RU2244795C1 - Device for drilling slanting-horizontal wells - Google Patents
Device for drilling slanting-horizontal wells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244795C1 RU2244795C1 RU2003125040/03A RU2003125040A RU2244795C1 RU 2244795 C1 RU2244795 C1 RU 2244795C1 RU 2003125040/03 A RU2003125040/03 A RU 2003125040/03A RU 2003125040 A RU2003125040 A RU 2003125040A RU 2244795 C1 RU2244795 C1 RU 2244795C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- bodies
- angle
- elements
- deformation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам бурения скважин и предназначено для бурения роторным способом наклонно-горизонтальных многоствольных скважин на продуктивные горизонты многопластовых месторождений твердых полезных ископаемых с последующей добычей твердых полезных ископаемых из тонких некондиционных пластов методом скважинной технологии.The invention relates to a device for drilling wells and is intended for rotary drilling of horizontal horizontal multilateral wells to the productive horizons of multilayer deposits of solid minerals, followed by the extraction of solid minerals from thin substandard formations using well technology.
Известно устройство для бурения наклонно-горизонтальных скважин, содержащее трубчатый корпус, отклоняющий элемент, расположенный в его полости, полый вал, расположенный в корпусе с возможностью взаимодействия с отклоняющим элементом, причем верхний конец вала жестко связан с корпусом, а нижний установлен на шарнирной опоре (SU, авт. св. N1469075, Е 21 В 7/08, 21.04.87).A device for drilling horizontal wells, comprising a tubular body, a deflecting element located in its cavity, a hollow shaft located in the body with the possibility of interaction with the deflecting element, the upper end of the shaft is rigidly connected to the body, and the lower is mounted on a hinge support ( SU, Aut. St. N1469075, E 21 B 7/08, 04.21.87).
Это устройство имеет ограниченные эксплуатационные возможности, так как, во-первых, оно не позволяет изменять направление скважины в азимутальном направлении, во-вторых, заданное направление выдерживается только при бурении с постоянной осевой нагрузкой.This device has limited operational capabilities, because, firstly, it does not allow changing the direction of the well in the azimuthal direction, and secondly, the specified direction is maintained only when drilling with constant axial load.
Известно устройство для бурения наклонно-горизонтальных скважин, имеющее в корпусе с центрирующими относительно оси скважин поверхностями полый вал, состоящий из верхней и нижней секций, узел изменения вала с возможностью осевого перемещения и подпружиненную относительно нижней секции вала муфту с осевым каналом (см. патент США N4895214, Е 21 В 7/08, 90.01.23).A device for drilling inclined horizontal wells is known, having in the case with surfaces centering relative to the axis of the wells a hollow shaft consisting of upper and lower sections, a shaft change unit with the possibility of axial movement and a spring-loaded coupling with respect to the lower section of the shaft (see US patent N4895214, E 21 V 7/08, 90.01.23).
Устройство имеет ограниченные эксплуатационные возможности из-за конструктивных особенностей узла управления направлением бурения, не имеющего надежную фиксацию корпуса и, следовательно, не гарантирующего заданного направления скважины. Кроме того, указанное устройство требует двух режимов прокачки бурового раствора, рабочего и управляющего, для перевода его в рабочее положение, что в свою очередь вызывает увеличение энергетических затрат.The device has limited operational capabilities due to the design features of the control unit for the direction of drilling, which does not have a reliable fixation of the body and, therefore, does not guarantee a given direction of the well. In addition, this device requires two modes of pumping the drilling fluid, working and control, to translate it into working position, which in turn causes an increase in energy costs.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для направленного бурения, содержащее полый вал, корпус, установленный на валу концентрично с возможностью вращения, опорные элементы, установленные на наружной поверхности корпуса, и узел управления корпусом. Вал выполнен составным из верхней и нижней секций, расположенных под углом одна относительно другой, а узел управления корпусом содержит расположенную между секциями вала и подпружиненную относительно нижней секции муфту, которая установлена с возможностью осевого перемещения и имеет на наружной поверхности кольцевую канавку с пазом для взаимодействия со стопорным пальцем, закрепленным на корпусе (см. патент РФ №2112128, МПК Е 21 В 7/08).Closest to the claimed device is a device for directional drilling, comprising a hollow shaft, a housing mounted concentrically rotatably on the shaft, support elements mounted on the outer surface of the housing, and a housing control assembly. The shaft is made up of one of the upper and lower sections, located at an angle relative to one another, and the housing control unit contains a coupling located between the shaft sections and spring-loaded relative to the lower section, which is mounted with the possibility of axial movement and has an annular groove on the outer surface with a groove for interacting with a locking finger fixed to the housing (see RF patent No. 2112128, IPC E 21 B 7/08).
