Турбобур-отклонитель для бурения наклонно-направленных скважин Советский патент 1982 года по МПК E21B4/02 E21B7/08 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к техническим сред ствам для бурения наклонно-направлен ных скважин. Известно устройство для направлен ного бурения скважин, содержащее тур бобур со шпинделем, ва.лы которых сое динены посредством двухшарнирного вала 1. Однако это устройство не позволяет бурить наклонно-направленные сквп жины с необходимой интенсивностью искривления (более 2° на 10 метров проходки), так как в нем применен двухшарнирный вал, который соединяет вал турбобура с валом шпинделя, что значительно увеличивает длину нижнего плеча (расстояние от точки перекоса до- долота). В процессе бурения на шарниры постоянно действует осевая нагрузка, создаваемая ротором турбобура. В связи с этим уменьшается долговечность указанного устрой ства. .Известен турбобур-отклонитель, со держащий корпус, в котором расположе ны статор и ротор с независимой подвеской-, шпиндель с полым валом, верхнюю и нижнюю полумуфты с контакт ными поверхностяг.ш, установленные со ответственно на валах ротора и шпинделя, кривой переводник, соединяющий корпус турбобура со шпинделем 2. Недостатком устройства является неудовлетворительная долговечность соединительной муфты и малая интенсивность искривления скважины. При возникновении люфта в опоре шпинделя соединительная муфта нагружается реактивным осевыгл усилием, что по мере износа опоры вызывает смещение вверх центра зацепления соединительной муфты относительно точки пересечения геометрических осей шпинделя и турбобура. В результате этого увеличивается интенсивность износа муфты и соответственно энергетические потери. Промывочная жидкость в вал шпинделя вводится через боковые отверстия в нем, что вызывает удлинение шпинделя, а, следовательно, увеличивается длина нижнего плеча. Это является причиной малой интенсивности искривления скважины. Цель изобретения - повышение долговечности турбобура и увеличение интенсивности искривления скважины. Поставленная цель достигается тем, что верхняя полумуфта выполнен с боковыми каналами,сообщающими ее внутреннюю полость с рабочей полостью турбобура,.нижняя полумуфт выполнена с центральным отверстием, сообщающим ее внутреннюю полость с полостью вала шпинделя, причем верхняя и нижняя полумуфгы установл ны относительно друг друга с осевым зазором, а их контактные поверхност выполнены соответственно цилиндрическими и плоскими. На фиг. 1 показан турбобур-откло нитель для бурения наклонно-направленных скважин; на фиг. 2 - разверт ка верхней и нижней полумуфт. Турбобур-отклонитель состоит из корпуса 1, в котором расположены статор 2 и ротор 3 с независимой подвеской 4, шпинделя 5 с полым валом и опорой б; кривого переводника 7, соединяющего корпус 1 со шпин делем 5 и соединительной муфты, состоящей из верхнейи нижней полумуфт . 8 и 9, установленных соответственно на валах ротора и шпинделя. В верхней полумуфте 8 контактные поверхнрсти Выполнены цилиндрическими, а в нижней - плоскими. Полумуфты 8 и 9 установлены относительно друг друга с осевым зазором д2, равным сумме допустимого износа опоры б шпинделя и осевого зазора между ротором и статором. Для прохода промывочной жидкости из рабочей полости А турбобура через полости полумуфт в полый вал шпинделя в верхней и нижней полу МУфтах выполнены соответственно боковые и центральное отверстия. Кривым переводником 7 задается угол перекоса между корпусом турбобура и шпинделем. Угол перекоса валов ротора и шпинделя соответствует углу пер коса кривого переводника. В процессе бурения скважины передача вращения от вала ротора к шпи делю осуществляется под углом посред ством соединительной муфты. Мутфа разгружена от осевых усилий за счет применения независимой подвески рото ра и установки полумуфт 8 и 9 относительно друг друга с.осевым зазором По jviepe износа опор шпинделя или ротора полумуфты перемещаются навстречу друг другу, сохраняя центр, зацепления контактирующих поверхностей в точке пересечения геометрических осей ротора и шпинделя. Выполнение в верхней полумуфте контактных поверхностей - цилиндрическими, а в нижней - плоскими и установка полумуфт с осевым зазором относительно друг друга уменьшает ко тактные напряжения в соединительной муфте и-повышает ее долговечность. Другим важным фактором, влияющим на долговечность соединительной муфты, является выполнение боковых и центрального каналов в полумуфтах, направляющих поток промывочной жидкости через ее внутреннюю полость в вал шпинделя, так как при этом часть промывочной жидкости проходит через зазоры между контактирующими поверхностями муфты, омывая их и, тем самым, удаляя с них абразивные частицы. Кроме того, за счет указанного направления потока промывочной жидкости в турбобуре-отклонителе уменьшена общая длина нижнего плеча, что существенно увеличивает интенсивность искривления скважины. Как показали предварительные испытания данного турбобура-отклонителя, он имеет кратное увеличение долговечностипо сравнению с прототипом и обеспечивает интенсивность искривления от 2 45 до 3°20 на Юм проходки. Экономический эффект, получаемый в год от применения одного заяв ляемого турбобура-отклонителя, составит 1336 руб. Формула изобретения Турбобур-отклонитель для бурения наклонно-направленных скважин, содержащий корпус, в котором расположены статор и ротор с независимой подвеской, шпиндель с полым валом, верхнюю и нижнюю полумуфты с контактными поверхностями, установленные соответственно на валах ротора и , шпинделя, кривой переводник, сое/(Иняющий корпус турбобура со шпинделем, отличающийся тем, что, с целью повышения его долговечности и увеличения интенсивности искривления ствола скважины, верхняя полумуфта выполнена с боковыми каналами, сообщающими ее внутреннюю полость с рабочей полостью турбобура, нижняя полумуфта выполнена с центральным отверстием. Сообщающим ее внутреннюю полость с полостью вала шпинделя, причем верхняя и нижняя полумуфты установлены относительно одна другой с осевым зазором, а их контактные поверхности выполнены соответственно цилиндрическими и плоскими. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.патент США 3586116, кл. 175/74, опублик. 1971. 2.Авторское свидетельство .СССР № 135346, кл. Е 21 В 7/08, 1960 (прототип) .