RU2166602C1 - Turbo-drill - Google Patents
Turbo-drill Download PDFInfo
- Publication number
- RU2166602C1 RU2166602C1 RU2000113898/03A RU2000113898A RU2166602C1 RU 2166602 C1 RU2166602 C1 RU 2166602C1 RU 2000113898/03 A RU2000113898/03 A RU 2000113898/03A RU 2000113898 A RU2000113898 A RU 2000113898A RU 2166602 C1 RU2166602 C1 RU 2166602C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drill
- turbo
- shaft
- core
- rotor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники, которая используется для бурения нефтяных и газовых скважин и в более узком подразделении - к забойным двигателям - турбобурам, которые приводят во вращение долото, разрушающее забой скважин. The invention relates to the field of technology, which is used for drilling oil and gas wells and in a narrower unit - to downhole motors - turbodrills, which rotate the bit, destroying the bottom of the wells.
Аналогом нашего изобретения является колонковое турбодолото с вращающимся корпусом-ротором (см.Р.А.Иоаннесян "Основы теории и техники турбинного бурения", Гостоптехиздат, 1953 г. , Москва, стр.137). Однако конструкция этого турбодолота не позволяла разрушать образующийся при бурении керн, так как через нижний конец его полой оси пропускалась до шарошек буровой головки керноприемная труба. An analogue of our invention is a core turbo chisel with a rotating rotor body (see R.A. Ioannesyan "Fundamentals of Theory and Technology of Turbine Drilling", Gostoptekhizdat, 1953, Moscow, p. 137). However, the design of this turbo bit did not allow to destroy the core formed during drilling, since a core-receiving pipe passed through the lower end of its hollow axis to the cone of the drill head.
Ближайшим аналогом нашего изобретения является инструмент, выполненный по патенту Российской Федерации N 2100559 (27.12.97 г., бюл. N 36). The closest analogue of our invention is a tool made according to the patent of the Russian Federation N 2100559 (12/27/97, bull. N 36).
В этом патенте описан турбобур, корпус которого вращается ротором буровой установки через колонну бурильных труб, на нижнем конце которой он закреплен. This patent describes a turbo-drill, the casing of which is rotated by the rotor of the drilling rig through a drill pipe string, at the lower end of which it is fixed.
На нижнем торце корпуса турбобура закреплена алмазная кернообразующая коронка. Внутреннее долото, "утопленное" в корпусе турбобура, закреплено на нижнем конце его вала. Назначение внутреннего долота - разбуривать керн, обуриваемый алмазной коронкой. Единственным, но весьма серьезным недостатком ближайшего аналога является тот факт, что по соображениям прочности бурильной колонны корпусную алмазную коронку нельзя вращать с частотой более чем 120-250 об/мин. Это обстоятельство является главной причиной, ограничивающей механическую скорость бурения, а следовательно и его эффективность. A diamond core-forming crown is fixed on the lower end of the turbodrill body. The internal bit, "recessed" in the turbodrill body, is fixed on the lower end of its shaft. The purpose of the internal bit is to drill a core drilled with a diamond crown. The only, but very serious drawback of the closest analogue is the fact that, for reasons of the strength of the drill string, the case diamond core cannot be rotated with a frequency of more than 120-250 rpm. This circumstance is the main reason limiting the mechanical drilling speed, and therefore its effectiveness.
Данное изобретение позволяет снять это ограничение и дает возможность поднять частоту вращения корпусной коронки до уровня в 1000-1500 об/мин. При этом повышается и эффективность работы внутреннего керноразрушающего долота, так как оно может выполняться шарошечным с герметизированными опорами. This invention allows to remove this restriction and makes it possible to raise the frequency of rotation of the housing crown to a level of 1000-1500 rpm At the same time, the efficiency of the internal core-destructing bit is also increased, since it can be performed cone with sealed supports.
Сущность изобретения заключается в создании турбобура, вращающийся корпус-ротор которого имеет связанную с ним кернообразующую коронку, закрепленную с помощью резьбы на нижнем конце керноприемного корпуса, который своим верхним концом закреплен на нижней резьбе соединительного переводника корпуса турбобура. Вал турбобура своим верхним концом закреплен на нижней трубе бурильной колонны; на его нижнем конце с помощью резьбы гайки-переводника крепится долото, которое размещается внутри керноприемного корпуса. The essence of the invention lies in the creation of a turbo-drill, the rotating rotor body of which has a core-forming crown connected with it, fixed with a thread on the lower end of the core-receiving body, which is fixed with its upper end to the lower thread of the connecting adapter of the turbo-drill body. The shaft of the turbodrill with its upper end is fixed to the lower pipe of the drill string; at its lower end, using a thread of a nut-sub, a chisel is mounted, which is located inside the core receiver body.
