SU1693225A1 - Съемна отклон юща компоновка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к буровой технике и м.б. использовано при проводке направленных скважин снар дами со съемным керноприемником. Цель изобретени  - повышение надежности работы за счет исключени  зависани  при бурении дополнительного ствола. Съемна  отклон юща  компоновка содержит корпус, патрубок 6, вал с породоразрушающим инструментом 26, узел 27 передачи нагрузки, верхний 7 и

Description

Изобретение относитс  к буровой тех- нике и может быть использовано при проводке направленных скважин снар дами со съемным керноприемником дл  их искусственного искривлени , а также нанесени  метки дл  последующего отбора ориентированного керна.

Цель изобретени  - повышение надежности в работе за счет исключени  зависани  компоновки при бурении дополнительного ствола,

На фиг.1 и 2 изображена съемна  отклон юща  компоновка в транспортном и рабочем положени х соответственно, продольный разрез; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2; на ф1,г.4 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - расчетна  схема дл  определени  поперечных размеров съемной отклон ющей компоновки.

Съемна  отклон юща  компоновка, установлена в колонковой трубе 1 с коронкой 2 и центраторами 3 и включает составной корпус и полый вал. Составной корпус содержит верхнюю 4 и нижнюю 5 части. С нижней частью 5 корпуса эксцентрично св зан патрубок 6. Между последним и верхней частью 4 корпуса размещен распорно-отклон ющий механизм, выполненный в виде взаимодействующих по наклонной поверхности верхнего 7 и нижнего 8 клиньев, снабженных дл  взаимодействи  между собой соответственно пальцами 9 и наклонными пазами 10 ограниченной длины. При этом крайнее нижнее положение пальцев 9 в наклонных пазах 10 соответствует соосному расположению верхней 4 и нижней 5 частей корпуса. Нижн   часть 5 корпуса снабжена стабилизирующим элементом 11, например твердосплавными резцами, дл  взаимодействи  со стенкой ствола скважины. Полый

вал состоит из шлицевого вала 12 и шлице- вой втулки 13, имеющих возможность относительного продольного перемещени , а также промежуточного 14, гибкого 15 и нижнего 16 валов. Части полого вала установлены в корпусе на подшипниках 17 и имеют уплотнени  18 и 19. В верхнем крайнем положении шлицевой вал 12 образует шлице- вое соединение с верхней частью 4 корпуса,

образующее узел 20 блокировки вала и корпуса .

В верхней части 4 имеетс  защищенна  уплотнени ми 19 полость 21, а на промежуточном валу установлен поршень 22. Ниже

поршн  22 в промежуточном валу 14 выполнены радиальные отверсти  23 и перемычка 24, служащие дл  направлени  потока промывочной жидкости через полость21. Выше поршн  22 в верхней части 4 корпуса выполнено отверстие 25 дл  сообщени  полости 21 с внешней средой.

Нижн   часть вала соединена с породо- разрушающим инструментом 26. При этом наружные диаметры породоразрушающего

инструмента 26 и нижней части 5 корпуса не превышают внутреннего диаметра коронки 2, а диаметр верхней части 4 корпуса соответствует диаметру центраторов 3.

Наружный диаметр патрубка 6 и величина его эксцентриситета относительно нижней части 5 корпуса определ ютс  из соотношений

35

,

d - 2 е do + D - Do ,

О)

гд 1 - наружный диаметр патрубка 6, м;

е- величина эксцентриситета патрубка 40 6 относительно нижней части 5 корпуса, м;

D - наружный диаметр нижней части 5 корпуса по стабилизирующему элементу 11, м;

Do, do - соответственно наружный и внутренний диаметры коронки 2, м.

Шлицевойвал 12 съемной отклон ющей компоновки соединен с узлом 27 передачи нагрузки, который служит дл  передачи осевого усили  и крут щего момента с колонковой трубы 1 на шлицевой вал 12. Узел передачи нагрузки может быть выполнен в виде механизма защелок, вход щего в состав колонкового снар да со съемным кер- ноприемником.

