SU1521847A1 - Directional drilling arrangement - Google Patents
Directional drilling arrangement Download PDFInfo
- Publication number
- SU1521847A1 SU1521847A1 SU874280916A SU4280916A SU1521847A1 SU 1521847 A1 SU1521847 A1 SU 1521847A1 SU 874280916 A SU874280916 A SU 874280916A SU 4280916 A SU4280916 A SU 4280916A SU 1521847 A1 SU1521847 A1 SU 1521847A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- ball
- deflector
- shaft
- orientation
- groove
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к бурению скважин. Цель - повышение надежности работы. Устройство содержит породоразрушающий инструмент, отклонитель и узел его ориентировани , выполненный в виде жестко соединенной с корпусом отклонител втулки с винтовыми рабочими поверхност ми, образующими ориентирующий паз, шарика, его фиксатора и датчика установки отклонител в рабочее положение в виде гидроцилиндра и поршн . Втулка снабжена основанием, соедин ющим между собой ее винтовые рабочие поверхности дл ограничени углового смещени шарика относительно ориентирующего паза при поиске апсидальной плоскости скважины. Основание расположено на рассто нии от ориентирующего паза, меньшем половины шага винтовой поверхности. При подъеме колонны бурильных труб зафиксированный шарик взаимодействует с винтовой рабочей поверхностью. После необходимого количества циклов ориентировани шарик размещаетс в пазу, а отклонитель ориентирован в требуемом направлении. 11 ил.The invention relates to the drilling of wells. The goal is to increase the reliability of work. The device contains a rock cutting tool, a diverter and an orientation unit made in the form of a deflector rigidly connected to the body with screw working surfaces forming an orienting groove, a ball, its retainer and a deflector installation sensor into an operating position in the form of a hydraulic cylinder and a piston. The sleeve is provided with a base interconnecting its screw working surfaces to limit the angular displacement of the ball relative to the orienting groove when searching for the apsidal plane of the well. The base is located at a distance from the orienting groove less than half the pitch of the helical surface. When lifting the drill pipe string, the fixed ball interacts with the helical working surface. After the required number of orientation cycles, the ball is placed in the groove, and the diverter is oriented in the desired direction. 11 il.
Description
Изобретение относитс к бурению, наклонно направленных скважин и предназначено дл ориентировани клиновых и бесклиновых отклонителей с подачей гидравлического контрольного сигнала о завершении ориентировани отклонител .The invention relates to the drilling of directional wells and is intended for orienting wedge and non-wedge diverters with a hydraulic control signal that the deflector has completed orientation.
Цель изобретени - повышение надежности в работе.The purpose of the invention is to increase reliability in operation.
На фиг. 1 показана компоновочна схема устройства; на фиг. 2 - развертка рабочей полости узла ориентировани известного устройства (прототипа); на фиг. 3 - развертка рабочей полости узла ориентировани предлагаемого устройства; на фиг. 4 - устройство в транспортном положении (при спуске в скважину) и в момент окончани процесса ориентации, продольный разрез; на фиг. 5, 6 и 7 - варианты выполнени винтовых рабочих поверхностей, буртов и основани на элементах устройства; на фиг. 8предлагаемое устройство в момент начала процесса ориентации (устройство поставлено на забой) и при бурении скважины, продольный разрез; на фиг. 9 и 10 - поперечный разрез устройства (сечение А-А на фиг. 8) при поиске щариком апсидальной плоскости скважины при разнице фактического и рабочего углов установки устройства , соответственно, больщей и меньшей и равной максимально возможному угловому смещению щарика относительно ориентирую щего паза втулки узла ориентировани ; iia фиг. 11 - устройство в момент ориентировани , продольный разрез.FIG. 1 shows the layout of the device; in fig. 2 - scanning the working cavity of the orientation unit of the known device (prototype); in fig. 3 is a scan of the working cavity of the orientation unit of the proposed device; in fig. 4 - device in the transport position (when descending into the well) and at the time of the end of the orientation process, longitudinal section; in fig. 5, 6 and 7 — embodiments of screw working surfaces, shoulders and base on the elements of the device; in fig. 8the proposed device at the time of the beginning of the orientation process (the device is placed on the bottomhole) and during the drilling of a well, a longitudinal section; in fig. 9 and 10 show a cross section of the device (section A-A in FIG. 8) when the balloon searches for the apsidal plane of the well when the difference between the actual and the working angles of the device is, respectively, larger and smaller and equal to the maximum possible angular displacement of the ball relative to the orientation groove of the sleeve orientation; iia FIG. 11 - the device at the time of orientation, a longitudinal section.
