Отклонитель

 

<>781311

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСА

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.1278 (21) 2697891/22-03 (51)М. Кл. с присоединением заявки Нов

Е 21 В 7/08

Государственный комитет

СССР но делан нюбретеннй н открытий (23) Приоритет

Опубликовано. 231 0. Бюллетень Мо 43

Дата опубликования описания 23,1 1,80 (53) УДК 622.243.: .051(088.8) (72) Авторы изобретения

Г.Г.Семак, М.Л.Шумада, A.Ã.Êàëéíèí, P.Ñ.ßðåìèé÷óê и В.М.Беляев

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт буровой техники (71) Заявитель (54 ) ОТКЛОНИТЕЛЬ

Изобретение относится к области бурения наклонно-направленных скважин с применением забойных двигателей, а именно к устройствам для управления траекторией ствола скважины.. в устойчивых породах.

Известно устройство для бурения скважин, включающее корпус и отклоняющий элемент с эксцентричным выступом на наружной поверхности (1).

В известном устройстве отклоняющий элемент выполняет роль центратора-стабилизатора и не может быть использован как отклонитель, так как отклоняющий элемент устанавлива- 15 ется между УВТ и бурильными трубами на значительном расстоянии от долота. Кроме того, известное устройство не имеет в своей конструкции орйентатора. Все это ограничивает область 20 применения известного устройства, которое может быть использовано только для бурения вертикальных скважин.

Наиболее близким .техническим решением к предлагаемому,, является отклонитель, включающий корпус с присоединительными резьбами, отклоняющий элемент с эксцентричным выступом на наружной поверхности, его ориентатор, выполненный в виде эксцентричного гру-30 за и Фиксатор, выполненный в виде пальцев, имеющих гидравлический привод (2).

Недостатком известного отклонителя является то, что в его конструкции роль эксцентричного выступа на отк лоняющем элементе выполняет рессора, выдвигаемая за габариты корпуса отклонителя пальцами, имеющими гидравлический привод.

Попадание шлама под выдвинутые рессоры и их заклинивание в таком по ложении при вращении бурильного инструмента может привести к поломке рессор и выходу отклонителя из строя.

Кроме того, при работе такого отклонителя возможно заклинивание под аипников эксцентричного груза из-за попадания мельчайших частиц шлама в масляную камеру.

Цель изобретения - повышение надежности ориентирования отклоняющего элемента во время бурения скважины.

Указанная цель достигается тем,, что отклонитель снабжен установленной под отклонякщим элементом концентрично корпусу кольцевой обоймой, с осевыми отверстиями в верхней ,.части для размещения пальцев, а на ,нижнем торце отклоняющего элемента

781311 выполнено, по крайней мере, одно гнез- до для взаимодействия с последними.

На фиг.1 изображен отклонитель, продольный разрез; на фиг.2 - сечениеХ-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — сечение В-В на фиг.1. отклонитель состоит из корпуса, выполненного в виде двух свинченных между собой псж4х переводйиков - верхнего 1 и нижнего 2. На наружной по- 19 верхйости верхнего переводника 1 с

"возможностью проворота установлен отклоняющий элемент 3 с эксцентричным выступом 4 на наружной поверхности и по крайней мере, с одним кони ческим стопорным гнездом 5 на его нижнем торце, Под отклоняющим элементом установлен его фиксатор, состоящий из кольцевой обоймы б, соединенной с нижним церенодником 2 и имеющей сквозные осевые отверстия, в верхней части которых по окржности"размещены стопорные пальцы 7. Под

" пальцами между верхним переводником

1 и обоймой 6 óñòàíîâëåíà âòóëêà 8 с беговой дорожкой на ее верхнем тор- 25 це для шара 9.

Для привода в действие стбпорных пальцев 7 "ориеЪтатофа" в "отнерстйях нижнего переводника 2 установлены поршиИ 10, которые при помощи тяг 11 соединены с втулкой 8 ° На тягах внутри отверстий нижнего переводника 2 установлены возвратные 12 и поджимные

13 пружины.

Внутренняя полость ориентатора и узла привода его пальцев 7 представ ляет собой герметичйо закрйтую масляную камеру. Герметизирующие камеру манжеты и сальники, а также"пробки ."" для" заполнения и слива масла с целью упрощения чертежа.на последнем не по- 4р казаны.

С целью компенсации изменейия объема масляной кжеры ориентатора при перемещении поршней 10, а также для йыравнивания давления в масляной ка- 45 мере с давлением в затрубном простран- стве на нижнем - переводнике 2 отклоййтеля установлей резиновый компенсатор 14.

На верхнем конце переводника 1 5р и на нижнем конце переводника 2 имеются резьбы для-присОединения к откдонителю сверху бурильчых труб, а сййзу забойного двйгателя C долотом.

