SU1645429A1

SU1645429A1 - Orientating device for turbodrill deflector

Info

Publication number: SU1645429A1
Application number: SU894695951A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Александрович Зюзев
Original assignee: Коми филиал Всесоюзного научно-исследовательского института природных газов
Priority date: 1989-05-29
Filing date: 1989-05-29
Publication date: 1991-04-30

Abstract

Изобретение относитс к буровой технике и предназначено дл ориентировани отклонител на забое скважины при бурении . Цель изобретени - повышение точности ориентировани отклонител Устрой ство включает корпус 1, гидроцилиндр (Г) 2, поршень (П) 3 с полым штоком (ПШ) 4, эксцентричный груз 5, узел герме тизации корпуса 1 Имеет ПШ 4 радиальThe invention relates to a drilling technique and is intended to guide a bottomhole diverter during drilling. The purpose of the invention is to improve the orientation accuracy of the diverter. The device includes a housing 1, a hydraulic cylinder (G) 2, a piston (P) 3 with a hollow rod (PN) 4, an eccentric weight 5, a sealant assembly of the housing 1 It has a PN 4 radial

Description

Изобретение относитс к буровой тех нике, а именно к устройствам дл ориен тировани отклонител на забое наклонной скважины в процессе бурени The invention relates to a drilling technique, namely to devices for orienting a diverter at the bottom of an inclined borehole during drilling.

Цель изобретени - повышение точности ориентировани отклонител The purpose of the invention is to improve the accuracy of the orientation of the diverter

На фиг 1 представлен ориентатор турбинного отклонител , продольный разрез, на фиг 2 - сечение А-А на фиг 1, на фиг 3 - узел I на фиг 1Fig. 1 shows the orientator of the turbine deflector, a longitudinal section, in Fig. 2 a section A-A in Fig. 1, in Fig. 3 a node I in Fig. 1.

Ориентатор турбинного отклонител включает трубчатый корпус 1, гидроцилиндр 2, поршень 3 с полым штоком 4, эксцентричный груз 5, узел герметизации корпуса 1 Последний имеет шлицы 6 на внутренней поверхности Полый шток 4 выполнен с радиальным каналом 7 дл св зи с полостью корпуса 1 в рабочем положении поршн 3 и имеет кулачковую пол) муфту Эксцентричный груз 5 установлен на полом штоке 4 с возможностью вращени и перемещени в осевом направлении Эксцентричный груз 5 имеет шлицы 9 и кулачковую пол муфту 10 дл взаимодействи соответственно со шлицами 6 корпуса 1 и кулачковой полумуфтой 8 полого штока 4 Между последней и эксцентричным грузом 5 установлена пружина 11 В надпоршневой полости гидроцилиндра установлена перегородка 12 с калиброванным отверстием 13 Полый шток 4 и корпус 1 снабжены шлицами 14, 15 дл их св зи в транспорт- ном положении поршн 3 Полость гидро цилиндра 2, ограниченна перегородкой 12, через канал 16 гидравлически св зана с окружающей средой Узел герметизации выполнен в виде двух плавающих поршней 17 и 18 Перегородка 12 может быть снабжена клапаном 19 Полый шток 4 через фиксатор 20 отклон етс (не показано), а переходник 21 соединен с переходникомThe turbine deflector orientator includes a tubular body 1, a hydraulic cylinder 2, a piston 3 with a hollow rod 4, an eccentric weight 5, a sealing assembly of the body 1 The latter has slots 6 on the inner surface The hollow rod 4 is made with a radial channel 7 for communication with the cavity of the body 1 in the working position of the piston 3 and has a cam floor coupling Eccentric weight 5 is installed on the hollow rod 4 with the ability to rotate and move in the axial direction Eccentric weight 5 has slots 9 and a cam floor coupling 10 to interact respectively with 6 of the housing 1 and the cam half coupling 8 of the hollow rod 4 A spring 11 is installed between the latter and the eccentric weight 5 A partition 12 with a calibrated orifice 13 is installed in the hydraulic piston cavity of the hydraulic cylinder. The hollow stem 4 and the housing 1 are provided with slots 14, 15 for their connection in the transport position of the piston 3 Hydro cylinder 2 cavity bounded by a partition 12, hydraulically connected with the environment through the channel 16 The sealing unit is made in the form of two floating pistons 17 and 18 The partition 12 can be equipped with a valve 19 Hollow rod 4 through the fix The trap 20 is deflected (not shown), and the adapter 21 is connected to the adapter

22, зафиксированным накидной гайкой 23 при помощи левой резьбы22, fixed with a cap nut 23 with the help of a left-handed thread

