RU2284402C2 - Orientation device - Google Patents

Orientation device Download PDF

Info

Publication number
RU2284402C2
RU2284402C2 RU2005100326/03A RU2005100326A RU2284402C2 RU 2284402 C2 RU2284402 C2 RU 2284402C2 RU 2005100326/03 A RU2005100326/03 A RU 2005100326/03A RU 2005100326 A RU2005100326 A RU 2005100326A RU 2284402 C2 RU2284402 C2 RU 2284402C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hollow
piston
ratchet
spindle
shaft
Prior art date
Application number
RU2005100326/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Шамов (RU)
Николай Александрович Шамов
Евгений Григорьевич Асеев (RU)
Евгений Григорьевич Асеев
гов Александр Васильевич Л (RU)
Александр Васильевич Лягов
Сергей Викторович Назаров (RU)
Сергей Викторович Назаров
Александр Радомирович Копылов (RU)
Александр Радомирович Копылов
Евгений Викторович Тайгин (RU)
Евгений Викторович Тайгин
Рашит Хабибуллинович Юмашев (RU)
Рашит Хабибуллинович Юмашев
Камиль Ильдарович Халиков (RU)
Камиль Ильдарович Халиков
Эльмира Якуповна Зинатуллина (RU)
Эльмира Якуповна Зинатуллина
Владимир Алексеевич Стрижнев (RU)
Владимир Алексеевич Стрижнев
Original Assignee
Александр Васильевич Лягов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Васильевич Лягов filed Critical Александр Васильевич Лягов
Priority to RU2005100326/03A priority Critical patent/RU2284402C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2284402C2 publication Critical patent/RU2284402C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: well drilling equipment, particularly special apparatus for deflecting horizontal side bores during bore drilling with the use of downhole motor.
SUBSTANCE: orientation device adapted to be used in downhole assemblies for multi-branch well repair comprises composite body, piston with hollow rod and outer straight spiral splines arranged in the body. Installed in the body are return spring and spindle with hollow shaft. The return spring is located in cavity under the piston and connected with buffer cavity by means of dividing spring-loaded annular piston. The buffer cavity is communicated with space behind the body through drainage window. Hollow spindle shaft is kinematically connected with hollow rod by means of jaw clutch including movable upper and lower fixed collars. The upper jaw clutch collar is brought into engagement with spiral splines. The lower jaw clutch collar is fastened to composite body. The collars may engage ratchet crown of hollow shaft by means of spring-loaded ratchet fixers, which are made as plates installed in blind wedge-like sockets so that the plates may perform limited movement in the sockets. The sockets are provided with cylindrical bottoms. Fixer springs are located in blind holes made in collars. Cavity under the piston is divided into two halves connected with each other by throttling channel. The throttling channel is defined by space between inner and outer cylindrical surfaces of fixed collar and hollow spindle shaft.
EFFECT: increased reliability and service life of the device.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для изменения направлений горизонтальных боковых стволов бурильной компоновкой с забойным двигателем. Оно может быть использовано в качестве поворотного устройства в забойных компоновках при ремонте многоствольных скважин.The invention relates to the field of well drilling, in particular to devices for changing the directions of horizontal sidetracks with a drilling assembly with a downhole motor. It can be used as a rotary device in downhole assemblies for the repair of multilateral wells.

Известен ориентатор, содержащий сборный корпус, размещенные в нем поршень с пустотелым штоком с наружными прямыми, зацепленными с корпусом, и винтовыми шлицами, возвратную пружину в подпоршневой полости, связанной посредством разделительного элемента с буферной полостью, соединенной дренажным окном с закорпусным пространством, шпиндель с полым валом, кинематически связанным с пустотелым штоком [1].A known orientator comprising a prefabricated housing, a piston with a hollow rod placed therein with external straight lines engaged with the housing and screw slots, a return spring in the sub-piston cavity, connected by means of a dividing element to the buffer cavity, connected by a drainage window with a housing, a spindle with a hollow kinematically connected with a hollow rod [1].

К недостаткам известного устройства относится то, что у него низкие долговечность, надежность функционирования и функциональные возможности вследствие потери прочности рычагов и шлиц при выполнении ориентатора диаметром менее 100 мм, невозможность получить небольшие шаги поворота полого вала шпинделя (менее 20 градусов).The disadvantages of the known device include the fact that it has low durability, reliable operation and functionality due to loss of strength of the levers and slots when executing an orientator with a diameter of less than 100 mm, the inability to obtain small steps of rotation of the hollow spindle shaft (less than 20 degrees).

