минимум две /фиг. 4/, для повышения жесткости секции 1 как при забуривании, так и при бурении криволинейного интервала /фиг. 4 и 5/, и которые также можно использовать для поддержания заданного значения вспомогательного угла b при бурении криволинейного интервала ствола скважины.The drill tool diverter consists of
Радиальные опоры 5 установлены с возможностью продольного относительно секции 1 перемещения для регулирования заданного значения вспомогательного угла b и для регулирования жесткости секции 1.
Над устьем 6 скважины с равнопроходным стволом подвешивают на бурильных трубах 7 отклонитель из секции 1,2 и 3 с функциональными и транспортным перекосами его секций под углами a,β и γ и долотом 4 /фиг. 2/. Отклонитель имеет увеличенные геометрические параметры, невписывающиеся в ствол скважины. Так, например, при длине секции 3 в 1100 мм и длине секции 2 Lср.с. в 1400 мм жесткий угол перекоса между ними a составляет 4o, а при произвольной длине секции 1 гибкий перекос ее с секцией 2 имеет в одну сторону угол b, равный 3,5o, а в противоположную сторону угол g равный 8o. Требуется спустить отклонитель в ствол скважины диаметром Dст.скв. в 225 мм. Перед спуском в скважину отклонитель вместе с бурильными трубами отводят от оси ствола скважины в сторону его стенки до расположения образующей верхней секции 1 отклонителя на одной прямой 11 /фиг.2/ с образующей ствола скважины, где отклонитель переводит в транспортное положение, отклоняя две его нижние секции 2 и 3 от верхней секции 1 к противоположной стенке ствола скважины на угол , равный в данном отклонителе 2,5o. Затем поддерживая этот транcпортный перекос секций 1 и 2 отклонитель опускают в ствол скважины и доводят до забоя, при этом вершины 8 и 9 перекосов секций будут касаться противоположных стенок ствола скважины /фиг. 3 и 4/, а верхняя секция 1 отклонителя может быть перекошена с секцией 2 либо под углом /фиг. 2/, либо большим /фиг. 3 и 4/. В данном отклонителе этот перекос может изменяться в пределе от 2,5 до 8o.Above
Работает отклонитель следующим образом. При забуривании криволинейного интервала /фиг. 3 и 4/ отклонитель находится в транспортном положении и отклоняет ствол скважины под частичным углом от угла α задающего перекоса, равным составляющим в данном отклонителе 1,5o и являющимся традициoнным. Затем по мере набора кривизны ствола скважины и поступления инструмента в искривленный участок ствола скважины перекос секций 1 и 2 под углом γ переходит в перекос под вспомогательным углом b /фиг.5/, с переходом упора вершины 10 этого угла о противопoложную нижнюю стенку ствола скважины, в которую упирается нижний перекос секций 2 и 3 и угол которого α = 4°, во время изменения перекоса секций 1 и 2 постепенно полностью вступает в работу и наращивает интенсивность искривления ствола скважины, а после вступления в работу вспомогательного угла достигнутая заданная интенсивность искривления поддерживается на всем дальнейшем протяжении криволинейного интервала ствола скважины. Местом установки опор 5 регулируют жесткость секции 1 /фиг. 4 / и величину вспомогательного угла β /фиг. 5/, и соответственно величину результирующего отклоняющего момента на долото 4.The diverter works as follows. When drilling a curved interval / Fig. 3 and 4 / the diverter is in the transport position and deflects the wellbore at a partial angle from the angle α of the deflection, equal to constituting 1.5 o in this diverter and being traditional. Then, as the curvature of the borehole increases and the tool enters the curved section of the borehole, the skew of
Преимущества этого отклонителя бурового инструмента заключается в том, что уменьшаются затраты на бурение прямолинейных вертикальных стволов скважин уменьшенных диаметров, что повышает эффективность строительства наклонно-направленных и горизонтальных скважин. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 The advantages of this diverter of the drilling tool is that it reduces the cost of drilling straight vertical boreholes with reduced diameters, which increases the construction efficiency of directional and horizontal wells. YYY2 YYY4
Claims (4)
где Dд диаметр долота,
dс -диаметр секций,
Lср.с длина средней секции.1. The diverter of the drilling tool, comprising a first tubular section with a chisel at one end and a second tubular section rigidly connected to its other end, arranged to form a skew angle between the axes of the first and second sections, a third section that can be swiveled to the second section the connecting node forming the main auxiliary angle, characterized in that the connection node between the second and third sections is made with an additional angle in the plane of the sector of the main auxiliary SFA on the opposite side of it, and an additional auxiliary value of the angle is determined according to the relation
where D d the diameter of the bit
d with the diameter of the sections
L cf. the length of the middle section.
3. Отклонитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на секции, образующей со средней секцией вспомогательный угол, установлена радиальная опора.2. The diverter according to claim 1, characterized in that when the diverter is operated using an additional auxiliary angle, the value of the calculated predetermined angle is selected from the condition of its increase by no more than
3. The rejector according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that on the section forming the auxiliary angle with the middle section, a radial support is installed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5067789 RU2061827C1 (en) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Deflector of drill tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5067789 RU2061827C1 (en) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Deflector of drill tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2061827C1 true RU2061827C1 (en) | 1996-06-10 |
Family
ID=21615877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5067789 RU2061827C1 (en) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | Deflector of drill tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2061827C1 (en) |
-
1992
- 1992-08-10 RU SU5067789 patent/RU2061827C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Справочник инженера по бурению, под ред. В.К.Минцевича и Н.А.Сидорова, т.2, М, Недра, 1973г., с.3, рис.4. Авторское свидетельство СССР N 1579968, кл. Е 21 В 7/08, 1990. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4880067A (en) | Apparatus for drilling a curved borehole | |
US5937958A (en) | Drill bits with predictable walk tendencies | |
USRE33660E (en) | Apparatus for drilling a curved borehole | |
CA1053659A (en) | Boring apparatus capable of boring straight holes | |
EP0085444A2 (en) | Method and means for controlling the course of a bore hole | |
EP0898047B1 (en) | Stress relieving joints for pipes | |
AU2009231923B2 (en) | System and method for one-trip hole enlargement operations | |
US5431223A (en) | Drilling kick-off device | |
RU2149248C1 (en) | Method and device for drilling of bore-hole | |
GB2226584A (en) | Straight hole drilling assembly. | |
GB2291664A (en) | Method and device for drilling for oil or gas | |
NO20110693A1 (en) | Anti-vortex drill bits, well site systems and methods for these | |
RU2061827C1 (en) | Deflector of drill tool | |
US8453737B2 (en) | Diameter based tracking for window milling system | |
US5937957A (en) | Cutting bed impeller | |
EP0760049B1 (en) | Whipstock and method for setting such a whipstock | |
AU678829B2 (en) | Drill pipe for directional drilling | |
CN1055979A (en) | Diameter-regulating centralizing device | |
EP0922153B1 (en) | A drill pipe | |
GB2453291A (en) | Steerable drill bit and stabiliser arrangement | |
US8307890B2 (en) | Whipstock assembly | |
SU1484895A1 (en) | Directional drilling device | |
RU2188928C2 (en) | Deflecting tool | |
CN219119194U (en) | Logging instrument feeding device | |
RU2076198C1 (en) | Bottom-hole assembly for well directional drilling |