SU1703803A1 - Устройство дл изменени азимута ствола скважины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к бурению и м.б. использовано при проводке направленных скважин. Цель изобретени  - регулирование интенсивности изменени  азимута ствола скважины. Устройство имеет вал 1, втулку 6 с лопаст ми (Л), диафрагму, пробку 12 и кольца 9. Вал 1 выполнен d центральным каналом 2. Втулка 6 установлена с возможностью вращени  и образует с валом 1 герметичную кольцевую полость (КП) 8. По4 17 3 Я 8 следн   гидравлически св зана с центральным каналом 2 через радиальные отверсти  3. Кажда  Л 7 имеет направленные по касательной к поверхности втулки 6 отверсти  17. Последние гидравлически св заны с КП 8. Пробка 12 выполнена с отверстием 13, а диафрагма - с радиальными ножами. Пробка 12 и кольца 9 выполнены из легкоразрушаемого материала. Кольцо 9 может иметь отверстие 21 и продольную канавку 22 на наружной поверхности. Промывочна  жидкость из полости вала 1 через отверсти  21 и 3 поступает в КП 8 и через отверсти  17 выходит во внешнюю среду. При этом за счет реактивной силы струй промывочной жидкости втулка б вращаетс . За счет взаимодействи  Л 7 со стенкой ствола скважины буровой инструмент в месте расположени  устройства смещаетс  в поперечном направлении . Дл  изменени  режима вращени  увеличивают объем прокачиваемой жидкости. При этом пробка 12 и кольца 9 смещаютс  вниз и разрушаютс  радиальными ножами диафрагмы. 3 ил. А Т, Ю (Л С VJ О GJ 00 О OJ

Description

Изобретение относитс  к бурению скважин и может быть использовано в геологоразведочной , горной, нефт ной и газовой промышленности, а также при строительстве коммуникационных скважин.

Известно устройство дл  искривлени  скважин, содержащее породоразрушаю- щий инструмент, забойный двигатель с валом и корпусом, выдвижной в радиальном направлении отклон ющий элемент, установленный на верхнем конце его корпуса, и в диаметрально противоположную сторону отклон ющий элемент, установленный на нижнем конце корпуса. Такое устройство позвол ет измен ть траекторию скважин, в том числе и азимут, однако оно способно работатьтолько в одном режиме, не улучшает очистку скважины от шлама.

Известен отклонитель, включающий подпружиненный поршень и эксцентричную втулку со шлицами, гибкий внутренний вал, шарнир. Такой отклонитель пригоден дл  изменени  траектории ствола скважины , в том числе и по азимуту. Однако он сложен в изготовлении и может использоватьс  лишь с электробуром, что сужает область применени  устройства, и, кроме того, не способствует очистке ствола скважины от шлама.

Известно устройство дл  изменени  азимута ствола скважины, включающее вал с центральным каналом и радиальными отверсти ми , установленную на нем с возможностью вращени  втулки с лопаст ми, образующую с валом кольцевую полость, гидравлически св занную с центральным каналом вала через его радиальные отверсти , при этом по концам втулки в кольцевой полости установлены уплотнени , а кажда  лопасть с одноименной боковой стороны имеет направленные по касательной к поверхности втулки отверсти , гидравлически св занные с кольцевой полостью.

Такое устройство позвол ет изменить азимут ствола скважина, способствует лучшей очистке скважины от шлама. Однако дл  изменени  скорости вращени  втулки с лопаст ми необходимо произвести замену диафрагмы на диафрагму с другим диаметром отверсти , что требует полной разборки всего устройства. Изменить скорость вращени  можно путем изменени  расхода подаваемой жидкости, но это создает необходимость применени  регулируемых насосов большой мощности.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности бурени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что на валу с центральным каналом выполнено дополнительно несколько р дов радиальных отверстий, гидравлически св занных с соответствующими дополнительными кольцевыми полост ми и радиальными отверсти ми втулки. При этом с обеих сторон

каждой лопасти выполнены от версти  с возможностью установки в них съемных насадок и заглушек, причем в центральном канале установлена диафрагма, выполненна  в виде втулки с радиальными ножами, к

0 которым посредством пробки с осевым отверстием прижаты кольца, расположенные напротив соответствующих отверстий втулки , при этом часть колец имеет радиальные отверсти  и кольцевые канавки.

5Предлагаемое устройство дл  изменени  азимута ствола скважины позвол ет более гибко вести управление изменением азимута ствола скважины. Изменение режима работы устройства может достигатьс 

0 без его разборки и без проведени  спуско- подъемных операций, что позвол ет проводитьскважину с высокой производительностью и значительно повышает эффективность бурени .

5 Предлагаемое устройство содержит съемные насадки в выпускных отверсти х вращающихс  лопастей, дополнительные кольца и пробку с осевым отверстием, устанавливаемые в полости вала потоком жид0 кости напротив соответствующих дополнительных р дов радиальных отверстий в полом валу и дополнительных кольцевых полостей и радиальных отверстий во втулке, причем часть колец имеет радиаль5 ные отверсти  и кольцевые канавки, перегородки в осевых отверсти х втулки между входами радиальных отверстий в осевые, радиальные ножи на выходе вала дл  разрушени  втулок и пробки.