Расстояние от нижнего торца кернообразующей коронки до породоразрушающей поверхности внутреннего долота, связанного с валом турбобура посредством гайки-переводника, выбирается в пределах диапазона значений от одного до десяти метров. Подобная конструкция турбобура позволяет большую часть площади забоя скважины, представленного "башней" - колонной керна, не разбуривать, а раздавливать и ломать, что существенно увеличивает эффективность процесса углубления ствола скважины. The distance from the lower end of the core-forming crown to the rock-cutting surface of the inner bit connected to the turbo-drill shaft by means of a sub-nut is selected within the range of values from one to ten meters. A similar design of the turbodrill allows most of the bottom hole area represented by the "tower" - the core string to not be drilled, but crushed and broken, which significantly increases the efficiency of the wellbore deepening process.
Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 приведена общая сборка турбобура. На фиг. 2 - сечение "А-А" турбобура. In FIG. 1 shows a general assembly of a turbodrill. In FIG. 2 - section "AA" turbodrill.
Верхний ниппельный переводник 1 корпуса 2 турбобура и нижний соединительный переводник 3 за счет осевого усилия сжатия крепят в корпусе 2 роторные ступени давления 4 турбины; роторные элементы 5 одной или нескольких радиальных опор и подпятники 6. Вал 7 турбобура своим верхним резьбовым концом крепится к нижней трубе 8 бурильной колонны. The upper nipple sub 1 of the housing 2 of the turbodrill and the lower connecting sub 3 due to the axial compression force are mounted in the housing 2 of the rotor pressure stage 4 of the turbine; rotor elements 5 of one or more radial bearings and thrust bearings 6. The shaft 7 of the turbodrill is fastened with its upper threaded end to the lower pipe 8 of the drill string.
На валу 7 турбобура с помощью гайки-переводника 9 крепятся статорные ступени давления 10 турбины; статорные элементы 11 радиальных опор; диски 12 осевой пяты; фонарь 13. В своей верхней части вал 7 турбобура имеет внутреннюю полость 14, которая гидравлически связывает внутреннюю полость бурильной колонны с надтурбинной полостью 15 корпуса 2 через окна 16 и фонарь 13 вала 7. Проставочные втулки 17 дисков 12 осевой пяты позволяют зафиксировать корпус 2 турбобура на его валу 7 с осевым люфтом до 14 мм. К нижнему торцу гайки-переводника 9 на резьбе крепится внутреннее долото 18. Гайка-переводник 9 имеет окна 19, которые гидравлически связывают внутреннюю полость гайки-переводника 9 со ступенями давления турбины. К нижнему соединительному переводнику 3 корпуса 2 турбобура на резьбе крепится керноприемный корпус 20, который на своей внутренней поверхности имеет продольные, либо спиральные канавки 21 (см. фиг. 2). К нижнему концу керноприемного корпуса 20 на резьбе крепится кернообразующая алмазная, либо поликристаллическая алмазная коронка 22. On the shaft 7 of the turbodrill with the help of a sub-nut 9, the stator stages of pressure 10 of the turbine are attached; stator elements 11 of radial bearings; discs 12 of the axial heel; lantern 13. In its upper part, the shaft of the turbo-drill 7 has an internal cavity 14, which hydraulically connects the internal cavity of the drill string to the turbine cavity 15 of the casing 2 through the windows 16 and the lantern 13 of the shaft 7. The spacer sleeves 17 of the disks 12 of the axial heel allow fixing the casing 2 of the turbo-drill on its shaft 7 with an axial play of up to 14 mm. An
Роторные 4 и статорные 10 ступени турбины выполняются с лопаточными венцами либо высоко, либо низко циркулятивного типа, что обеспечивает изменение коэффициента гидравлического сопротивления турбины в функциональной связи с частотой вращения корпуса-ротора турбобура. The rotor 4 and stator 10 stages of the turbine are made with blade crowns either of high or low circulating type, which provides a change in the coefficient of hydraulic resistance of the turbine in functional connection with the rotational speed of the rotor body of the turbodrill.
Работа турбобура. Work turbodrill.
