Устройство для направленного бурения

СОКИ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕТЕН ЕЛЬСТВ и ин еф исти тельство СССР 10, 1976.ельство СССР В 7/08, 1979 АВЛЕННОнатью,ей поНАПРкорпужидкой лин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИД.ЯО 1013624 А дачи с полостью гидрокамер отклонителя, и узел регулирования подачи рабочей жидкости в гидрокамеры отклонителя, имеющий запорные элементы,установленные на гидравлической линии подачи, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения точнос"ти ориентирования и повышениянадежности работы, узел регулирования подачи жидкости в гидрокамеры атклони-теля выполнен в виде цилиндрическихполостей, расположенных по.окружности, связанных между собой черездроссели и заполненных жидкостью,плотность которой больюе плотностирабочей жидкости, а запорные элементы выполнены в виде плунжеров. фЦель изобретения - увеличение точности ориентирования и повышение надежности работы.указанная цель достигается тем, что в устройстве для направленного бурения, содержащем корпус, насос, полость с рабочей жидкостью, связанную гидравлической линией подачи с полостью гидрокамер отклонителя, и узел регулирования подачи рабочей жидкости в гидрокамеры отклоиителя, имеющий запорные элементы, установленные на гидравлической линии пода чи, узел регулирования подачи жидкости в гидрокамеры отклонителя выполнен в виде цилиндрических полостей, расположенных по окружности, связанных между собой через дроссе 50 55 60 Изобретение относится к бурениюскважин, в частности к устройствамдля изменения направления буровыхскважин.ИзВестен самоориентирующий забойный отклонитель, содержащий корпус,плунжерный отклонитель с гидрокамерами и эксцентричный распределительпотока рабочей жидкости с узлом регулирования ее подачи в гидрокамеры,установленный в корпусе на подшипниках 13.Недостатком этого устройства является воэможность заклинки подшипника распределителя и плунжеровгидрокамер, что снижает надежность 15работы отклонителя.Наиболее близким к изобретениютехническим решением является устройство для направленного бурения,содержащее корпус, насос, полость срабочей жидкостью, связанную гидравлической линией лодачи с полостьюгидрокамер отклонителя, и узел регулирования подачи рабочей жидкости вгидрокамеры отклонителя, выполненный 25в виде эксцентричной втулки, уста-,новленной на качающейся опоре, иимеющий запорные элементы, установленные на гидравлической линии подачи 2 Д,Недостатком данного устройства.является низкая точность ориентирования вследствие того, что от осевыхи крутильных колебаний, возникающихв процессе бурения, распределительпотока, установленный на качающейсяопоре в виде трех стержней изменяетсвое положение относительно апсидальной плоскости, переключая при этомбеспорядочно запорные элементы, установленные на гидравлической линии 40подачи, что обуславливает ответноеизменение направлений отклоняющейсилы. Кроме того, заклинивание дажеодного из шести запорных элементовприводит к потере ориентации устройства, что снижает надежность егоработы. ли и заполненных жидкостью, полостькоторой больше плотности рабочейжидкости, а запорные элементы выполнены в виде плунжеров.На фиг.1 изображено устройстводля, направленного бурения, продольныйразрез; на фиг.2 - сечение А-А нафиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б нафиг. 11 на фиг.4 - сечение В-В нафиг.1; на фиг.5 - сечение Г-Г нафиг.1,Устройство для направленного бурения присоединяется к ниппелю 1 забойного двигателя и содержит корпус2, в котором закреплен насос 3 сприводным катком 4, прижатым к валу5 забойного двигателя. В корпусерасположен узел регулирования подачирабочей жидкости, выполненный в видешести цилиндрических полостей б,расположенных по окружности, которыевместе с соединяющими их дросселями7 образуют нижнюю полость 8, заполненную, например, ртутью. В корпусевыполнена койьцробразная верхняяполость 9, заполненная рабочей жидкостью, например, маслом, и соединенная с насосом 3 гидравлическойлинией 10 подачи.Нижняя 8 и верхняя 9 полости разделены между собой запорными элементами, выполненными в виде плунжеров11, установленными в цилиндрическихотверстиях. на гидравлической линииПодачи. Плунжеры 11 выполнены сцилиндрической проточкой на наружной поверхности, Плотность жидкости,,заполняющей полость б, должна бытьбольше плотности рабочей жидкости.Положение уровня раздела жидкостейвсегда находится в горизснтальнойплоскости, а каждый плунжер 11, находящийся на уровне раздела, занимаетсоответственно определенное положе-ние относительно корпуса в завиеимости от ориентации бурильного инструмента.