SU1032176A1

SU1032176A1 - Indexing device for deflector for directional drilling

Info

Publication number: SU1032176A1
Application number: SU813290043A
Authority: SU
Inventors: Зорий Яковлевич Любовицкий; Тадей Михайлович Боднарук; Роман Федорович Гимер; Михаил Иванович Мердух; Иван Петрович Фучила; Николай Николаевич Ногач
Original assignee: Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть"
Priority date: 1981-05-18
Filing date: 1981-05-18
Publication date: 1983-07-30

Description

ЧH

Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин турбинным способом.The invention relates to the drilling of oil and gas wells by a turbine method.

Известно устройство дл активног контрол положени отклонени при направленном турбинном бурении скважин , включающее задатчик азимута, датчик гидравлических импульсов, принцип работы которого основан на изменении сопротивлени проходу промывочной жидкости, а также привод Датчика. При этом в одних устройствах посредством датчика снижают сопротивлени за счет сообщени внутритрубного и затрубного пространств , в других - повышают его перекрытием проходного сечени канала 1.A device is known for actively controlling the position of a deviation in directional turbine drilling of wells, which includes an azimuth adjuster, a hydraulic impulse sensor whose principle of operation is based on the change in resistance to the passage of flushing fluid, and also a sensor drive. At the same time, in some devices, by means of a sensor, resistances are reduced due to the communication of the in-line and annular spaces, in others, it is increased by blocking the flow area of channel 1.

Недостатками данйого устройства вл ютс сложность и мала надежность привода датчика.The disadvantages of this device are the complexity and low reliability of the sensor drive.

Известно также устройство дл определени заданного положени отклонени при направленном бурении , содержащее задатчик гидравлических импульсов, клапан которого кинематически св зан с турбинным приводом, а также винтовую .передачу При этом привод включает в себ дополнительную турбину, выполненную с возможностью вращени в направлении , противоположном основноNiy C2J.It is also known a device for determining a predetermined deviation position in directional drilling, comprising a hydraulic pulse generator, a valve which is kinematically coupled to a turbine drive, and also a screw transmission. In this case, the drive includes an additional turbine configured to rotate in the direction opposite to the main C2J .

Недостаток указанного устройства заключаетс в отсутствии возможности изготовлени привода на базе серийно выпускаемых турбобуров Это вызывает необходимость разработки и освоени выпуска новых деталей , а именно турбин, способных вращатьс в направлении, противоположном вращению турбин серийных трубобуров . Кроме того, при использовании такого привода возникает сложность исключени вли ни закрутки потока промывочной жидкости от оейовной турбины на работу дополнительной .The disadvantage of this device is the inability to manufacture a drive based on commercially available turbo-drills. This necessitates the development and mastering of new parts, namely turbines that can rotate in the opposite direction to that of serial turbines. In addition, when using such a drive, the difficulty arises of eliminating the influence of the swirling flow of flushing fluid from the turbine on the additional operation.

Цель изобретени - упрощение конструкции прив.ода датчика гидр авлических импульсов и повышение надежности работы устройства .The purpose of the invention is to simplify the design of the sensor water of hydraulic pulses and increase the reliability of the device.

II. .Ii. .

Поставленна цель достигаетс The goal is achieved

том, что в ориентаторе отклониТел дл направленного бурени скважин , состо щем из корпуса, задатчика азимута, автономного источника питани , датчика гидроимпульсов, привода датчика, включающего турбину и винт, датчик гидроймпульсов выполнен в виде сопла с плунжером, кинематически св занным с винтом, причем последний.установлен эксцентрично корпусу.that, in the orientator, a deflector for directional drilling of wells, consisting of a housing, an azimuth adjuster, an autonomous power source, a hydraulic pulse sensor, a sensor drive including a turbine and a screw, the hydraulic pulse sensor is designed as a nozzle with a plunger kinematically connected with a screw, The last one. Installed eccentric to the body.

Кроме того, винт выполнен с правой и левойнарезкой пр моугольного профил ,In addition, the screw is made with a right and left-cut rectangular profile,

На фиг. 1 представлена принципиальна схема ориентатора ; на фиг.2 узел I на фиг. 1 ; на фиг. 3 - электрическа схема ориентатора.FIG. 1 is a schematic diagram of an orientator; in FIG. 2, node I in FIG. one ; in fig. 3 is an electrical circuit of an orientator.

