ES2311144T3 - Dispositivo de control de angulo y momento de reaccion para un motor de tipo gerotor que tiene un husillo y una barrena en una sarta de perforacion curvada. - Google Patents

Dispositivo de control de angulo y momento de reaccion para un motor de tipo gerotor que tiene un husillo y una barrena en una sarta de perforacion curvada. Download PDF

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Vladimir Nikolaevich Andoskin
Konstantin Anatolievich Kobelev
Vladimir Ivanovich Timofeev
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Abstract

Un regulador (2) de ángulo y momento de reacción de un motor del tipo de "gerotor" (1) que tiene un husillo (3) y una barrena (4) en una sarta de perforación curvada (5), que comprende: un elemento hueco central (6) y tres elementos tubulares huecos mutuamente desalineados (7, 8, 9) conectados con el elemento hueco central, teniendo cada uno de los tres elementos tubulares una abertura pasante interna (10, 11, 12); estando dispuesto el elemento tubular hueco interno (9) en el centro entre los elementos primero (7) y segundo (8); estando conectados los elementos tubulares primero y segundo con el elemento tubular hueco interno mediante filetes (17, 18) previstos en sus bordes (19, 20), que miran uno hacia otro; estando conectado el primer elemento tubular por un filete (24) con el husillo (3); estando conectado el segundo elemento tubular hueco por un filete con el alojamiento de motor (31); estando conectado el elemento hueco central (6) con el elemento hueco interno (9) mediante estrías (16); teniendo el elemento hueco interno (9) filetes en sus bordes, teniendo los filetes ejes (26, 27) que se cruzan entre sí y con el eje central (15) del elemento hueco interno (9); la distancia mayor entre dichos ejes (26, 27) de los filetes tiene un valor doble que la excentricidad (E) del rotor con respecto al estator del motor del tipo de "gerotor"; siendo la distancia mayor entre el eje central (15) del elemento hueco interno (9) y cualquiera de los filetes (26, 27) en sus bordes (28, 29) igual que la excentricidad (E) del rotor (30) con respecto al estator del motor del tipo de "gerotor" (31); caracterizado porque el elemento hueco central (6) y el primer elemento tubular (7), en el lado en que el primer elemento está conectado con el husillo, están ambos provistos de su propia sección segmentaria de contacto (32, 33), dichas secciones segmentarias de contacto constituyen un par de las secciones segmentarias de contacto dispuestas en lados diferentes con respecto al plano meridiano (34) del husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación, en que los bordes próximos (35, 36) de las secciones segmentarias de contacto (35, 36) están dispuestos a lo largo del eje central (15) a una distancia L, que tiene la siguiente relación con el diámetro externo D del husillo: L >_ D, y la desviación angular (37) de la sección segmentaria de contacto (33) del primer elemento tubular hueco (7) respecto del plano meridiano (34) del husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación está prevista en la dirección opuesta con relación al momento de reacción comunicado por la barrena.

Description

Dispositivo de control de ángulo y momento de reacción para un motor de tipo gerotor que tiene un husillo y una barrena en una sarta de perforación curvada.
Campo de la invención
La invención se refiere a dispositivos para perforar pozos inclinados de petróleo y gas y, en particular, se refiere a reguladores de ángulo y momento de reacción de un motor del tipo de "gerotor" que tiene un husillo y una barrena en una sarta de perforación curvada.
Antecedentes de la invención
Se conoce un motor del tipo de "gerotor", que comprende un alojamiento hueco, un mecanismo con rotor de engranaje de múltiples conductores que está situado en dicho alojamiento e incluye un estator coaxialmente dispuesto, y un rotor situado dentro del estator, y también un husillo que está acoplado, a través de un eje de accionamiento, al rotor y situado dentro del alojamiento de husillo, estando interconectados los alojamientos de motor y husillo mediante el uso de un sustitutivo curvado que tiene filetes en sus bordes [patente de la Federación de Rusia 2149971, E 21B4/02, 7/08, 1999].
