RU58595U1 - HINGE DRILL COUPLING - Google Patents
HINGE DRILL COUPLING Download PDFInfo
- Publication number
- RU58595U1 RU58595U1 RU2005132902/22U RU2005132902U RU58595U1 RU 58595 U1 RU58595 U1 RU 58595U1 RU 2005132902/22 U RU2005132902/22 U RU 2005132902/22U RU 2005132902 U RU2005132902 U RU 2005132902U RU 58595 U1 RU58595 U1 RU 58595U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coupling
- heel
- sealing
- thrust bearing
- housing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к буровой технике и может быть использована в качестве шарнирного отклоняющего устройства забойного двигателя. Известна шарнирная муфта бурильной колонны, которая содержит полый корпус с профильной поверхностью из трех лысок в нижней части его отверстия. Имеются также установленные в корпусе нижний и верхний подпятники, последний с наружной проточкой в верхней части, и опорная пята со сферической и профильной частями. Профильная поверхность опорной пяты, как и профильная поверхность корпуса, образована тремя лысками. В устройстве используется клин, размещаемый в клиновидной расточке одной из лысок профильной поверхности полого корпуса, а также средства для герметизации муфты. Одно из средств, в виде кольцевого уплотнительного элемента, размещено между корпусом и верхним подпятником. Недостатком известного устройства можно считать низкую надежность. Она обусловлена отсутствием достаточной герметизации муфты, препятствующей уходу бурового раствора из внутренней полости забойного двигателя в затрубное пространство. Предлагается усовершенствование конструкции, в процессе которого за счет применения простых уплотнительных элементов, а также использования амортизирующих свойств одного из них и правильного выбора места установки элементов, исключается возможность проникновения бурового раствора к корпусу, сферической части опорной пяты и подпятникам и, таким образом, обеспечивается необходимая надежность. Для этого в известной шарнирной муфте бурильной колонны средства для герметизации муфты, в виде кольцевых уплотнительных элементов, дополнительно установлены между нижним подпятником и корпусом, а также между сферической частью пяты, обращенными друг к другу торцами верхнего и нижнего подпятников и корпусом. В верхнем подпятнике на его наружной проточке может быть размещен еще один The invention relates to drilling equipment and can be used as a swivel deflector of a downhole motor. Known articulated coupling of the drill string, which contains a hollow body with a profile surface of three flats in the lower part of its hole. There are also lower and upper thrust bearings installed in the housing, the latter with an outer groove in the upper part, and a support heel with a spherical and profile parts. The profile surface of the supporting heel, as well as the profile surface of the body, is formed by three flats. The device uses a wedge placed in the wedge-shaped bore of one of the flats of the profile surface of the hollow body, as well as means for sealing the coupling. One of the means, in the form of an annular sealing element, is placed between the housing and the upper thrust bearing. A disadvantage of the known device can be considered low reliability. It is due to the lack of sufficient sealing of the coupling, which prevents the drilling fluid from leaving the internal cavity of the downhole motor into the annulus. An improvement of the design is proposed, during which, through the use of simple sealing elements, as well as the use of the cushioning properties of one of them and the correct choice of the installation location of the elements, the possibility of penetration of the drilling fluid to the body, the spherical part of the support heel and thrust bearings is excluded, and thus the necessary reliability. To this end, in the well-known articulated coupling of the drill string, means for sealing the coupling, in the form of ring sealing elements, are additionally installed between the lower thrust bearing and the housing, as well as between the spherical part of the heel, the ends of the upper and lower thrust bearings facing each other and the housing. In the upper thrust bearing on its outer groove can be placed another
кольцевой уплотнительный элемент, установленный с возможностью его сжатия вдоль продольной оси муфты. Указанное размещение кольцевых уплотнительных элементов позволяет обеспечить надежную герметизацию корпуса относительно сферической части пяты, верхнего и нижнего подпятников, а также последних относительно сферической части пяты. Кроме того, уплотнительный элемент, установленный на наружной проточке верхнего подпятника, дополнительно выполняет функцию амортизатора.an annular sealing element installed with the possibility of compression along the longitudinal axis of the coupling. The specified placement of the annular sealing elements allows for reliable sealing of the housing relative to the spherical part of the heel, the upper and lower thrust bearings, as well as the latter relative to the spherical part of the heel. In addition, the sealing element mounted on the outer groove of the upper thrust bearing additionally serves as a shock absorber.
