Отклонитель

 

Изобретение предназначено для изменения направления ствола скважины. Цель изобретения - повышение надежности работы . Отклонитель включает корпус из верхней 1 и нижней 2 секций, поршни 11, узел фиксации секций 1 и 2, контейнер под бросовый шаровой клапан 18 и узел 5 торможения последнего. Поршни 11 равномерно расположены в осевых цилиндрических каналах в верхней секции 1. Узел 5 торможения выполнен в виде разрезных пружинных колец 6. Корпус выполнен с расположенными под каждым цилиндрическим каналом отверстиями. Последние образованы полуцилиндрическими полостями сопряженных секций 1 и 2 и кольцевой полостью под отверстиями. Узел фиксации секций выполнен в виде установленных в каждом из отверстий поворотной шпонки 8 с зигзагообразной канавкой 9 на наружной поверхности, пальца 12 и кулачка 10. Палец 12 расположен в зигзагообразной канавке 9 и подпружинен относительно поршня 11. Нижняя часть поворотной шпонки 8 выполненагс поперечным сечением в виде сегмента , Подпоршневые полости связаны с полостью корпуса под узлом торможения. Для изменения i направления ствола скважины в бурильные трубы сбрасывается шар 18, который устанавливается над узлом торможения . За счет давления промывочной жидкости поршни 11 переместятся в нижнее положение. При этом за счет взаимодействия пальца 12 с зигзагообразной канавкой 9 поворотная шпонка 8 изменит свое положение и освободит нижнюю секцию 2. Последняя под действием реактивного момента забойного двигателя повернется вокруг своей оси. При повороте нижняя секция 2 приводит кулачки 10 и поворотные шпонки 8 в исходное положение. Одновременно шар 18 выходит из узла торможения, а поршни 11 занимают верхнее положение. При этом секции 1 и 2 корпуса будут закреплены в искривленном положении. 10 ил. СП с 2 о СК g

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 7/08

ГОСУДАРСТВЕН.1ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4736822/03 (22) 13.09.89 (46) 15.06.92. Бюл. № 22 (71) Башкирский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Н.М. Шарипов, А,B. Рассказов и Н, Ф. Кагарманов (53) 622.243.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1276796, кл. Е 21 В 7/08. 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1472614, кл, Е 21 В 7/08, 1987. (54) ОТКЛОНИТЕЛЬ (57) Изобретение предназначено для изменения направления ствола скважины. Цель изобретения — повышение надежности работы. Отклонитель включает корпус из верхней 1 и нижней 2 секций, поршни 11, узел фиксации секций 1 и 2, контейнер под бросовый шаровой клапан 18 и узел 5 торможения последнего. Поршни 11 равномерно расположены в осевых цилиндрических каналах в верхней секции 1. Узел 5 торможения выполнен в виде разрезных пружинных колец 6. Корпус выполнен с расположенными под каждым цилиндрическим каналом отверстиями. Последние образованы полуцилиндрическими полостями сопряженИзобретение относится к бурению нефтяных скважин, а именно к проводке наклонно направленных скважин путем контролируемого изменения траектории бурящейся скважины, Известен отклонитель, принятый за, прототип. Недостатком этого устройства является то, что попадание очередной подпру Ы 1740604 А1 ных секций 1 и 2 и кольцевой полостью под отверстиями. Узел фиксации секций выполнен в виде установленных в каждом из отверстий поворотной шпон ки 8 с зигзагообразной канавкой 9 на наружной поверхности, пальца .12 и кулачка 10. Палец

12 расположен в зигзагообразной канавке 9 и подпружинен относительно поршня 11.

Нижняя часть поворотной шпонки 8 выполнена"с поперечным сечением в виде сегмента, Подпоршневые полости связаны с полостью корпуса под узлом торможения.

Для изменения направления ствола сква-жины в бурильные трубы сбрасывается шар

18, который устанавливается над узлом торможения. За счет давления промывочной жидкости поршни 11 переместятся в нижнее положение. При этом за счет взаимодействия пальца 12 с зигзагообразной канавкой

9 поворотная шпонка 8 изменит свое положение и освободит нижнюю секцию 2. Последняя под действием реактивного момента забойного двигателя повернется вокруг своей оси. При повороте нижняя секция 2 приводит кулачки 10 и поворотные шпонки 8 в исходное положение. Одновременно шар 18 выходит из узла торможения, а поршни 11 занимают верхнее положение.