En este diseño de la técnica anterior, los alojamientos de motor y husillo están conectados con el sustitutivo curvado por medio de recintos fileteados; estando interconectados el rotor y el husillo por el eje de accionamiento mediante el uso de adaptadores fileteados; la cavidad interna de uno de los recintos fileteados está provista de un reborde anular, cuyo reborde acomoda un aro; el diámetro interno del aro está provisto de un hueco con respecto al eje de accionamiento, y el valor de dicho hueco no rebasa el del diámetro externo del sustituido; el sustitutivo curvado en sus bordes tiene filetes con ejes que se cruzan; y la distancia mayor entre dichos ejes de los filetes es igual a la de excentricidad del motor con respecto al estator.
Una desventaja de este diseño conocido es la siguiente: el ajuste del otro valor de ángulo y la compensación de la fuerza lateral comunicada por la barrena utilizando el momento de reacción que se produce sobre el sustitutivo, el motor y el husillo de la sarta de perforación curvada, necesitan desacoplamiento del motor respecto del husillo de manera que se permita el cambio del sustitutivo.
Otra desventaja de este diseño conocido consiste en una utilización incompleta de las posibilidades de compensar la fuerza lateral comunicada por la barrena (con cierto valor de ángulo en el sustitutivo), y en un margen estrecho de dicha fuerza, por cuanto que la distancia mayor entre los ejes de los filetes que se cruzan no rebasa el valor de la excentricidad del rotor con respecto al estator.
Esta circunstancia no permite compensar picos positivos y negativos de fluctuaciones de la carga axial sobre la barrena, y mantener la carga axial óptima sobre la barrena manteniendo los valores actuales de la carga axial sin pérdida de estabilidad de una sarta de perforación curvada en pendiente.
Se conoce el regulador de ángulo, que consta de un elemento hueco central y tres elementos tubulares huecos que están defectuosamente alineados entre sí y conectados con dicho elemento central, cada uno de cuyos tres elementos tubulares tiene una abertura interna pasante, en que el elemento tubular hueco interno está dispuesto en el centro entre los elementos primero y segundo, y los elementos tubulares primero y segundo están conectados con el elemento tubular hueco interno mediante los filetes previstos en sus bordes que miran uno hacia otro, los elementos tubulares primero y segundo están conectados por un filete con el alojamiento del motor del tipo de "gerotor" [patente de EE.UU. 5343966, E 21B7/08, 1994].
En este diseño conocido, los elementos tubulares primero o segundo están destinados a conectar el alojamiento del motor del tipo de "gerotor" con el husillo o un tubo de perforación, estando interconectados los elementos tubulares huecos central e interno por una articulación estriada, y proporcionando reajuste de un nuevo valor de ángulo cuando una sarta de perforación es elevada, sin desacoplamiento respecto del motor de fondo de pozo.
Una desventaja de este diseño de la técnica anterior es la carencia de compensación de la fuerza lateral comunicada por la barrena mediante el uso del momento de reacción que tiene lugar en el regulador de ángulo, motor y husillo de una sarta de perforación curvada, durante la penetración a través de una heterogeneidad de fondos de pozo.
En estas circunstancias, resulta difícil conseguir la optimización de perforación de pozos debido a la dificultad de corregir la componente de la fuerza lateral ejercida sobre la barrena, cuya fuerza da lugar al momento de flexión de reacción que cambia su sentido (signo) cuando una sarta de perforación curvada en pendiente pierde su estabilidad (véase Gazovaya Promyshlennost Journal [Gas Industry], Febrero 1998, pp. 42-44).
Esta dificultad afecta a la exactitud de perforación de pozos inclinados debido a la imprevisible componente de la fuerza lateral ejercida sobre la barrena, de manera que no pueden optimizarse los parámetros de perforación, y en particular no puede mantenerse la carga axial óptima que actúa sobre la barrena conservando los valores actuales de carga axial sin pérdida de estabilidad de la sarta de perforación curvada.
