Гибкий переводник

ЮЗ СОВЕТСКИЦИАЛИСТИЧЕСКСПУБЛИК 4 О 4 цю Е 21 В 7/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ У ВТОРСКОМУ С ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(71) Пермский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института буровой техники(56) Авторское свидетельство СССР Ь 407026, кл. Е 21 В 7/04, 1971.Авторское свидетельство СССР Я 1232772, кл. Е 21 В /08, 1984,(57) Изобретение относится к буровой технике и предназначено для соединения бурильных труб при наклонном направленном бурении, Цель изобретения - повышение надежности работы и ориентированный изгиб корпуса в рабочем положении. Переводник включает трубчатый корпус 1 с фигурной незамкнутой прорезью 2, уплотнительный элемент 3, дистанционную втулку 4 и средство фиксации уплотнительного элемента 3, Дистанционная втулка 4 связана одним концом с корпусом 1, Корпус 1 выполнен эксцентричным в сечении, а фигурная прорезь расположена со стороны эксцентриситета корпуса перпендикулярно его оси; Дистанционная втулка 4 со стороны ее свободного конца под фигурной прорезью 2 установлена с зазором, устройство может быть установлено между бурильными трубами и забойным механизмом, Под давлением и ромывочной жидкости уплотнительный элемент 3 прижимается к корпусу 1, что обеспечивает его герметичность. При схимающей осевой силе корпус 1 изгибается в направлении фигурной незамкнутой прорези 2 на необходимый угол, 1 ил.Изобретение относится к буровой технике и предназначено для соединения бурильных труб и забойных механизмов и создания возможности для прохождения ими искривленных участков при бурении наклонных, горизонтальных и разветвленногоризонтальных скважин.Известна шарнирная муфта, содержащая корпус, в ктором установлен поворотный ниппель со сферйческой опорной пятой и герметизирую 4 еекольцб, выполненное в виде набора "МЯЙе 1, и установленное между подпятникамйНедостатком известной шарнирной муфты является то, что поворотный ниппель со сферической опорной пятой и подпятники при работе истираются, изнашиваются, высоко абразивная буровая жидкость попадает в зазор между ними и повышает интенсивность истирания; герметизирующее кольцо при этом быстро разрушается. В результате буровая жидкость начинает протекать из внутренней полости в затрубное пространство; размывать детали и приводить их в негодность. От этого шарнирная муфта преждевременно выходит из строя.Кроме того, известная шарнирная муфта затрудняет ведение направленных буровых работ из-эа отсутствия возможности выполнения ориентированного изгиба в рабочем положении, т.к. содержащийся в ней ниппель имеет сферическую опорную пяту и направление изгиба неопределенно.Таким образом, известная шарнирнаямуфта характеризуется недостаточной надежностью работы и неопределенностью направления изгиба в рабочем положении.Известен отклонитель, содержащий корпус и цилиндрические шарниры, размещенные один над другим и выполненныеперекрещивающимися под прямым углом, внутри корпуса размещен шланг высокого давления и средства фиксации и уплотнения егоИзвестный отклонитель характеризуется недостаточной надежностью в работе, т,к. цилиндрические шарниры в местах контакта усиленно трутся, изнашиваются при работе, зазоры в.шарнирах возрастают, средства уплотнения шланга высокого давления прослабляются, пропускают буровую жидкость, которая, размывая детали, досрочно приводит отклонитель в негодность.Взаимные осевые перемещения деталей отклонителя, вызванные изменениями направления действия осевой нагрузки, способствуют разгерметизации отклонителя, а выполненные перекрещивающимися под прямым углом два цилиндрических шарнира затрудняют ведение направлен ных буровых работ из-за неопределенностинаправления изгиба отклонителя,Все это снижает надежность и уменьшает технологические воэможности известного отклонителя.