Устройство для ориентирования отклонителя

 

(72) Авторы изобретения

Н. Я. Мелентьев, И. Ф. Впухов и Т. А. Макеева

Северо-Кавказское территориальное геологическое-упреждение (7I) Заявитель (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ

ОТКЛОНИТЕЛЯ

Изобретение относится к бурению наклоннонаправленных скважин.

Известно устройство для ориентирования турбинного отклонителя, включающее корпус, внутри которого помешен разрез- 5 ной вал, выполненный в виде двух секцийнижней и верхней с однокулачковыми храповиками на концах, взаимодействующими друг с другом. Между секциями помешена пружина. На верхней секции вала закреплен эксцентриковый груз и нижняя часть его имеет шлицы для зацепления с корпусом (зацепление бывает только при сжатой пружине, а она сжимается за счет перепада давления при включении насосов).

Нижняя секция соединена с отклонителем, несущим турбобур (1) .

Известное устройство не обеспечивает большой точности ориентирования и не мо

20 жет быть применено при роторном способе бурения.

Неточность ориентирования связана с несовершенством узла торможения (фик2 сации) эксцентрикового груза - шлицевое сопряжение обуславливает определенную дискретную, не совпадаюшую с действительным направлением отвеса фиксацию.

При сопряжении развивается большой момент турбобура и возникает явление закручивания труб.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ориентирования отклонителя в наклонных и горизонтальных скважинах, включающее корпус, эксцентриковый груз с узлом торможения для фиксации его после установки на лежачем боку скважины, привод узла торможения в рабочее положение, узел поворота отклонителя (при неподвижной бурильной колонне), приспособление для включения этого механизма после затормаживания эксцентрикового груза и фиксатор необходимого угла поворота отклонителя относительно апсидальной плоскости (2) Недостаток известного устройства заключается в невысокой надежности работы узла торможения, закрепления которого в рабочем положении может не произойти, а жидкость будет воздействовать на работу узла поворота отклонителя.

Бель изобретения - повышение точности установки отклонителя в заданном направлении за счет надежного закрепления узла торможения в рабочем положении.

Поставленная цель достигается тем, что привод узла торможения в рабочее fQ положение выполнен в виде подпружиненного поршня с радиальными каналами, ус-" тановленного в осевом канале корпуса, причем последний имеет замкнутую полость с двумя рядами радиальных каналов для сообщения осевого канала корпуса над и под подпружиненным поршнем при его осе-. вом п ерем ешени и.

На фиг. 1 показано устройство для ориентирования отклонителя, верхняя часть; на фиг. 2 - то же, нижняя часть;на фиг. 3сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4. - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 — вид В на фиг 2 (пара полумуфт с винтовыми кулачо ками) .

Устройство для ориентирования отклонителя включает корпус, состоящий из частей 1 и 2 и имеющий осевой канал 3.

Соединение корпуса с бурильной колонной

30 осуществляется переходником 4. Эксцентриковый груз 5 опирается на подшипники

6. К грузу прикреплен переходник 7, соединенный шлицами с узлом торможения, включающим Поршень 8, соединенный "ласточкиным хвостом" с планками 9, В раз- » двинутом положении планки 9 фиксируются в корпусе посредством шлицев для удерживания груза 5 в апсидальной плоскости, продольное движение планок 9 ограничено шпильками 10. Возврат поршня в исход-4О ное положение осуществляется с помощью пружины 11. К поршню приварена втулка

12 с уплотнением 13, обеспечивающая воздействие промывочной жидкости на поршень. Поршень шлицами соединен с приво- дом узла торможения в рабочее положение, включающим концентрично установленные в осевом канале корпуса втулки 14, пробки 15 с радиальными каналами и пружиной 16. Втулка 14 имеет замкнутую полость 17 и два ряда радиальных каналов для связи осевого канала корпуса над и под пробкой 15 при ее осевом переме--. щении относительно втулки 14. Удел торможения опирается на подшипники 18.

Механизм поворота отклонителя включает пластину. 19, установленную в корпусе .20, подпружиненнь|й фиксатор 21, синусо7 ф идальную пару, состоящую из винта 22 со штоком 23 и втулкой 24, имеющей продольную прорезь для фиксации пластинкой

19 нужного угла поворота механизма, и геликоидальную гайку 25, соединенную с поршнем 26 штоком. 27 и шпильками 28.