Description
Полезная модель относится к буровой технике и может быть использована в процессе бурения наклонных участков скважин и корректирования направления ствола скважины в качестве шарнирного отклоняющего устройства забойного двигателя.The utility model relates to drilling equipment and can be used in the process of drilling inclined sections of wells and adjusting the direction of the wellbore as an articulated deflecting device of the downhole motor.
Известна конструкция шарнирной муфты бурильной колонны, в которую входит полый корпус с профильной поверхностью в нижней части отверстия корпуса, а также нижний и верхний подпятники, установленные в корпусе. Устройство содержит также опорную пяту со сферической частью, контактирующей с внутренней сферической поверхностью, образованной подпятниками, и профильной частью, контактирующей с профильной поверхностью корпуса, призматические шпонки, а также средства герметизации муфты в виде набора шевроновых колец. Со стороны нижнего подпятника на профильной части опорной пяты имеется полумуфта, кулачки которой взаимодействуют с кулачками, выполненными на нижнем конце корпуса, и образуют профильную поверхность. (См. Обзорная информация. Бурение наклонно-направленных скважин с применением шарнирных компоновок. - ВНИИОЭНГ, 1988. - С.49-53).The known design of the hinge coupling of the drill string, which includes a hollow body with a profile surface in the lower part of the opening of the housing, as well as the lower and upper thrust bearings installed in the housing. The device also contains a support heel with a spherical part in contact with the inner spherical surface formed by the thrust bearings and a profile part in contact with the profile surface of the housing, key keys, and also means for sealing the coupling in the form of a set of chevron rings. From the side of the lower thrust bearing, on the profile part of the support heel there is a half-coupling, the cams of which interact with the cams made on the lower end of the housing and form a profile surface. (See. Overview. Drilling directional wells using articulated arrangements. - VNIIOENG, 1988. - P.49-53).
Недостатками известного устройства можно считать низкую надежность работающих в буровом растворе шпонок и кулачковой полумуфты, которые воспринимают вращающий момент от долота через опорную пяту и корпус на бурильную колонну. Низкую надежность имеют и средства герметизации в виде шевроновых колец, т.к. их необходимо сжать заданным усилием в замкнутом объеме на сферической части пяты.The disadvantages of the known device can be considered low reliability working in the drilling mud dowels and cam half couplings, which receive torque from the bit through the support heel and the housing on the drill string. Sealing means in the form of chevron rings also have low reliability, since they must be compressed with a given force in a closed volume on the spherical part of the heel.
Прототипом заявляемого устройства можно считать шарнирную муфту бурильной колонны, представленную в патенте UA. №41271, М. кл. 7 Е 21 В 7/08, опуб. 17.09.2001., Бюл. №8.The prototype of the claimed device can be considered the hinged coupling of the drill string, presented in the patent UA. No. 41271, M. cl. 7 E 21 B 7/08, publ. 09/17/2001., Bull. No. 8.
