Отклонитель для наклонно-направленного бурения Советский патент 1983 года по МПК E21B7/08 

Изобретение относится к технике бурения скважин, а более конкретно к технике наклонно-направленного бурения.

Известен отклонитель для наклонно-направленного бурения, включающий забойный двигатель, отклоняющий узел в виде искривленного переводника, соединенного с корпусом забойного двигателя, и щарнирный вал, связанный с переводником при помощи подщипников 1.

Недостатком данного отклонителя является низкая точность искривления в скважинах диаметра вследствие влияния реактивного момента забойного двигателя на положение плоскости его действия.

Известно устройство для наклонно-направленного бурения, включающее забойный двигатель, отклоняющий узел и прерыватель связи 2.

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не учитывает изменение угла закручивания бурильной колонны под действием реактивного момента забойного двигателя после соединения прерывателя связи.

Целью изобретения является повыщение точности проводки наклонно-направленных скважин малого диаметра за счет более полного исключения влияния реактивного момента забойного двигателя на отклоняющий узел.

Поставленная цель достигается тем, что прерыватель связи размещен между корпусом забойного двигателя и отклоняющим узлом, подпружинен относительно последнего и выполнен с кулачками на торцовой поверхности, а корпус забойного двигателя имеет ответные им кулачки, причем боковая поверхность прерывателя связи выполнена профильной и отклоняющий узел имеет ответную ей поверхность.Профильная боковая поверхность прерывателя связи может быть выполнена в виде многозаходной спирали, или в виде шлицев, причем в этом случае полость над прерывателем связи гидравлически связана с внутритрубпым каналом.

На фиг. 1 изображен отклонитель, профильная поверхность прерывателя связи которого выполнена в виде многозаходной спирали, общий вид; на фиг. 2 - то же, профильная поверхность прерывателя связи выполнена в виде шлицев; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Отклонитель содержит забойный двигатель 1, корпус 2 которого соединен с неподвижной полумуфтой 3, щарнирный вал, соетоящий из верхней части 4, соединенной с выходным валом 5 забойного двигателя, и нижней части 6, соединенной с нижним переходником 7. Кроме того, отклонитепь снабжен отклоняющим узлом, состоящим из ИСкривленного переводника 8 и ниппеля 9. Отклоняющий узел связан с щарнирным валом через радиально-упорные подщипники 10.

Между неподвижной полумуфтой 3 и искривленным переводником 8 расположен прерыватель связи 11. Полость, образованная верхней частью 4 щарнирного вала и прерывателя связи 11 (фиг. 2), герметизирована при помощи уплотнений 12 и 13. Шарнирный вал снабжен перегородкой 14-, верхним 15 и нижним 16 рядами радиальных отверстий. Прерыватель связи может быть связан с искривленным переводником 8 при помощи щлицов (фиг. 1), или многозаходной спиральной нарезки (фиг. 1). Пружина 17 поджимает торцы прерывателя связи относительно переводника 8. На торце переводника 8 прерывателя связи выполнены два кулачка, взаимодействующие с ответными им кулачками на торце неподвижной полумуфты 3. Искривленный переводник 8 снабжен резцами 18, стабилизирующими направление движения отклоняющего узла вдоль скважины.

Отклонитель работает следующим образом.

К нижнему переходнику 7 подсоединяют породоразрущающий инструмент, отклонитель спускают в скважину и ориентируют любым из известных способов. При этом включенный отклоняющий узел поворачивается вместе с корпусом двигателя. Затем подают

промывочную жидкость, которая, пройдя ДВИ

гатель, через радиальные отверстия поступает в полость над прерывателем связи. Под действием давления жидкости прерыватель связи 11 передвигается вниз, сжимая пружину 17. Такое положение прерывателя связи обеспечивает прохождение жидкости на забой, что служит сигналом о выключении прерывателя связи. На протяжении всего цикла искривления, пока работает забойный двигатель, прерыватель связи исключает действие реактивного момента на отклоняющий узел. Возникающий момент трения в подщипниках 10 компенсируется взаимодействием резцов 18 со стенками скважины, и отклоняющий узел сохраняет,ориентировочное положение, чем обеспечивается сохранение направления искривления. В ряде случаев необходимо, чтобы отклоняющий узел, например искривленный переводник, находился над забойным двигателем (фиг. 1).

Неподвижная полумуфта 3 через верхнюю присоединительную резьбу связана с корпусом забойного двигателя. Одна часть шарнирного вала 4 закреплена в неподвижной полумуфте, а другая часть 6 - в переводнике 19, через который отклонитель крепится на бурильной колонне. Прерыватель связи имеет многозаходную спиральную нарезку резьбой, взаимодействующую с ответной поверхностью искривленного переводника 8. Направление многозаходной спиральной нарезки - правое и совпадает с направлением действия на прерыватель связи 11 реактивного момента. Она выполнена самотормозящей, что облегчает выключение и включение прерывателя связи 11.

Через переводник 19 отклонитель подсоединяют к бурильной колонне, спускают в скважину и ориентируют известным способом. Затем подают промывочную жидкость, запускают забойный двигатель и ставят отклонитель на забой. Реактивный момент поворачивает корпус двигателя 2, а вместе с ним полумуфту 3, прерыватель связи 11, шарнирный вал и бурильную колонну. Так как на искривленном переводнике 8 имеются резцы, препятствующие его повороту, то прерыватель связи 11, вращаясь, закручивается по многозаходной спирали в переводник 8, а кулачки выходят из зацепления и прерыватель связи выключается. В дальнейщем

реактивный момент закручивает бурильную колонну до определенного угла и наступает равновесное состояние. Таким образом, на искривленный переводник 8 не действуют ни реактивный момент, ни момент трения, тик как шарнирный вал не вращается в процессе бурения. Искривленный переводник 8 за счет резцов сохраняет ориентированное положение при движении вдоль скважины и обеспечивает постоянное направление искривления.

Технико-экономическая эффективность заключается в повышении точности искривления скважин малого диаметра, что снижает количество дополнительных циклов искривлений, предназначенных для корректирования трассы скважины.

1. ОТКЛОНИТЕЛЬ ДЛЯ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ, включающий забойный двигатель, отклоняющий узел и прерыватель связи, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности проводки наклонно-направленных скважин малого диаметра за счет более полного исключения влияния реактивного момента забойного двигателя на отклоняющий узел, прерыватель связи размещен между корпусом забойного двигателя и отклоняющим узлом, подпружинен относительно последнего и выполнен с кулачками на торцовой поверхности, а корпус забойного двигателя имеет ответные им кулачки, причем боковая поверхность прерывателя связи выполнена профильной и отклоняющий узел имеет ответную ей поверхность. 2. Отклонитель для наклонно-направленного бурения по п. 1, отличающийся тем, что профильная боковая поверхность прерывателя связи выполнена в виде многозаходной спирали. 3. Отклонитель для наклонно-направленного бурения по п. 1, отличающийся тем, что профильная боковая поверхность выиэ полнена в виде щлицев, а плоскость над пре(Л рывателем связи гидравлически связана с внутритрубным каналом.