Турбобур в комплексе всех вышеописанных элементов его конструкции, закрепленный на конце бурильной колонны, подводится к забою скважины, после чего включаются буровые насосы. Начинается обычный процесс бурения, при котором бурильная колонна с частотой 15-60 об/мин вращается ротором буровой установки, вращая вал 7 турбобура, который своим верхним концом закреплен с помощью резьбы на нижней трубе бурильной колонны. Корпус-ротор турбобура вращается на своем валу 7 с частотой до 1500 об/мин. Кернообразующая алмазная коронка 22 начинает обуривать "башню"-колонну керна большого диаметра, который начинает заходить в керноприемный корпус 20; так вплоть до соприкосновения с внутренним долотом 18. До этого момента корпус 2 турбобура находится в крайнем "нижнем" положении, при котором подпятники 6 своей нижней торцовой стороной опираются на верхнюю торцовую поверхность дисков 12 осевой пяты. Бурильщик наблюдает за частотным режимом работы турбобура по давлению на выкидах насосов. В моменты, когда ротор турбобура выходит на режимы работы, близкие к холостым частотам вращения, бурильщик резко подает инструмент к забою на 10-50 мм. A turbodrill in the complex of all the elements of its construction described above, mounted on the end of the drill string, is led to the bottom of the well, after which the mud pumps are turned on. The usual drilling process begins, in which the drill string with a frequency of 15-60 rpm is rotated by the rotor of the drilling rig, rotating the shaft 7 of the turbodrill, which is fastened with its upper end to the bottom pipe of the drill string. The turbodrill rotor housing rotates on its shaft 7 with a frequency of up to 1500 rpm. A core-forming diamond crown 22 begins to drill a “tower” -column of large-diameter core, which begins to enter the
При этом вращающееся с низкой частотой внутреннее долото 18 сжимает с большим продольным усилием колонну керна, ломает и мнет ее. В керне образуются многочисленные трещины и выколы, по которым внутрь него проникает буровой раствор и его фильтрат. Трещины и фильтрующаяся в керн жидкость многократно ослабляют и в еще большей мере дезинтегрируют его, что в свою очередь существенно увеличивает эффективность работы долота 18 по его окончательному разрушению. Обломки керна по канавкам 21 керноприемного корпуса 20 и промывочным каналом коронки 22 потоком бурового раствора (проходящего через ступени давления 4 и 10 турбины; через окна 19 гайки-переводника 9 и ее внутреннюю полость и далее через центральный промывочный канал долота 18) выносятся в кольцевое пространство за корпусом 2 турбобура. Таким образом механизмом, лимитирующим механическую скорость бурения, является алмазная коронка 22, которую корпус-ротор турбобура вращает с частотой в 4 - 10 раз большей, чем у ближайшего аналога-прототипа. At the same time, the
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000113898/03A RU2166602C1 (en) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | Turbo-drill |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000113898/03A RU2166602C1 (en) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | Turbo-drill |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2166602C1 true RU2166602C1 (en) | 2001-05-10 |
Family
ID=20235594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000113898/03A RU2166602C1 (en) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | Turbo-drill |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2166602C1 (en) |
-
2000
- 2000-06-02 RU RU2000113898/03A patent/RU2166602C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10961791B2 (en) | Method and apparatus to rotate subsurface wellbore casing | |
US4773489A (en) | Core drilling tool for boreholes in rock | |
US20100126773A1 (en) | Drilling apparatus and system for drilling wells | |
CA2604002A1 (en) | Drilling with casing | |
RU2626096C1 (en) | Vibration damper | |
CN102086756A (en) | Hole-dilating drill for pressure reduction and speed acceleration | |
GB2454900A (en) | Self circulating drill bit | |
RU2166602C1 (en) | Turbo-drill | |
RU2100559C1 (en) | Tool for well drilling | |
CN106812462B (en) | A kind of multidimensional percussion drilling tool | |
US2336336A (en) | Rotary turbine bit | |
CN113006696B (en) | Drillable reamer for casing running operation | |
CN207048680U (en) | Reaming while drilling drill bit | |
US6446725B2 (en) | Rotating casing assembly and method | |
RU2203380C1 (en) | Screw positive-displacement motor with turbine activator | |
RU2781653C1 (en) | Turbine drive of the shoe-bit for drilling a complicated section of the well | |
SU794139A1 (en) | Well-drilling method | |
RU2166604C1 (en) | Turbo-drill | |
RU214699U1 (en) | Filter shoe | |
CN211974883U (en) | Large cutting head of double-speed double-center drilling speed-increasing equipment for increasing drilling speed of oil and gas well | |
RU189972U1 (en) | BASHMAK WITH POWER DRIVE | |
RU2110660C1 (en) | Insert for cutting facility | |
RU2071541C1 (en) | Device for drilling boreholes in sea bottom | |
RU2134764C1 (en) | Device for drilling bore-holes by planetary drill bit method | |
RU2192533C2 (en) | Downhole motor bit shaft |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040603 |