Соотношение площадей поршн 3 и попе речного сечени полого штока 4 может быть подобрано таким, что гидравлическа осева нагрузка от перепада давлени между подпоршневой полостью и затрубным про странством устройства при циркул ции бурового раствора с учетом веса подвижной части бурильной колонны (поршень 3 с полым штоком 4, фиксатор 20 с переход никами 21 и 22, турбинный отклонитесь L долотом) направлена вниз, а по величине достаточна дл приработки долота и воз можной приработки ствола скважины, напри мер, 20-40 кНThe ratio of the areas of the piston 3 and the cross section of the hollow rod 4 can be chosen such that the hydraulic axial load from the pressure drop between the piston casing and the annulus of the device during the circulation of drilling fluid, taking into account the weight of the movable part of the drill string (piston 3 with a hollow rod 4 , clamp 20 with transitions 21 and 22, deviate turbine with L bits) downward, and the value is sufficient for running in the bit and possible running-in of the borehole, for example, 20-40 kN

Дополнительные радиальные каналы 24 полого штока 4 функционируют в качестве сигнализатора о завершении процессов ориентации и фиксации турбинного отклонител и выполнены с размерами, обеспе чивающими при циркул ции бурового раствора перепад давлени выше, например, на 10% по сравнению с одновременной циркул цией через каналы 7Additional radial channels 24 of the hollow stem 4 function as a signaling device for the completion of the processes of orientation and fixation of the turbine deflector and are made with dimensions that ensure a differential pressure during circulation of the drilling fluid, for example, by 10% compared with simultaneous circulation through the channels 7

Полость гидроцилиндра 2 между плавающими поршн ми 17 и 18 и кольцевое пространство корпуса 1 заполн ютс рабочей жидкостью, например, минеральным маслом Объем рабочей жидкости выбираетс таким, чтобы взаиморасположение элементов устройства соответствовало приведенному на фиг 1 Полость корпуса 1 раз делена втулкой 25The cavity of the hydraulic cylinder 2 between the floating pistons 17 and 18 and the annular space of the housing 1 is filled with a working fluid, such as mineral oil. The volume of the working fluid is chosen so that the relative positions of the device elements correspond to that shown in Fig. 1. The cavity of the housing is divided by sleeve 25

Калиброванное отверстие 13 в перегородке 12 выполн етс диаметром, обеспечивающим врем перетекани рабочей жидкости из полости гидроцилнндра 2 между поршнем 3 и перегородкой 12 в полость гидроцилиндра 2 между перегородкой 12 и плавающим поршнем 17 достаточное дл The calibrated orifice 13 in the septum 12 is made with a diameter that provides the time for the working fluid to flow from the cavity of the hydrocylon 2 between the piston 3 and the septum 12 into the cavity of the hydraulic cylinder 2 between the septum 12 and the floating piston 17, sufficient for

вывода долота на рабочий режим по осевой нагрузке.output of the bit to the operating mode by axial load.

На нижнюю наружную часть переходника 21, выступающую за габариты корпуса 1, следует нанести метку, указывающую направление фиксации турбинного отклони- тел в апсидальной плоскости скважины.On the lower outer part of the adapter 21, protruding beyond the dimensions of the housing 1, you should put a label indicating the direction of fixation of the turbine deflector in the apsidal plane of the well.

Устройство при помощи переходника 22 крепитс к турбинному отклонителю и необходимое направление его действи по отношению к апсидальной плоскости мл забое скважины (по отношению к метке иа переходнике 21) устанавливаетс повл-о том переходника 21 относительно перехоз- ника 22 и фиксируетс завинчиванием Hd- кидной гайки 23 с левой резьбой до упора в торец переходника 21. Затем устройство с отклонителем соедин ют с бурильными трубами и опускают в скважину. Дойд до забо , стопор т стол ротора и в полость бурильных труб подают буровой раствор.The device is attached with an adapter 22 to the turbine diverter and the necessary direction of its action with respect to the apsidal plane of the bottom hole (relative to the label on adapter 21) is set on the adapter 21 relative to peregodnik 22 and fixed by tightening the Hd-nut. 23 with a left-hand thread until it stops at the end of the adapter 21. Then the device with a diverter is connected to the drill pipes and lowered into the well. Come to the bottom, stop the table of the rotor and in the cavity of the drill pipe serves the drilling fluid.

После приработки долота на забое скважины путем создани осевой нагрузки его вывод т на рабочей режим бурени . При этом бурильна колонна под действием реактивного момента турбобура, передающегос через шлицы 14, 15 к корпусу 1 устройства, закручиваетс . Корпус 1 с гид- роцилиндром 2 начинают перемещатьс вниз относительно поршн 3 с полым штоком 4. По мере перетока рабочей жидкости из полости гидроцилиндра 2 между поршнем 3 и перегородкой 12 через калиброванное отверстие 13 и полость гидроцилиндра 2, ограниченную упорной перегородкой 12 и плавающим поршнем 17, последний перемещаетс вверх, вытесн буровой раствор из цилиндра 2 через канал 16 в затруб- ное пространство устройства.After the bit has been run-in at the bottom of the well by creating an axial load, it is brought to the working drilling mode. In this case, the drill string, under the action of the reactive moment of the turbo-drill transmitted through the slots 14, 15 to the device body 1, is twisted. The housing 1 with the hydraulic cylinder 2 begins to move downward relative to the piston 3 with a hollow rod 4. As the working fluid flows from the cavity of the hydraulic cylinder 2 between the piston 3 and the partition 12 through the calibrated orifice 13 and the cavity of the hydraulic cylinder 2, limited by the stop partition 12 and the floating piston 17 , the latter is moved upwards, the drilling fluid is forced out of cylinder 2 through channel 16 into the annulus of the device.

