Ориентатор отклонителя для направленного бурения скважин

 

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) Е 21 В 47 022 ОСУДАРСТ ЕНН) )Й НОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

L " (21) 3290043/22-03 (22) 18 ° 05. 81 (46) 30.07. 83 ° Бюл. Р 28 (72) 3.Я.Любовицкий, Т.М.Боднарук, P.Ô.Ãèìåð, N.È.Ìåðäóõ, И.П.Фучи ла и Н..Н.Йогач (71) Центральная научно-исследовательская лаборатоРия Производственного объединения "Укрнефть" (53 ) 622. 243 (088. 8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 474606, кл. Е 21 В 47/02, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР. по заявке 92885636,кл.Е 21 В 47/022, :1981 (прототип)., SUÄÄ 1032176 А (54 ) (57) 1, ОРИЕНТАТОР OTKlICHHTFJISI ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН р состоякщй ив корпуса, вадатчика азимута, автономного источника питания, датчика гидроимпульсов, привода датчика, вклажеющего турбину и винт, о т л и ч а в at и и с я т.ем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, датчик гидроимпульсов выполнен в виде сопла с плунжероИ, кинематически связанным с винтом, .причем последний установ-. лен эксцентрично корпусу.

2. Ориентатор по п. 1 о т л ич а ю шийся тем, что винт выполнен с правой и левой нарезкой прямоугольного профиля. Я

1032176

Изобретение относится к бурению нефтяных .и газовых скважин турбинным способом.

Известно устройство для активного контроля положения отклонения при направленном турбинном бурении скважин, включающее задатчик азимута, датчик гидравлических импульсов, принцип работы которого основан на изменении сопротивления проходу промывочной жидкости, а также привод датчика. При этом в одних устройствах посредством датчика снижают сопротивления за счет сообщения внутритрубного и затрубного пространств, в других — повышают его перекрытием проходного сечения канала (13.

Недостатками данного устройства являются сложность и малая надежность привода датчика.

Известно также устройство для определения заданного положения отклонения при направленном бурении, содержащее задатчик гидравлических импульсов, клапан которого кинематически связан с турбинным приводом, а также винтовую .передачу.

При этом привод включает в себя дополнительную турбину, выполненную с возможностью вращения в направлении, противоположном основному (2).

Недостаток Указанного устройства заключается в отсутствии воэможности изготовления привода на базе серийно выпускаемых турбобуров.

Это вызывает необходимость разработки и освоения выпуска новых деталей, а именно турбин, способных вращаться в направлении, противоположном вращению турбин серийных трубобуров. Кроме того, при использовании такого привода возникает сложность исключения влияния закрутки потока промывочной жидкости от оеновной турбины на работу дополнительной.

Цель изобретения — упрощение конструкции привода датчика гидравлических импульсов и повышение надежности работы устройства.

Ф

Поставленная цель достигается том, что в ориентаторе отклонителя для направленного бурения скважин, состоящем из корпуса, задатчика азимута, автономного источника питания, датчика гидроимпульсов, привода датчика, включающего турбину и винт, датчик гидроимпульсов выполнен в виде сопла с плунжером, кинематически связанным с винтом, причем последний установлен эксцентрично корпусу.

Кроме того, винт выполнен с правой и левой нарезкой прямоугольного профиля.

Электрическая схема ориентатора

1,фиг. 3) включает в себя источник

2 питания, электромагнитную катушку

16, конечный выключатель 10, а также задатчик 3 азимута. Последнйй состоит из источника 18 света и фоточувствительного элемента 19, затененного асимметричной магнитной трелкой 20. Фоточувствительный элеНа фиг. 1 представлена принципиальная схема ориентатора; на фиг.2 узел I на фиг. 1; на фиг. 3 — электрическая схема ориентатора.

Ориентатор представляет собой элемент бурильной колонны, в корпусе 1 которого установлены автономный источник 2 питания, задатчик 3 азимута, датчик 4 гидроимпульсов и привод 5 датчика.

