Устройство для ориентации отклонителя при турбинном бурении

Союз СоветскннСоцналнстнческннРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 933969(6 ) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 13.10.80 (2 ) 2993244/22-03с присоединением заявки РЙ -(51)М. Кд,Е 21 В 47 Ю 22 Геоударстаеннмй комнтет но делам нзобретеннй н открытий(53) УДК 622.241 (088.8) Н.Н. Ногач, З.Я. Любовицкий, О.А. Турянскнй -В.Ф. Пундор,В.А. Быков и А.Г. ЛукашевЦентральная научно-исследовательская лабораторияПроизводственного объединения и Долинское,управлениебуровых работ Производственного объедине я(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАБИИ ОТКЛОНИТЕЛЯ ПРИ ТУРБИННОМ БУРЕНИИИзобретение относится к бурению направленных нефтяных и газовых скважин турбинным способом.Известен сигнализатор для ориентирования устройства направленного бурения,5 включаклций турбину, редуктор, генератор тока, ртутный замыкатель, электродвигатель и источник гидроимпульсов1.Недостаток этого сигнализатора заключается в сложности и низкой надежноо 10 ти привода датчика гидроимпульсов. Кроме того, устройство нельзя применять в вертикальных скважинах. Известно также устройство для ориен 15 тирования отклонителя при направленном турбинном бурении скважин, состоящее из задатчика азимута, датчика гидроимпульсов в виде пластинчатого клапана и привода датчика, представляющего собой электромагнит с полым якорем, Электропитание устройства осуществляется при помощи генератора тока, приводимого в движение гидротурбиной 2 . Однако в известном устройстве также недостаточно надежен привод датчика гидроимпульсов. Причина заключается втом, что пульсация промывочной жидкости приводит к нестабильности работы системы турбина - генератор. Это, в своюочередь,вызывает вибрирование пластинчатого клапана и, как следствие, искажение измеряемого сигнала. Кроме того, проблематичным является защита силового электромагнита от промывочной жидк ости.Целью изобретения является повышение надежности, ориентации отклонителя при направленном бурении путем улучшения управления клапаном датчика гидроимпульс ов.Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено распределителем, установленным в корпусе, в котором выполнены две емкости, одна из них приемная, а другая заполнена сжатым воздухом, привод датч.;ка гидроимпульсов выполнен в виде пнсвмоцилиндра со штоком, причем полостьпневмоцилиндра электрически связана черезраспределитель и емкости с задатчикомазимута, а шток жестко соединен склана ном.На фиг. 1 представлена конструкция 5устройства, на фиг. 2 - принципиальнаяэлектропневматическая схема.Устройство предстваляет собой элемент бурильной колонны., состоящий изкорпуса 1 и установленных в него задатчика 2 азимута, автономного источника 3 питания, часового механизма 4,электромагнитного реле 5, датчика 6 гидроимпульсов и привода датчика.Привод датчика состоит из пневмоцилиндра 7, полости 8 и 9 которого сообщены через электроуправляемый распределитель 10 с емкостью 11 сжатого воздуха и кольцевой приемной емкостью 12,которая предварительно заполнена атмос- оферньм воздухом.Объемы емкостей 11 сжатого воздухаи приемной емкости. 12 по отношениюк рабочему объему пневмоцилиндра 7,подбираются с учетом оптимального ко 25личества срабатываний привода датчикагидроимпульсов по причине возможных изменений отклонителя по азимуту в процеосе бурения от первоначально заданного.При этом давление воздуха в емкости 11 зоявляющейся пневмоаккумулятором, должно понизиться незначительно при перетоке его в приемную емкость 12,Задать 2 азимута включает в себяисточник 13 света, фоточувствительныйэлемент 14 и асимметричную магнитнуюстрелку 15.Фоточувствительный элемент 14 электрически связан с усилителем 16 постоянного тока на выходе которого установлено электромагнитное реле 5. В зависимости от положения отклонителя в процессе бурения задатчик 2 азимута осуществляет управление распределителем10 путем подачи напряжения от источника 3 питания через токовод 17 на катушки 18 и 19.