SU1709053A1

SU1709053A1 - Downhole device for borehole curving

Info

Publication number: SU1709053A1
Application number: SU894752016A
Authority: SU
Inventors: Владимир Данилович Поташников; Юрий Вячеславович Вадецкий; Анатолий Михайлович Ясашин
Original assignee: Научно-Производственный Кооператив "Техника И Организация Бурения Скважин" "Тобус"
Priority date: 1989-10-25
Filing date: 1989-10-25
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к буровой тех^ нике и может быть использовано при бурении наклонно-направленных "скважин при помощи забойных двигателей. Цель изо- бре.тени - расширение технологических возможностей компоновки. Забойна ком^ прновка содержит верхнюю и нижнюю секг ции, св занны^ между собой шарниром или гибким элементом. Забойный двигатель' с долотом размещены на нижней секции ком-ПОНО13КИ, состо щей из двух частей, оси концов которых ориентированы под острым углом одна к другой. 'Верхн секци компоновки выполнена из двух частей, меж-/ ду которыми установлен цилиндр со штоком и упругий децентратор. .Цилиндр и шток св заны друг с другом с возможностью осевого перемещени и передачи крут щего момента. Упругий децентратор одним концом св зан с одной из частей верхней секции компоновки с возможностью проворота, а другим концом с другой частью верхней секции компоновки - посредством винтового несамотормоз щегос соединени . В процессе работы дл обеспечени искривлени ствола скважинь! создают осевую нагрузку на долото при раскрепленной верхней секции компоновки. В зтом случае децентратор ориентируетс в плане в ту же сторону, что и искривленна нижн секци компоновки. Дл стабилизации направлени бурени уменьшают осевую нагрузку на долото и/или увеличивают давление в полости цилиндра при раскрепленной верхней секции компоновки. Ори этом происходит поворот децентратора на 180° и он располагаетс в плане в сторону, противоположную искривленной нижней секции компоновки. 2 ил.^Sч>& о елСл)предложенное техническое решение относитс к буровой технике и может быть использовано при бурении наклонно-направленных скважин при помощи забойных дв1игателей.Известна компоновка низа бурильной колонны, содержаща долото, забойный двигатель, муфту шарнирную и бурильные трубы.•Недостатком компоновки вл етс ограниченность технологических возможностей. Компоновка не позвол ет набрать зенитный угол 90° и превысить его, так как при допустимых осевых нагрузках обеспечение превышени опрокидывающего момента от несоосности линии действи сил, приложенных к ее направл ющей штанге, становитс недостаточным дл преодоле-The invention relates to drilling technology and can be used in drilling directional wells using downhole motors. The purpose of the shade is to expand the technological capabilities of the layout. The bottomhole assembly contains upper and lower sections, connected a hinge or a flexible element. A downhole motor with a chisel is placed on the lower section of a com-PONO13KI section consisting of two parts, the axes of the ends of which are oriented at an acute angle to one another. 'The upper section of the assembly is made of two parts A cylinder with a rod and an elastic de-centerer are installed. The cylinder and the rod are connected with each other with the possibility of axial displacement and transmission of torque. The elastic de-centering device is connected with one end of the upper section of the layout with the possibility of turning, and the other end with the other part of the upper section of the assembly, by means of a screw non-braking of the joint connection. create an axial load on the bit when the upper section of the assembly is loose. In this case, the decentralizer is oriented in the plan in the same direction as the curved lower section of the assembly. To stabilize the drilling direction, reduce the axial load on the bit and / or increase the pressure in the cylinder cavity when the upper section of the assembly is loose. Ori this causes the rotator to rotate 180 °. and it is located in the plan in the direction opposite to the curved lower section of the layout. 2 ill. ^ Sч > & E lsl) the proposed technical solution relates to drilling equipment and can be used to drill directional wells with the help of a downhole tool. Known bottom-hole assembly containing a bit, a downhole motor, articulated sleeve and drill pipe is known. • The drawback of the layout is technological limitations. opportunities. The arrangement does not allow a zenith angle of 90 °. and exceed it, since, with allowable axial loads, ensuring that the overturning moment is exceeded from the misalignment of the line of action of the forces applied to its guide rod becomes insufficient to overcome

Description

ни момента от силы т жести последней при больших значени х зенитного угла.neither the moment of gravity of the latter at large values of the zenith angle.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой вл етс шарнирна компоновка низа бурильной колонны, со держаща забойный двигатель с долотом, верхний и нижний удлинители, св занные между собой посредством шарнира или гибкого элёмен- та, кривой переводник, св зывающий между собой нижний удлинитель и забойный двигэтель.The closest to the technical essence and the achieved effect to the proposed is the hinge arrangement of the bottom drill string, containing a bottomhole motor with a bit, upper and lower extenders connected to each other by means of a hinge or flexible element, a curve sub connecting the lower extension cord and downhole motor.

