Устройство для стабилизации породоразрушающего инструмента в горизонтальной плоскости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИДЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1645427 09 51)5 Е 21 В 7/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТРУ К АВТОРСКОМУ с Ь М 3 11 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(7) Ленинградский политех ический ин. ститут им. М. И. Калинина(56) Авторское свидетельство СССРЛо 385000, кл. Е. 21 В 7,/06, 971.Авторск се свилегельство СССР(54) УСТРОГСТВО ЛЯ СТАБИЛИЗМА ЦИ И 11 ОРО.1 О; АЗРУШАЮЩКГО ИН СТ(сУМ 1-:НТА Г(РИЗОНТАЛЪНОИ (1 ЛИСКО. 1 И(57) И обрет пие относится к бурениюква, н вращат зьным способом, а именно к уз ройснам для проводки горизонтальноо участка ствола скважины. Цель изо. б)н тения - повышение точности проводки г ризонталлных скважин, Устройство включас г корпус, втулку 2, груз 4, патрубок, управляющую втулку (УВ) с поршнем. Втулка 2 имеет верхнюю 8 и нижнюю 9 гидро. камеры с поршнями 10 и опорными элеменгами 1. На одном конце корпус имеет переводник 3 для соединения с породо. разрушающим инструментом. Патрубок и УВ5 Ч подпружинены относительно переводника. УВ на внутренней поверхности имеет профильные пазы, а патрубок 5 - первый и второй ряды поперечных пазов и продоль. ные пазы, которые соединяют концы поперечных пазов смежных рядов. В каждой полости, образованной пазами, расположен шарик. УВ установлена с возмож постыл осевого перемещения, а патрубок - в последней с возможностью винтового перемещения В корпусе выполнены верхние 22 и нижние отверстия для гидравлической связи полости корпуса с одноименными гидрокамерами. В патрубке выполнено отверстие 23 При отклонении скважины, например вверх от горизонтали, шарик смещается в сторону поперечных пазов второго ряда За счет давления промывочной жидко ти на поршень УВ и патрубок перемещакпся влево. При этом последний поворачивается вокруг своей оси. При крайнем левом положении патрубка совмещаются отверстия 22, 23. Это обеспечит гидравлическую связь верхней гилрокамеры 8 с полостью ксрпуса. Верхний опорный элемент 11 выдвинется до упора в стенку скважилц и отклонит породоразрушающий инструмент вниз. При бурении ствол скважинь будет приводиться к горизонтальному направлению. 4 ил.Изобретение относится к бурению скважин вращательным способом, а именно к устройствам для проводки горизонтального участка ствола скважины.Цель изобретения - повышение точности проводки горизонтальных скважин.На фиг. 1 и 2 представлено устройство для стабилизации породоразрушающего инструмента в горизонтальной плоскости; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.Устройство включает трубчатый корпус 1, втулку 2, переводник 3 для соединения с породоразрушающим инструментом (не показан), датчик отклонения, груз 4, патрубок 5, управляющую втулку 6 и поршень 7. Втулка 2 установлена на трубчатом корпусес возможностью вращения и имеет верхнюю 8 и нижнюю 9 гидрокамеры с поршнями 10 и опорными элементами 11, установленными на шарнире 12. Между каждым поршнем 10 и опорным элементом 11 расположен шар 13. Опорные элементы подпружинены относительно втулки 2. Патрубок 5 и управляющая втулка 6 подпружинены относительно корпуса 1 со стороны переводника 3.Управляющая втулка 6 на внутренней поверхности имеет продольные пазы 14, а патрубок 5 на наружной поверхности - два ряда поперечных пазов 15, одинаковой длины в каждом из рядов, и продольные пазы 16, соединяющие концы поперечных пазов 15 смежных рядов. На фиг. 2 первый ряд поперечных пазов 15 расположен с левой стороны, а второй - с правой.Датчик отклонения выполнен в виде шариков 17, каждый из которых расположен в полости, образованной продольными пазами 14 и 6 управляющей втулки 6 и патрубка 5. На наружной поверхности патрубка 5 имеется винтовой паз 18. В последнем расположен выступ 19 управ,пяющей втулки 6. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнен продольный паз 20, в котором установлен ограничитель 21 смещения управляющей втулки 6. В корпусе 1 выполнены верхнее 22 и нижнее (не показано) отверстия, а в патрубке - отверстие 23 для гидравлической связи одноименных гидрокамер 8 и 9 с полостью корпуса 1. Центральные углы между осями верхнего 22 и нижнего отверстий корпуса 1 и отверстием 23 патрубка 5 равны центральным углам, ограничивающим длину каждого из поперечных пазов 15 патрубка 5 второго и первого рядов соответственно.Расстояния между верхним и нижним отверстиями корпуса 1 и отверстием 23 патрубка 5 равны длине хода последнего при размещении шариков 17 в поперечных пазах 15 патрубка 5 второго и первого рядов соответственно. Переводник 3 и корпус 1 по концам имеют резьбы 24 и 25 для соединения с породоразрушающим инструмен После углубления скважины на длинубурильной трубы бурение прекращают.Одновременно прекращают подавать промы.40 вочную жидкость, Подпружиненные патрубок 5 и управляющая втулка 6 возвращаются в исходное положение. Затем осуществляют наращивание бурильной колонны.