Відхильник для направленого буріння

Відхильник для направленого буріння, який складається зі збірного корпуса, в якому закріплені відхильна втулка і пакет пружних оболонок, розміщеного у корпусі з можливістю осьового переміщення збірного ствола, при цьому бурт нижньої частини ствола встановлений у відхильній втулці, а його верхня частина зв'язана з корпусом вузлом передачі обертового моменту і ущільненням, який відрізняється тим, що додатково містить цангу, розміщену в корпусі, а також встановлену з можливістю осьового переміщення відносно ствола опорну втулку з буртом, що взаємодіє з внутрішньою поверхнею цанги, і фіксатор, жорстко закріплений на стволі, причому пакет пружних оболонок розміщений між буртом ствола і опорною втулкою. Винахід відноситься до пристроїв для буріння похило-направлених і горизонтальних свердловин, а саме для керування їхньою траєкторією без підйому бурильної колони із свердловини. Відомий пристрій для буріння похилонаправлених свердловин (а.с. №750036 кл. Е21В7/306, Бюл.№10, 15.03.1993р.), який включає збірний корпус, з'єднаний шарніром, в якому розміщені вали, а також пустотілий підпружинений поршень. Недоліком даного пристрою є те, що під дією промивальної рідини на поршень, виникають вібрації поршня, внаслідок чого зміна робочого положення пристрою є неконтрольованою. Найбільш близьким пристроєм до запропонованого є відхилювач для направленого буріння свердловин (а.с. №1802058 кл. Е21В7/08 БЮЛ. №10, 15.03.93), що включає корпус, в якому розміщені відхиляюча втулка і підпружинений пакетом пружних оболонок ствол з нижнім і верхнім буртами, верхній кінець якого зафіксований в корпусі від радіального переміщення, а нижній знаходиться у відхилюючій втулці. При цьому ствол має можливість переміщуватись вздовж осі тільки на величи ну ходу пакета пружних оболонок, що і визначає кут відхилення пристрою. В ніпелі виконані два пази в які входять шпонки ствола для передачі крутного моменту на корпус. Відхиляюча втулка може містити зрізні штифти, а пружний елемент виконаний у виді пакету пружних оболонок, який під дією критичної осьової нагрузки втрачає стійкість. Недоліком даного винаходу є незначний хід осьового переміщення ствола відносно корпуса, а отже і незначний кут відхилення, що обмежує його функціональні можливості. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення конструкції відхилювачів для направленого буріння свердловин шляхом введення додаткових елементів і їх взаємного розміщення, що забезпечить збільшення величини осьового переміщення ствола по відношенню до корпуса і можливість жорсткої фіксації положення ствола при зміні осьового навантаження на бурильний інструмент, що в свою чергу дозволить збільшити кут відхилення і можливість керування траєкторією свердловини без підйому бурового інструменту. (19) UA (11) 75251 (13) C2 (21) 20040705276 (22) 01.07.2004 (24) 15.03.2006 (46) 15.03.2006, Бюл. № 3, 2006 р. (72) Крижанівський Євстахій Іванович, Яворський Михайло Миколайович, Івасів Василь Михайлович, Олексюк Микола Петрович, Лігоцький Микола Володимирович, Козьмін Дмитро Іванович, Василів Микола Васильович (73) Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу (56) SU 1802058, Е21В7/08, 15.03.93 SU 750036, Е21В7/06, 28.07.80 RU 2131508, Е21В7/08, 10.06.99 US 6318481, 175/73, 20.11.2003 WO 9007625, Е21В7/06, 12.07.90 3 75251 4 Поставлена задача вирішується тим, що відношенню до корпуса 1 і служить його верхньою хилювач для направленого буріння, який включає радіальною опорою, а також забезпечує передачу збірний корпус, в якому розміщені направляюча обертового моменту від ствола 3 на корпус 1 і їх втулка, пакет пружних оболонок, збірний ствол з взаємне осьове переміщення на величину ходу можливістю осьового переміщення відносно корвідхилювача. Нижній кінець корпусу 1 закінчується пуса, бурт середньої частини якого встановлений ніпелем для з'єднання відхилювача з бурильною у відхиляючій втулці, а верхній кінець ствола зв'яколоною. заний з корпусом вузлом передачі обертового моДля герметизації кільцевого простору між корменту, вузол ущільнення між корпусом і стволом пусом 1 і стволом 3 у верхньому ніпелі 6 корпуса згідно з винаходом додатково містить цангу, вставстановлено ущільнення 9. новлену у корпусі, а також опорну втулку з буртом, На стволі 3 закріплена опорна втулка 10 і фікщо взаємодіє з внутрішньою поверхнею цанги і сатор 11. Між буртом 12 верхньої частини ствола 3 фіксатор закріплені на стволі, при чому пакет пруі опорною втулкою 10, закріпленою на стволі від жних оболонок розміщений між буртом ствола і радіального переміщення і з можливістю осьового опорною втулкою. переміщення на величину переміщення пакету, в Наявність опорної втулки і фіксатора, закріпкорпусі встановлений