Ориентатор представл ет собой 5 элемент бурильной колонны, в корпу-. се 1 которого установлены автономный источник 2 питани , задатчик 3 азимута, датчик 4 гидроимпульсов и привод 5 датчика.The orientator is the 5th element of the drill string, in a housing. Ce 1 of which is installed an autonomous power source 2, unit control 3 azimuth, sensor 4 hydraulic impulses and actuator 5 of the sensor.

0 Задатчик 3 азимута служит дл управлени работой устройства. Датчик 4 гидроимпульсов предназначен дл того, чтобы при помощи сигналов в виде отрицательных импульсов давлени промывочной жидкости в циркул ционной системе информировать на поверхность об отклонении направлени проводкиОТ заданного. Дл этой цели он выполнен в виде сопла 6, усQ тановленного ,в корпусе 1 с. возможностью перекрыти посредством плунжера 7. СоплОх б вл етс сменным элементом и изготовл етс из износостойкого материала (например, карбида бора ).0 Unit 3 azimuth is used to control the operation of the device. The sensor 4 hydraulic impulses is designed to use the signals in the form of negative impulses of the pressure of the flushing fluid in the circulation system to inform the surface of the deviation of the direction of wiring from the specified one. For this purpose, it is made in the form of a nozzle 6, installed in a housing 1 s. able to overlap with the plunger 7. The nozzle b is a replaceable element and is made of a wear-resistant material (for example, boron carbide).

Плунжер 7 имеет осевые каналы 8, служащие дл прохода бурового раствора. Кроме того, дл обеспечени кинематической св зи с при . вoдalvl 5 датчика он содержит вкла .цнттт 9. При совпадении направлени бурени с заданным плунжер -7 занимает крайнее верхнее положение ( по ходу потока ), фиксируемое концевым выключателем 10.The plunger 7 has axial channels 8, serving for the passage of drilling mud. In addition, to provide a kinematic connection with at. Vodalvl 5 of the sensor, it contains an input. CSTTT 9. When the drilling direction coincides with the specified plunger -7, it occupies the uppermost position (downstream), fixed by the limit switch 10.

5 Привод 5 датчика включает в5 Sensor actuator 5 includes

себ турбину 11 и маслозаполненную электромагнитную фрикционную муфту 12,-поводок 13 которой через шарнирную 14 кинематически св зан с винтом 15. Последний имеет правую и левую нарезку пр моугольного профил и установлен эксцентрично корпусу 1.The turbine 11 and the oil-filled electromagnetic friction clutch 12, an outlet 13 of which is connected kinematically through the hinge 14 to the screw 15. The latter has a right and left cutting of the rectangular profile and is mounted eccentrically to the housing 1.

Эксцентриситет позвол ет преобразовать вращательное движение винта 15 в поступательное перемещение плунжера 7, отказавшись при этом от направл ющих. В свою очередь прин -. тый профиль нарезки дает возможQ ность избежать заклинивани плунжера , облегчить его перемещение.The eccentricity allows the rotational movement of the screw 15 to be converted into the translational movement of the plunger 7, while rejecting the guides. In turn, prin -. This cutting profile makes it possible to avoid jamming the plunger and facilitate its movement.

Управление электромагнитной муфтой 12 осуществл етс задатчиком 3 азимута путем подачи питани на электромагнитную катушку 16 черезThe electromagnetic clutch 12 is controlled by an azimuth adjuster 3 by energizing the electromagnetic coil 16 via

токовод 17.tokovod 17.

Электрическа схема ориентатора (фиг. 3) включает в себ источник 2 питани , электромагнитную катушкуThe electrical circuit of the orientator (Fig. 3) includes a power source 2, an electromagnetic coil

60 .16, конечный выключатель 10, а также задатчик 3 азимута. Последний состоит из источника 18 света и фоточувствительного элемента 19, затененного асимметричной магнитной60 .16, limit switch 10, as well as the setpoint adjuster 3 azimuth. The latter consists of a source 18 of light and a photosensitive element 19, shaded by an asymmetric magnetic

65 трёлкой 20, Фоточувствительный элемент 19 электрически св зан с усилителем 21 посто нного тока, на выходе которого установлено электромагнитное реле 22 с одним НО кон тактом, управл ющим электромагнитными катушками 16 и 23. НО контакт последней соединен с НЗ контактом . конечного выключател 10.65 by means of a knob 20, the photosensitive element 19 is electrically connected to a direct current amplifier 21, the output of which is equipped with an electromagnetic relay 22 with one NO contact controlling the electromagnetic coils 16 and 23. The NO contact of the latter is connected to the NC contact. end switch 10.