La técnica más pertinente con el diseño reivindicado es un regulador de ángulo y momento de reacción de un motor del tipo de "gerotor", que comprende:
un elemento hueco central y tres elementos tubulares huecos conectados con dicho elemento hueco central;
cada uno de cuyos elementos tubulares huecos tiene una abertura pasante;
un primer elemento hueco tubular que tiene un eje;
un segundo elemento hueco tubular que tiene otro eje;
un elemento hueco interno que está dispuesto en el centro entre los elementos primero y segundo, y que tiene un tercer eje;
en que los elementos tubulares primero y segundo están conectados con el elemento hueco interno con los filetes previstos en los bordes que miran uno hacia otro;
estando conectado el primer elemento tubular hueco con un husillo mediante un filete;
estando conectado el segundo elemento tubular hueco con el alojamiento del motor mediante un filete;
estando conectado el elemento hueco central con el elemento hueco interno mediante estrías;
teniendo el elemento hueco interno filetes en sus bordes, y los filetes tienen ejes que se cruzan entre sí y con el eje central;
la distancia mayor entre dichos ejes de los filetes tiene doble valor que la excentricidad del rotor con respecto al estator del motor del tipo de "gerotor";
siendo la distancia mayor entre su eje central y los ejes de cualquiera de los filetes previstos en sus bordes igual que la excentricidad del rotor con respecto al estator del motor del tipo de "gerotor" (patente de EE.UU. 2186923, E 21B4/02, 7/08, 2000).
Una desventaja de este diseño conocido es una incompleta utilización de la posibilidad de aumentar el ángulo de desviación y mejorar la capacidad de penetración del motor del tipo de "gerotor" que tiene un husillo y una barrena en una sarta de perforación curvada mediante compensación de la fuerza resultante radialmente desequilibrada durante la rotación de una barrena en un pozo de sondeo.
En este diseño de la técnica anterior, el regulador no tiene sus propias secciones segmentarias de contacto, cuyas secciones mejorarían la estabilidad de una sarta de perforación curvada, por ejemplo, cualesquiera secciones que estuvieran previstas en lados diferentes con respecto al plano de flexión de la sarta aseguraría el contacto continuo con la pared del pozo de sondeo en el momento de la perforación, y aumentarían también aún más la exactitud de la penetración en una heterogeneidad de fondos de pozo mediante la disposición de una carga axial óptima sobre la barrena, sin pérdida de estabilidad de la sarta de perforación curvada.
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Descripción de la invención
El problema técnico que ha de resolver la invención consiste en mejorar la estabilidad de un motor del tipo de "gerotor", regulador y husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación, aumentar un ángulo de desviación y mejorar la capacidad de penetración de un motor del tipo de "gerotor" que tiene un husillo y una barrena en una sarta de perforación curvada compensando la fuerza radialmente desequilibrada resultante generada durante la rotación de una barrena en un pozo de sondeo y manteniendo las propias secciones segmentarias de contacto en el regulador, en diferentes lados con respecto al plano de flexión de la sarta de perforación, en contacto con el pozo mientras se realiza la perforación, así como también mediante una exactitud incrementada de penetración en una heterogeneidad de fondos de pozo mediante la provisión de una carga axial óptima sobre la barrena, sin pérdida de estabilidad de la sarta de perforación curvada.
La esencia de la solución técnica reivindicada es la siguiente:
en un regulador de ángulo y momento de reacción de un motor de tipo
de "gerotor" que tiene un husillo y una barrena en una sarta de perforación curvada, consistente en un elemento hueco central y tres elementos tubulares huecos mutuamente desalineados conectados con dicho elemento hueco central, cada uno de cuyos tres elementos tiene una abertura pasante interna;
estando dispuesto el elemento hueco interno en el centro entre los elementos primero y segundo;
estando conectados los elementos tubulares primero y segundo con el elemento hueco interno mediante los filetes previstos en sus bordes que miran uno hacia otro;
estando conectado el primer elemento tubular hueco mediante un filete con el husillo;
estando conectado el segundo elemento tubular hueco mediante un filete con el alojamiento del motor de tipo de rotor con engranajes;
estando conectado el elemento hueco central con el elemento hueco interno mediante estrías;
teniendo el elemento hueco interno filetes en sus bordes, teniendo los filetes ejes que se cruzan entre sí y con el eje central del elemento hueco interno;
la distancia mayor entre dichos ejes de los filetes tiene valor doble que la excentricidad del rotor con respecto al estator del motor del tipo de "gerotor";
la distancia mayor entre el eje central del elemento hueco interno y cualquiera de los filetes previstos en sus bordes es igual que la excentricidad del rotor con respecto al estator del motor del tipo de "gerotor";
el elemento hueco central y el primer elemento tubular hueco, en el lado en que dicho primer elemento está conectado con el husillo, están dotados ambos con su propia sección segmentaria de contacto, dichas secciones segmentarias de contacto constituyen el par de las secciones segmentarias de contacto dispuestas en diferentes lados con respecto al plano meridiano del husillo en el plano de flexión en la sarta de perforación, en que los bordes próximos de las secciones segmentarias de contacto están dispuestos a lo largo del eje central a una distancia L, que tiene la siguiente relación con el diámetro externo D del husillo: L \geq D, y la desviación angular de la sección segmentaria de contacto del primer elemento tubular hueco (en sección transversal) desde el plano meridiano del husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación está prevista en la dirección opuesta con relación al momento de reacción comunicado por la barrena.
