SU1645427A1

SU1645427A1 - Device for stabilizing rock breaking tool in horizontal plane

Info

Publication number: SU1645427A1
Application number: SU884419693A
Authority: SU
Inventors: Альберт Яковлевич Башкарев; Михаил Михайлович Кузьменко
Original assignee: Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина
Priority date: 1988-04-04
Filing date: 1988-04-04
Publication date: 1991-04-30

Abstract

, г ние относитс к бурению сква- . HI вргицчте 1ьным способом, а именно к vipoftcTbdM дл проводки горизонтальною чистка ствола скважины Цель изобретени - повышение точности проводки гпри ижтальныч скважин. Устройство включает корпус, втулку 2, груз 4, патрубок, управл ющую втулку (УВ) с поршнем Втулка 2 имеет верхнюю 8 и нижнюю 9 гидрокамеры с поршн ми 10 и опорными элементами II. На одном конце корпус имеет переводник 3 дл соединени с породо- разрушающим инструментом Патрубок и УВ #J12 27 22 подпружинены относительно переводника УВ на внутренней поверхности имеет про фильные пазы, а патрубок 5 - первый и второй р ды поперечных паюв и продольные пазы, которые соедин ют концы поперечных пазов смежных р дов В каждой полости, образованной пазами, расположен шарик УВ установлена с возможностью осевого перемещени , а патрубок - в последней с возможностью винтового перемещени В корпусе выполнены верхние 22 и нижние отверсти дл гидравлической св ж полости корпуса с о поименными гидрока мерами В патрубке выполнено отверстие отклонении скважины, например горизонтали, шарик смещаетс в поперечных пазов второго р да давлени промывочной жидкости и патрубок перемещаютс последний поворачиваетс 23 При вверх от сторону За счет на поршень УВ влево При этом вокруг своей оси При крайнем левом положении патрубка совмещаютс отверсти 22, 23 Это обеспечит гидравлическую св зь верхней гидрокамеры 8 с полостью Верхний опорный элемент I l выдвинетс до упора в стенку скважины и отклонит породоразрушающий инструмент вниз При бурении ствол скважины будет приводитьс к горизонтальному направлению 4 ил 25 W 13 11 8 2 Ј (Л О Јь СП 4 N3 J Фиг. f, gie refers to drilling a well. The HI method is one way, namely, vipoftcTbdM for horizontal well hole wiring. The purpose of the invention is to improve the accuracy of wiring from the bore holes. The device includes a housing, a sleeve 2, a load 4, a nozzle, a control sleeve (HC) with a piston. The sleeve 2 has an upper 8 and lower 9 hydro chambers with pistons 10 and supporting elements II. At one end, the body has a sub 3 for connection with the rock-destroying tool. The nozzle and SW # J12 27 22 are spring-loaded relative to the HC sub on the inner surface have profound grooves, and the nozzle 5 has the first and second rows of transverse points and longitudinal grooves that connect The ends of the transverse grooves of adjacent rows are placed. In each cavity formed by the grooves, an HC ball is mounted with the possibility of axial movement, and the nozzle is in the latter with the possibility of screw movement. In the case, the upper 22 and lower Versions for hydraulic bonding of the housing cavity with hydraulic actuators in the nozzle A hole deviating a hole, such as horizontally, is made, the ball is displaced in the transverse grooves of the second row of pressure of the flushing fluid and the nozzle moves the latter turns 23 When up from the side Due to the piston HC to the left This around its axis. With the leftmost position of the nozzle, the holes 22, 23 are aligned. This will ensure the hydraulic connection of the upper hydraulic chamber 8 with the cavity. The upper support element I l will slide out pa in the borehole wall and deflect rock cutting tool down While drilling the wellbore will be driven to a horizontal direction 25 W 4 yl November 13 August 2 J (L O 4 SP Ј N3 J FIG. f

Description

Изобретение относитс к бурению скважин вращательным способом, а именно к устройствам дл проводки горизонтального участка ствола скважиныThe invention relates to the drilling of wells in a rotational manner, namely, devices for conducting a horizontal section of a well bore.

Цель изобретени - повышение точности проводки горизонтальных скважинThe purpose of the invention is to improve the accuracy of the horizontal wells.