Другим недостатком известного отклонителя является то, что при работе от воздействия растягивающих усилий вцилиндрических шарнирах создаются расклинивающие усилия, которые отжимаютэаплечики, тем самым увеличивают осевыезазоры в шарнирах и нарушают герметичность соединения шланга высокого давления и корпуса. Это приводит к понижениюнадежности известного отклонителя,Недостатком известного отклонителятакже является сложность изготовления егодеталей, которая может послужить причиной пониженной надежности из-за технологических трудностей получения заданнойформы цилиндрических шарниров на корпусе и из-за их неточного сопряжения,Низкая надежность и неопределенность направления изгиба при работе известного отклонителя, обусловленные егоконструктивными особенностями и трудностями достижения, а также поддержаниягерметизации в процессе эксплуатации непозволяют широко использовать известныйотклонитель при наклонно-направленном игоризонтальном бурении скважин.Наиболее близкий к предлагаемомублизкому переводнику является муфта бурильной колонны, содержащая трубчатый5 корпус с винтовой прорезью, расположенные в его полости упругий элемент и втулкидля перекрытия прорези, стыки между которыми с внутренней стороны закрыты упругим элементом, для сжатия упругогоэлемента на торцах в полости корпуса установлены поршни и полый патрубок, взаимодействующий с ними, винтовая прорезькорпуса заполнена упругим материалом. 40 50 55 5 10 15 20 25 30 Недостаток указанной муфты бурильной колонны заключается в том, что для обеспечения надежной герметизации необходима предварительная затяжка (сжатие) упругого элемента. Это приводит к неминуемому заполнению упругим элементом образующихся щелей между торцами втулок при изгибе муфты бурильной колонны во время работы и защемлению упругого элемента между торцами втулок при возвращении муфты в исходное положение,Неоднократный перегиб известной муфты бурильной колонны приводит к разрушению упругого элемента, нарушению герметичности и размыву деталей буровой жидкостью. От этого муфта бурильной ко5 10 15 25 30 35 40 45 50 лонны преждевременно приходит к негодность.Другой недостаток известной муфты бурильной колонны заключается в том, что чрезвычайно трудно обеспечить и сохранить в процессе работы на длительный период надежную герметизацию втулок, привариваемых к корпусу, в условиях ударов, вибраций, значительных перепадов давления, сопровождающих работу бурильной колонны.Нарушения герметичности соединения втулок и корпуса приводит к интенсивному размыву деталей буровой жидкостью и досрочному выходу муфты бурильной колонны из строя,Недостатком известной муфты также является и то, что она имеет взаимно перемещающиеся при изгибе, трущиеся и изна/ шивающиеся вследствие этого детали, необеспечивают направления изгиба при передаче осевой нагрузки муфтой, Кроме того, при передаче крутящего момента смежные стенки корпуса в прорези перемещаются относительно друг друга и нарушают герметичность соединения упругого материала со стенками корпуса в винтовой прорези.Эти и другие недостатки известной муфты бурильной колонны не позволяют достичь требуемой надежности и не дают возможности выполнить ориентированный изгиб корпуса для ведения направленных работ при бурении скважин,Целью изобретения является повышение надежности работы и ориентированного изгиба корпуса в рабочем положении.Это достигается тем, что в гибком пере- воднике, включающем трубчатый корпус с фигурной незамкнутой прорезью, расположенные в полости корпуса уплотнительный элемент и дистанционную втулку, связанную одним концом с корпусом, средство фиксации уплотнительного элемента, корпус выполнен эксцентричным в сечении, фигурная прорезь расположена со стороны эксцентриситета корпуса перпендикулярно его оси, а дистанционная втулка со стороны ее свободного конца под фигурной прорезью установлена с зазором. Выполнение трубчатого корпуса гибкого переводника эксцентричным в сечении с фигурной незамкнутой прорезью со стороны: - : сцентриситета перпендикулярно его оси обеспечивает при сохранении прочности трубчатого корпуса повышение проходного сечения гибкого переводника, в связи с этим уменьшение гидравлического сопротивления, сокращение износа и истирания корпуса и уплотнител ьного элемента. Кроме того, обеспечивается строгая направленность изгиба корпуса в рабочем положениипри приложении осевой нагрузки.