Устройство дл наклонно напраатенного бурени скважин содержит (фиг. 1) породо- разрущающий инструмент 1, отклонитель 2 и расположенный над ним узел его ориентировани 3 с датчиком установки отклонител в рабочее положение. Узел ориентировани A device for directional drilling of wells contains (FIG. 1) a rock demolishing tool 1, a diverter 2 and its orientation unit 3 located above it with a deflector installation sensor into the operating position. Orientation node
сл tosl to
0000
4 four
,(фиг. 4) состоит из жестко св занной с корпусом 4 отклонител втулки 5 с двум винтовыми рабочими поверхност ми 6, образую- цими ориентирующий паз 7, крышки 8 с /становленными в ней подшипниками 9 и уплотнением 10, в которых размещен с возможностью продольных перемещений коаксиаль- но корпуса отклонител 4 полый вал 11, нижн часть которого соединена с фиксатором 12, на торце которого выполнены углубле- йи 13 дл размещени в них шарика Г4. тулка 5 имеет также (фиг. 5) два бурта |5 и основание 16 дл ограничени макси- альных перемещений шарика 14. Основа- 4ие 16 расположено между винтовыми рабо- 1|ими поверхност ми 6 на рассто нии от ори- е|нтирующего паза 7, меньшем половины ша- г|а винтовой поверхности 6. I Бурты 15 и основание 16 могут быть вы- г|олнены на отдельном элементе (фиг. 6, 7), kecTKO св занном с корпусом 4 отклонител непосредственно в нем. Фиксатор 12 соединен с датчиком установки отклонител в рабочее положение, выполненным в виде гид- роцилиндра 17, имеющего две рабочие по- лрсти 18 и 19, разделенные уплотнени ми 2f), и вала-поршн 21, имеющего два цент- р альных отверсти 22 и 23, разделенных прремычкой 24, и наклонные отверсти 25 и| 26, причем они выполнены таким образом, ч(го наход тс в одноименной полости гид- рОцилиндра 17 только при крайних положени х в нем вала-поршн 21. Гидроцилиндр If и вал-поршень 21 имеют шлицы 27 и 28 д|1 взаимодействи между собой при край- верхнем положении вала-поршн 21 в гидроцилиндре 17. Вал-поршень 2 соедин етс с валом отклонител 2, а вал 1I - с колонной бурильных .(Fig. 4) consists of a deflector 5 rigidly connected to the housing 4 with two screw working surfaces 6, forming an orienting groove 7, covers 8 with / bearings 9 installed in it and a seal 10 in which is placed with longitudinal movements of the deflector 4 coaxially to the hollow shaft 11, the lower part of which is connected to the latch 12, on the end of which there are recesses 13 for accommodating the G4 ball in them. The tulk 5 also has (FIG. 5) two shoulders | 5 and a base 16 for limiting the maximum displacements of the ball 14. The base 4 16 is located between the screw working surfaces 1 6 by them from the orienting groove 7, smaller than half of the diameter of the screw surface 6. I Burta 15 and the base 16 can be made on a separate element (Fig. 6, 7), kecTKO connected to the deflector body 4 directly in it. The latch 12 is connected to the deflector installation sensor in an operating position, made in the form of a hydraulic cylinder 17, having two working voices 18 and 19, separated by seals 2f), and a piston shaft 21, having two central holes 22 and 23, separated by clamp 24, and inclined holes 25 and | 26, and they are made in such a way (they are located in the same cavity of the hydraulic cylinder 17 only at the extreme positions of the piston shaft 21 in it. The hydraulic cylinder If and the piston shaft 21 have slots 27 and 28 d | 1 at the extreme top position of the shaft-piston 21 in the hydraulic cylinder 17. The shaft-piston 2 is connected with the shaft of the deflector 2, and the shaft 1I - with the drill string.
I Устройство дл наклонно направле}1ного бурени скважин работает следующим об- рйзом.I The device for oblique direction} of 1 well drilling works as follows.
