отклонитель регулируемый
Классы МПК: | E21B7/08 особые устройства для изменения направления буровой скважины, например специальные буровые долота, конусные пробки для ухода в сторону, шарнирные отклонители |
Автор(ы): | Жвачкин Сергей Анатольевич (RU), Баканов Юрий Иванович (RU), Гераськин Вадим Георгиевич (RU), Егоров Владимир Александрович (RU), Климов Вячеслав Васильевич (RU), Шабров Сергей Николаевич (RU), Комиссаров Артем Владимирович (RU), Яцковский Андрей Евгеньевич (RU), Кобелева Надежда Ивановна (RU), Безрукова Елена Самвеловна (RU), Борщова Светлана Васильевна (RU) |
Патентообладатель(и): | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ-КУБАНЬ" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-12-11 публикация патента:
27.09.2010 |
Изобретение относится к бурению горизонтальных и наклонных скважин в нефтегазовой промышленности, в частности к отклонителям регулируемым с изменяющимся углом. Отклонитель содержит соединенные последовательно привод, передаточный механизм и отклоняющий узел, при этом привод выполнен электрическим, механизм передачи выполнен в виде шариковинтового редуктора, отклоняющий узел содержит поворотный вал, корпус-переключатель с камерами, установленный на поворотном валу с возможностью возвратно-поступательного движения, шариковые обоймы с шариками, насаженные на поворотный вал и установленные с зазором в камерах корпуса-переключателя, на боковой поверхности поворотного вала, с одного его конца, выполнены винтовые канавки, а с другого - продольные, при этом одна из шариковых обойм сообщена с винтовыми канавками, а другая - с продольными. Обеспечивает повышение надежности, уменьшение габаритов, снижение энергозатрат в процессе работы отклонителя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Формула изобретения
1. Отклонитель регулируемый, содержащий соединенные последовательно привод, передаточный механизм и отклоняющий узел, отличающийся тем, что привод выполнен электрическим, механизм передачи выполнен в виде шариковинтового редуктора, отклоняющий узел содержит поворотный вал, корпус-переключатель с камерами, установленный на поворотном валу с возможностью возвратно-поступательного движения, шариковые обоймы с шариками, насаженные на поворотный вал и установленные с зазором в камерах корпуса-переключателя, на боковой поверхности поворотного вала с одного его конца выполнены винтовые канавки, а с другого - продольные, при этом одна из шариковых обойм сообщена с винтовыми канавками, а другая - с продольными.
2. Отклонитель регулируемый по п.1, отличающийся тем, что камеры в корпусе-переключателе выполнены конусообразными.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к бурению горизонтальных и наклонных скважин в нефтегазовой промышленности, в частности к отклонителям регулируемым с изменяющимся углом.
Известен отклонитель шарнирный ОШ 172, который предназначен для обеспечения набора кривизны при бурении искривленных участков наклонно направленных и горизонтальных скважин. Отклонитель состоит из шпинделя, винтовой пары калибратора, одноплоскостного и кругового шарнира. Отклонитель шарнирный выпускается опытным заводом ВНИИБТ. [1] (Техническое описание и инструкция по эксплуатации ОШ 172.000.ТО опытного завода ВНИИБТ. Котово).
Однако известный отклонитель недостаточно надежен и эффективен в работе, кроме того, для изменения угла отклонителя необходимо отклонитель и весь буровой инструмент поднимать на устье скважины, что усложняет процесс и ведет к большим затратам времени и средств.
Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является гидравлический регулируемый отклонитель. Отклонитель состоит из отклоняющего узла и объемного гидродвигателя. Гидродвигатель состоит из гидроцилиндра и поршня-штока с дросселем, с наружной стороны поршня-штока имеются профрезированные пазы для поворота корпуса отклоняющего узла. В корпусе отклоняющего узла расположены диск и фиксатор с пальцами, находящимися в зацеплении с профрезированными пазами гидроцилиндра и храповое колесо, находящееся в зацеплении с собачкой, установленной на диске, кроме того, корпус снабжен пазами, в которые входят зубья фиксатора, удерживающие корпус от проворота. (Патент РФ № 2109908, кл. Е21В 7/08, 1998 г.).