При этом секции 1 и 2 корпуса будут закреплены в искривленном положении. 10 ил. жиненной втулки в периферийное отверстие во время поворота нижней секции по отношению к верхней под действием реактивного момента является ненадежным.

Кроме того, в зацепление одиновременно входит лишь одна втулка, что значительно утяжеляет условия ее работы и устройства в целом.

1740604

20

Цель изобретения — повышение надежности работы отклонителя.

Указанная цель достигается тем, что отклонитель снабжен узлом торможения шарового клапана,. выполненным в виде установленных в полости нижней секции раэрезных пружинных шайб, контейнер под бросовый шаровой клапан расположен в нижней секции корпуса под узлом торможения шарового клапана, цилиндрические каналы для размещения поршней выполнены в верхней секции, а их оси совпадают с поверхностью вращения секции корпуса, Последний выполнен с расположенными под каждым цилиндрическим каналом отверстиями, образованными полуцилиндрическими полостями сопряженных секций и кольцевой полостью под отверстиямй. Узел .фиксации секции. выполнен в виде установленных в каждом из отверстий поворотной шпонки с зигзагообразной канавкой по наружной поверхности; расположенного в каждой канавке и подпружиненного относительно поршня пальца и.жестко связанных с нижних торцом каждой поворотной шпонки кулачка, причем нижняя часть шпонки выполнена с поперечным сечением в виде сегмента и расположена в.отверстии, образованом совмещенными частями секций корпуса, нижняя секция в кольцевой полости имеет выступы для взаимодейСтвия с кулачками, а поршневая полость гидравли. чески связана с полостью корпуса под узлом торможения.

На фиг. 1 схематически изображен откпонитепь, продольное сечение; на фиг. 2— разрезное пружинное кольцо; на фиг. 3-5— зигзагообразная канавка; на фиг. 4 — то же, разрез А-А на фиг. 3; на фиг, 5 — то же, разрез Е-Е на фиг. 3; на фиг. 6- управляемая шпонка с управляемыми кулачками и профилированные толкатели, поперечное сечение, разрез А-А на фиг. 1: 1- отсутствие зацепления между подвижной и неподвижной секциями, И вЂ” наличие зацепления между подвижной и неподвижной секциями; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 1 управляемая шпанка и подпружиненный палец, поперечное сечение; на фиг. 8 — то же, узел! на фиг.

1; на фиг. 9- то же, разрез В-В на фиг. 8; на 50 фиг. 10 — управляемая шпонка. поперечное сечение; 1 — отсутствие зацепления между подвижной и неподвижной секциями, И— наличие зацепления между подвижной и неподвижной секциями.

Отклонитель включает в себя трубчатый корпус, состоящий из верхней 1 и нижней 2 секций. Йа свободных концах секций выполнены замковые конические резьбы. К верхней секции 1 присоединяется колонна бурильных труб, к нижней секции 2 — забойный двигатель. Секции соединены между собой подшипником 3, ось которого наклонена под равным углом к осям секций, В корпусе выполнен осевой канал 4, в котором помещен тормозной узел 5, состоящий иэ набора разрезных пружинных колец 6 (фиг.

2), разделительных шайб 7, В верхней секции 1 имеются управляемые поворотные шпонки 8, снабженные на образующей поверхности зигзагообразными канавками 9 (фиг. 3-5), а в нижней части — управляемыми кулачками 10 (фиг. 6). Шпонка входит в зацепление с поршнем 11 посредством подпружиненного пальца 12 (фиг. 7 — 9)..

Поршень 11 опирается на возвратную пружину 13 и снабжен направляющим штифтом

14. Также в верхней секции 1 имеются сило-вые каналы 15 и 16. В нижней секции 2 расположен контейнер для управляющих . шаров 18, диаметр которых подобран с таким расчетом, чтобы они входили в отверстие шайб 7 с. минимальным зазором, а внутренний диаметр колец 6 меньше диаметра шаров, чтобы они проходили через него с определенным усилием. Также в нижней секции расположены профилированные толкатепи 19 (фиг. 6). Оси секций 1 и 2 имеют между собой определенный угол. Угол перекоса устанавливается числом позиций угла поворота. Для герметизации подвижных узлов отклонителя предусмотрены уплотнения 20 и 21.