Недостатком устройства является невозможность осуществления бурения по короткой дуге из наклонного участка скважины в горизонтальный участок продуктивного пласта. Кроме того, наличие наружного жесткого корпуса, искривленного под углом α, приводит к снижению прочностных характеристик узлов устройства при бурении скважин малого диаметра.The disadvantage of this device is the inability to drill in a short arc from an inclined section of the well into a horizontal section of the reservoir. In addition, the presence of an external rigid body, bent at an angle α, leads to a decrease in the strength characteristics of the nodes of the device when drilling wells of small diameter.
Задачей предлагаемого устройства является осуществление бурения по короткой дуге из наклонного участка скважины в горизонтальный участок продуктивного пласта.The objective of the proposed device is the implementation of drilling in a short arc from an inclined section of the well into a horizontal section of the reservoir.
Поставленная задача решается тем, что устройство для бурения наклонно-горизонтальных скважин, включающее два корпуса, расположенные между бурильными трубами и породоразрушающим элементом, узел изменения угла бурения, установленный между корпусами, согласно изобретению, корпусы расположены с зазором относительно друг друга и соединены между собой подвижно посредством узла изменения угла бурения, который выполнен в виде втулки, внутри которой размещена резиновая втулка, проходящая через внутренние полости корпусов, при этом резиновая втулка снабжена уплотнительным элементом и элементами для исключения ее деформации, а величина зазора выбрана из условия обеспечения бурения по расчетной траектории.The problem is solved in that the device for drilling inclined horizontal wells, comprising two bodies located between the drill pipes and the rock cutting element, a node for changing the drilling angle installed between the bodies, according to the invention, the bodies are located with a gap relative to each other and are interconnected movably by means of a node for changing the drilling angle, which is made in the form of a sleeve, inside of which is placed a rubber sleeve passing through the internal cavities of the housings, while the rubber the sleeve is equipped with a sealing element and elements to prevent its deformation, and the gap value is selected from the conditions for ensuring drilling along the calculated path.
Элементы для исключения деформации резиновой втулки выполнены в виде набора стальных колец, а крепежные элементы выполнены в виде двух пар соосно расположенных стопоров в нижнем и верхнем корпусах соответственно под углом 90° друг к другу.Elements to prevent deformation of the rubber sleeve are made in the form of a set of steel rings, and fasteners are made in the form of two pairs of coaxially arranged stoppers in the lower and upper bodies, respectively, at an angle of 90 ° to each other.
Оригинальность предлагаемого решения заключается в том, что устройство исключает необходимость наружного жесткого корпуса, искривленного под углом α, что позволяет при бурении скважин малого диаметра не допускать ослабления прочностных характеристик узлов устройства.The originality of the proposed solution lies in the fact that the device eliminates the need for an external rigid body, bent at an angle α, which allows us to prevent the weakening of the strength characteristics of the nodes of the device when drilling small diameters.
Изобретение поясняется чертежом, где:The invention is illustrated in the drawing, where:
1 - верхний корпус;1 - upper case;
2 - нижний корпус;2 - lower case;
3 - втулка;3 - sleeve;
4 - стопора;4 - stopper;
5 - резиновая втулка;5 - rubber sleeve;
6 - торцевой упор;6 - end stop;
7 - долото;7 - a chisel;
8 - бурильные трубы;8 - drill pipe;
9 - наклонный участок скважины;9 - deviated well section;
10 - набор стальных колец;10 - a set of steel rings;
11 - забой;11 - face;
12 - сальник.12 - an epiploon.