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является ориентатор, содержащий сборный корпус, размещенные в нем поршень с пустотелым штоком с наружными прямыми, зацепленными с корпусом, и винтовыми шлицами, возвратную пружину в подпоршневой полости, связанной посредством разделительного элемента с буферной полостью, соединенной дренажным окном с закорпусным пространством, шпиндель с полым валом, кинематически связанным с пустотелым штоком храповой муфтой, состоящей из верхней подвижной находящейся в зацеплении с винтовыми шлицами и нижней неподвижной закрепленной в сборном корпусе обоймами, выполненными с возможностью зацепления с храповым зубчатым венцом полого вала посредством подпружиненных храповых фиксаторов [2].The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is an orientator comprising a prefabricated housing, a piston with a hollow rod with external straight lines engaged with the housing and helical slots, a return spring in the under-piston cavity connected by a separating element to the buffer a cavity connected by a drainage window with a housing, a spindle with a hollow shaft kinematically connected to the hollow stem with a ratchet coupling, consisting of an upper Vision meshed with the helical splines and a lower stationary fixed in the modular casing collars, adapted to engage with the ratchet toothing of the hollow shaft by means of spring-loaded ratchet clamps [2].

К недостаткам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится сложность конструкции храповых фиксаторов, выполненных в виде собачек сложной формы, установленных на осях в окнах обойм; трудности при сборке установленных в корпусе обойм с полым валом шпинделя из-за выпадания собачек с пружинами из окон вовнутрь обойм; наличие дополнительной верхней секции сборного корпуса, содержащей надпоршневую маслонаполненную полость, разделительный резиновый рукав, стержень, стакан с уплотнениями. Более длинная конструкция известного ориентатора усложняет задачу спуска и подъема компоновки низа бурильной компоновки в целом при бурении на равновесии или депрессии через шлюзовую камеру и систему превенторов на устье скважины. К недостаткам также относится высокая чувствительность к воздействиям кратковременных скачков понижения давления рабочей промывочной жидкости в устройстве, вызывающих возвратные перемещения поршня с пустотелым штоком, ускоренный износ резинового рукава, неуправляемый поворот полого вала шпинделя ориентатора, приводящий к изменению заданной ориентации бурильной компоновки.The disadvantages that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device adopted for the prototype include the complexity of the design of ratchet latches, made in the form of dogs of complex shape, mounted on the axes in the windows of the clips; difficulties in assembling the clips installed in the casing with the spindle hollow shaft due to falling out of dogs with springs from the windows into the clips; the presence of an additional upper section of the prefabricated housing containing an over-piston oil-filled cavity, a dividing rubber sleeve, a rod, a glass with seals. The longer design of the well-known orientator complicates the task of lowering and raising the layout of the bottom of the drilling assembly as a whole when drilling at equilibrium or depression through the lock chamber and the preventer system at the wellhead. The disadvantages also include high sensitivity to the effects of short-term surges in the pressure decrease of the working flushing fluid in the device, which cause reciprocating movements of the piston with a hollow rod, accelerated wear of the rubber sleeve, uncontrolled rotation of the hollow shaft of the orientator spindle, leading to a change in the specified orientation of the drilling assembly.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение эффективности функционирования устройства.The task to which the invention is directed is to increase the efficiency of the device.