Известная шарнирная муфта бурильной колонны содержит полый корпус с профильной поверхностью из трех лысок в нижней части его отверстия. Установленные в корпусе нижний и верхний подпятники, последний с наружной проточкой в верхней части, и опорную пяту со сферической и профильной частями. Профильная поверхность профильной части опорной пяты, как и профильная поверхность корпуса, образована тремя лысками. В устройстве используется клин, размещаемый в клиновидной расточке одной из лысок профильной поверхности полого корпуса, а также средства для герметизации муфты. Одно из средств, в виде кольцевого уплотнительного элемента, размещено между корпусом и верхним подпятником. Указанные признаки, являются общими с заявляемой конструкцией.Known articulated coupling of the drill string contains a hollow body with a profile surface of three flats in the lower part of its hole. The lower and upper thrust bearings installed in the casing, the latter with the outer groove in the upper part, and the supporting heel with spherical and profile parts. The profile surface of the profile part of the supporting heel, like the profile surface of the body, is formed by three flats. The device uses a wedge placed in the wedge-shaped bore of one of the flats of the profile surface of the hollow body, as well as means for sealing the coupling. One of the means, in the form of an annular sealing element, is placed between the housing and the upper thrust bearing. These signs are common with the claimed design.
Дополнительное средство для герметизации муфты, в виде кольцевого уплотнительного элемента, в известной конструкции установлено между верхним подпятником и сферической частью опорной пяты.An additional means for sealing the coupling, in the form of an annular sealing element, in a known construction is installed between the upper thrust bearing and the spherical part of the support heel.
Недостатком известного устройства можно считать низкую надежность, обусловленную отсутствием достаточной герметизации муфты, препятствующей уходу бурового раствора из внутренней полости забойного двигателя в затрубное пространство.A disadvantage of the known device can be considered low reliability due to the lack of sufficient sealing of the coupling, which prevents the drilling fluid from leaving the internal cavity of the downhole motor into the annulus.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования конструкции, в процессе которого за счет применения простых уплотнительных элементов, а также использования амортизирующих свойств одного из них и правильного выбора места установки элементов, исключается возможность проникновения бурового раствора к корпусу, сферической части опорной пяты и подпятникам и, таким образом, обеспечивается необходимая надежность.The utility model is based on the task of improving the design, in which through the use of simple sealing elements, as well as the use of the cushioning properties of one of them and the correct choice of the installation location of the elements, the drilling fluid cannot penetrate the body, the spherical part of the support heel and thrust bearings, and, thus, the necessary reliability is provided.
Для решения поставленной задачи в шарнирной муфте бурильной колонны, содержащей полый корпус с профильной поверхностью из трех лысок в нижней части его отверстия, верхний подпятник с наружной To solve this problem, in the hinged coupling of the drill string containing a hollow body with a profile surface of three flats in the lower part of its hole, the upper thrust bearing with the outer
проточкой в верхней части, нижний подпятник, опорную пяту со сферической и профильной частями, профильная поверхность которой образована также, как в корпусе, тремя лысками, клин, установленный в клиновидной расточке одной из лысок профильной поверхности полого корпуса, и средства для герметизации муфты, одно из которых, в виде кольцевого уплотнительного элемента, размещено между корпусом и верхним подпятником, согласно полезной модели, средства для герметизации муфты в виде кольцевых уплотнительных элементов, дополнительно установлены между нижним подпятником и корпусом. Кроме того, еще одно средство для герметизации муфты, в виде кольцевого уплотнительного элемента, дополнительно установлено между сферической частью пяты, обращенными друг к другу торцами верхнего и нижнего подпятников и корпусом.a groove in the upper part, a lower thrust bearing, a supporting heel with a spherical and profile parts, the profile surface of which is formed as in the case with three flats, a wedge installed in the wedge-shaped bore of one of the flats of the profile surface of the hollow body, and means for sealing the coupling, one of which, in the form of an annular sealing element, placed between the housing and the upper thrust bearing, according to a utility model, means for sealing the coupling in the form of annular sealing elements are additionally installed between the lower thrust bearing and the housing. In addition, another means for sealing the coupling, in the form of an annular sealing element, is additionally installed between the spherical part of the heel, the ends of the upper and lower thrust bearings facing each other and the body.
Прим этом, в верхнем подпятнике на его наружной проточке может быть размещен дополнительный кольцевой уплотнительный элемент, установленный с возможностью его сжатия вдоль продольной оси муфты.Moreover, in the upper thrust bearing on its outer groove can be placed an additional annular sealing element installed with the possibility of compression along the longitudinal axis of the coupling.
