Ориентатор-сигнализатор Советский патент 1985 года по МПК E21B47/02 

ел

4 4ib

4 4 Изобретение относится к технике бурения геологоразведочных скважин, а именно к устройствам для ориентирования отклонителя в скважине. Известен гидравлический ориентатор для подземных скважин угольных шахт, содержащий корпус с кольцевым каналом, в котором размещен шарик и 1тодпружиненный сердечник, при этом в корпусе выполнен паз, сообщающийся с кольцевым каналом и . Недостатком данного устройства является низкая эффективность в работе, обусловленная тем, что в процессе поиска необходимого положения требуется не только выключать насос но и уравнивать давления полости бурового снаряжа и затрубного пространства, чтобы сердечник занял исходное положение и освободил шарик от защемления, что создает неудобст ва и дополнительные затраты времени при эксплуатации. Кроме того, устройство в связи с подсоединением его к вращающейся бурильной колонне пригодно только для разового ориент рования в процессе рейса. Известен также ориентатор-сигнал затор, содержащий корпус с кольцевьм каналом и продольным ориентирующим пазом, пробку, пружину и шарик 2j . Недостатком известного ориентато ра является низкая эффективность, обусловленная одноразовостью действия, так как корпус ориентатора связан с бурильными трубами , а в процессе бурения ориентирующий паз, выполнен ньш в корпусе, меняет свое положени относительно отклоняющего элемента, поэтому для повторной ориентации тр буется дополнительная настройка устройства на поверхности. Для обеспечения подачи промывочной жидкости после ориентирования необходимо установить и раскрепить отклонитель, чтобы разъединить его направляющую и отклоняющую части, а затем провернуть снаряд на 180. Все это требует дополнительных затрат времени и снижает эффективность работы устройства в целом. Кроме того, использование скоростного напора промывочной жидкости для взаимодействия его рабочих элементов не обеспечивает стабильную работу ориентатора. Это объясняется тем, что промывочная жидкость пред ставляет собой абразивную среду (особенно глинистый раствор), и не исключено попадание посторонних частиц между сердечником и корпусом, что препятствует возвращению сердечника в исходное положение и освобождению шарика, поэтому требуется разборка и чистка ориентатора, что в конечном итоге также снижает эффективность работы известного устройства. Целью изобретения является повышение надежности работы ориентаторасигнализатора. Поставленная цель достигается тем, что орйентатор-сигнализатор, содержащий корпус с кольцевым каналом и продольным ориентирующим пазом, пробку, и шарик, снабжен установленным коаксиально корпусу валом, выполненным в виде двух составных частей - верхней и нижней, связанных между собой шлицевым соединением и подпружиненных в осевом направлении, при этом в верхней части вала вьтолнен осевой канал, а в нижней - осевой канал переменного сечения, причем пробка расположена на верхней части вала с возможностью взаимодействия с каналом переменного сечения. На фиг с 1 изображен орйентаторсигнализатор, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1. Орйентатор-сигнализатор содержит корпус 1, в котором выполнены кольцевой канал 2, ориентирующий паз 3 и размещен составной вал с верхней 4 и нижней 5 частями. Части вала связаны между собой подвижным соединением 6, например шлицевым, и подпружинены пружиной 7, которая выполняет роль компенсатора веса отклонителя при работе в восстающих скважинах. В верхней части составного вала имеется осевое отверстие 8 и установлена пробка 9, а в нижней части выполнено отверстие 10 переменного сечения. В кольцевом канале корпуса помещен шарик 11. Для защиты внутренней полости устройства от попадания пшама служит уплотнение 12. Для подсоединения устройства к отклонителю резьбы 13 и 14, выполненные на корпусе 1 и в нижней части 5 вала для соединения соответственно со статором и ротором отклонителя.

3- 1

Ориентатор-сигнализатор работает следующим образом.

