RU2191243C2 - Pipeless electric downhole motor - Google Patents
Pipeless electric downhole motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2191243C2 RU2191243C2 RU2000109994/03A RU2000109994A RU2191243C2 RU 2191243 C2 RU2191243 C2 RU 2191243C2 RU 2000109994/03 A RU2000109994/03 A RU 2000109994/03A RU 2000109994 A RU2000109994 A RU 2000109994A RU 2191243 C2 RU2191243 C2 RU 2191243C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric
- electric drill
- electric motor
- shaft
- drilling
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам для бурения и расширения скважин электробуром на кабель-канате. The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to devices for drilling and expansion of wells by an electric drill on a cable rope.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для бурения скважин на кабель-канате с местной промывкой, т.е. без выхода промывочной жидкости на дневную поверхность, в котором реактивный момент снимается путем использования инерции корпуса бурильного агрегата, разгоняемого попеременно в обе стороны до определенной, наперед заданной скорости реверсированием погружного электродвигателя с поверхности. The closest technical solution to the invention is a device for drilling wells on a cable rope with local flushing, i.e. without flushing fluid reaching the day surface, in which the reactive moment is removed by using the inertia of the body of the drill assembly, which is alternately accelerated in both directions to a predetermined, predetermined speed by reversing the submersible motor from the surface.
Этот электробур, спущенный на забой скважины, способен разрушать породу вращающимся долотом при нагрузке, равной весу агрегата. Долото приводится в действие электродвигателем через понижающий редуктор. Агрегат снабжен двухступенчатым центробежным насосом, шламовой трубой для сбора выбуренной породы [1]. This electric drill, lowered to the bottom of the well, is able to destroy the rock with a rotating bit at a load equal to the weight of the unit. The bit is driven by an electric motor through a reduction gear. The unit is equipped with a two-stage centrifugal pump, a slurry pipe for collecting cuttings [1].
Недостатками этого электробура являются:
1. Под воздействием знакопеременных динамических нагрузок от периодического реверса электродвигателя в металлических конструкциях электробура интенсивно нарастает прочностная усталость в местах болтовых соединений и особенно в месте соединения электробура с кабель-канатом.The disadvantages of this electric drill are:
1. Under the influence of alternating dynamic loads from the periodic reverse of the electric motor in the metal structures of the electric drill, the strength fatigue intensively increases at the places of bolted joints and especially at the junction of the electric drill with a cable rope.
2. Изоляция электродвигателя в тяжелых пусковых условиях периодического реверса резко ослабляется, что увеличивает вероятность пробоя на корпус и существенно снижает срок ее службы. Оба указанных обстоятельства требуют применения более надежного и дорогостоящего в изготовлении двигателя. 2. The insulation of the motor in severe starting conditions of periodic reverse is sharply weakened, which increases the likelihood of a breakdown on the housing and significantly reduces its service life. Both of these circumstances require the use of a more reliable and expensive engine.
3. При реверсировании двигателя вследствие замедления частоты вращения и остановки долота в момент реверса средняя частота его вращения будет снижаться и, следовательно, будет замедляться скорость углубки скважины, т.е. будет снижаться производительность буровых работ. 3. When the engine is reversed due to a slowing of the rotational speed and stopping of the bit at the time of the reverse, the average rotational speed will decrease and, therefore, the speed of the well’s bottom will slow down, ie drilling performance will decline.
4. Значительное время затрачивается непосредственно на реверс электробура. 4. Considerable time is spent directly on reversing the electric drill.
Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности и эффективности работы электробура. The objective of the invention is to increase the operational reliability and efficiency of the electric drill.
Поставленная задача решается тем, что верхний фланец корпуса электродвигателя снабжен втулкой, которая посредством осевой опоры вращения соединена с невращающейся частью электробура. К нижнему фланцу корпуса электродвигателя с помощью муфты присоединяется полый цилиндр, к которому крепится колонковое долото. К нижнему концу вала электродвигателя с помощью муфты присоединяется полый цилиндр, к которому крепится пилот-долото. The problem is solved in that the upper flange of the motor housing is provided with a sleeve, which is connected through an axial rotation support to a non-rotating part of the electric drill. A hollow cylinder is attached to the lower flange of the motor housing by means of a coupling, to which a core bit is attached. A hollow cylinder is attached to the lower end of the motor shaft by means of a coupling, to which the pilot bit is attached.
При включении электродвигателя, подвешенного на осевой опоре вращения, его статор и ротор вращаются в противоположных направлениях. Вместе с ними в противоположных направлениях вращаются также колонковое и пилот-долото. Таким образом, в предлагаемом электробуре пилот-долото образует сплошной забой, расширяемый колонковым долотом до диаметра корпуса электробура. When you turn on the electric motor, suspended on an axial support of rotation, its stator and rotor rotate in opposite directions. Together with them, the core and pilot bits also rotate in opposite directions. Thus, in the proposed electric drill, the pilot bit forms a continuous face, expandable by a core bit to the diameter of the electric drill body.
