Гибкий переводник

 

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для соединения бурильных труб при наклонном направленном бурении. Цель изобретения - повышение надежности работы и ориентированный изгиб корпуса в рабочем положении. Переводник включает трубчатый корпус 1 с фигурной незамкнутой прорезью 2, уплотнительный элемент 3, дистанционную втулку 4 и средство фиксации уплотнительного элемента 3. Дистанционная втулка 4 связана одним концом с корпусом 1. Корпус 1 выполнен эксцентричным в сечении, а фигурная прорезь расположена со стороны эксцентриситета корпуса перпендикулярно его оси. Дистанционная втулка 4 со стороны ее свободного конца под фигурной прорезью 2 установлена с зазором. Устройство может быть установлено между бурильными трубами и забойным механизмом. Под давлением промывочной жидкости уплотнительный элемент 3 прижимается к корпусу 1, что обеспечивает его герметичность. При сжимающей осевой силе корпус 1 изгибается в направлении фигурной незамкнутой прорези 2 на необходимый угол. 1 ил. 4 Ч о S .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s Е 21 В 7/08

pg уд

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

QQ ф

С>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4760306/03 (22) 20.11.89 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Пермский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института буровой техники (72) Г.А,Щелконогов (56) Авторское свидетельство СССР

N. 407026, кл. Е 21 В 7/04, 1971.

Авторское свидетельство СССР

hh 1232772, кл. Е 21 В /08, 1984, (54) ГИБКИЙ ПЕРЕВОДНИК (57) Изобретение относится к буровой технике и предназначено для соединения бурильных труб при наклонном направленном бурении. Цель изобретения — повышение надежности работы и ориентированный изгиб корпуса в рабочем положении. Переводник включает трубчатый корпус 1 с фигурной

2 незамкнутой прорезью 2, уплотнительный элемент 3, дистанционную втулку 4 и средство фиксации уплотнительного элемента 3, Дистанционная втулка 4 связана одним концом с корпусом 1, Корпус 1 выполнен эксцентричным в сечении, а фигурная прорезь расположена со стороны эксцентриситета корпуса перпендикулярно его оси; Дистанционная втулка 4 со стороны ее свободного конца под фигурной прорезью 2 установлена с зазором. устройство может быть установлено между бурильными трубами и забойным механизмом. Под давлением и ромывочной жидкости уплотнительный элемент 3 прижимается к корпусу 1, что обеспечивает его герметичность. При сжимающей осевой силе корпус 1 изгибается в направлении фигурной незамкнутой прорези 2 на необходимый угол, 1 ил.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для соединения бурильных труб и забойных механизмов и создания возможности для прохождения ими искривленных участков при бурении наклонных, горизонтальных и разветвленногоризонтальных скважин.

Известна шарнирная муфта, содержащая корпус, в егором установлен поворотный ниппель со сферйческой опорной пятой и герметизирую4ее кольцб, выполненное в виде набора "H5Akef, и установленное между подпятникамй ;

Недостатком известной шарнирной муфты является то, что поворотный ниппель со сферической опорной пятой и подпятники при работе истираются, изнашиваются, высоко абразивная буровая жидкость попадает в зазор между ними и повышает интенсивность истирания; герметизирующее кольцо при этом быстро разрушается. В результате буровая жидкость начинает протекать из внутренней полости в затрубное пространство; размывать детали и приводить их в негодность. От этого шарнирная муфта преждевременно выходит из строя.

Кроме того, известная шарнирная муфта затрудняет ведение направленных буровых работ из-эа отсутствия возможности выполнения ориентированного изгиба в рабочем положении, т.к. содержащийся в ней ниппель имеет сферическую опорную пяту и направление изгиба неопределенно.

Таким образом, известная шарнирная муфта характеризуется недостаточной надежностью работы и неопределенностью направления изгиба в рабочем положении.

Известен отклонитель, содержащий корпус и цилиндрические шарниры, размещенные один над другим и выполненные перекрещивающимися под прямым углом, внутри корпуса размещен шланг высокого давления и средства фиксации и уплотнения его..

Известный отклонитель характеризуется недостаточной надежностью в работе, т.к. цилиндрические шарниры в местах контакта усиленно трутся, изнашиваются при работе, зазоры в шарнирах возрастают, средства уплотнения шланга высокого давления прослабляются, пропускают буровую жидкость, которая, размывая детали, досрочно приводит отклонитель в негодность.