Установку отклонител в заданном направлении бурени производ т по задатчику 3 азимута в начале активного процесса бурени .The installation of the diverter in a given direction of drilling is carried out according to the setting device 3 azimuth at the beginning of the active drilling process.

При отклонении направлени проводки скважины от заданного Жестка система источник 18 света - фоточувствительный элемент 19 соответственно смещаетс от северного направлени магнитной стрелки 20 в сторону отклонител скважины. При этом световой поток от источника 18 света попадает на фоточувствительны элемент 19, выэывгш в последнем увеличение тока. Усиленный усилителем 21 посто нного тока сигнал включает электромагнитное реле 22, которое своим замкнувшимс контактом обеспечивает подачу питани от источника 2 питани на электромагни ную катушку 16. Одновременно питание подаетс на катушку 23, котора замыкает свой НО контакт. После подачи питани на электромагнитную катушку 16 включаетс муфта 12, Обеспечива тем самым кинематическую .св зь турбины 11 с винтом 15. Последний приводитс во вращение, и плунжер начинает совершать возвратно-поступательное движение. При этом небольша часть потока бурового раствора периодически начинает перепускатьс через сопло 6 в кольцевое затрубное пространство, вызыва тем самым резкое падение шавлени . Отрицательный перепад давлени передаетс по столбу бурового раствора, на поверхность, где регистрируетс . После восста1новлени заданного направлени путем поворота бурильной колонны зацатчик 3 азимута обесточивает электромагнитное реле 22. Благодар работе катушки 23, включенной параллельно катушке 16, плунжер будет продолжать движение до фиксации конечным выключателем 10.When the direction of the well wiring deviates from the predetermined Hard system, the light source 18 - the photosensitive element 19, respectively, is displaced from the north direction of the magnetic needle 20 towards the diverter of the well. In this case, the luminous flux from the source 18 of the light falls on the photosensitive element 19, which in the latter increases the current. The signal amplified by the DC amplifier 21 switches on the electromagnetic relay 22, which with its closed contact supplies power from the power source 2 to the electromagnetic coil 16. At the same time, the power is supplied to the coil 23, which closes its NO contact. After energizing the electromagnetic coil 16, clutch 12 is turned on, thereby providing a kinematic connection of the turbine 11 with the screw 15. The latter is rotated and the plunger begins to reciprocate. In this case, a small part of the flow of drilling fluid periodically starts to be bypassed through the nozzle 6 into the annular annulus, thereby causing a sharp drop in the flow rate. A negative pressure drop is transmitted through the mud column to the surface where it is recorded. After restoring a predetermined direction by rotating the drill string, the azimuth sensor 3 de-energizes the electromagnetic relay 22. Due to the operation of the coil 23 connected parallel to the coil 16, the plunger will continue to move until it is locked by the limit switch 10.

Такое положение сохран етс до тех пор, пока направление бурени совпадает с заданием.This position is maintained as long as the drilling direction coincides with the task.

Предлагаемое устройство обладает сравнительной простотой и надежностью, что позволит организовать его выпуск на базе элементов стандартных трубобуров .The proposed device has a comparative simplicity and reliability that will allow to organize its release on the basis of elements of standard pipe drills.

Простота устройства обусловлена упрощением в нем кинематическихThe simplicity of the device due to the simplification of its kinematic

св зей. Последнее повьлиает надежность работы устройства.communications The latter increases the reliability of the device.

Фи2.1Phi2.1

Фиг. 2FIG. 2

Claims

1. DIRECTOR ORIENTATOR FOR DIRECTED DRILLING OF WELLS, consisting of a housing, an azimuth adjuster, an independent power supply, a hydraulic pulse sensor, a drive · a sensor including a turbine and a screw, which is necessary in order to simplify the designs and to increase reliability, the hydraulic pulse sensor is made in the form of a nozzle with plungers kinematically connected with a screw, the latter being mounted eccentrically to the housing.

2. Orientator pop. 1, it is distinguished by the fact that the screw is made with right and left cutting of a rectangular profile.