Одновременное вращение ротора и статора в противоположные стороны:
1) позволяет использовать реактивный момент для совершения полезной работы - разрушения породы на забое колонковым долотом;
2) исключает пусковые режимы, обусловленные отсутствием реверса;
3) автоматически снижается абсолютная частота вращения долот, что создает более благоприятный режим их работы и повышает степень использования технического ресурса, заложенного в конструкции буровых долот.Simultaneous rotation of the rotor and stator in opposite directions:
1) allows you to use the reactive moment to perform useful work - the destruction of the rock at the bottom of the core bit;
2) excludes starting conditions due to the lack of reverse;
3) the absolute frequency of rotation of the bits is automatically reduced, which creates a more favorable mode of operation and increases the degree of use of the technical resource incorporated in the design of the drill bits.
Отличительные признаки нам были не известны из патентной и научно-технической информации, и в связи с этим мы считаем, что заявленное нами техническое решение является новым. Distinctive features were not known to us from the patent and scientific and technical information, and in this regard, we believe that the technical solution that we claimed is new.
Заявленная совокупность существенных и отличительных признаков является неизвестной для данной отрасли, и это позволяет нам сделать вывод, что техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". The claimed combination of essential and distinctive features is unknown for this industry, and this allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "inventive step".
На чертеже представлен продольный разрез беструбного электробура. В него входят: корпус электродвигателя 1 с укрепленной на его верхнем корпусе фланце 2 втулки 3, полый вал ротора 4, осевая опора вращения (подшипник) 5, переводник 6, труба 7 с отверстиями 8 на ее верхнем конце, разъемное соединение 9, кабель-канат 10, муфта 11, внутренний вал 12 пилот-долота, пилот-долото 13, внешний вал 14 колонкового долота, муфта 15, колонковое долото 16, вал 17 с лопастями, токоподвод 18, токоподводящие кольца 19 (три штуки), отверстия 20 на нижнем конце внутреннего вала 12 пилот-долота, герметизирующие сальники 21, лубрикатор 22, шламоуловитель, выполненный в виде шлaмосборной трубы 23, опоры вращения 24, корпус электробура 25. The drawing shows a longitudinal section of a tubeless electric drill. It includes: an electric motor housing 1 with a flange 2 of a sleeve 3 mounted on its upper housing, a hollow rotor shaft 4, an axial rotation support (bearing) 5, a sub 6, a pipe 7 with holes 8 at its upper end, a detachable connection 9, the cable rope 10, coupling 11, inner shaft 12 of the pilot bit, pilot bit 13, external shaft 14 of the core bit, coupling 15, core bit 16, shaft 17 with blades, current supply 18, current-supply rings 19 (three pieces), holes 20 on lower end of the inner shaft 12 of the pilot bit, sealing glands 21, lubricator 22, sludge trap, made in the form of a sludge collection pipe 23, rotation support 24, the electric drill body 25.
При включении электробура его внутренний и внешний валы 12 и 14 вращаются в противоположные стороны, уравновешивая взаимно свои реактивные моменты вращения, для чего необходимо и достаточно выполнить два условия:
- должны быть равны между собой моменты инерции масс, вращающихся в разные стороны;
- должны быть уравновешены тормозные моменты, возникающие на пилот-долоте 13 и колонковом долоте 16.When the electric drill is turned on, its inner and outer shafts 12 and 14 rotate in opposite directions, mutually balancing their reactive moments of rotation, for which it is necessary and sufficient to fulfill two conditions:
- moments of inertia of masses rotating in different directions should be equal to each other;
- The braking moments occurring on the pilot bit 13 and the core bit 16 must be balanced.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Электробур спускается в скважину на кабель-канате 10, намотанном на барабане подъемной лебедки. Перед соприкосновением пилот-долота 13 и колонкового долота 16 с забоем включается электродвигатель, и электробур осторожно опускается на забой скважины, создается осевая нагрузка на долота, и начинается бурение. An electric drill descends into the well on a cable-rope 10 wound on a winch drum. Before the pilot bit 13 and the core bit 16 come in contact with the face, the electric motor is turned on and the electric drill carefully lowers to the bottom of the well, axial load on the bits is created, and drilling begins.
