Сигнализатор ориентирования отклонителя в скважине Советский патент 1984 года по МПК E21B47/22 

Изобретение относится к буровой т технике, а именно к техническим средствам направленного бурения скважин. Известны электрические ориентатЬры для ориентирования отклонителей в скважине, в которьпс в качестве чувст вительного элемента используется отвес, а сигнал об окончании ориентирования поступает на наземный пульт по электрическому кабелю tl J. Однако эти ориентаторы требуют большое количество вспомогательного оборудования (пульт управления, лебедка с электрическим кабелем) и зна чительных затрат времени, связанных с опусканием и извлечением ориентатора. Известны также механические сиг-, нализаторы для ориентирования отклонителя в скважине, позволяющие устанавливать отклонитель и проверят правильность его установки многократно без извлечения сигнализатора на поверхность и включающие в сеся корпус, отвес, свободно подвешенный в корпусе, паз, выступ и переходник, связанный подвижным (шлицевым) соединением с корпусом и неподвижным соединением с отклонителем, причем паз и выступ расположены на отвесе и переходнике, В этих сигнали зйторах сигнал об окончании ориентирования поступает на поверхность в виде падения колонны бурильных труб при совпадении паза и выступаL2. Недостатками таких сигнализаторов являются длительность процесса ориентирования (необходимо периодически ,поднимать и опускать с поворотом бурильную колонну до совпадения паза и выступа), и низкая надежность, так как при попадании выступа на кра паза возрастают удельные нагрузки, обусловленные большим весом бурильно колонны и малой площадью контакта, что приводит к преждевременному выходу из строя сигнализатора. Известны также гидравлические сиг нализаторы, в которых сигнал об окон чании ориентирования поступает в виде скачка давленияпромьюочной жидкоети на манометре. Наиболее близким к предлагаемому является сигнализатор положения инст румента в скважине, содержащий польй шток, кожух со сферическим днищем и каналом в днище, диафрагму и полый отвес, размещенные в кожухе. В этом сигнализаторе скачок давления промывочной жидкости получается при совпадении каналов отвеса и днища 3. Недостатком известного сигнализатора является трудность фиксирования гидроимпульсов, поскольку промывочная жидкость подается также в пульсирующем режиме и отличить гидроимпульсы сигнализатора от гидроимпульсов насоса, в особенности при значительных глубинах, очень сложно. Создание же резких перепадов давления отрицательно сказьшается на работе насоса и подводящих магистралей, выражающиеся в разрьше диафрагмы, уплотнений.и, как следствие, выходу их из строя. Цель изобретения - повышение надежности работы. Указанная цель достигается тем, что сигнализатор для ориентирования отклойителя вскважине, включающий в себя переходники, кожух, обойму, укрепленную неподвижно относительно кожуха и переходников и имеющую осевой для прохода промывочной жидкости, отвес с отверстием, установленный с возможностью вращения на обойме, и муфту с наконечником, связанную подвижным шлицевым соединением с нижним переходником, снабжен подпружиненньм молоточком, турбинкой с отверстием и кулачком, а на обойме вьтолнен выступ, при этом отвес и турбинка установлены с возможностью вращения на обойме, а подпружиненный шток и кулачок неподвижно, причем на турбинке расположен подпружиненньш молоточб;к, взаимодействующий с кулачком и кожухом, а подпружиненньй шток размещен с возможностью попеременного взаимодействия с выступом турбинки и отверстия отвеса. Сигнализатор также снабжен реше-ткой, имеющей осевой канал и установленной неподвижно над нижним переходником, а муфта имеет радиальные отверстия для прохода промывочной жидкости,сообщающиеся с осевым каналом обоймы, и установлена подвижно в осевых каналах решетки и обоймы с возможностью попеременного открытия радиальных отверстий в обойме и муфте при ее продольном перемещении. На фиг.1 показан предлагаемый сигнализатор, разрез-, на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.З разрез Б-Б на фиг.1. Сигнализатор состоит из переходни ков 1 и 2, соединенных между собой кожухом 3. Внутри кожуха 3 укреплена в переходнике 1 обойма 4, на которой установлены с возможностью вращения отвес 5 и турбинка 6. В обой ме установлен также шток 7 с пружиJ oй 8 и укреплен неподвижно кулачок .На турбинке 6 укрегшены пружина 10 с молото.