Часть 4 составного вала соединяется с колонной бурильных труб, а часть 5 этого вала и корпус 1 соответственно при помощи резьб 14 и 13с ротором и статором отклонителя. При этом отклонитель располагают по отношению к пазу 3 в соответствии с заданным положением. Отклонитель доставляют к забою и на расстоянии 0,2-0,3 м от него начинают поиск заданного положения. Для этого подают под давлением промьшочную жидкость, которая беспрепятственно проходит через устройство. Затем производят постановку снаряда на забой, используя гидравлическую систему станка, с приложением незначительной по величине осевой нагрузки, В этом случае, если шарик 11 не находится напротив паза 3, то он упрется в стенку канала 2, части 4 и 5 составного вала переместятся относительно друг друга, и пробка 9 перекроет отверстие ТО в наименьшем сечении, что будет отмечено повьшением давления на манометре. Если при дальнейшем росте осевой нагрузки пробка 9 не откроет отверстие 10, значит производят дальнейший поиск необходимого положения путем отрыва снаряда от забоя с проворотом его на некоторый угол.

Соответствие заданному положению отклонителя определяется в тот момент, когда на манометре фиксируется повышение давления, а затем резкий его сброс. Тов. в этом случае шарик 11 проходит в паз 2, а пробка 9 первоначально перекроет отверстие 1 затем откроет его.

Поиск искомого положения ведется путем последовательных циклов, состоящих .из проворачивания всего бурового снаряда на некоторый угол и постановки его на забой при постоянно включенном насосе.

. После окончания ориентации производят только раскрепление отклонителя созданием необходимой осевой нагрузки, при этом пшицевое соедине4444Л

кие 6 полностью смыкается, обеспечивая передачу oceBofi нагрузки и кру- тящего момента буровому инструменту. При необходимости многократного ориентирования работа производится в аналогичной последовательности без подъема снаряда на поверхность. Получение сигнала о соответствии заданного положения происходит при установке снаряда на забой, т.е. в этом случае устраняется влияние закручивания колонны на точность ориентирования, так как исключена операция постановки предварительно сориентированного на подвеске снаряда на забой (в этот момент колонна бурильных труб раскручивается), что в значительной степени повышает эффективность работы предлагаемого устройства.

Наличие соединения между частями вала, например шлицевого, и установка пробки в верхней части вала, взаимодействующей с каналом нижней части вала, позволяет исключить влияние абразивности среды на работоспособность ориентатора, так как при поиске необходимого положения ориентирование производится Не с использованием скоростного потока, а с

применением осевой нагрузки, создаваемой гидравликой станка, и поэтому сопротивления от частичек шлама в сопряжениях поверхностей устройства легко будут преодолены.

5 Снабжение устройства валом и размещение его внутри коаксиально корпуса ориентатора позволяет производить многократную ориентацию OTtcnoнителя в процессе рейса, гак как

0 крутящий момент буровому инструменту передается через полый вал, а корпус ориентатора неподвижно закреплен на корпусе отклонителя. Такая конструкция ориентатора позволяет подсоединять его к любому отклонителю как разового, так и непрерьтного действия, имеющему статор и ротор.

Повышение надежности работы предлагаемого ориентатора по сравнению с известным обуславливает экономический эффект от изобретения.

Фиг 1

Фы.г

Фиг.З

ОРИЕНТАТОР-СИГНАЛИЗАТОР, содержащий корпус с кольцевым каналом и продольным ориентирующим пазом. пробку, пружину и шарик, о т л ич ающийс я тем, что, с целью повьшения надежности его работы, он снабжен установленным коаксиально корпусу валом, выполненным в виде двух составных частей - верхней и нижней, связанных между собой шлицевым соединением и подпружиненных в осевом направлении, при этом в верхней части вала выполнен осевой канал, а в нижней - осевой канал переменного сечения, причем пробка расположена на верхней части вала с возможностью взаимодействия с каналом переменного сечения