Устройство для перекоса частей забойного двигателя

 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин с помощью забойного двигателя. Целью изобретения является изменение угла перекоса секций двигателя по линейному закону без подъема колонны на поверхность. Сущность изобретения заключается в том, что в устройство, содержащее исполнительный механизм 1, гидравлическую камеру, установленную над забойным двигателем и соединенную с затрубным пространством, и отклоняющую опору, введена труба, в верхней части которой размещена траверса, а в нижней - клин, а гидравлический привод выполнен в виде следящего гидропривода с золотником, причем последний установлен с возможностью взаимодействия верхней частью с исполнительным механизмом, а нижний - с траверсой трубы, при этом нижняя часть трубы с клином частично охватывает верхнюю секцию винтового забойного двигателя, на верхней секции которого шарнирно закреплена отклоняющая опора с возможностью взаимодействия с клином. 1 ил.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин с помощью забойного двигателя.

Известно дистанционно управляемое забойное устройство, содержащее верхний фиксированный переводник и один подвижный нижний переводник, соединенные между собой с помощью вертлюжного (уплотнительное, но с возможностью вращения) конического соединения на двух осях, образующее некий конструкционный угол с фиксированным верхним переводником. За счет возможности вращения нижнего переводника вокруг вертлюжного соединения постепенно создается нарастание угла отклонения от 0 до 3^o (максимальное), а затем - по завершению полного цикла обратно в нулевую позицию.

Управление происходит изменением расхода потока раствора. Когда расход потока достигает заданной величины, приводной модуль создает временный, регулируемый по величине импульс давления, который передается на ориентирующий модуль для привода в действие, так называемого, дифференциального (распределительного) вала, установленного на той же фиксированной оси, что и вертлюжное соединение, то изменение давления переводит положение ориентирующего модуля из позиции i в позицию i + 1 (см., например, Bent-o-matic, август, 1986. Телепилот "Т-3000". Дистанционно управляемый коленный переводник с переменным углом отклонения. СМФ Интернациональный Французский институт нефти).

Недостатком этого устройства является высокая чувствительность к изменениям гидродинамического давления и требование высокой степени очистки промывочной жидкости по размеру и концентрации твердой фазы.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является дистанционно-управляемое отклоняющее устройство, содержащее корпус, на диаметрально противоположных сторонах которого размещены отклоняющие элементы, и расположенные между ними гидравлическую камеру, соединенную с затрубным пространством, и исполнительный механизм (см. авт. свид. СССР N 1779088, кл. E 21 B 7/08, опублик 1994).

Недостатком этого устройства является то, что угол перекоса устанавливается фиксированным, т.е. радиус искривления является постоянным.

Целью изобретения является изменение угла перекоса секций двигателя по линейному закону без подъема колонны на поверхность.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для перекоса частей забойного двигателя, содержащее исполнительный механизм, гидравлическую камеру, установленную над забойным двигателем и соединенную с затрубным пространством, и отклоняющую опору, введена труба, в верхней части которой размещена траверса, а в нижней - клин, а гидравлическая камера выполнена в виде следящего гидропривода с золотником, причем последний установлен с возможностью взаимодействия верхней частью с исполнительным механизмом, а нижний - с траверсой трубы, при этом нижняя часть трубы с клином частично охватывает верхнюю секцию винтового, забойного двигателя, на верхней секции которого шарнирно закреплена отклоняющая опора с возможностью взаимодействия с клином.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Предлагаемое устройство содержит исполнительный механизм 1 телеметрической системы, в котором имеет датчик положения (не показан), золотник 2, который расположен в штоке 3. Шток 3 выполнен с поршнем 4 и с отверстиями 5 - 7 и установлен в сервоцилиндре 8. Золотник подпружинен пружиной 9. Элементы 2, 3, 4 и 8 представляют собой следящий гидропривод. Шток 3 соединен с траверсой 10 трубы 11, которая заканчивается клином 12. Последний имеет возможность взаимодействовать с отклоняющей опорой 13. Нижняя часть трубы 11 частично охватывает верхнюю секцию 14 винтового забойного двигателя /ВЗД/ 15, который соединен через переводник 16 и центратор 17 с долотом 18.

Устройство работает следующим образом.

Управляющий сигнал на исполнительный механизм 1 поступает от телеметрической системы, в которой имеется датчик положения, измеряющий ход золотника, который пропорционален углу перекоса.

Исполнительный механизм 1 взаимодействует с золотником 2 (на чертеже изображено верхнее его положение, при котором угол перекоса α_п= 0 ).

Золотник, расположенный внутри полого штока 3 сервоцилиндра 8, изображен в положении, когда золотник перекрывает отверстия 5 и 6, связанные с верхней полостями под и над поршнем 4, внутри которого имеется отверстие 19, сообщающееся с затрубным пространством 20.

Золотник 2 полностью разгружен в радиальном и аксиальном направлениях и при перемещении его вниз (см. пунктир) промывочная жидкость поступает в полость над поршнем 4, а полость под поршнем 4 сообщается с затрубным пространством. Для исключения попадания в золотник твердых частиц предусмотрен сетчатый фильтр (не показан). В результате под действием перепада давления ( Δ P = 100 атм) поршень 4 с штоком 3 перемещается вниз за золотником 2, пока опять не будет им перекрытым отверстия 5 и 6. Контроль на поверхности осуществляется по отрицательным скачкам давления ( Δ P). При перемещении штока 3 вниз перемещается труба 11 с клином 12, который воздействует на отклоняющую опору 13, создавая угол перекоса в зависимости от длины хода.

Таким образом, заявленное устройство обладает большими преимуществами по сравнению с известными. Так оно измеряет угол перекоса по линейному закону. Конструкция привода малогабаритна, что позволяет ее использовать, начиная со старого фонда нефтяных и газовых скважин с обсадными трубами.

Формула изобретения

Устройство для перекоса частей забойного двигателя, содержащее исполнительный механизм, гидропривод, установленный над забойным двигателем и соединенный с затрубным пространством, и отклоняющую опору, отличающееся тем, что оно снабжено трубой, в верхней части которой размещена траверса, в нижней - клин, а гидропривод выполнен в виде следящего гидропривода с золотником, причем последний установлен с возможностью взаимодействия верхней части с исполнительным механизмом, а нижней - с траверсой, трубы, при этом нижняя часть трубы с клином частично охватывает секцию винтового забойного двигателя, на которой шарнирно заркеплена отклоняющая опора с возможностью взаимодействия с клином.

РИСУНКИ

Рисунок 1