Отклонитель

 

ОТКЛОНИТЕЛЬ, устанавливаемый в компоновке бурильной колонны с забойным двигателем, включающий корпус, расположенные на его наружной поверхности с возможностью поворота эксцентричную втулку и наружную муфту с ребрами, и узел установки последней в рабочее положение , отличающийся тем, что,с целью увеличения точности ориентирования отклонителя за счет учета угла скручивания бурильных труб от реактивного момента забойного двигателя, узел установки наружной муфты в рабочее положение выполнен в виде расположенной между эксцентричной втулкой и корпусом дополнительной эксцентричной втулки, образующей с корпусом замкнутой полость, и установленного в последней на качающейся опоре двустороннего клина, причем-основная и дополнительная втулки соединены стопором. сл сд ел 00 4: О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(5ц E 21 В 708 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3281769/22-03 (22) 24.04.81. (46) 23.11.83. Бюл. № 43 (72) Г. Г. Семак и Н. О. Гринкевич (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (53) 622.243.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 648710, кл. Е 21 В 7/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 781311, кл. Е 21 В 7/08,1978. (54) (57) ОТКЛОНИТЕЛЬ, устанавливаемый в компоновке бурильной колонны с забойным двигателем, включающий корпус, расположенные на его наружной поверх„„SU„„1055846 A ности с возможностью поворота эксцентричную втулку и наружную муфту с ребрами, и узел установки последней в рабочее положение, отличающийся тем, что,с целью увеличения точности ориентирования отклонителя за счет учета угла скручивания бурильных труб от реактивного момента забойного двигателя, узел установки наружной муфты в рабочее положение выполнен в виде расположенной между эксцентричной втулкой и корпусом дополнительной эксцентричной втулки, образующей с корпусом замкнутой полость, и установленного в последней на качающейся опоре двустороннего клина, причем основная и дополнительная втулки соединены стопором.

1055846

5 10

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к техническим средствам для управления траекторией ствола скважины при бурении забойными двигателями, и предназначено для проводки наклоннонаправленных скважин и предупреждения искривления вертикальных скважин.

Известно устройство для ориентирования забойного двигателя, содержащее вал и установленную на нем с возможностью вращения эксцентричную втулку с лопастями, расположенными по всей ее поверхности в направлении винтовых линий с левым и правым заходами 11).

Однако технические возможности устройства в управлении траекторией ствола скважины ограничены. Оно может применяться для ориентирования забойного двигателя только в апсидальной плоскости наклонного ствола скважины в направлении на уменьшение зенитного угла.Это снижает эффективность работы устройства при проводке наклонно-направленных скважин.

Контакт винтовых лопастей устройства со стволом скважины в средних и особенно в мягких породах уменьшается, что резко снижает точность ориентирования, а в некоторых случаях может привести к ложной ориентации забойного двигателя.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является отклонитель, устанавливаемый в компоновке бурильной колонны с забойным двигателем, включающий корпус, расположенные на его наружной поверхности с возможностью поворота эксцентричную втулку и наружную муфту с ребрами, узел установки последней в рабочее положение, выполненный в виде стопорного пальца, и гидропривод 12).

Однако при ориентировании известного отклонителя необходимо во всех случаях производить проворот бурильного инструмента на угол скручивания бурильных труб реактивным моментом забойного двигателя, величина которого определяется расчетным путем и, как показывает практика, в большинстве случаев не соответствует, действительной. Кроме того, для гидравлического привода узла установки отклонителя в рабочее положение необходим довольно большой перепад давления, что вынуждает устанавливать его выше забойного двигателя, уменьшая величину отклоняющей силы на долоте. Все это снижает эффективность работы известного отклонителя.

Заклинивание поршней или втулки 13 узле установки отклонителя положкения, а также промыв поршней, обуславливающий прямой переток промывочной жидкости в затрубное пространство, приводят либо к ложной ориентации, либо к выходу отклонителя из строя. Вибрации в процессе бурения могут привести к разбиванию гнезда в от30

4с

55 клоняющем элементе или поломке стопорного пальца и в конечном итоге, к потере зацепления и дезориентации устройства.

Это резко снижает надежность работы отклонителя. Точность ориентирования известного отклонителя конструктивно ограничена количеством стопорных пальцев.

