RU2369714C1 - Устройство для роторно-шпиндельного бурения скважин - Google Patents
Устройство для роторно-шпиндельного бурения скважин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2369714C1 RU2369714C1 RU2008101018/03A RU2008101018A RU2369714C1 RU 2369714 C1 RU2369714 C1 RU 2369714C1 RU 2008101018/03 A RU2008101018/03 A RU 2008101018/03A RU 2008101018 A RU2008101018 A RU 2008101018A RU 2369714 C1 RU2369714 C1 RU 2369714C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spindle
- shaft
- torsion shaft
- case
- facility
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин. Устройство содержит бурильную колонну, шпиндель с отверстиями и уплотнениями, полым валом и осевой опорой, являющейся конструктивной частью шпинделя, воспринимающей и передающей осевую нагрузку с корпуса на вал шпинделя, и центрирующие элементы. Между бурильной колонной и корпусом шпинделя встроен дополнительный корпус устройства, внутри которого расположен по одной с ним оси торсионный вал, присоединенный к валу шпинделя, а в верхней его части встроена верхняя траверса, в которой выполнены отверстия для установки сменных, различных по диаметру струйных насадок для прохода промывочной жидкости, и гнездо для центрирования верхней пружины, работающей на сжатие и опирающейся на верхнюю траверсу и верхнюю часть торсионного вала. В верхней части дополнительного корпуса встроена нижняя траверса с отверстиями для прохода через них промывочной жидкости и центральным граненым отверстием, в котором размещают граненую часть торсионного вала. Внутри дополнительного корпуса устройства возле его внутренней стенки установлена одна или концентрично две пружины, работающие одновременно или последовательно на сжатие между собой и/или совместно. Пружины, которые установлены возле дополнительного корпуса, установлены на пластину через буртик в нижней части торсионного вала. Нижний конец торсионного вала выполнен с резьбой или со шлицами. Обеспечивается повышение механической скорости проходки скважины и проходки на долото. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин и может использоваться для совершенствования технологии бурения разреза горных пород.
Наиболее близким техническим решением является устройство вращательного бурения, принятое за прототип, состоящее из бурильной колонны, долота и встроенного по одной оси между ними с помощью переводников корпуса, в котором размещены вал, осевая и радиальные опоры, уплотнения, пластинчатые пружины с различными направлениями навивок, соединяющие корпус и вал устройства [SU 1726722 А1, кл. E21B 4/06, опубл. 15.04.92. Бюл. № 14].
Известно устройство вращательного бурения, включающее передачу долоту момента вращения через бурильную колонну, создание осевой динамической нагрузки на долото с учетом технологических параметров процесса бурения и устройства, содержащего узел для передачи статической, через полый вал, и динамической нагрузок [SU 1726722 А1, кл. E21B 4/06, опубл. 15.04.92. Бюл. № 14].
Основные недостатки устройства для вращательного бурения скважин следующие.
В устройстве для одновременной передачи вращающего момента М и осевого усилия на долото G предложено применять витые спаренные пружины с разным направлением навивки, что технически сложно выполнить в связи с ограниченным по диаметру пространством скважины. Для применения таких пружин нет точных расчетов, так как их жесткости вдоль оси, а также на кручение изменяются нелинейно. Следовательно, механизм одновременной передачи М и G малоэффективен, особенно при необходимости поддерживать определенную жесткость передачи G на долото. При этом менять место приложения G по длине (вдоль оси скважин) таких пружин технически сложно. Подбор этого типа и сочетания пружин с целью одновременного гарантированного снижения возможности и необходимости предотвращения резонансных явлений в упругом звене передачи М и G затруднен. Из опыта эксплуатации шпинделя типа ШИП с различными пружинами и пружин в железнодорожных вагонах известно, что потенциальный ресурс их на отказ при осевых усилиях более 20 кН весьма мал и ограничен во времени несколькими часами работы.
Кроме отмеченных есть и другие недостатки, а именно в известном устройстве нет механизма для повышения перепада давления в потоке промывочной жидкости, которым можно создать необходимое гидравлическое осевое усилие GГ на вал шпинделя, когда нельзя применять струйные насадки долота, особенно при бурении с наполнителями для ликвидации поглощений в скважине.
Задачей, на выполнение которой направлено заявляемое техническое решение, является разделение в устройстве для роторно-шпиндельного бурения функций передачи вращающего момента и осевой нагрузки на долото с введением новых элементов.
Технический результат состоит в повышении механической скорости проходки скважины и проходки на долото путем повышения эффективности воздействия вооружения (зубков) долота на породу на забое скважины, увеличения времени работы устройства и долота и кратного увеличения объема выбуриваемой породы.