Взаимные осевые перемещения деталей отклонителя, вызванные изменениями направления действия осевой нагрузки, способствуют разгерметизации отклонителя, а выполненные перекрещивающимися под прямым углом два цилиндрических шарнира затрудняют ведение направленных буровых работ иэ-за неопределенности направления изгиба отклонителя, Все это снижает надежность и уменьшает технологические воэможности известного отклонителя.

Другим недостатком известного отклонителя является то, что при работе от воздействия растягивающих усилий в цилиндрических шарнирах создаются расклинивающие усилия, которые отжимают эаплечики, тем самым увеличивают осевые зазоры в шарнирах и нарушают герметичность соединения шланга высокого давления и корпуса. Это приводит к понижению надежности известного отклонителя, Недостатком известного отклонителя также является сложность изготовления его деталей, которая может послужить причиной пониженной надежности из-за технологических трудностей получения заданной формы цилиндрических шарниров на корпусе и из-за их неточного сопряжения.

Низкая надежность и неопределенность направления изгиба при работе известного отклонителя, обусловленные его конструктивными особенностями и трудностями достижения, а также поддержания герметизации в процессе эксплуатации не позволяют широко использовать известный отклонитель при наклонно-направленном и горизонтальном бурении скважин.

Наиболее близкий к предлагаемому близкому переводнику является муфта бурильной колонны, содержащая трубчатый

5 корпус с винтовой прорезью, расположенные в его полости упругий элемент и втулки для перекрытия прорези, стыки между которыми с внутренней стороны закрыты упругим элементом, для сжатия упругого элемента на торцах в полости корпуса установлены поршни и полый патрубок, взаимодействующий с ними, винтовая прорезь корпуса заполнена упругим материалом.

5

Недостаток указанной муфты бурильной колонны заключается в том, что для обеспечения надежной герметизации необходима предварительная затяжка (сжатие) упругого элемента. Это приводит к неминуемому заполнению упругим элементом образующихся щелей между торцами втулок при изгибе муфты бурильной колонны во время работы и защемлению упругого элемента между торцами втулок при возвращении муфты в исходное положение, Неоднократный перегиб известной муфты бурильной колонны приводит к разрушению упругого элемента, нарушению герметичности и размыву деталей буровой жидкостью. От этого муфта бурильной ко1781404

25

50 лонны преждевременно приходит к негодность.

Другой недостаток известной муфты бурильной колонны заключается в том, что черезвычайно трудно обеспечить и сохранить в процессе работы на длительный период надежную герметизацию втулок, . привариваемых к корпусу, в условиях ударов, вибраций, значительных перепадов давления, сопровождающих работу бурильной колонны.

Нарушения герметичности соединения втулок и корпуса приводит к интенсивному размыву деталей буровой жидкостью и досрочному выходу муфты бурильной колонны из строя, Недостатком известной муфты также является и то, что она имеет взаимно перемещающиеся при изгибе, трущиеся и изнашивающиеся вследствие этого детали, не обеспечивают направления изгиба при передаче осевой нагрузки муфтой. Кроме того. при передаче крутящего момента смежные стенки корпуса в прорези перемещаются относительно друг друга и нарушают герметичность соединения упругого материала со стен ками корпуса в винтовой и рорези.

Эти и другие недостатки известной муфты бурильной колонны не позволяют достичь требуемой надежности и не дают возможности выполнить ориентированный изгиб корпуса для ведения направленных работ при бурении скважин, Целью изобретения является повышение надежности работы и ориентированного изгиба корпуса в рабочем положении.

3То достигается тем, что в гибком переводнике, включающем трубчатый корпус с фигурной незамкнутой прорезью, расположенные в полости корпуса уплотнительный элемент и дистанционную втулку, связанную одним концом с корпусом, средство фиксации уплотнительного элемента, корпус выполнен эксцентричным в сечении, фигурная прорезь расположена со стороны эксцентриситета корпуса перпендикулярно его оси, а дистанционная втулка со стороны ее свободного конца под фигурной прорезью установлена с зазором.

Выполнение трубчатого корпуса гибкого переводника эксцентричным в сечении с фигурной незамкнутой прорезью со стороны =-: сцентриситета перпендикулярно его оси обеспечивает при сохранении прочности трубчатого корпуса повышение проходного сечения гибкого переводника, в связи с этим уменьшение гидравлического сопротивления, сокращение износа и истирания корпуса и уплотнител ьного элемента. Кроме того, обеспечивается строгая направленность изгиба корпуса в рабочем положении при приложении осевой нагрузки.

