Ориентатор турбинного отклонителя

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 E 21 В 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

77

79

24

25

78

2иг 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4695951/03 (22) 29.05.89 (46) 30.04.91. Бюл. № 16 (71) Коми филиал Всесоюзного научно-исследовательского института природных газов (72) В. А. Зюзев (53) 622.243.2(088.8), (56) Авторское свидетельство СССР № 150073, кл. Е 21 В 7/04, 1964.

Авторское с видетел ьст во СССР № 708045, кл. E 21 В 7/06, 1977.

„„SU„„, 1645429 д ) (54) ОРИЕНТАТОР ТУРБИННОГО ОТКЛОНИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к буровой технике и предназначено для ориентирования отклонителя на забое скважины при бурении. Цель изобретения — повышение точности ориентирования отклоннтеля. Устройство включает корпус 1, гидроцил индр (Г) 2, поршень (П) 3 с полым штоком (ПШ) 4, эксцентричный груз 5, узел герметизации корпуса l. Имеет ПШ 4 радиаль1645429

1О

15 ные каналы 7, кулачковую полумуфту 8 и шлицы 14. На ПШ 4 установлен с возможностью вращения эксцентричный груз 5.

Последний имеет шлицы 9 и кулачковую полумуфту 10. Корпус 1 снабжен шлицами

6. В Г 2 установлена перегородка 12 с калиброванным отверстием 13. Узел герметизации корпуса выполнен в виде двух плавающих поршней 17, 18. Поршень 17 установлен над перегородкой 12, а поршень 18— в полости, образованной Illll 4 и корпусом

l. Полость Г 2, ограниченная поршнем

17 через отверстие 16, связана с окружающей средой. Эксцентричный груз 5 подпружинен относительно ЦШ 4. Корпус 1 соединяют с бурильными трубами, а ПШ 4— с турбинным отклонителем. В процессе

Изобретение относится к буровой технике, а именно к устройствам для ориентирования 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 АА на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. l.

Ориентатор турбинного отклонителя включает трубчатый корпус 1, гидроцилиндр 2, поршень 3 с полым штоком 4, эксцентричный груз 5, узел герметизации корпуса l. 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 полумуфту.

Эксцентричный груз 5 установлен на полом штоке 4 с возможностью вращения и перемещения в осевом направлении. Эксцентричный груз 5 имеет шлицы 9 и кулачковую полумуфту 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

l3. Полый шток 4 и корпус 1 снабжены шлицами 14, 15 для их связи в транспортном положении поршня 3. Полость гидроцилиндра 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 фикс атор 20 отклоняется (не показано), а переходник 21 соединен с переходником

55 бурения эксцентричный груз 5 неподвижен, а корпус мещается вниз., Шлицы 14 и 15 находятся в зацеплении. При этом рабочая жидко, перетекает через калиброванное отверстие 13. Колонна бурильных труб скручиве тся от реактивного момента турбобура. После вытеснения рабочей жидкости из полости Г 2, ограниченной П 3 и перегородк. и 12, шлицы 14, 15 разъединяются. Одновременно шлицы

9 входят в шлицы 6. При этом фиксируется эксцентричный груз 5 относительно корпуса.

Под действием реактивного момента турбобура последний вместе с ПШ 4 поворачивается на угол, ограниченный кулачковыми полумуфтами 8,!О. 3 ил.

22, зафиксированным накидной гайкой 23 при помощи левой резьбы.

Соотношение площадей поршня 3 и поперечного 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 буроного раствора с учетом веса подвижной части бурильной колонны (поршень 3 с полым штоком 4, фиксатор 20 с переходниками 21 и 22, турбинный отклонитель с долотом) направлена вниз, а по величине достаточная для приработки долота и возможной приработки ствола скважины, например 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, обеспечивающими при циркуляции бурового раствора перепад давления выше, например, на 10О 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 разделена втулкой 25.

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

1645429

Формула изобретения

50 вывода долота на рабочий режим по осевой на груэке.

На нижнюю наружную часть переходника 21, выступающую за габариты корпуса 1, следует нанести метку, указывающую направление фиксации турбинного отклонителя в а пс ндал ьной плоскости скважины.

Устройство при помощи переходника 22 крепится к турбинному отклонителю и необходимое направление его действия по отношению к апсидальной плоскости на забое скважины (по отношению к метк.. «а переходнике 21) устанавливается пово том переходника 21 относительно перелозника 22 и фиксируется завинчиванием вскидной 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, передаюцегося через шлицы 14, 15 к корпусу устройства, закручивается. Корпус 1 с гидроцилиндром 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 кал иброва н ное 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 затрубное пространство устройства. !!остепенно шлицы 9 начинают входить в зацепление со шлицами 6 корпуса I, фиксируя эксцентричный груз 5 относительно корпуса 1 в апсидальной плоскости скважины. 1Нлицы 14 полого штока 4 скользят по шлнцам 15 корпуса 1. Часть рабочей жидкости из кольцевого пространства между корпусом 1 и полым штоком 4 вытесняется, и плавающий поршень 18 перемещается вниз., Шлицы 9 эксцентричного груза 5 годностью входят в соединение со шлицами 6. а шлицы 14 выходят из зацепления со шлицами 15 корпуса 7. Под действием реактивного момента турбобура отклонитель совместно - переходниками 2! и 22, фиксатором 20, полым штоком 4 и поршнем 3 поворачиваются,и в результате поджатия пружины 11 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 радиальные каналы 7 полого штока 4 и лностью выходят из втулки 25, что приводит к снижению давления нагнетания бурового раствора. Это является сигналом об окончании процесса ориентирования отклонител я.

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 жидкости, и за счет воздействия гидростатического давления бурового раствора в скважине через канал (отверстие) 16 и плавающий поршень 17 клапан 19 открывает канал для перетекания рабочей жидкости из полости гидроцилиндра 2 между пере 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 I.

Ориентатор турбинного отклонителя, включающий трубчатый корпус с гидроцилиндром н шлицами на внутренней поверхности, расположенный в гидроцилиндре поршень с полым штоком, имеющим ради альные каналы для связи с полостью корпуса в рабочем положении поршня, жестко связанную с штоком кулачковую полумуфту, установленный на штоке между последней и шлицами корпуса с возможностью вращения и подпружиненный относительно кулачковой полумуфты штока эксцентричный груз с шлицами и кулачковой полумуфтой для взаимодействия соответственно с шлицами корпуса и кулачковой полумуфтой штока в рабочем положении, отличающийся тем, что, с целью повышения точности ориентирования отклонителя, он снабжен расположенной в надпоршневой 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, гидравлически 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.

1645429

16

Йиа2

12

Составитель В. Родина

Редактор И. Касарда Техред А. Кравчук Корректор Л. Патай

Заказ 1328 Тираж 377 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10!