RU2714998C1 - Device for directed drilling of wells - Google Patents

Device for directed drilling of wells Download PDF

Info

Publication number
RU2714998C1
RU2714998C1 RU2018147681A RU2018147681A RU2714998C1 RU 2714998 C1 RU2714998 C1 RU 2714998C1 RU 2018147681 A RU2018147681 A RU 2018147681A RU 2018147681 A RU2018147681 A RU 2018147681A RU 2714998 C1 RU2714998 C1 RU 2714998C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
deflector
crown
housing
possibility
Prior art date
Application number
RU2018147681A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Васильевич Нескоромных
Игорь Андреевич Комаровский
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
Priority to RU2018147681A priority Critical patent/RU2714998C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2714998C1 publication Critical patent/RU2714998C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04—Directional drilling
    • E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: soil or rock drilling.
SUBSTANCE: invention relates to directed well drilling and is intended for deflection and correction of well shaft direction when using projectile with detachable core receiver. Device for directed well drilling includes deflector with orienting device and housing with mechanism of deflector locking inside drilling string with crown. Deflector is made in the form of a spring-loaded rod with possibility of longitudinal movement on the length of the rod inside the housing. Outer diameter of the rod does not exceed the inner diameter of the crown, and the housing of the deflector is connected to the housing of the locking mechanism. Stem is equipped with hinge with possibility of deflection in one specified plane. Rod bottom end is provided with shaped shoe the profile of which has chamfer face, direction of which is opposite to direction of rod deflection. On the rod above the hinge with possibility of longitudinal sliding along the stock the bushing is installed, the external shape of which corresponds to the internal form of the crown, and the length of the rod is determined by the formula LR=N/sinβ, where β Is rod deviation angle, degrees; N is the distance from the lower end of the rod to the axial line of the detachable deflector.
EFFECT: higher efficiency of artificial bending of well.
1 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к области направленного бурения скважин, и предназначено для отклонения и корректировки направления ствола скважины, при использовании снаряда со съемным керноприемником.The invention relates to the field of directional drilling of wells, and is intended to deviate and adjust the direction of the wellbore when using a shell with a removable core receiver.

Необходимость данного технического решения состоит в том, что проблема при искусственном искривлении скважины, на больших глубинах связанна с существенным ростом затрат времени на спуско-подъемные операции, что снижает эффективность геологоразведочного бурения.The need for this technical solution lies in the fact that the problem with artificial curvature of the well at great depths is associated with a significant increase in the time spent on tripping operations, which reduces the efficiency of exploration drilling.

Известно устройство для направленного бурения скважин, включающее следующие основные конструктивные элементы: вал - ротор, соединяемый с бурильной колонной для передачи крутящего момента и осевого усилия к отклонителю, невращающийся при бурении корпус - статор с распорным механизмом скользящего типа для фиксации корпуса - статора отклонителя непрерывного действия при вращении ротора, но обеспечивающего продольное перемещение в процессе углубки и набора кривизны, а также долото (см. В.В. Нескоромных Направленное бурение и основы кернометрии / Учебник: «Инфра-М», Москва 2015 г., стр. 174, рис. 4.44).A device for directional drilling of wells is known, including the following main structural elements: a shaft - a rotor connected to a drill string to transmit torque and axial force to the diverter, a housing non-rotating during drilling - a stator with a spacer sliding type to fix the housing - stator of a continuous diverter when the rotor rotates, but provides longitudinal movement during the recess and the set of curvature, as well as the bit (see V.V. Neskoromnykh Directional drilling and core core three / Textbook: Infra-M, Moscow 2015, p. 174, Fig. 4.44).

Недостатком данного устройства являются дополнительные затраты времени на проведение спуско-подъемных операций с целью искривления ствола скважины.The disadvantage of this device is the additional time spent on the hoisting operations with the aim of curving the wellbore.

Наиболее близким техническим решением является устройство для направленного бурения скважин, включающее колонковую трубу с коронкой, свободно расположенный в ее полости узел отклонения, состоящий из верхней полумуфты с выступом и нижней полумуфты с наклонным пазом для его размещения, жестко связанный с нижней полумуфтой направляющий шток с фиксирующим элементом и средство центрирования верхней полумуфты (А.с. СССР 1615306 А, кл. Е21В 7/08, 1988 г. прототип).The closest technical solution is a device for directional drilling of wells, including a core pipe with a crown, a deviation assembly freely located in its cavity, consisting of an upper coupling half with a protrusion and a lower coupling half with an inclined groove for its placement, a guide rod with a fixation rigidly connected to the lower coupling half element and means of centering the upper coupling half (A.S. USSR 1615306 A, class E21B 7/08, 1988 prototype).

