Устройство для ориентирования отклонителя при направленном турбинном бурении скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ф (61) Дополнительное к авт. свит-ву— (22) Заявлено 05.04.78 (21) 2600184 22-03 с присоединением заявки Xo— (23) Приоритет— (43) Опублик»вано 07.11.81. Бк1ллстень ¹ 41 (45) )ата опубликования»пис ittttÿ 07.11.81 (51) .Л1. Кл.

Е21 В 47 022

E 21 В 7 04

Государственный комитет ла делам изобретений н открытий (5 >) УДК 622.243.2 (088 8) (72) Авторы Н. Н.Ногач, Н. А. Николаенко, Ф. И. Турко, пзобрстсния В. А. Степанюк, В. П. Василевский и О. А. Турянски (! 1) Заявtt t »,11> Центральная научно-исследовательская лаборатория Государственного производственного ос ьединения нефтяной промышленности «Укрнефть (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ

ОТКЛОНИТЕЛЯ ПРИ НАПРАВЛЕННОМ

ТУРБИННОМ БУРЕНИИ СКВАЖИН

Изобрстснис относится к области оурсния направленных нефтяных скважин турбинным способом.

Известны сигнализаторы для ориентирования в скважинс отклоняющего устройстВа пап равле>нногo оурвния, включающие источник питания, ртутный замыкатель, контакты которого расположены друг над другом (1).

При медленном вращении сигналпзатора, когда контакты окажутся в плоскости отвеса, происходит их замыкание каплей ртути, в результате чего перекрывается пр»ходное отверстие в седле клапана и происходит скачок давления, по которому судят о положении отклоняющего устройства.

Недостатками такого сигнализатора являются низкая точность определения местоположения отклонителя, трудность фиксирования гидроимпульсов и в связи с этим низкая надежность раооты сигнализатора, особенно при больших глубинах.

Известно устройство для ориентирования

»тклонптсля при направленном турбинном бурении скважин, включающее задатчик с чувствительным элементом, электрически связанный с исполнительным механизмом, датчик гидравлических импульсов и источник питания (2).

Недостатками этого устройства являются плохая работоспособность и вертикальных скважинах, нестабильность работы системы турбина — генератор во время выра5 батывания датчиком гидроимпульсов вслеДствие больших пул сации промывочной жидкости в данной зоне. Полное перекрытис проходного сечения способствует такжс созданию боги ших скачков давлсния, приводя10 щих к разрыву диафрагм и другим отрицательным явлениям. Все это ухудшает точность и надежность работы устройства.

Целью изобретения является увслпчснпс точности и надежности поддержания задан>З ного положения отклонителя в пр»цессс направленного бурения скважин.

Цель достшается тем, что испо,шительный механизм выполнен в виде электромагнита с полым якорем, а датчик гпдравличс20 ских импульсов в виде пластинчатого клапана, который связан с полым якорем тя гой.

При этом задатчик имеет магнитную стрелку и связан с устройством посредством карданного подвеса.

Чувствительный элемснт выполнен L вн дс источника света и его приемника, установленных на одной всртикальной оси, смс щенной относительно оси магнитной стре..30

878916

На фиг. 1 изображено устройство для ориентирования отклопителя, общий вид; на фнг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; kTa фиг.

3 — вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 4— электрокинематичеакая схема. 5

Устройство для ориентирования отклонптеля цри напрагленном турбинном бурснпп скважин включает источник питания, состоящий пз турбины 1 (фиг. 1), вал которой муфтой 2 соединен с валом генера"î- !о ра 3, блок управления 4, электромагнит 5, включающий статор 6, полый якорь 7 и пру>кину 8. Полый якорь 7 тягами 9 соединен с осью 0 пластинчатого клапана 11.

1(лапан 11 перекрывает срезанный под уг- 15 лом патрубок 12.