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Además, las secciones segmentarias de contacto generadas en el elemento hueco central y en el primer elemento tubular hueco están dispuestas sobre la cara externa de un elemento tubular respectivo, y cada una de las secciones segmentarias de contacto comprende filas de dientes o espigas asegurados en el elemento tubular, en que la dureza de los dientes o espigas es mayor que la de las secciones.
La ejecución del elemento hueco central y el primer elemento tubular hueco, en el lado en que el primer elemento está conectado con el husillo, es de tal manera que cada uno de dichos elementos tiene su propia sección segmentaria de contacto de manera que constituyen entre ellos pares de secciones segmentarias de contacto dispuestas en diferentes lados con respecto al plano meridiano del husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación, y a lo largo del eje central del primer elemento hueco dichas secciones están dispuestas a una distancia L entre los bordes próximos de las secciones segmentarias de contacto, cuya distancia tiene la siguiente relación con el diámetro externo D del husillo:
L \geq D, en que la desviación angular de la sección segmentaria de contacto del primer elemento tubular hueco respecto del plano meridiano del husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación está prevista en la dirección opuesta con relación al momento de reacción impuesto por la barrena, permite desplazar el centro de rotación de la barrena contra su rotación, y compensar la fuerza lateral que actúa en la cabeza de la sarta de pozo curvada, impidiendo de este modo un cambio en el ángulo de inclinación producido por la redistribución de las reacciones de la fuerza lateral que afecten a la barrena dependiendo de la carga axial, sin pérdida de estabilidad de la sarta de perforación curvada.
Esta disposición permite optimizar y mejorar la exactitud de la perforación de los pozos debido a una precisión incrementada en la corrección de la componente de la fuerza lateral que actúa sobre la barrena, cuya componente da lugar al momento de flexión que altera su sentido (signo) cuando la sarta de perforación curvada inclinada pierde estabilidad.
La disposición de las generatrices de las secciones segmentarias de contacto en el elemento hueco central y en el primer elemento tubular hueco sobre la superficie externa de un elemento tubular respectivo, y la provisión de cada una de las secciones segmentarias de contacto con filas de dientes o espigas asegurados en el elemento tubular, la dureza de cuyos dientes o espigas es mayor que la de las secciones, mejoran la estabilidad del motor del tipo de "gerotor", el regulador y el husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación, prolongan la vida de servicio del regulador cuando el mismo es desgastado contra las paredes del pozo, y aseguran la compensación de los picos positivos y negativos de fluctuaciones de la carga axial sobre la barrena y la carga axial óptima sobre la barrena manteniendo los valores actuales de la carga axial sin pérdida de estabilidad de una sarta de perforación curvada de dirección en pendiente.
En conjunto, esta solución técnica permite compensar la fuerza resultante radialmente desequilibrada generada durante la rotación de la barrena en el pozo de sondeo, y mantener sus propias secciones segmentarias de contacto sobre el regulador en lados diferentes con respecto al plano de flexión de la sarta de perforación en contacto con la pared del pozo de sondeo en el momento de la perforación.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra un motor del tipo de "gerotor" que tiene un regulador de ángulo y momento de reacción, un husillo y una barrena en una sarta de perforación curvada.
La figura 2 muestra el elemento ilustrado en la figura 1 de la parte de salida del motor del tipo de "gerotor", cuyo motor está conectado con el husillo mediante el regulador de ángulo y momento de reacción.
