Устройство для ориентирования отклонителя Советский патент 1982 года по МПК E21B7/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОВАНИЯ Изобретение относится к бурению на- клоннонаправленных скважин. Известно устройство для ориентирования турбинного отклонителя, включающее корпус, внутри которого помейен разрезной вал, выполненный в виде двух секций нижней и верхней с однокулачковыми храповиками на концах, взаимодействующими .друг с другом. Между секциями помещена прузкина. На верхней вала закреплен эксцентриковый груз и нижняя часть его имеет шлиды для зацепления с корпусом (зацепление бьшает только при сжатой пружине, а она сжимается за счет перепада давления при включении насосов). Нижняя секция соединена с отклонителем, несущим турбобур 1 Известное устройство не обеспечивает больщой точности ориентирования и не мо- жет быть применено при роторном способе бурения. Неточность ориентирования связана с несовершенством узла торможения (фикОТКЛОНИТЕЛЯсации) эксцентрикового груза - щлицевое сопряжение обуславливает определенную дискретную, не Ьовпадающую с действительным направлением отвеса фиксацию. При сопряжении развивается больщой момент турбобура и возникает явление закручивания труб. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ориентирования отклонителя в наклонных и горизонтальных скважинах, включающее корпус, эксцентриковый груз с узлом торможения для фиксации его после установки на лежачем боку С1сважины, привод узла торможения в рабочее положение, узел поворота отклонителя (при неподвижной бурильной колонне), приспособление для включения этого механизма после затормаживания эксцентрикового груза и фиксатор необходимого угла поворота отклонителя относительно апсидальной плоскости f 2j -. Недостаток известного устройства заключается в невысокой надежности работы узла торможения, закрепления которого в рабочем положении может не произойти, а жидкос.ть будет воздействовать на работу узла поворотаотклонителя. Цель изобретения - повышение точноети установки отклони теля в направлении за счет надежного закрепления узла торможения в рабочем положении. Поставленная цель достигается тем, что привод узла торможения в рабочее положение выполнен в виде подпружиненного поршня с радиальными каналами, установленного в осевом канале корпуса, причем последний имеет замкнутую полост с двумя рядами радиальных каналов для сообщения осевого канала корпуса над и под подпружиненным поршнем при его осе вом перемещении. „ На фиг. 1 показано устройство для ориентирования отклонителя, верхняя часть на фиг. 2 - то же, нижняя часть;на фиг.З сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4.- сечение Б-Б на фиг. 2 ; на фиг. 5 - вид В на фиг 2 (пара полумуфт с винтовыми кулач ками). Устройство для ориентирования отклонителя включает корпус, состоящий из частей 1 и 2 И имеющий осевой канал 3. Соединение корпуса с бурильной колонной осуществляется переходником 4. Эксцентриковый груз 5 опирается на подшипники 6. К грузу прикреплен переходник 7, соединенный шлицами с узлом торможения, включающим (торщень 8, соединенный ласточкиным хвостом с планками. 9. В раз- двинутом положении планки 9 фиксируются в корпусе посредством шлицев для удерживания груза 5 в апсидальной плоскости продольное движение планок 9 ограничено шпильками 10. Возврат поршня в исход- ное положение осуществляется с помощью пружины 11. К поршню приварена втулка 12 с уплотнением 13, обеспечивающая воздействие промьюочной жидкости на пор шень. Поршень шлицами соединен с приво- дом узла торможения в рабочее положение, включающим концентрично установлен ные в осевом канале корпуса втулки 14, пробки 15 с радиальными каналами и пруЖ1той 16. Втулка 14 имеет замкнутую полость 17 и два ряда радиальтшк каналов для связи осевого канала корпуса над и под пробкой 15 при ее осевом переме-щении относительно втулки 14. Уёеп торможения опирается на подшипники 18. Механизм поворота отклонителя включает пластину. 19, установленную в корпусе .20, подпружиненньШ фиксатор 21, синусоидальнуй) пару, состоящую из винта 22 со током 23 и втулкой 24, имеющей продольную прорезь для фиксации пластинкой 19 нужного угла поворота механизма, и геликоидальную гайку 25, соединенную с поршнем 26 штоком. 27 и шпильками 28. В штоке 27 имеются шлицевые пазы с входящими в них шпонками 29, закрепленными в корпусе 30 с резьбой 3 1 в нижней части. Этим достигается прямолинейное движение поршня 26. Винт 22 опирается на подшипники 32 закрепленными в корпусе гайкой 33 и кольцом 34. Винт 22, соединенный шпонками 35 и шлицами муфты 36 с переходником 37, закрепленный в нем гайкой 38, передает вращение на отклонитель. Вращение устройства, как части бурильной колонны, достигается соединением полумуфт 39 и 4О. Полумуфта 39 закреплена в корпусе, полумуфта 4О, соединенная шпонками 41 с винтом 22, вращается. Обе полумуфты имеют по два винтовых кулачка для зацепления при правом вращении корпуса устройства. Винт 22 имеет левое направление витков и при его вращении левые винтовые кулачки полумуфт проворачиваются, не приходя в зацепление. Полумуфта 40 подпружинена, полость корпуса закрыта заглушкой 42. Все узлы устройства имеют проходные отверстия для подачи промывочной жидкости на бурильный инструмент. Зазор тормозом и механизмом поворота должен быть минимальным. Устройство для ориентирования отклонителя работает ., следующим образом. Перед спуском устройства с отклони- телем в скважину поршень 26 выводят в крайнее верхнее положение. Ось отклони- теля, определяющая направление отклоне- ния бурового инструмента от апсидальной плоскости, устанавливают под нужным углом к пазу f . Для этого на винте 22 имеетсй контрольная метка Д и переход- . ник 37, соединяющий устройство с откло- нителем, шлицевое соединение. Пластину 19 устанавливают в положение Закрыто. Устройство с отклонителем опускают на забой скважины (обязательно без промыбки), затем приподнимают от забоя на минимальную высоту, обеспечивающую свободное проворачивание огклонителя. Эксцентриковый груз 5 занимает полояение в алсидальной плоскости скважины. Дается выдержка во времени для точной установки груза 5 и включается промывочный насос. Промывочная жидкость через

Ьуркльную колонну и проходные отверстий в грузе 5 и поршне 8, через отверстия с заполняет полость Ж , Заполняя полость Ж, промывочная жидкость подник5ает поршень 8, раздвигаюший планки 9, которые фиксируются в корпусе 1. Дается вьщержка во времени для закрепления тормоза и увеличивается давление промьточной жидкости (выбор давления зависит от характеристик пружин). Промьшочная жид- кость, воздействуя на пробку 15, через ее каналы и каналы во втулке 14 проникает в полость этого корпуса .и далее в корпус 2О пластинчатого клапана. Через отверстиеИ и зазор пластиной 19 и корпусом 20 промывочная жидкость заполняет полость К и приводит в движение поршень 26. Начинается проворачивание геликоидального винта 22 с отклонителем до того момента, когда втулка 24 своей прорезью не совпадет с пластиной 19, после чего промывочная жидкость выдвигает пластину 19 в прорезь, попадая в паз Г . Проворачивание винта 22 прекращается. Малыми оборотами вращается бурильная колонна, происходит зацепление полумуфт 39 и 4О и через корпус устройства передается вращение на отклонитель.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в сокращении времени на проводку с сважи- ны за счет повышения точности ее направления.

Формула изобретения

1. Устройство для ориентирования отклонителя, включающее корпус с осевым каналом, эксцентриковый груз, узеп тор можения с приводом его в рабочее положение и узел поворота отклонителя с фиксатором его рабочего положения, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности установки .отклонителя в заданном направлении за счет надежного закрепления узла торможения в рабочем положении, привод последнего выполнен в виде концентрично установленных в осевом канале корпуса подпружиненной пробки и втулки с замкнутой кольцевой полостью, причем последняя имеет два рада радиальных каналов для связи осевого канала корпуса над и под пробкой при ее осевом перемещении относительно втулки.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что узел торможения выполнен в виде поршня с клиновыми планками.

t

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 355322, кл. Е 21 В 7/08, 1970.

2.Колесников А. Е., Мелентьев И. Я. Искривление скважин. М., Недра, 1979 с. 1О7 - 109, рис. 58.