SU744106A1 - Снар д дл направленного бурени - Google Patents

Description

(54) СНАРЯД ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

I

Изобретение относитс  к горному делу, предназначено дл  бурени  искусственно искривл емых скважин с поверхности земли и из подземных горных выработок и может быть использовано на предпри ти х, осуществл юших добычу твердых полезных ископаемых , и в геологоразведочном деле.

Известен снар д дл  Направленного бурени , который состоит из невраш,аюшегос  корпуса, ориентированно перемещающегос  по скважине с помощью распорного устройства , выполненного в виде ползуна и вала с породоразрушающим инстоументом, вращающегос  внутри корпуса под углом к оси искривл емой скважины ,1.

Недостатками этого снар да  вл ютс  недостаточна  жесткость конструкции, так как корпус обычно выполнен из отдельных частей, подвижно взаимодействующих с выдвижным ползуном, а вал имеет телескопическое , как правило, щлицевое соединение, необходимое дл  взаимного перемещени  частей вала с целью передачи осевых усилий на ползун, а также дл  разъединени  вала и корпуса после ориентации снар да, а также зависимость распорного и отклон ющего усили  от осевой нагрузки.

Указанные недостатки привод т к тому, что в св зи с изгибом инструмента недостаточной жесткости и вли нием осевой нагрузки интенсивность искривлени  колеблетс  в широких пределах от 0,5 до 2° на метр скважины . Это не позвол ет бурить криволинейные участки с заданной проектной интенсивностью искривлени .

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому снар д дл  направленного бурени , включающий корпус с боковым выдвижным ползуном, полый подвиж10 ный вал с породоразрушающим инструментом , расположенный внутри корпуса, и устройство дл  соединени  вала и корпуса 2.

Этот снар д имеет жесткий корпус, так как осевое усилие передаетс  на вт движной

15 поршень - ползун через жидкость, заполн ющую полость корпуса.

Недостатки данного снар да заключаютс  в том, что наличие телескопического шлицевогр соединени  вала понижает жесткость отклонител  и может  витьс  источником из20 гиба и боковых усилий на корпус; зависимость отклон ющего усили  и распора от осевой нагрузки не позвол ет осуществл ть бурение с заданной равномерной интенсивностью искривлени ; в процессе бурени  невозможно «расхаживание инструмента; вынужденное сн тие осевой нагрузки, например гтрй йаращиваний инструмента или перекреплении патронов, может привести к дезориентации снар да, особенно при бурении гори данталЫных и восстающих скважин; к нарушению ориентации может привести и запуск (начало вращени ) под значительной осевой нагрузкой. В св зи с указанными недостатками снижаетс  надежность применени  снар да. Цель изобретени  - искривление скважин с равномерной интенсивностью и повышение надежности работы снар да. Эта цель достигаетс  тем, что корпус снабжен эластичным рукавом, закрепленным в нем концами и размещенным между ползуном и валом, полость которого сообщена с полостью корпуса, при этом вал выполнен с окнами и снабжен втулкой, установленной в его полости с возможностью осевого перемещени , соединенной с корпусом щпонкой, размещенной в окне вала. На фиг. 1 изображена нижн   часть снар да в разрезе; н фиг. 2 - верхн   часть снар да в разрезе; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 1. Снар д состоит из корпуса 1. выдвижного ползуна 2 с набором роликов 3 и полого вала 4 с породоразрущающим инструментом 5. Вал 4 св зан с корпусом 1 с помощью шарико-подщипникового узла б, который позвол ет осуществл ть вращение полого вала 4 относительно корпуса 1, но не допускает их взаимного продольного смещени . Верхн   часть вала 4 центрируетс  подщипником скольжени  7. Внутренн   полость 8 корпуса 1 изолирована уплотнени ми 9 и 10. В корпусе 1 вокруг вала 4 закреплен эластич-ный рукав 11, а со стороны размещени  ползуна 2 в корпусе 1 выполнено окно. В валу 4 имеетс  отверстие 12, которое сообщает внутреннюю полость вала с полостью 8 корпуса 1. На стороне корпуса 1, диаметрально противоположной ползуну 2, размещены твердосплавные опоры 13 и 14. Внутри вала 4 на скольз щей посадке размещена втулка 15. Втулка 15 имеет кольцевую проточку по диаметру, в которую вход т щпонки 16, расположенные в окнах 17 вала 4. В корпусе 1 напротив втулки 15 выполнен кольцевой бурт 18, а в нем пазы 19. При верхнем расположении втулки 15 щпонки 16 вход т в пазы 19 кольцевого бурта 18 корпуса 1. Снар д работает следующим образом. После доставки его к забою скважины на некотором рассто нии от него, с помощью ори ентатора любой койструкции осуществл ют ориентацию снар да с учетом того, что лини  его действи  направлена в сторону ползуна 2. При этом поворачивают снар д за бурильные трубы и вал 4. Усилие поборота