ОтклонитЕль работает следующим образом.

При бтсутствий цйркуляцйй йромывочной жидкости и избыточного давления в бурильных трубах детали отклонителя занимайт Исходное положение указанное на фиг.1. В наклонной окна- ® жине шар 9, перекатываясь"по беговой дорожке втулки 8, занймает исходное йоложеййе в плбскостй"наклона скважины. Ориентация отклоняющего элемента 3 н исходном положении является случайной. Перед включением циркуляции промывочной жидкости отмечается случайная исходная ориентация колонны бурильных труб относительно ротора.

После включения циркуляции промывочной жидкости под действием пере ада:давления, возникающего в бурильных трубах над забойным двигателем, поршни 10 переместятся в крайнее верхнее положеййе до упора в отверстии переводника 2. Возвратные пружины 12 при этом сожмутся, а поджимные пружины 13 приподнимут втулку 8 с беговой дорожкой вверх. При этом шар 9 попадает под ближайший к нему стопорный палец 7 и йрижимает его к отклоняю- . щему элементу 3.

Ввиду случайной ориентации отклоняющего элемента, при которой единственное стопорное гнездо 5 в нем может"не" совпадать с поджатым стопорным пальцем 7, элемент еще не стопорится.

С целью стопорения и ориентации отклоняющего элемента 3 по отношению к имеющемуся азимуту наклона скважины,,после вклйЖеиия циркуляции промыночной жидкости, производят проворот бурильного инструмента. При этом отклоняющий элемент удерживается на месте за счет сил взаимодействий его эксцентричного выступа 4 со стенками скважины, а поджатый стопорный палец

7, скользя по нижней торцовой поверхности отклоняющего элемента, совмес-. тится co cToIlopHEitM гнездом 5, расположенным под эксцентричным выступом.

Стопорный палец 7, застопорив отклоняющий элемент 8, пронорачивает его, преодолевая силу взаимодействия эксцентричного-"выступа со стенками скважины до той орйентации, при которой последний j ñòôéîâèòñÿ"ïo азимуту исходного положения шара 9. При этом осуществляется ориентация отклонителя на умейьшейие"зенитного угла скважины.

Если требуется увеличение зенитного угла скважины, то произнодится дополнительный проворот колонны бурильных труб на 180 . Если же требуется одновременнное изменение зенитного угла и àaIINyi а"йаклойа скважины, то производится дополнительный проворот на расчетный угол, Во всех случаях производится также поворот бурильного инструмента на угол скручивания колонны бурильных труб реактивным моментом забойного двигателя.

В сориентированном пОложении отклонителя производится бурение без проворота бурильного-инструмента ротором. ЙоСле -выключения циркуляции промывочной жидкости. возвратные пружины

12 перемещают поршни 10 и втулку 8 в исходное-положение.

781311

Формула изобретения

A-4

В застопоренном состоянии отклони- теля стопорный палец 7, вошедший в гнездо 5 отклоняющего элемента, прижат к нему с постоянной силой, независи„мо от давления жидкости в бурилЬном инструменте. Концы стопорных пальцев

7 и гнездо 5 в отклоняющем элементе 3 выполнены коническими. Угол конусности и сила прижатия стопорного кольца к отклонякщему элементу выбраны такими, чтобй обеспечивалась возможность выхода пальца из гнезда при провороте отклоняющего элемента с .моментом .вращения, превышающим заданную величину. Таким образом исключается возможность перегрузки и поломки стопорного пальца 7 в аварийной ситуации. При отсутствии давления в бурильных трубах отклоняющий элемент расстопорен.

Технико-экономические преимущества от использования отклонителя эаключа- Зф ются в повышении надежности ориенти-, рования отклоняющего элемента во время бурения. Это достигается за счет формы выполнения отклонякщего элемента (монолитный ребристый эксцентрик), а также за счет конструктивных особенностей его ориентатора, все детали ",которого размещены в герметичной масляной камере и тем самым защищены от действия на них промывочной жидкости.

Отклонитель, включающий корпус с присоединительными резьбами, отклонякщий элемент с эксцентричным выступом на наружной поверхности и его фиксатор, выполненный в виде пальцев, имеющих гидравлический привод, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности ориентирования, он снабжен установленной под отклоняющим элементом концентрично корпусу кольцевой обоймой с осевыми отверстиями в верхней части для размещения пальцев, а на нижнем торце отклоняющего элемента выполнено, по крайней мере, одно гнездо для взаимодействия с последними.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент С11% 9 2712434, кл. 175-73, опублик. 05.07.55.

2. Авторское свидетельство СССР

9 142239, кл. Е 21 В 7/08, 18.01.61.

ВНИИПИ Эаказ 8084/27 Тираж 626 Подписное

J Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4