La figura 3 muestra el regulador de ángulo y momento de reacción del motor del tipo de "gerotor" en el plano de flexión de la sarta de perforación.
La figura 4 muestra una sección transversal a lo largo de la línea A-A de la figura 3.
La figura 5 muestra una sección transversal a lo largo de la línea B-B de la figura 3.
La figura 6 muestra una vista en perspectiva del primer elemento tubular hueco.
La figura 7 muestra el primer elemento tubular hueco en la sección transversal tomada a lo largo del eje de su borde fileteado.
La figura 8 muestra una vista en perspectiva del elemento tubular hueco interno.
La figura 9 muestra una vista en perspectiva del elemento hueco central.
La figura 10 muestra una sección transversal a lo largo de la línea C-C de la figura 2.
El mejor modo para incorporar la invención
En las figuras 1 y 2 se muestra un motor del tipo de "gerotor" 1 que tiene un regulador 2 de ángulo y momento de reacción, un husillo 3 y una barrena 4 en una sarta de perforación curvada 5.
El regulador 2 de ángulo y momento de reacción del motor del tipo de "gerotor" 1 consta de un elemento hueco central 6 (figura 3) y tres elementos tubulares huecos 7, 8 y 9 conectados con dicho elemento central 6, teniendo cada uno de dichos tres elementos una abertura pasante interna 10, 11, 12, respectivamente.
El primer elemento tubular hueco 7 tiene un eje 13, el segundo elemento tubular 8 tiene un eje 14 y el elemento tubular hueco interno 9 está dispuesto en el centro entre el primer elemento tubular 7 y el segundo elemento tubular 8 y tiene un eje 15 (figuras 3, 4). El elemento tubular hueco central 6 está conectado con el elemento tubular hueco interno 9 mediante estrías 16 (figuras 4, 9).
El primer elemento tubular hueco 7 y el segundo elemento tubular hueco 8 están conectados con el elemento hueco interno 9 por filetes 17, 18 en bordes 19, 20 que miran uno hacia otro.
Un borde 21 del primer elemento tubular hueco 7 y un borde 22 del elemento hueco central 6 están provistos de estrías 23, mediante el uso de los cuales se establece un valor deseado de ángulo y momento de reacción del regulador (figuras 4, 6, 9).
El primer elemento tubular hueco 7 está conectado, mediante un filete 24, con el alojamiento 25 del husillo 3 del motor del tipo de "gerotor" 1.
Ejes 26 y 27 de los filetes 17 y 18 en bordes 28, 29 del elemento hueco interno 9 (figura 4) se cruzan entre sí y con el eje central 15 del elemento hueco 9.
La distancia mayor entre los ejes 26 y 27 de los filetes 17 y 18 es 2E, es decir, tiene un valor doble que la excentricidad E de un rotor 30 con respecto a un estator 31 del motor del tipo de "gerotor" 1 (figuras 4, 10).
La distancia mayor entre el eje central 15 del elemento hueco interno 9 y los ejes 26 y 27 de los filetes 17 y 18 en sus bordes 28 y 29 es igual que la excentricidad E del rotor 30 con respecto al estator 31 del motor del tipo de "gerotor" 1 (figuras 4, 10).
Los ejes 26, 27 en los bordes 28, 29 del elemento hueco interno 9 expuestos a la carga asimétrica ejercida por el momento de reacción del motor del tipo de "gerotor" están dispuestos, respectivamente, a distancias diferentes e1 y e2 de su eje central 15 (figura 4).
El ángulo \alpha está formado entre el eje central 15 del elemento hueco interno 9 y el eje 27 del filete 18.
El ángulo \beta está formado entre el eje central 15 del elemento hueco interno 9 y el eje 26 del filete17.
El primer elemento tubular hueco 7 puede tener el eje curvado 13 de su parte fileteada 24 formando un ángulo \gamma con respecto al eje central 15 del elemento tubular hueco interno.