Технический результат осуществления изобретения заключается в повышении надежности и долговечности работы устройства, упрощении его конструкции.The technical result of the invention is to increase the reliability and durability of the device, simplifying its design.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном ориентаторе, содержащем сборный корпус, размещенные в нем поршень с пустотелым штоком с наружными прямыми, зацепленными с корпусом, и винтовыми шлицами, возвратную пружину в подпоршневой полости, связанной посредством разделительного элемента с буферной полостью, соединенной дренажным окном с закорпусным пространством, шпиндель с полым валом, кинематически связанным с пустотелым штоком храповой муфтой, состоящей из верхней подвижной, находящейся в зацеплении с винтовыми шлицами, и нижней неподвижной, закрепленной в корпусе, обойм, выполненных с возможностью зацепления с храповым зубчатым венцом полого вала посредством подпружиненных храповых фиксаторов, особенностью изобретения является то, что последние выполнены в виде пластин, установленных с возможностью ограниченного углового перемещения в глухих клинообразных тангенциальных гнездах с цилиндрическим дном, и пружины которых размещены в глухих отверстиях, выполненных в обоймах, подпоршневая полость разделена на две полуполости, соединенные друг с другом дроссельным каналом, образованным зазором между внутренней и наружной цилиндрическими поверхностями неподвижной обоймы и полого вала шпинделя; разделительный элемент выполнен в виде кольцевого поршня, взаимодействующего с пружиной сжатия, размещенной в буферной полости.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known orientator comprising a prefabricated housing, a piston with a hollow rod with external straight lines engaged with the housing and helical slots, a return spring in the piston cavity connected by a separating element with a buffer cavity connected by a drainage window with a casing space, a spindle with a hollow shaft kinematically connected to the hollow rod with a ratchet coupling consisting of an upper movable meshed with screw slots, and the bottom fixed, secured in the housing, clips made with the possibility of engagement with a ratchet ring gear of the hollow shaft by means of spring-loaded ratchet clamps, a feature of the invention is that the latter are made in the form of plates mounted with limited angular movement in blind wedge-shaped tangential nests with a cylindrical bottom, and the springs of which are placed in blind holes made in clips, the piston cavity is divided into e semifields connected with each other throttle channel formed by a gap between the inner and outer cylindrical surfaces of the stationary ring and the hollow spindle shaft; the separating element is made in the form of an annular piston interacting with a compression spring located in the buffer cavity.

Кроме того, особенность ориентатора заключается в том, что снабжен дополнительными подвижными и неподвижными обоймами с храповыми фиксаторами, смещенными в окружном направлении относительно фиксаторов соседних обойм.In addition, the orientator feature is that it is equipped with additional movable and fixed clips with ratchet latches displaced in the circumferential direction relative to the clips of adjacent clips.

Кроме того, особенность ориентатора состоит в том, что пустотелый шток в нижнем его положении в сборном корпусе выполнен с возможностью механического зацепления с полым валом шпинделя посредством, например, фрикционного или прямозубого шлицевого соединений, а винтовые шлицы пустотелого штока вверху - переходящими в участок дополнительных прямых шлицев, при этом угол между соседними зубьями прямозубого шлицевого соединения выполнен равным шагу угла поворота полого вала шпинделя.In addition, the orientator feature is that the hollow rod in its lower position in the prefabricated housing is mechanically engaged with the hollow shaft of the spindle by, for example, friction or spur splined joints, and the screw slots of the hollow rod at the top are transferred to the section of additional straight lines splines, while the angle between adjacent teeth of the spur splined connection is made equal to the pitch of the angle of rotation of the hollow shaft of the spindle.

При анализе отличительных признаков описываемого ориентатора не выявлено аналогичных известных решений, касающихся выполнения храповых фиксаторов в виде пластин, установленных с возможностью ограниченного углового перемещения в глухих клинообразных тангенциальных гнездах с цилиндрическим дном, и пружины которых размещены в глухих отверстиях, выполненных в обоймах храповой муфты, что позволяет упростить конструкцию храповых фиксаторов и сборку ориентатора. Разделение подпоршневой полости на две полуполости, соединенные друг с другом дроссельным каналом, дает возможность избежать преждевременного срабатывания ориентатора и нарушения ориентации бурильной компоновки под воздействием кратковременных скачков понижения давления, предотвратить преждевременный износ подвижных узлов, тем самым повысить надежность и долговечность работы устройства. Выполнение разделительного элемента в виде кольцевого поршня, взаимодействующего с пружиной сжатия, размещенной в буферной полости, создает дополнительное усилие, способствующее преодолению сил трения и возврату пустотелого штока с поршнем в верхнее положение при рабочем снижении давления в бурильной компоновке, а также позволяет при заправке подпоршневой полости техническим маслом образовать за счет перемещения вниз подпружиненного кольцевого поршня под давлением масла его избыточный объем, компенсирующий его потери при работе ориентатора, тем самым повысить надежность и долговечность его функционирования.In the analysis of the distinguishing features of the described orientator, no similar known solutions were found regarding the implementation of ratchet clamps in the form of plates installed with the possibility of limited angular movement in blind wedge-shaped tangential nests with a cylindrical bottom, and the springs of which are placed in blind holes made in the clips of the ratchet clutch, which allows to simplify the design of ratchet clamps and the assembly of the orientator. Dividing the sub-piston cavity into two half-cavities connected to each other by a throttle channel makes it possible to avoid premature actuation of the orientator and disturbance of the orientation of the drilling assembly under the influence of short-term pressure drops, to prevent premature wear of moving parts, thereby increasing the reliability and durability of the device. The implementation of the separating element in the form of an annular piston interacting with a compression spring located in the buffer cavity creates an additional force that helps to overcome the frictional forces and returns the hollow rod with the piston to the upper position when working reduces the pressure in the drilling assembly, and also allows for filling the piston cavity to form technical oil by moving down the spring-loaded annular piston under oil pressure its excess volume, compensating for its loss during operation ientator, thereby increasing the reliability and durability of its operation.

