Устройство для ориентирования отклонителя в искривленном участке скважины

СОЮЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 565 1 В 47/022 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИ ическоеатнефтетябрьской Ю.А.Ф СССР 1977. ССР 1985. ОВАНИЯ УЧАСТКЕвый доанов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Конструкторско-технолобюро Калушского завода "Каримаш им. 50-летия Великой Осоциалистической революции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТИРОТКЛОНИТЕЛЯ В ИСКРИВЛЕННОИСКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится .к техникебурения скважин и позволяет повыситьнадежность работы и ускорить ориентирование отклонителя в процессе бурения. Устройство включает силовой корпус (К) 3 и преобразователь деформации в виде упругого цилиндрическогоК 5, жестко связанного с КЗ. ВнутриКЗ установлены датчик перепада давле"ния, гидроусилитель с рабочим и управляющим клапанами и основной гидроцилиндр (ГЦ) с поршнем и.штоком (Ш),Внутри К 5 на опорах установлена свозможностью проворота жесткая штанга 30. Перпендикулярно штанге 30 в .средней ее части укреплен перполнительный ГЦ 31 с Ш 32, устленным с возможностью взаимодействия1456546со стенкой К 5. Второй дополнительный теля 48. В скважине 47 бурильную ГЦ размещен соосно КЗ и прикреплен колонну 46 проворачивают и контролик основанию основного ГЦ. Рабочие руют давление и напорной линии. В тот полости дополнительных ГЦ гидравли- момент, когда торец Ш 32 ГЦ 31 макчески связаны между собой, а Ш вто- симально удален от стенки К 5, резко рого дополнительного ГЦ соединен с уменьшается давление, что свидетель- управляющим клапаном гидроусилителя. ствует о правильном ориентировании Предварительно ориентируют КЗ относи- отклонителя 48. 5 ил.тельно плоскости действия отклони Изобретение относится к бурению скважин и предназначено для ориентирования отклонителя в искривленном участке ствола скважины.Цель изобретения - повышение надежности работы и ускорение процесса ориентирования непосредственно в процессе бурения.На фиг. 1 схематично приведено устройство для ориентирования отклонителя, верхняя часть, на фиг. 2 - то хй, нижняя часть; на фиг.З - разрез .А-А на Фиг.2; на фиг.4 - вид Б на фиг.2; на фиг.5 - компоновка устройства в бурильной колонне.Устройство содержит датчик 1 перепада давления, гидроусилитель 2, установленные в силовом корпусе 3, и преобразователь 4 деформации, выполненный в виде цилиндрического упругого корпуса 5, жесткость которого значительно ниже жесткости других элементов компоновки бурильного инструмента.Датчик 1 представляет собой перегородку круглого сечения, в центре которой размещено клапанное седло 6, а в радиальном напРавлении выполнены шунтирующие отверстия 7. По отношению к корпусу 3 датчик 1 уплотнен ре-. зиновым кольцом 8. Датчик служит для сигнализации на дневную поверхность по гидравлическому каналу связи о положении отклонителя в регламентируемых направлениях в скважине.Гидроусилитель 2 содержит, основной гидроцилиндр 9, в котором подвижно установлен поршень 10, жестко связанный со штоком 11. Верхняя надпоршневая полость 12 гидроцилиндра 9 гидравлически сообщена с наружной средой посредством центрирующей втулки 13 с пазами в осевом направлении, На штоке 11 установлен рабочий клапан 14,который предназначен для перекрытияседла 6 датчика 1 в моменты несоот 5 ветствия положения отклонителя заданному направлению. В верхней частиштока 11 выполнены продольные сквозные пазы 15, соединяющие зону повышенного давления, находящуюся вышедатчика 1, с нижней надпоршневой полостью 16 гидроцилиндра 9 посредствомосевого канала 17. Пазы 15 одновре.- менно служат фильтром для части потока промывочной жидкости проходя 15 щего через осевой канал 17 и седло 18управляющего клапана гидроусилителя 2,Седло 18 выполнено в днище,гидроцилиндра 9, который установлен в корпу-.се 3 на проточной опоре 19.Кроме того, устройство содержитвторой дополнительный гидроцилиндр20 с подвижным поршнем 21. Последнийжестко связан со штоком 22, которыйсоединен с управляющим клапаном 23гидроусилителя 2. Второй дополнительный гидроцилиндр 20 размещен сооснов силовом корпусе 3 и посредствомобоймы с окнами 24 прикреплен к ос 30нованию основного гидроцилиндра 9..На штоке 22 и гидроцилиндре 20 установлен компенсатор 25 давлвиия. Подпоршневая полость 26 каналом 27 соединена с муфтой 28 узла стыковки игерметизации,35 Внутри упругого цилиндрическогокорпуса 5 соосно на двух опорах 29установлена с воэможностью поворотажесткая штанга 30, перпендикулярнокоторой в средней ее части укреплен40 первый дополнительный гидроцилиндр.31 со штоком 32, установленным своэможностью взаимодействия со стен 1456546кой упругого корпуса 5 под действием пружины 33.На штоке 32 и первом дополнитель" ном гидроцилиндре 31 установлен ком 5 пенсатор 34 давления, а также металлический кожух 35 для защиты от абразивного износа и механических пов-. реждений прокачиваемым при бурении раствором, Полость 36 под поршнем 37 10 заполнена рабочей жидкостью и гидравлическим каналом 38 соединена с ниппелем 39 узла стыковки и герметизации. Штанга 30 специальным ключом, одеваемым на ее квадратный наконечник 15 40, может поворачиваться и фиксиро ваться в регламентируемом положении при ориентировании устройства перед спуском в скважину. Положение штока 32 по отношению к корпусу 5 контролируется 20 репером 4 1, нанесенным на торец наконечника 40 штанги 30 фиг.4).11 реобраэователь 4 деформации своей нижней замковой ниппельной резьбой 42 жестко соединен с отклонителем (не поУказан), а верхней муфтовой резьбой 43 жестко связан с силовым корпусом 3ниппелем 44.