Ступенчатый буровой снаряд

СОВЕТСКИХ ТИЧЕСКИ СО)ОСОЦИА 4543 А 1 УБЛИ 5 Е 21 В 7/08 ГОСУДАРСТ 8 ЕККЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИ А К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ьство СССР 7/08, 982.скважин большого ье. Нефтяная и гаКиев.: Техника,3,БУРОВОЙ СНАРЯД ится к буровой техпользовано при наб(56) Авторское свидетел1049647, кл. Е 21 ВФрыз И. М. Буренидиаметра на Прикарпазовая промышленность,1986, с. 20 - 23.(57) Изобретение относнике и может быть ис правленном бурении скважин в наклонно залегающих анизотропных горных породах. Цель изобретения - уменьшение направления ствола скважины относительно линии восстания пластов горных пород. С на ряд включает направляющую штангу 2 с долотом 1, расширитель 4, бурильные трубы 6 8, опорно-центрирующие элементы 5,7, Долото и расширитель имеют различный тип породоразрушающих элементов либо шарошечного, либо лопастного типа и различный вид привода. Изменяя тип породоразруша ющи х элементов долота и расширителя, а также вид их привода изменяют направление бурения. 4 з.п. ф-лы,табл., 5 ил.Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при направленном бурении скважин в наклонно залегающих анизотропных горных породах.Цель изобретения - изменение азимутального направления ствола скважины относительно линии восстания пластов горных пород.На фиг. 1 - 4 представлены варианты выполнения ступенчатого бурового снаряда; на фиг. 5 - схема изменения направления бурения относительно линии восстания пластов горных пород.Ступенчатый буровой снаряд (фиг. 1) содержит долото 1, направляющую штангу 2, ограничитель 3 смещения, расширитель 4, опорно-центрирующий элемент 5, утяжеленную бурильную трубу 6, опорно-центрирующий элемент 7, утяжеленные и бурильные трубы 8. На фиг. 2 и 3 изображены схемы ступенчатых буровых снарядов, в которых соответственно направляющая штанга 2 и утяжеленная бурильная труба 6 между опорно-центрирующими элементами 5 и 7 заменены турбобуром. Ступенчатый буровой снаряд (фиг. 4) состоит из долота 1, направляющей штанги 2, ограничителя 3 смещения, расширителя 4, опорно-центрирующих элементов 5 и 7, турбобура 6, утяжеленных и бурильных труб 8. Особенностью снаряда является то, цто долото 1 вращается ротором, а расширитель 4 турбобуром 6. Для обеспечения работоспособности этого снаряда необходимо применять турбобур с вра щаю 1 цимся корпусом.Ступенчатый буровой снаряд работает следующим образом.Азимутальное направление естественного искривления скважин при бурении сплошным забоем и правом вращения долота зависит от способа бурения и типа породоразрушающего элемента.При разрушении наклонно залегающих анизотропных горных пород ступенчатым буровым снарядом, содержащим для породоразрушающих инструмента - долото 1 и расширитель 4, на них действует два отклоняющих усилия, возникающих на долоте 1 и расширителе 4. Направления действия этих сил зависят также от типа породоразрушающих элементов и частоты вращения соответственно долота 1 и расширителя 4. Направление движения ступенчатого бурового снаряда определяется направлением действия результирующей от отклоняющих сил, возникающих на долоте 1 и расширителе 4. На фиг 5 изображен образованный граничными направлениями (1 и 4) естественного искривления долота 1 и расширителя 4 сектор, в котором показаны направления (1 - 4) бурения ступенчатым буровым снарядом при одинаковых типах породораз. рушающих элементов и видах привода долота 1 и расширителя 4 в направленияхЕ=0,5 ор 5 Мп 2 (Ч - ц ),где опр - прочность породы при вдавливании в нее штампа в направлении лучшей буримости, Па;5 к - площадь контактной поверхностипородоразрушающего инструмента с неразрушенной породой, м,6 - индекс анизотропии разбуривае мых пород;Й,( - угол соответственно наклона разбуриваемых пород и наклона скважины, град.