Недостатком данного устройства является сложность конструкции и сложность замены изнашиваемых элементов.The disadvantage of this device is the complexity of the design and the difficulty of replacing wear elements.

Задачей данного изобретения является повышение производительности буровых работ за счет исключения спуска и подъема буровой колонны при проведении цикла искусственного искривления скважины.The objective of the invention is to increase the productivity of drilling operations by eliminating the descent and lifting of the drill string during a cycle of artificial curvature of the well.

Достигается это тем, что устройство для направленного бурения скважин включает отклонитель с ориентирующим устройством и корпус с механизмом блокирования отклонителя внутри колонны бурильных труб с коронкой, отклонитель выполнен в виде подпружиненного штока с возможностью продольного перемещения на длину штока внутри корпуса, при этом внешний диаметр штока не превышает внутреннего диаметра коронки, а корпус отклонителя соединен с корпусом механизма блокирования, при этом шток снабжен шарниром с возможностью отклонения штока в одной заданной плоскости, на нижнем конце штока выполнен профильный башмак, профиль которого имеет скос торца, причем направление скоса торца противоположно направлению отклонения штока, а на штоке над шарниром установлена втулка с возможностью продольного скольжения по штоку, при этом наружная форма втулки соответствует внутренней форме коронки, а длина штока определяется по формуле:This is achieved by the fact that the device for directional drilling includes a deflector with an orienting device and a body with a blocking mechanism for the deflector inside the drill string with a crown, the deflector is made in the form of a spring-loaded rod with the possibility of longitudinal movement by the length of the rod inside the body, while the outer diameter of the rod does not exceeds the inner diameter of the crown, and the body of the deflector is connected to the body of the locking mechanism, while the rod is equipped with a hinge with the possibility of deflection of the rod in one a predetermined plane, a profile shoe is made at the lower end of the stem, the profile of which has a bevel end, and the end bevel direction is opposite to the rod deflection direction, and a sleeve is mounted on the rod above the hinge with the possibility of longitudinal sliding along the rod, while the outer shape of the sleeve corresponds to the internal shape of the crown, and the stem length is determined by the formula:

Lш= N/sinβ,L W = N / sinβ,

где β - угол отклонения штока, град;where β is the angle of deviation of the rod, deg;

N - расстояние от нижнего конца штока до осевой линии съемного отклонителя.N is the distance from the lower end of the rod to the centerline of the removable deflector.

При этом, шток выполнен с изгибом, в направлении искривления штока относительно шарнира.Moreover, the rod is made with a bend in the direction of curvature of the rod relative to the hinge.

В результате повышается эффективность искусственного искривления скважины, за счет исключения затрат времени на спуско-подъемные операции, так же время на проработку интервала искривления скважины.As a result, the efficiency of artificial curvature of the well is increased, due to the elimination of time spent on tripping operations, as well as the time to work out the interval of curvature of the well.

На фиг. 1 показан общий вид устройства в разрезе и устройство а) при постановке на забой; б) при отклонении штока; в) при работе.In FIG. 1 shows a General view of the device in section and device a) when setting for slaughter; b) when the stock deviates; c) at work.

На фиг. 2 показан детальный разрез штока.In FIG. 2 shows a detailed section of the stem.

На фиг. 3 а) изображена фиксирующая втулка; б) изображен разрез А-А втулки с промывочными каналами.In FIG. 3 a) shows the fixing sleeve; b) shows a section AA of the sleeve with flushing channels.

На фиг. 4 а) изображен профиль башмака; б) изображено размещение резцов на торце профильного башмака.In FIG. 4 a) shows the profile of the shoe; b) shows the placement of incisors at the end of the profile shoe.