Рабочие полости 26 и 36 дополнительных гидроцилиндров 20 и 31 гид равлически связаны между собой каналами 27 и 38 при соединении корпу сов 3 и 5 по резьбе 43 с ниппелем 44, при этом герметизация гидравлической стыковки осуществляется уплотнительной парой в виде ниппеля 39 и муфты28, Замковой резьбой 45 устройство присоединяется к бурильной колонне 46,Устройство работает следующим образом. 40Предварительно (фиг.5) перед спуском бурильной колонны 46 в скважину 47 производится ориентирование устройства относительно отклонителя 48 на поверхности. Для этого последний 45 жестко закрепляют замковой резьбой 42 с устройством и с помощью специального ключа совмещают репер 41 на штанге 30 с полостью действия отклонителя. 50Устройство с отклонителем 48 сориентированные, например, для бурения против крив зны, устанавливают непосредственно над трубобуром 49 в бурильной колонне 46, которая в верхней части посредством ведущей трубы 50 размещена в подвижной части ротора 51 и может поворачиваться по отношению неподвижной части 52 стола ротора буровой установки, причем для уменьшения зенитного угла искривленного участка 53 скважины 47 репер 4 1 ориентируют по направлению действия отклонителя, а для увеличения зенитного угла - в противоположном направлении.,Осуществляют спуск бурильной колонны 46 к забою скважины 47 и начинают бурение с достижением заданных режимных параметров. Медленно вращая ротор вправо и наблюдая эа показаниями манометра в напорной линии буровых насосов, находят положение максимального и минимального давлений, что. условно отмечают метками в виде угловой протяжности на неподвижной части ротора 52 по отношению к его подвижной части 51 или к ведущей трубе 50. Угловая протяжность, отмеченная на неподвижной части стола ротора 52 и отвечающая минимальному давлению, соответствует положению штока 32, когда его торец максимально удален от внутренней стенки упругого корпуса 5 эа счет его прогиба в искривленном участке 53 (фиг,5), Это положение и соответствует заданному направлению отклонителя.о Повторным поворотом ротора на 360 убеждаются в правильности ориентирования отклонителя, стопорят ротор и продолжают процесс бурения.Минимальное рабочее давление в напорной линии при бурении обеспечи-. вается устройством следующим образом. Ыток 32 пружиной 33 прижат в крайнее правое положение и со стенкой упругого корпуса 5 не контактирует, При этом отсутствует избыточное давление в гидросистеме устройства, а управляющий 23 и рабочий 14 клапаны открыты. Поток бурового раствора свободно- проходит через открытое клапанное седло 6 датчика 1 давления, шунтирующее отверстия 7, осевой канал 17, седло 18, окна проточной опоры 19, окна обоймы 24, окна в опорах 29 преобразователя 4 деформации и далее на трубобур,Случай отхода отклонителя от заданного рабочего положения сигнали- Фзируется устройством на поверхность возросшим давлением в напорной линии буровых насосов, так как прогиб упругого корпуса 5 происходит в противоположном рабочему направлении. При1456546 Ь Формула изобретения этом внутренняя стенка корпуса 5, воздействуя на шток 32, перемещает его влево, увеличив давление в гидросистеме устройства, т.е. в подпдршневых полостях Зб и 26, что, в свою очередь, приводит к закрытию седла 18 управляющим клапаном 23. Возникший при этом перепад давления мгновенно реализуется под поршнем 10, 10 вызвав его перемещение вверх и перекрытие седла 6 рабочим клапаном 14, что приводит к росту давления в напорной линии.Высокий уровень потенциальной 15 энергии деформированного упругого корпуса преобразователя деформации практически исключает влияние изменяющихся динамических процессов, возникающих в бурильной колонне во 20 время работы забойного двигателя на функциональную стабильность работы узлов преобразователя, а соответственно и гидроусилителя, что позволяет получить надежный гиросигнал о поло жении отклонителя по отношению к апсидальной плоскости столба скважины в месте его установки.Ускорение процесса ориентирования обусловлено отсутствием необ ходимости проведения дополнительных работ по спуску вторичных приборов к забойному устройству ориентирования отклонения. Устройство для ориентирования отклонителя в искривленном участке ствола скважины, содержащее силовой корпус с установленными в нем датчиком перепада давления и гидроусилителем с рабочим и управляющим клапанами и основным гидроцилиндром с поршнем и штоком, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повышения надежности работы и ускорения процесса ориентирования, оно снабжено двумя дополнительными гидроцилиндрами, ра" бочие полости которых связаны гидравлически между собой, и преобразователем деформации, жестко связанным с силовым корпусом и выполненным в виде упругого цилиндрического корпуса, внутри которого соосно на опорах установлена с воэможностью проворота жесткая штанга, при этом перпендикулярно штанге в средней ее части укреплен первый дополннтельный гидроцилиндр со штоком, установленным с возможностью взаимодействия со стенкой упругого корпуса, а вторзй дополнительный гидро- цилиндр, шток которого соединен с управляющим клапаном гидроусилителя, размещен соосно в силовом корпусе и прикреплен к основанию основного гироцилиндра.1456546 СоставителТехред М. вет ч одписное 7 Тираж 514 ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра митета СССР открытиская наб 4/5 едактор А.Шанд Заказ 7469 2 роизводственно рафическое предприят рректор И.Муска Ужгород, ул. Проектна