Снаряд для направленного бурения

Снаряд для направленного бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ЫСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик 1 1 744106 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.02.78 (21) 25821?1/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

Е 21 В 7/08

Государственный комитет

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (53) УДК 622.243..27 (088.8) па делам изооретеннй и открытий

Дата опубликования описания 10.07.80 (72) Авторы изобретения

Б. Ф. Головченко, А. Д. Корсаков, О. П. Приходько, В. Г. Рожков, Т. Н. Филимоненко и А. С. Юшков

Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт Министерства высшего и среднего специального образования

Украинской CCP и Тематическая экспедиция Производственного объединения «Укруглегеология» Министерства угольной промышленности Украинской CCP (71) Заявители (54) СНАРЯД ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

Изобретение относится к горному делу, предназначено для бурения искусственно искривляемых скважин с поверхности земли и из подземных горных выработок и может быть использовано на предприятиях, осуществляющих добычу твердых полезных ископаемых, и в геологоразведочном деле.

Известен снаряд для направленного бурения, который состоит из невращающегося корпуса, ориентированно перемещающегося по скважине с помощью распорного устройства, выполненного в виде ползуна и ва- 10 ла с породоразрушающим инструментом, вращающегося внутри корпуса под углом к оси искривляемой скважины, (1) .

Недостатками этого снаряда являются недостаточная жесткость конструкции, так как корпус обычно выполнен из отдельных частей, подвижно взаимодействующих с выдвижным ползуном, а вал имеет телескопическое, как правило, шлицевое соединение, необходимое для взаимного перемещения частей вала с целью передачи осевых уси- 2о лий на ползун, а также для разъединения вала и корпуса после ориентации снаряда, а также зависимость распорного и отклоняющего усилия от осевой нагрузки.

Указанные недостатки приводят к тому, что в связи с изгибом инструмента недоста точной жесткости и влиянием осевой нагрузки интенсивность искривления колеблется в широких пределах от 0,5 до 2 на метр скважины. Это не позволяет бурить криволинейные участки скважин с заданной проектной интенсивностью искривления.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому снаряд для направленного бурения, включающий корпус с боковым выдвижным ползуном, полый подвижный вал с породоразрушающим инструментом, расположенный внутри корпуса, и устройство для соединения вала и корпуса (2).

Этот снаряд имеет жесткий корпус, так как осевое усилие передается на выдвижной поршень — ползун через жидкость, запол няющую полость корпуса.

Недостатки данного снаряда заключаются в том, что наличие телескопического шлицевого соединения вала понижает жесткость отклонителя и может явиться источником изгиба и боковых усилий на корпус; зависимость отклоняющего усилия и распора от осевой нагрузки не позволяет осуществлять бурение с заданной равномерной интенсив744106 ностью искривления; в процессе бурения невозможно «расхаживание» инструмента; вынужденное снятие осевой нагрузки, например

= при йаращивании инструмента или перекреплении патронов, может привести к дезориентации снаряда, особенно при бурении гори зонтальных и восстающих скважин; к нарушению ориентации может привести и запуск (начало вращения) под значительной осевой нагрузкой.

В связи с указанными недостатками снижается надежность применения снаряда.

Цель изобретения — искривление скважин с равномерной интенсивностью и повышение надежности работы снаряда.

Эта цель достигается 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 перемещения, соединенной с корпусом шпонкой, размещенной в окне вала.

На фиг. 1 изображена нижняя часть снаряда в разрезе; на фиг. 2 — верхняя часть снаряда 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 на фиг. 1; на фиг. 6 — сечение à — Г на фиг. 1.

Снаряд состоит из корпуса 1. выдвиж ного ползуна 2 с чабором роликов 3 и полого вала 4 с породоразрущающим инструментом 5. . Вал 4 связан с корпусом 1 с помощью шарико-подшипникового узла 6, который позволяет осуществлять вращение полого вала 4 относительно корпуса 1, но не допускает их взаимного продольного смещения. Верхняя часть вала 4 центрируется подшипником скольжения 7. Внутренняя полость 8 корпуса 1 изолирована уплотнениями 9 и 10. В корпусе 1 вокруг вала 4 закреплен эластич. ный рукав 11, а со стороны размещения ползуна 2 в корпусе 1 выполнено окно. В валу

4 имеется 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 скользящей посадке размещена втулка 15. Втулка 15 имеет кольцевую проточку по диаметру, в которую входят шпонки 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 шпонки 16 входят в пазы 19 кольцевого бурта 18 корпуса 1.

