Устройство для направленного бурения

)5 Е 21 В 7/08 ФЛ ;АП 1 , . БИБй:.б ТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСИОМУ С(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ(57) Изобретение относится к бурению наклонного ствола скважин. Цель изобретения - упрощение конструкции. Устройстводля направленного бурения включает корпус1, вал с долотом, расположенные по окружности корпуса 1 опорные элементы (Э),узлыуправления (УУ) опорными Э, эксцентричную массу (ЭМ), гильзу 4. Гильза 4 выполнена с окнами 5 и имеет на внутренней поверхности поршень 6, образующий верхнюю 7и нижнюю 8 рабочие камеры. Опорный Э выполнен в виде пластины 9 из эластичногоматериала с выступом 10. Опорные Э расположены в верхней рабочей камере 7, а выступы 10 - в окнах 5. Гьп)о,;х. . )и.;, установленого нзд опорным Э то, - ,касли рзсположе)ного с зазором ц)д ним 3, б;) Толкатель1 подпружи. ец, з зуб 12 жестко связан с корпусом . Выносе а ЭМ вд шарика 16, который рзсполои,ец мс)кд кзтелем 1 и зубом 12, р;)б)ч; я к;)х)ср,: гидрзвлическц связан: с ол)стьк) корцхси . Толкатель 11 и:дб 12 ца обращенкх друг к другу торцовых цоверхнотях мскгг соответственно цакгк)ццую рабочую поверхность4 и пзз 15. В циклонном ствол скважины шарики 16 с одной стороны устройства располагаются под пазами 5, з с другой под торцом зубьев 12. Ва счет давления промывочной жидкости на поршень 6 гильза 4 перемещается вверх. С той стороны устройства, гд шарики 16 устаноьились цод торцом зубьев 2, пластины 9 сжимаю.ся между поршнями 6 и толкателями 11,ри этом выступы 10 выдвигаются из окон 5 гильзы 4 и упираются в сгс.к скваж)ц). Долото будет разрушать забой сквзжцы, преимущественно в диаметрально противо)юложном направлении. 4 ил.Изобретение относится к устройствам для проводки наклонного ствола скважины и может быть использовано для изменения его направления при вращательном способе бурения с применением забойного двигателя.Цель изобретения - упрощение конструкции.На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для направленного бурения, вид в транспортном положении; на фиг. 2 - схема взаимодействия опорных элементов устройства со стенкой ствола скважины в процессе бурения; на фиг, 3 - вид Л на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг, 2.Устройство для направленного бурения включает корпус 1, установленный в полости корпуса вал 2 с долотом 3 на нижнем конце, равномерно расположенные по периметру корпуса 1 на одном уровне опорные элементы с узлами управления и эксцентричной массой, концентрично установленную на корпусе 1 с зазором гильзу 4. Гильза 4 выполнена с окнами 5 и имеет под последними на внутренней поверхности кольцевой поршень 6, образующий с гильзой 4 и корпусом 1 верхнюю и нижнюю рабочие камеры 7 и 8 соответственно.Каждый опорный элемент выполнен в виде пластины 9 из эластичного материала с выступом 1 О. Опорные элементы расположены в верхней рабочей камере 7, а выступы 1 О пластин 9 - в окнах 5 гильзы 4, Узел управления каждым опорным элементом выполнен в виде установленного в верхней рабочей камере 7 над опорным элементом то.кателя 11 и расположенного с зазором над последним и жестко связанного с корпусом 1 зуба 12. Между толкателем 11 и корпусом 1 со стороны зуба 12 установлена пружина 13.Верхний торец толкателя 11 имеет наклонную рабочую поверхность 14, а торец зуба 12 со стороны толкателя 11 - паз 15. Рабочая поверхность 14 толкателя 1 образует угол О с торцовой поверхностью корпуса 1. Эксцентричная масса выполнена в виде шариков 6, расположенных на наклонной рабочей поверхности 14 то.кателя 11. Нижцяя рабочая камера 8 нрз отцртця 17идравлически сцяз;ц, ц доьк корп-цРцбо,: , м ", ц верхней и нижн и астим, .аг нп пениями 15, ,1, цгц исцльву ц .оццовке с забоиим ц;игатслсмУсгр ство для 1 .ного бурения р;бп 1 " м.Кори сцал 2 соединяются соответ" веццо с корпусом и валом забойного двигателяя9. Устройство ц; бу рил ьных трубах опускается в наклоный 1 цол с важицы. 11 о. ожение шариковопре,е.,яс.ся азиму. гальной позицией ц о ошцию к апсидаль. цой плоскости скцаж: "ы., Шар.ки 6 могут занимать либо нижнее по отношению к наклонной рабочей поверхности 14 толкателя 11положение, либо верхнее положение.