Отклонитель

САНИ Б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Забайкальский комплексный научно-исследовательский институт Министерства геологии СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 348714, кл, Е 21 В 7/04, 1966,Авторское свидетельство СССРМ 1399444, кл. Е 21 В 7/04, 1985.(57) Изобретение относится к бурению сква-,жины и предназначено для проводки ее искривленного участка, Цель - повышениенадежности работы, Отклонитель содержиткорпус 1, породоразрушающий инструмент(ПИ) 13, составной вал, отклоняющую втулку10 и узел отклонения. Вал состоит из связанИзобретение относится к бурению скважин,-а именно к устройствам для отклонения"породоразрушающего инструмента в устройствах периодического действия для/изменения направления скважин,Цель изобретения - повышение надежности работы.На фиг, 1 изображен отклонитель; на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг; 2; на фиг. 4 - кинематическая схема отклонителя,Отклонитель содержит корпус 1 с выполненнымй в нем двумя рядами криволинейных прорезей 2 и 3, расположенных симметрично, причем пб крайней мере одна из них ( на фиг.1 г - . обе) имеет наклон к оси корпуса 1, и центраторами 4 на наружной поверхности корпуса 1 в месте выполнения ных шарниром верхней 6 и нижней 7 частей.На последней установлена с возможностью вращения отклоняющая втулка 10 с рабочими элементами. Узел отклонения выполнен в виде симметрично расположенных с диаметрально противоположных сторон корпуса 1 двух рядов криволинейных прорезей 2, 3. Рабочие элементы выполнены в виде расположенных с диаметрально противоположных сторон отклоняющей втулки 10двух пар пальцев 11, 12, Каждый из пальцев 11, 12 размещен в криволинейной прорези 2, 3.Ось последней расположена по дуге окружности с общим центром на перпендикуляре к оси ПИ 13. После закрепления корпуса 1 в скважине осуществляют бурение, При углублении скважины пальцы 11, 12 перемещаются в криволинейных прорезях 2, 3, а ПИ 13 перемещается по дуге окружности. 4 ил.криволинеиных прорезеи 2 и 3. Во внутренней полости корпуса 1 (фиг. 2) расположены соединительный шарнир 5 и вал, состоящий 0 из двух частей - верхней 6 и нижней 7. К) связанных между собой шарниром 8. На нижней части вала 7 на подшипниковых О опорах 9 установлена отклоняющая втулка д, 10, снабженная жестко соединенными с ней двумя парами расположенных диаметрально противоповожно пвавцев 11 и 12 Гфиг. 3). )ги диаметр которых соответствует ширине а криволинейных прорезей 2 и 3, для взаимодействия с последними. С нижней частьювала соединен породоразрушающий инструмент 13.Криволинейные прорези 2, 3 корпуса 1 выполнены таким образом, что их оси представляют собой дугиокружностей с общимцентром кривизны на перпендикуляре к осипородоразрушающего инструмента 13, а радиусы кривизны определяются в соответствии с выражениями Е 2 Уо + 1.2где 81, й 2 - радиусы кривизны осей первой 2 и второй 3 пары продольных прорезей корпуса, м;Во - проектный радиус траектории перемещения породоразрушающего инструмента 13, м;О, (.2 - расстояния от торца породоразрушающего инструмента 13 до первой 11 и второй 12 пары пальцев отклоняющей втулки.Корпус 1 отклонителя соединяется с карпусом 14 снаряда направленного бурения (не показан), а его вал через соединительный шарнир 5 - с ведущей штангой 15 снаряда,Для уменьшения жесткости корпуса 1 отклонителя на изгиб он может быть выполнен с поперечными прорезями 16,Отклонитель работает следующим образом.Корпус 1 отклонителя соединяют, корпусом 14 снаряда направленного бурения, а вал 6 отклонителя через соединительный шарнир 5 - с ведущей штангой 15 снаряда,Компоновка, включающая отклонитель и снаряд направленного бурения, спускается в скважину, ориентируется одним из известных способов и фиксируется в скважине. После этого создаются необходимые режимные параметры и производится бурение скважины. В процессе углубления скважины валы 6 и 7 с установленной на последнем отклоняющей втулкой 10 перемещаются вниз, а корпус 1 удерживается в зафиксированном положении снарядом направленного бурения. При этом за счет взаимодействия пальцев 11 и 12 с криволинейными прорезями 2 и 3 корпуса 1 породоразрушающий инструмент 13 