Данна компоновка не обеспечивает бурение пр молинейных интервалов скважины и не позвол ет уменьшить интенсивность искривлени скважин в процессе бурени .This arrangement does not provide drilling of straight intervals of the well and does not allow to reduce the intensity of the curvature of the wells during drilling.

Целью изобретени влйетс расширение технологических возможностей компоновки .The purpose of the invention is the expansion of the technological capabilities of the layout.

Цель Достигаетс тем, что забойна компоновка дл искривлени стволов скважин, содержаОла верхнюю часть и св занную с ней шарниром или гибким элементом нижнюю часть, оси концов которой ориентированы под острым углом друг к другу и включающую забойный двигатель с долотом , снабжена цилиндром со штоком, св занным между собой с возможностью передачи крут щего момента, и упругим децентратором , верхн часть компоновки со стоит из двух элементов, один из которых св зан с цилиндром, а другой - со штоком, причем один конец децентратора св зан с одним из элементов верхней части компановки с возможностью поворота, а другой конец децентратора - с другим элементом посредством винтового соединени .Purpose Achieved by the fact that the bottom hole assembly for the curvature of boreholes, containing the upper part and the lower part connected with it by a hinge or flexible element, the axes of the ends of which are oriented at an acute angle to each other and incorporating a downhole motor with a stem interconnected with the possibility of torque transmission, and an elastic decub- erator, the upper part of the assembly consists of two elements, one of which is connected to the cylinder and the other to the rod, with one end of the controller with one of the elements of the upper part of the line-rotatably and the other end detsentratora - with another member by a screw connection.

Сопоставительный анализ с прототиГ1ОМ показывает, что за вл ема компоновка отличаетс тем, что она снабжена цилиндром со штоком, св занными между собой с возможностью передачи крут щего момента, и упругим децентратором, в(Эрхн часть компоновки состоит из двух элементов, один из которых св зан с цилиндром , а другой - со штоком, причем один конец децентратора св зан с одним из элементов верхней части компоновки с возможностью поворота, а другой конецдецентратора - с другим элементом посредством винтового соединени . Comparative analysis of the prototype shows that the claimed arrangement differs in that it is equipped with a cylinder with a stem, interconnected with the possibility of transmitting torque, and an elastic decentrator, in (Erhn part of the layout consists of two elements, one of which is connected It is connected with the cylinder and the other with the rod, with one end of the decentrator connected to one of the elements of the upper part of the assembly with the possibility of rotation, and the other end of the concentrator with the other element through a screw connection.

На фиг. 1 изображена схема компоновки; на фиг. 2 развертка децентратора.FIG. 1 shows the layout; in fig. 2 sweep the decentrator.

Забойна компоновка состоит из верхней и нижней частей, св занных между собой шарниром 1 или гибким элементом. Нижн часть компоновки включает забойный двигатель 2 с долотом 3. Оси концов нижней масти ориентированы под острымThe bottom hole assembly consists of an upper and a lower part, interconnected by the hinge 1 or the flexible element. The lower part of the layout includes a downhole motor 2 with a chisel 3. The axes of the ends of the lower suit are oriented under the sharp

углом а друг к другу. Верхн часть компоновки состоит издвух элементов. Один из них св зан с цилиндром 4, а другой - со штоком 5. Цилиндр 4 и шток 5 св заны между собой с возможностью передачи крут щего момента посредством квадратного соединени 6. На верхней части компоновки установлен упругий децентратор 7. Его нижний конец 8 св зан с нижним элементомangle a to each other. The upper part of the layout consists of two elements. One of them is connected to the cylinder 4, and the other to the rod 5. The cylinder 4 and the rod 5 are interconnected with the possibility of transmitting torque through a square connection 6. At the upper part of the assembly there is an elastic decentral 7. Its lower end 8 zan with bottom element

верхней части компоновки с возможностью поворота и взаимодействи с упором 9 нижнего элемента. Верхний конец 10 децентратора 7 св зан с верхним элементом верхней части компоновки посредством винтовогоthe upper part of the layout can be rotated and interacts with the stop 9 of the lower element. The upper end 10 of the decentralizer 7 is connected to the upper element of the upper part of the arrangement by means of a screw

(Соединени . Оно выполнено в виде винтовых прорезей 11 в верхнем конце 10 децентратора 7 и размещенных в них выступов 12 цилиндра 4. Высота I прорезей 11 выполн етс равной ходу А штока 5 в цилиндре 4(Connections. It is made in the form of screw slots 11 in the upper end 10 of the decentralizer 7 and the protrusions 12 of the cylinder 4 placed in them. The height I of the slots 11 is equal to the stroke A of the rod 5 in the cylinder 4

между двум крайними положени ми, обеспечивающими , поворот децеитратора на 180°С.between the two extreme positions, which ensure that the detector is rotated by 180 ° C.

