Отклоняющее устройство

(5)5 Е Я САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВЕДОМСТВО СССР(71) Башкирский государственный научноисследовательский и проектный институтнефтяной промышленности(56) Авторское свидетельство СССР М1435744, кл, Е 21 В 7/08, 1988.Авторское свидетельство СССР М613073, кл. Е 21 В 7/08, 1978,(57) Использование: для направленного бурени забойным двигателем, Сущность изоб рете н ия: устройство вкл ючает,",слота,Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к отклоняющим устройствам для бурения наклнно направленных и горизонтальных скважин.известно устройство для безориентированного бурения, включающее долото, корпус С выполненными по его образующей углублениями, центратор, установленный на корпусе с возможностью перемещения в осевом направлении, фиксирующие элементы,Недостатком известного устройства являетс невозможность управления азимутальным углом ствола наклонной скважины.Известно устройство для ориентирования и)струмента в стволе наклонной скважины включающее забойный двигатель с наклацками различной толщины, размещенными на его корпусе на различных расстояниях от долота со смещением одна относительно другой по поперечному сечению корпуса. забойный двигатель и отклоняющие лопасти в виде винтовых лопастей, Последние противоположно направлены и связаны по концам, Высота каждой винтовой допасти переменная л увеличивается от середины к ее концам. Максимальная высота лопасти не превышает половины разности между диаметрами долота и забойного двигателя. Направление бурения зависит от положения устройства в наклонном стволе скважины, Путем вращения корпуса забойного двигателя вокруг собственной оси за счет взаимодействия винтовых лопастей со стенкой скважины изменяют его положение соответственно направление бурения. 10 ил,Недостатком известного устройства является скачкообразное изменение отклоняющей силы на долоте вследствие существующих зазоров между накладками, приводящее к нарушению прямолинейности проводки ствола скважины, а также недостаточный диапазон регулирования боковой отклоняющей силы на долоте, что также сказывается на точности проводки ствола скважины.Целью изобретения является повышение точности проводки наклонного ствола скважины,Указанная цель достигается тем, что в известном отклоняющем устройстве, включающем долото, забойный двигатель, расположенные на его корпусе отклоняющие элементы, согласно изобретению, каждый отклоняющий элемент выполнен в виде противоположно направленных и связанных по концам винтовых лопастей, причем высота каждой лопасти увеличивается от середины к ее концам до максимальной величины, не1795070 50 55 превышающей половины разности между диаметром долота и корпуса забойного двигателя,На фиг, 1 показан общий вид устройства в исходном положении; на фиг, 2, 3. 4 - то же, при угловом повороте устройства соответственно на 90, 180, 270 по часовой стрелке относительно исходного положения; на фиг. 5, 6, 7 - сечения А - А, Б - Б, В-В на фиг. 1, на фиг,8,9,10 - сечения Г-Г, Д-Д, Е-Е на фиг. 4.Устройство включает долото 1, забойный двигатель 2 с лопастями 3, телеметрическую систему 4 (фиг.1). Корпус забойного двигателя 2 снабжен лопастями 3, расположенными по винтовым линиям с левым и правым .заходом, охватывающие корпус. по обе стороны на 180 по всей длине забойного двигателя и сходящиеся на противоположных сторонах поперечного сечения устройства. При этом на концах высота каждой лопасти максимальна и не превышает половины разности между диаметрами долота и корпуса забойного двигателя, в середине - минимальна, а - угол подьема винтовой линии, Ь - ширина лопасти,- расстояние от долота до точки касания, Ь - высота лопасти. а и Ь определяются конструктивными особенностями забойного двигателя и технологического процесса. Например, для винтового забойного двигателя Д 1-195 а =агстц д" =3л Рдв о21где Рдв. - . диаметр двигателя, Р - 0,195 м;1. - длина двигателя, 1 = 6 м.йЬ- =7 смгде й - составляющая нагрузки на лопасть;й = 2000 кгс;6- прочность горных пород на сжатие;6 = 30 кг/см 2.Высота лопасти Ь - переменная, в крайних сечениях А-А и В - В (фиг.5, 7) - максимальная и равна полуразности диаметров долота и забойного двигателя Формула изобретения Отклоняющее устройство, включающее долото, забойный двигатель, расположенные на его корпусе отклоняющие элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности проводки наклонного ствола скважины, каждый отклоняющий 5 10 16 20 25 30 35 40 45 Ь = - "-" д-1,04 см,где Рдов. - диаметр долота, Рдоп. "0,2159 м.В среднем сечении Б-Б (фиг.6) Ь - минимальна и рассчитывается из условия равенства нулю величины отклоняющей силы на долоте, Например, для забойного двигателя Д 1-195 условие Рот - 0 соблюдается при установке центратора диаметром Рц = 0,211 на расстоянии 1= 2 м от долота или, в данном случае, при высоте лопасти Ь = 0,8 см,Устройство работает следующим образом.При сборке забойной компоновки над отклоняющим устройством ориентированно устанавливается телеметрическая система контроля параметров положения ствола скважины и отклонителя, В процессе бурения по данным телеметрической системы определяют траекторию ствола скважины, В зависимости от поставленной задачи (набор зенитного угла, отклонение ствола влево при стабилизации зенитного угла и т.п.), определяют необходимое положение устройства в скважине. Например, требуется изменить направление ствола скважины влево (уменьшение азимутального угла с сохранением зенитного угла), Для этого необходимо отклонитель повернуть по часовой стрелке на 270 относительно исходного положения (фиг,4). Точка опоры С, перемещаясь по образующей винтовой поверхности лопасти 2, изменяет длину направляющего участка компоновки. Такому положению опорной точки соответствует минимальная боковая отклоняющая сила, действующая на долото в вертикальной плоскости и обуславливающая стабилизацию зенитного угла ствола скважины. Отклонение ствола скважины влево будет происходит вследствие несоосного расположения устройства по отношению к оси ствола скважины в горизонтальной плоскости, обусловленного эксцентриситетом осей компоновки Ок и ствола скважины Ос в крайних сечениях Г-Г и Е - Е устройства (фиг, 8, 10). элемент выполнен в виде противоположно направленных и связанных по концам винтовых лопастей, причем высота каждой лопасти увеличивается от середины к ее концам до максимальной величины, не превышающей половины разности диаметров и долота и корпуса забойного двигателя..Гагари рои аз 412 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5