Указанное размещение кольцевых уплотнительных элементов позволяет обеспечить надежную герметизацию корпуса относительно сферической части пяты, верхнего и нижнего подпятников, а также последних относительно сферической части пяты. Кроме того, уплотнительный элемент, установленный на наружной проточке верхнего подпятника, дополнительно выполняет функцию амортизатора.The specified placement of the annular sealing elements allows for reliable sealing of the housing relative to the spherical part of the heel, the upper and lower thrust bearings, as well as the latter relative to the spherical part of the heel. In addition, the sealing element mounted on the outer groove of the upper thrust bearing additionally serves as a shock absorber.
Заявляемая конструкция иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез шарнирной муфты, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.The inventive design is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a longitudinal section of a hinged coupling, in Fig.2 - section aa in Fig.1.
Шарнирная муфта бурильной колонны состоит из полого корпуса 1, в отверстии которого между нижним 2 и верхним 3 подпятниками установлена опорная пята 4, которая имеет сферическую и профильную части. Со стороны верхнего подпятника 3 к корпусу 1 на резьбе присоединен переходник 5, а между ним и верхним подпятником 3 The hinge coupling of the drill string consists of a hollow body 1, in the hole of which between the lower 2 and upper 3 thrust bearings mounted heel 4, which has a spherical and profile parts. From the side of the upper thrust bearing 3, an adapter 5 is attached to the body 1 on the thread, and between it and the upper thrust bearing 3
установлена регулировочная шайба 6. Переходник 5 неподвижно соединен с бурильной колонной (не показано).an adjusting washer is installed 6. The adapter 5 is fixedly connected to the drill string (not shown).
На профильной части опорной пяты 4 имеется профильная поверхность 7 с тремя лысками. Две из них 8 и 9 параллельны плоскости искривления OO1, а третья 10 - ей перпендикулярна. В нижней части отверстия корпуса 1 имеется профильная поверхность, повторяющая форму профильной поверхности 7 опорной пяты 4.On the profile of the supporting heel 4 there is a profile surface 7 with three flats. Two of them 8 and 9 are parallel to the curvature plane OO 1 , and the third 10 is perpendicular to it. In the lower part of the opening of the housing 1 there is a profile surface that repeats the shape of the profile surface 7 of the support foot 4.
Смежно с лыской 10 на профильной поверхности 7 в нижней части отверстия корпуса 1 выполнена клиновидная расточка, в которую устанавливается клин 11 переменной формы. Величина зазора 12, образованного между клином 11 и лыской 10, определяет заданный угол искривления. Для каждого конкретного угла искривления используется свой клин, а угловой зазор между тремя лысками на корпусе 1 и пяте 4 определяется из условия обеспечения всего интервала заданных углов искривления.Adjacent to the flat 10 on the profile surface 7, a wedge-shaped bore is made in the lower part of the opening of the housing 1, into which a wedge 11 of variable shape is installed. The size of the gap 12 formed between the wedge 11 and the flat 10 determines the specified angle of curvature. A specific wedge is used for each specific angle of curvature, and the angular clearance between the three flats on the housing 1 and fifth 5 is determined from the condition of ensuring the entire interval of the specified curvature angles.