Установка дистанционной втулки гибкого переводника со стороны ее свободногоконца под фигурной незамкнутой прорезью сзазором исключает дополнительное истирание подвижных частей гибкого переводникапри его изгибе.В результате повышается надежностьработы и обеспечивается ориентированныйизгиб трубчатого корпуса в рабочем положении, т,е. достигается цель изобретения,На чертеже показан предлагаемый гибкий переводник, общий вид (вырезана 1/4часть).Гибкий переводник содержит трубчатый корпус 1 с фигурной незамкнутой прорезью 2, расположенные в полости трубчатогокорпуса 1 уплотнительный элемент 3 и дистанционную втулку 4, связанную одним концом струбчатым корпусом 1. средство фиксации уплотнительного элемента 3. Трубчатый корпус 1выполнен эксцентричным в сечении, фигурнаянезамкнутая прорезь 2 расположена со стороны эксцентриситета трубчатого корпуса 1перпендикулярно его Оси, а дистанционнаявтулка 4 со стороны ее свободного концапод фигурной незамкнутой прорезью 2 установлена с зазором 3.Гибкий переводник работает следующим образом.Гибкий переводник верхней частьюподсоединяется к бурильной колонне (непоказана) и к его нижней части подсоединяются забойные механизмы, например винтовой забойный двигатель (не показан), ивводится в скважину.При подаче буровой жидкости под давлением уплотнительный элемент 3 прижимается к трубчатому корпусу 1 выше и нижедистанционной втулки 4 и герметизируетвнутреннюю полость, предотвращая утечкибуровой жидкости в затрубное пространство скважины.При прохождении гибкого переводникаискривленного участка скважины (или прибурении искривленной скважины) под действием осевого усилия и воздействия искривленного участка скважины нижняя частьгибкого переводника отклоняется от прямолинейности на необходимый угол, фигурнаянезамкнутая прорезь 2 увеличивается (илиуменьшается) по ширине и гибкий переводник позволяет забойным механизмам и бурильной колонне вписаться в искривленныйучасток скважины,Герметичность трубчатого корпуса 1при этом не нарушается, так как уплотнительный элемент 3 имеет воэможность частично растягиваться или сжиматься.1781404 10 Формула изобретения Составитель А.ПовалихинТехред М.Моргентал Корректор О.Кравцова . Редактор Заказ 4261 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 При выходе гибкого переводника из искривленного участка скважины в прямой прямолинейность гибкого переводника восстанавливается под действием сил упругости трубчатого корпуса 1.В связи с тем, что трубчатый корпус 1 выполнен эксцентричным в сечении и фигурная незамкнутая прорезь 2 расположена со стороны эксцентриситета трубчатого корпуса 1 перпендикулярно оси, гибкий переводник имеет при той же прочности повышенную площадь проходного сечения канала для протекания буровой жидкости к забойным механизмам; Благодаря этому гидравлическое сопротивление гибкого переводника мало, следовательно, износ деталей незначителен, а надежность работы повышенная.Благодаря тому, что дистанционная втулка 4 со стороны ее свободного конца под фигурной незамкнутой прорезью 2 установлена с.зазором 5, отсутствуют взаимно перемещающиеся, трущиеся и изнашивающиеся детали, т.е. отсутствуют источники повышенного истирания и износа, и гибкий переводник может работать без замены деталей длительное время. Кроме того, выполнение в гибком переводнике фигурной незамкнутой прорези 2 трубчатого корпуса .1 перпендикулярно оси позволяет при осевой нагрузке со здать условия для внецентренного вполнеопределенного по направлению ориентированного изгиба, необходимого для ведения направленных буровых работ. Гибкий переводник, включающий трубчатый корпус с фигурной незамкнутой прорезью, расположенные в полости корпуса 15 уплотнительный элемент и дистанционнуювтулку, связанную одним концом с корпусом, средство фиксации уплотнительного элемента.отл ича ю щийся тем, что, с целью повышения надежности работы и 20 ориентированного изгиба корпуса в рабочем положении, корпус выполнен эксцентричным в сечении, фигурная прорезь расположена со стороны эксцентриситета корпуса перпендикулярно его оси, а дистан ционная втулка со стороны ее свободногоконца под фигурной прорезью установлена с зазором.