В штоке 27 имеются шлицевые пазы с входящими в них шпонками 29, закрепленными в корпусе 30 с резьбой 31 в нижней части, Этим достигается прямолинейное движение поршня 26. Винт 22 опирается на подшипники 32 закрепленными в корпусе гайкой 33 и кольцом 34.

Бинт 2Й, соединенный шпонками 35 и шлицами муфты 36 с переходником 37, закрепленный в нем гайкой 38, передает вращение на отклонитель.

Вращение устройства, как части бу» рильной колонны, достигается соединением полумуфт 39 и 40. Полумуфта 39 закреплена в корпусе, полумуфта 40, соединенная шпонками 41 с винтом 22, вращается. Обе полумуфты имеют по два винтовых кулачка для зацепления при правом вращении корпуса устройства. Винт

22 имеет левое направление витков и при его вращении левые винтовые кулачки полумуфт проворачиваются, не приходя в зацепление. Полумуфта 40 подпружинена, полость корпуса закрыта заглушкой 42.

Все узлы устройства имеют проходные отверстия для подачи промывочной жидкости на бурильный инструмент. Зазор между тормозом и механизмом поворота должен быть минимальным.

Устройство для ориентирования отклонителя работает . следующим образом.

Перед спуском устройства с отклонителем в скважину поршень 26 выводят в крайнее верхнее положение. Ось отклонителя, определяющая направление отклоне, ния бурового инструмента от апсидальной плоскости, устанавливают под нужным углом к пазу . Для этого на винте 22 имеется контрольная метка Л и переходник 37, соединяющий устройство с отклонителем, имеет шлицевое соединение. Пластину 19 устанавливают в положение "Закрыто".

Устройство с отклонителем опускают на забой скважины (обязательно беэ промывки), затем приподнимают от забоя на минимальную высоту, обеспечивающую свободное проворачивание отклонителя.

Эксцентриковый груз 5 занимает поло-, жение в апсидальной плоскости скважины.

Дается выдержка во времени для точной

I установки груза 5 и включается промывочный насос. Промывочная жидкость через ками.

Э -б 3 Ф оурильную колонну и проходные отверстия в грузе 5 и поршне 8, через отверстия б заполняет полость 7K . Заполняя полость

З, промывочная жидкость поднимает поршень 8, раздвигающий планки 9, которые фиксируются в корпусе 1. Дается выдержка во времени для закрепления тормоза и увеличивается давление промывочной жидкости (выбор давления зависит от характеристик пружин) . Промывочная жидкость, воздействуя на пробку 15, через ее каналы и каналы во втулке 14 проникает в полость этого корпуса и далее в корпус 20 пластинчатого клапана. Через отверстием и зазор между пластиной 19 и корпусом 20 промывочная жидкость заполняет полость K и приводит в движение поршень 26. Начинается проворачивание геликоидального винта 22 с отклонителем до того момента, когда втулка 24 своей прорезью не совпадет с пластиной

19, после чего промывочная жидкость выдвигает пластину 19 в прорезь, попадая в паз Г . Проворачивание винта 22 прекращается, Малыми оборотами вращает- ся бурильная колонна, происходит зацепление полумуфт 39 и 40 и через корпус устройства передается вращение на отклонитель.

Технико-экономическая эффективность ЗО предлагаемого устройства заключается в сокращении времени на проводку скважины за счет повышения точности ее направления.

ООr

Формула изобретения

1. Устройство для ориентирования о клонителя, включающее корпус с осевым каналом, эксцентриковый груз, узел тор можения с приводом его в рабочее положение и узел поворота отклонителя с фиксатором его рабочего положения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности установки отклонителя в заданном направлении за счет надежного закрепления узла торможения в рабочем положении, привод последнего выполнен в виде концентрично установленных в осевом канале корпуса подпружиненной пробки и втулки с замкнутой кольцевой полостью, причем последняя имеет два ряда радиальных каналов для связи осевого канала корпуса над и под пробкой при ее осевом перемещении относительно втулки.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что узел торможения выполнен в виде поршня с клиновыми планИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе ю

1. Авторское свидетельство СССР

No 355322, кл. Е 21 В 7/08, 1970.

2. Колесников A. Е., Мелентьев H. Я.

Искривление скважин. N., "Недра", 1979, с. 107 — 109, рис. 58.