На поверхности втулка 5 устанавливаетс так, чтобы между пазом 7 этой втулки и отклон ющим элементом отклонител получилс угол, соответствующий расчетному углу установки отклонител , и жестко фиксируетс в этом положении путем ее зажима между торцами крышки 8 и буртом корпусе 4.On the surface, the sleeve 5 is set so that between the slot 7 of this sleeve and the deflecting element of the deflector, an angle corresponding to the calculated angle of installation of the deflector is obtained, and rigidly fixed in this position by clamping it between the ends of the cover 8 and the shoulder body 4.
В транспортном положении (фиг. 4) устройство на колонне бурильных труб спускаетс в скважину. Не доход до ее забо , включают подачу промывочной жидкости, котора проходит через полый вал 11, рабочую полость 18 гидроцилиндра 17, отверсти 25 и 26 вала-порщн 21, полость 19 гидроцилиндра 17, .отверсти 26 и 23 вала-поршн 21 и через вал отклонител 2 поступает на забой скважины, обеспечива ее промывку. После этого под небольшим давлением устройство став т на забой скважины. В момент постановки на забой вал 11, фиксатор 12 с шариком 14 и гидроцилиндр 17 опускаютс . При этом шарик 14, дойд до основани 16, останавливаетс , а вал 11, фиксатор 12 и гидроцилиндр 17 движутс дальще до упора торцов фиксатора 12 и вала-порщн 21 и смыкани щлицев 27 и 28 гидроцилиндра 17 и вала-поршн 21 (фиг. 8). Дл того, чтобы не произошло заедание при замыкании шли- цевого соединени , обращенные друг к другу торцы щлицев 27 и 28 выполнены со скосами . Благодар дальнейщему перемещению фиксатора 12 щарик 14 освобождаетс из углублений 13 и получает возможность установитьс Б апсидальной плоскости скважины . При это.м, если разница между фактическим и расчетным угло.м установки отклонител больще максимально возможного углового смещени шарика относительно ориентирующего паза втулки 5, то шарик 14 сместитс только на данную величину максималь0 но возможного углового смещени и упретс в бурт 15, не доход до апсидальной плос- кости скважины (фиг. 9). Если разница между фактическим и расчетным угло.м установки отклонител меньше или равна максима.льr но воз.можному угловому смещению шарика относительно ориентирующего паза втулки 5, то щарик 14 установитс в апсидальной плоскости скважины (фиг. 10).In the transport position (Fig. 4), the device on the drill string is lowered into the well. No income to its bottom includes the supply of flushing fluid that passes through the hollow shaft 11, the working cavity 18 of the hydraulic cylinder 17, the apertures 25 and 26 of the shaft 21, the cavity 19 of the hydraulic cylinder 17, 26 and 23 of the piston shaft 21 and through the shaft the diverter 2 is fed to the bottom of the well, ensuring its washing. After that, under a slight pressure, the device is placed on the bottom of a well. At the time of setting the face shaft 11, the latch 12 with the ball 14 and the hydraulic cylinder 17 are lowered. At that, the ball 14, having reached the base 16, stops, and the shaft 11, the retainer 12 and the hydraulic cylinder 17 move further up to the stop of the ends of the retainer 12 and the shaft 21 and the clamping of the lips 27 and 28 of the hydraulic cylinder 17 and the piston shaft 21 (Fig. 8 ). In order to prevent seizure during the closure of the spline connection, facing each other the ends of the slots 27 and 28 are made with bevels. Due to the further movement of the retainer 12, the ball 14 is released from the recesses 13 and is able to be installed B of the apsidal plane of the well. At this.m, if the difference between the actual and calculated angle of the deflector installation is greater than the maximum possible angular displacement of the ball relative to the orienting groove of the sleeve 5, then the ball 14 will shift only by this value to the maximum possible angular displacement and upward to the shoulder 15, not the income to apsidal plane of the well (Fig. 9). If the difference between the actual and calculated angle of the deflector installation is less than or equal to the maximum possible angular displacement of the ball relative to the orienting groove of the sleeve 5, then the ball 14 will be installed in the apsidal plane of the well (Fig. 10).