El elemento hueco central 6 y el primer elemento tubular hueco 7, en el lado de su conexión con el husillo 3, están dotados cada uno de ellos con su propia sección segmentaria de contacto 32, 33, respectivamente, que constituyen el par de las secciones segmentarias de contacto dispuestas en diferentes lados con respecto al plano meridiano 34 del husillo 3 en el plano de flexión de la sarta de perforación, por ejemplo, en el plano de la figura 1. Los bordes próximos 35, 36 de las secciones segmentarias de contacto 32, 33 están dispuestos a una distancia L a lo largo del eje central 15 del primer elemento tubular hueco 7, cuya distancia tiene la siguiente relación con el diámetro externo D del husillo 3:
(figuras 2, 4)L \geq D;
La desviación angular 37 de la sección segmentaria de contacto 33 del primer elemento tubular hueco 7 (en sección transversal) desde el plano meridiano 34 del husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación 5 está prevista en la dirección opuesta con relación al momento de reacción M_{r} comunicado por la barrena 4 (figura 5).
Generatrices 38 de las secciones segmentarias de contacto 32, 33 en el elemento hueco central 6 y en el primer elemento tubular hueco 7 están dispuestas sobre la superficie externa 39 del elemento hueco respectivo 6 ó 7
(figura 2).
Las secciones segmentarias de contacto 32, 33 comprenden en filas de dientes o espigas 4 asegurados en sus paredes; siendo la dureza de dichos dientes o espigas mayor que la de dichas secciones 32, 33 del respectivo elemento tubular 6 ó 7 (figuras 6, 7, 9).
El regulador de ángulo y momento de reacción del motor del tipo de "gerotor" que tiene el husillo y la barrena en la sarta de perforación curvada funciona de la manera siguiente.
Se entrega o administra fluido de descarga puesto a presión, a través de la sarta de perforación 5, a cavidades helicoidales entre el rotor 30 y el estator 31. El par tiene lugar en el rotor 30 y produce su movimiento orbital alrededor del estator 31, cuyo movimiento, por medio de articulaciones o juntas cardán y eje de accionamiento, es convertido en movimiento de rotación de un rotor del husillo 3 y la barrena 4.
En la perforación de rocas heterogéneas, en el regulador 2 de ángulo y momento de reacción y también en el husillo 3, el motor del tipo de "gerotor" 1 y la barrena 4, tiene lugar el momento de flexión de reacción M_{r} debido a las fuerzas de corte aplicadas sobre la barrena 4. Dicho momento de reacción M_{r} es compensado debido a la presencia del elemento tubular hueco interno 9 que tiene los ejes 26 y 27 de los filetes 17, 18 en sus bordes 28, 29, cuyos ejes se cruzan entre sí y con el eje central 15 de dicho elemento.
El movimiento orbital del rotor 30 dentro del estator 31 es dirigido en sentido opuesto a la transmisión de par desde el rotor 30 sobre el husillo 3 y la barrena 4. Un desplazamiento (en sección transversal) de los ejes 26 y 27 con relación al eje 15 es realizado contra la rotación de la broca 4, ya que, en este caso, no se observa ninguna pérdida de dirección, es decir, de signo de estabilidad de la sarta curvada en los picos positivos y negativos de fluctuaciones de la carga axial sobre la barrena 4.
La exactitud del desplazamiento del centro de rotación de la barrena 4 contra la rotación de la barrena, es decir, contra su par M_{t} , es mejorada aún más mediante la previsión de cada uno del elemento hueco central 6 y el primer elemento tubular hueco 7, en el lado en que el elemento 7 conecta con el husillo 3, con sus propias secciones segmentarias de contacto 32, 33, respectivamente, que constituyen un par de secciones segmentarias de contacto dispuestas en lados diferentes con respecto al plano meridiano 34 del husillo 3 en el plano de flexión de la sarta de perforación 5, y a lo largo del eje central 15 del primer elemento tubular hueco 7 están dispuestas a una distancia L entre los bordes próximos de secciones segmentarias de contacto 32, 33, cuya distancia tiene la siguiente relación con el diámetro externo D del husillo: L \geq D, y también forman conjuntamente una desviación angular 37 de la sección segmentaria de contacto 33 del primer elemento tubular hueco 7 desde el plano meridiano 34 del husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación, cuya desviación está prevista en la dirección opuesta con relación al momento de reacción M_{r} comunicado por la barrena 4.