Отклонитель работает следующим образом, Отклонитель в исходном положении, когда оси неподвижной 1 и подвижной 2 секций совпадают, устанавливаются между забойным двигателем и бурильными труба-. ми. После спуска его на забой скважины бурильная колонна фиксируется и устанавливается заданный угол перекоса секций 1 ,и 2 отклонителя. В таком положении осуществляется процесс бурения в первоначально заданном направлении. Дпя измерения угла перекоса сбрасывается в бурильную колонну управляющий шар 18. При этом, благодаря наличи,з в отклонителе тормозного устройства 5, происходит перепад давления в силовых каналах 15 и 16, которое создает усилие, воздействующее на поршень 11, При перемещении поршня 11 из верхнего . крайнего положения в нижнее, вследствие взаимодействия пальца 12 с зигзагообразной канавкой 9, поворачиваются поворот- .. ные шпонки 8 вокруг своих осей до положения, когда они выйдут из зацепления с корпусом подвижной секции 2 отклонителя, После этого под действием реактивного момента нижняя секция 2 поворачивается

1740604 (фиг. 6 и 10). При.этом происходит отклонение осей нижней 2 и верхней 1 секций от-, клонителя. Угол перекоса будет зависеть от числа позиций угла поворота. Во время поворота профиль 19 взаимодействует с кулач- 5 ками 10 и производит их обратный поворот в исходное положение (фиг, 6 и 10), таким образом прекратив дальнейший поворот подвижной части. Одновременно после выхода шара 18 из канала 4 поршень 11 под 10 действием возвратной пружины 13 возвращается в верхнее положение. При этом поршень 11 воздействует на поворотные шпонки.8, окончательно доводя их к исходному положению, при котором подвижная 2 15 и неподвижная 1 секции отклонителя зафиксированы между собой поворотными шпонками 8 (фиг. 10).

Предлагаемое устройство имеет следующие технико-зкономические преимущест- 20 ва. Наличие управляемых поворотных шпонок в подвижном корпусе отклонителя повышает эффективность его управления, надежность работы, существенно уменьшает износ, увеличивает срок службы. 25

Формула изобретения

Отклонитель, включающий трубчатый корпус., состоящий из установленных одна над другой верхней и нижней секций, по- 30 верхность вращения которых. наклонена под равным углом к осям секций, равномерно расположенные в осевых цилиндрических каналах по окружности корпуса и подпружиненные относительно последнего 35.полые поршни, узел фиксации и контейнер под бросовый шаровой клапан, о т л и ч а ющ и й.с я тем, что, с целью повышения надежности работы, он снабжен узлом торможения шарового клапана, выполненным в виде установленных в полости нижней секции раэрезных пружинных колец, контейнер под бросовый шаровой клапан расположен в нижней секции корпуса под углом торможения шарового клапана, цилиндрические каналы для размещения поршней выполнены в верхней секции, а их оси совпадают с поверхностью вращения секций корпуса. последний выполнен с расположенными под каждым цилиндрическим каналом отверстиями, образованными полуцилиндрическими полостями сопряженных секций и кольцевой полостью под отверстиями, узел фиксации секций выполнен в виде установленной в каждом из отверстий поворотной шпон ки с зигзагообразной канавкой на наружной поверхности, расположенного в каждой канавке и. подпружиненного относительно поршня пальца и жестко связанного с нижним торцом каждой поворотной.шпонки ку-. лачка, причем нижняя часть поворотной шпонки выполнена с поперечным сечением в виде сегмента и расположена в отверстии, образованном совмещенными частями секций корпуса, нижняя секция s кольцевой полости имеет выступы для взаимодействия с кулачками, а подпоршневая полость гидравлически связана с полостью корпуса под узлом торможения,.

1740604

1740604

1140604

Составитель Н, Шарипов

Редактор М. Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор M. Демчик

Заказ 2960 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101