×
29.05.2018
218.016.599c

Результат интеллектуальной деятельности: БЛОК ОТКЛОНЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БУРОВЫМ УСТРОЙСТВОМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении скважин, а именно наклонно-направленных скважин с протяженным горизонтальным участком. Блок отклонения системы управления буровым устройством включает корпус, имеющий ось, размещенный в корпусе с возможностью вращения вал, состоящий из ведущего и ведомого валов, соединенных с помощью шарнира, на ведомом валу установлен радиально-упорный подшипник с возможностью поддержания его коллинеарным с осью корпуса, исполнительный орган и механизм перемещения, установленные с возможностью обеспечения отклонения вала от оси корпуса. Вал снабжен вторым шарниром, образуя промежуточный вал между ведущим и ведомым валами. Ведомый вал снабжен вторым радиально-упорным подшипником, установленным вблизи торца корпуса. Исполнительный орган содержит три клина-отклонителя и три датчика перемещения. Механизм перемещения исполнительного органа выполнен в виде трех шаговых двигателей, расположенных под углом 120 градусов друг относительно друга. Каждому шаговому двигателю соответствует клин-отклонитель, установленный с возможностью перемещения в обе стороны с обеспечением отклонения вала от оси корпуса, и на каждом клине-отклонителе установлен датчик перемещения. Обеспечивается повышение надежности блока отклонения системы управления буровым устройством, повышение точности позиционирования долота для проведения скважины по заданной траектории. 3 ил.

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении скважин, а именно наклонно-направленных скважин с протяженным горизонтальным участком.

Известен шарнирный переводник для бурения наклонно-направленных скважин, содержащий корпус и полый вал со сферической опорной пятой, снабженные контактирующими элементами для передачи крутящего момента, например зубьями, сферические подпятники, установленные в корпусе, уплотнительный элемент. Устройство снабжено установленным в корпусе полым штоком с уплотнением, хвостовик которого размещен в полости полого вала, а уплотнительный элемент размещен на хвостовике штока на расстоянии не более 1/4 радиуса уплотняемой поверхности от плоскости, проходящей через центр сферы опорной пяты и перпендикулярной оси полого вала (патент РФ №2192535 от 10.11.2002).

Недостатком известного шарнирного переводника является низкая точность позиционирования долота, вследствие того, что нет возможности изменять направление бурения долота с поверхности.

Известен блок отклонения системы наклонно-направленного бурения, содержащий корпус, размещенный в корпусе вал, состоящий из ведущего и ведомого валов, соединенных с помощью шарнира, на ведомом валу установлен радиально-упорный подшипник с возможностью поддержания его коллинеарным с осью корпуса. Блок снабжен исполнительным органом, размещенным в корпусе, включающий механизм перемещения, клин-отклонитель и датчик перемещения. Механизм перемещения содержит насос, регулирующий клапан, поршень и цилиндр. Механизм перемещения установлен с возможностью перемещения клина-отклонителя в обе стороны с обеспечением отклонения вала от оси корпуса (патент РФ №2603148, опубл. 10.04.2016). Данный блок принят за прототип.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: корпус, имеющий ось; размещенный в корпусе с возможностью вращения вал, состоящий из ведущего и ведомого валов, соединенных с помощью шарнира, на ведомом валу установлен радиально-упорный подшипник с возможностью поддержания его коллинеарным с осью корпуса; исполнительный орган и механизм перемещения, установленные с возможностью обеспечения отклонения вала от оси корпуса.

