Ориентатор турбинного отклонителя Советский патент 1991 года по МПК E21B7/04 

Изобретение относится к буровой тех нике, а именно к устройствам для ориен тирования отклонителя на забое наклонной скважины в процессе бурения

Цель изобретения - повышение точности ориентирования отклонителя

На фиг 1 представлен ориентатор турбинного отклонителя, продольный разрез, на фиг 2 - сечение А-А на фиг 1, на фиг 3 - узел I на фиг 1

Ориентатор турбинного отклонителя включает трубчатый корпус 1, гидроцилиндр 2, поршень 3 с полым штоком 4, эксцентричный груз 5, узел герметизации корпуса 1 Последний имеет шлицы 6 на внутренней поверхности Полый шток 4 выполнен с радиальным каналом 7 для связи с полостью корпуса 1 в рабочем положении поршня 3 и имеет кулачковую пол) муфту Эксцентричный груз 5 установлен на полом штоке 4 с возможностью вращения и перемещения в осевом направлении Эксцентричный груз 5 имеет шлицы 9 и кулачковую пол муфту 10 для взаимодействия соответственно со шлицами 6 корпуса 1 и кулачковой полумуфтой 8 полого штока 4 Между последней и эксцентричным грузом 5 установлена пружина 11 В надпоршневой полости гидроцилиндра установлена перегородка 12 с калиброванным отверстием 13 Полый шток 4 и корпус 1 снабжены шлицами 14, 15 для их связи в транспорт- ном положении поршня 3 Полость гидро цилиндра 2, ограниченная перегородкой 12, через канал 16 гидравлически связана с окружающей средой Узел герметизации выполнен в виде двух плавающих поршней 17 и 18 Перегородка 12 может быть снабжена клапаном 19 Полый шток 4 через фиксатор 20 отклоняется (не показано), а переходник 21 соединен с переходником

22, зафиксированным накидной гайкой 23 при помощи левой резьбы

Соотношение площадей поршня 3 и попе речного сечения полого штока 4 может быть подобрано таким, что гидравлическая осевая нагрузка от перепада давления между подпоршневой полостью и затрубным про странством устройства при циркуляции бурового раствора с учетом веса подвижной части бурильной колонны (поршень 3 с полым штоком 4, фиксатор 20 с переход никами 21 и 22, турбинный отклонитесь L долотом) направлена вниз, а по величине достаточная для приработки долота и воз можной приработки ствола скважины, напри мер, 20-40 кН

Дополнительные радиальные каналы 24 полого штока 4 функционируют в качестве сигнализатора о завершении процессов ориентации и фиксации турбинного отклонителя и выполнены с размерами, обеспе чивающими при циркуляции бурового раствора перепад давления выше, например, на 10% по сравнению с одновременной циркуляцией через каналы 7

Полость гидроцилиндра 2 между плавающими поршнями 17 и 18 и кольцевое пространство корпуса 1 заполняются рабочей жидкостью, например, минеральным маслом Объем рабочей жидкости выбирается таким, чтобы взаиморасположение элементов устройства соответствовало приведенному на фиг 1 Полость корпуса 1 раз делена втулкой 25

Калиброванное отверстие 13 в перегородке 12 выполняется диаметром, обеспечивающим время перетекания рабочей жидкости из полости гидроцилнндра 2 между поршнем 3 и перегородкой 12 в полость гидроцилиндра 2 между перегородкой 12 и плавающим поршнем 17 достаточное для

вывода долота на рабочий режим по осевой нагрузке.

На нижнюю наружную часть переходника 21, выступающую за габариты корпуса 1, следует нанести метку, указывающую направление фиксации турбинного отклони- теля в апсидальной плоскости скважины.

Устройство при помощи переходника 22 крепится к турбинному отклонителю и необходимое направление его действия по отношению к апсидальной плоскости мл забое скважины (по отношению к метке иа переходнике 21) устанавливается повл-о том переходника 21 относительно перехоз- ника 22 и фиксируется завинчиванием Hd- кидной гайки 23 с левой резьбой до упора в торец переходника 21. Затем устройство с отклонителем соединяют с бурильными трубами и опускают в скважину. Дойдя до забоя, стопорят стол ротора и в полость бурильных труб подают буровой раствор.