Задающая часть (фиг. 1 — — 3) устройства для ориентирования отклонитсля при направленном бурении скважин размещена в маслозаполненном корпусе 13. Задающая часть устройства состоит из рамки )4, связанной с устройством посредством карданного подвеса, включающего две опоры 15, свинченных в кольце 16. На кольце 16 имеются две закрепленные опоры 17, которыми 25 оно подвешено в корпусе 13. Рамка 14 благодаря смсгцению ее центра тяжести вниз по вертикали относительно плоскости крепления, наличию двух пар опор и перпендикулярности осевой линии одной пары к осе- 50 вой линии другой всегда устанавливается вертикально при наклоне устройства в любом направлении. Рамка 14 имеет возможность поворачиваться на любой угол по отношению к оси корпуса 13. 55

На рамке 14 в верхней части располо>кен круг 18 с градусной шкалой от 0 до

360 . Над кругом 18 в соприкосновении с ним расположено ко IT Ilo 19 с делениями, К кругу 18 крепится цилиндр 20 с размещен- 4О ными на нем источником света 21 и линзой

22, на общей оси с ними размещен приемник, имеющий чувствительный элемент 23, причем указанная общая ось находится в плоскости даления шкалы круга iS. Между @5 источником света 21 и чувствительным элементом 23 на оси 24 укреплена магнитная стрелка 25. Ось источника света 21 и чувствительного элемента 23 смещена относительно оси 24 магнитной стрелки 25, прн этом круг 18 и кольцо 19 могут поворачиваться вокруг своей оси и относительно друг друга.

Магнитная стрелка 25 выполнена асимметричной, т е.. с укороченным южным полюсом так, чтобы сохранилось условие полного перейры пия светового потока между чувствительным элемецгом 23 и источником света 21 только противоположным северным полюсом. 60

Устройство для ориснч ирования отклонитсля устанавливается непосредственно над отклонителем и жестко соединяется с н им.

Установку отклонителя в заданном на- ьз

4 правлении бурения производя1 перед спуcком бурильной колонны. 11улевое деление кольца 19 устройства совмещают с плоскостью искривления отклонителя. Протi нулевого деления кольца 19 устанавливают заданный угол азимута направления отклонителя поворотом круга 18 и производят Tkx совместную фиксацию.

При несовпадении азимута отклонителя с заданным направлением бурения пластинчатый клапан 11 перекрывает проходное отверстие патрубка 12, что вызывает увеличение давления промывочной .кидкостн, регистрируемое на поверхности.

После этого ротором поворачивают колонну в ту или другую сторону до совмещения оси источника света 21 и чувствительного элемента 23 с северным по. юсом стрелки 25, перекрывая тем самым световой поток от источника света 21 к чувствительному элементу 23. На обмотку электромагнита 5 поступает напряжение, полый якорь

7 перемещается в нижнее положение, открывая пластинчатым клапаном 11 проходное отверстие патрубка 12. На поверхности регистрируется падение давления промывочной жидкости, TTQ свидетельствует о правильном направлении отклонителя.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении точности ориентирования отклонителем породоразрушающегося инструмента по азимуту, повышении производительности процесс а п р о водки скв ажин.

Формула изобретения

1. Устройство для ориентирования отклонителя при направленном турбинном бурении скважин, содержащее задатчик с чувствительным элементом, электрически связанный с исполнительным механизмом, датчик гидравлических импульсов и источник питания, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности и надежности цоддер>кания заданного ITîëîæåíèÿ отклоцителя в процессе бурения, исполнительный механизм выполнен B виде электромагнита с полым якорем, а датчик гидравлических импульсов в виде пластинчатого клапана, который связан с полым якорем тягой.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ющ е ес я тем, что задатчик имеет магнитную стрелку и связан с устройством посредством карданного подвеса.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а к щ е е с я тем, что чувствительный элемент выполнен и виде источника света и его приемника, установленных на одной вертикальной оси, смещенной относительно оси магнитной стрелки.

Источники информации, принятыс во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 152209, кл. Е 21 В 47/022, 1951.

2. Авторское свидетельство СССР

X 474606, кл. E 21 В 47/022, 1973.

878916

Составители В. Родина

Тскред А. Камышиикова

Рсдак1ор Л. Павлова

Кор11скто1: A. Галазова

Заказ 8759

Изд. № 560 Тираж 634

ВНИИПИ Государственного когиитета СССР по делали изобретений и открытий

113035, Москва, 3С-35, Раушская иаб., д. 1, 5

Поди с!гос

Загорская типография Упрполпграфиздата Мособлисполкогна