10 Задатчик 3 азимут- служит для управления работой устройства. Датчик

4 гидроимпульсов предназначен для того, чтобы при помощи сигналов в виде отрицательных импульсов давле15 ния промывочной жидкости в циркуляционной системе информировать на по. верхность об отклонении направления проводки от заданного. Для этой цели он выполнен в виде сопла 6, ус20 тановленного в корпусе 1 с возможностью перекрытия посредством плунжера 7. Сопло, 6 является сменным элементом и изготовляется из износостойкого материала (например, кар25 бида боРа ) °

Плунжер 7 имеет осевые каналы

8, служащие для прохода бурового > раствора. Кроме того, для обеспечения кинематической связи с при.водом 5 датчика он содержит вкла дыш 9. При совпадении направления бурения с заданным плунжер 7 занимает крайнее верхнее положение (по ходу потока ), фиксируемое концевым выключателем 10, З5 Привод 5 датчика включает в себя турбину 11 и маслозаполненную электромагнитную фрикционную муфту

12,.поводок 13 которой через шарнирную муфту 14 кинематически свя40 зан с винтом 15. Последний имеет правую и левую нарезку прямоугольного профиля и установлен эксцентрично корпусу 1.

Эксцентриситет позволяет преоб45 Разовать вращательное движение винта 15 в поступательное перемещение плунжера 7, отказавшись при этом от направляющих. В свою очередь принятый профиль нарезки дает возмож 0 ность избежать заклинивания плунжера, облегчить его перемещение.

Управление электромагнитной муфтой 12 осуществляется эадатчиком

3 азимута путем подачи питания на электромагнитную катушку 16 через токовод 17.

1032176 мент 19 электрически связан с усилителем 21 постоянного тока, на выходе которого установлено электро-: магнитное реле 22 с одним НО кон= тактом, управляющим электромагнитными катушками 16 и 23. HO контакт 5 последней соединен с НЗ контактом .конечного выключателя 10 .

Установку отклонителя в заданном направлении бурения производят по задатчику 3 азимута в начале актив- 10 ного процесса бурения.

При отклонении направления проводки скважины от заданного жесткая система источник 18 света - фоточувствительный элемент 19 соответственно смещается от северного направления магнитной стрелки 20 в сторону отклонителя скважины. При этом световой поток от источника 18 света попадает на фоточувствительный элемент 19, вызывая в последнем увеличение тока. Усиленный усилителем 21 постоянного тока сигнал включает электромагнитное реле 22, которое своим замкнувшимся контактом обеспечивает подачу питания от источника 2 питания на электромагнит. ную катушку 16. Одновременно питание подается на катушку 23, которая замыкает. свой НО контакт. После подачи питания на электромагнитную 30 .катушку 16 включается муфта 12, :обеспечивая тем садним кинематическую связь турбины 11 с винтом 15

Последний приводится во вращение, и плунжер начинает совершать возвратно-поступательное движение. При этом -небольшая часть потока бурового раствора периодически начинает перепускаться через сопло 6 в кольцевое затрубное пространство, вызывая тем саным резкое падение

1 давления. Отрицательный перепад давления передается по столбу бу рового раствора. на поверхность,, где регистрируется. После восста .новления заданного направления ïóтем поворота бурильной колонны зацатчик 3 азимута обесточивает элект. ромагнитное реле 22; Влагодаря работе катушки 23, включенной параллельно катушке 16, плунжер будет про, должать движение до фиксации конечным выключателем 10.

Такое положение сохраняется до тех пор, пока направление бурения совпадает с заданием.

Предлагаемое устройство обладает сравнительной простотой и надежностью, что позволит организовать его выпуск на базе элементов стандартных трубобуров.

Простота устройства обусловлена упрощением в нем кинематических связей. Последнее повышает надежность работы устройства.

103217б

Составитель И. Карбачинская

Техред В.Далекорей Корректор В. Гирняк

Редактор Ю. Ковач

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5358/39 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5