Для уплотнения соединений муфты используются средства герметизации в виде уплотнительных кольцевых элементов 13, 14, 15 и 16 круглого и прямоугольного сечения. Уплотнительные элементы 13 и 16 установлены в канавках, выполненных на наружной цилиндрической поверхности верхнего 3 и нижнего 2 подпятников. Уплотнительный элемент 14 установлен в канавке, выполненной на сферической части пяты 4 - в плоскости, перпендикулярной ее продольной оси. Уплотнительный элемент 15 располагается на сферической части пяты 4 в плоскости, перпендикулярной ее продольной оси, и установлен между сферической частью пяты 4, обращенными друг к другу торцами верхнего 3 и нижнего 2 подпятников и корпусом 1. На наружной поверхности верхней части подпятника 3 выполнена проточка, в которой размешен упругий уплотнительный элемент 17. Наружная поверхность элемента 17 выполнена, например, убывающей по диаметру от подпятника 3. Благодаря резьбовому соединению переходника 5 и корпуса 1, уплотнительный To seal the coupling joints, sealing means are used in the form of sealing ring elements 13, 14, 15 and 16 of circular and rectangular cross-section. Sealing elements 13 and 16 are installed in grooves made on the outer cylindrical surface of the upper 3 and lower 2 thrust bearings. The sealing element 14 is installed in a groove made on the spherical part of the heel 4 - in a plane perpendicular to its longitudinal axis. The sealing element 15 is located on the spherical part of the heel 4 in a plane perpendicular to its longitudinal axis, and is installed between the spherical part of the heel 4, facing each other by the ends of the upper 3 and lower 2 thrust bearings and the housing 1. On the outer surface of the upper part of the thrust bearing 3 a groove is made, in which the elastic sealing element 17 is placed. The outer surface of the element 17 is made, for example, decreasing in diameter from the thrust bearing 3. Thanks to the threaded connection of the adapter 5 and the housing 1, the sealing
элемент 17 может быть сжат вдоль продольной оси муфты с помощью шайбы 18, в которую упирается выступающий торец переходника 5. При таком выполнении уплотнительному элементу 17 дополнительно обеспечиваются амортизирующие свойства. Для подачи в забойный агрегат бурового раствора через шарнирную муфту имеется осевой канал 19. Сферическая часть пяты 4 обеспечивает ее шарнирное соединение с корпусом 1 через подпятники 2 и 3. Поворот оси опорной пяты 4 относительно корпуса 1 может быть осуществлен лишь в плоскости OO1, которую задают с помощью лысок 8 и 9. При спуске забойного агрегата его ось совпадает с осями бурильной колонны и шарнирной муфты.the element 17 can be compressed along the longitudinal axis of the coupling with a washer 18, against which the protruding end face of the adapter 5 abuts. In this embodiment, the sealing element 17 is further provided with damping properties. There is an axial channel 19 for supplying drilling fluid to the bottomhole assembly through a hinge coupling. The spherical part of the heel 4 provides its articulation with the body 1 through the heels 2 and 3. The axis of the support heel 4 can be rotated relative to the body 1 only in the plane OO 1 , which set using flats 8 and 9. When lowering the downhole assembly, its axis coincides with the axes of the drill string and articulated coupling.
В процессе работы устройства под воздействием усилий, сжимающих шарнирную муфту, опорная пята 4 поворачивается относительно корпуса 1 на величину зазора 12 в плоскости OO1. При этом происходит отклонение продольной оси опорной пяты 4 относительно оси корпуса 1 и переходника 5. Крутящий момент от переходника 5 на профильную часть пяты 4 передается через профильную поверхность 7 в нижней части отверстия корпуса 1. Под воздействием осевых нагрузок в процессе бурения положение элементов 1, 2, 3, 4, относительно друг друга может меняться. При этом буровой раствор стремится попасть между корпусом 1 и переходником 5 или между корпусом 1 и нижним подпятником 2. Этого не происходит, т.