Гидравлический ориентатор Советский патент 1979 года по МПК E21B7/04 E21B47/02 

Изобретение относится к устройствам для ориентирования при направленном бурении скважин. Преимущественное применение оно может найти при подземном бурении горизонтальных и восстающих скважин в угольных шахтах. Известен гиправпический ориентатор для подземных скважин угольных шахт по основному авт. св. № 471425, содержащий корпус с кольцевым каналом, в котором размещен 1иарик и подпру жиненньй сердечник, расположенный в корпусе, причем в корпусе выполнен паз, который сообщается с кольцевым каналом, а в головке сердечника - кольцевая проточка. Недостатком этого гидравлического ориентатора является то, что длительный процесс поиска искомого положения происходит путем повышения давления насоса до предельных значений, что вызывает прессовку, утечку жидкости и нарушение герметичности обнязки. Кроме тог для освобождения игарика при поиске не- обходимо, чтобы сердечн1;п ; возвращался строго В .исходное положение до полного совмещения кольцевого канала корпуса С проточкойсердечника. Для этого необходимо в каждом циклз не толькс) выключать насос для прекраще1П5я пода:и жидкости, но и снимать ее давление. Не исключено попадание посторонних частиц в ПОЛОСТЬ между сердечником и корпусом, что не позволяет возвратить сердечник в крайнее положение и полностью освободить шарик. Система фиксирования сердечника требует .строгой регулировки давления насоса, что затруднено изза неравномерной подачи жидкости насосом. Наличие в корпусе бокового канала для жидкости усложняет изготовление и увеличивает диаметр ориентатора. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет улучшения режима его работы. Поставленная цель достигается тем, что хвостовик сердечника имеет центральиьгй канал, а головка- - сообща)сщиеся е ним боковые каналы. На фиг. 1 гидравлический opneHtaтор в разрезе; на фиг. 2 - разрез Л - А фиг. 1. Гидравлический ориентатор состоит из корпуса 1,. сердечника 2, пружины 3, шарика 4, насадки 5 и перемычки 6. В корпусе выполнены кольцевой канал 7 и сообщающийся с ним продольный ориен тиругаций паз 8, а также пробка 9. Пе ремычка 6 перекрьгеает кольцевой канал 7 со стороны диаметрально противополож ной пазу. В головке сердечника 2 выполнены боковые каналы 10, а в хвостов ке сгфдечннка 2 центральный канал 11, диа.мечр Rv,r.-;poro соответствует диаметр npo5r.;ii О с гзозможностыо нХ скользшдей посадки. Сердечник 2 имеет кольцевую п точку 12. Кольцевая проточка 12 и кол цевой канал 7 образуют полость, в которой размете шарик 4. Кольцевой канал 7 корпуса выполнен шир, чем проточка 12 сердечника 2 и расположен по отношению к ней асимметрттчно со смешением в сторону ориенттфующего паза 8. Корпус ориентатора с обеих сторон снабжен резьбами для навинчивания на буровой с ряд. Гидравлический ориентатор работает следующим образом. Корпус 1 ориентатора соединяется левой стороной с бурильными трубами а правой - с от1слонителем любого типа предназначенным для искусственного искривления скважин. При этом отклонител располагается в заданном положении, а ориентатор так, чтобы паз 8 был строго вертикальной плоскости внизу. Отклошттель доставляют к забою сква жины и на расстоянии 0,5-1 м от забоя начинают поиск его заданного положен Для этого подают насосом промывочную жидкость. Жидкость выходя с большой скоростью через насадку 5 встречае препятствие в виде головки сердечника 2 и вынуждена ({енять направление для прохода через каналы 10 и 11 ориентатора. При этом создается скоростной напор и усилие, направленное на преодоление сопротивления пружины 3 и сдвижение вправо сердечника 2. При перемещении сердечника 2 шарик 4 либо упрется в стенку канала 7, либо пройдет в паз 8 в зависимости от взаимного расположения шарика 4, находящегося все время в нижнем положении, и корпуса 1 с пазом ®, которые могут занимать 794 любое положение. Если щарик пройдет в паз 8, то это будет означать соответствие заданному расположению отклонителя. Сердечник 2 переместится вправо до тех пор, пока пробка 9 не войдет в канал 11 и не перекроет его. В этот момент резко возрастает давление в гидравлической системе насос-бурильные трубы-ориентатор, что будет отмечено по показаниям манометра и является искомым сигналом. В остальных положениях корпуса 1 ориентатора щарик 4 не проходит в паз 8 и давление не увеличивается свыше определенной величины, так как жидкость беспрепятственно проходит через корпус 1 и канал 1О, 11 в сердечнике 2. Поиск искомого положения ведется путем последовательных циклов, состоящих из проворачивания всего оурового снаряда на некоторый угол и включения насоса. Для перехода к следующему циклу достаточно выключения насоса без снятия давления в системе. Скорость потока уменьшается, усилие на сердечник 2 йадает до нулевой величины, пружина 3 смещает сердечник -влево. При любое, самое незначительное перемещение сердечника влево приведет к освобождению щарика. Это гарантирует надежность работы ориентатора при неполном возвратном ходе пружины, в частности, в случае попадания в полость между корпусом и сердечником посторонних частиц из жидкости. После окончания ориентации вь ключают насос, без вращения досьшают снаряд до забоя, раскрепляют отклонитель и после рассоединения направляющей и отбурочной частей отклонителя поворачивают снаряд вправо на leO. При этом к шарику 4 подходит перемычка 6. При подаче промывочной жидкости шарик прижимается к стенке канала 7, а в процессе вращения остается на месте, так как увлекается перемычкой. Таким образом, промывочный канал остается все время открытым. Введение боковых и центрального ка налов в сердечнике позволяет улучшить режим работы ориент1фа при поиске искомого положения, так как в процессе поис- , к а перемещение сердечника до упорп осу ществляется за счет скоростного напора жидкости и давлеше ее возрастает до

предельного только в искомый момент, когда шарик совместится с пазом и перемещение сердечника приведет к перекрытию центрального канала. В комплексе с использованием скоростного напора выполнение асимметричным кольцевого канала позволяет освободить шарик только выключением подачи жидкости, так как для возвратного хода сердечника достаточно прекратить поток жидкости, а для одвобождения шарика - сместить сердечff

ник на неболылую величину, которая мештше возвра-ного ходл.

Формула изоброгения

Гидравлический орнентатор по авт. св.NO 471425, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства за счет улучшения его работы хвостовик сердечника имеет центральньгй канал, а головка сообщающиеся с ним боковые каналы.

.г