Устройство для бурения наклонно-горизонтальных скважин состоит из двух разъемных подвижных корпусов - верхнего 1, который соединен с бурильными трубами 8, и нижнего 2, который соединен с долотом 7. Верхний корпус 1 и нижний корпус 2 соединены между собой подвижной втулкой 3, через четыре стопора 4, два из которых соосно расположенных в верхнем корпусе и два - в нижнем корпусе. Плоскости этих пар стопоров расположены по отношению друг к другу под углом 90 градусов. В теле корпусов 1 и 2 стопора 4 крепятся неподвижно, а подвижная втулка 3 может совершать колебательные движения вокруг стопоров 4. Стопора 4 и подвижная втулка 3 соединены через корпуса с бурильными трубами 8 и долотом 7. Корпусы расположены с зазором (с) относительно друг друга, который позволяет создать соответствующий угол наклона α для бурения по расчетной траектории, выполаживания наклонного участка скважины в горизонтальный в конкретном геологическом разрезе. Для расчета величины зазора может быть использовано следующее соотношение: c=2D Sin α/2, где D - диаметр корпуса, α - максимальный угол между корпусами в момент соприкосновения торцевых частей, который равен центральному углу правильного многоугольника, описанного окружностью радиуса R, по траектории которой происходит выполаживание. При этом α=360°:n, где n - количество сторон правильно описанного многоугольника и равно сумме длин нижней части корпуса и породоразрушающего инструмента (долота). Выбранная расчетная величина угла обеспечивается упором с одной из сторон торцевых частей корпусов.The device for drilling inclined horizontal wells consists of two detachable movable casings - the upper 1, which is connected to the drill pipes 8, and the lower 2, which is connected to the bit 7. The upper housing 1 and the lower housing 2 are interconnected by a movable sleeve 3, through four stopper 4, two of which are coaxially located in the upper case and two in the lower case. The planes of these pairs of stoppers are located relative to each other at an angle of 90 degrees. In the body of housings 1 and 2, the stoppers 4 are fixedly mounted, and the movable sleeve 3 can oscillate around the stoppers 4. The stopper 4 and the movable sleeve 3 are connected through the bodies to the drill pipes 8 and the bit 7. The cases are located with a gap (c) relative to each other , which allows you to create the appropriate angle of inclination α for drilling along the calculated trajectory, flattening the inclined section of the well in horizontal in a specific geological section. To calculate the gap value, the following relation can be used: c = 2D Sin α / 2, where D is the diameter of the body, α is the maximum angle between the bodies at the moment of contact of the end parts, which is equal to the central angle of the regular polygon described by a circle of radius R along the path which is flattening. Moreover, α = 360 °: n, where n is the number of sides of the correctly described polygon and is equal to the sum of the lengths of the lower part of the body and the rock cutting tool (chisel). The selected calculated value of the angle is provided by focusing on one of the sides of the end parts of the cases.
Устройство для бурения наклонно-горизонтальных скважин работает следующим образом. Подвижная втулка 3 совершает свободные колебательные движения вокруг стопоров 4 в границах внутренней полости верхнего 1 и нижнего 2 корпуса. Через стопоры 4 и подвижную втулку 3 передается вращение от ротора через бурильные трубы 8 к долоту 7 под расчетным углом α. Для осуществления подачи промывочной жидкости через бурильные трубы 8 к долоту 7 и далее для очистки забоя, вовнутрь верхнего корпуса 1, нижнего корпуса 2, подвижной втулки 3 вставляют резиновую втулку 5, оборудованную распорным уплотнительным сальником 12, набором стальных колец 10, не допускающих деформацию резиновой втулки 5. Фиксация расчетной величины угла отклонения α происходит за счет торцевых упоров 6 верхнего 1 и нижнего 2 корпуса. В процессе спуска устройства на бурильных трубах 8 по стенке наклонного участка скважины 9 устройство подходит к забою 11 под углом α. В процессе бурения по короткой дуге для выхода из наклонного участка в продуктивный горизонт происходит выполаживание наклонного участка в сторону горизонта на соответствующую расчетную величину угла α. Азимут задается наклонным участком и он сохраняется при входе в горизонт продуктивного пласта.A device for drilling inclined horizontal wells works as follows. The movable sleeve 3 makes free oscillatory movements around the stoppers 4 within the boundaries of the inner cavity of the upper 1 and lower 2 of the housing. Through the stoppers 4 and the movable sleeve 3, rotation is transmitted from the rotor through the drill pipes 8 to the bit 7 at a design angle α. To supply flushing fluid through the drill pipe 8 to the bit 7 and then to clean the bottom, inside the upper body 1, lower body 2, movable sleeve 3 insert a rubber sleeve 5, equipped with a spacer sealing gland 12, a set of steel rings 10 that do not allow deformation of the rubber bushings 5. The fixation of the calculated value of the deflection angle α occurs due to end stops 6 of the upper 1 and lower 2 of the housing. In the process of lowering the device on the drill pipe 8 along the wall of the inclined section of the well 9, the device approaches the bottom 11 at an angle α. During drilling along a short arc to exit from the inclined section to the productive horizon, the inclined section is flattened towards the horizon by the corresponding calculated angle α. The azimuth is set by the inclined section and it is preserved at the entrance to the horizon of the reservoir.