Esta disposición permite optimizar y compensar la fuerza lateral en la cabeza de la sarta de perforación curvada, impidiendo un cambio en el ángulo de inclinación debido a la redistribución de reacciones de la fuerza lateral que actúa sobre la barrena dependiendo de la carga axial, sin pérdida de estabilidad de una sarta de perforación curvada.
En la práctica, se perfora un pozo vertical de sondeo hasta una profundidad predeterminada. Luego, se eleva la sarta de perforación, se desenroscan parcialmente los elementos tubulares huecos internos 7 y/u 8 en la cabeza 17 y/o 18, después de que el elemento hueco central 6 se mueve con deslizamiento a lo largo de las estrías 16.
Cuando se produce esto, las estrías 23 del primer elemento tubular hueco 7 se desacoplan respecto del elemento hueco central 6 para ajustar un valor deseado del ángulo y el momento de reacción del motor con rotor de engra-
najes 1.
El diseño reivindicado del regulador mejora la estabilidad del motor del tipo de "gerotor", el regulador y el husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación aumenta el ángulo de desviación y mejora la exactitud de penetración en una heterogeneidad de fondos de pozo por el motor del tipo de "gerotor" que tiene el husillo y la barrena en la sarta de perforación curvada mediante el uso de compensación de la fuerza resultante radialmente desequilibrada que es generada durante la rotación de la barrena en el pozo de sondeo y manteniendo las propias secciones segmentarias de contacto en el regulador, en diferentes lados con respecto al plano de flexión de la sarta de perforación, en contacto con la pared del pozo de sondeo durante la perforación.
Aplicabilidad industrial
La invención puede utilizarse adecuadamente en la industria de producción de petróleo y gas para la extracción de petróleo y gas desde pozos, y también en otras industrias en que se usen motores hidráulicos.

Claims (2)

1. Un regulador (2) de ángulo y momento de reacción de un motor del tipo de "gerotor" (1) que tiene un husillo (3) y una barrena (4) en una sarta de perforación curvada (5), que comprende:
un elemento hueco central (6) y tres elementos tubulares huecos mutuamente desalineados (7, 8, 9) conectados con el elemento hueco central, teniendo cada uno de los tres elementos tubulares una abertura pasante interna (10, 11, 12);
estando dispuesto el elemento tubular hueco interno (9) en el centro entre los elementos primero (7) y segundo (8);
estando conectados los elementos tubulares primero y segundo con el elemento tubular hueco interno mediante filetes (17, 18) previstos en sus bordes (19, 20), que miran uno hacia otro;
estando conectado el primer elemento tubular por un filete (24) con el husillo (3);
estando conectado el segundo elemento tubular hueco por un filete con el alojamiento de motor (31);
estando conectado el elemento hueco central (6) con el elemento hueco interno (9) mediante estrías (16);
teniendo el elemento hueco interno (9) filetes en sus bordes, teniendo los filetes ejes (26, 27) que se cruzan entre sí y con el eje central (15) del elemento hueco interno (9);
la distancia mayor entre dichos ejes (26, 27) de los filetes tiene un valor doble que la excentricidad (E) del rotor con respecto al estator del motor del tipo de "gerotor";
siendo la distancia mayor entre el eje central (15) del elemento hueco interno (9) y cualquiera de los filetes (26, 27) en sus bordes (28, 29) igual que la excentricidad (E) del rotor (30) con respecto al estator del motor del tipo de "gerotor" (31);
caracterizado porque
el elemento hueco central (6) y el primer elemento tubular (7), en el lado en que el primer elemento está conectado con el husillo, están ambos provistos de su propia sección segmentaria de contacto (32, 33), dichas secciones segmentarias de contacto constituyen un par de las secciones segmentarias de contacto dispuestas en lados diferentes con respecto al plano meridiano (34) del husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación, en que los bordes próximos (35, 36) de las secciones segmentarias de contacto (35, 36) están dispuestos a lo largo del eje central (15) a una distancia L, que tiene la siguiente relación con el diámetro externo D del husillo: L \geq D, y la desviación angular (37) de la sección segmentaria de contacto (33) del primer elemento tubular hueco (7) respecto del plano meridiano (34) del husillo en el plano de flexión de la sarta de perforación está prevista en la dirección opuesta con relación al momento de reacción comunicado por la barrena.
