Устройство для ориентации отклонителя при турбинном бурении

 

Союз Советскин

Социалистнческнн

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 933969 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1 3.10.80 (2 I ) 2993244/22-03 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет

Опубликовано07.0g.82. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 07.06.82 (5t)M. Кд.

Е 21 В 47/022

Геоударстаеннмй комнтет но делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 622.241 (088.8) Н. Н. Ногач, 3. Я. Любовицкий, О. А. Турянск нй -В. Ф. Пундор, В.А. Быков и А.Г. Лукашев

Центральная научно-исследовательская лаборатория

Производственного: объединения и Долинское, управление буровых работ Производственного объедине я

Укрнефть" (72) Авторы изобретения (7!) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ OPHEHTAUNH ОТКЛОНИТЕЛЯ

ПРИ ТУРБИННОМ БУРЕНИИ

Изобретение относится к бурению направленных нефтяных и газовых скважин турбинным способом.

Известен сигнализатор для ориентирования устройства направленного бурения, 5 включаклций турбину, редуктор, генератор тока, ртутный замыкатель, электродвигатель и источник гидроимпульсов (1).

Недостаток этого сигнализатора заключается в сложности и низкой надежноо10 ти привода датчика гидроимпульсов. Кроме того, устройство нельзя применять в вертикальных скважинах.

Известно также устройство для ориен15 тирования отклонителя при направленном турбинном бурении скважин, состоящее из задатчика азимута, датчика гидроимпульсов в виде пластинчатого клапана и привода датчика, представляющего собой электромагнит с полым якорем, Электропитание устройства осуществляется при помощи генератора тока, приводимого в движение гидротурбиной (2 J.

Однако в известном устройстве также недостаточно надежен привод датчика гидроимпульсов. Причина заключается в том, что пульсация промывочной жидкооти приводит к нестабильности работы сиотемы турбина — генератор. Это, в свою очередь, вызывает вибрирование пластинчатого клапана и, как следствие, искажение измеряемого сигнала. Кроме того, проблематичным является защита силового электромагнита от промывочной жидк ости.

Iles ю изобретения является повышение надежности. ориентации отклонителя при направленном бурении путем улучшения управления клапаном датчика гидроимпульс ов.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено распределителем, установленным в корпусе, в котором выполнены две емкости, одна из них приемная, а другая заполнена сжатым воздухом, привод дат тка гидроимпульсов выполнен в виде пнсвмоцилиндра со штоком, причем полость пневмоцилиндра электрически связана через распределитель и емкости с задатчиком азимута, а шток жестко соединен с клана ном.

На фиг. 1 представлена конструкция 5 устройства, на фиг. 2 — принципиальная электропневматическая схема.

Устройство предстваляет собой элемент бурильной колонны„ состоящий из корпуса 1 и установленных в него задатчика 2 азимута, автономного источника 3 питания, часового механизма 4, электромагнитного реле 5, датчика 6 гидI роимпульсов и привода датчика.

Привод датчика состоит из пневмоцилипара 7, полости 8 и 9 которого сообщены через электроуправляемый распределитель 10 с емкостью 11 сжатого воздуха и кольцевой приемной емкостью 12, которая предварительно заполнена атмос- >О ферньм воздухом.

Объемы емкостей 11 сжатого воздуха и приемной емкости 12 по отношению к рабочему обьему пневмоцилиндра 7 . подбираются с учетом оптимального ко» личества срабатываний привода датчика гидроимпульсов по причине возможных изменений отклонителя по азимуту в процеосе бурения от первоначально заданного.

При этом давление воздуха в емкости llgg являющейся пневмоаккумуля тором, должно понизиться незначительно при перетоке его в приемную емкость 12.

Задатчик 2 азимута включает в себя источник 13 света, фоточувствительный элемент 14 и асимметричную магнитную стрелку 15.

Фоточувствительный элемент 14 элект рически связан с усилителем 16 постоянного тока на выходе которого установле- 40 но электромагнитное реле 5. В зависимости от положения отклонителя в процессе бурения задатчик 2 азимута осуществляет управление распределителем

10 путем подачи напряжения от источни- 4> ка 3 питания через токовод 17 на катушки 18 и 19.

