SU1484895A1

SU1484895A1 - Устройство для направленного бурения

Info

Publication number: SU1484895A1
Application number: SU874249835A
Authority: SU
Inventors: Yurij M Gerzhberg; Vladimir D Charkov; Tamara G Startseva
Original assignee: Ukhtinskij Ind I
Priority date: 1987-05-26
Filing date: 1987-05-26
Publication date: 1989-06-07

Description

Изобретение относится к бурению и м.б. использовано для предупреждения искривления скважины.Цель проводка ствола скважины с уменьшением зенитного угла. Устр-во содержит жестко связанный с бурильными трубами 2 породоразрушающий инструмент 1. На трубах 2 установлены два центратора 3 и 4. Секция труб 2 между центраторами 3 и 4 выполнена с переменной по длине жесткостью на изгиб, последняя увеличивается снизу

Фиг1

§

(Λ

зо

30

3

1484895

4

вверх. При номинальном диаметре скважины при деформации оси нижней секции на долоте возникает отклоняющая сила, направленная к вертикали и вызывающая соответствующее изменение

направления скважины. Секции вращаются вокруг своей оси. При меньших зенитных углах секции вращаются как |вокруг оси скважины, так и вокруг собственной оси. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к бурению и может быть использовано для преду-’ преждения искривления скважины или для проводки скважины с уменьшением зенитного угла ее ствола.

Цель изобретения - проводка ствола скважины с уменьшением зенитного угла.

На фиг.1 изображено устройство для направленного бурения; на фиг.2 и 3варианты выполнения гибкого звена устройства; на фиг.4 - схема работы устройства.

Устройство для направленного буре-25 ния включает породоразрушающий инструмент I, жестко связанный с бурильными трубами 2, центраторы 3 и 4, установленную между ними секцию бурильных труб (гибкое звено) 5 с пе- зд ременной ро длине жесткостью на изгиб, причем последняя увеличивается снизу вверх. Устройство соединяется с колонной бурильных труб 6, Гибкое звено 5 может быть выполнено с плавным или ступенчатым изменением жест- ” кости (фиг.2 и 3).

Устройство работает следующим образом.

При отклонении оси скважины от вертикали секция 6 под действием гравитационных сил ложится,на нижнюю стенку скважины. Изгибающий момент от упругой деформации этой секции „ выгибает вверх секцию 5 и вызывает наклон оси секции 2 у центратора 3 в сторону вертикали. При номинальном диаметре скважины при такой деформации оси нижней секции на долоте 1 возникает отклоняющая сила С_ог, направленная к вертикали (фиг.4) и вызывающая соответствующее изменение направления скважины. При увеличении диаметра скважины, а также внедрении центраторов в породу центр долота отклоняется в сторону вертикали так же, ^5 как и его ось. При этом устройство работает как известные асимметричные компоновки низа бурильной колонны.

Изменение направления скважины при этом происходит также в сторону вертикали .

Угол наклона секции 2 и величина С_от во многом зависят от величины прогиба секции 5 и расположения сечения с наибольшим прогибом последней секции относительно центратора 3. С увеличением указанного прогиба и приближением места наибольшего прогиба к центратору 3 эффективность устройства возрастает. Наибольший угол наклона на секции 2 и величина С_от достигаются в том случае, когда верхняя половина секции 5 выполняется с большей изгибной жесткостью,чем нижняя половина этой секции. Этим достигается оптимальное сочетание наибольшего прогиба секции 5 и приближения места этого прогиба к центратору 3. Оптимальные параметры трубчатых секций определяются расчетом напряженно-деформированного состояния компоновки низа бурильной колонны на ЭВМ для конкретных условий,

В таблице приведены результаты расчета некототорых компоновок с гибким звеном переменной и постоянной жесткости.

I

Как видно из таблицы, переменная жесткость гибкого звена существенно повышает эффективность устройства для бурения.

Расчеты на ЭВМ показали, что при зенитном угле, превышающем 3-5°, верхняя секция 6 ложится на нижнюю стенку скважины и при роторном бурении. Вращение.всех секций в таких условиях происходит вокруг их собственной оси, причем эффективность устройства наибольшая. При меньших зенитных углах происходит вращение секции как вокруг оси скважины, так и вокруг собственной оси. Однако и при вращении секций вокруг оси скважины среднее значение за один оборот вектора нагрузки на долото также на1484895

правлено в сторону вертикали, хотя С_ет снижается на 28 - 37^ по сравнению с условиями вращения вокруг собственной оси. · ₍

Claims

Формула изобретения Устройство для направленного бурения, включающее жестко связанный с бурильными трубами породоразрушающий инструмент, установленные на бурильных трубах два центратора, отличающееся тем, что, с целью проводки ствола скважины с уменьшением зенитного угла, секция бурильных труб между центраторами выполнена с переменной по длине жесткостью на изгиб, причем последняя увеличивается снизу вверх.

Диаметр, мм Расстояние, м,,от долота до Отклоняющая сила на долото , кН долота нижней и верхней секций гибкого звена нижнего центратора верхнего центратора ОТ | ДО 393,7 229 178 146 1,8 12,0 3,7/2,6 393,7* 229 168 168 1,8 12,0 2,8/1,8 295,3 203 168 140 1,5 12,0 2,1/1,6 295,3* 205 155 155 1,5 12,0 1,6/1,0

*Компоновка с гибким звеном постоянной жесткости. Значение отклоняющей силы при износе центраторов на 2 мм.

ФШ

¹ о М~> <55* ' ¹' ί. Г

Фиг.з

1484895

№4