ОТКЛОНИТЕЛЬ РЕГУЛИРУЕМЫЙ Российский патент 1999 года по МПК E21B7/08 

Изобретение относится к области бурения горизонтальных и наклонных скважин, в частности к отклонителям регулируемым с изменяющимся углом.

Известен гидравлический отклоняющий снаряд ГОС - 76 /1/. Отклонитель состоит из отклоняющего узла и объемного гидродвигателя. Отклоняющий узел состоит из полуклиньев и ползуна. Полуклинья расположены на рабочем валу, состоящем из нижней и верхней частей. На нижний вал навинчивается переводник и долото. Объемный гидродвигатель состоит из нижнего и верхнего силовых гидроцилиндров, соединенных переводником. Внутри цилиндров на рабочем валу размещены поршни. Передача усилия на отклоняющий механизм осуществляется гидроприводом, приводимым в действие промывочной жидкостью.

Недостатком данного отклоняющего снаряда является возможное разориентирование снаряда, ненадежное раскрепление снаряда в скважине, невозможность передачи больших нагрузок на забой, все это приводит к низкой надежности в эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является отклонитель регулируемый, состоящий из верхнего гидроцилиндра и отклоняющего узла /2/.

Верхний гидроцилиндр имеет направляющие пазы, внутри которого размещен поршень-шток с направляющими, которые перемещаются в направляющих пазах. В поршне-штоке установлен дроссель. Для удержания поршня-штока в верхнем положении имеется пружина с шайбой и втулка для ограничения хода. На нижней части поршня-штока с наружной стороны имеются профрезерованные пазы для проворота корпуса отклоняющего узла.

Отклоняющий узел состоит из корпуса, в котором расположены диск и фиксатор с неподвижно закрепленными на них пальцами, находящиеся в зацеплении с профрезерованными пазами гидроцилиндра, и храповое колесо, которое находится в зацеплении с собачкой, установленной на диске. Корпус снабжен пазами, в которые входят зубья фиксатора. Между гидроцилиндром и корпусом отклоняющего узла установлен подшипник скольжения.

Недостатком известного отклонителя является невозможность получения достоверной информации о повороте отклонителя на заданный угол, что может привести к нарушению нормального технологического процесса проводки скважины.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы за счет передачи электрического сигнала на наземный пульт управления при изменении угла разворота отклоняющего узла.

Поставленная цель достигается тем, что в известном отклонителе регулируемом, содержащем верхний гидроцилиндр и отклоняющий узел, согласно изобретению верхний гидроцилиндр дополнительно снабжен ориентатором, который своим ребром входит в зацепление со скважинным прибором, регистрирующим угол разворота отклоняющего узла и передающим его значение на наземный пульт управления, и через шарнир соединен со штангой, которая проходит во внутренней полости поршня-штока гидроцилиндра и корпуса отклоняющего узла, а нижней своей частью с помощью шпонки соединена с отклоняющим узлом.

На фиг. 1 изображен предложенный отклонитель в продольном разрезе, на фиг. 2 - разрез А-А, на фиг. 3 - разрез Б-Б.

Предлагаемый отклонитель регулируемый состоит из верхнего гидроцилиндра и отклоняющего узла. Верхний гидроцилиндр 1 имеет направляющие пазы 2, внутри которого размещен поршень-шток 3 с направляющими 4, которые в свою очередь перемещаются в пазах 2. Пазы 2 удерживают поршень-шток 3 от проворота.

В поршне-штоке 3 установлен дроссель 5, с помощью которого регулируется перепад давления, обеспечивающего перемещение поршня-штока 3 вниз, когда необходимо повернуть отклонитель на заданный угол. На нижней части с наружной стороны поршня-штока 3 имеются профрезированные пазы 6. Пружина 7 удерживает поршень-шток 3 в верхнем положении. Втулка 8 ограничивает ход поршня-штока 3. Шайба 9 служит опорой для пружины 7.

Отклоняющий узел состоит из корпуса 10, где в верхней части установлены диск 11, на котором неподвижно закреплен палец 12 и фиксатор 13, на котором также неподвижно закреплен палец 14, а храповое колесо 15 с зубьями составляет одно целое с корпусом 10. Палец 12 и палец 14 последовательно введены в профрезерованные пазы 6 поршня-штока 3. На диске 11 установлена собачка 16, которая проворачивает на заданный угол зубья храпового колеса 15. Пружина 17 прижимает собачку 16 к зубьям храпового колеса 15. Диск 11 опирается на опору 18. Зуб (не показано) фиксатора 13 в исходном положении находится в зацеплении с пазом 19. Гайка 20 крепит неподвижно фиксатор 13 на поршне-штоке 3. Внутри полости верхнего гидроцилиндра 1 и корпуса 10 отклоняющего узла проходит штанга 21, которая нижней своей частью соединена с отклоняющим узлом с помощью шпонки 22.