пакет пружних оболонок 4, лених на стволі дозволяють передавати осьове нижня частина якого опирається на опорну втулку навантаження, що менше критичного навантажен10. ня пакету пружних оболонок, від ствола на цангу і Нижня частина ствола 3 має бурт, який розмікорпус, а також розфіксувати цангу при спрацющений у відхиляючій втулці 2, і яка при переміванні (деформації) пакету пружних оболонок на щенні ствола 3 в зборі по відношенню до корпуса величину деформації пакету і подальшому пере1 вниз, відхиляє його в радіальному напрямку на міщенні ствола в зборі разом з пакетом пружних кут, що відповідає куту відхилення (куту відхилюоболонок і опорною втулкою на величину ходу вача). останньої. При чому величина переміщення (ходу) Відхилювач для направленого буріння працює пакету в корпусі разом з стволом повинна бути наступним чином. більша за величину деформації самого пакету. При опусканні бурового інструменту в свердЦанга встановлена в корпусі таким чином, що ловину і створення навантаження на долото відбурт опорної втулки, коли вона знаходиться у верхилювач знаходиться у вихідному положенні з нухньому положенні по відношенню до ствола, впильовим кутом відхилення ствола 3 по відношенню рається в бурт на внутрішній поверхні цанги і додо корпуса 1. Навантаження на долото при цьому зволяє: передається через верхню муфту 7 на ствол 3. 1. Передавати осьове навантаження від ствоДалі через бурт 12 ствола 3, пакет пружних оболола на корпус, коли вона зафіксована фіксатором нок 4, опорну втулку 10, цангу 5 на корпус 1. При при їх жорсткій фіксації; цьому допускається осьове переміщення ствола 3 2. Вільному осьовому переміщенню ствола по по відношенню до корпуса 1 на величину перемівідношенню до корпуса, коли вона розфіксована. щення пружних оболонок Розміщення пакета пружних оболонок між корКоли навантаження на долото перевищує крипусом і стволом (над цангою і опорною втулкою) тичне зусилля, що забезпечує стійкість пакету дає можливість забезпечити осьове переміщення пружних оболонок, останній стискається (дефорствола по відношенню до корпуса на величину мується) ствол 3 разом з фіксатором 11 переміщабільшу за величину ходу відхилювача, а також ється вниз по відношенню до корпуса 1, в резульжорсткої фіксації ствола по відношенню до корпутаті чого цанга 5 розфіксовується і дозволяє са в його нижньому положенні. дальшому осьовому переміщенню ствола 3 по Критичне навантаження спрацювання пакету відношенню до корпуса 1 ще на відповідну велипружних оболонок повинно бути більшим від навачину для досягнення необхідного кута відхилення. нтаження на долото. Величина деформації (стискання) пакету пружних Винахід пояснюється кресленням де, на фіг.1 оболонок повинна бути лише достатньою для розображено поздовжній переріз відхилювана для зфіксовування цанги 5, після чого пакет пружних направленого буріння похило-скерованих і горизооболонок 4 приймає початкове положення, віднонтальних свердловин, на фіг.2 - поперечний перевлює свою початкову стійкість, а ствол продовжує різ по лінії А-А, на фіг.3 - поперечний переріз по переміщуватись в осьовому напрямку по віднолінії Б-Б. шенню до корпуса на величину ходу відхилювача.. Відхилювач для направленого буріння свердНавантаження, що забезпечує втрату стійкості ловини, що включає корпус 1, розміщені в ньому пакету пружних оболонок, повинно бути більшим відхильну втулку 2 з похилим осьовим отвором, за навантаження на долото. для осьового і радіального переміщення ствола по При осьовому переміщенні ствола 3 по відновідношенню до корпуса, і яка жорстко з'єднана з шенню до корпуса 1 його нижня частина, що рухакорпусом, ствол 3, верхня частина якого сполучеється у відхиляючій втулці 2, переміщається в рана з корпусом вузлом передачі обертового момендіальному напрямку і забезпечує відхилення ту, а бурт нижньої частини розміщений у відхильствола 3 по відношенню до корпуса 1 на кут відхиній втулці 2, пакет пружинних оболонок 4, цангу 5. лення (кут відхилювача). До верхньої частини корпуса закріплено верхній Навантаження при цьому передається через ніпель 6 з радіальними пазами в які входять вивиступи верхньої муфти 7 ствола 3, що рухається ступи муфти 7 ствола 3, що фіксує верхню частину в пазах верхнього ніпеля 6, на корпус 1. ствола від його радіального переміщення по від 5 75251 6 При необхідності перевести відхилювач у вицьому ствол 3 по відношенню до корпуса 1 перехідне (початкове) положення, з нульовим відхиміщується вверх, фіксатор 11 фіксує цангу 5 і відленням, достатньо зняти навантаження на долото, хилювач готовий працювати з нульовим відхиленприпідняти інструмент над вибоєм на величину, ням. що перевищує величину ходу відхилювача . При Комп’ютерна верстка M. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601