ШПИНДЕЛЬ-ОТКЛОНИТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК E21B7/08 E21B4/02 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к техническим средствам для бурения наклонно-направленных, горизонтальных и зарезки боковых стволов скважин.

Известен турбобур-отклонитель (авт.св. 135846, кл. E 21 B 7/08, 1960).

Недостатками турбобура-отклонителя являются:
малая интенсивность искривления скважины;
значительно малый ресурс работы соединительной муфты и в целом турбобура - отклонителя;
при возникновении люфта в опоре шпинделя соединительная муфта нагружается реактивным осевым усилием, что по мере износа опоры вызывает смещение вверх центра зацепления соединительной муфты относительно точки пересечения геометрических осей шпинделя и турбобура.

Известен турбобур-отклонитель для бурения наклонно-направленных скважин (авт. свид. 947375, кл. E 21 B 7/08, опубликовано 30.07.82), принятый за прототип.

Недостатками данного турбобура - отклонителя являются:
малая интенсивность набора кривизны, особенно при зарезке боковых стволов и бурении горизонтальных скважин, интенсивность набора кривизны составляет максимум 3^o20' на 10 м проходки;
наличие осевого зазора между кулачковыми полумуфтами вызывает неуравновешенность осевых нагрузок, гидравлических сверху и реакцию забоя снизу, а также смещение центра зацепления полумуфт относительно точки пересечения геометрических осей шпинделя и турбобура, что вызывает интенсивный износ не только осевых опор, но и рабочих пар привода (турбобура).

Цель изобретения - повышение интенсивности набора кривизны и долговечности шпинделя-отклонителя.

Указанная цель достигается тем, что длина нижней части отклонителя (наставки) предельное укорочена путем монтажа (переноса) радиальной опоры внутрь расточенной ниппельной гайки, а для уменьшения реакции забоя и повышения ресурса работы осевых опор кулачковые полумуфты выполнены с упорными торцевыми поверхностями и установлены на валах шпиндельной секции относительно одна другой без осевого зазора.

На фиг. 1 показан шпиндель-отклонитель с секцией при вода; на фиг. 2 - разрез верхней и нижней части кулачковых полумуфт валов шпиндельной секции и наставки.

Шпиндель-отклонитель состоит из секции привода 1, шпиндельной секции 2, наставки 3, соединенные между собой по корпусу 4 кривым переводником 5, а по валам 6 и 7 кулачковыми полумуфтами 8 и 9, выполненными с упорными торцевыми поверхностями, установленными относительно одна другой без осевого зазора, а каналы 10 и 11, для прохода рабочей жидкости, выполнены боковыми.

Длина наставки 3 укорочена путем переноса места посадки ее нижней радиальной опоры 12 в расточенную ниппельную гайку 13. Угол перекоса между осью шпиндельной секции и осью наставки 3 задается кривым переводником 5.

В процессе бурения скважины передача вращения на вал 7 наставки 3 осуществляется посредством кулачковых полумуфт 8 и 9 по определенным углом.

За счет установки полумуфт с торцевыми упорными поверхностями на валах 6 и 7 без осевого зазора относительно одна другой, осевые нагрузки, сверху гидравлические, снизу - реакции забоя, уравновешиваются в плоскости пересечения геометрических осей кулачковых полумуфт 8 и 9. Осевые опоры секции привода 1, шпиндельной секции 2 и наставки 3 не испытывают уравновешенных осевых нагрузок, работая в нормальном режиме, ресурс работы не только осевых опор, но и рабочих пар секции привода 1 (турбобура) повышается.

Промышленные испытания шпинделя-отклонителя при зарезке боковых стволов и бурении горизонтальных скважин были проведены на площадях Туймазинского управления буровых работ Республики Башкортостан в 31 скважинах. Интенсивность набора кривизны составила в среднем 6^o30' на 10 м проходки, а время работы шпинделя-отклонителя и секции привода, по сравнению с используемыми до этого прототипами, увеличилось почти вдвое.

Изобретение относится к бурению интервалов отклонения скважины по зенитному углу и азимуту, а также для забуривания новых боковых стволов и стволов в аварийных случаях. Шпиндель-отклонитель содержит секции винтовой рабочей пары и секцию шпиндельную, состоящую из верхней части с установленным комплектом осевых и радиальных опор и нижней наставки, валы которых соединены между собой кулачковыми полумуфтами, имеющими упорные торцы для передачи осевой нагрузки, при этом радиальная опора наставки помещена в ниппельную гайку. Изобретение позволяет повысить эффективность бурения направленных скважин за счет интенсивного набора азимутального угла. 2 ил.

Шпиндель-отклонитель, содержащий секции винтовой рабочей пары и секцию шпиндельную, состоящую из верхней части с установленными комплектом осевых и радиальных опор и нижней наставки, валы которых соединены между собой кулачковыми полумуфтами, отличающийся тем, что за счет предельного укорочения длины наставки путем максимального приближения радиальной опоры к забою скважины ее монтируют в ниппельную гайку, а для передачи осевых нагрузок и уменьшения реакции забоя на опоры, кулачковые полумуфты имеют упорные торцы.