Находясь в верхнем положении,Плунжер .11 соединяет нагнетательнуюливию насоса 3 через гидравлическуюлинию 10 подачи, которая продолжает-ся каналом 12,цилиндрической полостью,13, цилиндрической проточкой наплунжере и каналом 14, с гидрокамерой отклонителя 15. Находясь в нижнем положении, плунжер 11 соединяетвсасывающую линию насоса 3 с гидрокамерой отклонителя через верхнююполость 9 и канал 1 б гидравлическойлинии подачи 10. В среднем неустойчивом положении плунжер перекрываетвход в гидрокамеру. Однако достаточно незначительного изменения ориентации плоскости наклона корпуса, иплунжер соединяет гидрокамеру совсасывающей или с нагнетательнойлинией насоса в соответствии с направлением наклона.Таким образом, при наличии, например, шести гидрокамер в отклоните.- ле, три из вих будут соединены со всасывающей линией насоса, а противоположные три - с нагветательной. Между вагветательвой и всасывающей линиями насоса установлен регулятор 17 давления. Неподвижно насаженный на металлическом остове 18 отклони- тель 15 имеет возможность проворачиваться на корпусе 2 по резьбе и фик сироваться в требуемом положении стопором 19. Каналы 14 и 16 гидравлической линии подачи связаны с гидрокамерамн откловителя 15 гибкими шлангами 20, длина которых допускает 35 . относительный проворот.до 360Устройство работает следующим образом.Каток 4, прижатый к вращающемуся валу 5 забойного двигателя, приводит насос 3 в движение. Поток жидкости иэ вагветательной линии насоса 3 по каналам 12, цилиндрической полости 13, цилиндрическим проточкам на плунжерах 11, каналам 14 и по гибким шлангам 20 поступает в одну группу гидрокамер отклонителя 15. Другая группа гидрокамер отклонителя 15 гибкими шлангами 20 через каналы 16 и верхнюю полость 9 связана со всасывающей линией насоса 3. Таким образом, в зависимости от положения плунжеров 11, насос 3 одну группу гидрокамер отклонителя 15 наполняет жидкостью, а из другой - выкачивает . Наполненные гидрокамеры откловителя 15, непосредственно контактирующие со стенками скважины, смещают долото.величина давления в наполненных гидрокамерах откловителя 15, непосредствевво контактирующих со стен ками скважины, устанавливается ре" гулятором 17 давления в зависимости от требуемой величины отклоняющей силы на долоте, что обуславливает интенсивность искривления ствола скважины. Так как объем жидкости, заключенный в гидравлической системе отклонителя, постояйный, то после достижения заданного давления в гид,рокамерах отклоннтеля, насос 3 перекачивает жидкость через регулятор 17 давления. Плунжеры 11 находятся на уровнераздела двух жидкостей разной плотности, например ртути и масла, эак"люченвых в полостях 8 и 9 корпуса.Поэтому при наклоне корпуса 2 вскважине плунжеры 11 вместе с .уровнем раздела двух сред стремятся раз"местнться в горизонтальной плоскости. При провороте бурильного инструмента в процессе бурения, напримерот действия реактивного момента за-.бойного двигателя, плунжеры. 11,стремясь сохранить положение в горизонтальной плунжерной плоскости,переместятся. При этом, вследствиеперемещения плунжеров, изменитсяпорядок наполнения гидрокамер всоответствии с возникшим прсеоротоиинструмента, что обеспечивает сохранение первоначальной ориентации наполненных гидрокамер отклонителя 15,Таким образом, независимо от положения бурильного инструмента, отклонитель 15 смещает долото под постоянным углом относительно апсидальнойплоскости, который задается на поверхности путем проворота отклоните"ля 15 относительно корпуса 2 и фиксации его стопором 19Скорость перетока жидкости междуполостями 6, образующими полость 8,ограничена дросселями 7, Поэтомуплунжеры 11, находящиеся на уровнераздела жидкостей, заполняющих полости 8 и 9, остаются .неподвижныкиотносительно корпуса при крутильныхи осевых колебаниях последнего, возникающих при вибрации долота назабое, сохраняя при этом первоначальную ориентацию наполненных гидрокамер отклонителя относительно апсидальной плоскости. Это повиаает точ"ность ориентирования откловителя,что особенно важно при малых углахнаклона, например, при использованииустройства с целью предупрежденияискривления вертикальных скважин.Плунжеры узла регулирования пода"чи жидкости в гидрокаиеры не связаны между собой. Поэтому даже призаклинивании одного из них отклони"тель остается работоспособным, чтоповышает надежность его работы.Технико-экономическая эффективностьустройства для направленного бурениядостигается. эа счет снижения затратна перебуривание скважин, вследствиеповышения точности оФиентироваиияи надежности работы.