Шток 20 пневмоцилиндра 7 жестко связан с клапаном 21 датчика 6 гидроимпульсов. Последний предназначен для то50

ro, чтобы при помощи сигнала в виде гидроимпульсов давления промывочной жидкости в циркуляционной системе информировать на поверхность об отклонении направления бурения от заданного. Ход штока 20 регулируется посредством гай55 ки 22.

Устройство работает следующим обра« зам.

Перед спуском бурильной колонны задатчик 2 азимута настраивается на нужное направление бурения. В соответст вии с этим направлением устанавливается отклонителк Одновременно включается часовой механизм 4, который при достижении бурительной колонной забоя скважины замыкает свой нормально открытый контакт ЦМ в цепи источника 3 тока, осуществляя тем самым электропитание устройства.

В случае отклонения проводки скважины от заданного направления жестко связанная система источник 13 света— фоточувствительный элемент 14 соответ« ственно смещается от северного направления магнитной стрелки 1 5 в сторону отклонения скважины. При этом свето вой поток от источника света, свободно попадая на фоточувствительный элемент, вызывает в нем увеличение тока. Усиленный усилителем 16 постоянного тока сигнал включает электромагнитное реле 5, в результате чего замыкается нормально открытый контакт Рно в цепи катушки 18.

Это, в свсю очередь, приводит к сраба» тыванию распределителя 10, и полость 8 пневмоцилиндра 7 соединяется с емкостью

ll сжатого воздуха. Шток 20 с клапаном 21 перемещается на перекрытие проходного отверстия датчика 6 гидроимпульсов. Одновременно воздух с полооти 9 стравливается в приемную емкость

1 2. При перекрытии проходного канала датчика 6 гидроимпульсов происходит увеличение давления в нагнетающей линии бурового насоса, по которому судят о смешенин положения отклонителя от заданного.

После восстановления заданного положения отклонителя путем поворота бурильной колонны магнитная стрелка 15 перекрывает световой поток от источника

13 света на фоточувствительный элемент 14. При этом усилитель 16 находится в запертом состоянии. Реле 5 выключается и катушка 1 8 обесточивает ся. Нормально закрытый контакт Р,> обеспечивает подачу питания на электромагнитную катушку 19. Последнее приводит к переключению распределителя и как следствие, к смешению клапана 21 на открытие проходного отверстия датчика 6 гидроимпульсов. Такое состояние сохраняется до тех пор, пока положение отклонителя совпадает с заданным.

Использование предлагаемого. устроЛства позволяет за счет исключения тсхпо5 933969 6 логического процесса спуска-подъема гео- ник питания, о т л и ч а ю щ е е с я физической аппаратуры ориентирования тем, что, с целью повышения надежности сократить время проводки скважин и тем ориентации, оно снабжено распределитьсамым приводит к снижению стоимости лем, установленным в корпусе, в котоих бурения. 5 ром выполнены две емкости, одна из них

Применение предлагаемого устройства приемная, а другая заполнена акатым особенно эффективно при бурении кусто- воздухом, привод датчика гидроимпульсов вым методом, распространенным при выполнен в виде пневмоцилиндра со штопроводе скважин в труднодоступных ком, причем полость пневмоцилиндра районах Севера и Дальнего Востока стра- о электрически связана через распределитель и емкости с задатчиком азимута, а шток жестко соединен с клапаном.

Формула из обретения

Устройство для ориентации откло-i нителя при турбинном бурении, содержа« шее корпус, задатчик азимута, датчик гидроимпульсов с клапаном, привод дат чика гидроимпульсов, автономный источИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 474606, кл. Е 21 В 47/022, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР пэ заявке ¹ 2600184, 2о кл. Е 21 В 47/022, 1978.

Редактор JI. Лукач

Составитель М. Карбачинская

Техред М. Тепер Корректор H. Швыдкая

Заказ 3880/20 Тираж 623 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная,