Ступенчатый буровой снаряд

(59 Е 21 В 7 08 РЕТЕНИ У ваки чук Р.С., ов большо 1977, с. ков А.Е. "Недра",(56)БуреМ.,1, Яреме ие ство Недра", Колеси ин М Райхерт Л.го диаметр 144-148. Искривлени 1979 с, 9 скваж рототип ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Всесоюзный ордена ТрудовцКрасного Знамени научно-исслед: тельский институт буровой техн(54) (57 ) СТУПЕНЧАТЫЙ ФБУРОВОЙ СНАРЯД;)содержащий опережающую часть с долотом, связанную шарнирной муфтой срасширителем основной колонны,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью обеспечения направленногобУрения скважины в сторону, противоположную ее естественному .искривлению, с одновременным расширениемскважины; он снабжен размещеннымнад расширителем калибратором и установленным между долотом и шарнирноймуфтой опорно-центрирующим элементом, причем последний расположенот долота на расстоянии, равном0,1-0,3 длины опережающей частиснаряда.10 Изобретение относится к буровойтехнике и может быть использованодля одновременного искривления ипроводки скважин в анизотропныхпородах.Известен ступенчатый буровой 5снаряд, включающий калибратор,установленный над расширителем, иопорно-центрирующий элемент, установленный между последним и долотомна опережающей части ( 1 ).Недостаток конструкции заключается в том, что жесткое закреплениеопережающей части снаряда с расширителем ограничивает "набор" эксцентриситета осей пилот-ствола и расши-.ренной скважины и не позволяет существенно влиять на интенсивностьискривления скважин. Кроме того,в месте соединения опережающей части снаряда с расширителем при бурении возникают циклические нагрузки,приводящие к поломке снаряда и ограничивающие величину осевой нагрузки на долото, а установка опорноцентрирующего элемента непосредственно над долотом не позволяет сочетать оптимальную осевуюнагрузкуна долото с оптимальным для данногоучастка скважины моментом, отклоняющим долото н сторону, противоположную естественному искривлению,Наиболее близким техническимрешением к предложенному являетсяступенчатый буровой снаряд, содер жащий опережающую часть с долотомсвязанную шарнирной муфтой с расширителем основной колонны 2 .Недостаток этого снаряда заключается в том, что он работает попринципу отвеса, и поэтому искривление скважины возможно проводить 40только несколькими рейсами, чтонепроизнодительно,Цель изобретения - обеспечениенаправленного бурения скважины нсторону, противоположную ее естестненному искривлению, с одновременнымрасширением скважины.Указанная цель достигаетсятем, что ступенчатый буровой снаряд,содержащий опережающую часть с долотом, снязанную шарнирной муфтой срасширителем основной колонны, снабжен размещенным над расширителемкалибратором и установленным междудолотом и шарнирной муфтой опорноцентрирующим элементом, причем пос.ледний расположен от долота на расстоянии, равном 0,1-0,3 длины опережающей части снаряда.На чертеже показан ступенчатыйбуровой снаряд, общий вид. 60Ступенчатый буровой снаряд содержит калибратор 1, установленный надрасширителем 2, опорно-центрирующийэлемент 3, установленный. между ними долотом 4, и шарнирную муфту 5,соединяющую опережающую часть б снаряда с расширителем с возможностью передачи крутящего момента. При этом рабочие поверхности 7 опорно-центрирующего элемента 3 имеют бочкообразную форму. Опорно-центрирующий элемент 3 закреплен на опережающей части б снаряда на расстоянии 8 от до" лота 4, равном 0,1"0,3 ее длины Р, причем длинаопережающей части составляет 10-20 диаметров долота.Нижний предел соотношения размеров для установки опорно-центрирующего элемента 3 на опережающей части б снаряда подобран экспериментально, исходя из реальной высоты применяемых долот, т.е. максимального приближения опорно-центрирующего элемента к забою, что улучшает условия работы долота и соответствует минимальной интенсивности искривления скважины при заданной длине Р .Верхний предел укаэанного соотношения ограничен реально существующими величинами отклоняющих усилий, возникающих на расширителе 2 и долоте 4, и подбирается так, чтобы при увеличении крепости разбуринаемой породы н 2-3 раза боковое усилие на долоте не отклонило расширитель в сторону, противоположную естественному эксцентриситету расширения.Пределы длины опережающей части б снаряда выбраны исходя из. условия сохранения жесткости, снаряда на изгиб и обеспечения необходимых углов его отклонения в опережающем стволе скважины с целью наиболее рационального использования эффекта эксцентричного расширения (ЭЭР ).Ступенчатый буровой. снаряд работает следующим образом.При одновременном бурении опережающего ствола и его расширениидолото 4 и расширитель 2 стремятся смес-титься за счет анизотропии пород н сторону их лучшей буримости, т.е. в направлении естественного искривления. Смещение,б центра кольцевого уступа, вырабатываемого расширителем 2, по отношению к оси опережающего ствола стабилизируется калибратором 1, и нерх опережающей части б поворачивается в шарнирной муфте 5 на угол о относительно опорно-центрирующего элемента 3, смещая долото 4 в обратную сторону. Таким образом, изменяя длину 1 опережающей части б и расстояние 8 от опорно-центрирующего элемента 3 до долота 4 можно изменять интенсивность искривления скважины в плоскости ее естественного искривления за счет изменения угла а и смещающегося усилия, действующего на долото 4. Это исключает нозможность плоско-параллельного смещения1049647 Составитель В. РодинаРедактор В. Данко ТехредО,Неце Корректор А,Тяско раж 603нного комитета Стений и открытий35, Раушская наб По СР ное д. 4/Б Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 в скважине долота и расширителя ипозволяет полностью использовать ЭЭРдля изменения зенитного угла скважины, обеспечивая проводку последнейв сторону, противоположную ее естественному искривлению. При этом снарядобеспечивает возможность искривлеЗаказ 8382/33 Т ВНИИПИ Государств по делам иэобр 113035, Москва, Жния скважины при оптимальной осевои нагрузке на долото.Технико-эканомическая эффективность изобретения заключается в сокращении времени и материальных затрат на проводку наклонно-направленной скважины.