Устройство состоит из ориентирующего устройства 1, соединенного с узлом механизма блокирования 2, который в свою очередь соединен с корпусом 3 отклонителя, штока 4, закрепленного внутри корпуса 3 отклонителя, и может свободно перемещаться внутри отклонителя. Шток 4 выполнен с изгибом в одной плоскости в направлении искривления штока 4 относительно шарнира 5, который фиксирует угол отклонения штока 4, фиксирующей втулки 6 для более надежной фиксации отклонителя внутри колоны бурильных труб 12, в фиксирующей втулке 6 есть промывочные каналы 9, выполнена втулка 6 из упругого материала для плотного прилегания к коронке 13, в нее впрессована металлическая резьба 11 для соединения с корпусом отклонителя 3. Пружина сжатия 7. На нижнем конце штока 4 выполнен профильный башмак 8, профиль которого имеет скос, на торце которого имеются резцы 10.The device consists of an orienting device 1 connected to a node of the locking mechanism 2, which in turn is connected to the body of the diverter, the rod 4, mounted inside the housing 3 of the diverter, and can freely move inside the diverter. The rod 4 is made with a bend in the same plane in the direction of the curvature of the rod 4 relative to the hinge 5, which fixes the angle of deviation of the rod 4, the fixing sleeve 6 for more reliable fixation of the deflector inside the drill pipe 12, in the fixing sleeve 6 there are flushing channels 9, the sleeve 6 is made of elastic material for a snug fit to the crown 13, a metal thread 11 is pressed into it for connection to the diverter body 3. Compression spring 7. At the lower end of the rod 4, a profile shoe 8 is made, the profile of which has a bevel, on ortse which are incisors 10.

Устройство работает следующим образом. Перед началом работ поднимают керноприемник (не показан на чертеже) из колонны бурильных труб 12, ее приподнимают на длину штока 4 и опускают отклонитель на забой, за счет механизма блокировки 2 устройство для направленного бурения скважин закрепляется в колонне бурильных труб 12. После чего отклонитель ориентируют в скважине с помощью ориентирующего устройства 1. Шток 4 выполнен с изгибом в одной плоскости в направлении искривления штока 4 относительно шарнира 5, что позволяет установить отклонитель на самый край пенька, фиксирующая втулка 6 повторяет внутреннею форму коронки 13 за счет этого плотно прилегает к ней, за счет этого отклонитель надежно зафиксирован в колонне бурильных труб 12, так же втулка 6 снижает вибрации штока 4. После установки под действием осевой нагрузки Рос и скоса на башмаке 8, шток 4 отклоняется, за счет шарнира 5 угол перекоса штока 4 фиксируется. Резцы 10 врезаются в породу, за счет этого фиксация штока 4 на забое. По мере фрезерования стенки скважины и углубления шток 4 под действием осевого усилия заезжает внутрь отклонителя, сжимая пружину 7. При обуривании интервала, равному длине штока 4, при надобности можно повторить выше перечисленные операции. После вынимают отклонитель, опускают керноприемник и продолжается бурение.The device operates as follows. Before starting work, a core receiver (not shown in the drawing) is lifted from the drill pipe string 12, it is lifted to the length of the stem 4 and the diverter is lowered to the bottom, due to the locking mechanism 2, the device for directional drilling of wells is fixed in the drill pipe string 12. Then the diverter is oriented in the well using the orienting device 1. The rod 4 is made with a bend in one plane in the direction of the curvature of the rod 4 relative to the hinge 5, which allows you to install the deflector on the very edge of the stump, the retaining sleeve 6 repeats the internal shape of the crown 13 due to this it fits snugly to it, due to this the deflector is firmly fixed in the drill pipe string 12, the sleeve 6 also reduces the vibration of the stem 4. After installation under the action of the axial load P os and the bevel on the shoe 8, the stem 4 deviated, due to the hinge 5, the angle of distortion of the rod 4 is fixed. Cutters 10 cut into the rock, due to this, the fixation of the rod 4 on the bottom. As the borehole wall is milled and recessed, the rod 4, under the action of axial force, drives into the diverter, compressing the spring 7. When drilling an interval equal to the length of the rod 4, if necessary, the above operations can be repeated. After the diverter is removed, the core receiver is lowered and drilling continues.

Claims (5)