Установка дистанционной втулки гибкого переводника со стороны ее свободного конца под фигурной незамкнутой прорезью с зазором исключает дополнительное истирание подвижных частей гибкого переводника при его изгибе.

В результате повышается надежность работы и обеспечивается ориентированный изгиб трубчатого корпуса 8 рабочем положении, т,е. достигается цель изобретения, На чертеже показан предлагаемый гибкий переводник, общий вид (вырезана 1/4 часть).

Гибкий переводник содержит трубчатый корпус 1 с фигурной незамкнутой прорезью 2, расположенные в полости трубчатого корпуса 1 уплотнительный элемент 3 и дистанционную втулку 4, связанную одним концом с трубчатым корпусом 1. средство фиксации уплотнительного элемента 3. Трубчатый корпус 1 выполнен эксцентричным в сечении, фигурная незамкнутая прорезь 2 расположена со стороны эксцентриситета трубчатого корпуса 1 перпендикулярно его Оси, а дистанционная втулка 4 со стороны ее свободного конца под фигурной незамкнутой прорезью 2 установлена с зазором 3.

Гибкий переводник работает следующим образом.

Гибкий переводник верхней частью подсоединяется к бурильной колонне (не показана) и к его нижней части подсоединяются забойные механизмы, например винтовой забойный двигатель (не показан), и вводится в скважину.

При подаче буровой жидкости под давлением уплотнительный элемент 3 прижимается к трубчатому корпусу 1 выше и ниже дистанционной втулки 4 и герметизирует внутреннюю полость, предотвращая утечки буровой жидкости в затрубное пространство скважины.

При прохождении гибкого переводника искривленного участка скважины (или при бурении искривленной скважины) под действием осевого усилия и воздействия искривленного участка скважины нижняя часть гибкого переводника отклоняется от прямолинейности на необходимый угол, фигурная незамкнутая прорезь 2 увеличивается (или уменьшается) по ширине и гибкий переводник позволяет забойным механизмам и бурильной колонне вписаться в искривленный участок скважины, Герметичность трубчатого корпуса 1 при этом не нарушается, так как уплотнительный элемент 3 имеет возможность частично растягиваться или сжиматься.

1781404

10 Формула изобретения

Составитель А.Повалихин

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова .

Редактор

Заказ 4261 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Ъ

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

При выходе гибкого переводника из искривленного участка скважины в прямой прямолинейность гибкого переводника восстанавливается под действием сил упругости трубчатого корпуса 1.

В связи с тем, что трубчатый корпус 1 выполнен эксцентричным в сечении и фигурная незамкнутая прорезь 2 расположена со стороны эксцентриситета трубчатого корпуса 1 перпендикулярно оси, гибкий переводник имеет при той же прочности повышенную площадь проходного сечения канала для протекания буровой жидкости к забойным механизмам; Благодаря этому гидравлическое сопротивление гибкого переводника мало, следовательно, износ деталей незначителен, а надежность работы повышенная.

Благодаря тому, что дистанционная втулка 4 со стороны ее свободного конца . под фигурной незамкнутой прорезью 2 установлена с.зазором 5, отсутствуют взаимно перемещающиеся, трущиеся и изнашивающиеся детали, т.е. отсутствуют источники повышенного истирания и износа, и гибкий переводник может работать без замены деталей длительное время.

Кроме того, выполнение в гибком переводнике фигурной незамкнутой прорези

2 трубчатого корпуса .1 перпендикулярно оси позволяет при осевой нагрузке со5 здать условия для внецентренного вполне определенного по направлению ориентированного изгиба, необходимого для ведения направленных буровых работ.

Гибкий переводник, включающий трубчатый корпус с фигурной незамкнутой прорезью, расположенные в полости корпуса

15 уплотнительный элемент и дистанционную втулку, связанную одним концом с корпусом, средство фиксации уплотнительного элемента.отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью повышения надежности работы и

20 ориентированного изгиба корпуса в рабочем положении, корпус выполнен эксцентричным в сечении, фигурная прорезь расположена со стороны эксцентриситета корпуса перпендикулярно его оси, а дистан25 ционная втулка со стороны ее свободного конца под фигурной прорезью установлена с зазором.