При этом постановка отклонител на за0 бой скважины будет сопровождатьс кратковременным повешением, давлени и уменьшением расхода промывочной жидкости, фиксируемыми приборами на поверхности, при промежуточн х положени х вала-поршн 21 в гидроцилиндре 17, когда уплотнение 20At the same time, setting the deflector to the bottom of the well will be accompanied by a brief hanging, pressure and decrease in the flow rate of flushing fluid, fixed by devices on the surface, at intermediate positions of the piston shaft 21 in the hydraulic cylinder 17, when the seal 20
5 разъединит отверсти 22 и 23 вала-порщн 21 (фиг. 11). При смыкании торцов фиксатора 12 и вала-порщн 21 (фиг. 8) промывочна жидкость вновь свободно поступает на забой через полый вал 11 отверсти 22 и 255 will separate the holes 22 and 23 of the shaft 21 (Fig. 11). When closing the ends of the retainer 12 and the shaft shaft 21 (Fig. 8), the flushing fluid again freely enters the bottomhole through the hollow shaft 11 of the holes 22 and 25
0 вала-порщн 21, полость 18 гидроцилиндра 17, отверсти 26 и 23 вала-поршн 21 и вал отклонител на забой, что фиксируетс приборами на поверхности и свидетельствует о постановке устройства на забой скважины. Затем через колонну бурильных труб, с0 of the shaft 21, the cavity 18 of the hydraulic cylinder 17, the holes 26 and 23 of the shaft of the piston 21 and the shaft of the diverter on the bottom, which is fixed by devices on the surface and indicates the setting of the device on the bottom of the well. Then through the drill string, with
- которой жестко св зан вал 11, производ т отрыв устройства .от забо скважины. При этом отклонитель и св занный с ни.м вал- порщень 21 за счет их веса остаютс на месте , а вверх пере.мещаетс только св занный- by which the shaft 11 is rigidly connected, the device is pulled off from the bottom of the well. At the same time, the diverter and the shaft 21 connected with it due to their weight remain in place, and only the associated shaft moves upward.
Q с колонной бурильных труб вал 11 и жестко соединенные с ним фиксатор 12 и гидроцилиндр 17 с уплотнени ми 20. При пере.меще- нии вверх фиксатор 12 подхватывает шарик 14, который устанавливаетс з соответствующем смещению щарика относительно ори5 ентирующего паза 7 углублении 13 фиксатора 12, а при перемещении гидроцилиндра 17 происходит размыкание его шлицев 27 и шлицев 28 вала-поршн 21 (фиг. 11). ПриQ with a drill pipe string shaft 11 and a retainer 12 rigidly connected with it and a hydraulic cylinder 17 with seals 20. When moving upwards, the retainer 12 picks up the ball 14, which is set to the corresponding offset of the ball relative to the orienting groove 7 and recess 13 of the retainer 12 , and when moving the hydraulic cylinder 17, its splines 27 and splines 28 of the piston shaft 21 are opened (Fig. 11). With
дальнейшем подъеме колонных труб зафиксированный в углублении 13 фиксатора 12 шарик 14 набегает на винтовую поверхность 6 втулки 5. При этом уплотнение 20 гидроцилиндр 17 размешаетс так, что разъедин ет отверсти 22 и 23 вала-поршн 21, преп тству свободному прохождению промывочной жидкости на з-.абой скважины. Фиксируемые приборами на поверхности повышение давлени и уменьшение расхода промывочной жидкости указывают на незавершенность процесса ориентировани . При дальнейшем движении вверх колонны бурильных труб за счет веса устройства и давлени промывочной жидкости в рабочей полости 18 гидроцилиндра 17 на вал-поршень 21 и торец фиксатора 12 за счет взаимодействи шарика 14 с винтовой поверхностью 6 втулки 5 происходит поворот отклонител до размещени шарика в ориентирующем пазу 7 втулки 5 на угол, соответствующий угловому смещению относительно него щарика 14 при поиске им апсидальной плоскости скважины. В момент расположени шарика 14 в ориентирующем пазу 7 отверсти 22 и 23 ва- а-порщн 21 соедин тс между собой через полость 18 гидроцилиндра 17, и промывочна жидкость свободно поступит на забой скважины. Это состо ние фиксируетс приборами и свидетельствует об окончании одного цикла ориентировани .Further lifting of the column pipes fixed in the recess 13 of the retainer 12, the ball 14 hits the screw surface 6 of the sleeve 5. In this case, the seal 20 of the hydraulic cylinder 17 is stirred so that it separates the holes 22 and 23 of the piston shaft 21, preventing the free flow of flushing fluid to .aboy wells. An increase in pressure recorded by devices on the surface and a decrease in the flow rate of the washing liquid indicate that the orientation process is incomplete. Upon further upward movement of the drill pipe string due to the weight of the device and the pressure of the flushing fluid in the working cavity 18 of the hydraulic cylinder 17 on the shaft-piston 21 and the end face of the clamp 12 due to the interaction of the ball 14 with the helical surface 6 of the sleeve 5, the deflector rotates before placing the ball in the alignment groove 7 sleeve 5 at an angle corresponding to the angular displacement of the ball 14 relative to it when it searches for the apsidal plane of the well. At the time the ball 14 is located in the orienting groove 7, the holes 22 and 23 of the va-a-piston 21 are interconnected through the cavity 18 of the hydraulic cylinder 17, and the flushing fluid will freely flow to the bottom of the well. This state is fixed by the instruments and indicates the end of one orientation cycle.