1. Устройство для направленного бурения скважин, включающее отклонитель с ориентирующим устройством и корпус с механизмом блокирования отклонителя внутри колонны бурильных труб с коронкой, отличающееся тем, что отклонитель выполнен в виде подпружиненного штока с возможностью продольного перемещения на длину штока внутри корпуса, при этом внешний диаметр штока не превышает внутреннего диаметра коронки, а корпус отклонителя соединен с корпусом механизма блокирования, при этом шток снабжен шарниром с возможностью отклонения в одной заданной плоскости, на нижнем конце штока выполнен профильный башмак, профиль которого имеет скос торца, причем направление скоса торца противоположно направлению отклонения штока, а на штоке над шарниром установлена втулка с возможностью продольного скольжения по штоку, при этом наружная форма втулки соответствует внутренней форме коронки, а длина штока определяется по формуле1. A device for directional drilling of wells, comprising a diverter with an orienting device and a housing with a locking mechanism for the diverter inside the drill pipe with a crown, characterized in that the diverter is made in the form of a spring-loaded rod with the possibility of longitudinal movement by the length of the rod inside the housing, while the outer diameter the rod does not exceed the inner diameter of the crown, and the body of the diverter is connected to the body of the locking mechanism, while the rod is equipped with a hinge with the possibility of deviation in one rear on the lower end of the rod, a profile shoe is made, the profile of which has an end bevel, the direction of the end bevel being opposite to the direction of the rod deviation, and a sleeve with longitudinal sliding along the rod is mounted on the rod above the hinge, while the outer shape of the sleeve corresponds to the internal shape of the crown, and the stem length is determined by the formula Lш=N/sinβ,L W = N / sinβ, где β – угол отклонения штока, град; where β is the angle of deviation of the rod, deg; N – расстояние от нижнего конца штока до осевой линии съемного отклонителя.N is the distance from the lower end of the rod to the centerline of the removable deflector. 2. Устройство для направленного бурения скважин по п. 1, отличающееся тем, что шток выполнен с изгибом в направлении искривления штока относительно шарнира.2. A device for directional drilling according to claim 1, characterized in that the rod is made with a bend in the direction of curvature of the rod relative to the hinge.
RU2018147681A 2018-12-28 2018-12-28 Device for directed drilling of wells RU2714998C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147681A RU2714998C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Device for directed drilling of wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147681A RU2714998C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Device for directed drilling of wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714998C1 true RU2714998C1 (en) 2020-02-21

Family

ID=69631044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018147681A RU2714998C1 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Device for directed drilling of wells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2714998C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1067187A1 (en) * 1982-08-03 1984-01-15 Забайкальский комплексный научно-исследовательский институт Borehole directional drilling method
SU1286723A1 (en) * 1985-05-22 1987-01-30 Днепропетровское Отделение Института Минеральных Ресурсов Apparatus for changing borehole direction
SU1615306A1 (en) * 1988-12-26 1990-12-23 Забайкальский Комплексный Научно-Исследовательский Институт Министерства Геологии Ссср Device for changing direction of borehole
SU1728464A1 (en) * 1989-12-15 1992-04-23 Забайкальский Комплексный Научно-Исследовательский Институт Министерства Геологии Ссср Device for borehole deflection

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1067187A1 (en) * 1982-08-03 1984-01-15 Забайкальский комплексный научно-исследовательский институт Borehole directional drilling method
SU1286723A1 (en) * 1985-05-22 1987-01-30 Днепропетровское Отделение Института Минеральных Ресурсов Apparatus for changing borehole direction
SU1615306A1 (en) * 1988-12-26 1990-12-23 Забайкальский Комплексный Научно-Исследовательский Институт Министерства Геологии Ссср Device for changing direction of borehole
SU1728464A1 (en) * 1989-12-15 1992-04-23 Забайкальский Комплексный Научно-Исследовательский Институт Министерства Геологии Ссср Device for borehole deflection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110984859B (en) Radial horizontal drilling and sand prevention well completion tool and method
RU2693074C2 (en) Borehole tool for driving through obstacles in well shaft
CA2506056C (en) Drilling a borehole
US8439135B2 (en) Down-the-hole drill hammer having an extendable drill bit assembly
RU2425944C1 (en) Extension-type reamer bit
NO20190381A1 (en) Whipstock assembly for forming a window
RU2714998C1 (en) Device for directed drilling of wells
RU192852U1 (en) Shoe Chisel
RU184027U1 (en) WORKING SHOE
US2498159A (en) Whipstock
RU2718666C1 (en) Deflector for directed drilling of wells with core sampling at intervals of artificial deviation
RU2513956C1 (en) Method for construction of downhole splitter and whipstock for its implementation
US10563465B2 (en) Downhole vibratory tool for placement in drillstrings
RU2514048C1 (en) Method of construction of multi-bottom wells and baffle plate to this end
RU2444604C1 (en) Well deviation device
RU2612166C1 (en) Expander
RU2719880C1 (en) Expander for simultaneous drilling and expansion on casing string
RU2211298C2 (en) Device for hole sidetracking
RU2430235C1 (en) Spring centraliser
RU2657583C1 (en) Drilling tool guiding device for selective entry into the branch hole
RU2761815C1 (en) Set of equipment for cutting the "window" in a high strength casing column
CA3035096A1 (en) A continuous wedging tool for directional diamond drilling
RU195785U1 (en) WEDGE-RELIEF FOR CUTTING A SIDE BORE IN A PLUGED WELL
RU2720728C1 (en) Guide shoe for installation of shaped shutter in well
RU2795786C2 (en) Column set