На фиг 1 и 2 представлено устройство дл стабилизации породоразрушающего инструмента в горизонтальной плоскости, на фиг 3 - сечение А-А на фиг 2, на фиг 4 - сечение Б-Б на фиг 2Figs 1 and 2 show a device for stabilizing a rock-cutting tool in the horizontal plane, Fig. 3 shows section A-A in Fig. 2, Fig. 4 shows section B-B in Fig. 2

Устройство включает трубчатый корпус 1, втулку 2, переводник 3 дл соединени с породоразрушающим инструментом (не показан), датчик отклонени , груз 4, патрубок 5, управл ющую втулку 6 и поршень 7 Втулка 2 установлена на трубчатом корпусе 1 с возможностью вращени и имеет верхнюю 8 и нижнюю 9 гидрока меры с поршн ми 10 и опорными элементами 11, установленными на шарнире 12 Между каждым поршнем 10 и опорным элементом 11 расположен шар 13 Опорные элементы подпружинены относительно втулки 2 Патрубок 5 и управл юща втулка 6 подпружинены относительно корпуса 1 со стороны переводника 3The device includes a tubular body 1, a sleeve 2, a sub 3 for connection with a rock cutting tool (not shown), a deflection sensor, a load 4, a nipple 5, a control sleeve 6 and a piston 7 The sleeve 2 is rotatably mounted on the tubular body 1 8 and lower 9 are hydrocables with pistons 10 and supporting elements 11 mounted on hinge 12 Between each piston 10 and supporting element 11 is located a ball 13 Supporting elements are spring-loaded relative to sleeve 2 Branch pipe 5 and control sleeve 6 are spring-loaded relative to the core whisker 1 from sub 3

Управл юща втулка 6 на внутренней поверхности имеет продольные пазы 14, а патрубок 5 на наружной поверхности - два р да поперечных пазов 15, одинаковой длины в каждом из р дов, и продольные пазы 16, соедин ющие концы поперечных пазов 15 смежных р дов На фиг 2 первый р д поперечных пазов 15 расположен с ле вой стороны, а второй - с правойThe control bushing 6 on the inner surface has longitudinal grooves 14, and the nozzle 5 on the outer surface has two rows of transverse grooves 15, of the same length in each of the rows, and longitudinal grooves 16 connecting the ends of the transverse grooves 15 adjacent rows. 2, the first row of transverse grooves 15 is located on the left side, and the second, on the right

Датчик отклонени выполнен в виде ша риков 17, каждый из которых расположен в полости, образованной продольными паза ми 14 и 16 управл ющей втулки 6 и патруб ка 5 На наружной поверхности патрубкаThe deflection sensor is made in the form of balls 17, each of which is located in the cavity formed by the longitudinal grooves 14 and 16 of the control sleeve 6 and the pipe 5 On the outer surface of the pipe

5имеетс винтовой паз 18 В последнем расположен выступ 19 управл ющей втулки5 there is a helical groove 18 In the latter there is a protrusion 19 of the control sleeve

6На внутренней поверхности корпуса 1 выполнен продольный паз 20, в котором установлен ограничитель 21 смещени управл ющей втулки 6 В корпусе 1 выполнены верхнее 22 и нижнее (не показано) отверсти , а в патрубке - отверстие 23 дл гид равлической св зи одноименных гидрока мер 8 и 9 с полостью корпуса 1 Центральные углы между ос ми верхнего 22 и нижнего отверстий корпуса 1 и отверстием 23 патрубка 5 равны центральным углам, ограничивающим длину каждого из поперечных пазов 15 патрубка 5 второго и первого р дов соответственно6 A longitudinal groove 20 is made on the inner surface of the housing 1, in which the displacement limiter 21 of the control sleeve 6 is installed. In the housing 1 there are made upper 22 and lower (not shown) openings, and in the branch pipe - an opening 23 for hydraulically communicating the same hydrometers 8 and 9 with a cavity of the housing 1 The central angles between the axes of the upper 22 and lower openings of the housing 1 and the opening 23 of the nozzle 5 are equal to the central angles limiting the length of each of the transverse grooves 15 of the nozzle 5 of the second and first rows, respectively

Рассто ни между верхним и нижним от версти ми корпуса 1 и отверстием 23 патрубка 5 равны длине хода последнего при размещении шариков 17 в поперечных пазах 15 патрубка 5 второго и первого р дов соответственно Переводник 3 и корпус 1 по концам имеют резьбы 24 и 25 дл соединени с породоразрушающим инструментом (не показан) и бурильными трубами (не показаны) Гидрокамеры 8 и 9 имеют каналы 26 Продольные чазы 16 и 14 патрубка 5 и управл ющей втулки 6 могут бытьThe distances between the upper and lower branches of the body 1 and the hole 23 of the nozzle 5 are equal to the stroke length of the latter when the balls 17 are placed in transverse grooves 15 of the nozzle 5 of the second and first rows, respectively Submer 3 and body 1 have threads 24 and 25 at the ends for connecting with rock cutting tools (not shown) and drill pipes (not shown) Hydraulic chambers 8 and 9 have channels 26 Longitudinal chases 16 and 14 nozzle 5 and control sleeve 6 can be

выполнены вогнутыми Верхнее и нижнее 22 отверсти корпуса 1 гидравлически св заны с каналами 26 через кольцевые проточки 27made concave The upper and lower 22 holes of the housing 1 are hydraulically connected to the channels 26 through annular grooves 27

Работа устройства длл стабилизации породоразрушающего инструмента в горизонтальной плоскости осуществл етс следующим образомThe operation of the device for stabilizing rock cutting tools in the horizontal plane is carried out as follows.