Пример.Example.
При фактическом геологическом залегании продуктивного пласта (глубина которого определяется предварительным бурением опережающей скважины) на 40-50 м радиус расчетной траектории составляет порядка 20 м. Диаметр корпуса 0,165 м, длина нижней части корпуса с долотом 0,7 м, при этом n=180, а угол α=2°, т.о. величина зазора в статическом состоянии между корпусами составит 2,8 мм, а при максимальном раскрытии корпусов до упора 5,6 мм.With the actual geological occurrence of the reservoir (the depth of which is determined by preliminary drilling of the leading well) by 40-50 m, the radius of the calculated trajectory is about 20 m. The diameter of the body is 0.165 m, the length of the lower part of the body with a bit of 0.7 m, with n = 180, and the angle α = 2 °, i.e. the gap in the static state between the bodies will be 2.8 mm, and with a maximum opening of the bodies to the stop 5.6 mm.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003125040/03A RU2244795C1 (en) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | Device for drilling slanting-horizontal wells |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003125040/03A RU2244795C1 (en) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | Device for drilling slanting-horizontal wells |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2244795C1 true RU2244795C1 (en) | 2005-01-20 |
RU2003125040A RU2003125040A (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=34978120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003125040/03A RU2244795C1 (en) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | Device for drilling slanting-horizontal wells |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2244795C1 (en) |
-
2003
- 2003-08-11 RU RU2003125040/03A patent/RU2244795C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003125040A (en) | 2005-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2607827C1 (en) | Control over directed drilling using flexible drive shaft | |
US8720605B2 (en) | System for directionally drilling a borehole with a rotary drilling system | |
US8757294B2 (en) | System and method for controlling a drilling system for drilling a borehole in an earth formation | |
US4938299A (en) | Flexible centralizer | |
CN103953281B (en) | composite impact drilling tool | |
EP0103913A2 (en) | Down-hole motor and method for directional drilling of boreholes | |
US10138683B2 (en) | Directional casing-while-drilling | |
CA2694857A1 (en) | System and method for directionally drilling a borehole with a rotary drilling system | |
US20130199848A1 (en) | Method and apparatus for creating a pressure pulse in drilling fluid to vibrate a drill string | |
CN107676040B (en) | Shell guide type deflecting drilling tool | |
WO2020224510A1 (en) | Rotary steering tool and transmission device | |
CN105888554B (en) | Surge and push away multiple shock oscillator | |
RU2722090C1 (en) | System for directional drilling by rotary method with active stabilizer | |
US9593537B2 (en) | Method and apparatus for creating a pressure pulse in drilling fluid to vibrate a drill string | |
CN208010276U (en) | A kind of rotary impact tool of the underground based on magnetic force | |
CN107208629B (en) | Bushing for rotor and stator | |
RU2244795C1 (en) | Device for drilling slanting-horizontal wells | |
CA2382596C (en) | Directional well drilling | |
US10801264B2 (en) | On-bottom downhole bearing assembly | |
RU33968U1 (en) | DEVICE FOR DRILLING TILT-HORIZONTAL WELLS WITH ROTOR METHOD | |
CN115405222A (en) | High-frequency composite impactor | |
RU2715576C1 (en) | Drill pipe with centralizers | |
CN114370233A (en) | Impact screw drill tool combination with information storage and vertical drilling functions | |
CN105649546A (en) | Downhole tool realizing stable impact effect through pressure pulses | |
RU2204007C2 (en) | Deflecting tool for hole directional drilling with cutting the core at intervals of hole deflecting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200812 |