Все признаки независимого пункта формулы являются существенными, то есть необходимыми для обеспечения технического результата. Остальные признаки являются частью существенными, необходимыми для реализации частных решений конструкции устройства.All the signs of an independent claim are essential, that is, necessary to ensure a technical result. The remaining features are partly essential, necessary for the implementation of particular solutions to the device design.

Так снабжение ориентатора дополнительными подвижными и неподвижными обоймами с храповыми фиксаторами, смещенными в окружном направлении относительно фиксаторов соседних обойм на заданный шаг угла поворота шпинделя, позволяет повысить эффективность и надежность функционирования устройства за счет существенного уменьшения задаваемого шага поворота шпинделя при сохранении или повышении необходимой прочности деталей храповой муфты.Thus, supplying the orientator with additional movable and fixed clips with ratchet clamps displaced in the circumferential direction relative to the clamps of adjacent clips by a predetermined spindle angle of rotation allows to increase the efficiency and reliability of the device by significantly reducing the specified spindle rotation step while maintaining or increasing the required strength of ratchet parts couplings.

Выполнение пустотелого штока в нижнем его положении в сборном корпусе с возможностью механического зацепления с полым валом шпинделя позволяет предотвратить случайные неуправляемые повороты последнего и повысить надежность функционирования ориентатора.The execution of the hollow rod in its lower position in the prefabricated housing with the possibility of mechanical engagement with the hollow spindle shaft prevents accidental uncontrolled rotations of the latter and improves the reliability of the orientator.

В связи с тем, что из данной области техники не известна совокупность признаков, характеризующих предложенное изобретение, позволяет сделать вывод о том, что заявленное изобретение отвечает условию "новизна".Due to the fact that the set of features characterizing the proposed invention is not known from the art, it can be concluded that the claimed invention meets the condition of "novelty."

Из изложенного выше следует, что изобретение отвечает и условию "изобретательский уровень", так как не является очевидным для специалиста в данной отрасли промышленности.From the above it follows that the invention meets the condition of "inventive step", as it is not obvious to a person skilled in this industry.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 изображен продольный разрез ориентатора, общий вид; на фиг.2 - поперечные разрезы А-А и А'-А' подвижной и неподвижной обойм храповой муфты; на фиг.3 - поперечный разрез дополнительной обоймы храповой муфты; на фиг.4 - пустотелый шток в нижнем положении в зацеплении с полым валом шпинделя на примере фрикционного соединения; на фиг.5 - то же, на примере шлицевого соединения; на фиг.6 - участок дополнительных прямых шлицев в верхней части винтовых шлицев пустотелого штока.figure 1 shows a longitudinal section of the orientator, General view; figure 2 is a transverse section aa and a'-a 'movable and fixed clips ratchet clutch; figure 3 is a transverse section of an additional holder ratchet clutch; figure 4 - hollow rod in the lower position in engagement with the hollow shaft of the spindle on the example of a friction joint; figure 5 is the same, for example, a spline connection; Fig.6 is a plot of additional straight slots in the upper part of the screw slots of the hollow rod.