Шток 20 пневмоцилиндра 7 жесткосвязан с клапаном 21 датчика 6 гидроиьпульсов, Последний предназначен для то 50го, чтобы при помощи сигнала в видегидроимпульсов давления промывочнойжидкости в циркуляционной системе информировать на поверхность об отклонениинаправления бурения от заданного. Ходштока 20 регулируется посредством гай 55ки 22.Устройство работает следующим образом. Перед спуском бурильной колонны задатчик 2 азимута настраивается на нужное направление бурения. В соответст- вии с этим направлением устанавливаетсяотклонителк Одновременно включается часовой механизм 4, который при достижении бурительной колонной забоя скважины замыкает свой нормально открытый контакт чМ в цепи источника 3 тока, осуществляя тем самым электропитание устройства.В случае отклонения проводки скважины от заданного направления жесткосвязанная система источник 13 света - фоточувствительный элемент 14 соответ ственно смещается от северного направления магнитной стрелки 1 5 в сторону отклонения скважины. При этом свето вой поток от источника света, свободно попадая на фоточувствительный элемент, вызывает в нем увеличение тока, Усиленный усилителем 16 постоянного тока сигнал включает электромагнитное реле 5, в результате чего замыкается нормальнооткрытый контакт Рн в цепи катушки 18. Это, в свсю очередь, приводит к сраба тыванию распределителя 10, и полость 8 пневмоцилиндра 7 соединяется с емкостью 11 сжатого воздуха. Шток 20 с клапаном 21 перемещается на перекрытие проходного отверстия датчика 6 гидроимпульсов. Одновременно воздух с полос ти 9 стравливается в приемную емкость 1 2, При перекрытии проходного каналадатчика 6 гидроимпульсов происходит увеличение давления в нагнетающей линии бурового насоса, по которому судят о смешенин положения отклонителя от заданного.После восстановления заданного положения отклонителя путем поворота бурильной колонны магнитная стрелка 15 перекрывает световой поток от источника 13 света на фоточувствительный элемент 14. При этом усилитель 16 находится в запертом состоянии. Реле 5 выключается и катушка 18 обесточиваетсся. Нормально закрытый контакт Р, обеспечивает подачу питания на электромагнитную катушку 19, Последнее приводит к переключению распределителя и как следствие, к смещению клапана 21 на открытие проходного отверстия датчика 6 гидроимпульсов. Такое состояние сохраняется до тех пор, пока положение отклонителя совпадает с заданным.Использование предлагаемого. устройства позволяет за счет исключения тсхно5 МЗО 69 6 логического процесса спуска-подъема гео- ник питания, о т л и ч а ю щ е е с я физической аппаратуры ориентирования тем, что, с целью повышения надежности сократить время проводки скважин и тем ориентации, оно снабжено распределить- самым приводит к снижению стоимости лем, установленным в корпусе, в котоих бурения. 5 ром выполнены две емкости, одна из нихПрименение предлагаемого устройства приемная, а другая заполнена покатым особенно эффективно при бурении кусто- воздухом, привод датчика гидроимпульсов вым методом, распространенным при выполнен в виде пневмоцилиндра со штопроводе скважин в труднодоступных ком, причем полость пневмоцилиндра районах Севера и Дальнего Востока стра-о электрически связана через распределитель и емкости с задатчиком азимута,а шток жестко соединен с клапаном.Формула из обретения Устройство для ориентации откло- нителя при турбинном бурении, содержа шее корпус, задатчик азимута, датчик гидроимпульсов с клапаном, привод дат- чика гидроимпульсов, автономный источИсточники информации,15 принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР474606, кл. Е 21 В 47/022, 1973,2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2600184,20 кл, Е 21 В 47/022, 1978.Редактор Л. Лукач Составитель М. Техред М, Тепе бачинская Корректор Н, Швыдкаказ 3880/20 Тираж 623 Подписно БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб д. 4/5 ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная