Отклонитель

:1 Сфф фабианфьн нс-ЙВЕ щ 781311 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 181278 (21) 2697891/22-03 (51) М3 с присоединением заявки Нов Е 21 В 7/08 Государственный комитет СССР но делан нюбретеннй н открытий(72) Авторы изобретения Г.Г.Семак, М.Л.Шумада, А.Г.Калинин, Р.С.Яремийчуки В.М.Беляев Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт буровой техники( 54 ) ОТКЛОНИТЕЛЬ 1Изобретение относится к области бурения наклонно-направленных скважин с применением забойных двигателей, а именно к устройствам для управления траекторией ствола скважины 5 в устойчивых породах.Известно устройство для бурения скважин, включающее корпус и отклоняющий элемент с эксцентричным выступом на наружной поверхности (1. 10В известном устройстве отклоняющий элемент выполняет роль центратора-стабилизатора и не может быть использован как отклонитель, так как отклоняющий элемент устанавлива ется между УВТ и бурильными трубами на значительном расстоянии от долота, Кроме того, известное устройство не имеет в своей конструкции орйентатора. Все это ограничивает область 20 применения известного устройства, которое может быть использовано только для бурения вертикальных скважин,Наиболее близким .техническим решением к предлагаемому,.является 2 к отклонитель, включающий корпус с присоединительными резьбами, отклоняющий элемент с эксцентричным выступом на наружной поверхности, его ориентатор, выполненный в виде эксцентричного груза и Фиксатор, выполненный в виде пальцев, имеющих гидравлический привод 2.Недостатком известного отклонителя является то, что в его конструкции роль эксцентричного выступа на откфлоняющем элементе выполняет рессора, выдвигаемая за габариты корпуса отклонителя пальцами, имеющими гидравлический привод.Попадание шлама под выдвинутые рессоры и их заклинивание в таком положении при вращении бурильного инструмента может привести к поломке рессор и выходу отклонителя из строя. Кроме того, при работе такого отклонителя возможно заклинивание подаипников эксцентричного груза из-за попадания мельчайших частиц шлама в масляную камеру. Цель изобретения - повышение надежности ориентирования отклоняющего элемента во время бурения скважины,Указанная цель достигается тем, ,что отклонитель снабжен установленной под отклонякщим элементом концентрично корпусу кольцевой обоймой, с осевыми отверстиями в верхней ,.части для размещения .пальцев, а на ,нижнем торце отклоняющего элементавыполнено, по крайней мере, одно гнез-до для взаимодействия с последними.На фиг.1 изображен отклонитель,продольный разрез; на фиг.2 - сечениеХ-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Бна фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В нафиг.1.Отклонитель состоит из корпуса,выполненного в виде двух свинченныхмежду собой псах переводников-йерхнего 1 и нижнего 2, На наружной поверхйости верхнего переводника 1 с ."возможностью проворота установленотклоняющий элемент 3 с эксцентричным выступом 4 на наружной поверхности и по крайней мере, с одним коническим стопорным гнездом 5 на егонижнем торце, Под отклоняющим элементом установлен его фиксатор, состоящий из кольцевой обоймы б, соединенной с нижним церенодником 2 иимеющей сквозные осевые отверстия,в верхней части" которых "по окржности "размещены стопорные пальцы 7. Под"пальцами между верхним переводником1 и обоймой 6 установлена втулка 8с беговой дорожкой на ее верхнем торце для шара 9,Для привода в действие стбпорныхпальцев 7 "ориеЪтато 15 а"в "отнерстйяхнижнего переводника 2 установленыпорций 10, которые при помощи тяг 11соединены с втулкой 8На тягах внутри отверстий нижнего переводника 2установлены возвратные 12 и поджимные13 пружины.Внутренняя полость ориентатора и Зузла привода его пальцев 7 представляет собой герметичйо закрЫтУю масля- ную камеру. Герметизирующие камеруманжеты и сальники, а также"пробкидля" заполнения и слива масла с цельюупрощения чертежа;на последнем не по Оказаны.С целью компенсации изменейия объема масляной "кжеры ориентатора приперемещении поршней 10, а также длявыравнивания давления в масляной камере с давлением в затрубнбм простран-стве на нижнем переводнике 2 отклоййтеля установлей резиновый компенсатор 14.На верхнем конце.переводника 1 5 Ои на нижнем конце переводника 2 имеются резьбы для-присОединения к откдонителю сверху бурильчых труб, а сййзу забойного двйгателя С долотом.ОтклонитЕль работает следующимобразом.При"бтсутствий"цйркуляцйййромы-вочной жидкости и избыточного давления в бурильных трубах детали от клонителя занимайтисходноеположениеуказанное на фиг.1. В наклонной окнажине шар 9, перекатываясь по беговой дорожке втулки 8,занймаетис" ходное"йоложеййе"в плбскостй "наклона скважины, Ориентацияотклоняющегоэлемента 3 н исходном положении является случайной. Перед включением циркуляции промывочной жидкости отмечается случайная исходная ориентация колонны бурильных труб относительно ротора.После включения циркуляции промывочной жидкости под действием перепада давления, возникающего в бурильных трубах над забойным двигателем, поршни 10 переместятся в крайнее верхнее положеййе до упора в отверстии переводника 2. Возвратные пружины 12 при этом сожмутся, а поджимные пружины 13 приподнимут втулку 8 с беговой дорожкой вверх. При этом шар 9 попадает под ближайший к нему стопорный палец 7 и йрижимает его к отклоняю- . щему элементу 3.Ввиду случайной ориентации отклоняющего элемента, при которой единственное стопорное гнездо 5 в нем может"не" совпадать споджатым стопорным пальцем 7, элемент еще не стопорится.С целью стопорения и ориентацииотклоняющего элемента 3 по отношениюк имеющемуся азимуту наклона скважины, йоСле включейия циркуляции проммночной жидкости, производят проворотбурильного инструмента. При этом отклоняющий элемент удерживается на месте за счет сил взаимодействий его эксцентричного выступа 4 со стенкамискважины, а поджатый стопорный палец7, скользя по нижней торцовой поверхности отклоняющего элемента, совместится со стопорным гнездом 5, расположенным под эксцентричным выступом.Стопорный палец 7, застопорив отклоняющий элемент 8, пронорачивает его,преодолевая силу взаимодействия эксцентричйоговыступа со стенками скважины до той орйентации, при которой.последний Установится"по азимуту исходного положения шара 9. При этомосуществляется ориентация отклонителяна умейьшейие"зенитного угла скважины,Если требуется увеличение зенитного угла скважины, топроизнодится дополнительный проворот колонны бурильных труб на 180. Если же требуетсяодновременнное изменение зенитногоугла.и аэий 7 Фа"йаклойаскважины, топроизводится дополнительный проворотна расчетный угол, Во всех случаяхпроизвбдится также поворот бурильного инструмента на угол скручивания колонны бурильных труб реактивным моментом забойного двигателя.В сориентированном пбложении отклонителя производится бурение без проворота бурильногоинструмента ротором, ЙоСле -выключения циркуляции промывочной жидкости возвратные пружины12 перемещают поршни 10 и втулку 8в исходноеположение,781311 Формула изобретения А-А аказ 8084/2одпнсное ВНИИПИТираж б В застопоренном состоянии отклони-теля стопорный палец 7, вошедший в гнездо 5 отклоняющего элемента, прижат к нему с постоянной силой, независимо от давления жидкости в бурилЬном инструменте. Концы стопорных пальцев 7 и гнездо 5 в отклоняющем элементе 3 выполнены коническими. Угол конусности и сила прижатия стопорного кольца к отклонякщему элементу выбраны такими, чтобй обеспечивалась возможность выхода пальца из гнезда при провороте отклоняющего элемента с .моментом .вращения, превышающим заданную величину. Таким образом исключается возможность перегрузки и поломки стопорного пальца 7 в аварийной ситуа У ции. При отсутствии давления в бурильных трубах отклоняющий элемент расстопорен.Технико-экономические преимущества от использования отклонителя эаключа-. 33 ются в повышении надежности ориенти-, рования отклоняющего элемента во время бурения, Это достигается за счет формы выполнения отклонякщего элемента (монолитный ребристый эксцентрик), а также за счет конструктивных особенностей его ориентатора, все детали ",которого размещены в герметичной масляной камере и тем самым защищены от действия на них промывочной жидкости. Отклонитель, включающий корпус с присоединительными резьбами, отклонякщий элемент с эксцентричным выступом на наружной поверхности и его фиксатор, выполненный в виде пальцев, имеющих гидравлический привод, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности ориентирования он снабжен установленной под отклоняющим элементом концентрично корпусу кольцевой обоймой с осевыми отверстиями в верхней части для размещения пальцев, а на нижнем торце отклоняющего элемента выполнено, по крайней мере, одно гнездо для взаимодействия с последними. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СИ 9 2712434,кл. 175-73, опублик. 05.07.55. 2. Авторское свидетельство СССР 9 142239, кл, Е 21 В 7/08, 18.01.61.