В гидроцилиндре 1 установлен ориентатор 23, имеющий ребро 24, на который ориентируется и совершает посадку скважинный прибор 25, регистрирующий угол разворота отклоняющего узла и передающий его значение на наземный пульт управления. Скважинный прибор 25 спускается в скважину на кабеле. Ориентатор 23 может свободно совершать вращение в гнезде гидроцилиндра 1. Ориентатор 23 и штанга 21 соединены между собой шарниром 26, который позволяет передавать вращение при изменении угла между ними.

Верхний гидроцилиндр 1 и корпус 10 отклоняющего узла соединены между собой гайкой накидной 27. Между гидроцилиндром 1 и корпусом 10 отклоняющего узла установлен подшипник скольжения 28. Кольца 29 и 30 являются уплотнениями между внутренней полостью отклоняющего узла отклонителя и внешней средой.

Предлагаемый отклонитель регулируемый работает следующим образом.

Нижней своей частью отклонитель навинчивается на забойный двигатель с долотом, а к верхней его части навинчивается устройство посадочное, которое соединяется с бурильными трубами. Вся компановка (инструмент) спускается в скважину до забоя и осуществляется бурение. При необходимости изменения угла отклонителя вся компоновка (инструмент) приподнимается над забоем до выбора собственного веса. Увеличивается расход закачиваемого бурового раствора. Раствор, проходя через дроссель 5, создает перепад давления на нем. Появляется дополнительная сила на поршень-шток 3, которая начинает сжимать пружину 7, и поршень-шток 3 совершает прямолинейное движение вниз по направляющим 4. В этот момент фиксатор 13, сидящий неподвижно на поршне-штоке 3, выводит зуб из зацепления с пазом 19, составляющего одно целое с корпусом 10 отклоняющего узла, тем самым давая возможность отклоняющему узлу свободно вращаться относительно верхнего гидроцилиндра 1.

При дальнейшем движении поршня-штока 3 вниз палец 12, двигаясь по кривой паза 6, поворачивает собачку 16, сидящую на диске 11. Собачка в свою очередь поворачивает зуб храпового колеса 15, составляющего одно целое с корпусом 10 отклоняющего узла. Таким образом корпус 10 отклоняющего узла, поворачиваясь на заданный угол, изменяет угол отклонителя. При изменении угла поворота отклоняющего узла через шпонку 22, штангу 21 и шарнир 26 передается вращение ориентатору 23. Вместе с оринетатором 23 поворачивается скважинный прибор 25. Сигнал поворота скважинный прибор 25 передает на наземный пульт управления.

Таким образом на пульт управления сообщается информация о том, что отклонитель сработал и провернулся на заданный угол.

После снятия давления поршень-шток 3 возвращается в исходное положение под действием пружины 7, и фиксатор 13 входит в зацепление с пазом 19 корпуса 10 отклоняющего узла. Фиксатор 13, находясь в зацеплении с пазом 19 корпуса 10, не позволяет отклонителю произвольно проворачиваться в процессе бурения.

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить надежность работы отклонителя за счет передачи сигнала на поверхность, что обеспечит нормальную эксплуатацию его в работе.

Источники информации:
1. И. П. Мальчук. Бурение направленных и многоствольных скважин. М.: "Недра", 1991, с. 100-102.

2. Патент РФ N 2109908, кл. E 21 B 7/04, 1998, БИ N 12.

Изобретение относится к бурению горизонтальных, наклонных скважин, в частности к отклонителям регулируемым с изменяющимся углом. Изобретение позволит повысить надежность работы за счет передачи электрического сигнала на наземный пульт управления при изменении угла разворота отклоняющего узла. Отклонитель содержит верхний гидроцилиндр и отклоняющий узел. Новым является то, что верхний гидроцилиндр дополнительно снабжен ориентатором, который своим ребром входит в зацепление со скважинным прибором, регистрирующим угол разворота отклоняющего узла и передающим его значения на наземный пульт управления, и через шарнир соединен со штангой, которая проходит во внутренней полости поршня-штока гидроцилиндра и корпуса отклоняющего узла, а нижней своей частью с помощью шпонки соединена с отклоняющим узлом. 3 ил.

Отклонитель регулируемый, содержащий верхний гидроцилиндр и отклоняющий узел, отличающийся тем, что верхний гидроцилиндр дополнительно снабжен ориентатором, который своим ребром входит в зацепление со скважинным прибором, регистрирующим угол разворота отклоняющего узла и передающим его значение на наземный пульт управления, и через шарнир соединен со штангой, которая проходит во внутренней полости поршня-штока гидроцилиндра и корпуса отклоняющего узла, а нижней своей частью с помощью шпонки соединена с отклоняющим узлом.