Способ направленного бурения скважин и устройство для его осуществления

Способ направленного бурения скважин и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ направленного бурения скважин , включающий вращение бурового става, вращение бурбвой коронки и изменение плос .кости угла наклона буровой коронки относительно бурового става, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности направленного бурения за счет обеспечения изменения направления скважины в процессе ее бурения, изменение плоскости угла наклона буровой коронки относительно бурового става осуществляют изменением угловых скоростей приводов буровой коронки и бурового става. 2. У стройство для направленного бурения скважин, включающее вращающийся буровой став, буровую коронку с индивидуальным приводом, между которыми установлен механизм изменения направления бурения,и средства для измерения направления бурения скважины, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности направленого бурения за счет обеспечения изменения направления скважины в процессе ее бурения механизм изменения cs направления бурения выполнен в виде ® втулки с одним скошенным торцом, ки (Л нематически связанной с индивидуальным приводом буровой коронки и установленной между корпусами бурового става и буровой коронки, причем корпус цоследней имеет ответную поверхность поверхности скошенного торца втулки. сд 13 со оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я1) Е 21 В 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3279120/22-03 (22) 27.02.81 (46) 07.12.83. Бюл. № 45 (72) В. Т. Загороднюк, В. П. Корнеев, Ю Н. Попков и С. А. Щепетков (71) Шахтинский филиал Новочеркасского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им. Серго Орджоникидзе (53) 622:243.2 (088.8) (56) 1. Патент США № 3586116, кл. 175-73, опублик. 1970.

2. Патент США № 3667556, кл. 175-73, опублик. 1972 (прототип). (54) СПОСОБ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ направленного бурения скважин, включающий вращение бурового става, вращение буровой коронки и изменение плос .кости угла наклона буровой коронки относительно бурового става, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности направленного бурения за счет обеспе„„SU„„1059113 чения изменения направления скважины в процессе ее бурения, изменение плоскости угла наклона буровой коронки относительно бурового става осуществляют изменением угловых скоростей приводов буровой коронки и бурового става.

2. Устройство для направленного бурения скважин, включающее вращающийся буровой став, буровую коронку с индивидуальным приводом, между которыми установлен механизм изменения направления бурения,и средства для измерения направления бурения скважины, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности направлен@о бурения за счет обеспечения изменения направления скважины в процессе ее бурения механизм изменения направления бурения выполнен в виде ® втулки с одним скошенным торцом, кинематически связанной с индивидуальным приводом буровой коронки и установленной между корпусами бурового става и буровой коронки, причем корпус послед- а ней имеет ответную поверхность поверхности скошенного торца втулки.

1059113

Изобретение относится к горному делу, предпочтительно к бурению технических скважин, используемых для вентиляции, для прокладки кабелей и трубопроводов, спуска материалов с верхних горизонтов на нижние, дегазации пластов, опасных по внезапным выбросам газа, а также с целью разведки залегания полезных ископаемых, и может быть использовано для выемки угля в сечении штреков посредством выбуривания скважинами большого диаметра.

10 ва, вращение буровой коронки и изменение плоскости угла наклона буровой коронки относительно бурового става, последнее осуществляют изменением угловых скоростей приводов буровой коронки и бурового става.

В устройстве для направленного бурения скважин, включающем вращающийся буровой став, буровую коронку с индивидуальным приводом, между которыми установлен механизм изменения направления бурения, и средства для измерения направления бурения скважины, механизм изменения направления бурения выполнен в, виде втулки с одним скошенным торцом, кинематически связанной с индивидуальным приводом буровой коронки и установленной между корпусами бурового става и буровой коронки, причем корпус последней имеет

Известен способ направленного бурения скважин, включающий вращение бурового става, вращение буровой коронки и изменение плоскости угла наклона буровой ко- 15 ронки относительно бурового става (1).

Недостатком данного способа является невозможность управления движением устройства в процессе бурения, так как положение буровой коронки жестко фиксируется перед началом бурения скважины.

Известно устройство для направленного бурения скважин, включающее вращающийся буровой став и буровую коронку с индивидуальным приводом, между которыми установлен механизм изменения направления 25 бурения, выполненный в виде поворотной шайбы с эксцентричным отверстием, и средства для измерения направления бурения скважины (2) .

Недостаток известного устройства заключается в том, что при необходимости измеЗо нить направление бурения требуется прерывать вращение бурового става и осуществлять поворот шайбы с эксцентричным отверстием на необходимый угол.

