Устройство для направленного бурения

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для проводки наклонного ствола скважины с использованием забойного двигателя. Цель - повышение точности проводки наклонного ствола скважины за счет самоориентации отклонителя в процессе бурения. С нижней частью корпуса 3 забойного двигателя жестко связана верхняя секция (С) 2 отклонителя. С составным валом 5 отклонителя связана посредством фрикционной муфты 8 сцепления нижняя С 1 отклонителя. Вал 5 расположен в полости отклонителя и имеет сферический шарнир 6 в месте изгиба С 1. На валу 5 с возможностью вращения установлен эксцентричный груз 7. Между С 1 и 2 установлен прерыватель их связи, выполненный в виде разъемно связанного с грузом 7 кулачка 9, фиксирующего пальца 12 и кольца 13 с углублениями для размещения пальца 12 в рабочем положении устройства. Палец 12 расположен с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью кулачка 9 и подпружинен пружиной 11 относительно С 1. Кольцо 13 жестко связано с верхней С 2. За счет муфты 8 при скручивании колонны бурильных труб С 1 поворачивается в направлении вращения вала 5. При совмещении рабочей поверхности кулачка 9 с пальцем 12 последний, сжимая пружину 11, перемещается в осевом направлении. Палец 12 входит в углубление кольца 13 и С 1 будет зафиксирована относительно С 2. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я0„„1606672 А 1 (51)5 Е 2! В 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 1

3 1. ,т:, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4618199/24-03 (22) 12.12.88 (46) 15.11.90. Бюл. № 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) А. С. Повалихин, А. С. Оганов, А. Ф. Федоров и К. М. Солодкий (53) 622.243.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 355332, кл. Е 21 В 7/08, 1970.

Авторское свидетельство СССР № 1048100, кл. Е 21 В 7/08, 1979. (54) УСТРОЙСТВОДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для проводки наклонного ствола скважины с использованием забойного двигателя. Цель — повышение точности проводки наклонного ствола скважины за счет самоориентации отклонителя в процессе бурения. С нижней частью корпуса 3 забойного двигателя жестко связана верхняя секция (С) 2 отклонителя.

С составным валом 5 отклонителя связана посредством фрикционной муфты 8 сцепления нижняя (1 отклонителя. Вал 5 расположен в полости отклонителя и имеет сферический шарнир 6 в месте изгиба С 1. На валу 5 с возможностью вращения установлен эксцентричный груз 7. Между С 1 и 2 установлен прерыватель их связи, выполненный в виде разъемно связанного с грузом 7 кулачка 9, фиксирующего пальца 12 и кольца 13 с углублениями для размещения пальца 12 в рабочем положении устр-ва. Палец 2 расположен с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью кулачка 9, и подпружинен пружиной 11 относительно С 1.

Кольцо 13 жестко связано с верхней С 2.

3а счет муфты 8 при скручивании колонны бурильных труб С 1 поворачивается в направлении вращения вала 5. При совмещении рабочей поверхности кулачка 9 с пальцем 12, последний, сжимая пружину 11, перемещается в осевом направлении. Палец 12 входит в углубление кольца 13 и С 1 будет зафиксирована относительно С 2. 3 ил.

1606672

Формула изобретения

Изобретение относится к устройствам для проводки наклонного ствола скважины с использованием забойного двигателя.

Цель изобретения — повышение точности проводки наклонного ствола скважины за счет самоориентации отклонителя в процессе бурения.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для направленного бурения; на фиг. 2 — развертка боковой поверхности кулачка; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг. 1.

Устройство для направленного бурения включает отклонитель, состоящий из нижней секции 1, выполненной в виде изогнутого трубчатого элемента, и верхней секции 2, жестко связанной с нижней частью корпуса 3 забойного двигателя, расположенный в полости отклонителя на радиальноупорных подшипниках 4 полый составной вал 5 со сферическим шарниром 6 в месте изгиба нижней секции 1.

На валу 5 нижней секции 1 отклонителя установлен с возможностью вращения эксцентричный груз 7 и фрикционная муфта сцепления 8, связывающая вал 5 с нижней секцией 1.