Если на интервале бурения ствол скважины 45 отклоняется, например, вверх от горизонтальной плоскости, то шарики 17 смещаются в крайнее правое положение. После подачи промывочной жидкости в полость бурильных труб поршень 7 с управляющей втулкой 6 перемещаются вправо, а патрубок 5 поворачивается. При этом шарики 17 располагаются в продольных пазах 16 второго ряда патрубка 5. После поворота последнего на угол, определяемый длиной указанных пазов, иатрубок 5 и управляющая втулка 6 движутся совместно до тех пор, 55 пока торец патрубка 5 не упирается в переводник 3. При этом отверстие 23 патрубка 5 совмещается с верхним отверстием22 корпуса 1 5 10 15 20 25 30 Ж том (не показан) и бурильными трубами (не показаны). Гидрокамеры 8 и 9 имеют каналы 26. Продольные пазы 16 и 14 патрубка 5 и управляюгдей втулки 6 могут быть выполнены вогнутыми. Верхнее и нижнее 22 отверстия корпуса 1 гидравлически связаны с каналами 26 через кольцевые проточки 27.Работа устройства длп стабилизации породоразрушающего инструмента в горизонтальной плоскости осуществляется следующим образом.Переводник 3 и корпус 1 посредством резьбовых соединений 24 и 25 соединяются с породоразрушающим инструментом и бурильными трубами соответственно. Устройство спускается в скважину и размещается в ее горизонтальном участке. В исходном положении патрубок 5 и управляющая втулка 6 с поршнем 7 находятся в крайнем правом положении, а шарики 17 - в центре продольных пазов 14 и 16.Опорные элементы 11 находятся в транспортном положении и за счет груза 4 . - в вертикальной плоскости. Верхняя 8 и нижняя 9 гидрокамеры изолированы от полости корпуса 1.Под давлением подаваемой в полость бурильных труб промывочной жидкости поршень 7 вместе с управляющей втулкой 8 перемешается влево. При этом за счет ограничителя 21 смещения, расположенного в продольном пазу 20 корпуса 1, исключается вращение управляющей втулки 6 вокруг своей оси, а при взаимодействии выступа 19 с винтовым пазом 18 патрубок 5 поворачивается на угол, ограниченный винтовым иззом 18. При этом верхняя 8 и нижняя 9 гидрокамеры изолированы от полости корпуса 1 и опорные элементы 11 находятся в транспортном положении.1645427 35 Формула изобретения 1 б 14 11 1 - И 11 б 1 7 18 1 У гУ Через канал, образованный отверстиями22 и 23, проточкой 27 и каналом 26, промывочная жидкость поступает в верхнюю гидрокамеру 8. За счет давления промывочной жидкости на поршень 10 последний 5перемещается вверх. Поршень 10 через шар13 давит на опорный элемент 11, который,поворачиваясь вокруг шарнира 12,упираетсяв стенку ствола скважины. Нижняя гидрокамера 9 в это время изолирована от полости корпуса 1,В процессе бурения корпус 1 вращается,а втулка 2 неподви ж на. П ри вз аи моде:";ствии опорного элемента 11 верхней гидрокамеры 8 со стенкой ствола скважиныпородоразрушающий инструмент разрушает 15горную породу преимущественно с нижнейстороны. В случае, когда ствол скважиныотклоняется вниз от горизонитальной плоскости шарики 17 смещаются в сторонупоперечных пазов 15 первого ряда, послеподачи промывочной жидкости в полостьбурильных труб - перемещаются влево.Патрубок 5 поворачивается вокруг своей осина угол, определяемый длиной поперечныхпазов 15 первого ряда. Совместное движе.ние системы патрубок 5 - управляющая 25втулка осуществляется до тех пор, покаограничитель 21 смещения не упирается вторец продольного паза 20 корпуса 1. Прнэтом отверстие 23 патрубка 5 и нижнееотверстие корпуса 1 совмещаются. По ка.налу, образованному последними, промывоч. 30ная жидкость поступает в нижнюю гидрокамеру 9. За счет взаимодействия опорного элемента 11 нижней гидрокамеры 9породоразрушающий инструмент отклоня.ется вверх. Устройство для стабилизации породоразрушающего инструмента в горизонталь ной плоскости, включающее трубчатый кор пус, установленную на нем с возможностью вращения втулку, имеющую верхнюю и нижнюю гидрокамеры с опорными элементами, породоразрушающий инструмент и датчик отклонения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности проводки горизонтальных скважин, оно снабжено расположенным на втулке со стороны нижней гидрокамеры грузом, установленной в полости корпуса с возможностью перемещения в осевом направлении управляющей втулкой с поршнем и концентрично установленным в последней с возможностью винтового перемещения патрубком, патрубок и втулка подпружинеиы относительно корпуса со стороны породоразрушающего инструмента, управляющая втулка на внутренней поверхности имеет продольные пазы, а патрубок на наружной поверхности - два ряда поперечных пазов, одинаковой длины в каждом из рядов, и продольные пазы, соединяющие концы поперечных пазов смеж. ных рядов, датчик отклонения выполнен в виде шариков, каждый из которых расположен в полости, образованной продольными пазами патрубка и управляющей втулки, в корпусе выполнены верхнее и нижнее отверстия для гидравлической связи одноименных гидрокамер с полостью корпуса, а в патрубке - одно отверстие, причем центральные углы между осью последнего и осями верхнего и нижнего отверстий корпуса равны центральным углам, ограничивающим длину каждого из поперечных пазов патрубка второго и первого рядов соответственно, а расстояния между отверстием патрубка и верхним и нижним отверсгиями корпуса равны длине хода патрубка при размещении шариков в поперечных пазах патрубка второго и первого рядов соответственно.1645427 7 б ард Производствен Редактор И. Заказ 1328ВНИИПИ Госуда Составитеть В )Техред А КравчукТираж 378 ственнго комитета по изобретениям 3035, Москва, Ж 35, Раугпская издательский комбинат 11 атент, г Корректор А ОбручарПодписноеагкрыгиям при ГКНТ СССнаб., д, 45Ужгород, ул Гагарина, 101