RU2017108105A

RU2017108105A - Забойный двигатель широкого применения

Info

Publication number: RU2017108105A
Application number: RU2017108105A
Authority: RU
Inventors: Йорг ЛЕР
Original assignee: Бейкер Хьюз Инкорпорейтед
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2018-09-27
Also published as: US20160060958A1; EP3186465B1; EP3186465A4; US9663992B2; RU2017108105A3; RU2706997C2; EP3186465A1; WO2016032954A1

Claims

1. Устройство формирования ствола скважины в подземной формации, содержащее:

- буровое долото;

- соединительное устройство, присоединенное к буровому долоту; соединительное устройство, способное передавать крутящий момент и аксиальное давление на буровое долото;

- буровой двигатель, приводимый в действие жидкой средой, находящейся под давлением; буровой двигатель, содержащий:

- статор, и

- ротор, расположенный в статоре и соединенный с соединительным устройством для передачи крутящего момента;

- генератор аксиального давления, связанный с ротором; генератор аксиального давления, имеющий напорную грань, подвергающуюся давлению жидкой среды, протекающей через буровой двигатель; и

- силовой узел, избирательно крепящий статор к стенке ствола скважины.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор аксиального давления содержит прилив, выполненный на соединительном устройстве, и дополнительно содержит:

кожух, охватывающий генератор аксиального давления, отличающееся тем, что прилив поступательно перемещается в камере, образованной между кожухом и соединительным устройством,

отличающееся тем, что соединительное устройство содержит первый канал, передающий жидкую среду от бурового мотора в камеру и второй канал, передающий жидкую среду от бурового мотора в буровое долото.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прилив делит камеру на силовую камеру и разгрузочную камеру, отличающееся тем, что первый зазор между кожухом и соединительным устройством создает жидкостное соединение между силовой камерой и разгрузочной камерой, а второй зазор между кожухом и соединительным устройством создает жидкостное соединение между разгрузочной камерой и затрубным пространством ствола скважины.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что силовой узел содержит несколько расширяющихся в радиальном направлении прижимных башмаков, способных взаимодействовать со стенкой ствола скважины; силовой узел, способный крепить статор бурового мотора к стенке ствола скважины, отличающееся тем, что ротор бурового мотора поступательно перемещается на заранее заданное расстояние, когда статор бурового мотора крепится к стенке ствола скважины.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что прижимные башмаки способны простираться в радиальном направлении на разные расстояния в один и тот же момент времени, придавая тем самым эксцентриситет буровому долоту в стволе скважины.

6. Устройство по п.1, дополнительно содержащее контроллер, функционально соединенный, по меньшей мере, с одним исполнительным механизмом, и сигналом в канале связи, по меньшей мере, с одним датчиком, отличающееся тем, что контроллер запрограммирован управлять, по меньшей мере, одним рабочим параметром бурового долота.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один исполнительный механизм управляет устройством для регулирования расхода и, по меньшей мере, одним рабочим параметром, представляющим собой, по меньшей мере: (i) нагрузку на долото, (ii) число оборотов и (iii) механическую скорость проходки.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один исполнительный механизм управляет устройством для регулирования расхода и, по меньшей мере, одним рабочим параметром, представляющим собой: подскакивание долота на забое, удар, поперечную вибрацию, осевую вибрацию, радиальное усилие на буровой став, подклинку-проворот, биение, изгибающий момент, износ бурового долота, подскакивание долота на забое, биение и осевое усилие на буровой став.

9. Устройство по п.6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один исполнительный механизм управляет устройством для регулирования расхода и рабочим параметром, представляющим собой глубину резания бурового долота.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один исполнительный механизм управляет устройством для регулирования расхода, способным менять нагрузку на долото соответственно заданной схеме.

11. Способ формирования ствола скважины в подземной формации, включающий:

- формирование бурового става, включающего:

- буровое долото;

- буровой двигатель, приводимый в действие жидкой средой, находящейся под давлением; буровой двигатель, содержащий: ротор, расположенный в статоре и соединенный с соединительным устройством для передачи крутящего момента;

- генератор аксиального давления, связанный с ротором; генератор аксиального давления, имеющий напорную грань, находящуюся под давлением жидкой среде, протекающей через буровой двигатель; и

- силовой узел, избирательно крепящий статор к стенке ствола скважины;

- опускание бурового става в ствол скважины; и

- толкание бурового долота в направлении забоя скважины с использованием аксиального давления, генерированного буровым мотором.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что генератор аксиального давления включает прилив, выполненный на соединительном устройстве, и дополнительно включает:

поступательное перемещение прилива в камере, образованной между кожухом и соединительным устройством;

передачу жидкой среды от бурового мотора в камеру по первому каналу; и

передачу жидкой среды от бурового мотора к буровому долоту по второму каналу, который параллелен первому каналу.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что прилив делит камеру на силовую камеру и разгрузочную камеру, и отличающийся тем, что первый зазор отделяет кожух и прилив, а второй зазор отделяет соединительное устройство и кожух, и дополнительно включающий:

образование первым зазором жидкостного соединения между силовой камерой и разгрузочной камерой; и

образование вторым зазором жидкостного соединения между разгрузочной камерой и затрубным пространством ствола скважины.

14. Способ по п.8, отличающийся тем, что силовой узел включает несколько расширяющихся в радиальном направлении прижимных башмаков, способных взаимодействовать со стенкой ствола скважины, и дополнительно включающий:

крепление статора бурового мотора к стенке ствола скважины силовым узлом, отличающийся тем, что ротор бурового мотора поступательно перемещается на заранее заданное расстояние, когда статор бурового мотора крепится к стенке ствола скважины.

15. Способ по п.14, дополнительно включающий придание эксцентриситета буровому долоту в стволе скважины за счет расширения прижимных башмаков в радиальном направлении на разные расстояния.

16. Способ по п.11, управляющий, по меньшей мере, одним рабочим параметром, связанным с буровым долотом, с помощью контроллера функционально соединенного, по меньшей мере, с одним исполнительным механизмом, и сигналом в канале связи, по меньшей мере, с одним датчиком.