В верхней части 4 корпуса размещен подшипник 28,а на шлицевом валу 12 с возможностью продольных перемещений относительно вала установлена втулка 29. .

Дл  спуска и извлечени  съемной отклон ющей компоновки узел 27 передачи нагрузки снабжен элементом 30 под овершот 31. При этом в конструкцию овершота должен входить ориентатор.

Съемна  отклон юща  компоновка работает следующим образом.

Перед проведением работ колонкова  труба 1 приподнимаетс  над забоем и из нее извлекаетс  съемный керноприемник (не показан). На поверхности съемна  отклон юща  компоновка соедин етс  через элемент 30 с овершотом 31, в конструкцию которого входит ориентатор, и взаимно ориентируетс  с ним. При этом шлицевое соединение узла 20 блокировки вала должно быть замкнуто.

Спуск съемной отклон ющей компоновки производитс  на овершоте 31 при посто нно замкнутом за счет веса компоновки узле 20 блокировки вала, а под воздействием веса элементов, расположенных ниже распорно-отклон ющего механизма, нижний клин 8 находитс  в крайнем нижнем положении и св зан с верхним клином 7 пальцами 9, наход щимис  в крайнем нижнем положении в его пазах 10. Этому соответствует соосное расположение верхней 4 и нижней 5 частей корпуса, что обеспечивает ее свободный спуск в скважину через внутренний канал бурильных труб. Так как наружные диаметры породоразрушающего инструмента 26 и нижней части 5 корпуса меньше внутреннего диаметра коронки 2, они свободно проход т через нее при диаметре патрубка 6 (фиг.5), определ емом из услови 

d + 2 е do .(2)

Спуск съемной отклон ющей компоновки производитс  до упора узла 27 передачи

нагрузки в верхний центратор 3, при этом . верхн   часть 4 корпуса устанавливаетс  в центраторах 3, свободно враща сь в них. Затем производ тс  ориентирование съемной отклон ющей компоновки и извлечение овершота 31. При этом узел 27 передачи нагрузки блокирует, например, с помощью защелок шлицевой вал 12с колонковой трубой 1. Затем в полость бурильных труб по0 даетс  промывочна  жидкость, котора  поступает через полый вал и радиальные отверсти  23 в полость 21. При этом поршень 22 занимает крайнее верхнее поло- женй е. Одновременно перемещаютс 

5 промежуточный вал 14 и св занные с ним гибкий вал 15, нижний вал 16с породораз- рушающим элементом 26, а также через подшипники 17 нижн   часть 5 корпуса, патрубок 6 и нижний клин 8. Последний, взаи0 модейству  при перемещении вверх с наклонной поверхностью верхнего клина 7, смещаетс  в радиальном направлении до упора породоразрушающего инструмента 26 и стабилизирующего элемента 11 в стен5 ку скважины на величину S (фиг.5), определ емую из выражени 

Q

Do -D

(3)

30

Очевидно, что радиальный зазор Z между внутренней поверхностью коронки 2 и патрубком 6 в направлении его перемещени  должен позвол ть данное смещение на величину S, т.е.

Z S

(4)

а так как

40

7 -

2 +Е 2

(5)

45

то из (3), (4) и (5) имеем

d-2e d0+D-D0.

(6)

В противном случае патрубок 6 в рабочем положении устройства контактируете внутренней поверхностью коронки 2, а стабилизиру-, ющие элементы 11 не могут взаимодействовать со стенкой ствола скважины. В результате не обеспечиваетс  необходима  стабилизаци  корпуса от вращени  при за- буривании дополнительного ствола, кроме того, можно повредить патрубок 6 коронкой 2 при ее вращении.

