Индикатор направления искривления наклонных скважин

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социвлистииеских Республик(51 М К 2 Е 21 В 47/О 3888/22-03 22) Заявлено 270 б,77 (2 заявки йо рисоединен 3) Приоритет Государственный. комите СССР ио делам изобретений и открытийо 25,05,80, Бю ования описан летень М публикоеан 53) УДК б 22.24(71) Заявител Уральское территор Министерстваьное геологическое управлениеологии РСФСР(54) ИНДИКАТОР НАПРАВЛЕНИЯ ИСКРИВ НАКЛОННЫХ СКВАЖИН . Изобретение относится к бурению иМожет быть использовано для определения направления искусственных илиестественных искривлений наклонныхскважин.Известны устройства для измерениязенитных и азимутальнык углов скважин, включающие источник питания,реле, выключатель, удлинитель, рычаги,апсидиальную рамку, арретир и чувствнтельный элемент (1 .Однако указанное устройство сравнительно сложно в изготовлении и эксплуатации, а, кроме того не обеспечивает проведения замеров в скважинахпри небольших углубках искривленныхучастков.Известен индикатор, установленныйв колонне бурильных труб, содержаФий несбалансированный стержень, жестко соединенный с печатью, иглуи ко;лонковый набор 121,Принцип действия этого прибора основан на получении отпечатка ножейна печати, занимающей определенноеположение бтносительно апсидальнойплоскости скважины.Укаэанный прибор прост и даможнбсть провести ориентирован 2клонителей с допустимой точностью,однако он не позволяет преобразоватьприращение полученного угла искривле"ния. в линейное смещение, что делаетневозможным определение направленияискривления скважины.Цель изобретения - сокращеяие спуско-подъемнЫх операций эа счет уменьшения инклинометрических замеров.Это достигается тем, что предлага"емый индикатор снабжен шарниром, ко"торый с одной стороны жестко связанс колонной бурильных труб, а с другой - с колонковым набором, причем вполости шарнира соосно с ним установлена игла, острие которой обращено кколонне бурильных труб,. На фиг. 1 изображен предлагаемыйиндикатор, общий виду на фиг. 2то же, после спуска в скважинуу нафиг, 3 - лимбовое устройство;Индикатор искривления содержитдва основных узла - шарнир и дебалансный стержень.Шарнирный переходник предназначендля устранения концентрации напряжений в буровом снаряде и образованиярезкого перекоса колонкового набораотносительно бурильной коцонны, атакже трансформации этого перекосав лййейную величину.Шарнирный переходник содержит ниппель 1, который резьбой соединен собойьюй 2, смешающей верхнюю частьхвостовика 3, В соответствующие канавки обоймы 2 и хвостовика 3 свободйо вставлены пальцы 4, которые препятствуют взаимному проворачиваниюэтих деталейПри этом между сопря гаемымй поверхностями верхней частихвостовика 3, обоймы 2 и пальцев 4имеются зазоры, позволяющие смещатьнижнюю часть хвостовика относительноцейтральйой оси ниппеля 1 в заданныхпределах (на угол 3-5 ф).Для устранения утечки жидкости из 15центрального канала шарнирного переходника сопрягаемые части ниппеля 1и их хвостовика .3 имеют соответствующие расточки, в которые плотно встав"- лена эластичная трубка 5. 20В нижней части хвостовика 3 соосно установлена втулка 6 с укрепленной на ней иглой 7. При соосном рас"пыожении центральных каналов ниппеля 1 и хвостовика 3 верхний конец 25иглы располагается на центральной осиниппеля 1.При смещении нижнего конца хвостовика 3 в ту или иную сторону относительно оси ниппеля 1 верхний конециглы сместится в противоположную сторону.С помощью резьбы хвостовик 3 соединен с шарниром 8, на кбторый можетбыть навинчена колонковая труба,Дебалансный стерженьпредназначендля регистрации положения иглы относительно апсидальной плоскости наклонной скважины и состоит изнесбалансированного стержня 9, имеющего в низу "гйездо, в котором установлена пластина 10 из сравнительно мягкого материала (алюминия, свинца, пластилина, гудрона и т. п.) .Верхняя часть стержня 9 соединенас эластичным проводом или шнуром 11.Благодаря тому, что центр тяжестистержня при наклонном его положениибудет всегда располагаться ниже цент - ральной оси и в апсидальной плоскости скважины, то печать будет занимать.определенное положение,Шарнирный переходник входит в состав бурового снаряда между бурильнойколонной и колонковой трубой и на протяженжи всего рейса располагается вскважине. Стержень опускается в буровой снаряд только на период замеров,которые производятся в начале, середине или в концерейса,Принципдействия индикатора направ"ления искривления заключается в следу-щ.