После приработки долота на забое скважины путем создания осевой нагрузки его выводят на рабочей режим бурения. При этом бурильная колонна под действием реактивного момента турбобура, передающегося через шлицы 14, 15 к корпусу 1 устройства, закручивается. Корпус 1 с гид- роцилиндром 2 начинают перемещаться вниз относительно поршня 3 с полым штоком 4. По мере перетока рабочей жидкости из полости гидроцилиндра 2 между поршнем 3 и перегородкой 12 через калиброванное отверстие 13 и полость гидроцилиндра 2, ограниченную упорной перегородкой 12 и плавающим поршнем 17, последний перемещается вверх, вытесняя буровой раствор из цилиндра 2 через канал 16 в затруб- ное пространство устройства.

Постепенно шлицы 9 начинают входить в зацепление со шлицами 6 корпуса 1, фиксируя эксцентричный груз 5 относительно корпуса 1 в апсидальной плоскости скважины. Шлицы 14 полого штока 4 скользят по шлицам 15 корпуса 1. Часть рабочей жидкости из кольцевого пространства между корпусом 1 и полым штоком 4 вытесняется, и плавающий поршень 18 перемещается пниз., Шлицы 9 эксцентричного груза 5 полностью входят в соединение со шлицами 6. а шлицы 14 выходят из зацепления со шлицами 15 корпуса 7. Под действием реактивного момента турбобура отклонитель совместно с переходниками 21 и 22, фиксатором 20, полым штоком 4 и поршнем 3 поворачиваются,и в результате под- жатия пружины 1 1 кулачковая полумуфта 8 полого штока 4 входит в полное зацепление с кулачковой полумуфтой 10 эксцентричного груза 5 с одновременным упором поршня 3 к перегородке 12, а ра

диальные каналы 7 полого штока 4 полностью выходят из втулки 25, что приводит к снижению давления нагнетания бурового раствора. Это является сигналом об окончании процесса ориентирования отклони- теля.

Повторные ориентирования отклонителя осуществляются аналогичным образом после прекращения подачи бурового раствора и приподъема долота на 1,0-1,5 м над забоем. При этом под действием веса подвижной части бурильного инструмента в полости гидроцилиндра 2, заключенной между поршнем 3 и перегородкой 12, происходит резкое снижение давления рабочей жид.кости, и за счет воздействия гидростатического давления бурового раствора в скважине через канал (отверстиеЛ 6 и плавающий поршень 17 клапан 19 открывает канал для перетекания рабочей жидкости из полости гидроцилиндра 2 между пере

0 городкой 12 и поршнем 17 в полость между поршнем 3 и перегородкой 12. Бурильная колонна слегка проворачивается ротором с тем, чтобы шлицы 14 вошли в зацепление со шлицами 15 корпуса 1.

5

Формула изобретения

Ориентатор турбинного отклонителя, включающий трубчатый корпус с гидро0 цилиндром и шлицами на внутренней поверхности, расположенный в гидроцилиндре поршень с полым штоком, имеющим ради альные каналы для связи с полостью кор пуса в рабочем положении поршня, жестко связанную с штоком кулачковую полумуфту,

5 установленный на штоке между последней и шлицами корпуса с возможностью вра щения и подпружиненный относительно кулачковой полумуфты штока эксцентричный груз с шлицами и кулачковой полу муфтой для взаимодействия соответственно с

0,

шлицами корпуса и кулачковой полумуфтой штока в рабочем положении/ отличающийся тем, что, с целью повышения точности ориентирования отклонителя, он снабжен расположенной в надпоршневой

5 полости гидроцилиндра перегородкой с калиброванным отверстием и узлЬм герметизации корпуса, полый шток и корпус имеют шлицы для их связи в транспортном положении поршня, причем полость гидроцилиндра, ограниченная перегородкой, гидрав0 лически связана с окружающей средой, а узел герметизации корпуса выполнен в виде двух плавающих поршней, первый из которых установлен над перегородкой, а второй - в полости, образованной штоком и корпусом.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для ориентирования отклонителя на забое скважины при бурении. Цель изобретения - повышение точности ориентирования отклонителя Устрой ство включает корпус 1, гидроцилиндр (Г) 2, поршень (П) 3 с полым штоком (ПШ) 4, эксцентричный груз 5, узел герме тизации корпуса 1 Имеет ПШ 4 радиаль

Фаз. 2

Фиг.З