Указанный технический результат по объекту-устройству достигается тем, что устройство для роторно-шпиндельного бурения содержит бурильную колонну, шпиндель с отверстиями, уплотнениями, полым валом и осевой опорой, являющейся конструктивной частью шпинделя, воспринимающей и передающей осевую нагрузку с корпуса на вал шпинделя, и центрирующие элементы, между бурильной колонной и корпусом встроен дополнительный корпус устройства, внутри дополнительного корпуса расположен по одной с ним оси торсионный вал, присоединенный к валу шпинделя, в верхней части дополнительного корпуса устройства встроена верхняя траверса, в которой выполнены отверстия установки сменных, различных по диаметру струйных насадок для прохода промывочной жидкости, и гнездо для центрирования верхней пружины, работающей на сжатие и опирающейся на верхнюю траверсу и верхнюю часть торсионного вала, в верхней части дополнительного корпуса устройства встроена нижняя траверса с отверстиями для прохода через них промывочной жидкости и центральным граненым отверстием, в котором размещают граненую часть торсионного вала, внутри дополнительного корпуса устройства возле его внутренней стенки установлена одна или концентрично две пружины, работающие одновременно или последовательно на сжатие между собой и/или совместно, при этом пружины, которые установлены возле дополнительного корпуса устройства, установлены на пластину через буртик в нижней части торсионного вала, причем нижний конец торсионного вала выполнен с резьбой или со шлицем.
Причинно-следственная связь между заявляемым техническим результатом и существенными признаками технического решения следующая. Повышение механической скорости обеспечивается тем, что работа устройства отличается воздействием на горную породу путем встраивания между бурильной колонной и шпинделем с осевой опорой, применяемым в забойном двигателе, дополнительного устройства. В дополнительном корпусе этого устройства с торсионным валом, опирающимся на вал шпинделя, расположены несколько стальных пружин, работающих на сжатие, нижняя траверса для передачи вращающего момента М и осевого усилия G на долото, верхняя траверса, закрепленная в дополнительном корпусе устройства выше торсионного вала с возможностью улучшения регулирования гидравлической нагрузки на вал устройства и на долото. Для регулирования гидравлической нагрузки в верхней траверсе изготовлены отверстия для встраивания струйных насадок с расчетными выходными диаметрами и гнездо для центрирования верхней пружины, опирающейся на верхнюю часть торсионного вала.
На чертеже изображено устройство для роторно-шпиндельного бурения скважин, где стрелками обозначены GСЖ, GПР, TП - осевые усилия от веса сжатой части бурильной колонны, от предварительно поджатых пружин и на осевую опору шпинделя; GГ, G - гидравлическое усилие на вал устройства и осевая нагрузка на долото.
Устройство для роторно-шпиндельного бурения скважин содержит бурильную колонну 1, осевую опору 2, являющуюся конструктивной частью шпинделя с корпусом 3, полым валом 4 с отверстиями 5 и уплотнениями 6, и центрирующие элементы 7 (нижний, средний и верхний). Между бурильной колонной 1 и корпусом 3 шпинделя встроен дополнительный корпус 8 устройства. Дополнительный корпус 8 устройства жестко соединен с корпусом 3 шпинделя. Внутри дополнительного корпуса 8 расположен по одной с ним оси торсионный вал 9, присоединенный к валу 4 шпинделя. В верхней части дополнительного корпуса 8 встроена верхняя траверса 10, в которой выполнены отверстия для установки в них сменных, регулируемых по диаметру струйных насадок 11 и гнездо 12. Верхняя траверса зафиксирована контргайкой 13. В верхней части дополнительного корпуса 8 встроена, например, с применением резьбы, нижняя траверса 14 с отверстиями 15 для прохода через них промывочной жидкости, и выполнено центральное граненое отверстие 16, в котором размещена граненая часть 17 торсионного вала 9. Нижняя траверса 14 зафиксирована контргайкой 18. Между граненой частью 17 торсионного вала 9 на его верхнюю часть 19 установлены шайба 20 и верхняя стальная пружина 21, которая для центрирования верхним концом вставлена в гнездо 12. Внутри дополнительного корпуса 8 устройства возле его внутренней стенки установлены одна или концентрично две стальные пружины 22, работающие одновременно или последовательно на сжатие между собой. Стальные пружины 22 установлены на пластину 23 через буртик 27. Сверху стальных пружин 22 расположены опорное кольцо 24 и втулка 25. К нижнему центрирующему элементу 7 присоединено через переводник 26 долото. Пластина 23 установлена на буртик 27 или на нижнюю коническую часть 28 торсионного вала 9. Нижний конец 28 торсионного вала 9 выполнен с резьбой или со шлицами.