искривления в скважину опускают буровой снаряд, в состав которого включеншарнирный переходник. Снаряд подвешен- д вают над забоем так, чтобы отбурочный колонковый набор 12 вместе с породоразрубщим инструментом 13 находился в искривленном участке скважины, а ниппель 1, соединенный с бурильной колонной 14, располагался в неискривленной части скважины. При таком расположении бурового снаряда, благодаря жесткому соединению нижней части шарнирного переходника с колонковым набором, верхний конец иглы будет смещен от, центральной осиниппеля 1 в направлении, противопо.- ложном искусственному искривлению.Это положение иглы регистрируется печатью, опущенной на гибком проводе или шПагате внутрь бурильной колонны.В момент установления печати на иглу дебалансный стержень займет определенное положение (боковой вырезрасположится со стороны висячей стенки наклонной скважины), и на нижнейповерхности пластины 10 образуетсяворонкообразное углубление (отпечаток, по положению которого относительно апсидальной плоскости скважины и определяется направление искусствен-, ного искривления) . При необходимости по величине линейного смещения отпечатка от центральной оси стержня может быть вычислена и величина приращения угла.Для получения более точных данныхнаправления искривления расшифровкапоказаний печати может быть осуществлена с помощью лимбового устройства,которое содержит лимбовую втулку 15,где укреплена с возможность проворачивания на 360 О промежуточная втулка 16. В прорезях верхней части промежуточной втулки 16 установлена стрелка 17. В боковой стенке лимбовой втулки 15 есть резьба, в которой расположен винт 18.Для проведения расшифровки показаний печати лимбовое устройство надевают на нижнюю часть дебалансового стержня 9, совмещают нулевое деление лимба, так, чтобы при нижнем положении несбалансированной части стержня оно находилось в верхнем положении,т. е. нулевое положение лимба и центр тяжести несбалансированной части печати должны располагаться в противоположных направлениях.В таком положении лимбовое устройство закрепляют на несбалансированномстержне 9 с помощью винта 18. Послеэтого путемповорачивания промежуточной втулки 16 относительно стержня и лимбовой втулки устанавливают стрелку так, чтобы ее хвостовая тонкая часть, располагающаяся над печатью,закрывала отпечаток или (при широком отпечатке) проходила через его середину. По второму концу стрелки 17 при этом берется Отсчет показаний в градусах.При необходимости замеры направления искривления в одном и том жерейсе могут быть проведены неоднократно (например в начале, в середине и в конце рейса), что дает возможность проследить за искривлениемскважины и своевременно принять соответствующие меры.Для уменьшения затрат времени на проведение работ можно несколько замеров проводить за один. спуск стержня.О При этом перед каждым замером буровой снаряд подвешивают на определенной глубине скважины и путем подъема и опускания стержня на печать наносят опеато, Для разлчя каждый отпечаток (в зависимости от глубины скважины) должен иметь различную глубину и ширину, что,может быть получено за счет силы удара стержня о торец иглы;(например,"при падении стержня с различных фиксированных высот).Предлагаемый индикатор позволитобеспечить получение информации о на;правлении искривления скважины напервом этапе работ по искусственному искривлению скважины даже при ее мини мальном углублении. Это даст возможность в случае неудовлетворительных результатов искривления устранитьзатраты временина ликвидацию брака и сократить тем самым объем бурения. 30 В результате использования изобретения повысится производительность буровых работ и снизится их стоимость.формула изобретенияИндикатор направления искривления наклонных скважин, установленный в колонне бурильных труб, содержащий несбалансированный стержень, жестко связанный с печатью, иглу и колонковый набор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения спуско- подъемных операций за счет уменьшения инклинометрических замеров, он снабжен шарниром, который с одйой стороны жестко связан с колонной бурильных труб, а с другой - с колонковым набором, причем в полости шарнира соосно с .ним установлена игла, острие которой обращено к колонне бурйльных труб.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Блинов Г. А, и др, Справочнйк по алмазному бурению геологоразведочных скважин, Л. ф 1 Недра, 1975, с. 281-283.2 Калинин А. Г. и др, Ориентирование отклоняющих систем в скважинах М., Гостоптехиздат, 1963, с. 54-55, (прототип) .