к. уплотнительные элементы 13, 14, 15 и 16 надежно герметизируют корпус 1 относительно верхнего 3 и нижнего 2 подпятников. Уплотнительные элементы 14 и 15 дополнительно обеспечивают герметизацию сферической части пяты 4 относительно подпятников 2 и 3. При этом уплотнительный элемент 17 дополнительно обеспечивает герметизацию корпуса 1 относительно переходника 5 и верхнего подпятника 3 за счет сжатия в замкнутом объеме, образованном шайбой 18, подпятником 3 и корпусом 1. Кроме того, благодаря амортизирующим свойствам, элемент 17 дополнительно In the process of operation of the device under the influence of forces compressing the hinge clutch, the support heel 4 is rotated relative to the housing 1 by the size of the gap 12 in the plane OO 1 . In this case, the longitudinal axis of the support heel 4 deviates from the axis of the housing 1 and adapter 5. The torque from the adapter 5 to the profile of the heel 4 is transmitted through the profile surface 7 in the lower part of the opening of the housing 1. Under the influence of axial loads during drilling, the position of the elements 1, 2, 3, 4, relative to each other may vary. In this case, the drilling fluid tends to get between the body 1 and the adapter 5 or between the body 1 and the lower thrust bearing 2. This does not happen, because the sealing elements 13, 14, 15 and 16 reliably seal the housing 1 relative to the upper 3 and lower 2 thrust bearings. The sealing elements 14 and 15 additionally provide sealing of the spherical part of the heel 4 relative to the thrust bearings 2 and 3. In this case, the sealing element 17 additionally provides sealing of the housing 1 relative to the adapter 5 and the upper thrust bearing 3 due to compression in a closed volume formed by the washer 18, the thrust bearing 3 and the housing 1. In addition, due to the shock absorbing properties, the element 17 is additionally
производит компенсацию перемещений элементов 1, 3, 5 и 18 из-за зазоров, которые могут возникнуть в процессе работы устройства.compensates for movements of elements 1, 3, 5 and 18 due to gaps that may occur during operation of the device.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200501137U UA8689U (en) | 2005-02-08 | 2005-02-08 | Hinge coupling of drilling string |
| UAU200501137 | 2005-02-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU58595U1 true RU58595U1 (en) | 2006-11-27 |
Family
ID=35465053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005132902/22U RU58595U1 (en) | 2005-02-08 | 2005-10-25 | HINGE DRILL COUPLING |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU58595U1 (en) |
| UA (1) | UA8689U (en) |
-
2005
- 2005-02-08 UA UAU200501137U patent/UA8689U/en unknown
- 2005-10-25 RU RU2005132902/22U patent/RU58595U1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA8689U (en) | 2005-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8651202B2 (en) | Percussion drilling assembly having a floating feed tube | |
| US8701797B2 (en) | Bearing assembly for downhole motor | |
| CN102725475B (en) | For the instrument that the minimizing of down-hole electronic building brick is impacted | |
| US9249632B2 (en) | Vibration damper | |
| CN101999031A (en) | Jointed spearhead assembly | |
| US20160108970A1 (en) | Articulated Drive Shaft | |
| US20130134704A1 (en) | Rotatable and bendable casing connection | |
| US20190331171A1 (en) | Reciprocation-dampening drive shaft assembly | |
| RU2441130C2 (en) | Hydraulic calibrator-centraliser | |
| US20150176342A1 (en) | Mud motor drive-shaft with improved bearings | |
| US10989189B2 (en) | Progressive cavity motor dampening system | |
| US11753874B2 (en) | Insert for use with dual-member pipe joint | |
| RU58595U1 (en) | HINGE DRILL COUPLING | |
| CN110821407A (en) | Automatic deviation correcting device of hydraulic drill | |
| CN202483467U (en) | Cardan shaft of spherical hinge positive displacement motor | |
| US7950475B2 (en) | Percussion drilling assembly having a floating feed tube | |
| RU2285106C2 (en) | Articulated clutch for drilling string connection with downhole motor | |
| US7779934B1 (en) | Flexible/rigid drilling assembly | |
| CN201053314Y (en) | Horizontal well flexible short section | |
| RU2657583C1 (en) | Drilling tool guiding device for selective entry into the branch hole | |
| RU2170322C1 (en) | Joint for connection of pipes | |
| SU1656113A1 (en) | Joint coupling of drill pipe string | |
| RU2235180C2 (en) | Device for directional drilling | |
| RU41328U1 (en) | SWIVEL ADAPTER | |
| RU2221142C2 (en) | Centralizer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091026 |