0На фиг. 1 изображено устройство дл  изменени  азимута ствола скважины, общий вид ; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1: на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.

Устройство дл  изменени  азимута

5 ствола скважины включает (фиг. 1) вал 1 с центральным каналом 2 и несколькими р дами радикальных отверстий 3. установленную на радиальных 4 и осевых 5 подшипниках втулку 6 с лопаст ми 7 . Втул0 ка 6 образует с валом 1 р д кольцевых полостей 8 (в данном случае четыре полости ), гидравлически св занных отверстием 3 с каналом 2, если в последнем не установлены кольца 9. В канале 2 между валом 1 и

5 концевиком 10 установлена втулка с радиальными ножами 11, а во входном отверстии канала 2 установлена пробка 12 с осевым отверстием 13, прижимающа  кольца 9 к ножам 11. Во внутренних проточках втулки б установлены уплотнени  14. В каждой лопасти 7 выполнены радиальные отверсти  15 с технологическими заглушками 16. Отверсти  15 гидравлически св заны со сквозными выходными отверсти ми 17 (фиг. 2). выполненными в лопасти по касательной к поверхности втулки 6, и кольцевыми полост ми 8. В отверсти х 17 с обеих сторон лопастей на резьбе в зависимости от того, какой режим работы требуетс , устанавливаютс  заглушки 18 либо сменные насадки 19, обеспечивающие различный режим работы устройства. В центральном канале 2 вала 1 могут устанавливатьс  кольца 9 либо кольца 20 (фиг. 1) с радиальными отверсти ми 21 и кольцевой канавкой 22 на внешней цилиндрической поверхности.

Устройство работает следующим образом .

Устройство устанавливаетс  на вал забойного двигател  либо через определенные интервалы в местах соединени  частей бурильной колонны. Промывочна  жидкость , подаваема  буровыми насосами по бурильным трубам, попадает в центральный канал 2 (фиг. 1) вала 1. Внутри канала 2 в зависимости от требуемого режима работы устройства устанавливаетс  набор колец 9 и 20 и пробка 12 либо не устанавливаетс  ничего. Промывочна  жидкость, проход  через отверстие 13 пробки 12. частично поступает к забою скважины, частично через отверсти  21. кольцевые канавки 22. отверсти  3. кольцевые полости 8. радиальные отверсти  18 (фиг. 2) и отверсти  15 и 17 в насадки 19.

Сменой чередовани  колец 9 и 20, а также вида и места расположени  насадок 19 можно измен ть скорость вращени  втулки 6. направление ее вращени  (правое либо левое), а также характеристекаемыхиз насадок 19 струй.

При вращении втулки 6 в направлении движени  часовой стрелки (если устройство установлено на валу забойного двигател ) за счет взаимодействи  лопастей 7 со стенкой скважины долото разрушает горщ ю породу преимущественно с левой стороны и ствол скважины искривл етс  в сторону , ве- личени  азимута. При обратном направлении вращени  втулки б скважина поворачиваетс  в сторону уменьшени  азимута .

Изменение режима работы устройства может осуществл тьс  без его разборки и без проведени  спускоподьемных операций . Дл  этого повышают давление промывочной жидкости в бурильных трубах (например ,путем подключени  дополнительного бурового насоса), после

чего возрастает усилие прижати  пробки 12 к кольцам 9 и 20 и радиальным ножам 11 до тех пор. пока кольца 9 и 20 и пробка 12 не разрушатс , проход  через радиальные ножи 11. После этого по внутренним каналам

бурильных труб пробкой 12 внутрь канала 2 досылаетс  новый набор колец 9 и 20, причем давление в нагнетательной системе регулируетс  предохранительным клапаном во избежание нежелательного повышени 

давлени , которое может вызвать преждевременное разрушение пробки и колец на радиальных ножах 11.

Claims (1)

1. Устройство может также использоватьс  при роторном бурении в составе компоновки низа бурильной колонны дл  изменени  азимута скважины, а также при бурении горизонтальных и наклонных скважин забойными двигател ми дл  улучшени  очистки ствола скважины за счет турбулизации потока промывочной жидкости в кольцевом пространстве скважины (между стенками скважины и бурильными трубами). Формула изобретени  Устройство дл  изменени  азимута

   ствола скважины, включающее вал с центральным каналом и радиальными отверсти ми , установленную на нем с возможностью вращени  втулку, образующую с валом герметичную кольцевую полость, гидравлически св занную с центральным каналом вала через его радиальные отверсти , расположенные на наружной поверхности втулки лопасти с направленными в одну сторону по касательной к поверхности втулки отверсти ми , гидравлически св занными с кольцевой полостью, и расположенную в полости вала под его радиальными отверсти ми диафрагму , отличающеес  тем, что, с целью регулировани  интенсивности изменени  азимута ствола скважины, оно снабжено расположенными в полости вала над диафрагмой друг над другом кольцами и пробкой с осевым отверстием, диафрагма выполнена с радиальными ножами, причем

   пробка и кольца выполнены из легкоразрушающего материала, а по крайней мере одно из колец имеет кольцевую канавку на наружной поверхности и радиальное отверстие дл  сообщени  полости вала с кольцевой полостью.

   1703803

   А-А