Недостатком известного блока отклонения системы наклонно-направленного бурения, принятого за прототип, является отсутствие радиального подшипника на ведомом валу, которое приводит к восприятию нагрузки в процессе бурения ступенчатыми клиньями и их повышенному износу, вследствие этого происходит снижение точности позиционирования долота и быстрый выход из строя элемента повышенной ответственности. Кроме того, отсутствие указанного подшипника ведет к нагрузке на шарнир и повышенному износу его уплотнений, что также снижает надежность известного блока. Недостатком также является наличие одного шарнира на валу долота, что приводит к смещению оси долота в торце относительно устройства, что, в свою очередь, приводит к повышенной нагрузке на торцевые уплотнения, а также на боковую стенку долота.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности блока отклонения системы управления буровым устройством, повышение точности позиционирования долота для проведение скважины по заданной траектории.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном блоке отклонения системы управления буровым устройством, включающем корпус, имеющий ось, размещенный в корпусе с возможностью вращения вал, состоящий из ведущего и ведомого валов, соединенных с помощью шарнира, на ведомом валу установлен радиально-упорный подшипник с возможностью поддержания его коллинеарным с осью корпуса, исполнительный орган и механизм перемещения, установленные с возможностью обеспечения отклонения вала от оси корпуса, согласно изобретению вал снабжен вторым шарниром, образуя промежуточный вал между ведущим и ведомым валами, ведомый вал снабжен вторым радиально-упорным подшипником, установленным вблизи торца корпуса, исполнительный орган содержит три клина-отклонителя и три датчика перемещения, механизм перемещения исполнительного органа выполнен в виде трех шаговых двигателей, расположенных под углом 120 градусов друг относительно друга, при этом каждому шаговому двигателю соответствует клин-отклонитель, установленный с возможностью перемещения в обе стороны с обеспечением отклонения вала от оси корпуса, и на каждом клине-отклонителе установлен датчик перемещения.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - вал снабжен вторым шарниром, образуя промежуточный вал между ведущим и ведомым валами; ведомый вал снабжен вторым радиально-упорным подшипником, установленным вблизи торца корпуса; исполнительный орган содержит три клина-отклонителя и три датчика перемещения; механизм перемещения исполнительного органа выполнен в виде трех шаговых двигателей, расположенных под углом 120 градусов друг относительно друга; каждому шаговому двигателю соответствует клин-отклонитель, установленный с возможностью перемещения в обе стороны с обеспечением отклонения вала от оси корпуса; на каждом клине-отклонителе установлен датчик перемещения.

Наличие в конструкции блока двух шарниров на валу и установка на ведомом валу радиально-упорного подшипника вблизи торца корпуса позволяют предотвратить отклонение вала вблизи торца блока, снизить нагрузки на шарниры, возникающие в процессе бурения. В результате увеличивается срок службы уплотнений и повышается надежность блока отклонения системы управления буровым устройством.

Благодаря исполнительному органу, содержащему три шаговых двигателя, расположенных под углом 120 градусов друг относительно друга, при этом каждому двигателю соответствует клин-отклонитель с установленным на нем датчиком перемещения, обеспечивается более точное позиционирование долота, которое, в свою очередь, исключает боковое давление на режущую стенку долота.

Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков блока отклонения системы управления буровым устройством с получением указанного технического результата.

Предлагаемый блок отклонения системы управления буровым устройством иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.

На фиг. 1 представлен разрез блока отклонения.

На фиг. 2 показано сечение А-А.

На фиг. 3 показано сечение Б-Б.

Блок отклонения системы управления буровым устройством включает корпус 1. В корпусе 1 размещен с возможностью вращения вал, содержащий шарниры 2, 3 и шпонки 4-5. Вал состоит из ведущего 6 вала, промежуточного 7 вала и ведомого 8 вала.

Шаровые шарниры 2, 3 обеспечивают отклонение оси 9 долота относительно оси 10 корпуса блока отклонения, шпонки 4 передают крутящий момент с ведущего 6 вала, поддерживаемого подшипником 11 при вращении, на промежуточный 7 вал, а шпонки 5 передают крутящий момент с промежуточного 7 вала на ведомый 8 вал.

Ведомый 8 вал снабжен радиально-упорными подшипниками 12, 13.