После установки долота 3 на забой стволаскважины в полость бурильных труб подается промывочная жидкость, которая черезотверстия 17 в корпусе 1 поступает в нижнюю рабочую камеру 8. Под действием дау;ления промывочной жидкости на поршень 6гильза 4 перемещается вверх, при этом поршень 6 воздействует через опорные элементына толкатели 11, расположенные вблизиазимутальной позиции 90 (на фиг, 2 - 3 всекторах г и д), не смещаются вверх, так какшарики 16 препятствуют их перемещению,упираясь в зуб 12. Пластины 9 в секторах15 г и д (фиг. 2, 3) сжимаются и за счет объемной деформации происходит вытеснение вы.ступов 10 в окна 5 гильзы 4.Положение шариков 6 на наклонной рабочей поверхности 14 толкателя 11 в секто.рах г и д обусловлено тем, что проекция угла9 на апсидальную плоскость меньше зенитного угла а. Рабочая поверхность 14 толкателей 11, расположенных в секторах 2 в, е, зимеет проекции угла 8 больше зенитного уг. -ла а, поэтому в указанных секторах шарики25 16 располагаются в нижней позиции на рабочей поверхности 14 толкателя 11 и приперемещении вверх последнего размещаютсяв пазу 15 зуба 12.Выступы 10 пластин 9, расположенныхв секторах г и д, вытесняются в окна 5ЗО гильзы 4 и давят на стенку ствола скважины,создавая в точке О боковое усилие. Надолоте 3 возникает противоположное по направлению боковое усилие В, обеспечивающее уменьшение азимутального угла стволаскважины,Работа устройства по изменению азимута ствола скважины осуществляется при условии, что зенитный угол а больше угланаклона О рабочей поверхности 14 толкателя 12.40 При отключении бурового насоса, например перед очередным наращиванием колонны бурильных труб, пружины 13 возвращают гильзу 4 в исходное положение, воздействуя на нее через толкатели 11 и опорные элементыШарики 16, расположенные в4: секторах г и д освобождаются. Уплотнения 18 предохраняют верхнюю 7 инижнюю 8 рабочие камеры от зашламования. В процессе бурения выступы 1 О пластин 9, расположенных в секторах г и д, взаимодействуют со стенкой ствола скважины в точках О (фиг. 2) и предотвращают поворот устройства вокруг продольной его оси от реактивного момента забойного двигателя 19. При бурении горных пород, 55 обладающих высокой моментоемкостью, фиксирование бурового инструмента в заданной азимутальной позиции затрудняется, поэтому необходимо в этом случае компенсироватьреактивный момент забойного двигателя 19 путем поворота верхней части бурильной колонны по направлению вращения долота на угол, который может быть определен известными способами.5Для увеличения азимута ствола скважины необходимо использовать предлагаемое устройство для направленного бурения с противоположным направлением наклона рабочей поверхности 14 толкателя 11.10формула изобретенияУстройство для направленного бурения включающее корпус, установленный в его полости вал, равномерно расположенные по периметру корпуса на одном уровне опорные элементы с узлами управления и эксцентричной массой, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, оно снабжено концентрично установленной на корпусе 20 с зазором гильзой с окнами и расположенным под ними кольцевым поршнем, образующим с внутренней поверхностью гильзы и корпуса верхнюю и нижнюю рабочие камеры, опорные элементы установлены в верхней рабочей камере, каждый опорный элемент выполнен в виде пластины из эластичного материала с выступом, и последний расположен в окне гильзы, а узел управления опорным элементом выполнен в виде установленного в верхней рабочей камере над опорным элементом и подпружиненного относительно корпуса в осевом направлении толкателя с наклонной рабочей поверхностью на верхнем торце и расположенного с зазором над рабочей поверхностью толкателя и жестко связанного с корпусом зуба, причем нижняя рабочая камера гидравлически связана с полостью кориуса, эксцентричная масса выполнена в виде шарика, расположенного на рабочей поверхности толкателя, а зуб имеет с одной из сторон паз для размещения шарика в рабочем положении устройства.дин ениям и отк шская наб ент, г. Ужг едактор Ю. Середааказ 1765НИИПИ Государственно113035,Производственно-издате Составитель В Техред А. Кравчук Тираж 482 о комитета по изобр Москва, Ж - 35, Ра ьский комбинат Паорректор 0 Кравцоваодписное тиям при ГКНТ СССР4/5д ул Гагарина 1 О 1