При переводе съемной отклон ющей компоновки из транспортного положени 

(фиг.1) в рабочее (фиг.2) гибкий вал 15 частично распр мл етс  и посто нно находитс  под действием раст гивающего усили , создаваемого давлением промывочной жидкости на поршень 22. Благодар  этому повышаетс  нагрузочна  способность гибкого вала 15 при передаче крут щего момента на породоразрушающий инструмент 26, Не прекраща  подачу промь вочной жидкости , компоновка устанавливаетс  на забой скважины. Колонкова  труба 1 с узлом 27 передачи нагрузки за счет подвижного соединени  шлицеврго вала 12 и шлицевой втулки 13 перемещаетс  вниздо взаимодействи  узла 27 передачи нагрузки через втулку 29 и подшипник 28 с верхней частью 4 корпуса. В результате шлицевое соединение узла 20 блокировки вала размыкаетс , а создаваема  осева  нагрузка передаетс  на забой через корпус. Затем осуществл етс  вращение бурильной колонны, которое че- рез узел 27 передачи нагрузки и составной вал передаетс  налородоразрушающий инструмент 26, и производитс  забуривание опережающего дополнительного ствола скважины, эксцентрично расположенного по отношению к основному стволу на длину выступающей за коронку 2 нижней части 5 съемной отклон ющей компоновки. При этом за счет взаимодействи  стабилизирующих элементов 11 со стенкой ствола скважины и возможности свободного относительного вращени  колонковой трубы 1 и верхней части 4 корпуса предотвращаетс  поворот съемной отклон ющей компоновки в начальный момент забуривани  дополнительного ствола скважины. После завершени  бурени  дополнительного ствола скважины с помощью овершота производ тс  извлечение съемной отклон ющей компоновки, спуск съемного керноприем- ника (не показан) и разбуривание скважины коронкой 2. При этом за счет создани  вызываемого неравномерностью нагружени  коронки 2 на забое скважины изгибающего момента производитс  искривление основного ствола скважины в направлении, про- тивоположном , направлению забуривани  дополнительного ствола скважины, указанном вектором V на фиг.4. Одновременно осуществл етс  отбор керна с нанесенной на него серпообразной меткой (фиг.4).

Регулирование интенсивности искривлени  основного ствола скважины выполн етс  изменением длины ее дополнительного ствола, диаметра последнего, а также путем регулировани  интенсивности искривлени  дополнительного ствола скважины за счет изменени  диаметрального размера нижней части 5 корпуса.

Размеры компоновки по выражени м (2) и (6) определ ютс  следующим образом.

Например, применительно к компоновкам ,буримым снар дами ССК-59 (Do 59,4 мм, do 35,4 мм) диаметр патрубка 6 и величина его эксцентриситета при прин том диаметре нижней части 5 корпуса (D$D0) D 35 мм

определ етс  из соотношений

d + 2 Е 0,0354 ,(7)

d-2 е 0,0110.(8) Сложив эти неравенства, имеем

2d 0,0464,(9)

или d$23,2 мм. Примем d 22 мм, тогда из выражени  (7) имеем

,0134, а из выражени  (8)

,0110,

30

или

0,0067 е 0,0055 .

Примем е 0,006 м 6 мм. Таким образом, имеем следующие размеры компоновки: D 35 мм, d 22 мм, е 6 мм.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Съемна  отклон юща  компоновка, включающа  корпус, состо щий из верхней

   и нижней частей, расположенный между ними патрубок, нижний вал с породоразруша- ющим инструментом, шлицевой вал с узлом передачи нагрузки, расположенный в полости верхней части, и св занный со шлицевым валом полый промежуточный вал, верхний клин, жестко св занный с нижним торцом верхней части корпуса, и нижний клин, св занный с верхним торцом патрубка , отличающа с  тем, что, с целью

   повышени  надежности в работе за счет исключени  ее зависани  при бурении дополнительного ствола скважины, она снабжена гибким валом, расположенным между промежуточным и нижним валами, стабилизирующим элементом, установленным на наружной поверхности нижней части корпуса , шлицевой втулкой дл  св зи шлицевого и промежуточного валов и расположенным на последнем поршнем, образующим с верхней частью корпуса герметичную полость, а промежуточный вал выполнен под поршнем с радиальными отверсти ми, патрубок жестко св зан с нижней частью корпуса и

   расположен эксцентрично ее оси, причем в транспортном положении верхн   и нижн   части корпуса расположены по одной оси.

   Фиг. 2

   А-А

   10

   ФигЛ