Снаряд работает следующим образом.

После доставки его к забою скважины на некотором расстоянии от него, с помощью ориентатора любой койструкции осуществляют ориентацию снаряда с учетом того, что линия его действия направлена в сторону. ползуна 2. При этом поворачивают снаряд за бурильные трубы и вал 4. Усилие поворота передается через окна 17 вала 4 на шпонки

16 и через бурт 18 на корпус 1, т.е. при ориентации происходит поворот всего снаряда до наружного положения. Далее, не поворачивая инструмента, подают. промывочную жидкость. Проходя через полый вал 4 к породоразрушающему инструменту 5, она встречает препятствие в виде отверстия во втулке 15, диаметр которого меньше внутреннего диаметра полости вала 4. В связи с этим создается перепад давления, величи14 на которого может регулироваться изменением диаметра отверстия во втулке 15. Поскольку полость вала 4 отверстием 12 соединена с полостью 8 корпуса 1, давление жидкости действует на эластичный рукав 11, 1S который, увеличиваясь в размере, смещается в сторону окна корпуса 1 и выдвигает ползун 2 до упора роликами 3 в стенку сква/ жины до тех пор, пока в противоположную стенку не упрутся твердосплавные опоры

13 и 14. т Усилие распора определяется перепадом давления и площадью соприкосновения рукава 11 и ползуна 2. Таким образом, на участке забуривания осуществляется ориентированный перекос оси снаряда относитель. но оси скважины.

Одновременно под действием давления жидкости смещается вниз втулки 15 до упора шпонок 16 в нижний край окна 17 вала 4

При этом шпонки 16 выходят из паза 19 бурта 18 корпуса 1, и появляется возможность з независимого вращения вала 14 относительно корпуса 1.

Включают вращение инструмента, и, осторожно подавая снаряд к забою, начинают забуривание нового начравления. После некоторого начального периода набора кривизз ны происходит переход на бурение скважины по дуге окружности заданного радиуса, определяемого тремя точками — опорами 13 и 14 и боковой кромкой породоразрунающего инструмента. В этом случае происходит ста4 бильный процесс искривления за счет асимметричного разрушения забоя без его боко. вого фрезерования, т.е. независимо от режима бурения и скорости подачи инструмента.

Применение данного снаряда для направ4s ленного бурения позволяет повысить надеж. ность работ по искривлению, так как устраняются такие причины отказов из-за дезориентации снаряда, как случайное или намеренное снятие осевой нагрузки, запуск снаряда в нагруженном состоянии и др.

Повышается вероятность бурения с равномерной заданной величиной интенсивности искривления в связи с повышением жесткости всей конструкции, что устраняет произвольные изгибы инструмента, могущие ока. у зать влияние на ориентацию и интенсивность искривления. Кроме того, выполнение снаряда с гидравлическим распорным устройством по схеме опоры на три гочки для асимметричного разрушения забоя позволяет вес744106 ь и повышения надежности работы, корпус снабжен эластичным рукавом, закрепленным в нем концами и размещенным между ползуном и валом, полость которого сообще на с полостью корпуса, при этом вал выполнен с окнами и снабжен втулкой, установленной в его полости с возможностью осевого перемещения, соединенной с корпусом шпонкой, размещенной в окне вала.

Формула изобретения

Qo ти бурение на режимах, обеспечивающих оптимальную скорость подачи, что приводит к увеличению длины рейса и росту производительности.

Снаряд для направленного бурения, включающий корпус с боковым выдвижным ползуном, полый подвижный вал с породоразрушающим инструментом, расположенный внутри корпуса, и устройство для соединения вала и корпуса на период ориентации, отличающийся тем, что, с целью искривления скважин с равномерной интенсивностью

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

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) ?44106

Составитель С. Кошколда

Редактор Л. Веселовская Техред К. Шуфрич Корректор С. Щомак

Заказ 3776/7 Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП <Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4