2. El regulador de ángulo y momento de reacción de un motor del tipo de "gerotor" según la reivindicación 1, caracterizado porque las generatrices (38) de las secciones segmentarias de contacto (32, 33) en el elemento hueco central (6) y en el primer elemento tubular hueco (7) están dispuestas sobre la cara externa del respectivo elemento tubular (6, 7), y cada sección segmentaria de contacto (32, 33) comprende filas de dientes o espigas (40) asegurados en el elemento tubular, en que la dureza de los dientes o espigas es mayor que la de las secciones.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2639679C (en) * 2008-09-15 2013-08-20 Orren Johnson Adjustable bent housing with rotational stop
US8550186B2 (en) * 2010-01-08 2013-10-08 Smith International, Inc. Rotary steerable tool employing a timed connection
RU2467145C2 (ru) * 2010-11-08 2012-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Регулятор угла перекоса гидравлического забойного двигателя
CN102852459B (zh) * 2011-06-28 2016-01-13 中国石油化工股份有限公司 一种偏重分流式气体动力学自动垂直钻井工具
CN102425375A (zh) * 2011-10-09 2012-04-25 武汉武船机电设备有限责任公司 一种造斜装置
WO2013158096A1 (en) 2012-04-19 2013-10-24 Halliburton Energy Services Inc. Drilling assembly with high-speed motor gear system
CN104411912B (zh) * 2012-05-18 2017-07-04 史密斯国际有限公司 用于泥浆马达的偏心调节耦接装置
CN102705140B (zh) * 2012-05-30 2014-08-20 中国石油化工集团公司 钻井动力工具、钻井工具及形成井眼的钻井方法
WO2014007600A1 (ru) * 2012-07-04 2014-01-09 Zvjagins Igors Наддувающая аэродинамическая труба открытого типа и система наддувающих аэродинамических труб открытого типа
BR112015014252A2 (pt) 2012-12-21 2017-07-11 Halliburton Energy Services Inc sistema e método para controlar a direção de uma unidade de perfuração dentro de um furo de sondagem
CA2942666C (en) 2014-04-17 2019-07-02 Halliburton Energy Services, Inc. Bottom hole assembly with wearable stabilizer pad for directional steering
US10113363B2 (en) 2014-11-07 2018-10-30 Aps Technology, Inc. System and related methods for control of a directional drilling operation
US10233700B2 (en) * 2015-03-31 2019-03-19 Aps Technology, Inc. Downhole drilling motor with an adjustment assembly
US10385615B2 (en) 2016-11-10 2019-08-20 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Vibrationless moineau system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU905411A1 (ru) * 1980-02-08 1982-02-15 Предприятие П/Я Р-6481 Управл емый отклонитель
US4745982A (en) * 1986-11-28 1988-05-24 Wenzel Kenneth H Adjustable bent sub
US5050692A (en) * 1987-08-07 1991-09-24 Baker Hughes Incorporated Method for directional drilling of subterranean wells
FR2665482A1 (fr) * 1990-08-02 1992-02-07 Fade Jean Marie Raccord coude pour forage dirige avec moteur se transformant en raccord droit des que l'on met la garniture de forage en rotation.
CA2044945C (en) 1991-06-19 1997-11-25 Kenneth Hugo Wenzel Adjustable bent housing
RU2103474C1 (ru) * 1995-10-31 1998-01-27 Пермский филиал Всероссийского научно-исследовательского института буровой техники Отклонитель с регулируемым углом искривления для направленного бурения скважин
CA2213536A1 (en) * 1996-08-22 1998-02-22 Baker Hughes Incorporated Intermediate radius steerable tool
RU2115792C1 (ru) * 1996-08-27 1998-07-20 Пермский филиал Всероссийского научно-исследовательского института буровой техники Устройство для направленного бурения
US5857531A (en) * 1997-04-10 1999-01-12 Halliburton Energy Services, Inc. Bottom hole assembly for directional drilling
RU2149971C1 (ru) 1999-02-02 2000-05-27 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Радиус-Сервис" Героторный двигатель
RU2186923C2 (ru) * 2000-09-14 2002-08-10 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Радиус-Сервис" Регулятор угла и реактивного момента героторного двигателя

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