Ориентатор (фиг.1) содержит сборный корпус 1, включающий размещенные в нем поршень 2 с пустотелым штоком 3, на котором выполнены прямые 4, находящиеся в зацеплении со сборным корпусом, и винтовые 5 шлицы, возвратную пружину 6, подпоршневую полость 7, связанную посредством кольцевого поршня 8 с буферной полостью 9, соединенной дренажным окном 10 с закорпусным пространством 11. В нижней части сборного корпуса установлен шпиндель 12 с полым валом 13, кинематически связанным с пустотелым штоком посредством храповой муфты 14, состоящей из верхней подвижной обоймы 15, находящейся в зацеплении с винтовыми шлицами 5, и нижней неподвижной обоймы 16, закрепленной в сборном корпусе. Обоймы выполнены с возможностью зацепления с храповым зубчатым венцом 17 полого вала 13 посредством подпружиненных храповых фиксаторов 18, выполненных в виде пластин, установленных с возможностью ограниченного углового перемещения в глухих клинообразных тангенциальных гнездах 19 с цилиндрическим дном, образующих ограничительные буртики 20, удерживающие пластины от выпадания из гнезд при сборке (фиг.2), и пружин 21, которые размещены в глухих отверстиях 22, образованных в теле обойм. Подпоршневая полость 7 разделена на две полуполости 23 и 24, соединенные друг с другом дроссельным каналом 25, образованным зазором между внутренней и наружной цилиндрическими поверхностями неподвижной обоймы и полого вала шпинделя. На поршне 2 размещены грязесъемный скребок 26 и уплотнение 27. В корпусе также установлены маслозаливочные пробки 28 и взаимодействующая с кольцевым поршнем пружина сжатия 29.The orientator (Fig. 1) comprises a prefabricated housing 1, including a piston 2 placed therein with a hollow stem 3, on which straight 4 are made, which are meshed with the prefabricated housing, and screw 5 splines, a return spring 6, a piston cavity 7 connected by an annular piston 8 with a buffer cavity 9 connected by a drainage window 10 with a housing 11. A spindle 12 with a hollow shaft 13 kinematically connected to the hollow rod by means of a ratchet clutch 14, consisting of the upper movable y of the cage 15, which is meshed with the screw slots 5, and the lower stationary cage 16, mounted in a precast housing. The clips are adapted to engage with the ratchet ring gear 17 of the hollow shaft 13 by means of spring-loaded ratchet latches 18 made in the form of plates mounted with the possibility of limited angular movement in blind wedge-shaped tangential sockets 19 with a cylindrical bottom, forming restrictive collars 20, which hold the plates from falling out nests during assembly (figure 2), and springs 21, which are placed in blind holes 22 formed in the body of the clips. The piston cavity 7 is divided into two half-cavities 23 and 24, connected to each other by a throttle channel 25 formed by the gap between the inner and outer cylindrical surfaces of the stationary holder and the hollow shaft of the spindle. A wiper 26 and a seal 27 are placed on the piston 2. Oil filler plugs 28 and a compression spring 29 interacting with the annular piston are also installed in the housing.

В храповой муфте могут быть размещены дополнительные подвижные 30 и неподвижные 31 обоймы (фиг.3) с храповыми фиксаторами, смещенными в окружном направлении относительно фиксаторов соседних обойм на заданный шаг угла поворота полого вала шпинделя.An additional movable 30 and fixed 31 clips (FIG. 3) with ratchet latches displaced in the circumferential direction relative to the latches of adjacent clips by a predetermined pitch of the angle of rotation of the hollow shaft of the spindle can be placed in the ratchet clutch.

Пустотелый шток 3 может быть выполнен в нижнем его положении в сборном корпусе с возможностью зацепления с полым валом 13 посредством фрикционного 32 (фиг.4) или прямозубого шлицевого 33 (фиг.5) соединений, в последнем случае винтовые шлицы 5 вверху должны быть выполнены с переходом в дополнительные прямые 34 (фиг.6), а угол между соседними зубьями прямозубого шлицевого соединения 33 - равным заданному шагу угла поворота полого вала шпинделя.The hollow rod 3 can be made in its lower position in the assembled housing with the possibility of engagement with the hollow shaft 13 by means of friction 32 (Fig. 4) or spur splined 33 (Fig. 5) joints, in the latter case, screw slots 5 at the top should be made with the transition to additional straight lines 34 (Fig.6), and the angle between adjacent teeth of the spur splined connection 33 is equal to the specified step of the angle of rotation of the hollow spindle shaft.

Ориентатор работает следующим образом.The orientator works as follows.