Частицы разрушенной породы (шлам) выносятся из-под долот с забоя скважины потоком промывочной жидкости, выходящей из промывочных отверстий пилот-долота 13 и отверстий 20 на внутреннем валу. Шлам с промывочной жидкостью поднимается по кольцевому пространству между электробуром и стенками скважины до верхнего конца шламосборной трубы 23 и вследствие снижения скорости восходящего потока (из-за увеличения площади сечения кольцевого пространства выше ее верхнего конца) оседает в ней. Очищенная от шлака жидкость поднимается до отверстий 8 трубы 7, ниже которой в отверстии переводника 6 установлен вал 17 с лопастями (осевой насос), и прокачивается снова на забой скважины. Вал 17 укреплен на верхнем конце втулки 3 и вращается вместе с ней. The particles of the destroyed rock (sludge) are carried out from under the bits from the bottom of the well with a flow of flushing fluid coming out of the flushing holes of the pilot bit 13 and the holes 20 on the inner shaft. Sludge with flushing fluid rises along the annular space between the electric drill and the well walls to the upper end of the collection pipe 23 and, due to a decrease in the velocity of the upward flow (due to an increase in the cross-sectional area of the annular space above its upper end), settles in it. The liquid purified from slag rises to the holes 8 of the pipe 7, below which a shaft 17 with blades (an axial pump) is installed in the bore of the sub 6 and is pumped again to the bottom of the well. The shaft 17 is mounted on the upper end of the sleeve 3 and rotates with it.
После наполнения шламосборной трубы 23 разрушенной породой электробур извлекается из скважины для очистки ее от выбуренной породы, замены отработанных буровых долот, и цикл бурения можно снова повторять. After filling the sludge collection pipe 23 with the destroyed rock, the electric drill is removed from the well to clean it from the cuttings, replace the spent drill bits, and the drilling cycle can be repeated again.
Для обеспечения более полной очистки промывочной жидкости от частиц разрушенной породы отверстия 8 на трубе 7 должны быть расположены выше верхнего конца шламовой трубы 23, и чем больше будет расстояние между этими отверстиями и верхним концом шламосборной трубы, тем лучше будет происходить очистка промывочной жидкости от шлама. Для нормальной работы электробура уровень промывочной жидкости в скважине всегда должен быть выше отверстий 8 в трубе 7. Для защиты электродвигателя и осевой опоры от воздействия промывочной жидкости внутренняя полость корпуса 1 заполнена маслом и снабжена лубрикатором 22. To ensure a more complete cleaning of the washing liquid from the particles of the destroyed rock, the holes 8 on the pipe 7 should be located above the upper end of the sludge pipe 23, and the greater the distance between these holes and the upper end of the sludge collection pipe, the better will be the cleaning of the washing liquid from sludge. For normal operation of the electric drill, the level of flushing fluid in the well should always be higher than the holes 8 in the pipe 7. To protect the motor and axial support from the effects of flushing fluid, the internal cavity of the housing 1 is filled with oil and equipped with a lubricator 22.
Предлагаемый электробур можно также использовать при бурении на гибких трубах, которые при большой длине колонны не могут воспринимать значительных крутящих моментов. В этом случае электробур позволяет вести бурение с использованием (для промывки забоя скважины и удаления с него шлама) аэрированной жидкости, пенных систем или газового агента, которые используются при вскрытии горизонтов с низким пластовым давлением на забой и уменьшения загрязнения ее естественной проницаемости. В этом случае осевой насос должен быть удален из электробура, отверстия 8 на трубе 7 должны быть заглушены. The proposed electric drill can also be used when drilling on flexible pipes, which, with a large length of the column, can not absorb significant torques. In this case, the electric drill allows drilling using (for washing the bottom of the well and removing sludge from it) aerated fluid, foam systems or a gas agent, which are used to open horizons with low reservoir pressure on the bottom and reduce pollution of its natural permeability. In this case, the axial pump must be removed from the electric drill, the holes 8 on the pipe 7 must be plugged.
Заявленное устройство по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:
- отсутствует необходимость в обеспечении реверсивным механизмом;
- на кабель-канате не возникает реактивных моментов;
- детали электробура не испытывают знакопеременных нагрузок;
- в более благоприятных условиях работает обмотка электродвигателя;
- при работе электробура в безреверсивном режиме на бурение скважины будет затрачиваться меньше времени;
- более высокая эксплуатационная надежность;
- срок службы электробура увеличивается;
- при работе электробура на колонне из гибких труб в ней не будут возникать знакопеременные крутильные нагрузки.The claimed device in comparison with the prototype has the following advantages:
- there is no need to provide a reversing mechanism;
- there are no reactive moments on the cable rope;
- electric drill parts do not experience alternating loads;
- in more favorable conditions, the motor winding works;
- when the electric drill is operating in a non-reversible mode, less time will be spent on drilling a well;
- higher operational reliability;
- the life of the electric drill increases;
- when the electric drill is working on a string of flexible pipes, alternating torsional loads will not occur in it.
