УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЪЕДИНЕНИЯ БУРОВОЙ КОЛОННЫ, БУРОВАЯ СИСТЕМА, СОДЕРЖАЩАЯ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗЪЕДИНЕНИЯ, И ПРИМЕНЕНИЕ ТАКОЙ СИСТЕМЫ

1. Устройство (10) для разъединения буровой колонны, содержащее в продольном направлении (X):
- первую конструкцию (11), предназначенную для прикрепления к трубе буровой колонны,
- вторую конструкцию (12), предназначенную для поддержания бурового режущего инструмента, при этом указанная вторая конструкция (12) является подвижной, перемещаясь относительно первой конструкции (11) в продольном направлении (X),
где указанное устройство для разъединения отличается тем, что кроме прочего содержит узел толкателя между указанной первой конструкцией и указанной второй конструкцией, указанный узел толкателя предусмотрен для осуществления толкающего усилия на указанную вторую конструкцию (12) для отведения указанной второй конструкции от указанной первой конструкции, при этом указанное толкающее усилие является практически постоянным для любого положения второй конструкции относительно первой конструкции.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вторая конструкция (12) направлена относительно первой конструкции (11) в продольном направлении (X), и устройство толкателя содержит, по меньшей мере:
1
- уравновешивающий механизм (20), содержащий упругий элемент (21, 22) и выходной рычаг (31), при этом упругий элемент (21, 22) производит упругое усилие, пропорциональное сжатию (x) упругого элемента, выходной рычаг (31) соединен с указанным упругим элементом (21, 22) и способен вращаться вокруг выходной оси (29), и
2
1
- устройство для соединения между указанным выходным рычагом (31) и указанной второй конструкцией (12), для приложения указанного толкающего усилия к указанной второй конструкции (12) в указанном продольном направлении (X), причем указанное устройство для соединения содержит шарнирно присоединенный ролик (31) с возможностью вращения относительно выходного рычага (31) на расстоянии от указанной выходной оси (29), опирающийся на поверхность соединения, связанную со второй конструкцией (12) и практически перпендикулярную продольному направлению(X).
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что уравновешивающий механизм (20) кроме прочего содержит:
- подвижный элемент (23, 24), перемещающийся при сжатии (x) упругого элемента,
1
- входной рычаг (25), шарнирно присоединенный с возможностью вращения относительно входной оси (25) и содержащий часть конца, контактирующего с поверхностью подвижного элемента (23, 24), при этом указанный входной рычаг (25) наклонен под первым углом относительно перпендикулярного направления в продольном направлении (X),
- входную шестерню (27), жестко соединенную с указанным входным рычагом (25), и
- выходную шестерню (29), жестко соединенную с выходным рычагом (31) и находящуюся в зацеплении с указанной входной шестерней (27), и
- выходной рычаг (31), наклоненный под вторым углом относительно продольного направления (X), при этом указанный второй угол равен двум указанным первым углам.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что подвижный элемент (23) перемещается в продольном направлении (X) и способен отклоняться на угол отклонения относительно указанного продольного направления.
5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что входная шестерня (27) и выходная шестерня (29) имеет форму сектора для уменьшения габаритных размеров уравновешивающего механизма.
1
1
6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что устройство толкателя содержит первый и второй уравновешивающие механизмы (20a, 20b), при этом каждый уравновешивающий механизм имеет выходную ось, где выходные оси (29, 30) расположены со смещением относительно друг друга в продольном направлении (X), для уменьшения радиального расстояния, перпендикулярного продольному направлению, между указанными выходными осями и уменьшения радиального размера, перпендикулярного продольному направлению, устройства толкателя;
7. Устройство по п. 6 и п. 3, отличающееся тем, что входные шестерни (27, 28) первого и второго уравновешивающих механизмов (20a, 20b) находятся в зацеплении друг с другом.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство толкателя содержит ряд модулей (13), установленных друг за другом в продольном направлении между первой конструкцией (11) и второй конструкцией (12), при этом каждый модуль (13) обеспечивает часть толкающего усилия на указанную вторую конструкцию (12), таким образом, что сумма указанных частей толкающего усилия модулей (13) равна толкающему усилию устройства толкателя.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что модули (13) являются идентичными, при этом каждый модуль обеспечивает идентичную часть толкающего усилия.