При подаче рабочей промывочной жидкости через ориентатор на забойный двигатель внутри устройства возникает избыточное давление, большее давления в закорпусном пространстве 11 (фиг.1). Под воздействием перепада давления поршень 2 с пустотелым штоком 3 перемещается вниз, сдавливая возвратную пружину 6. Вытесняемое из подпоршневой полости 7 масло, продавливаясь через дроссельный канал 25 в кольцевом зазоре между нижней неподвижной обоймой 16 и полым валом 13 шпинделя 12, обеспечивает плавное движение поршня в сборном корпусе и перемещение кольцевого поршня 8, сжимающего пружину сжатия 29 и вытесняющего жидкость из буферной полости 9 через дренажное окно 10 в закорпусное пространство. Прямые шлицы 4, находящиеся в зацеплении со сборным корпусом, не позволяют пустотелому штоку проворачиваться вокруг оси. Винтовые шлицы 5, взаимодействуя со шлицами храповой муфты 14, поворачивают верхнюю подвижную обойму 15 по часовой стрелке на шаг, который определяется углом наклона винтовых шлиц, длиной хода пустотелого штока, числом зубьев храпового зубчатого венца 17. При повороте полого вала шпинделя на один шаг часть храповых фиксаторов 18 неподвижной обоймы 16 под действием пружин 21 западают в зубья храпового венца. При прекращении подачи рабочей промывочной жидкости давления внутри корпуса и в закорпусном пространстве выравниваются. Обе сжатые пружины 6 и 29, одна, непосредственно действуя на поршень 2, другая, вытесняя разделительным элементом масло из нижней полуполости 24 через дроссельный канал в верхнюю полуполость 23, плавно возвращают поршень с пустотелым штоком в верхнее положение. Храповая муфта с подвижной обоймой займут свое прежнее угловое положение, а полый вал шпинделя останется повернутым на один угловой шаг. Вернуться в исходное положение ему не позволяют храповые фиксаторы неподвижной обоймы. При возобновлении подачи рабочей жидкости шпиндель повернется на следующий шаг.When the working flushing fluid is supplied through the orientator to the downhole motor inside the device, an overpressure occurs that is greater than the pressure in the housing 11 (Fig. 1). Under the influence of a differential pressure, the piston 2 with the hollow rod 3 moves downward, squeezing the return spring 6. The oil displaced from the sub-piston cavity 7, forced through the throttle channel 25 in the annular gap between the lower stationary cage 16 and the hollow shaft 13 of the spindle 12, ensures smooth piston movement in prefabricated housing and the movement of the annular piston 8, compressing the compression spring 29 and displacing the liquid from the buffer cavity 9 through the drainage window 10 into the housing. Straight splines 4 meshed with the prefabricated housing do not allow the hollow stem to rotate around its axis. The screw slots 5, interacting with the splines of the ratchet clutch 14, rotate the upper movable cage 15 clockwise by a step, which is determined by the angle of inclination of the screw slots, the stroke length of the hollow rod, the number of teeth of the ratchet ring gear 17. When turning the hollow spindle shaft one step, ratchet latches 18 fixed cage 16 under the action of the springs 21 fall into the teeth of the ratchet ring. When the supply of working flushing fluid is stopped, the pressures within the housing and in the enclosure are equalized. Both compressed springs 6 and 29, one directly acting on the piston 2, the other, displacing the oil with the separating element from the lower half-cavity 24 through the throttle channel into the upper half-cavity 23, smoothly return the piston with the hollow rod to the upper position. The ratchet clutch with a movable holder will take their previous angular position, and the hollow spindle shaft will remain rotated by one angular step. He is not allowed to return to his original position with ratchet latches of a fixed clip. When resuming the flow of the working fluid, the spindle will turn to the next step.

В случае сильного возмущения потока рабочей промывочной жидкости в устройстве, сопровождающегося кратковременным понижением ее давления, замедленный переток масла через дроссельный канал не позволит поршню за это время возвратиться в верхнее положение и совершить при восстановлении давления неуправляемый поворот полого вала шпинделя.In the case of a strong perturbation of the flow of working flushing fluid in the device, accompanied by a brief decrease in its pressure, a slow flow of oil through the throttle channel will not allow the piston to return to its upper position during this time and to perform uncontrolled rotation of the hollow spindle shaft when the pressure is restored.

При использовании в конструкции ориентатора дополнительных подвижных 30 и неподвижных 31 обойм (фиг.3) с храповыми фиксаторами, смещенными в окружном направлении относительно пластин соседних обойм, дает возможность уменьшить ход пустотелого штока и шаг поворота полого вала шпинделя, что позволит более точно выдерживать заданную траекторию проводки ствола скважины. При уменьшенном шаге во время каждого поворота полого вала в зацепление с его храповым венцом входят поочередно часть храповых фиксаторов то основных обойм, то дополнительных.When using in the design of the orientator additional movable 30 and fixed 31 clips (Fig. 3) with ratchet latches displaced in the circumferential direction relative to the plates of adjacent clips, it makes it possible to reduce the stroke of the hollow rod and the rotation pitch of the hollow shaft of the spindle, which will more accurately maintain a given trajectory wellbore wiring. With a reduced pitch, during each rotation of the hollow shaft, a part of the ratchet clamps, then the main clips, and the additional ones, alternately engage with its ratchet rim.

