Шарнирный отклонитель компоновки бурильной колонны

 

Использование: при бурении наклонно-направленных нефтяных и газовых скважин в компоновке с забойным двигателем. Сущность изобретения: отклонитель содержит, по крайней мере два трубчатых элемента, концы которых с радиальным зазором коаксиально размещены по отношению друг к другу и шарнирно соединены между собой. Шарнир выполнен в виде двух аксиально установленных ступенчатых пальцев, размещенных в радиальных отверстиях трубчатых элементов. Ступени большего диаметра пальцев обращены к оси трубчатых элементов, за счет чего исключается возможность попадания пальцев в скважинное пространство. Уплотнение радиального зазора шарнира выполнено в виде гибкого цилиндрического элемента, размещенного в полостях трубчатых элементов, концы которого уплотнены по внутренним поверхностям соответствующих трубчатых элементов. Ступени большего диаметра пальцев имеют возможность взаимодействия с наружной поверхностью гибкого цилиндрического элемента. При этом исключается возможность выпадания пальцев из радиальных отверстий трубчатых элементов. 2 ил.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении наклонно-направленных нефтяных и газовых скважин в компоновке с забойным двигателем.

Известен отклонитель, включающий корпус, цилиндрические шарниры, размещенные один над другим и выполненные перекрещивающимися под прямым углом, и шланг высокого давления, размещенный в каналах корпуса и шарниров (авт. св. СССР N 407026, E 21 В 7/04, 1971).

Известен также шарнирный отклонитель, включающий два трубчатых элемента, концы которых соединены между собой шаровым шарниром, и уплотнение в виде гибкого цилиндрического элемента, размещенного в полостях трубчатых элементов. (авт. св. СССР N 128402, E 21 В 7/08, 1959).

Недостаток устройства заключается в сложности конструкции шарового шарнира.

Наиболее близким техническим решением из известных является шарнирный отклонитель компоновки бурильной колонны, включающий по крайне мере два трубчатых элемента, концы которых с радиальным зазором коаксиально размещены по отношению друг к другу и соединены между собой шарниром в виде двух аксиально установленных отверстиях трубчатых элементов, и уплотнение упомянутого зазора (патент США N 3156310, 175/76, 1960).

Недостатком известного устройства является ненадежность конструкции шарнира. Так при аварийном расфиксировании относительно трубчатых элементов ступенчатых пальцев, последние имеют возможность попадания в скважинное пространство, что приведет к прихвату и/или к оставлению на забое части компоновки бурильной колонны.

Задача изобретения повышение надежности работы шарнирного отклонителя. При осуществлении изобретения исключается возможность попадания ступенчатых пальцев в скважинное пространство и выпадения их из радиальных отверстий трубчатых элементов.

Для этого в шарнирном отклонителе компоновки бурильной колонны, содержащем по крайней мере два трубчатых элемента, концы которых с радиальным зазором коаксиально размещены по отношению друг к другу и соединены между собой шарниром в виде двух аксиально установленных ступенчатых пальцев, каждый из которых размещен в радиальных отверстиях трубчатых элементов, и уплотнение упомянутого зазора, уплотнение выполнено в виде гибкого цилиндрического элемента, размещенного в полостях трубчатых элементов с уплотнением своих концов по внутренним поверхностям соответствующих трубчатых элементов, причем ступени большого диаметра пальцев обращены к оси трубчатых элементов с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью цилиндрического элемента.

Благодаря тому, что ступени большого диаметра пальцев обращены к оси трубчатых элементов, пальцы имеют возможность выходить из отверстий трубчатых элементов только во внутреннюю полость последних.

Размещение пальцев с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью цилиндрического элемента, уплотнения исключает выпадение пальцев из радиальных отверстий трубчатых элементов и самопроизвольный демонтаж шарнира.

На фиг. 1 изображен отклонитель в продольном разрезе; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Шарнирный отклонитель включает два трубчатых элемента 1 и 2, концы которых с радиальным зазором а коаксиально размещены по отношению друг к другу и соединены между собой шарниром. Последний выполнен в виде двух аксиально установленных ступенчатых пальцев 3. Они размещены в соответствующих габаритам ступеней радиальных отверстиях трубчатых элементов 1 и 2, причем ступени большого диаметра пальцев 3 обращены к продольной оси трубчатых элементов 1 и 2. Уплотнение зазора а выполнено в виде гибкого цилиндрического элемента 4, размещенного в полостях трубчатых элементов 2 и 1 таким образом, что элемент 4 своей наружной поверхностью взаимодействуют с торцевыми поверхностями ступеней большего диаметра пальцев 3.

Концы элемента 4 уплотнены по внутренним поверхностям соответствующих трубчатых элементов 1 и 2 посредством эластичных колец 5. Пальцы 3 зафиксированы относительно трубчатого элемента 2 посредством штифтов 6 и сварки 7.

В процессе работы с шарнирным отклонителем возможно разрушение элементов крепления пальцев 3 к одному из трубчатых элементов 1 или 2 (например, к элементу 2 посредством шпонок 6 и сварки 7). В этом случае конструкция шарнира (ориентирование ступени большого диаметра пальцев 3 к оси трубчатых элементов 1 и 2) не позволит пальцам 3 выйти в скважинное пространство. А гибкий цилиндрический элемент 4 уплотнения в результате взаимодействия с торцевыми поверхностями ступеней большего диаметра пальцев 3 не позволит последним выйти из радиальных отверстий трубчатых элементов 1 и 2 и нарушить целостность шарнира.

Формула изобретения

Шарнирный отклонитель компоновки бурильной колонны, содержащий по крайней мере два трубчатых элемента, концы которых с радиальным зазором коаксиально размещены по отношению друг к другу и соединены между собой шарниром в виде двух аксиально установленных ступенчатых пальцев, размещенных в радиальных отверстиях трубчатых элементов, и уплотнение упомянутого зазора, отличающийся тем, что уплотнение выполнено в виде гибкого цилиндрического элемента, размещенного в полостях трубчатых элементов с уплотнением своих концов по внутренним поверхностям соответствующих трубчатых элементов, причем ступени большого диаметра пальцев обращены к оси трубчатых элементов с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью цилиндрического элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2