чком 11, взаимодействующим при работе турбинки 6 с кулачком 9 и кожухом 3 через окно в корпусе тур бинки 6. На нижней плоскости отвеса 5 имеется отверстие 12, лежащее в плоскости действия отвеса и имеющее плавный переход к нижней плоскос ти отвеса. На верхней плоскости турбинки 6 имеется выступ 13. Шток 7 установлен в обойме 4 таким образом что при вращении сигнализатора вокруг своей оси он может попеременно взаимодействовать с отверстием 12 в отвесе 5 и выступом 13 на турбинке 6. В обойме 4 имеются радиально расположенные отверстия 14 и осевой канал 15, по которым промывочная жидкость поступает на рабочие ло патки 16 турбинки 6. Между обоймой 4 и переходником 2 установлена неподвижно решетка 17с отверстиями 18 для прохода промывочной жидкости. В нижней части -сигнализатора располо жена муфта 19 с наконечником 20, свя занная подвижным шлицевым соединением 21 с переходником 2. Муфта 19 имеет, радиально расположенные отверстия 22 и 23 для прохода-промывочной жидкости.Ход муфты 19 относительно переходника 2 ограничен буртами, име щимися на муфте 19 и наконечнике 20. Верхняя. часть муфты 19 входит в осевой канал решетки 17 и обоймы 4. Сигнализатор работает следующим о разом. При монтаже в колонне бурильных т-руб его устанавливают так, чтобы HjTOK 7 располагался в плоскости действия отклонителя в двух крайних диаметрально противоположных положениях в зависимости от задачи по выполая ванию или выкручиванию, скважин. Если отклонитель нужно установить на изменение азимута, то шток устанавливается под соответ-. ствующим углом к направлению деистВИЯ отклонителя. .После того, как отклонитель и сигнализатор на колонне бурильных труб опущены в скважину. на заданную глубину, включается насос. Промывочная, жидкость под давлением поступает по каналам 15 и 14 к рабочим лопаткам .16 турбинки 6 и далее по каналам 18 и 22 к отклонителю. Если отклонитель установлен в скважине в заданном направлении, то шток 7 под действием пружины 8 входит в отверстие 12 на отвесе 5, ИJBЫxoдя из зацепления с выступом 13, освобождает турбинку 6. ТурбИ1ка начинает вращаться, а вместе с нею и молоточек 11, который, взаимодействуя с выступами кулачка 9, начинает колебаться и ударять по кожуху 3, генерируя таким образом звуковые сигналы, которые по колонне бурильных труб передаются на поверхность и регистрируются на слух с помощью любого звукоулавливающего устройбтва, например стетоскопа, слуховой трубки и т.д. Наличие звуковых сигналов свидетельствует о правильности установ.ки отклонителя в сквалмне. Если отклонитель установлен неправильно, то шток 7 не входит в отверстие 12 на отвесе 5, а упирается под действием пружины 8 в его нижнюю плоскость и входит в зацепление с выступом 13 на турбинке 6 .турбинка 6 не вращается и молоточек 11 не генерирует звуковые сигналы. Для правильной установки отклонителя колонну бурильных труб поворачивают до тех пор, пока не будут зафиксированы звуковые сигналы ,т.е. шток 7 не войдет в отверстие 12 на отвесе 5 и не освободит турби1;ку 6. После этого отклонитель ставят на забой. При зтом муфта 19 перемещается вверх и перекрывает отверстие 1.4, прекращая тем самым доступ промывочной жидкости к рабочим лопаткам 16 турбинки 6. В это же время отверстия 23 на муфте 19 выходят из решетки 17 и открываются, промывочная жидкость получает возможность, минуя лопатки турбинки, свободно поступать по каналам 15, 23, 18 и 22 к отклонителю, в результате чего турбинка 6 при работе отклонителя не вращае.тся и этим самым увеличиваетсясрок ее службы. Для повторения ориентирования достаточно -приподнять бурильную колонну над забоем до занятия муфтой 19 исходного положения и повторить операцию ориентирования.

1. СИГНАЛИЗАТОР ДЛЯОРИЕНТИРОВАНИЯ ОТКЛОНИТЕЛЯ В СКВАЖИНЕ, включающий в себя переходники, кожух,, обойму, укрепленную неподвижно относительно кожуха и переходников и имеющую осевой канал для прохода промывочной жидкости, отвес с отверстием, установленный с возможностью вращения на обойме, и муфту с наконечником; связанную подвижным шли- . цевым соединением с нижним переходником, о тличающийся тем, что ,с целью повышения надежности работы он снабжен подпружиненным штоком и молоточком, турбинкой. с отверстием и кулачком, a на обойме выполнен выступ, при этом отвес и турбинка установлены с возможностью вращения на обойме, a подпрзпкиненный шток и кулачок - неподвижно, причем на турбинке расположен подпружиненный молоточек, взаимодействз ющий с кулачком и кожухом, a подпружиненный шток размещен с возможностью попеременно го взаимодействия с выступом турбинки и отверстием.отвеса. 2..Сигнализатор по п.1, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы турбинки, он снабжен решеткой, имеющей осевой канал и установленной неподвижно над нижним переходником, a муфта . имеет радиальные отверстия для прохода промывочной жидкости, обобINS щающиеся с осевым каналом обоймы, и установлена подвижно в осевых каоэ налах решетки и обойЯы с возможностью Од попеременного открытия радиальных .отверстий в обойме и муфте при ее продольном перемещении.