Применение пустотелого штока 3, выполненного с возможностью зацепления в нижнем его положении с полым валом шпинделя 13 посредством фрикционного 32 (фиг.4) или прямозубого шлицевого 33 (фиг.5) соединений, позволяет предотвратить неуправляемый поворот полого вала шпинделя ориентатора вследствие подклинивания в системе ротор-статор забойного двигателя при быстром сбросе давления рабочей жидкости в бурильной компоновке. Первоначально под воздействием избыточного давления в сборном корпусе пустотелый шток будет перемещаться вниз, произойдет поворот полого вала шпинделя, затем при переходе винтового зацепления пустотелого штока с храповой муфтой 14 в прямозубое на участке дополнительных прямых шлицев 34 (фиг.6) осуществится сцепление прямозубого шлицевого соединения 33 пустотелого штока и полого вала (фиг.5). При кратковременном сбросе давления жидкости в бурильной компоновке их разъединение не успеет произойти, и ориентатор воспримет на себя тормозной момент от подклиненного ротора в статоре забойного двигателя.The use of a hollow rod 3, made with the possibility of engagement in its lower position with the hollow shaft of the spindle 13 by means of friction 32 (Fig. 4) or spur spline 33 (Fig. 5) connections, prevents uncontrolled rotation of the hollow shaft of the orientator spindle due to wedging in the rotor system -stator of the downhole motor during rapid pressure relief of the working fluid in the drilling assembly. Initially, under the influence of excess pressure in the assembly case, the hollow rod will move down, the spindle hollow shaft will rotate, then when the screw engagement of the hollow rod with the ratchet clutch 14 passes to the spur in the area of additional straight splines 34 (Fig. 6), the spur splined joint 33 hollow rod and hollow shaft (figure 5). With a short-term discharge of fluid pressure in the drilling assembly, their separation will not have time to happen, and the orientator will take on the braking moment from the wedged rotor in the stator of the downhole motor.

Таким образом, средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в области бурения скважин, а именно в качестве устройств, служащих для изменения направления горизонтальных стволов при бурении забойными двигателями. Возможно его использование в качестве поворотного устройства в забойных компоновках при ремонте многоствольных скважин. Для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью известных средств. Устройство, воплощающее заявленное изобретение, способно обеспечить достижение указанного выше технического результата.Thus, the tool embodying the claimed device in its implementation is intended for use in the field of drilling, namely, as devices that serve to change the direction of horizontal shafts when drilling with downhole motors. It can be used as a rotary device in downhole assemblies for the repair of multilateral wells. For the claimed device in the form as described in the independent paragraph of the claims, the possibility of its implementation using known means is confirmed. A device embodying the claimed invention is capable of achieving the above technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2015287 кл. Е 21 В 7/08, 1994.1. RF patent No. 2015287 class. E 21 B 7/08, 1994.

2. Патент РФ №2184201 кл. Е 21 В 7/08, 2002.2. RF patent No. 2184201 class. E 21 B 7/08, 2002.

Claims (3)