Исполнительный орган содержит механизм перемещения, выполненный в виде трех шаговых двигателей 14-16 (фиг. 2), расположенных под углом 120 градусов друг относительно друга, три клина-отклонителя 17-19 (фиг. 1, 3) и три датчика перемещения 20-22 (фиг. 1, 2). При этом каждому шаговому двигателю 14-16, управляемому цепью 23 соответствует клин-отклонитель 17-19, установленный с возможностью перемещения в обе стороны с обеспечением отклонения вала от оси корпуса 10. На каждом клине-отклонителе 17-19 установлен датчик перемещения 20-22 для определения бокового положения и/или смещения клина-отклонителя.

Клинья-отклонители 17-19 взаимодействуют с подклинком 24, в который входит ведомый вал 8. Радиально-упорный подшипник 12 установлен на ведомом 8 валу для его поддержания при вращении в подклинке 24. Радиально-упорный подшипник 13 установлен на ведомом валу 8 вблизи торца корпуса 1. На торце корпуса 1 размещены уплотнители 25 для защиты внутреннего пространства корпуса 1 от бурового раствора и выбуренной породы.

Позицией 26 на фиг. 1 показан диапазон изменения направления долота.

Устройство работает следующим образом.

Блок отклонения системой управления буровым устройством используется для направленного бурения с постоянным контролем положения долота и вращением бурильной колонны. Изменение направления бурения долота 26 осуществляется из удаленного места посредством телеметрических устройств и достигается следующим образом: на шаговые двигатели 14-16 через управляющую цепь 23 передается команда для установки требуемого направления долота, которые перемещают клинья-отклонители 17-19 вдоль корпуса 1 блока на соответствующее (требуемому направлению) расстояние, в результате чего осуществляется боковое смещение подклинка 24 и ведомого 8 вала, расположенного в нем, относительно корпуса 1 блока, соответственно ось долота смещается относительно оси 10 устройства. Благодаря наличию второго шарнира 3 на валу, становится возможным установить радиально-упорный подшипник 13 вблизи торца устройства, что снижает нагрузки, возникающие в процессе бурения, а также увеличивает продолжительность работы уплотнений 25. В результате повышается надежность устройства. Для удобства определения бокового положения и/или смещения клиньев-отклонителей 17-19 (фиг. 3) применяются датчики перемещения 20-22. После бурения изогнутой части ствола скважины с отклонением долота предлагаемым блоком можно прекратить процесс отклонения путем передачи соответствующего сигнала в исполнительный орган для перемещения клиньев-отклонителей 17-19 шаговыми двигателями 14-16 в нейтральное положение, которому соответствует совпадение осей 10 корпуса блока и вала, и соответственно оси долота 9, после чего осуществить бурение прямолинейной части скважины. Таким образом, осуществляется точное позиционирование долота для направленного бурения изогнутых участков ствола скважины.

Блок отклонения системы управления буровым устройством, включающий корпус, имеющий ось, размещенный в корпусе с возможностью вращения вал, состоящий из ведущего и ведомого валов, соединенных с помощью шарнира, на ведомом валу установлен радиально-упорный подшипник с возможностью поддержания его коллинеарным с осью корпуса, исполнительный орган и механизм перемещения, установленные с возможностью обеспечения отклонения вала от оси корпуса, отличающийся тем, что вал снабжен вторым шарниром, образуя промежуточный вал между ведущим и ведомым валами, ведомый вал снабжен вторым радиально-упорным подшипником, установленным вблизи торца корпуса, исполнительный орган содержит три клина-отклонителя и три датчика перемещения, механизм перемещения исполнительного органа выполнен в виде трех шаговых двигателей, расположенных под углом 120 градусов друг относительно друга, при этом каждому шаговому двигателю соответствует клин-отклонитель, установленный с возможностью перемещения в обе стороны с обеспечением отклонения вала от оси корпуса, и на каждом клине-отклонителе установлен датчик перемещения.
БЛОК ОТКЛОНЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БУРОВЫМ УСТРОЙСТВОМ
БЛОК ОТКЛОНЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БУРОВЫМ УСТРОЙСТВОМ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 111-120 of 122 items.
15.10.2018
№218.016.921f

