Гидравлический сигнализатор направленного бурения Советский патент 1978 года по МПК E21B7/04 

1

Изобретение относится к области бурения наклонно-направленных скважин.

Известен гидравлический сигнализатор, включающий корпус и камеру, в которой размещены эксцентричный груз 1.

Однако такая конструкция не обеспечивает достаточной степени точности работы.

Известно устройство для ориентирования турбобура с отклонителем в скважине, включающее корпус, две сообщающиеся камеры, в одной из которых на оси установлен эксцентричный груз 2.

Недостатком этого устройства является то, что эксцентричный груз вращается в среде промывочной жидкости. Это привести к его заклиниванию, а также неправильной установке отклонителя, особенно при применении тяжелых и вязких буровых растворов. Кроме того, недостаточная надежность работы обусловлена эррозионным размывом исполнительного механизма.

Целью изобретения является повышение надежности работы сигнализатора путем исключения влияния промывочной жидкости.

Это достигается тем, что ось выполнена полой с радиальным каналом для гидравлического сообщения камер и снабисена размещенным в верхней части кланапом,

причем камера с эксцентричным грузом установлена с возможностью осевого перемещения относительно второй камеры, которая имеет подпружиненную диафрагму.

На фиг. 1 показан гидравлический сигнализатор, общий вид; на фиг. 2 - сечение Л-А на фиг. 1.

Сигнализатор состоит из корпуса 1, в котором закреплены сердечник 2 с каналом 3 и седло 4 с окнами 5 и направляющим отверстием 6 для дроссельного клапана 7. Дроссельный кланан образует внутреннюю полость 8, которая в верхней части герметизируется пробкой 9, а в нижней - уплотнениями 10. Во внутренней полости дроссельного клапана размещен эксцентричный груз II, установленный с буфером 12 и опорным подшипником 13 на полой оси 14.. Эксцеитричный груз и полая ось выполнены с окнами 15 и 16, совпадающими при правильной установке отклонителя. Полая ось в верхней части снабжена обратным клапаном 17, а в нижней части закреплена в сердечнике крышкой 18, которая также крепит подпружиненную 19 диафрагму 20. Диафрагма и нижняя часть полой оси образуют полость 21. Штифт 22 служит для фиксации полой оси в заданном положении.

Для маркировки плоскости искривления на корпусе з стройства наносится продольная бороздка 23.

Полости 8 и 21 заполняют минеральным маслом.

Стрелками на фиг. 1 показано прохождение жидкости через сигнализатор.

Гидравлический сигнализатор направленного бурения скважин работает следующим образом.

Перед началом работы полую ось 14 устанавливают и закрепляют таким образом, чтобы плоскость, проходящая через окно 15 и бороздку 23 на корпусе 1, совпадала с плоскостью действия отклонителя, причем при необходимости корректирования азимута скважины полую ось 14 поворачивают на требуемый угол относительно первоначального положения.

Затем полости 8 и 21 заполняют минеральным маслом, предварительно вывернув пробку 9, вынув обратный клапан 17, осадив вниз дроссельный клапан 7 и оттянув пружину 19 с диафрагмой 20 до упора вниз.

В исходном положении дроссельный клапан 7 находится в верхнем положении, образуя между седлом 4 кольцевой зазор за счет давления масла, создаваемого пружиной 19 в полости 21, и прохождения его через клапан 17 в полость 8.

После спуска бурильной колонны с сигнализатором и отклонителем в скважину выключают буровой насос.

При прокачке промывочной жидкости (на фиг. 1 показано стрелками) в первоначальный момент дроссельный клапан 7 при неправильной установке отклонителя находится в верхнем положении и не может опуститься вниз, так как масло из полости 8 не может попасть в камеру 21, клапан 17 закрыт. При таком положении дроссельного клапана 7 между ним и седлом 4 образуется небольшой кольцевой зазор, вследствие чего при прохождении через него жидкости происходит дросселирование и давление жидкости на поверхности будет повыщенным.

При вращении ротором бурильной колонны в наклонной скважине эксцентричный груз 11, сохраняя свое неизменное положение, в определенный момент совмещает окно 16 с окном 15. Масло из камеры 8 устремляется в камеру 21 и, воздействуя через диафрагму 20, сжимает пружину 19, вследствие чего дроссельный клапан 14 опускается на величину Б и открывает полный проход буровой лшдкости. На манометре фиксируется скачок падения давления, что и свидетельствует о правильной установке отклонителя.

Дроссельный клапан 7, опускаясь и оставаясь в таком положении, пока идет бурение, зажимает эксцентричный груз 11, преодолевая усилие буфера 12, что сохраняет опорный подшипник 13 и полую ось 14 от вибрационных нагрузок в процессе бурения.

Использование описанного изобретения позволяет повысить надежность работы сигнализатора путем исключения влияния промывочной жидкости, обеспечивает высокую точность ориентирования отклонителя и долговечность работы устройства.

Формула изобретения

Гидравлический сигнализатор направленного бурения скважин, включающий корпус, две сообщающиеся камеры, в одной из которых на оси установлен эксцентричный груз, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем исключения влияния промывочной жидкости,

ось выполнена полой с радиальным каналом для гидравлического сообщения камер и снабжена размещенным в верхней часхи клапаном, причем камера с эксцентричным грузом установлена с возможностью осевого перемещения относительно второй камеры, которая имеет подпружиненную диафрагму.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Калинин А. Г. и др. Ориентирование систем в скважинах. М., «Гостоптехиздат, 1963, с. 82.

2. Авторское свидетельство СССР № 105319, кл. Е 21В 7/04, 1954.

Риг.г