Источники информации
1. Степанянц А. К. Вскрытие продуктивных пластов. М.: Недра, 1968 ,с. 334.Sources of information
1. Stepanyants A. K. Opening of productive formations. M .: Nedra, 1968, p. 334.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000109994/03A RU2191243C2 (en) | 2000-04-18 | 2000-04-18 | Pipeless electric downhole motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000109994/03A RU2191243C2 (en) | 2000-04-18 | 2000-04-18 | Pipeless electric downhole motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000109994A RU2000109994A (en) | 2000-12-27 |
RU2191243C2 true RU2191243C2 (en) | 2002-10-20 |
Family
ID=20233618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000109994/03A RU2191243C2 (en) | 2000-04-18 | 2000-04-18 | Pipeless electric downhole motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2191243C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010008356A1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-21 | Suhomlin Nikolay | Electrical drill |
CN103607068A (en) * | 2013-11-18 | 2014-02-26 | 东南大学 | Low-speed motor direct driving mechanism used for top part driving well drilling device |
CN105492719A (en) * | 2013-09-10 | 2016-04-13 | 韦尔泰克有限公司 | Drilling tool |
RU2616956C2 (en) * | 2012-01-11 | 2017-04-18 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Bha electromotor in form of pipe-in-pipe |
RU2723803C2 (en) * | 2018-05-30 | 2020-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Новобур" | Downhole motor gearbox |
-
2000
- 2000-04-18 RU RU2000109994/03A patent/RU2191243C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СТЕПАНЯНЦ А.К. Вскрытие продуктивных пластов. - М.: Недра, 1968, с.334. * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010008356A1 (en) * | 2008-07-15 | 2010-01-21 | Suhomlin Nikolay | Electrical drill |
RU2616956C2 (en) * | 2012-01-11 | 2017-04-18 | Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. | Bha electromotor in form of pipe-in-pipe |
CN105492719A (en) * | 2013-09-10 | 2016-04-13 | 韦尔泰克有限公司 | Drilling tool |
CN105492719B (en) * | 2013-09-10 | 2018-05-04 | 韦尔泰克有限公司 | Boring bar tool |
RU2660703C2 (en) * | 2013-09-10 | 2018-07-09 | Веллтек А/С | Drilling tool |
US10557307B2 (en) | 2013-09-10 | 2020-02-11 | Welltec A/S | Drilling tool |
CN103607068A (en) * | 2013-11-18 | 2014-02-26 | 东南大学 | Low-speed motor direct driving mechanism used for top part driving well drilling device |
CN103607068B (en) * | 2013-11-18 | 2015-11-25 | 东南大学 | Top-drive drilling slowspeed machine direct drive mechanism |
RU2723803C2 (en) * | 2018-05-30 | 2020-06-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Новобур" | Downhole motor gearbox |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3899033A (en) | Pneumatic-kinetic drilling system | |
RU2405904C2 (en) | Drilling assembly for well (versions) and support mechanism and turbine power plant for drilling assembly | |
US7549487B2 (en) | Mandrel and bearing assembly for downhole drilling motor | |
US4773489A (en) | Core drilling tool for boreholes in rock | |
US2898087A (en) | Well drilling apparatus and method | |
CN204163631U (en) | A kind of ultromotivity casing pipe running device | |
CN1730898A (en) | Combined core drilling system driven by downhole motor and impactor | |
CN204728997U (en) | The fragmentation of hydraulic rotary drilling rig down-the-hole enters rock and bores | |
RU2191243C2 (en) | Pipeless electric downhole motor | |
AU2009299632B2 (en) | An apparatus and method for cutting a wellbore | |
CN201738806U (en) | Top driving gear speed reducing device of drilling machine | |
RU84045U1 (en) | ELECTRIC DRILL SUKHOMLINA | |
CA1179668A (en) | Rotating shaft seal and bearing lubricating apparatus | |
CN210977391U (en) | Vortex generator | |
US10968701B2 (en) | Apparatus for drilling an oil well using a downhole powered rotating drill shoe mounted on casing or liner | |
CN202926271U (en) | Hydraulic type under well resistance reducing and adhesion proofing vibrator | |
RU2166604C1 (en) | Turbo-drill | |
RU2087661C1 (en) | Spiral core-taking motor | |
CN1050651C (en) | Rod-free screw-pump oil-extraction equipment | |
RU2007535C1 (en) | Hydrodynamic device for boring cement bridges in wells | |
RU2176017C2 (en) | Method of wellbore cleaning | |
RU2457308C2 (en) | Spindle oil-filled section of hydraulic downhole motor | |
RU2110660C1 (en) | Insert for cutting facility | |
SU1270286A1 (en) | Bit-loading device | |
CN112443291A (en) | Vortex generator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060419 |