УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ЗАБОЙНОГО БЛОКА ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В ОРИЕНТИРУЮЩЕМ ПЕРЕВОДНИКЕ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Российский патент 2016 года по МПК E21B47/01 

Изобретение относится к области бурения скважин и предназначено для фиксации забойного блока телеметрической системы (ЗТС) в ориентирующем переводнике, используемого для ориентации направленного бурения.

Известна забойная телеметрическая система, в которой скважинный модуль с измерительными преобразователями опускается на забой на каротажном кабеле внутри бурильных труб и устанавливается в посадочное перо, расположенное над забойным двигателем. В этом примере ориентация посадочного пера относительно забойного двигателя поддерживается шпонкой (пат. РФ на изобретение №2140539, опубл. 27.10.1999 г.).

Недостатком этого устройства является низкий срок эксплуатации вследствие износа шпонки при высоких динамических нагрузках.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является система, описанная в патенте US №4130162. Известная система включает ориентирующий переводник, который в своем внутреннем канале содержит втулку, на внутренней поверхности которой жестко закреплена шпонка, благодаря которой происходит вращательная ориентация ориентирующего пера путем вхождения шпонки в специальный паз ориентирующего пера.

Однако в известном устройстве шпонка разрушается в результате динамических нагрузок, вибраций и ударной нагрузки при бурении, вследствие этого нарушается вращательная ориентация посадочного пера.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения надежности фиксации забойного блока ЗТС в ориентирующем переводнике.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для фиксации забойного блока ЗТС в ориентирующем переводнике (переводник) бурильной колонны, содержащем в своем внутреннем канале ориентирующую втулку (втулка), в которую установлено посадочное перо (перо) корпуса забойного блока ЗТС, при этом на втулке жестко закреплена ориентирующая шпонка (шпонка), выполненная с возможностью входа в паз пера, благодаря которому перо занимает нужную ориентацию относительно забойного двигателя, в отличие от известного, на поверхности пера выполнен паз, в котором установлен пружинный фиксатор, а переводник содержит в своем внутреннем канале дополнительную фигурную втулку, установленную ниже ориентирующей втулки. Указанная втулка сориентирована в пазу во внутреннем канале переводника посредством фиксирующей. Фиксирующая шпонка жестко установлена на верхнем конце внешней поверхности втулки. Пружинный фиксатор выполнен фигурной формы в соответствии с упорной поверхностью пера и закреплен винтами. Дополнительная фигурная втулка выполнена с заходным конусом и фиксирующим выступом для фиксации пружинного фиксатора.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез компоновки устройства в переводнике.

На фиг. 2 представлен поперечный разрез компоновки устройства в случае частичного износа шпонки.

Заявляемое устройство для фиксации забойного блока включает в себя переводник 1, который имеет верхнюю замковую резьбу 2, выполненную в муфте переводника и нижнюю замковую резьбу 3, выполненную в ниппеле переводника. Замковые резьбы 2 и 3 предназначены для соединения между собой частей бурильной колонны.

Переводник 1 имеет внутренний канал, состоящий из первого участка 4 с увеличенным диаметральным размером и второго участка 5, имеющего меньший диаметральный размер, соединенные посредством переходной области, которая служит упором 6 для фигурной втулки 7.

Втулка 8 размещается во внутреннем канале переводника 1 и фиксируется относительно корпуса переводника 1 посредством шпонки 9, установленной на указанной втулке, и паза 10, выполненного в верхней части внутреннего канала переводника 1.

Ниже втулки 8 во внутреннем канале переводника 1 в области участка 4 с увеличенным диаметральным размером с помощью резьбового соединения 11 ввинчена дополнительная фигурная втулка 7, на которой выполнен заходный конус 12 и фиксирующий выступ 13. На втулке 8 жестко закреплена шпонка 14 с возможностью входа в паз 15 пера 16.

На поверхности посадочного пера 16 выполнен паз 17, в котором устанавливается пружинный фиксатор 18 с помощью винтов 19, при этом пружинный фиксатор 18 выполнен фигурной формы в соответствии с поверхностью пера 16.

На фиг. 2 показан сдвиг (поз. 20) втулки 8 относительно дополнительной фигурной втулки 7 при износе шпонки 14.

В интервале бурения, где необходимо наличие забойного блока ЗТС в компоновке бурильной колонны, скважинный модуль с установленным на нем пером 16 опускается на каротажном кабеле внутри бурильных и садится в переводник 1, расположенный над забойным двигателем (на фигуре не показано ввиду общеизвестности).