будетперемещаться по дуге окружности с расчетным радиусом кривизны, а части вала 6 и 7будут наклоняться к оси корпуса в местах их соединений шарнирами 5 и 8, Траектория йеремещения частей вала отклонителя и породоразрушаЮщего инструмента 13 при искривлении скважины с постояннымрадиусом кривизны К и обеспечением условий асимметричного искривления ее ствола показана на фиг, 4, где положение АДЕ соответствует их первональному транспортному положению, а положение А 101 Е 1 - промежуточному положению при искривле 10 15 20 25 30 35 40 45 50 нии скважины, определяемому в соответствии с принципом виртуальных перемещений следующим образом, Как известно, приасимметричном искривлении скэвжин с постоянным радиусом кривизны центр породоразрушающего инструмента 13 (точка А)должен перемещаться по дуге данного радиуса кривизны Во, причем центр кривизны(точка О) должен находиться в плоскости,проходящей через торец породоразрушающего инструмента 13, следовательно, мгновенный радиус кривизны. проведенныйчерез его центр (точка А), всегда долженбыть перпендикулярен его оси и, соответственно, оси нижней части 7 вала отклонителя, Таким образом, треугольники ОА 181 иОА 1 С 1, где точки В 1 и Ссоответствуют положению пальцев 11 и 12 отклоняющей втулки10 в любой момент процесса искривленияскважины, должны быть прямоугольнымитреугольниками, Следовательно, учитывая,что расстояния от пальцев 11 и 12 до торца.породоразрушающего инструмента 13 О и2 постоянны, траектория перемещения точек В и С (пальцев 11 и 12 отклоняющейвтулки), задаваемая криволинейными прорезями 2, 3 корпуса, должна представлятьсобой дуги окружностей с центром в .точкеО, а их радиусы определяются из треугольников ОА 1 В 1 и ОА 1 С 1. При этом центр шарнира 8 (точка О), соединяющего части 6 и 7вала отклонителя, также перемещается подуге окружности, э центр соединительногошарнира 5 (точкэ Е) - вдоль оси корпуса 1отклонителя,Возникающие при бурении скважины,например, вследствие перемежаемости горных пород поперечные нагрузки воспринимаются пальцами 11 и 12 и корпусом 1,благодаря чему устраняется действие поперечных нагрузок на части вала 6 и 7 и шарниры 5 и 8, что повышает надежностьустройства,Центраторы 4 обеспечивают центрирование корпуса 1 в скважине и устраняюттаким образом влияние возможных его деформаций и перекосов на результаты искривления скважин,После отбуривания скважины на длинупродольных прорезей 2 и 3 отклонитель иснаряд направленного бурения переводится в транспортное положение.При необходимости дальнейшего углубления.и искривления ствола скважины буре 5 ние осуществляется в описанной вышепоследовательности, При этом корпус 1 засчет поперечных прорезей 16 легко вписывается в искривленный ствол скважины.После углубления скважины на требуемую величину отклонитель и снаряд направ 1694840ленного бурения извлекаются на поверх- НОСТЬ.формула изобретенияОтклонитель, включающий корпус с опорными элементами на наружной повер хности, породоразрушающий инструмент, расположенный в корпусе вал из двух связанных шарниром верхней и нижней частей, установленная на последней с возможностью вращения отклоняющая 10 втулка с рабочими элементами, узел отклонения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, узел отклонения выполнен в виде симметрично расположенных с диаметрально противопо ложных сторон корпуса двух рядов криволинейных прорезей, а рабочие элементы отклоняющей втулки - в виде расположенных с диаметрально противоположных ее сторон двух пар пальцев. каждый из которых установлен в криволинейной прорези корпуса, причем ось последней расположена по дуге окружности с общим центром на перпендикуляре к оси породоразрушающего.инструмента, а радиус окружности выби. рается из соотношения Й 1,г= рии пере- струменради ого и рассто о инстр ьцев от где Во-и мещения та,м;В 1,2 - пуса пер но,м;1,ашающег пары пал ственно,роектный радиус траек породоразрушающего кривизны прорезей коррого ряда соответствение от торца породоразруента до первой и второй оняющей втулки соответ. упри ГКНТ ССС изводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 140 Тира ИИПИ Государственного к 113035,МПодписноеитета по изобретениям и открытиква, Ж, Раушская наб., 4/5