Гидравлический ориентатор для подземных скважин Советский патент 1985 года по МПК E21B47/22 

Изобретение относится к устройствам для ориентирования отклоняющих снарядов при бурении направленных скважин из горных выработок угольных шахт.

По основному авт. св. - 1024586 известен гидравлический ориентатор для подземных скважин, включающий корпус, расположенные внутри него полый вал с входными и выходными отверстиями, эксцентричный груз с пазом и подвижной шток, причем последний взаимодействует с пазом эксцентричного груза. Кроме того, ориентатор снабжен установленными внутри корпуса соосно полому валу золотником, выполненным из соединенных между собой дисков, один из которых жестко закреплен в корпусе и имеет отверстия, а другой размещен во вхо.аном отверстии полого вала, причем корпус имеет расположенные между дисками отверстия 1.

Недостатком известного устройства является то, что на ориентирование с его помощью отклоняющего снаряда затрачивается значительное количество времени, необходимое для проведения от 60 до 120 операций с периодическим поворотом ориентатора на 3-5° (щаг поиска), включением выключением бурового насоса и ожиданием стабилизации давления промывочной жидкости в нагнетательной линии.

Цель изобретения - сокращение времени ориентирования.

Указанная цель достигается тем, что в гидравлическом ориентаторе для подземных скважин на торце эксцентричного груза со стороны подвижного щтока выполнен дополнительный секторный паз, причем углы между гранями основного и дополнительного пазов равны 90°.

На фиг. 1 изображен ориентатор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Ориентатор содержит корпус 1, полый вал 2, соединенный с корпусом 1 щлицевым зацеплением, эксцентричный груз 3, установленный в крыщках 4 и 5, клапан 6, седло 7 и пружину 8, прижимающую клапан 6 к седлу 7. На клапане 6 расположен подвижной щток 9. В корпусе 1 закреплен золотник 10, свободный конец которого закрывает входное отверстие 11 вала 2. Корпус 1 соединен заклепками 12 с втулкой 13, ограничивающей осевое перемещение вала 2. На торце 14 эксцентричного груза 3 выполнено два секторных паза: основной 15 и дополнительный 16, у которого грани 17 и 18 составляют 90° соответственно с гранями 19 и 20 основного паза 15.

Работа ориентатора заключается в следующем.

Перед началом бурения на колонне бурильных труб доставляют к забою скважины отклоняющий снаряд, соединенный с

верхней частью ориентатора таким образом, чтобы в соориентированном положении отклоняющего снаряда щток 9 имел возможность войти в паз 15 эксцентричного груза 3.

При включении бурового насоса, когда щток 9 будет находиться напротив паза 15 или 16, промывочная жидкость преодолевает сопротивление пружины 8, продвигает клапан 6 в крайнее верхнее положение, проходит через отверстия 21-25 и, минуя отклонитель, поступает в затрубное пространство, что устанавливается по понижению давления промывочной жидкости в нагнетательной линии. Если же щток 9 находится напротив выступа 26, то под действием промывочной жидкости упирается в него и не дает возможности клапану 6 полностью открыть отверстия 21, что приводит к повыщению давления промывочной жидкости в нагнетательной линии.

Ориентирование приводится следующим образом.

Вначале, на первой стадии ориентирования, поворачивают ориентатор на угол до тех пор, пока в двух последовательных поворотах ориентатора будет отмечено: в первом - пониженное давление промывочной жидкости в нагнетательной линии (щток 9 находится в пазе 16), а во втором - повышенное (щток 9 находится на выступе 26). Затем, на заверщающей стадии ориентирования, из положения, при котором было отмечено пониженное давление промывочной жидкости, последовательным уменьшением щага поиска вдвое определяется с точностью до 10° положение щтока 9 в пазе 16 (пониженное давление) относительно грани 18 и ориентатор поворачивается на 90° по ходу часовой стрелки. При этом щток 9 разместится справа от паза 15. Поворотом ориентатора на 2-3° с последующим включением подачи промывочной жидкости добиваются, чтобы щток 9 вошел в паз 15, что и будет являться искомым положением, устанавливаемым по пониженному давлению промывочной жидкости в нагнетательной линии.

После этого поворотом ориентатора на 360° убеждаются в правильности ориентирования и механизмом подачи бурового станка срезают заклепки 12. При этом вал 2 с втулкой 13 переместятся до упора ее в торец 27 корпуса 1, перекрытия отверстия 25, и поток промывочной жидкости по каналу 28 направится на отклоняющий снаряд, раскрепив его в скважине.

Преимуолеством предлагаемой конструкции гидравлического ориентатора по сравнению с известной является сокращение времени ориентирования, что достигается увеличением щага поиска на первой стадии ориентирования и облегчением совмещения

подвижного штока 9 с основным пазом 15 на завершающей стадии ориентирования за счет выполнения на торце эксцентричного груза 3 со стороны подвижного штока 9 дополнительного секторного паза 16, грани 17 и 18 которого составляют соответственно с гранями 19 и 20 основного паза 15 угол 90°.

На ориентирование с помощью предлагаемого ориентатора затрачивается в среднем на 1,25 ч меньше, чем с использованием базового объекта.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ОРИЕНТАТОР ДЛЯ ПОДЗЕМНЫХ СКВАЖИН по авт. св. № 1024586, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени ориентирования, на торце эксцентричного груза со стороны подвижного штока выполнен дополнительный секторный паз, причем углы между гранями основного и дополнительного пазов равны 90°. ел о:) сд сд

16

8

90

75

Фиг. 2