Переводник 3 и корпус 1 посредством резьбовых соединений 24 и 25 соедин ютс с породоразрушающим инструментом и бу5 рильными трубами соответственно Устройство спускаетс в скважину и размещаетс в ее горизонтальном участке В исходном положении патрубок 5 и управл юща втулка 6 с поршнем 7 наход тс в крайнем правом положении, а шарики 17 - в центреSub 3 and body 1 through threaded connections 24 and 25 are connected with rock cutting tools and drill pipes, respectively. The device is lowered into the well and placed in its horizontal section. In the initial position, the nozzle 5 and the control sleeve 6 with the piston 7 are in the extreme right position , and balls 17 - in the center

0 продольных пазов 14 и 16 Опорные элементы 11 наход тс в транспортном положении и за счет груза 4 - в вертикальной плоскости Верхн 8 и нижн 9 гидрокамеры изолированы от полости корпуса 10 longitudinal grooves 14 and 16. The supporting elements 11 are in the transport position and, due to the load 4, in the vertical plane of the Upper 8 and lower 9 hydro chambers are isolated from the cavity of the housing 1

5 Под давлением подаваемой в полость бурильных труб промывочной жидкости поршень 7 вместе с управл ющей втулкой 8 перемещаетс влево При этом за счет ограничител 21 смещени , расположенного в продольном пазу 20 корпуса 1, исключаетс 5 Under pressure of the flushing fluid supplied to the cavity of the drilling fluid, the piston 7 together with the control sleeve 8 moves to the left. At the expense of the displacement limiter 21 located in the longitudinal groove 20 of the housing 1,

0 вращение управл ющей втулки 6 вокруг своей оси, а при взаимодействии выступа 19 с винтовым пазом 18 патрубок 5 повора чиваетс на угол, ограниченный винтовым пазом 18 При этом верхн 8 и нижн 9 гидрокамеры изолированы от полости кор0 the rotation of the control sleeve 6 around its axis, and when the protrusion 19 interacts with the screw groove 18, the nozzle 5 rotates at an angle bounded by the screw groove 18. The upper 8 and lower 9 hydro chambers are isolated from the core cavity

5 пуса 1 и опорные элементы 11 наход тс в транспортном положении5, the rest 1 and the supporting elements 11 are in the transport position

После углублени скважины на длину бурильной трубы бурение прекращают Одновременно прекращают подавать промыAfter the well is drilled to the length of the drill pipe, the drilling is stopped. At the same time, the flushing is stopped.

0 вочную жидкость Подпружиненные патрубок 5 и управл юща втулка 6 возвращаютс в исходное положение Затем осуществл ют наращивание бурильной колонны Если на интервале бурени ствол скважины0 Vative fluid Spring-loaded nozzle 5 and control sleeve 6 are returned to the initial position. Then the drill string is expanded If a borehole is in the drilling interval

,- отклон етс , например, вверх от горизонтальной плоскости, то шарики 17 смещаютс в крайнее правое положение После подачи промывочной жидкости в полость бурильных труб поршень 7 с управл ющей втулкой 6 перемещаютс вправо, а патрубок 5 пово0 рачиваетс При этом шарики 17 располагаютс в продольных пазах 16 второго р да патрубка 5 После поворота последнего на угол, определ емый длиной указанных пазов, патрубок 5 и управл юща втулка 6 движутс совместно до тех nopt, - deviates, for example, upward from the horizontal plane, then the balls 17 are displaced to the extreme right position. After the supply of flushing fluid into the cavity of the drill pipes, the piston 7 with the control sleeve 6 moves to the right, and the nozzle 5 is rotated in the longitudinal direction. the slots 16 of the second row of the socket 5 After the latter is rotated by an angle determined by the length of the said slots, the socket 5 and the control sleeve 6 move together to those nopt

пока торец патрубка 5 не упираетс в пере водник 3 При этом отверстие 23 патрубка 5 совмещаетс с верхним отверстием 22 корпуса 1while the end of the nozzle 5 does not abut against the transducer 3 In this case, the aperture 23 of the nozzle 5 is aligned with the upper opening 22 of the housing 1