Таким образом производитс необходимое число циклов ориентировани отклонител , которое определ етс из соотношени Thus, the required number of orientation cycles of the diverter, which is determined from the ratio
180180
5five
00
5five
00
где и - необходимое число циклов ориентировани (целое число); максимально возможное угловое смещение шарика относительно ориентирующего паза, градус. После этого устройство ставитс на забой , создаютс требуемые режимные параметры и производитс искусственное 41скрив- ление скважины.where and is the required number of orientation cycles (integer); the maximum possible angular displacement of the ball relative to the orienting groove, degree. After that, the device is put on the bottom, the required operating parameters are created, and artificial well bore is produced.
При необходимости ориентирование можно повторить в процессе рейса аналогично по описанному способу. Причем в зависимости от требований число циклов ориентировани может измен тьс от 1 (дл корректировки положени отклонител ) до необходимого числа циклов дл полной его ориентации .If necessary, orientation can be repeated during the voyage in the same way as described. Moreover, depending on the requirements, the number of orientation cycles can vary from 1 (to adjust the position of the deflector) to the required number of cycles for its full orientation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874280916A SU1521847A1 (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Directional drilling arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874280916A SU1521847A1 (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Directional drilling arrangement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1521847A1 true SU1521847A1 (en) | 1989-11-15 |
Family
ID=21318189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874280916A SU1521847A1 (en) | 1987-07-08 | 1987-07-08 | Directional drilling arrangement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1521847A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA009739B1 (en) * | 2006-05-24 | 2008-04-28 | Михаил Юрьевич ПОЛЯКОВ | Device for controlled drilling of boreholes |
-
1987
- 1987-07-08 SU SU874280916A patent/SU1521847A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент US №2632630, кл. 166-117.5, опублик. 1949. Авторское свидетельство СССР № 1156416, кл. Е 21 В 7/06, 1984. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA009739B1 (en) * | 2006-05-24 | 2008-04-28 | Михаил Юрьевич ПОЛЯКОВ | Device for controlled drilling of boreholes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5890540A (en) | Downhole tool | |
| US3595326A (en) | Directional drilling apparatus | |
| US4298077A (en) | Circulation valve for in-hole motors | |
| AU666373B2 (en) | Drill bit steering | |
| US3190374A (en) | Soil drilling apparatus having means to change the direction of the drill | |
| CA2041900C (en) | Hydraulic drilling jar | |
| US6003834A (en) | Fluid circulation apparatus | |
| EP0786578A2 (en) | Flow segregator for multi-drain well completion | |
| EP0611085A1 (en) | Bore selector for a subsea wellhead | |
| US5495900A (en) | Drill string deflection sub | |
| CN201288505Y (en) | Deviation rectifying guidance drilling tool while drilling | |
| SU1521847A1 (en) | Directional drilling arrangement | |
| EP0291143B1 (en) | Subsea riser for multiple bore wells | |
| US6082453A (en) | Orientation device, particularly for drilling tool or a well equipment | |
| DK0482892T3 (en) | Apparatus for preventing separation of a borehole motor from a drill string | |
| CA2047555C (en) | Process and drilling equipment for sinking a well in underground rock formations | |
| DE3905106C2 (en) | Deep hole hammer drill with water rinsing device | |
| US3606584A (en) | Well tools | |
| AU626528B2 (en) | Device for steering the direction of drilling | |
| SU1578344A1 (en) | Device for drilling boreholes | |
| RU2164582C2 (en) | Configuration of lower part of drill pipe string to drive inclined or horizontal holes by screw face motor | |
| SU1700224A1 (en) | Formation tester | |
| RU2055140C1 (en) | Controlled deflecting tool | |
| WO1998031915A2 (en) | Apparatus for directing and steering the foremost part of a drillpipe at drillings | |
| RU2108437C1 (en) | Device for deviation of bottom-hole motor components |