10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что устройство толкателя содержит по меньшей мере одну тягу (14), проходящую через все модули в продольном направлении (X) и предусмотренную для объединения модулей (13) в первую конструкцию (11), и каждый модуль (13) содержит по меньшей мере один толкатель (15), предусмотренный принимать указанную часть толкающего усилия, при этом толкатель (15) одного модуля (13) предусмотрен, чтобы толкать толкатель (15) следующего модуля или чтобы толкать вторую конструкцию (12) с толкающим усилием.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что каждый модуль (13) содержит растягивающее устройство (17), предназначенное для соединения модуля (13) с внешней трубой (10b), жестко соединенной с первой конструкцией (11).
12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что между каждым толкателем (15) и следующим за ним толкателем помещен упругий элемент.
13. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что каждый модуль (13) содержит часть внутренней трубы (10c) и часть внешней трубы, окружающую часть внутренней трубы, где:
- части внешней трубы жестко соединены друг с другом и с первой конструкцией (11),
- части внутренней трубы жестко соединены друг с другом и со второй конструкцией (12), и
- каждый модуль (13) обеспечивает указанную часть усилия на часть внутренней трубы (10c) указанного модуля.
14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что устройство толкателя расположено в кольцеобразном пространстве, расположенном радиально между внутренней трубой (10a), предназначенной для отведения, по меньшей мере, жидкости внутри указанной внутренней трубы, и внешней трубой (10b), жестко соединенной с первой конструкцией и охватывающей указанное устройство толкателя.
15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элементы устройства толкателя жестко соединены друг с другом посредством армирования с последующим шплинтованием для выдерживания механических нагрузок возникающих на указанных соединенных элементах.
16. Буровая система (1), содержащая устройство (10) для разъединения по любому из пп. 1 - 14, и содержащая кроме прочего:
- буровую колонну (4), содержащую по меньшей мере одну трубу (4a), где указанная буровая колонна соединена с первой конструкцией (11) устройства (10) для разъединения,
- режущий инструмент (5), предназначенный для бурения геологической формации, где режущий инструмент (5) соединен со второй конструкцией (12) устройства (10) для разъединения, и
- устройство (6) удержания буровой колонны (4) в устье выработки скважины, предусмотренное для управления спуском буровой колонны и повторной установкой буровой колонны в буровой скважине.
17. Система по п. 16, отличающаяся тем, что устройство (10) для разъединения содержит по меньшей мере один датчик перемещения для определения положения второй конструкции (12) относительно первой конструкции (11), при этом система содержит устройство передачи для передачи данных об указанном положении к устройству (6) удержания для управления усилием удержания буровой колонны (4).
18. Система по п. 17, отличающаяся тем, что усилие удержания буровой колонны (4) повышается, если положение указывает на то, что вторая конструкция (12) расположена вблизи от первой конструкции (11), и усилие удержания буровой колонны понижается, если положение указывает на то, что вторая конструкция (12) отдалена от первой конструкции (11).
19. Применение буровой системы по п. 17, при котором:
- определяют усилие удержания буровой колонны, при этом указанное усилие удержания сохраняется постоянным,
- бурят предопределенное расстояние в толще геологической формации, при этом данное расстояние является меньшим, чем ход устройства (10) для разъединения,
- измеряют угол, соответствующий углу вращения режущего инструмента (5) при бурении указанного определенного расстояния, и
- определяют глубину вруба (DOC) указанной геологической формации, относительно расстояния, предопределенного посредством измеренного угла.
20. Применение буровой системы по п. 17, отличающееся тем, что:
- определяют усилие удержания буровой колонны, при этом указанное усилие удержания сохраняется постоянным,
- бурят геологическую формацию до предопределенного угла вращения режущего инструмента (5),
- измеряют соответствующее расстояние продвижения режущего инструмента (5) при бурении до предопределенного угла вращения, при этом указанное расстояние является расстоянием между первой и второй конструкцией устройства (10) для разъединения, и
- определяют глубину вруба (DOC) указанной геологической формации, относительно расстояния, предопределенного посредством измеренного угла.
21. Применение по п. 19 или п. 20, отличающееся тем, что усилие удержание равно нулю.
22. Применение по любому из пп. 19 - 21, отличающееся тем, что глубина вруба (DOC) позволяет определить сопротивление породы на дне скважины (CCS), исходя из модели кинематической пары режущего инструмента (5).