Механизмы искривления двигателя

Механизм искривления является неотъемлемым узлом винтовых забойных двигателей, предназначенных для бурения наклонно- направленных и горизонтальных скважин. Механизм искривления предназначен для перекоса осей секций забойного двигателя или самого забойного двигателя относительно нижней части бурильной колонны.

Механизм искривления может устанавливаться над двигателем или между силовой и шпиндельной секциями. В качестве механизма искривления используются искривленные (кривые) переводники и корпусные шарниры.

Искривленные переводники. Жесткий искривленный переводник (с фиксированным перекосом осей) - наиболее простое и распространенное исполнение механизма искривления. Он представляет собой корпусной переводник с ниппельными резьбами по концам, оси которых смещены на определенный угол (до 6°). Двигатели оснащаются комплектом таких переводников, отличающихся углами перекоса. Механизм искривления в этом исполнении применяется при наборе кривизны по большому и среднему радиусам.

Регулируемые на поверхности искривленные переводники начали использоваться с середины 90-х годов в зарубежных винтовых забойных двигателях. Они сконструированы по принципу поворота двух сопряженных цилиндрических элементов, имеющих косой срез.

В отечественных двигателях также постепенно внедряются регулируемые переводники. Известно несколько оригинальных конструкций, в частности переводник искривленный регулируемый (ПИР), разработанный ВНИИБТ (рис. 28).

Рисунок 28. Регулируемый искривленный переводник.

1 –верхний переводник; 2 –нижний переводник; 3 –эластичная труба; 4,5 –кольца; 6 –гайка.

Корпусные шарнирные соединения используются в компоновках винтовых забойных двигателей, как правило, при бурении горизонтальных скважин по малому и среднему радиусам. Различают шарниры с двумя и одной степенью свободы.

Шарниры первого типа устанавливаются над забойным двигателем преимущественно с целью снижения сил сопротивления при перемещении КНБК по стволу скважины.

Шарниры с одной степенью свободы обеспечивают поворот корпуса вокруг оси шарнира на заданный угол только в одной плоскости. Угол перекоса такого шарнира рассчитывается как для искривленного переводника. Поэтому корпусной шарнир должен включать конструктивные элементы, ограничивающие угол перекоса. Для совмещения центра шарниров с осью скважины на их наружной поверхности устанавливают центрирующие элементы или расположенные в нижней части подпоры. Это мероприятие позволяет уменьшить радиус искривления скважины при использовании отклоняющей компоновки.

Одна из конструкций корпусного шарнира приведена на рис. 29.

Рисунок 29. Корпусный шарнир двигателя ДГ-108.

1–верхний переводник; 2–уплотнение; 3–палец; 4–эластичная труба; 5–нижний переводник.