1. Ориентатор, содержащий сборный корпус, размещенные в нем поршень с пустотелым штоком с наружными прямыми, зацепленными со сборным корпусом, и винтовыми шлицами, возвратную пружину в подпоршневой полости, связанной посредством разделительного элемента с буферной полостью, соединенной дренажным окном с закорпусным пространством, шпиндель с полым валом, кинематически связанным с пустотелым штоком храповой муфтой, состоящей из верхней подвижной, находящейся в зацеплении с винтовыми шлицами, и нижней неподвижной, закрепленной в сборном корпусе, обойм, выполненных с возможностью зацепления с храповым зубчатым венцом полого вала посредством подпружиненных храповых фиксаторов, отличающийся тем, что храповые фиксаторы выполнены в виде пластин, установленных с возможностью ограниченного углового перемещения в глухих клинообразных тангенциальных гнездах с цилиндрическим дном, пружины которых размещены в глухих отверстиях, выполненных в обоймах, подпоршневая полость разделена на две полуполости, соединенные друг с другом дроссельным каналом, образованным зазором между внутренней и наружной цилиндрическими поверхностями неподвижной обоймы и полого вала шпинделя, разделительный элемент выполнен в виде кольцевого поршня, взаимодействующего с пружиной сжатия, размещенной в буферной полости.1. An orientator comprising a prefabricated housing, a piston with a hollow rod placed therein with external straight lines engaged with the prefabricated housing, and screw slots, a return spring in the sub-piston cavity, connected by means of a spacer element to the buffer cavity, connected by a drainage window to the hull space, a spindle with a hollow shaft kinematically connected to the hollow rod with a ratchet clutch, consisting of an upper movable, meshed with screw slots, and a lower stationary, fixed in the assembly to housing, clips made with the possibility of engagement with the ratchet ring gear of the hollow shaft by means of spring-loaded ratchet clamps, characterized in that the ratchet clamps are made in the form of plates mounted with the possibility of limited angular movement in blind wedge-shaped tangential nests with a cylindrical bottom, the springs of which are placed in the blind the holes made in the holders, the piston cavity is divided into two half-cavities connected to each other by a throttle channel formed by a gap between morning and outer cylindrical surfaces of the stationary ring and the hollow spindle shaft, the separating element is configured as an annular piston which interacts with the compression spring placed on the buffer cavity. 2. Ориентатор по п.1, отличающийся тем, что снабжен дополнительными подвижными и неподвижными обоймами с храповыми фиксаторами, смещенными в окружном направлении относительно фиксаторов соседних обойм.2. The orientator according to claim 1, characterized in that it is equipped with additional movable and fixed clips with ratchet latches displaced in the circumferential direction relative to the latches of adjacent clips. 3. Ориентатор по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что пустотелый шток в нижнем его положении в сборном корпусе выполнен с возможностью механического зацепления с полым валом шпинделя посредством фрикционного или прямозубого шлицевого соединений, а винтовые шлицы пустотелого штока вверху - переходящими в участок дополнительных прямых шлицев, при этом угол между соседними зубьями прямозубого шлицевого соединения выполнен равным шагу угла поворота полого вала шпинделя.3. The orientator according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the hollow rod in its lower position in the assembled housing is made with the possibility of mechanical engagement with the hollow shaft of the spindle by means of friction or spur splined joints, and the screw spline of the hollow rod at the top - turning into plot of additional straight splines, while the angle between adjacent teeth of the spur splined connection is made equal to the pitch of the angle of rotation of the hollow spindle shaft.
RU2005100326/03A 2005-01-11 2005-01-11 Orientation device RU2284402C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005100326/03A RU2284402C2 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Orientation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005100326/03A RU2284402C2 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Orientation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2284402C2 true RU2284402C2 (en) 2006-09-27

Family

ID=37436686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005100326/03A RU2284402C2 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Orientation device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2284402C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA013913B1 (en) * 2008-03-18 2010-08-30 Сзао "Новинка" Orientation device
RU2648369C1 (en) * 2017-03-01 2018-03-26 Закрытое акционерное общество "НГТ" Sub locking assembly (embodiments)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA013913B1 (en) * 2008-03-18 2010-08-30 Сзао "Новинка" Orientation device
RU2648369C1 (en) * 2017-03-01 2018-03-26 Закрытое акционерное общество "НГТ" Sub locking assembly (embodiments)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3159477B1 (en) Downhole force generator
US20200018132A1 (en) Setting tool for use in a subterranean well
US7347287B2 (en) Hydraulic timing device
US7431094B2 (en) Method for utilizing downhole safety joint
EP0594393A1 (en) Downhole formation testing apparatus
CA2638260C (en) Lockable anchor for insertable progressing cavity pump
US9328584B2 (en) Debris anti-compaction system for ball valves
CA2958320C (en) Pressure actuated downhole tool
CN209761371U (en) bearing assembly for tubular column and tubular column
CN101718182B (en) Ball valve type inside and outside integrative downhole blow-out preventer
CN115387729B (en) Directional drilling drill string rotation controller
RU2284402C2 (en) Orientation device
CN208184692U (en) Deepwater drilling casing head and annular space sealing device tripping in tool
US20070074867A1 (en) Jar device
EP3265644B1 (en) Downhole stroking tool
CN111963133A (en) Throttling-free self-service deblocking type double-sealing single-clamp staged fracturing string and fracturing method thereof
CN211974876U (en) Remote control reducing stabilizer controlled by clutch
CN113356760A (en) Remote control reducing stabilizer controlled by clutch
CN112177574B (en) Linkage type hydraulic layer-changing switch and linkage type layer-changing method
CN113969760A (en) Electric channeling-checking leakage-finding device
RU2405905C1 (en) Disconnecting device
RU2224908C1 (en) Oil well pump
CN221503253U (en) Underground electric releasing blanking plug
RU2301321C2 (en) Anchor packer
CA2860359C (en) Debris anti-compaction system for ball valves

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090112