Постепенно шлицы 9 начинают входить в зацепление со шлицами 6 корпуса 1, фиксиру эксцентричный груз 5 относительно корпуса 1 в апсидальной плоскости скважины . Шлицы 14 полого штока 4 скольз т по шлицам 15 корпуса 1. Часть рабочей жидкости из кольцевого пространства между корпусом 1 и полым штоком 4 вытесн етс , и плавающий поршень 18 перемещаетс пниз., Шлицы 9 эксцентричного груза 5 полностью вход т в соединение со шлицами 6. а шлицы 14 выход т из зацеплени со шлицами 15 корпуса 7. Под действием реактивного момента турбобура отклонитель совместно с переходниками 21 и 22, фиксатором 20, полым штоком 4 и поршнем 3 поворачиваютс ,и в результате под- жати пружины 1 1 кулачкова полумуфта 8 полого штока 4 входит в полное зацепление с кулачковой полумуфтой 10 эксцентричного груза 5 с одновременным упором поршн 3 к перегородке 12, а раGradually, the splines 9 begin to engage with the splines 6 of the housing 1, fixing the eccentric weight 5 relative to the housing 1 in the apsidal plane of the well. The slots 14 of the hollow stem 4 slides along the slots 15 of the housing 1. A portion of the working fluid from the annular space between the housing 1 and the hollow stem 4 is displaced, and the floating piston 18 moves downwards. The slots 9 of the eccentric weight 5 are fully connected to the slot 6 and the splines 14 are disengaged from the splines 15 of the housing 7. Under the action of the reactive torque of the turbo-drill, the diverter together with the adapters 21 and 22, the retainer 20, the hollow rod 4 and the piston 3 rotate, and as a result of the compression of the spring 1 1 of the cam half coupling hollow stem 4 is included in the p full engagement with the cam half coupling 10 eccentric load 5 with simultaneous support of the piston 3 to the partition 12, and

диальные каналы 7 полого штока 4 полностью выход т из втулки 25, что приводит к снижению давлени нагнетани бурового раствора. Это вл етс сигналом об окончании процесса ориентировани отклони- тел .The diagonal channels 7 of the hollow stem 4 completely exit from the sleeve 25, which leads to a decrease in the discharge pressure of the drilling fluid. This is a signal of the end of the rejection orientation process.

Повторные ориентировани отклонител осуществл ютс аналогичным образом после прекращени подачи бурового раствора и приподъема долота на 1,0-1,5 м над забоем . При этом под действием веса подвижной части бурильного инструмента в полости гидроцилиндра 2, заключенной между поршнем 3 и перегородкой 12, происходит резкое снижение давлени рабочей жид .кости, и за счет воздействи гидростатического давлени бурового раствора в скважине через канал (отверстиеЛ 6 и плавающий поршень 17 клапан 19 открывает канал дл перетекани рабочей жидкости из полости гидроцилиндра 2 между переRepeated orientations of the diverter are carried out in a similar way after stopping the supply of drilling mud and raising the bit 1.0-1.5 m above the bottom. Under the influence of the weight of the movable part of the drilling tool in the cavity of the hydraulic cylinder 2, which is enclosed between the piston 3 and the partition 12, there is a sharp decrease in the pressure of the working fluid, and due to the hydrostatic pressure of the drilling fluid in the well through the channel (hole 6 and floating piston 17 the valve 19 opens a channel for the flow of working fluid from the cavity of the hydraulic cylinder 2 between the

0 городкой 12 и поршнем 17 в полость между поршнем 3 и перегородкой 12. Бурильна колонна слегка проворачиваетс ротором с тем, чтобы шлицы 14 вошли в зацепление со шлицами 15 корпуса 1.0 by the town 12 and the piston 17 into the cavity between the piston 3 and the partition 12. The drill string is slightly rotated by the rotor so that the splines 14 engage with the splines 15 of the housing 1.

5five

Claims

Invention Formula

Turbine deflector orientator, including a tubular body with a hydraulic cylinder and splines on the inner surface, a piston with a hollow rod with radial channels for communicating with the core cavity in the working position of the piston, rigidly connected with the piston rod half-coupling, located in the hydraulic cylinder

5 mounted on the rod between the latter and the splines of the body with the possibility of rotation and eccentric weight with splines and cam half coupling, which is spring-loaded relative to the cam half coupling half for coupling, respectively, interact with

0,

splines of the housing and the cam half coupling in the working position / characterized in that, in order to improve the orientation accuracy of the diverter, it is provided with

5, the cavity of the hydraulic cylinder with a calibrated bore and sealing housing assembly, the hollow rod and the housing have slots for their connection in the transport position of the piston, the hydraulic cylinder cavity limited by the partition is hydraulically connected with the environment, and the housing sealing assembly is made in the form of two floating pistons, the first of which is installed above the partition, and the second - in the cavity formed by the rod and housing.

Phases. 2

Fig.Z