Между нижней секцией 1 и верхней секцией 2 расположен прерыватель их связи, выполненный в виде разъемно связанного с эксцентричным грузом 7 кулачка 9, установленного с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью 10 кулачка 9 подпружиненного пружиной 11 относительно нижней секции 1, фиксирующего пальца 12, и жестко связанного с верхней секцией 2 отклонителя, кольца 13, с равномерно расположенными углублениями 14 для размещения фиксирующего пальца 11 в рабочем положении устройства.

Верхняя часть вала 5 и верхняя секция 2 отклонителя имеют резьбы 15 и 16 для связи соответственно с валом 17 и корпусом 3 забойного двигателя, а нижняя часть вала 5 снабжена резьбой 18 для соединения с породоразрушающим инструментом (не показан).

На валу 5 над и под эксцентричным грузом 7 установлены ограничительные кольца 19. Верхняя и нижняя 1 и 2 отклонителя могут быть упорным подшипником 20.

Работа устройства для направленного бурения осуществляется следующим образом.

Перед спуском устройства в скважину кулачок 9 устанавливается относительно центра тяжести эксцентричного груза 7 в требуемое положение и закрепляется.

К нижнему концу вала 5, снабженного резьбой 18, присоединяется долото (не показано), а верхний конец вала 5 и корпус отклонителя соединяются посредством резьб 15 и 16 соответственно с валом 17 и корпусом 3 забойного двигателя. Откло20

45 няющая компоновка низа бурильной колонны на бурильных трубах опускается в скважину и размещается в наклонном ее стволе. Эксцентричный груз 7, расположенный в полости нижней секции 4 на подшипниках, займет положение, при котором центр его тяжести будет находиться в апсидальной плоскости ствола скважины в месте расположения устройства.

Нижняя секция 1 может занять при спуске бурового инструмента в скважину произвольное положение. После запуска забойного двигателя и создания нагрузки на долото колонна бурильных труб скрутится, а нижняя секция 1 за счет фрикционной муфты 8 будет поворачиваться в подшипнике 20 в направлении вращения вала 5.

При совмещении рабочей поверхности 10 кулачка 9 с фиксирующим пальцем 12 последний, сжимая пружину 11, переместится в осевом направлении, а фиксирующий палец 12 войдет в ближайшее углубление 14 кольца 13.

При этом нижняя секция 1 будет зафиксирована относительно верхней секции 2 отклонителя.

Вращающий момент от вала 17 забойного двигателя передается к долоту через расположенный в полости корпуса устройства на радиальноупорных подшипниках 4 вал 5 с шарниром 6.

В процессе бурении при изменении реактивного момента забойного двигателя положение отклоняющей компоновки может измениться. При этом фиксирующий палец 12 сместится относительно неподвижного кулачка 9 и под действием пружины 11 переместится вниз, а нижняя секция 1 будет вращаться до тех пор, пока рабочая поверхность 10 кулачка 9 не совместится с фиксирующим пальцем 12.

Таким образом, положение нижней секции 1 отклонителя при изменении величины скручивания колонны бурильных труб постоянно корректируется, самоориентируется, что сокращает время бурения наклонного ствола скважины и повышает точность выполнения проектного профиля ствола скважины.

Устройство для направленного бурения, включающее отклонитель, состоящий из верхней секции, жестко связанной с нижней частью корпуса забойного двигателя, и нижней изогнутой секции, расположенный в полости отклонителя полый составной вал со сферическим шарниром в месте изгиба нижней секции и установленный между верхней и нижней секциями отклонителя прерыватель их связи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности проводки наклонного ствола скважины за счет само1606672

Составитель В. Родина

Редактор М. Товтин Техред А. Кравчук Корре кто р М. Ш а роши

Заказ 3535 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент>, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 ориентации отклонителя в процессе бурения, оно снабжено эксцентричным грузом, установленным на валу нижней секции отклонителя с возможностью вращения, и фрикционной муфтой сцепления, установленной на валу отклонителя и связывающей последний с нижней секцией отклонителя, причем прерыватель связи верхней и нижней секций отклонителя выполнен в виде разъемно

6 связанного с эксцентричным грузом кулачка, фиксирующего пальца, расположенного с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью кулачка и подпружиненного относительно нижней секции отклонителя, и жестко связанного с верхней секцией отклонителя кольца с углублениями для размещения фиксирующего пальца в рабочем положении устройства.