744106 передаетс  через окна 17 вала 4 на щпонки 16 и через бурт 18 на корпус 1, т.е. при ориентации происходит поворот всего снар да до наружного положени . Далее, не поворачива  инструмента, подают промывочную жидкость. Проход  через полый вал 4 к породоразрущающему инструменту 5, она встречает преп тствие в виде отверсти  .во втулке 15, диаметр которого меньще внутреннего диаметра полости вала 4. В св зи с этим создаетс  перепад давлени , величина которого может регулироватьс  изменением диаметра отверсти  во втулке 15. Поскольку полость вала 4 отверстием 12 соединена с полостью 8 корпуса 1, давление жидкости действует на эластичный рукав 11, который, увеличива сь в размере, смещаетс  в сторону окна корпуса 1 и выдвигает ползун 2 до упора роликами 3 в ст4нку скважины до тех пор, пока в противоположную стенку не упрутс  твердосплавные опоры 13 и 14. Усилие распора определ етс  перепадом давлени  и площадью соприкосновени  рукава 11 и ползуна 2. Таким образом, на участке забуривани  осуществл етс  ориентированный перекос оси снар да относительно оси скважины. Одновременно под действием давлени  жидкости смещаетс  вниз втулки 15 до упора щпонок 16 в нижний край окна 17 вала 4 При этом щпонки 16 выход т из паза 19 бурта 18 корпуса 1, и по вл етс  возможность независимого вращени  вала 14 относительно корпуса 1. Включают вращение инструмента, и, осторожно подава  снар д к забою, начинают забуривание нового направлени . После некоторого начального периода набора кривизны происходит переход на бурение скважины по дуге окружности заданного радиуса, определ емого трем  точками - опорами 13 и 14 и боковой кромкой породоразрушающего инструмента . В этом случае происходит стабильный процесс искривлени  за счет асимметричного разрущени  забо  без его бокового фрезеровани , т.е. независимо от режима бурени  и скорости подачи инструмента . Применение данного снар да дл  направленного бурени  позвол ет цовысить надежность работ по искривлению, так как устран ютс  такие причины отказов из-за дезориентации снар да, как случайное или намеренное сн тие осевой нагрузки, запуск снар да в нагруженном состо нии и др. Повыщаетс  веро тность бурени  с равномерной заданной величиной интенсивности искривлени  в св зи с повыщением жесткости всей конструкции, что устран ет произвольные изгибы инструмента, могущие оказать вли ние на ориентацию и интенсивность искривлени . Кроме того, выполнение снар да с гидравлическим распорныМ устройством по схеме опоры на три точки дл  асимметричного разрущени  забо  позвол ет вести бурение на режимах, обеспечивающих оптимальную скорость подачи, что приводит к увеличению длины рейса и росту производительности .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 386117, кл. Е 21 В 7/08, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 152840, кл. Е 21 В 7/08, 1962 (прототип)

5 7

fPws2

744106

Фиг.з

Фм.4

{5

Фи2.б

Г-Г

Фыге