Устройство работает следующим обраЗОМ . ; , ; ,;:, ;.,.The device operates as follows. ; ,; ,;,;,.,.,.

. При спуске компоновки в скважину по пр мому стволу, она свободно проходит по нему, так как благодар шарниру 1 или. гибкому элементу находитс в ненапр женном состо нии, поскольку при нижнем положеНИИ штока 5 по отношении k цилиндру 4 упругий децентратор 7 в плане ориентирован в противог1оложную сторону по отношению к нижнему концу нижней части компоновки с долотом 3.. When the assembly descends into the well along the straight shaft, it freely passes through it, because thanks to hinge 1 or. the flexible element is in the unstressed state, because at the lower position of the rod 5 with respect to k to the cylinder 4, the elastic decenter 7 in the plan is oriented to the opposite side with respect to the lower end of the lower part of the layout with a chisel 3.

Дл Обеспечени искривлени ствола скважины создают осевую нагрузку на долоте 3 при |эаскрепленной верхней части компоновки . При этом шток 5 занимает верхнее положение по отношению к цилиндру 4, аTo ensure that the borehole is curved, an axial load is applied to the bit 3 at the top of the assembly. In this case, the rod 5 occupies the upper position with respect to the cylinder 4, and

упругий децентратор 7 поворачиваетс и ориентируетс в плане в ту же сторону, что и нижний конец нижней части компоновки с долотом 3. Верхний конец нижней части компоновки прижимаетс к стенке, противоположной заданному центру кривизны ствола скважины, и удерживаетс в этом положении в процессе углублени скважины в интервале искривлени ее ствола. Дл стабилизации направлени бурени уменьшают осевую нагрузку на долото 3 и/или увеличивают давление в полости 13 цилиндра 4 при раскрепленной верхней части компоновки. При этом шток 5 и св занный с ним упор 9 занимает нижнее положение по отношению к цилиндру 4, а упругий децентратор 7 ориентируетс в плане в сторону, противоположную нижнему концу нижней части компоновки с долотом 3. Верхний конец нижней части компоновкиthe elastic decentralizer 7 is rotated and oriented in plan in the same direction as the lower end of the lower part of the assembly with the bit 3. The upper end of the lower part of the assembly is pressed against the wall opposite the predetermined center of curvature of the wellbore and is held in this position during the deepening of the well in the curvature of its trunk. In order to stabilize the drilling direction, the axial load on the bit 3 is reduced and / or the pressure in the cavity 13 of the cylinder 4 is increased while the upper part of the assembly is loose. At the same time, the rod 5 and the stop 9 associated with it are in the lower position relative to the cylinder 4, and the elastic decenter 7 is oriented in the plan in the direction opposite to the lower end of the lower part of the assembly with the bit 3. The upper end of the lower part of the assembly

прижимаетс к внутренней по отношению к заданному центру кривизны стенке скважины .presses against the inner wall of the borehole with respect to a given center of curvature.

Данную компоновку целесообразно использовать в скважинах, где интервалы искривлени ствола составл ют большую часть по отношению к интервалу стабилизации , поскольку конструктивное выполнение компоновки позвол ет производить бурение на форсированном режиме при большей нагрузке на долото при изменении зенитного угла.It is advisable to use this layout in wells where the barrel curvature intervals constitute a large part in relation to the stabilization interval, since the constructive arrangement of the layout allows drilling in a forced mode with a greater load on the bit while changing the zenith angle.

Общественно полезные преимущества от применени данной компоновки заключаютс в исключении операций по спускуподъему дл замены компоновки дл перехода с режима изменени зенитного угла на режим стабилизации.The socially beneficial benefits of using this arrangement are to eliminate descent operations to replace the layout in order to switch from a zenith angle change mode to a stabilization mode.

Claims

Invention Formula

A bottom hole assembly for curving a borehole, including a bit, a lower section of pipes, comprising a downhole motor, and consisting of two parts with axes of their ends oriented at an acute angle to each other, and an upper section of pipes connected to the lower section by a hinge or flexible element, characterized in that, in order to expand the technological possibilities of the layout, it is equipped with a cylinder with a rod connected with each other with the possibility of axial movement and transmission of torque, and an elastic centering device, the upper section is made of two parts, associated respectively with the cylinder i.shtokom, one end detsentratora associated with one portion of the upper section of the arrangement, with crank and the other end detsentratora bonded to another portion of the upper section via a screw arrangement nesamotormoz luminant compound.