Цель изобретения — повышение эффек35 тивности направленного бурения за счет обеспечения изменения направления скважины в процессе ее бурения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу направленного бурения скважин, включающему вращение бурового ста- 40 ответную поверхность поверхности скошенного торца втулки.

На чертеже схематично показано устройство для направленного бурения скважин.

Устройство для направленного бурения скважин содержит привод бурового става, состоящий из электродвигателя 1 и редуктора 2, бурового става 3 и бурового снаряда 4, включающего электродвигатель 5, редуктор 6, кардан 7, передающий вращение буровой коронке 8 и препятствующий повороту ее относительно бурового става

3, установленный между буровым снарядом

4 и буровой коронкой 8 механизм 9 управления, выполненный в виде втулки со скошенным торцом 10 и редуктора 11 для ее вращения. Буровой снаряд 4 приводится во вращение буровым ставом 3 от редуктора 2 привода става. Сельсин-датчик 12 и сельсин-приемник 13 соединены электрически и работают в индивидуальном режиме, причем статоры их механически связаны через корпус бурового снаряда 4 с буровым ставом 3 и вращаются со скоростью, равной скорости бурового става, а ротор сельсин-датчика 12 через редуктор вращается от вала редуктора 6 со скоростью, равной скорости вращения втулки управляющего механизма 9, и в том же направлении. Сельсин-приемник 13 является индикатором положения втулки механизма управления 9 относительно бурового снаряда 4 и бурового става.3. Корпус коронки 8 имеет ответную поверхность поверхности скошенной втулки.

Устройство для направленного бурения скважин работает следующим образом.

Электродвигатель 1 через редуктор 2 вращает буровой став 3 и буровой снаряд 4 в определенном направлении и с определенной скоростью (оптимальной для обеспечения условия транспортирования продуктов бурения) . Электродвигатель 5 через редуктор 6 вращает кардан 7 и буровую коронку 8 в направлении, противоположном направлению вращения бурового става

3 и бурового снаряда 4 со скоростью ь,, обеспечивающей оптимальное резание горных пород. Втулка механизма 9 управления, изготовленная с определенными углами скоса торцов, обеспечивая необходимую интенсивность искривления скважины, вращается от вала редуктора 6 в том же направлении, что и буровая коронка, но со скоростью, много меньшей оптимальной для обработки забоя данным горным инструментом. Буровая коронка 8, вращаясь вокруг собственной оси, совершает еше планетарное движение, разбуривая забой и проходя при этом прямолинейную скважину.

Таким образом, зная характеристику горной породы, можно подобрать соответствующий горный инструмент, а затем on1059113

Составитель В. Родина

Редактор А. Черных Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 9736/30 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 тимальные режимы резания, обработки забоя и транспортирования продуктов бурения.

Способ направленного бурения, т.е. изменение направления буримой скважины;

5 обеспечивается следующим образом.

Между буровой коронкой 8 вращательного действия, снабженной индивидуальным приводом — электродвигателем 5 с редуктором 6 и буровым ставом 3, размещается механизм 9 управления для изме- 10 нения направления бурения, состоящий из втулки со скошенным торцом 10 и редуктора 11.

Втулка механизма 9 управления связана с приводом буровой коронки 8 промежуточной передачей — редуктором 11, при15 чем скорости этой передачи выбираются такими, чтобы частота вращения втулки механизма 9 управления была равна частоте вращения бурового става 3 и бурового снаряда 4, но противоположна по знаку.

При работе обоих приводов элеутродвигателя 1 с редуктором 2 и индивидуального привода буровой коронки — электродвигателя 5 с редуктором 6 с заданными частотами вращения втулка механизма 9 управления сохраняет неизменное положение в пространстве и плоскость угла наклона буровой коронки по отношению к буровому ставу также занимает неизменное положение в пространстве.

Для изменения направления бурения скважины необходимо изменить "соотношение частот вращения приводов бурового става и буровой коронки. При этом втулка механизма 9 управления начнет вращаться в ту или иную сторону, изменяя тем самым положение плоскости угла наклона буровой коронки 8 к буровому ставу в пространстве.

По достижении заданного направления возвращаются к первоначальному соотношению частот вращения приводов бурового става 3 и буровой коронки 8, при котором втулка механизма 9 управления займет новое неизменное положение в пространстве и будет зафиксировано новое положение плоскости угла наклона буровой коронки 8 к буровому ставу 3.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в снижении затрат, связанных с проводкой направленных скважин за счет сокращения времени их бурения.