Для того чтобы осуществить ориентацию пера 16 относительно забойного двигателя, необходимо расположить перо 16 в заданной ориентации относительно втулки 8 в отверстии переводника 1. Стыкуемое зацепление пера 16 с поверхностью втулки 8 происходит после вхождения шпонки 14 в паз 15 пера 16.

Пружинный фиксатор 18, установленный на поверхности пера 16 в пазе 17, входит в предусмотренный заходный конус 12 и фиксируется посредством фиксирующего выступа 13, расположенных на дополнительной фигурной втулке 7.

На фиг. 1 показана ситуация, когда перо 16 упирается в шпонку 14 втулки 8, при которой происходит фиксация пера 16 при помощи пружинного фиксатора 18.

Для компенсации износа шпонки 14 в процессе эксплуатации применяется возможность сдвига втулки 8 вверх относительно дополнительной фигурной втулки 7 (поз. 20, фиг. 2), путем их раскручивания по резьбе 11 на величину износа шпонки 14, тем самым отпадает необходимость замены изношенных деталей. Такой процесс можно повторить неоднократно.

Благодаря наличию пружинного фиксатора 18 и дополнительной фигурной втулки 7 обеспечивается предотвращение выпадения пера 16 из втулки 8 и, в целом, повышается надежность фиксации забойного блока ЗТС в ориентирующем переводнике.

Изобретение относится к области бурения скважин и предназначено для фиксации забойного блока телеметрической системы (ЗТС) в ориентирующем переводнике, используемого для ориентации направленного бурения. Устройство включает ориентирующий переводник, содержащий в своем внутреннем канале ориентирующую втулку, в которую установлено посадочное перо корпуса забойного блока ЗТС. На ориентирующей втулке жестко закреплена ориентирующая шпонка, выполненная с возможностью входа в паз посадочного пера, благодаря которому посадочное перо занимает нужную ориентацию относительно забойного двигателя. Наряду с этим на поверхности посадочного пера выполнен паз, в котором установлен пружинный фиксатор. Ориентирующий переводник содержит в своем внутреннем канале дополнительную фигурную втулку, установленную ниже ориентирующей втулки. Указанная втулка сориентирована во внутреннем канале переводника посредством фиксирующей шпонки в пазу ориентирующего переводника. Пружинный фиксатор выполнен фигурной формы в соответствии с упорной поверхностью пера и закреплен винтами. Дополнительная фигурная втулка выполнена с заходным конусом и фиксирующим выступом для фиксации пружинного фиксатора. Повышается надежность фиксации забойного блока ЗТС в ориентирующем переводнике. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для фиксации забойного блока телеметрической системы в ориентирующем переводнике бурильной колонны, содержащее в своем внутреннем канале ориентирующую втулку, в которой установлено посадочное перо корпуса забойного блока ЗТС, при этом на ориентирующей втулке жестко закреплена ориентирующая шпонка, выполненная с возможностью входа в паз посадочного пера, благодаря которому посадочное перо занимает нужную ориентацию относительно забойного двигателя, отличающееся тем, что на поверхности посадочного пера выполнен паз, в котором установлен пружинный фиксатор, а ориентирующий переводник содержит в своем внутреннем канале дополнительную фигурную втулку, выполненную с заходным конусом и фиксирующим выступом для фиксации пружинного фиксатора.

2. Устройство для фиксации забойного блока телеметрической системы в ориентирующем переводнике бурильной колонны по п. 1, отличающееся тем, что дополнительная фигурная втулка установлена ниже ориентирующей втулки.

3. Устройство для фиксации забойного блока телеметрической системы в ориентирующем переводнике бурильной колонны по п. 1, отличающееся тем, что ориентирующая втулка сориентирована в пазу во внутреннем канале ориентирующего переводника посредством фиксирующей шпонки.

4. Устройство для фиксации забойного блока телеметрической системы в ориентирующем переводнике бурильной колонны по п. 3, отличающееся тем, что фиксирующая шпонка жестко установлена на верхнем конце внешней поверхности ориентирующей втулки.

5. Устройство для фиксации забойного блока телеметрической системы в ориентирующем переводнике бурильной колонны п. 1, отличающееся тем, что пружинный фиксатор выполнен фигурной формы в соответствии с упорной поверхностью посадочного пера и закреплен винтами.