Самоориентирующийся шарнирный отклонитель для направленного бурения

2 Изобретение относится и горному делу, а именно н устроя стран для искусственного искривлении скважин при направленноми многозабойном бурении и может быть использовано при бурении забойными двигателями и при роторном бурении.Известен отилонитель для направленного бурения заботам двигателем. содержащий нсиривлиющее устройство, состоящее из раз-ванного корпуса, включавшего стакан и втулку со скошенным торцом взаииодеяотвупшш с торцом стакана. соединенные медику собой шернирно при помощи вала с концевой сферически поверх-д ностъо, обеспечиваю-щек угловое перемещение сопрягаемых деталей корпуса сн.е.с. Р 821678, клЕ 21 В 7/ОЕ 3,19811.).Недостатком этого отклонителя является то, что он предназначен только для бурения забойщик двигателями, а для ориентирования его необходимо дополнительное ориентируощее уст роиство. Кроме того, поскольку центр сферической поверхности вала, являющийся вершиной угла его перекоса. расположен за пределеми угла переносе, образованного взаимодействующих поверэпшстяни торцов втулки и стакана, то в процессе перекоса корпуса эти поверхности перемещаются относительно друг друга. Действуощая при этом сила трения препятствует искривлению отилонителя, а взаимное смещение торцов втулки и стакане сокращает эксцентриситет осевои нагрузки от скошенного торце втулки не стакан и далее на породоразрушаощнй инструмент. Уменвшение величины эксцентриситета приводит к уменьшении опрокидывающего момента и асимметричной не долото нагрузки,иа-эа чего снижается эффективность и надежность работы3 Известен также шарнирным отллонитель, включающий искрив ляющее устройство, которым является корпус с осеан каналов,состоящий из двух частей, сопрягаемые торцевые поверхностиг которых выполнены конусными с возможностью относительного углового смещения, располокеннн в полости корпуса полн валс упорнни элементами на его концах для взаимодействия с частями корпуса, выполнении из двух частей, близлежащие торцн которн овязанн.торцевымт нулачковы зацеплением, при этом один из сопрягающихся ионуснн торцов корпуса имеет вырез для фиксации угла искривления см.а.с. Ю 1033685, кл. Е 21 В 7/08, 1983 г. 3..Недостатни этого отклонителя заключаются в том, что для его ориентирования необходимо дополнительное ориентирующее устройство, кроме тогов процессе работы иснривляющего устройства. т.е. при.взаином переносе частей корпуса, между осью и втулкой его шарнира возникают силы трения, препятствующие переносу частей корпуса вокруг оси шарнира.В период между началом и завершением прекосе частей иорпуса отклонителп осевая нагрузка передается только через шарнир, так как в этот период конусные поверхности частей корпуса разомкнуты. Поэтому эксцентриситет наложения асимметричной нагрузки на нижнюю часть корпуса не имеет постоянного значения, а в начальный период взаимного перекоса частей корпуса и вовсе равен нулю. По этой причине колеблются и величины опрокидывающего момента и асимметричной нагрузки на пчродорасрушающий инструмент. После завершения взаимного перекоса частей корпуса осевая нагрузка, наложенная. на4 верхнюю часть корпусе, воздействует не нижнее часть его неТОЛЬКО черве шарнир, НО И ЧВВВЗ СОЫКНУТНВ 11011313131 11058533 ность верхней части и поверхность вырезе фиксации угла искривления нижней части. Пи этом часть осевой нагрузки,зоздействупшея не взеимоцействующие конские поверхности,разлагается на векторы, один из которым противодействует процессу искривления скважины. Указание недостатки сникает еффективность и надежность работы отклонителя.Наиболее близки к предделегаемому изобретению техничесним решением является шврнирнй отклонитель, содержащий полнй корпус, состоящий ив секций, соединеннх с возможностью вза имного углового смещения сферическим шарниром с упорными элементами для взаимодействия с корпусом, размещенный внутри корпуса и шарнира секционнй вал, выполненный с возможностър взаимного углового смешения секций через посредство соединяющей их торцовой муфты, размещенные на валу кольцевой поршень и эксцентричный груз с закрепленным на нем искривляпщии устройством, внполненнм в виде упорной втулки со ско шенным торцом, взеиодействующим с шарниром. (см.е.с.Н 58 З 274,кл.Е 21 В 7/06, 1977 г.).Недостатки данного отклонителн заключаются в том, что центр сферического шарнира, являющийся вершиной угла перекоса вале отклонителя, строго фиксирован на длине продольной его оси и размещен за пределами как угле перекоса секций корпуса, так и угла перекоса искривляющего устройства и шернира отклонителя. Вследствие такого размещения указанным взаимодействующих кинематических пар в процессе перекосаотклонителя возникают силы трения между взаимодействующимиэтом эксцентриситет наложения осевой нагрузки через скошенный торец упорной втулки на торец шарнира уменьшается, значити уменьшается и опрокидыввсщий момент и асимметричная нагрузка на породоразрушапщип инструмент, следовательно. снижается надежность и эффективность работы отнлонителя. Недостатком отклонителя является также создание осевой нагрузки на иснривляощее устройство только за счет давления промывочной жидкости через посредство кольцевого поршня. Поскольку величина этого давления ограничена гидравлической мощностью буро 2вого насоса, а в случае бурения турбобуром - также и его гидравлическои мощностью, то ограничена и эффективность и надень ность работы отклонителя особенно при бурении твердим пород с большии осевми нагрузками на долото. Кроме этого недостатком отклонителя является автономное размещение эксцентричного груза с искривляющит Устройством внутри корпуса и за счет этого уменьшение диаметра эксцентричного груза и искривлявщего устройства. По этой причине уменьшается момент эксцентричного груза, опрокиднвающий момент от взаимодействия иснривлящего устройства и величине асимметричной нагрузкина породоразрушавщии инструмент. Эти факторы снимают надежность ориентирования искривляющего устройства и эффективность его взаимодействия на асимметричное разрушение забоя скважины. Кроме того, по причине заполнения промывочной жидкостью противоположного эксцентричному грузу сектора объема корпуса снижается к.п.д. эксцентричного груза. Указанные недостатки снижают надежность и эффективность работы отклонителя.