Недостатками известного отклонителя являются большие габариты, не подходящие для бурового инструмента малых диаметров, большой угол поворота отклонителя, высокие нагрузки на собачки, сильный износ пальцев в направляющих, а также существенные дополнительные энергозатраты, связанные с необходимостью повышать расход промывочной жидкости.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы отклонителя, уменьшение его габаритов, снижение энергозатрат в процессе работы отклонителя.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в известном отклонителе регулируемом, содержащем соединенные последовательно привод, передаточный механизм и отклоняющий узел, согласно изобретению привод выполнен электрическим, механизм передачи выполнен в виде шариковинтового редуктора, отклоняющий узел содержит поворотный вал, корпус-переключатель с камерами, установленный на поворотном валу с возможностью возвратно-поступательного движения, шариковые обоймы с шариками, насаженные на поворотный вал и установленные с зазором в камерах корпуса-переключателя, на боковой поверхности поворотного вала, с одного его конца, выполнены винтовые канавки, а с другого - продольные, при этом одна из шариковых обойм сообщена с винтовыми канавками, а другая - с продольными.
При этом камеры в корпусе-переключателе выполнены конусообразными.
На Фиг.1 показана общая кинематическая схема отклонителя.
На Фиг.2 представлен разрез корпуса-переключателя с шариковыми обоймами при прямом ходе корпуса-переключателя.
На Фиг.3 представлен разрез корпуса-переключателя с шариковыми обоймами при обратном ходе корпуса-переключателя.
Отклонитель регулируемый содержит соединенные последовательно электродвигатель 1, шариковинтовой редуктор 2, корпус-переключатель 3, установленный на поворотном валу 4 с возможностью возвратно-поступательного движения, шариковые обоймы 5 и 6, насаженные на поворотный вал 4 и размещенные в конусообразных камерах 7 и 8 корпуса-переключателя 3, при этом электродвигатель 1 соединен с шариковинтовым редуктором 2, соединенным ходовой гайкой 9, установленной на винте 10, с корпусом-переключателем 3, в шариковых обоймах 5 и 6 размещены шарики 11 и 14 соответственно.
На боковой поверхности поворотного вала 4 выполнены с одной его стороны винтовые канавки 12, а с другой - продольные 13.
Шариковые обоймы 5 и 6 установлены соответственно в камерах 7 и 8 с зазором и находятся в зацеплении соответственно с винтовыми 12 и продольными 13 канавками.
Предлагаемый отклонитель работает следующим образом.
При прямой полярности на контактах электродвигателя 1 винт 10 шариковинтового редуктора 2 вращается по часовой стрелке и через ходовую гайку 9 передает поступательное движение корпусу-переключателю 3 с шариковыми обоймами 5, 6. Обойма 5 движется вдоль участка вала 4 с винтовыми канавками 12. Шарики 11, 14 в обоймах 5, 6 размещены в камерах 7, 8, имеющих конусообразную форму. За счет этого шарики 11 в обойме 5 задавливаются в винтовые канавки 12 вала 4, происходит преобразование поступательного движения во вращательное, на валу 4 создается крутящий момент. При этом шарики 14 в обойме 6 выталкиваются из продольных канавок 13 вала 4, позволяя валу 4 свободно поворачиваться на заданный угол, величина которого определяется углом подъема винтовых канавок и их длиной.
Чтобы повернуть отклонитель еще на один шаг, необходимо вернуть механизм в исходное положение. Для этого на электродвигателе 1 меняется полярность, и винт 10 редуктора 2 вращается против часовой стрелки. Ходовая гайка 9 редуктора 2 перемещает корпус-переключатель 3 вместе с обоймами 5, 6 назад в сторону электродвигателя 1. Шарики 14 в обойме 6 задавливаются конусной камерой 8 в прямые канавки 13 вала 4, обойма 6 с шариками 14 движется вдоль вала. Это обеспечивает фиксацию отклонителя в заданном положении. Шарики 11 в обойме 5 выталкиваются из винтовых канавок 12 и не препятствуют движению корпуса-переключателя 3 назад. Это движение продолжается до тех пор, пока корпус-переключатель с обоймами не займет исходное положение. Далее полярность на электродвигателе вновь меняется на прямую, винт 10 редуктора 2 вращается по часовой стрелке и цикл повторяется.
Эти возвратно-поступательные движения совершаются до тех пор, пока не наберется заданный угол инструмента.
Класс E21B7/08 особые устройства для изменения направления буровой скважины, например специальные буровые долота, конусные пробки для ухода в сторону, шарнирные отклонители