Через канал, образованный отверсти ми 22 и 23, проточкой 27 и каналом 26, промывочна жидкость поступает в верхнюю гидро камеру 8 За счет давлени промывочной жидкости на поршень 10 последний перемещаетс вверх Поршень 10 через шар 13 давит на опорный элемент 11, который, поворачива сь вокруг шарнира 12 упираетс в стенку ствола скважины Нижн гидрокамера 9 в это врем изолирована от полости корпуса 1Through the channel formed by the holes 22 and 23, the groove 27 and the channel 26, the washing liquid enters the upper hydro chamber 8. Due to the pressure of the washing liquid on the piston 10, the latter moves upwards. The piston 10 through the ball 13 presses against the support element 11, which, turning around the hinge 12 rests on the borehole wall. The lower hydrocamera 9 is at this time isolated from the cavity of the body 1

В процессе бурени корпус 1 вращаетс , а втулка 2 неподвижна При взаимодр,- ствии опорного элемента 11 верхней гидрокамеры 8 со стенкой ствола скважины породоразрушающий инструмент разрушает горную породу преимущественно с нижней стороны В случае, когда ствол скважины отклон етс вниз от горизонитальной плоскости шарики 17 смещаютс в сторону поперечных пазов 15 первого р да, после подачи промывочной жидкости в полость бурильных труб - перемещаютс влево Патрубок 5 поворачиваетс вокруг своей оси на угол, определ емый длиной поперечных пазов 15 первого р да Совместное движение системы патрубок 5 - управл юща втулка осуществл етс до тех пор, пока ограничитель 21 смещени не упираетс в торец продольного паза 20 корпуса 1 При этом отверстие 23 патрубка 5 и нижнее отверстие корпуса 1 совмещаютс По ка налу, образованному последними, промывоч на жидкость поступает в нижнюю гидрокамеру 9 За счет взаимодействи опор ного элемента 11 нижней гидрокамеры 9 породоразрушающий инструмент отклон етс вверхDuring drilling, the body 1 rotates and the sleeve 2 is stationary. When the support element 11 of the upper hydraulic chamber 8 interacts with the wellbore wall, the rock-breaking tool destroys the rock mainly from the bottom side. In the case that the wellbore deviates downward from the horizontal plane, the balls 17 move in the direction of the transverse grooves 15 of the first row, after the supply of flushing fluid into the cavity of the drill pipe - move to the left The nozzle 5 rotates around its axis at an angle determined by the length of the transverse pa 15 of the first row The joint movement of the nozzle 5 - the control sleeve is carried out until the displacement stop 21 rests against the end of the longitudinal groove 20 of the housing 1. The aperture 23 of the nozzle 5 and the lower aperture of the housing 1 coincides with the channel formed the latter, the flushing of the liquid enters the lower hydraulic chamber 9. Due to the interaction of the supporting element 11 of the lower hydraulic chamber 9, the rock destruction tool deflects upwards

Claims

Invention Formula

Device for stabilizing rock-destroying instrument in horizontal H 16 14 P K- 20

L

0

five

0

five

plane, including a tubular casing installed on it with the possibility of rotation of the sleeve, has upper and lower hydraulic chambers with support elements, rock-breaking tool and a deflection sensor, characterized in that, in order to improve the accuracy of the horizontal well wiring, it is equipped with located on the hub on the side of the lower hydraulic chamber with a weight installed in the cavity of the housing with the possibility of movement in the axial direction of the control sleeve with a piston and concentrically mounted in the latter with the possibility of wines The new movement of the nozzle, the nozzle and the sleeve is spring-loaded relative to the body from the rock-cutting tool, the control sleeve on the inner surface has longitudinal grooves, and the nozzle on the outer surface has two rows of transverse grooves of the same length in each of the rows and longitudinal grooves the connecting ends of the transverse grooves of adjacent rows, the deflection sensor is made in the form of balls, each of which is located in the cavity formed by the longitudinal grooves of the nozzle and control sleeve, in the housing there is an upper and The other hydraulic connection holes have one registered hydraulic chamber with the body cavity, and one hole in the nozzle, the central angles between the axis of the latter and the axes of the upper and lower holes of the core are equal to the central corners limiting the length of each of the second and first holes rows, respectively, and the distance between the nozzle opening and the upper and lower body holes is equal to the stroke length of the nozzle when balls are placed in the transverse slots of the second and first row nozzles, respectively.

21 6 1 7

25

/

rH

FIG. 2

14

L

FIG. five

L

15