Цель изобретения — увеличение точности ориентирования отклонителя за счет учета угла скручивания бурильных труб от реактивного момента забойного двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в отклонителе, устанавливаемом в компоновке бурильной колонны с забойным двигателем, включающем корпус, расположенные на его наружной поверхности с возможностью поворота эксцентричную втулку и наружную муфту с ребрами и узел установки последней в рабочее положение, узел установки наружной муфты в рабочее положение выполнен в виде расположенной между эксцентричной втулкой и корпусом дополнительной эксцентричной втулки, образующей с корпусом замкнутую полость, и установленного в последней на качающейся опоре двустороннего клина, причем основная и дополнительная втулки соединены стопором.

На фиг. 1 показан отклонитель, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Отклонитель устанавливается в компоновке бурильной колонны под забойным двигателем (не показан) и включает корпус 1, расположенные на его наружной поверхности наружную муфту 2 с ребрами и установленную с возможностью поворота эксцентричную втулку 3, вертикальное перемещение которых ограничено торцем корпуса 1 и торцем муфты 4. Отклонитель имеет узел установки наружной муфты 2 в рабочее положение, выполненный в виде дополнительной эксцентричной втулки 5, расположенной между эксцентричной втулкой 3 и корпусом 1, образующей с последним замкнутую полость 6 и установленного в последней на качающейся опоре 7 двустороннего клина 8. Качающаяся опора выполнена в виде стержня. Форма двустороннего клина

8 и внутренней поверхности ведущей втулки обеспечивает заклинивание последней на корпусе 1 при положении клина 8 в одном из двух крайних положений. Втулка 5 и втулка 3 установлены с возможностью проворота относительно корпуса 1 и последующей взаимной фиксации втулок стопором 9.Втулка

5 имеет .наружную цилиндрическую поверхность, концентричную оси корпуса 1.

Отклонитель работает следующим образом.

Корпус 1 в процессе бурения совершает крутильные колебания. Двусторонний клин

8, установленный на качающейся опоре в

1055846

Составитель В. Родина

Редактор Н. Джуган Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 9258/2о Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 виде стержня 7 в наклонной скважине, стремится занять положение с лежащей стенки скважины, т.е. такое положение, при котором центр тяжести его смещен в апсидальной плоскости (плоскости азимутального искривления) вниз от оси корпуса. Однако перемещение клина 8 ограничено корпусом 1 и эксцентричной втулкой 5, поэтому в первоначальный момент он занимает из двух возможных положений нижнее, путь перемещения из которого в указанное положение является кратчайшим. При совпадении направления крутильного колебания с направлением, по которому клин 8 стремится кратчайшим путем занять положение с лежащей стороны, он заклинивает втулку 5 с корпусом 1, который поворачивает ее в том же направлении. При обратном направлении колебания корпуса 1 клин 8 выходит из зацепления.

Таким образом, корпус 1 посредством клина 8 при наличии крутильных колебаний постепенно проворачивает втулку 5 до тех пор, пока установленный в ней клин

8 не займет положение с лежащей стороны скважины. Независимо от положения бурильного инструмента на,забое скважины, т.е. от проворота его в процессе долбления, в том числе и от действия реай ивного мо4 мента забойного двигателя, эксцентричная втулка 5 занимает в наклонной скважине одно определенное положение — центр тяжести клина 8, установленного в ней,смещен в апсидальной плоскости вниз от оси инструмента. Эксцентричная втулка З,жестко связанная стопором 9 с дополнительной эксцентричной втулкой 5, смещает ребристую втулку 2, которая, контактируя со стволом скважины, смещает ось инструмента, 10 создавая этим отклоняющую силу на долоте. Ориентирование отклонителя относительно апсидальной плоскости осуществляется по поверхности перед спуском в скважину путем проворота эксцентричичной втулки 3 относительно дополнительной эксцентричной втулки 5 на требуемый угол и фиксации их в таком положении стопором 9.

Технико-экономическая эффективность заключается в повышении точности проводки скважин за счет автоматического сохранения первоначально заданной ориентации относительно апсидальной плоскости независимо от положения инструмента. Это позволяет применять отклонитель при управлении траекторией наклонно-направленных скважин без ограничения их глубины, т.е. при больших углах скручивания бурильной колонны.