Устройство для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин

Устройство для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН, включающее корпус, переводники и размещенный с возможностью ,вращения на опоре внутри корпуса груз, образующий с корпусом зазор, отличающееся тем, что, с целью повьшения эффективности бурения наклонно направленньпс и горизонтальных скважин путем снижения энергозатрат на вращение бурильной колонны за счет компенсации возмущающей силы трения центробежной силой, груз вьтолнен в виде стержня и расположен с возможностью поперечных перемещений относительно оси устройства.

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

ОЮВМЮРПЮ

РЕСПУБЛИН (19) а)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ н лазурскому свиддткльствм

ГОСУДАРСТНЕННЮ НОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ (21) 3523759/22-03 (22) 20. 12.82 (46) 07.04.84. Бюл. У 13 (72) Б.А.Новожилов, Г.А.Воробьев, А.С.Лебедев и С.А.Вареца (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 622.242.2(088.8) (56) I Воздвиженский- Б.И. и др. Колонковое бурение. М., "Недра", 1982, c. .26-32.

2. Авторское:свидетельство СССР ,Ф 708046, кл. Е 21 В 7/ 10, 1978, (прототип). 3сЮ E 21 В 17/00 Е 21 В 17/10, Е 21 В 7/04

1 (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БУРЕНИЯ

НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЬЙ И ГОРИЗОНТАЛЬ

НЫХ СКВАЖИН, включающее корпус, переводники и размещенный с возможностью ,вращения на опоре внутри корпуса груз, образующий с корпусом зазор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин путем снижения энергозатрат на вращение бурильной колонны за счет компенсации возмущающей силы трения центробежной силой, груз выполнен в виде стержня и расположен с возможностью поперечных перемещений относительно оси устройства.

1О84408

2. Устройство по п.1, о т л и ч а-. ю щ е е с я тем, что опора груза вы-

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам, которые предназначены для бурения наклонно направленных скважин.

Известна бурильная .колонна, вклю- 5 чающая бурильные трубы, связайные соединительными элементами(1 1.

Надостаток указанного устройства заключается в том, что при высокой частоте вращения бурильной колонны 1О происходит ее качение по стенке скважины в сторону, противоположную вращению (обратная прецессия). Это ведет к значительному повышению затрат мощности на вращение бурильной колонны. 15

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для бурения скважин, включающее корпус, переводники и размепенный с возможностью вращения на опоре внутри корпуса груз, обра- 20 ,! зующий с корпусом зазор12 J.

Известное устройство при перемещении груза в процессе бурения позволяет направить импульс сил, передаваемых на забой от низа бурильной ко».25 лонны и ударов груза, к вертикали, что предупреждает искривление вертикальной скважины. Однако оно не обеспечивает уменьшения затрат мощности на вращение бурильной колонны. 30

Цель изобретения — повышение эффективности бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин пу тем снижения энергозатрат на вращение бурильной колонны за счет компенсации возмущающей силы трения центробежной силой.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин 40 включающем корпус, переводники и размещенный с возможностью вращения на опоре внутри корпуса груз, образующий с корпусом зазор, груз выполнен в виде стержня и расположен с воз-45 можностью поперечных перемещений относительно оси устройства.

Опора груза выполнена с отверстиями для прохода бурового раствора. полнена с отверстиями для прохода бурового раствора.

На фиг.1 изображено устройство для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, частичный разрез; на фнг.2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 и 4 †. поперечные силы, действующие на устройство.

Устройство состоит из корпуса 1, соединительных переводников 2 с отверстиями для прохода бурового раствора и грузов в виде стержня 3. Соединительные переводники 2 являются опорами для грузов 3.

Устройство работает следующим образом.

При вращательном бурении наклонно расположенных и горизонтальных скважин бурильная колонна силой веса (Р1) (фиг.3) прижимается к стенке скважины, что вызывает появление силы трения (ГтР„), направленной в сторону, противоположную вращению. Одновременно стержень 3 силой своего веса (Р2) прижимается к внутренней поверхности бурильной трубы, создавая тем самым эксцентриситет массы и вызывая появление центробежной силы (F< g ), направленной от центра бурильной колонны и проходящей через центр-стержня 3. Под действием состав-. ляющей силы веса, направленной по нормали к внутренней поверхности трубы, и центробежной силы возникает сила трения покоя (F pg) удерживающая стержень на внутренней поверхности трубы и позволяющая ему двигаться как единое целое с оурильной трубой (фиг..4) до тех пор, пока сила веса Р : не превысит вертикальные составляющие сил, Я и Рт 2 и не веРнет стеРжень в исходное положение (фиг.3). Далее цикл движения повторяется. Во время этого цикла центробежная сила направлена таким образом,что ее горизонтальная составляющая компенсирует силу тРениЯ (Ртр.1 ) (фиг.3 и 4),, что не давая развиться процессу качения колонны по стенке скважины (обратной прецессии), ведет к стабилизации низкоэиергоемкой Формыдвижения бурильбб

ФиаФ

Составитель В.Родина

Техред Т.фанта Корректор А. Зимокосов

Редактор А.Лежнина

Заказ 1946/24 Тираж 564, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10844 ной колонны (вращение вокруг собственной оси) и тем самым позволяет снизить уровень затрат мощности на вращение бурильной колонны. Благодаря этому становится возможным значительно повысить применяемые при бурении частоты вращения. Кроме того, обеспечение скольжения колонны по стенке скважины при вращении ее вокруг собственной оси позволяет избежать (в отличие от 1р случая качения колонны по стенке скважины) значительных потерь осевой нагрузки при передаче ее на забой скважины

08

Изменяя количество и размеры стерж;

4 ней, можно регулировать величину и направление поперечной силы, действую- щей на долото, что позволит осущест-, вить заданное изменение величины зенит- ного угла и азимута ствола скважины.

Технико-экономический эффект от внедрения изобретения заключается в снижении энергозатрат на вращение бу" рильной колонны, в улучшении условий