Claims (1)
- Устройство для роторно-шпиндельного бурения, содержащее бурильную колонну, шпиндель с отверстиями и уплотнениями, полым валом и осевой опорой, являющейся конструктивной частью шпинделя, воспринимающей и передающей осевую нагрузку с корпуса на вал шпинделя, и центрирующие элементы, отличающееся тем, что между бурильной колонной и корпусом шпинделя встроен дополнительный корпус устройства, внутри дополнительного корпуса расположен по одной с ним оси торсионный вал, присоединенный к валу шпинделя, в верхней части дополнительного корпуса устройства встроена верхняя траверса, в которой выполнены отверстия для установки сменных, различных по диаметру струйных насадок для прохода промывочной жидкости, и гнездо для центрирования верхней пружины, работающей на сжатие и опирающейся на верхнюю траверсу и верхнюю часть торсионного вала, в верхней части дополнительного корпуса устройства встроена нижняя траверса с отверстиями для прохода через них промывочной жидкости и центральным граненым отверстием, в котором размещают граненую часть торсионного вала, внутри дополнительного корпуса устройства возле его внутренней стенки установлена одна или концентрично две пружины, работающие одновременно или последовательно на сжатие между собой и / или совместно, при этом пружины, которые установлены возле дополнительного корпуса устройства, установлены на пластину через буртик в нижней части торсионного вала, причем нижний конец торсионного вала выполнен с резьбой или со шлицами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008101018/03A RU2369714C1 (ru) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Устройство для роторно-шпиндельного бурения скважин |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008101018/03A RU2369714C1 (ru) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Устройство для роторно-шпиндельного бурения скважин |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008101018A RU2008101018A (ru) | 2009-07-20 |
RU2369714C1 true RU2369714C1 (ru) | 2009-10-10 |
Family
ID=41046754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008101018/03A RU2369714C1 (ru) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Устройство для роторно-шпиндельного бурения скважин |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2369714C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106988671B (zh) * | 2017-05-24 | 2023-06-20 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | 一种用于取芯钻机的集成有冲洗排渣系统的动力回转系统 |
-
2008
- 2008-01-09 RU RU2008101018/03A patent/RU2369714C1/ru not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008101018A (ru) | 2009-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2625057C1 (ru) | Амортизационное устройство для колонны бурильных труб | |
AU2008346784B2 (en) | Vibratory unit for drilling systems | |
CN102725475B (zh) | 用于井下电子组件的减少冲击的工具 | |
US10677006B2 (en) | Vibration assembly and method | |
RU2418147C1 (ru) | Калибратор ствола скважины раздвижной | |
CN105909177B (zh) | 振扭复合冲击提速钻头 | |
CN104499941B (zh) | 将钻柱纵向振动转化为钻头扭转冲击的装置 | |
RU2645198C1 (ru) | Осциллятор для бурильной колонны | |
RU2626096C1 (ru) | Демпфер колебаний | |
CN102913165B (zh) | 钻井井下涡轮驱动随钻振动器 | |
CN107246240B (zh) | 自适应扭矩平衡差压式钻头 | |
CN103835654A (zh) | 一种减摩阻增振幅井下工具 | |
CN205558849U (zh) | 利用涡轮产生冲击振荡的井下工具 | |
CN103615211A (zh) | 石油钻井用钻杆高频振动降阻装置 | |
CN202157745U (zh) | 一种具有减振功能的螺杆钻具传动轴总成 | |
RU2364698C1 (ru) | Устройство и способ для роторно-шпиндельного бурения скважин | |
CN107288548B (zh) | 自适应扭矩平衡钻头 | |
RU2369714C1 (ru) | Устройство для роторно-шпиндельного бурения скважин | |
CN106320984A (zh) | 利用涡激振动实现轴向冲击的钻井工具 | |
CN204326969U (zh) | 将钻柱纵向振动转化为钻头扭转冲击的装置 | |
RU2341637C2 (ru) | Малогабаритный винтовой забойный двигатель (варианты) | |
RU2467150C2 (ru) | Амортизатор для бурильной колонны | |
CN210460489U (zh) | 一种钻井用扭转冲击装置 | |
CN116624107A (zh) | 一种随钻机械式可变刚度减振器 | |
RU2369715C1 (ru) | Устройство для роторно-шпиндельного бурения скважин |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130110 |