Изменяя тип породоразрушающих элементов, вид привода и величину отклоняю щего усилия соответственно на долоте 1и расширителе 4, можно обеспечить любое направление бурения в секторе, образованном направлениями 1 и 4 (фиг. 5). Разная частота вращения долотаи расширителя 4 достигается при замене в ступенчатом 35 буровом снаряде (фиг. 1) направляющейштанги 2 или утяжеленной бурильной трубы 6 турбобуром. Каждое направление бурения обеспецивается соответствующим ему составом ступенчатого бурового снаряда (см.40 бУОбозначение направлений 1 г, 1 з, 1, 2 з, 234 произведено таким образом, что большая цифра указывает на тип породоразрушающих элементов и привод долота 1, а маленькая (индекс) - на тип породоразрушаю.45 щих элементов и привод расширителя 4.Эти направления могут быть достигнуты при изменении типа породоразрушающих элементов и привода долота 1 и расширителя 4, В этом случае направления бурения соответственно обозначаются 21, 31, 4, 50 Зг, 4 г, 4 з и обеспечиваются другими типамиступенчатых буровых снарядов (см. таблицу).На фиг. 5 направления бурения сориентированы относительно линий простирания и восстания горных пород.55 20 Формула изобретения 1. Ступенчатый буровой снаряд, включающий направляющую штангу с долотом(1 г, 1 з, 2 з, 14, 24, 3), которые обеспечиваются при одинаковых значениях отклоняющих сил на долоте 1 и расширителе 4 и при разных типах поро" зразругцающих элементов и видах привода долота 1 и расширителя 4.При выполнении цородоразрушающихэлементов долота 1, например, режуще-скалывающего типа, а расширителя - дробяще-скалывающего, отклоняющие силы на долоте 1 и расширителе 4 действуют в разных направлениях и движение ступенчатого бурового снаряда происходит в направлении действия результирующего отклоняющего усилия. Отклоняющее усилие на долоте 1 15 или расширителе 4 определяется по формуле1645430 5и ограничителем ее смещения, расположенный над последним расширитель, и бурильные трубы с опорно-центрирующими элементами и приводом, отличающийся тем, что, с целью изменения азимутального направления ствола скважины относительно линии восстания пластов горных пород, долото и расширитель имеют различный тип породоразрушающих элементов и различный вид привода.2. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что долото имеет породоразрушающие эле. менты шаропгечного типа, а расширитель лопастного з ипа.3. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что долото имеет породоразрушающие элементы лопастного типа, а расширитезь шарошечного типа.4. Снаряд по п. 1, отличающийся тем. что долото имеет привод от забойного дви. гателя.5. Снаряд по и. 1, огличающийся тем, что расширитель имеет привод от забойного двигателя. Состав ступенчатого бурового снаряда для обеспечения заданного направления бурения Тип породоразрушающих элементов 1 аправлениебурения нафиг. 5 Рариант ступенчатогобуровогоснаряда и вил привода расширителя долота турбинный рс горищитурбинныйро торньЙтурбин: ыйтурбинныйтурбпннь и П р и м е ч а н и е ; ДС - вооружение дробяще-скалывающеготипа; РС - режуще в скалывающе. 1 2 3 4 1 р 1 2 24 34 2 г 31 3 р 4 ДС,ДС,РС,РС,ДС,ДС,ДС,ДС,ДС,РС,ДС,РС,РС,РС,РС,ГС,роторпыйроторныйтурбинныйроторныйтурбинныйроторныйтурбинныйроторныйроторный 1 С, з ур б ин ньп" ДС, розорный РС, турбинный РС, ро 1 орныи ДС, роторный тС, турбинный РС, роторный РС, туроинныи РС, роторный РС, роторный .",С, турбинныйДС, турбинныиДС, турбинныйДС, роторный ДС, роторный РС, турбиггный фиг. 3 фиг. 1 фиг. 3 фиг. 1 фиг. 2 фиг. 3 фиг. 2 фиг, 4 фиг. 2 фиг. 2 фиг, 4 фиг, 3 фиг, фиг. 2 фиг. 1 фиг. 4Составитель В РодинаРедактор И. Касарда Техред А. Кравчук Корректор А ОбручарЗаказ 328 Тираж 376 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретечиим и открытийч при ГК 1 Т СССР3035, Москва, Ж - 35, Раушслан наб., д 4,5Производственно. издательский комбинат Патент, г Ужгород, 1 л Гагарина. 0