RU2188928C2 - Отклонитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к буровой технике, а именно к гидравлическим забойным отклонителям, и может быть использовано для искривления ствола скважины в заданном направлении. Сущность изобретения заключается в том, что отклонитель содержит нижнюю направляющую секцию, соединенную под углом α с верхним двигательным звеном, состоящим из отдельных силовых секций, соединенных между собой под углом γ, совпадающим по направлению искривления с углом α, угол γ определяется расчетным путем, при этом γ_min≤γ≤γ_max. Изобретение обеспечивает улучшение параметров искривления ствола скважины. 1 ил.

Description

Изобретение относится к буровой технике, а именно к гидравлическим забойным отклонителям, и может быть использовано для искривления ствола наклонно направленной скважины в заданном направлении.

Известен турбинный отклонитель, включающий нижнюю направляющую секцию, переводник с перекосом осей резьб и двигательную секцию, состоящую из прямолинейно соединенных энергетических секций [патент 2132444].

Недостатком данного отклонителя являются неудовлетворительные параметры искривления ствола скважины.

Известен секционный турбинный отклонитель, состоящий из нижней направляющей секции, соединенной под углом с верхним двигательным звеном, включающим отдельные силовые секции [Бурение наклонных скважин. Справочник. /А. Г. Калинин, Н.А.Григорян, Б.З.Султанов. - М.: Недра, 1990, с. 31]. Его недостатком является то, что он также не обеспечивает достаточных параметров искривления ствола скважины.

Задачей изобретения является обеспечение вписываемости отклонителя в искривленный ствол скважины. Технический результат - улучшение параметров искривления ствола скважины.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известном турбинном отклонителе, содержащем нижнюю направляющую секцию, соединенную под углом α с верхним двигательным звеном, состоящим из отдельных силовых секций, смежные силовые секции соединены между собой под углом γ, совпадающим по направлению искривления с углом α, и угол γ определяется из соотношений
γ_min≤γ≤γ_max, (1)

где

"+", "-" - знаки в формуле (2) в числителе перед последним членом соответственно для минимального (γ_min) и максимального (γ_max) допустимых углов искривления;
k - коэффициент, учитывающий литологическую неоднородность пород в интервале бурения и изменяющийся в пределах 0,8-1,2;
L_H - длина направляющей секции, м;
L_C1, L_C2 - длина соответственно первой и второй силовых секций, м;
R - радиус искривления ствола скважины, м;
α - угол перекоса осей резьб переводника, установленного между направляющей и первой силовой секциями, град;
β - угол наклона оси направляющей секции к оси скважины, град;
D_Д - диаметр долота м;
D_Н - диаметр направляющей секции, м;
D_С1, D_С2 - диаметр соответственно первой и второй силовых секций, м.

Радиус скважины, который образуется при использовании предлагаемого отклонителя, вычисляется по формуле

и должен быть равен радиусу, определяемому по формуле (3).

В формуле (5) все буквенные обозначения совпадают с обозначениями в формуле (2).

На чертеже показана предлагаемая конструкция отклонителя, которая включает нижнюю направляющую секцию 1, диаметром D_H и длиной L_H с учетом долота 2. К направляющей секции отклонителя под углом перекоса осей резьб α присоединяется первая силовая секция 3 диаметром D_C1 и длиной L_C1, соединенная под углом γ со второй смежной силовой секцией 4 диаметром D_C2 и длиной L_C2. Допустимая величина угла γ между силовыми секциями двигательного звена рассчитывается из условия обеспечения необходимых параметров искривления по формуле (2).

В зависимости от технологических условий бурения (например, при потребности увеличения момента на валу отклонителя) количество смежных секций может увеличиваться.

Отклонитель работает следующим образом. При бурении искривленного участка ствола скважины отклонитель прижимается верхним концом направляющей секции 1, а также нижним и верхним концами первой силовой секции 3 к стенке скважины, противоположной направлению искривления. При этом ствол скважины искривляется по радиусу, определяемому по формуле (3). Для сохранения радиуса искривления вторая силовая секция искривлена относительно первой под углом γ в направлении угла α. Верхний конец второй силовой секции прижимается к этой же стенке при угле γ_min или к противолежащей ей, если угол γ_max, при этом вторая силовая секция в процессе бурения перемещается, повторяя профиль пробуренного ствола, не оказывая влияния на характер работы отклонителя, но тем самым обеспечивает его надежное положение в плоскости искривления скважины радиуса R. Кроме того, комплектование двигательного звена возможно силовыми секциями различного диаметра, что позволяет улучшать энергетические характеристики отклонителя в зависимости от условий бурения и создавать оптимальный режим для качественной отработки долот.

Claims (1)

1. Отклонитель для бурения искривленных участков стволов скважин, содержащий нижнюю направляющую секцию, соединенную под углом α с верхним двигательным звеном, состоящим из отдельных силовых секций, отличающийся тем, что смежные силовые секции соединены между собой под углом γ, совпадающим по направлению искривления с углом α, а угол γ определяется из соотношений
   γ_min≤γ≤γ_max, (1)
   

   

   
   где
   

   

   
   

   

   
   "+", "-" знаки в формуле 2 в числителе перед последним членом соответственно для минимального (γ_min) и максимального (γ_max) допустимых углов искривления;
   k - коэффициент, учитывающий литологическую неоднородность пород в интервале бурения;
   L_Н - длина направляющей секции, м;
   L_С1, L_С2 - длина соответственно первой и второй силовых секций, м;
   R - радиус искривления ствола скважины, м;
   α - угол перекоса осей резьб переводника, установленного между направляющей и первой силовой секциями, град;
   β - угол наклона оси направляющей секции к оси скважины, град;
   D_Д - диаметр долота м;
   D_Н - диаметр направляющей секции, м;
   D_С1, D_С2 - диаметры соответственно первой и второй силовых секций, м.

Images