Способ восстановления ильменитовых концентратов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу переработки ильменитовых концентратов для производства титановых шлаков, являющихся сырьем для получения диоксида титана и металлического титана. Способ переработки ильменитовых концентратов включает подготовку шихты, содержащей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669675
Дата охранного документа: 12.10.2018
15.10.2018
№218.016.923e

Способ гранулирования шихты, содержащей ильменитовый концентрат и антрацит

Изобретение относится к способам гранулирования шихты рудных концентратов для подготовки к металлургическому переделу. Способ гранулирования шихты, содержащей ильменитовый концентрат и антрацит, включает измельчение и смешивание компонентов шихты, добавление связующего с получением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669674
Дата охранного документа: 12.10.2018
21.10.2018
№218.016.94cb

Датчик вибраций

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к волоконно-оптическим средствам измерения вибраций, давления и/или объемного напряженного состояния. Датчик вибраций содержит пьезоэлектрический пластинчатый элемент, электроды, нанесенные на боковые поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002670220
Дата охранного документа: 19.10.2018
11.11.2018
№218.016.9c50

Самоустанавливающийся резец с устройством крепления на исполнительном органе машины

Изобретение относится к области машиностроения горнодобывающей и строительной отраслям, в частности к самоустанавливающемуся резцу с устройством крепления на исполнительном органе машины. Технический результат заключается в снижении энергоемкости разрушения горных пород при упрощении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672071
Дата охранного документа: 09.11.2018
05.12.2018
№218.016.a39c

Стенд для измерения энергетических показателей энергоустановок

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения осевого усилия, угловой скорости, крутящего момента при экспериментальных исследованиях турбин и прочих энергоустановок. Стенд включает корпус 1, в котором установлен вращающийся вал 2, опирающийся на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673869
Дата охранного документа: 30.11.2018
21.12.2018
№218.016.aa24

Способ повышения работоспособности человека

Изобретение относится к области медицины, в частности к охране труда. Выполняют физические упражнения и упражнения для глаз, начиная со 2-го часа рабочей смены. Причем в период микропауз в начале каждого часа в течение 30-60 секунд проводят физические упражнения по смене положения конечностей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675579
Дата охранного документа: 19.12.2018
26.12.2018
№218.016.aac5

Способ производства прутковых и проволочных металлоизделий

Изобретение относится к обработке металлов давлением и предназначено для производства прутков и проволоки волочением. Способ включает предварительное формирование на протягиваемой заготовке захватки с заостренным и коническим участками и последующее волочение через рабочий канал монолитной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675710
Дата охранного документа: 24.12.2018
19.01.2019
№219.016.b208

Антигипоксическое средство

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к антигипоксическому средству. Применение пихтового масла, полученного из лапки пихты сибирской, в качестве антигипоксического средства. Вышеописанное средство проявляет выраженные антигипоксические свойства, обладает низкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677472
Дата охранного документа: 17.01.2019
26.01.2019
№219.016.b455

Армированная песчаная фундаментная подушка

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению, а также к конструкциям фундаментных подушек для зданий и сооружений. Армированная песчаная фундаментная подушка включает армирующие слои. Армирующие слои расположены с переменным шагом армирования Δh, определяемым по формуле:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678217
Дата охранного документа: 24.01.2019
16.02.2019
№219.016.bb32

Способ гранулирования флюса

Изобретение относится к способу гранулирования флюсов для сварки углеродистых, легированных сталей и сплавов различного состава. Способ получения гранулированного сварочного флюса включает расплавление шихты, содержащей оксиды и карбиды, с размером фракций 0,1-0,5 мм, формирование капель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680031
Дата охранного документа: 14.02.2019
Showing 21-21 of 21 items.
01.06.2023
№223.018.749e

Стенд гидравлического канала связи

Изобретение относится к устройствам для имитации гидравлического канала передачи данных при строительстве скважин, считывания показаний с измерительных приборов и передачи по запросу показаний в сеть сбора данных и может быть применено для настройки, проведения исследований на этапе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002778813
Дата охранного документа: 25.08.2022
+ добавить свой РИД